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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024118091
(43)【公開日】2024-08-30
(54)【発明の名称】プラズマ処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20240823BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20240823BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 101B
H01L21/302 101C
H01L21/302 101D
H05H1/46 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023024287
(22)【出願日】2023-02-20
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100122507
【弁理士】
【氏名又は名称】柏岡 潤二
(72)【発明者】
【氏名】三上 広高
【テーマコード（参考）】
2G084
5F004
【Ｆターム（参考）】
2G084AA02
2G084BB05
2G084BB14
2G084CC02
2G084CC04
2G084CC05
2G084CC12
2G084CC13
2G084CC15
2G084CC16
2G084CC33
2G084DD23
2G084DD37
2G084DD38
2G084DD55
2G084FF15
2G084HH05
2G084HH06
2G084HH22
2G084HH26
2G084HH28
2G084HH43
5F004AA01
5F004AA05
5F004AA16
5F004BA08
5F004BA09
5F004BA13
5F004BA14
5F004BB08
5F004BB12
5F004BB13
5F004BB14
5F004BB22
5F004BB23
5F004BB25
5F004BB26
5F004BD03
5F004CA03
5F004CB05
(57)【要約】
【課題】異なる密度分布を有する安定したプラズマを交互に形成可能とする技術を提供する。
【解決手段】開示されるプラズマ処理装置では、チャンバ内でプラズマを生成するために第１の高周波電力が供給される。第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、バイアス用の高周波電力が第２の高周波電力から第３の高周波電力に切り替えられる。第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、バイアス用の高周波電力が第３の高周波電力から第２の高周波電力に切り替えられる。第２の高周波電力と第３の高周波電力バイアスとの間でのバイアス用の高周波電力の切替は、繰り返される。第２の高周波電力の供給中のチャンバ内の磁場と第３の高周波電力の供給中のチャンバ内の磁場は互いに異なる。
【選択図】図４
【解決手段】開示されるプラズマ処理装置では、チャンバ内でプラズマを生成するために第１の高周波電力が供給される。第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、バイアス用の高周波電力が第２の高周波電力から第３の高周波電力に切り替えられる。第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、バイアス用の高周波電力が第３の高周波電力から第２の高周波電力に切り替えられる。第２の高周波電力と第３の高周波電力バイアスとの間でのバイアス用の高周波電力の切替は、繰り返される。第２の高周波電力の供給中のチャンバ内の磁場と第３の高周波電力の供給中のチャンバ内の磁場は互いに異なる。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマ処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第３の高周波電源であって、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該第３の高周波電源と、
前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記第３の高周波電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第３の高周波電源に前記第３の高周波電力を供給させ、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧に基づいて前記第１の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｆ） 前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記第３の高周波電源による前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返し、
（ｈ） 前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第３の高周波電源であって、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該第３の高周波電源と、
前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記第３の高周波電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第３の高周波電源に前記第３の高周波電力を供給させ、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧に基づいて前記第１の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｆ） 前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記第３の高周波電源による前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返し、
（ｈ） 前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
【請求項2】
プラズマ処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第３の高周波電源であって、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該第３の高周波電源と、
前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記第３の高周波電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記高周波検出器によって測定された前記第２の高周波電力の電圧に基づいて前記第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第３の高周波電源に前記第３の高周波電力を供給させ、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第３の高周波電力の電圧に基づいて前記第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｆ） 前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記第３の高周波電源による前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返し、
（ｈ） 前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第３の高周波電源であって、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該第３の高周波電源と、
前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記第３の高周波電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記高周波検出器によって測定された前記第２の高周波電力の電圧に基づいて前記第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第３の高周波電源に前記第３の高周波電力を供給させ、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第３の高周波電力の電圧に基づいて前記第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｆ） 前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記第３の高周波電源による前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返し、
（ｈ） 前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
【請求項3】
前記高周波検出器は、前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を少なくとも前記（ｂ）の実行後から継続して測定する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項4】
前記高周波検出器は、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を少なくとも前記（ｂ）の実行後から継続して測定する、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項5】
前記高周波検出器は、前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を少なくとも前記（ｂ）の実行後から、０秒より大きく１０秒以下の測定間隔で間欠的に測定する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項6】
前記高周波検出器は、前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を少なくとも前記（ｂ）の実行後から、０秒より大きく１０秒以下の測定間隔で間欠的に測定する、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項7】
前記高周波検出器は、高周波電圧検出器である、請求項１～６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項8】
前記第１の周波数は、４０ＭＨｚ以上１５０ＭＨｚ以下である、請求項１～６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項9】
前記第２の周波数は、１ＭＨｚ以上５０ＭＨｚ以下である、請求項１～６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項10】
前記第３の周波数は、１０ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下である、請求項１～６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項11】
