特開 2023-67369 クリーニング方法、基板の処理方法及びプラズマ処理装置

(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】P2023067369

(43)【公開日】2023-05-16

(54)【発明の名称】クリーニング方法、基板の処理方法及びプラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20230509BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20230509BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20230509BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101H

H01L21/31 C

H01L21/68 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021178533

(22)【出願日】2021-11-01

(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】100126480

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100140431

【弁理士】

【氏名又は名称】大石 幸雄

(74)【代理人】

【識別番号】100135677

【弁理士】

【氏名又は名称】澤井 光一

(74)【代理人】

【識別番号】100131598

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 和宗

(72)【発明者】

【氏名】青木 裕介

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 駿

(72)【発明者】

【氏名】布施 吉貴

【テーマコード（参考）】

5F004

5F045

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F004AA15

5F004BA09

5F004BB12

5F004BB13

5F004BB18

5F004BB22

5F004BB23

5F004BB25

5F004BB26

5F004BB28

5F004BD01

5F004BD04

5F004CA06

5F004DA01

5F004DA04

5F004DA17

5F004DA26

5F004DA27

5F045AA08

5F045DP03

5F045DQ10

5F045DQ17

5F045EB06

5F045EB08

5F045EF05

5F045EH14

5F045EH20

5F045EJ03

5F045EJ09

5F045EJ10

5F045EK07

5F045EM05

5F131AA02

5F131BA01

5F131BA11

5F131BA15

5F131BA19

5F131BA21

5F131BA24

5F131BB04

5F131BB22

5F131CA04

5F131EB14

5F131EB72

5F131EB81

5F131EB82

5F131HA09

5F131HA12

(57)【要約】

【課題】静電チャック表面の帯電量を低減可能な技術を提供する。
【解決手段】基板のプラズマ処理装置におけるクリーニング方法が提供される。クリーニング方法は、（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、チャンバ内にプラズマを生成する工程と、（ｂ）（ａ）のプラズマが生成されている状態で、静電チャックに電圧を印加して静電チャック表面の帯電量を下げる工程と、を有する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置におけるクリーニング方法であって、
（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、チャンバ内にプラズマを生成する工程と、
（ｂ）前記（ａ）のプラズマが生成されている状態で、静電チャックに電圧を印加して静電チャック表面の帯電量を下げる工程と、を有する、
クリーニング方法。

【請求項2】

前記（ａ）は、プラズマ生成用の電力を供給する工程を含み、
前記（ａ）においてプラズマ生成用の電力の供給を開始した後に、前記（ｂ）における前記静電チャックへの電圧の印加を開始し、
前記（ａ）においてプラズマ生成用の電力の供給を停止する前に、前記（ｂ）における前記静電チャックへの電圧の印加を停止する、請求項１に記載のクリーニング方法。

【請求項3】

前記（ａ）の前に、プラズマ生成用のガスを供給する工程を有し、
前記（ａ）においてプラズマ生成用のガスの供給を開始した後に、前記（ｂ）における前記静電チャックへの電圧の印加を開始し、
前記（ａ）においてプラズマ生成用のガスの供給を停止する前に、前記（ｂ）における前記静電チャックへの電圧の印加を停止する、請求項１又は請求項２に記載のクリーニング方法。

【請求項4】

（ｃ）前記（ａ）のプラズマが生成されている状態で、静電チャック表面の帯電状態を測定する工程を、さらに有し、
前記（ｃ）で測定された静電チャック表面の帯電状態に基づいて、前記（ｂ）において前記静電チャックに印加される電圧を決定する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクリーニング方法。

【請求項5】

静電チャック表面の帯電状態と、その静電チャック表面の帯電状態において静電チャックに印加されるべき電圧との関係に基づいて、前記（ｃ）における静電チャック表面の帯電状態の測定結果から、前記（ｂ）における前記静電チャックに印加される電圧を決定する、請求項４に記載のクリーニング方法。

【請求項6】

前記（ａ）において、チャンバ内にプラズマを生成して、チャンバ内の静電チャックの表面がクリーニングされる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクリーニング方法。

【請求項7】

前記（ａ）において、チャンバ内にプラズマを生成して、チャンバの内部がクリーニングされる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクリーニング方法。

【請求項8】

（ａ１）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、チャンバ内にプラズマを生成して、チャンバの内部がクリーニングされる工程と、
（ｂ１）前記（ａ１）のプラズマが生成されている状態で、静電チャックに電圧を印加して、静電チャック表面の帯電量を下げる工程と、
（ａ２）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、チャンバ内にプラズマを生成して、チャンバ内の静電チャックの表面がクリーニングされる工程と、
（ｂ２）前記（ａ２）のプラズマが生成されている状態で、静電チャックに電圧を印加して、静電チャック表面の帯電量を下げる工程と、を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクリーニング方法。

【請求項9】

前記（ｂ１）と前記（ｂ２）は、静電チャックに印加される電圧が異なる、請求項８に記載のクリーニング方法。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか１項に記載のクリーニング方法と、
（ｃ）前記（ａ）及び前記（ｂ）の前又は後の少なくとも何れかに、前記静電チャックに基板を保持して、前記基板をプラズマ処理する工程と、を有する、
基板の処理方法。