プラズマ処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第４の繰り返し周波数をもって周期的に電圧パルスを前記基板支持部に印加するように構成された直流電源であって、前記第４の繰り返し周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該直流電源と、
前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器と、
前記電圧パルスの電圧を測定するように構成された電圧検出器と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記直流電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記直流電源に前記電圧パルスを印加させ、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力の電圧に基づいて前記第１の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得し、かつ前記電圧検出器により前記電圧パルスの電圧を測定し、
（ｆ） 前記電圧パルスの電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記電圧パルスの電圧が１００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記直流電源による前記電圧パルスの印加を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返し、
（ｈ） 前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第４の繰り返し周波数をもって周期的に電圧パルスを前記基板支持部に印加するように構成された直流電源であって、前記第４の繰り返し周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該直流電源と、
前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器と、
前記電圧パルスの電圧を測定するように構成された電圧検出器と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記直流電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記直流電源に前記電圧パルスを印加させ、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力の電圧に基づいて前記第１の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得し、かつ前記電圧検出器により前記電圧パルスの電圧を測定し、
（ｆ） 前記電圧パルスの電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記電圧パルスの電圧が１００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記直流電源による前記電圧パルスの印加を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返し、
（ｈ） 前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、プラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
プラズマ処理装置が、基板に対するプラズマ処理において用いられている。下記の特許文献１に開示されたプラズマ処理装置は、下部電極と、複数の電磁石と、第１の高周波電源と、第２の高周波電源とを備える。第１の高周波電源は、下部電極に接続され、第１の周波数を有する周波電力を供給する。第２の高周波電源は、下部電極に接続され、第１の周波数よりも高い第２の周波数を有する高周波電力を供給する。第１の高周波電源が第１の周波数の高周波電力を供給する際、各電磁石は処理空間において磁界を発生させず、第２の高周波電源が第２の周波数の高周波電力を供給する際、各電磁石は処理空間において磁界を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３－１４９７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、異なる密度分布を有する安定したプラズマを交互に生成可能とする技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバと、基板支持部と、少なくとも二つの電磁石と、第１の高周波電源と、第２の高周波電源と、第３の高周波電源と、高周波検出器と、制御部とを備える。チャンバは、プラズマ処理空間を提供する。基板支持部は、チャンバ内に設けられている。少なくとも二つの電磁石は、チャンバ内に磁場を形成するように構成されている。プラズマ処理空間は、該少なくとも二つの電磁石の各々と基板支持部との間に介在する。第１の高周波電源は、ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成されている。第２の高周波電源は、プラズマから基板支持部にイオンを引き込むために、第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を基板支持部に供給するように構成されている。第３の高周波電源は、プラズマから基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を基板支持部に供給するように構成されている。第３の周波数は、第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる。高周波検出器は、第１の高周波電力、第２の高周波電力及び第３の高周波電力の各々の電圧を測定する。制御部は、工程（ａ）において、チャンバ内でプラズマを生成するために第１の高周波電源に第１の高周波電力を供給させる。制御部は、工程（ｂ）において、工程（ａ）の実行中に第２の高周波電源に第２の高周波電力を供給させる。制御部は、工程（ｃ）において、高周波検出器によって測定された第１の高周波電力及び第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて第１の高周波電力及び第２の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得する。制御部は、工程（ｄ）において、第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧が第１の高周波電力のピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、工程（ｂ）における第２の高周波電源による第２の高周波電力の供給を停止しつつ、第３の高周波電源に第３の高周波電力を供給させる。制御部は、工程（ｅ）において、高周波検出器によって測定された第１の高周波電力及び第３の高周波電力の各々の電圧に基づいて第１の高周波電力及び第３の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得する。制御部は、工程（ｆ）において第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧が第１の高周波電力のピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、工程（ｄ）における第３の高周波電源による第３の高周波電力の供給を停止しつつ、第２の高周波電源に第２の高周波電力を供給させる。制御部は、工程（ｃ）、工程（ｄ）、（ｅ）、及び（ｆ）を繰り返す。制御部は、工程（ｂ）及び工程（ｆ）の各々におけるチャンバ内の磁場と（ｄ）におけるチャンバ内の磁場が互いに異なるように少なくとも二つの電磁石を制御する。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、異なる密度分布を有する安定したプラズマを交互に形成可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。
【図2】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を説明するための図である。
【図4】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法の流れ図である。
【図5】図５（ａ）は、第２の周波数を有する第２の高周波電力が供給されたときの基板の位置と基板のエッチレートとの関係の一例を示すグラフである。図５（ｂ）は、第３の周波数を有する第３の高周波電力が供給されたときの基板の位置と基板のエッチレートとの関係の一例を示すグラフである。
【図6】他の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を説明するための図である。
【図7】他の例示的実施形態に係るプラズマ処理方法の流れ図である。
【図8】他の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【0009】
図１は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置１は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、基板支持部１１及びプラズマ生成部１２を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部２０に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム４０に接続される。基板支持部１１は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
【0010】
プラズマ生成部１２は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ；ＣａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ；Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、ＥＣＲプラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ－ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Ｈｅｌｉｃｏｎ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）、又は、表面波プラズマ（ＳＷＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）等であってもよい。また、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部及びＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。
【0011】
制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、処理部２ａ１、記憶部２ａ２及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａにより実現される。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部２ａ２に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部２ａ２に格納され、処理部２ａ１によって記憶部２ａ２から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ２ａに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース２ａ３に接続されている通信回線であってもよい。処理部２ａ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。
【0012】
以下に、プラズマ処理装置１の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図２は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を説明するための図である。
【0013】
容量結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁される。
【0014】
基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを有する。ウェハは基板Ｗの一例である。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。従って、中央領域１１１ａは、基板Ｗを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域１１１ｂは、リングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。
【0015】
一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。基台１１１０の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するＲＦ電源３１及び／又はＤＣ電源３２に結合される少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極がセラミック部材１１１１ａ内に配置されてもよい。この場合、少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極が下部電極として機能する。後述するバイアスＲＦ信号及び／又はＤＣ信号が少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極に供給される場合、ＲＦ／ＤＣ電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極１１１１ｂが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部１１は、少なくとも１つの下部電極を含む。
【0016】
リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、１又は複数の環状部材は、１又は複数のエッジリングと少なくとも１つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。
【0017】
また、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路１１１０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路１１１０ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路１１１０ａが基台１１１０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック１１１１のセラミック部材１１１１ａ内に配置される。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。
【0018】
シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、少なくとも１つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。
【0019】
ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも１つの流量変調デバイスを含んでもよい。
【0020】
電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ生成部１２の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を少なくとも１つの下部電極に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。
【0021】
一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給される。
【0022】
第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。バイアスＲＦ信号の周波数は、ソースＲＦ信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。
【0023】
また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、少なくとも１つの下部電極に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のＤＣ信号は、少なくとも１つの下部電極に印加される。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、少なくとも１つの上部電極に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、少なくとも１つの上部電極に印加される。
【0024】
種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号がパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第１のＤＣ生成部３２ａと少なくとも１つの下部電極との間に接続される。従って、第１のＤＣ生成部３２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第２のＤＣ生成部３２ｂ及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも１つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。
【0025】
排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
【0026】
図２に示すように、基板Ｗは、例えば、中心軸線Ｚ上に、その中心が位置するように、基板支持部１１上に載置される。中心軸線Ｚは、例えば、プラズマ処理チャンバ１０及びプラズマ処理空間１０ｓの中心軸線であり、鉛直方向に延びている。また、基板支持部１１の中心軸線は、中心軸線Ｚに略一致している。即ち、基板支持部１１上の基板Ｗの中心は、中心軸線Ｚ上に位置している。
【0027】
第１のＲＦ生成部３１ａは、一実施形態の第１の高周波電源であり、ソースＲＦ信号、即ち第１の高周波電力を下部電極に供給するように構成されている。第１のＲＦ生成部３１ａは、下部電極ではなく上部電極に第１の高周波電力を供給してもよい。第１の高周波電力は、第１の周波数を有する。第１の周波数は、例えば、４０ＭＨｚ以上１５０ＭＨｚ以下である。第１の周波数は、例えば、１００ＭＨｚである。
【0028】
第２のＲＦ生成部３１ｂは、第２の高周波電源３１１及び第３の高周波電源３１２を含む。第２の高周波電源３１１は、インピーダンス整合回路を介して下部電極に電気的に結合されている。第２の高周波電源３１１は、バイアスＲＦ信号、即ち第２の高周波電力を下部電極に供給するように構成されている。第２の高周波電力は、第２の周波数を有する。第２の周波数は、第１の周波数よりも低い。第２の周波数は、例えば、１ＭＨｚ以上５０ＭＨｚ以下である。第２の周波数は、例えば、４０ＭＨｚである。
【0029】
第３の高周波電源３１２は、別のインピーダンス整合回路を介して下部電極に電気的に結合されている。第３の高周波電源３１２は、別のバイアスＲＦ信号、即ち第３の高周波電力を下部電極に供給するように構成されている。第３の高周波電力は、第３の周波数を有する。第３の周波数は、第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる。第３の周波数は、第２の周波数よりも低くてもよい。第３の周波数は、例えば、１０ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下である。第３の周波数は、例えば、４００ｋＨｚである。
【0030】
第１の高周波電力、第２の高周波電力及び第３の高周波電力は、例えば、電源３０から下部電極までの共通の給電ライン３４上をそれぞれ通過する。プラズマ処理装置１では、シャワーヘッド１３から処理ガスがプラズマ処理空間１０ｓへ導入され、電源３０から供給される高周波電力によってプラズマ処理空間１０ｓにおいて下部電極から上部電極へ向かう電界が発生する。
【0031】
プラズマ処理装置１は、第１の高周波電力、第２の高周波電力及び第３の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器５０を備える。高周波検出器５０は、例えば、給電ライン３４上の測定点３４ａにおいて当該電圧を測定する。高周波検出器５０は、第１の高周波電圧検出器５２、第２の高周波電圧検出器５４及び第３の高周波電圧検出器５６を備える。第１の高周波電圧検出器５２は、第１の周波数を有する第１の高周波電力を選択的に通過させるフィルタ５１を介して測定点３４ａに接続されている。第１の高周波電圧検出器５２は、第１の高周波電力の電圧Ｖ１を測定するように構成されている。第２の高周波電圧検出器５４は、第２の周波数を有する第２の高周波電力を選択的に通過させるフィルタ５３を介して測定点３４ａに接続されている。第２の高周波電圧検出器５４は、第２の高周波電力の電圧Ｖ２を測定するように構成されている。さらに、第３の高周波電圧検出器５６は、第３の周波数を有する第３の高周波電力を選択的に通過させるフィルタ５５を介して測定点３４ａに接続されている。第３の高周波電圧検出器５６は、第３の高周波電力の電圧Ｖ３を測定するように構成されている。第１の高周波電圧検出器５２、第２の高周波電圧検出器５４及び第３の高周波電圧検出器５６には、測定された各々の電圧を解析可能な制御部２が接続されている。なお、第１の高周波電力の電圧が上部電極に供給される場合には、高周波検出器５０のうちフィルタ５１及び第１の高周波電圧検出器５２は上部電極に接続されていてもよい。
【0032】
図２に示すように、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石６０を備える。プラズマ処理空間１０ｓは該少なくとも二つの電磁石６０の各々と基板支持部１１との間に介在する。図２に示す例では、プラズマ処理装置１は、少なくとも二つの電磁石６０として、複数の電磁石６１～６４を含んでいる。図３は、図２に示す電磁石の一例を示す平面図である。図３においては、プラズマ処理空間１０ｓ側から視た複数の電磁石６１～６４が示されている。複数の電磁石６１～６４は、プラズマ処理チャンバ１０の上又は上方に設けられている。図２に示す例では、複数の電磁石６１～６４は、上部電極の上に設けられている。
【0033】
図２及び図３に示す例では、電磁石６１～６４はそれぞれ、コイル８１～８４を含んでいる。コイル８１～コイル８４のそれぞれは、中心軸線Ｚの周りで巻かれている。コイル８１～８４は、それぞれ環状を呈する。コイル８１～８４のそれぞれは、同一の高さ位置において、同軸に設けられている。
【0034】
電磁石６０は、ボビン７０（又はヨーク）を更に含んでいる。コイル８１～８４は、ボビン７０（又はヨーク）に巻き付けられている。ボビン７０は、例えば磁性材料から形成されている。ボビン７０は、柱状部７１、複数の円筒部７２～７５、及びベース部７６を有している。ベース部７６は、略円盤形状を有しており、その中心軸線は中心軸線Ｚに一致している。柱状部７１及び複数の円筒部７２～７５は、ベース部７６の下面から下方に延びている。柱状部７１は、略円柱形状を有しており、その中心軸線は中心軸線Ｚに略一致している。柱状部７１の半径Ｌ１は、例えば、６０ｍｍである。円筒部７２～７５は、中心軸線Ｚに対して径方向において、柱状部７１の外側で延在している。
【0035】
円筒部７２～７５の各々は、鉛直方向に延びる円筒形状を有している。円筒部７２～７５の中心軸線は、中心軸線Ｚに略一致している。即ち、円筒部７２～７５は、同軸状に設けられている。円筒部７２の半径Ｌ２、円筒部７３の半径Ｌ３、円筒部７４の半径Ｌ４、及び、円筒部７５の半径Ｌ５は、半径Ｌ１よりも大きく、Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌ５の関係を有する。例えば、半径Ｌ２、半径Ｌ３、半径Ｌ４、半径Ｌ５はそれぞれ、７６ｍｍ、１２７ｍｍ、１７８ｍｍ、２２９ｍｍである。なお、半径Ｌ２は円筒部７２の内周面と外周面の間の径方向における中間位置と中心軸線Ｚとの間の距離である。半径Ｌ３は円筒部７３の内周面と外周面の間の径方向における中間位置と中心軸線Ｚとの間の距離である。半径Ｌ４は円筒部７４の内周面と外周面の間の径方向における中間位置と中心軸線Ｚとの間の距離である。半径Ｌ５は円筒部７５の内周面と外周面の間の径方向における中間位置と中心軸線Ｚとの間の距離である。
【0036】
コイル８１は、柱状部７１の外周面に沿って巻かれており、柱状部７１と円筒部７２の間の溝の中に収容されている。コイル８２は、円筒部７２の外周面に沿って巻かれており、円筒部７２と円筒部７３の間の溝の中に収容されている。コイル８３は、円筒部７３の外周面に沿って巻かれており、円筒部７３と円筒部７４の間の溝の中に収容されている。コイル８４は、円筒部７４の外周面に沿って巻かれており、円筒部７４と円筒部７５の間の溝の中に収容されている。
【0037】
電磁石６１～６４に含まれるコイル８１～８４には、磁場用電源３３が接続されている。図３に示す例では、電磁石６１～６４のそれぞれのコイル８１～８４には、単一の電流源である磁場用電源３３が接続されている。電磁石６１～６４のそれぞれは、コイル８１～８４のそれぞれと、磁場用電源３３とを含む。複数の電磁石６０を制御するとは、例えば、磁場用電源３３を制御することを指す。電磁石６１～６４に含まれるコイル８１～８４に対する磁場用電源３３からの電流の供給及び供給停止、電流の方向、並びに電流値は、制御部２によって制御される。すなわち、制御部２が電磁石６０を制御するとは、制御部２が磁場用電源３３からの電流の供給及び供給停止、電流の方向、並びに電流値を制御することを指す。なお、電磁石６１～６４のそれぞれのコイル８１～８４には、互いに異なる電流源が個別に接続されていてもよい。
【0038】
複数の電磁石６０は、中心軸線Ｚに対して軸対称の磁場をプラズマ処理チャンバ１０内に形成する。制御部２が複数の電磁石６０のそれぞれに供給される電流を制御することにより、中心軸線Ｚに対して径方向において磁場の強度分布（又は磁束密度）を調整することが可能である。これにより、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０内で生成されるプラズマの密度の径方向の分布を調整して、基板Ｗの膜の径方向における処理速度（例えばエッチレート）の分布を調整することができる。
【0039】
次に、図４を参照して一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法について説明する。図４は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法の流れ図である。以下、プラズマ処理装置１が用いられる場合を例にとって、図４に示すプラズマ処理方法（以下、「方法ＭＴ」という）について説明する。また、方法ＭＴにおける制御部２によるプラズマ処理装置１の各部の制御について説明する。なお、方法ＭＴは、プラズマ処理装置１以外のプラズマ処理装置を用いて行われてもよい。
【0040】
方法ＭＴでは、基板Ｗがプラズマ処理チャンバ１０内に搬入され、基板支持部１１上に載置される。そして、排気システム４０から排気が行われ、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整されつつ、ガス供給部２０からシャワーヘッド１３を介して処理ガスがプラズマ処理空間１０ｓ内に供給される。
【0041】
方法ＭＴは、工程ＳＴａを含む。工程ＳＴａでは、プラズマ処理装置１のプラズマ処理チャンバ１０内でプラズマを生成するために、第１の周波数を有する第１の高周波電力が第１のＲＦ生成部３１ａから供給される。工程ＳＴａでは、第１の高周波電力の供給により、プラズマ処理空間１０ｓの処理ガスがプラズマ化される。
【0042】
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴｂが行われる。工程ＳＴｂでは、工程ＳＴａの実行中にプラズマからプラズマ処理チャンバ１０内の基板支持部１１にイオンを引き込むために、第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力が第２の高周波電源３１１から供給される。工程ＳＴｂでは、第２の高周波電力の供給により、基板支持部１１に配置されている下部電極に向けてイオンが引き込まれる。
【0043】
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴｈ１が行われる。工程ＳＴｈ１では、後述の工程ＳＴｈ２におけるプラズマ処理チャンバ１０内の磁場とは異なる磁場になるように磁場用電源３３が制御される。工程ＳＴｈ１は、例えば、第２の高周波電力の供給が開始されたタイミングで実行される。
【0044】
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴｃが行われる。工程ＳＴｃでは、第１の高周波電力及び第２の高周波電力のそれぞれの電圧Ｖ１、Ｖ２に基づいて、第１の高周波電力及び第２の高周波電力のそれぞれのピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ１、Ｖｐｐ２が取得される。第１の高周波電力の電圧Ｖ１は、第１の高周波電圧検出器５２によって測定される。第２の高周波電力の電圧Ｖ２は、第２の高周波電圧検出器５４によって測定される。第１の高周波電力及び第２の高周波電力の各々の電圧は、少なくとも工程ＳＴｂの実行後から継続して測定される。制御部２は、測定された第１の高周波電力及び第２の高周波電力のそれぞれの電圧Ｖ１、Ｖ２の波形からピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ１、Ｖｐｐ２を算出する。なお、第２の高周波電力の電圧Ｖ２は、後述の工程ＳＴｄ及び後述の工程ＳＴｅの実行中において測定されなくてもよい。
【0045】
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴｄが行われる。工程ＳＴｄは、第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ２が第１の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ１より高い状態、又は、第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ２が２００Ｖ以上である状態が継続した後に実行される。工程ＳＴｄの「状態の継続」及び以下に示す「状態の継続」とは、例えば、当該状態が０．１秒以上継続していることをいう。第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ２が上述の条件を満たしている状態が継続していることで、プラズマ処理チャンバ１０内でプラズマが安定して生成されている状態が継続している。すなわち、工程ＳＴｂ又は後述の工程ＳＴｆにより生成され、安定したプラズマが基板Ｗを処理した状態で工程ＳＴｄへ移行することができる。工程ＳＴｄでは、工程ＳＴｂにおける第２の高周波電源３１１による第２の高周波電力の供給の停止が行われつつ、基板支持部１１にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力が供給される。工程ＳＴｄでは、第２の高周波電源３１１からの第２の高周波電力の供給が停止される代わりに、第３の高周波電源３１２からの第３の高周波電力の供給が行われることにより、基板支持部１１に配置されている下部電極に向けてイオンが引き込まれる。
【0046】
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴｈ２が行われる。工程ＳＴｈ２では、工程ＳＴｈ１におけるプラズマ処理チャンバ１０内の磁場とは異なる磁場になるように磁場用電源３３が制御される。工程ＳＴｈ２は、例えば、第３の高周波電力の供給が開始されたタイミングで実行される。
【0047】
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴｅが行われる。工程ＳＴｅでは、第１の高周波電力及び第３の高周波電力の各々の電圧Ｖ１、Ｖ３に基づいて、第１の高周波電力及び第３の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ１、Ｖｐｐ３が取得される。第１の高周波電力の電圧Ｖ１は、第１の高周波電圧検出器５２によって測定される。第３の高周波電力の電圧Ｖ３は、第３の高周波電圧検出器５６によって測定される。制御部２は、測定された第１の高周波電力及び第２の高周波電力のそれぞれの電圧Ｖ１、Ｖ３の波形からピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ１、Ｖｐｐ３を算出する。なお、第３の高周波電力の電圧Ｖ３は、少なくとも工程ＳＴｄの実行後から継続して測定されてもよい。第３の高周波電力の電圧Ｖ３は、工程ＳＴｂ、工程ＳＴｃ及び後述の工程ＳＴｆの実行中において測定されなくてもよい。第１の高周波電力及び第２の高周波電力及び第３の高周波電力の各々の電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、少なくとも工程ＳＴｂの実行後から、０秒より大きく１０秒以下の測定間隔で間欠的に測定されてもよい。この場合の測定間隔は、例えば２秒である。
【0048】
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴｆが行われる。工程ＳＴｆは、第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ３が第１の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ１より高い状態、又は、第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ３が２００Ｖ以上である状態が継続した後に実行される。第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ３が上述の基準を満たしている状態が継続していることで、プラズマ処理チャンバ１０内でプラズマが安定して生成されている状態が継続している。工程ＳＴｆでは、工程ＳＴｄにおける第３の高周波電力の供給の停止が行われつつ、第２の高周波電力が供給される。工程ＳＴｆでは、第３の高周波電源３１２からの第３の高周波電力の供給が停止される代わりに、第２の高周波電源３１１からの第２の高周波電力の供給が行われることにより、基板支持部１１に配置されている下部電極に向けてイオンが引き込まれる。
【0049】
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴｈ１が行われる。工程ＳＴｈ１では、工程ＳＴｈ２におけるプラズマ処理チャンバ１０内の磁場とは異なる磁場になるように磁場用電源３３が制御される。工程ＳＴｈ１は、例えば、第２の高周波電力の供給が開始されたタイミングで実行される。
【0050】
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴｊが行われる。工程ＳＴｊでは、工程ＳＴｃ～工程ＳＴｆを含むサイクルを所定回数実行したか否かが判定される。工程ＳＴｊにおいて、サイクルが所定回数実行されていないと判定されると、再びサイクルが実行される。即ち、工程ＳＴｇにおいて、工程ＳＴｃ、工程ＳＴｄ、工程ＳＴｅ、及び工程ＳＴｆが繰り返される。一方、工程ＳＴｊにおいて、サイクルが所定回数実行されているものと判定されると、方法ＭＴは、終了する。
【0051】
方法ＭＴでは、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｆの各々におけるプラズマ処理チャンバ１０内の磁場と工程ＳＴｄにおけるプラズマ処理チャンバ１０内の磁場とが、互いに異なるように工程ＳＴｈ１及び工程ＳＴｈ２において磁場用電源３３が制御される。工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｆの各々における複数の電磁石６０のそれぞれのコイル８１～８４に流れる電流値と、工程ＳＴｄにおける複数の電磁石６０のそれぞれのコイル８１～８４に流れる電流値とは、互いに異なる。このとき、磁場用電源３３は、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｆに対応する工程ＳＴｈ１と工程ＳＴｄに対応する工程ＳＴｈ２とで互いに異なる電流値の電力を複数の電磁石６０に対して供給する。なお、電流値が０の場合、磁場用電源３３は、電力を複数の電磁石６０に対して供給しない。
【0052】
工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｆの各々における複数の電磁石６０のそれぞれのコイル８１～８４に流れる電流値と、工程ＳＴｄにおける複数の電磁石６０のそれぞれのコイル８１～８４に流れる電流値との双方は、例えば、０以外の値を有する。これにより、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｆと、工程ＳＴｄとで互いに異なる磁場が形成される。このように、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｆと工程ＳＴｄとで磁場が異なることで、工程毎に異なるプラズマの密分布度が形成される。プラズマ処理空間１０ｓ内の磁場によって、基板Ｗの位置に応じて基板Ｗのエッチレートを変更させることができる。
【0053】
なお、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｆの各々における複数の電磁石６０のそれぞれのコイル８１～８４に流れる電流値と、工程ＳＴｄにおける複数の電磁石６０のそれぞれのコイル８１～８４に流れる電流値との何れか一方は、０であってもよい。これにより、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｆと、工程ＳＴｄとのうち、コイル８１～８４に流れる電流値が０である工程において、複数の電磁石６０による磁場が形成されない。このとき、電流値を０とする場合、磁場用電源３３は、複数の電磁石６０に対する電力の供給を停止する。
【0054】
図５（ａ）は、第２の周波数を有する第２の高周波電力が供給されたときの基板の位置と基板の基板のエッチレートとの関係の一例を示すグラフである。図５（ａ）に示す例では、第２の周波数は４０ＭＨｚであり、第２の高周波電力は４００Ｗで供給されている。図５（ｂ）は、第３の周波数を有する第３の高周波電力が供給されたときの基板の位置と基板のエッチレートとの関係の一例を示すグラフである。図５（ｂ）に示す例では、第３の周波数は４００ｋＨｚであり、第３の高周波電力は１００Ｗで供給されている。図５（ａ）及び図５（ｂ）におけるそれぞれのエッチレートは、第１の周波数を有する第１の高周波電力は供給されていない状態において発生したプラズマによる基板のエッチレートである。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すグラフの横軸は、基板Ｗの中心からの距離（ｍｍ）であり、グラフの縦軸は、エッチレート（ｎｍ／ｍｉｎ）である。
【0055】
図５（ａ）は、第１の状態におけるエッチレートの分布の例と、第２の状態におけるエッチレートの分布の例と、第３の状態におけるエッチレートの分布の例とを示している。第１の状態は、複数の電磁石６０によって磁場が形成されていない状態である。第２の状態は、電磁石６４のコイル８４のみに電力が供給されて磁場が形成されている状態である。第３の状態は、電磁石６３、６４のそれぞれのコイル８３、８４に電力が供給されて磁場が形成されている状態である。図５（ａ）に示すように、第２の高周波電力が供給されているとき、基板Ｗの周縁部（エッジ）のエッチレートは、第１の状態、第２の状態及び第３の状態における何れの磁場が形成されていても変動しない。また、第２の高周波電力が供給されているとき、周縁部よりも内側（中心軸線Ｚ側）では、磁場の変化により、周縁部からの径方向に沿った距離の増加に応じてエッチレートを大きく変化させることができる。
【0056】
図５（ｂ）は、第４の状態におけるエッチレートの分布の例と、第５の状態におけるエッチレートの分布の例と、第６の状態におけるエッチレートの分布の例とを示している。第４の状態は、複数の電磁石６０によって磁場が形成されていない状態である。第５の状態は、電磁石６４のコイル８４のみに電力が供給されて磁場が形成されている状態である。第６の状態は、電磁石６３、６４のそれぞれのコイル８３、８４に電力が供給されて磁場が形成されている状態である。図５（ｂ）に示すように、第３の高周波電力が供給されているとき、基板Ｗの中心と基板Ｗの周縁部との間における基板Ｗの中間の位置のエッチレートは、第４の状態、第５の状態及び第６の状態における何れの磁場を用いても変化しない。また、第３の高周波電力が供給されているとき、当該中間の位置よりも外側（周縁部側）と内側では、磁場の変化により、当該中間の位置からの径方向に沿った距離の増加に応じてエッチレートを大きく変化させることができる。
【0057】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、方法ＭＴによれば、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｆと工程ＳＴｄとにおいて高周波電力の周波数が異なり、複数の電磁石６０に供給される電力の電流値が異なることから、様々なエッチレートの分布を得ることができる。例えば、方法ＭＴによれば、複数の電磁石６０に供給される電力の電流値を、各工程の２種類の高周波電力に合わせて適切に設定することにより、上述の中間の位置よりも内側では、基板Ｗの均一なエッチレートを得ることができる。また、例えば、複数の電磁石６０に供給される電力の電流値を、各工程の２種類の高周波電力に合わせて適切に設定することにより、基板Ｗの周縁部では、上述の中間の位置よりも内側の基板Ｗの部分に比べて、高いエッチレートを得ることができる。このように、方法ＭＴによれば、異なる密度分布を有する安定したプラズマを交互に生成可能である。
【0058】
また、方法ＭＴによれば、工程ＳＴｄにおいて、第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ２が基準を満たした後に第２の高周波電力から第３の高周波電力に切り替えられる。このため、方法ＭＴによれば、工程ＳＴｄの実行前において、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｆにおいて生成されたプラズマが安定した状態で基板Ｗを処理できる。工程ＳＴｆにおいて、第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ３が基準を満たした後に第３の高周波電力から第２の高周波電力に切り替えられる。このため、方法ＭＴによれば、工程ＳＴｆの実行前において、工程ＳＴｄにおいて生成されたプラズマが安定した状態で基板Ｗを処理できる。
【0059】
さらに、方法ＭＴによれば、工程ＳＴｂ及びＳＴｆの各々において磁場の変化により基板Ｗのエッチレートを変化させることができる位置と、工程ＳＴｄで磁場の変化により基板Ｗのエッチレートを変化させることができる位置が異なる。したがって、工程ＳＴｂ及びＳＴｆのそれぞれにおける磁場と工程ＳＴｄにおける磁場の設定により、様々なエッチレートの分布を得ることができる。また、制御部２は、高周波電力の供給及び磁場の形成状態を制御することができるため、一つのプラズマ処理装置１によって、基板Ｗは、多様な形状に加工され得る。
【0060】
なお、上記実施形態の方法ＭＴでは、工程ＳＴｃ及び工程ＳＴｅにおいて、第１の高周波電力、第２の高周波電力及び第３の高周波電力のそれぞれの電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、少なくとも工程ＳＴｂの実行後から継続して測定される。工程ＳＴｂ～ＳＴｇの各々において、供給される高周波電力によってプラズマが適切に形成されているかを監視でき、基板Ｗを適切に加工することができる。工程ＳＴｄ及び工程ＳＴｆにおける高周波電力の切り替えによってプラズマの挙動が変化する場合が生じたときであっても、プラズマの形成状態を監視することができる。
【0061】
なお、方法ＭＴの工程ＳＴｃ及び工程ＳＴｅの少なくとも一方において、第１の高周波電圧検出器５２によって測定された第１の高周波電力の電圧Ｖ１に基づいて、第１の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ１を取得しなくてもよい。すなわち、工程ＳＴｃにおいては、第２の高周波電圧検出器５４によって測定された第２の高周波電力の電圧Ｖ２に基づいて第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ２が取得される。このとき、工程ＳＴｄは、第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ２が２００Ｖ以上である状態が継続した後に実行される。また、工程ＳＴｅにおいては、第３の高周波電圧検出器５６によって測定された第３の高周波電力の電圧Ｖ３に基づいて第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ３が取得される。このとき、工程ＳＴｆは、第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ３が２００Ｖ以上である状態が継続した後に実行される。これらの場合、第１の高周波電圧検出器５２が設けられていない場合、又は、第１の高周波電圧検出器５２によって第１の高周波電力の電圧Ｖ１が測定されていない場合であっても、方法ＭＴを実行することができる。
【0062】
なお、方法ＭＴにおいて、工程ＳＴｃ及び工程ＳＴｅが実行されなくてもよい。すなわち、工程ＳＴｄ及び工程ＳＴｆにおいて、高周波電力の供給の開始及び停止のタイミング、並びに、磁場の形成状態の変更は、第１の高周波電力、第２の高周波電力及び第３の高周波電力のそれぞれの電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の測定結果に基づかなくてもよい。工程ＳＴｄ及び工程ＳＴｆにおいて、高周波電力の供給の開始及び停止のタイミング、並びに、磁場の形成状態の変更は、一定の時間間隔で実行されてもよい。当該時間間隔は、例えば、０秒より大きく１０秒以下である。
【0063】
【0064】
図６に示すプラズマ処理装置１Ａは、第３の高周波電源３１２、フィルタ５５及び第３の高周波電圧検出器５６に代えて、直流電源３２３及び電圧検出器５７を備えている点においてプラズマ処理装置１と異なっている。第１のＤＣ生成部３２ａは、直流電源３２３を含む。直流電源３２３は、下部電極に電気的に結合されている。直流電源３２３は、プラズマから基板支持部１１にイオンを引き込むために第４の繰り返し周波数をもって周期的に電圧パルスを基板支持部１１に印加するように構成されている。電圧パルスの第４の繰り返し周波数は、第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる。
【0065】
プラズマ処理装置１Ａは、直流電源３２３の電圧パルスの電圧を測定するように構成された電圧検出器５７を備える。電圧検出器５７には、測定された電圧を解析可能な制御部２が接続されている。
【0066】
次に、図７を参照して他の例示的実施形態に係るプラズマ処理方法について説明する。図７は、他の例示的実施形態に係るプラズマ処理方法の流れ図である。以下、プラズマ処理装置１Ａが用いられる場合を例にとって、図７に示すプラズマ処理方法（以下、「方法ＭＴＡ」という）について説明する。また、方法ＭＴＡにおける制御部２によるプラズマ処理装置１の各部の制御について説明する。なお、図７に示す方法ＭＴＡに含まれる工程において、図４に示す方法ＭＴに含まれる工程と同一の工程には同一の符号を振っている。方法ＭＴＡにおいて、方法ＭＴと同一の工程の説明は、適宜省略する。方法ＭＴＡは、プラズマ処理装置１Ａ以外のプラズマ処理装置を用いて行われてもよい。
【0067】
方法ＭＴＡの工程ＳＴｃの後に実行される工程ＳＴｄＡにおいて、工程ＳＴｂにおける第２の高周波電源３１１による第２の高周波電力の供給の停止が行われつつ、基板支持部１１にイオンを引き込むために、電圧パルスが印加される。工程ＳＴｄＡでは、第２の高周波電源３１１からの第２の高周波電力の供給が停止される代わりに、直流電源３２３からの電圧パルスの供給が行われることにより、基板支持部１１に配置されている下部電極に向けてイオンが引き込まれる。
【0068】
方法ＭＴＡの工程ＳＴｈ２の後に実行される工程ＳＴｅＡでは、第１の高周波電力の電圧Ｖ１に基づいて、第１の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ１が取得される。また、電圧パルスの電圧Ｖ４が取得される。電圧パルスの電圧Ｖ４は、電圧検出器５７によって測定される。電圧パルスの電圧Ｖ４は、少なくとも工程ＳＴｄＡの実行後から継続して測定される。電圧パルスの電圧Ｖ４は、工程ＳＴｂ、工程ＳＴｃ及び後述の工程ＳＴｆＡの実行中において測定されなくてもよい。電圧パルスの電圧Ｖ４は、少なくとも工程ＳＴｂの実行後から、０秒より大きく１０秒以下の測定間隔で間欠的に測定されてもよい。この場合の測定間隔は、例えば２秒である。
【0069】
方法ＭＴＡでは、工程ＳＴｅＡの後に、工程ＳＴｆＡが行われる。工程ＳＴｆＡは、電圧パルスの電圧Ｖ４が第１の高周波電力のピーク－ピーク間電圧Ｖｐｐ１より高い状態、又は、電圧パルスの電圧Ｖ４が１００Ｖ以上である状態が継続した後に実行される。電圧パルスの電圧Ｖ４が上述の基準を満たしている状態が継続していることで、プラズマ処理チャンバ１０内でプラズマが安定して生成されている状態が継続している。工程ＳＴｆでは、工程ＳＴｄにおける電圧パルスの供給の停止が行われつつ、第２の高周波電力が供給される。工程ＳＴｆでは、直流電源３２３からの電圧パルスの供給が停止される代わりに、第２の高周波電源３１１からの第２の高周波電力の供給が行われることにより、基板支持部１１に配置されている下部電極に向けてイオンが引き込まれる。
【0070】
なお、プラズマ処理装置１において、複数の電磁石６０の構成は、上述の形態に限定されない。以下、図８及び図９を参照して、方法ＭＴの実施に用いることができる別のプラズマ処理装置について説明する。図８は、他の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を説明するための図である。図９は、図８に示す電磁石の一例を示す平面図である。
【0071】
図８及び図９に示すプラズマ処理装置１Ｂは、複数の電磁石６０に代えて複数の電磁石６０Ａを備えている点においてプラズマ処理装置１と異なっている。複数の電磁石６０Ａの各々は、コア６０ａ及びコイル６０ｂを有している。コア６０ａは、円柱状のコアであり、鉛直方向に延びている。コイル６０ｂは、コア６０ａの周りに設けられている。即ち、コイル６０ｂは、鉛直方向に延びる軸線の周りに設けられている。
【0072】
複数の電磁石６０Ａは、中心軸線Ｚ周りの複数の同心円に沿って、且つ、中心軸線Ｚに対して放射方向（径方向）に配列されている。図８及び図９に示す例では、複数の電磁石６０は、第１の群６１Ａ、第２の群６２Ａ、第３の群６３Ａ、第４の群６４Ａ、第５の群６５Ａに分けられており、各群は幾つかの電磁石６０Ａを含んでいる。第１の群６１Ａは、中心軸線Ｚ上及びその近傍に設けられた一以上の電磁石６０Ａを含むことができる。図８及び図９に示す例では、第１の群６１Ａは、中心軸線Ｚ上に設けられた一つの電磁石６０Ａを含んでいる。
【0073】
また、第２の群６２Ａ、第３の群６３Ａ、第４の群６４Ａ、第５の群６５Ａの各々は、２４個の電磁石６０Ａを含んでいる。第２の群６２Ａに含まれる複数の電磁石６０Ａは、半径Ｌ２の円Ｃ２上に配列されている。第３の群６３Ａに含まれる複数の電磁石６０Ａは、半径Ｌ３の円Ｃ３上に配列されている。第４の群６４Ａに含まれる複数の電磁石６０Ａは、半径Ｌ４の円Ｃ４上に配列されている。第５の群６５Ａに含まれる複数の電磁石６０Ａは、半径Ｌ５の円Ｃ５上に配列されている。半径Ｌ２、半径Ｌ３、半径Ｌ４、及び半径Ｌ５は、Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌ５の関係を有する。例えば、半径Ｌ２、半径Ｌ３、半径Ｌ４、半径Ｌ５はそれぞれ、７６ｍｍ、１２７ｍｍ、１７８ｍｍ、２２９ｍｍである。
【0074】
複数の電磁石６０Ａのコイル６０ｂには、磁場用電源３３からの電流が供給される。プラズマ処理装置１Ｂでは、同一の群に属する複数の電磁石６０Ａのコイル６０ｂには同一方向且つ同一値の電流が供給される。複数の電磁石６０Ａの各々のコイル６０ｂに対する電流の供給及び供給停止、電流の方向、並びに、電流値は、制御部２からの制御信号によって制御され得る。なお、磁場用電源３３から複数の電磁石６０Ａの各々のコイル６０ｂに供給される電流は、限定されるものではないが、例えば、直流電流である。
【0075】
このプラズマ処理装置１Ｂでは、複数の電磁石６０Ａによって、中心軸線Ｚに対して軸対称の合成磁界がプラズマ処理空間１０ｓ内において形成される。また、各群の電磁石６０Ａに供給される電流を制御することにより、径方向において磁界の強度分布（又は磁束密度）を調整することが可能である。これにより、プラズマ処理装置１Ｂは、プラズマ処理チャンバ１０内に生成されるプラズマの密度の径方向の分布を調整して、基板Ｗの膜の径方向におけるエッチレートの分布を調整することができる。したがって、このプラズマ処理装置１Ｂも、方法ＭＴの実施に用いることが可能である。
【0076】
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
【0077】
ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の［Ｅ１］～［Ｅ１４］に記載する。
【0078】
［Ｅ１］
プラズマ処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
前記ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第３の高周波電源であって、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該第３の高周波電源と、
前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記第３の高周波電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第３の高周波電源に前記第３の高周波電力を供給させ、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧に基づいて前記第１の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｆ） 前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記第３の高周波電源による前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返し、
（ｈ） 前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
プラズマ処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
前記ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第３の高周波電源であって、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該第３の高周波電源と、
前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記第３の高周波電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第３の高周波電源に前記第３の高周波電力を供給させ、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧に基づいて前記第１の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｆ） 前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記第３の高周波電源による前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返し、
（ｈ） 前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
【0079】
［Ｅ２］
プラズマ処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
前記ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第３の高周波電源であって、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該第３の高周波電源と、
前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記第３の高周波電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記高周波検出器によって測定された前記第２の高周波電力の電圧に基づいて前記第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第３の高周波電源に前記第３の高周波電力を供給させ、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第３の高周波電力の電圧に基づいて前記第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｆ） 前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記第３の高周波電源による前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返し、
（ｈ） 前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
プラズマ処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
前記ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第３の高周波電源であって、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該第３の高周波電源と、
前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記第３の高周波電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記高周波検出器によって測定された前記第２の高周波電力の電圧に基づいて前記第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第３の高周波電源に前記第３の高周波電力を供給させ、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第３の高周波電力の電圧に基づいて前記第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｆ） 前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記第３の高周波電源による前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返し、
（ｈ） 前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
【0080】
［Ｅ３］
前記高周波検出器は、前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を少なくとも前記（ｂ）の実行後から継続して測定する、［Ｅ１］に記載のプラズマ処理装置。
前記高周波検出器は、前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を少なくとも前記（ｂ）の実行後から継続して測定する、［Ｅ１］に記載のプラズマ処理装置。
【0081】
［Ｅ４］
前記高周波検出器は、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を少なくとも前記（ｂ）の実行後から継続して測定する、［Ｅ２］に記載のプラズマ処理装置。
前記高周波検出器は、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を少なくとも前記（ｂ）の実行後から継続して測定する、［Ｅ２］に記載のプラズマ処理装置。
【0082】
［Ｅ５］
前記高周波検出器は、前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を少なくとも前記（ｂ）の実行後から、０秒より大きく１０秒以下の測定間隔で間欠的に測定する、［Ｅ１］に記載のプラズマ処理装置。
前記高周波検出器は、前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を少なくとも前記（ｂ）の実行後から、０秒より大きく１０秒以下の測定間隔で間欠的に測定する、［Ｅ１］に記載のプラズマ処理装置。
【0083】
［Ｅ６］
前記高周波検出器は、前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を少なくとも前記（ｂ）の実行後から、０秒より大きく１０秒以下の測定間隔で間欠的に測定する、［Ｅ２］に記載のプラズマ処理装置。
前記高周波検出器は、前記第１の高周波電力、前記第２の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧を少なくとも前記（ｂ）の実行後から、０秒より大きく１０秒以下の測定間隔で間欠的に測定する、［Ｅ２］に記載のプラズマ処理装置。
【0084】
［Ｅ７］
前記高周波検出器は、高周波電圧検出器である、［Ｅ１］～［Ｅ６］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記高周波検出器は、高周波電圧検出器である、［Ｅ１］～［Ｅ６］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【0085】
［Ｅ８］
前記第１の周波数は、４０ＭＨｚ以上１５０ＭＨｚ以下である、［Ｅ１］～［Ｅ７］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記第１の周波数は、４０ＭＨｚ以上１５０ＭＨｚ以下である、［Ｅ１］～［Ｅ７］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【0086】
［Ｅ９］
前記第２の周波数は、１ＭＨｚ以上５０ＭＨｚ以下である、［Ｅ１］～［Ｅ８］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記第２の周波数は、１ＭＨｚ以上５０ＭＨｚ以下である、［Ｅ１］～［Ｅ８］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【0087】
［Ｅ１０］
前記第３の周波数は、１０ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下である、［Ｅ１］～［Ｅ９］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記第３の周波数は、１０ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下である、［Ｅ１］～［Ｅ９］の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【0088】
［Ｅ１１］
プラズマ処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第４の繰り返し周波数をもって周期的に電圧パルスを前記基板支持部に印加するように構成された直流電源であって、前記第４の繰り返し周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該直流電源と、
前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器と、
前記電圧パルスの電圧を測定するように構成された電圧検出器と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記直流電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記直流電源に前記電圧パルスを印加させ、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力の電圧に基づいて前記第１の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得し、かつ前記電圧検出器により前記電圧パルスの電圧を測定し、
（ｆ） 前記電圧パルスの電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記電圧パルスの電圧が１００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記直流電源による前記電圧パルスの印加を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返し、
（ｈ） 前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
プラズマ処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第４の繰り返し周波数をもって周期的に電圧パルスを前記基板支持部に印加するように構成された直流電源であって、前記第４の繰り返し周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該直流電源と、
前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧を測定するように構成された高周波検出器と、
前記電圧パルスの電圧を測定するように構成された電圧検出器と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記直流電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得し、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記直流電源に前記電圧パルスを印加させ、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力の電圧に基づいて前記第１の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得し、かつ前記電圧検出器により前記電圧パルスの電圧を測定し、
（ｆ） 前記電圧パルスの電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記電圧パルスの電圧が１００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記直流電源による前記電圧パルスの印加を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返し、
（ｈ） 前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
【0089】
［Ｅ１２］
（ａ） プラズマ処理装置のチャンバが提供するプラズマ処理空間内でプラズマを生成するために、第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給する工程と、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記プラズマから前記チャンバ内の基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を供給する工程と、
（ｃ） 高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて、前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得する工程と、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を供給する工程であり、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該工程と、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧に基づいて、前記第１の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得する工程と、
（ｆ） 前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電力を供給する工程と、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返す工程と、
を含み、
前記プラズマ処理装置は、少なくとも二つの電磁石及び電源を備え、前記プラズマ処理空間は、前記少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在しており、
前記電源は、少なくとも二つの電磁石に電気的に接続されており、
前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場とが互いに異なるように前記電源を制御する、プラズマ処理方法。
（ａ） プラズマ処理装置のチャンバが提供するプラズマ処理空間内でプラズマを生成するために、第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給する工程と、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記プラズマから前記チャンバ内の基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を供給する工程と、
（ｃ） 高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて、前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得する工程と、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を供給する工程であり、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該工程と、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第１の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々の電圧に基づいて、前記第１の高周波電力及び前記第３の高周波電力の各々のピーク－ピーク間電圧を取得する工程と、
（ｆ） 前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が前記第１の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧より高い状態、又は、前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電力を供給する工程と、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返す工程と、
を含み、
前記プラズマ処理装置は、少なくとも二つの電磁石及び電源を備え、前記プラズマ処理空間は、前記少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在しており、
前記電源は、少なくとも二つの電磁石に電気的に接続されており、
前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場とが互いに異なるように前記電源を制御する、プラズマ処理方法。
【0090】
［Ｅ１３］
（ａ） プラズマ処理装置のチャンバが提供するプラズマ処理空間内でプラズマを生成するために、第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給する工程と、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記プラズマから前記チャンバ内の基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を供給する工程と、
（ｃ） 高周波検出器によって測定された前記第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて、前記第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得する工程と、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を供給する工程であり、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該工程と、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第３の高周波電力の各々の電圧に基づいて、前記第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得する工程と、
（ｆ） 前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電力を供給する工程と、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返す工程と、
を含み、
前記プラズマ処理装置は、少なくとも二つの電磁石及び電源を備え、前記プラズマ処理空間は、前記少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在しており、
前記電源は、少なくとも二つの電磁石に電気的に接続されており、
前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場とが互いに異なるように前記電源を制御する、プラズマ処理方法。
（ａ） プラズマ処理装置のチャンバが提供するプラズマ処理空間内でプラズマを生成するために、第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給する工程と、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記プラズマから前記チャンバ内の基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を供給する工程と、
（ｃ） 高周波検出器によって測定された前記第２の高周波電力の各々の電圧に基づいて、前記第２の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得する工程と、
（ｄ） 前記第２の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｂ）における前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を供給する工程であり、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該工程と、
（ｅ） 前記高周波検出器によって測定された前記第３の高周波電力の各々の電圧に基づいて、前記第３の高周波電力のピーク－ピーク間電圧を取得する工程と、
（ｆ） 前記第３の高周波電力の前記ピーク－ピーク間電圧が２００Ｖ以上である状態が継続した後に、前記（ｄ）における前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電力を供給する工程と、
（ｇ） 前記（ｃ）、前記（ｄ）、前記（ｅ）、及び前記（ｆ）を繰り返す工程と、
を含み、
前記プラズマ処理装置は、少なくとも二つの電磁石及び電源を備え、前記プラズマ処理空間は、前記少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在しており、
前記電源は、少なくとも二つの電磁石に電気的に接続されており、
前記（ｂ）及び前記（ｆ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｄ）における前記チャンバ内の磁場とが互いに異なるように前記電源を制御する、プラズマ処理方法。
【0091】
［Ｅ１４］
プラズマ処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
前記ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第３の高周波電源であって、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該第３の高周波電源と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記第３の高周波電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第３の高周波電源に前記第３の高周波電力を供給させ、
（ｄ） 前記（ｃ）における前記第３の高周波電源による前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｅ） 前記（ｃ）及び前記（ｄ）を繰り返し、
（ｆ） 前記（ｂ）及び前記（ｄ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｃ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
プラズマ処理空間を提供するチャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内に磁場を形成するように構成された少なくとも二つの電磁石であって、前記プラズマ処理空間は該少なくとも二つの電磁石の各々と前記基板支持部との間に介在する、該少なくとも二つの電磁石と、
前記ガスからプラズマを生成するために第１の周波数を有する第１の高周波電力を供給するように構成された第１の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第２の高周波電源と、
プラズマから前記基板支持部にイオンを引き込むために、第３の周波数を有する第３の高周波電力を前記基板支持部に供給するように構成された第３の高周波電源であって、前記第３の周波数は、前記第１の周波数よりも低く、かつ、第２の周波数とは異なる、該第３の高周波電源と、
前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び前記第３の高周波電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ） 前記チャンバ内でプラズマを生成するために前記第１の高周波電源に前記第１の高周波電力を供給させ、
（ｂ） 前記（ａ）の実行中に前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｃ） 前記（ｂ）における前記第２の高周波電源による前記第２の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第３の高周波電源に前記第３の高周波電力を供給させ、
（ｄ） 前記（ｃ）における前記第３の高周波電源による前記第３の高周波電力の供給を停止しつつ、前記第２の高周波電源に前記第２の高周波電力を供給させ、
（ｅ） 前記（ｃ）及び前記（ｄ）を繰り返し、
（ｆ） 前記（ｂ）及び前記（ｄ）の各々における前記チャンバ内の磁場と前記（ｃ）における前記チャンバ内の磁場が互いに異なるように前記少なくとも二つの電磁石を制御する、
プラズマ処理装置。
【0092】
以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【符号の説明】
【0093】
１，１Ａ，１Ｂ…プラズマ処理装置、２…制御部、１０…プラズマ処理チャンバ、１０ｓ…プラズマ処理空間、１１…基板支持部、１３…シャワーヘッド、２０…ガス供給部、２１…ガスソース、３０…電源、３１…ＲＦ電源、３１ａ…第１のＲＦ生成部（第１の高周波電源の一例）、３１ｂ…第２のＲＦ生成部、３１１…第２の高周波電源、３１２…第３の高周波電源、３２３…直流電源、３３…磁場用電源（電源の一例）、４０…排気システム、５０…高周波検出器、５１，５３，５５…フィルタ、５２…第１の高周波電圧検出器、５４…第２の高周波電圧検出器、５６…第３の高周波電圧検出器、５７…電圧検出器、６０，６０Ａ，６１，６２，６３，６４…電磁石、６１Ａ…第１の群、６２Ａ…第２の群、６３Ａ…第３の群、６４Ａ…第４の群、６５Ａ…第５の群、１１１０…基台、１１１１…静電チャック、１１１１ａ…セラミック部材、１１１１ｂ…静電電極、ＭＴ…方法、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…電圧、Ｖｐｐ１，Ｖｐｐ２，Ｖｐｐ３…ピーク－ピーク間電圧、Ｗ…基板。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】