【請求項11】

プラズマ処理装置における基板の処理方法であって、
（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、チャンバ内にプラズマを生成する工程と、
（ｂ）前記（ａ）のプラズマが生成されている状態で、静電チャックに電圧を印加する工程と、
（ｃ）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板を保持して、基板をプラズマ処理する工程と、を有し、
前記（ｃ）は、前記（ａ）及び前記（ｂ）の前又は後の少なくともいずれかに行われ、
前記（ｂ）において前記静電チャックに印加する電圧の極性は、前記（ｃ）において前記静電チャックに印加する電圧の極性と同じ極性である、
基板の処理方法。

【請求項12】

チャンバと、
前記チャンバ内で基板を保持する静電チャックと、
前記チャンバ内にプラズマ生成用の電力を供給する第１の電源と、
前記静電チャックに電圧を印加する第２の電源と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
（ａ）チャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、前記第１の電源により前記チャンバ内にプラズマ生成用の電力を供給し、チャンバ内にプラズマを生成する工程と、
（ｂ）前記（ａ）のプラズマが生成されている状態で、前記第２の電源により、静電チャックに電圧を印加して静電チャック表面の帯電量を下げる工程とを有する、制御を実行する、
プラズマ処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の例示的実施形態は、クリーニング方法、基板の処理方法及びプラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

静電チャック表層の残留電荷による吸着を抑制する技術として、特許文献１に記載された技術がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－５６９２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

プラズマ処理装置のクリーニング時に静電チャック表面が帯電する。本開示は、静電チャック表面の帯電量を低減可能な技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一つの例示的実施形態において、（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、チャンバ内にプラズマを生成する工程と、（ｂ）（ａ）のプラズマが生成されている状態で、静電チャックに電圧を印加して静電チャック表面の帯電量を下げる工程と、を有する、クリーニング方法が提供される。

【発明の効果】

【0006】

本開示の一つの例示的実施形態によれば、静電チャック表面の帯電量を低減可能な技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】プラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。

【図2】リフトピンを有する本体部の一例を模式的に示す図である。

【図3】基板処理システムの一例を概略的に示す図である。

【図4】基板の処理方法のシーケンスの一例を説明するための図である。

【図5】第２のクリーニング処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】第２のクリーニング処理の処理ガス供給、高周波電力供給、静電チャックへの電圧印加のシーケンスの一例を示す図である。

【図7】静電チャックの表面の帯電状態の一例を説明するための図である。

【図8A】本クリーニング方法を適用しなかった場合の、クリーニング処理後の静電チャック表面の帯電状態の一例を模式的に示す図である。

【図8B】本クリーニング方法を適用しなかった場合の、次のプラズマ処理の際の静電チャック表面の帯電状態の一例を模式的に示す図である。

【図8C】本クリーニング方法を適用しなかった場合の、次のプラズマ処理後の静電チャック表面の帯電状態の一例を模式的に示す図である。

【図9A】本クリーニング方法を適用した場合の、クリーニング処理後の静電チャック表面の帯電状態の一例を模式的に示す図である。

【図9B】本クリーニング方法を適用した場合の、次のプラズマ処理の際の静電チャック表面の帯電状態の一例を模式的に示す図である。

【図9C】本クリーニング方法を適用した場合の、次のプラズマ処理後の静電チャック表面の帯電状態の一例を模式的に示す図である。

【図10】リフトピンのトルク差分と印加電圧との関係を示すグラフである。

【図11】残留電荷差分と印加電圧との関係を示すグラフである。

【図12】本クリーニング方法によるパーティクル量の低減効果を示すグラフである。

【図13】測定装置を有するプラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。

【図14】帯電状態（電位Ｖ１）と印加電圧の相関データの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の各実施形態について説明する。

【0009】

一つの例示的実施形態において、（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、チャンバ内にプラズマを生成する工程と、（ｂ）（ａ）のプラズマが生成されている状態で、静電チャック表面の帯電量が少なくなるように静電チャックに電圧を印加する工程と、を有する、クリーニング方法が提供される。

【0010】

一つの例示的実施形態において、（ａ）は、プラズマ生成用の電力を供給する工程を含み、（ａ）においてプラズマ生成用の電力の供給を開始した後に、（ｂ）における静電チャックへの電圧の印加を開始し、（ａ）におけるプラズマ生成用の電力の供給を停止する前に、（ｂ）における静電チャックへの電圧の印加を停止する。

【0011】

一つの例示的実施形態において、（ａ）は、プラズマ生成用のガスを供給する工程を含み、（ａ）においてプラズマ生成用のガスの供給を開始した後に、（ｂ）における静電チャックへの電圧の印加を開始し、（ａ）においてプラズマ生成用のガスの供給を停止する前に、（ｂ）における静電チャックへの電圧の印加を停止する。

【0012】

一つの例示的実施形態において、（ｃ）（ａ）のプラズマが生成されている状態で、静電チャック表面の帯電状態を測定する工程を、さらに有し、（ｃ）で測定された静電チャック表面の帯電状態に基づいて、（ｂ）において静電チャックに印加される電圧を決定する。

【0013】

一つの例示的実施形態において、静電チャック表面の帯電状態と、その静電チャック表面の帯電状態において静電チャックに印加されるべき電圧との関係に基づいて、（ｃ）における静電チャック表面の帯電状態の測定結果から、（ｂ）における静電チャックに印加される電圧を決定する。

【0014】

一つの例示的実施形態において、（ａ）において、チャンバ内にプラズマを生成して、チャンバ内の静電チャックの表面がクリーニングされる。

【0015】

一つの例示的実施形態において、（ａ）において、チャンバ内にプラズマを生成して、チャンバの内部がクリーニングされる。

【0016】

一つの例示的実施形態において、（ａ１）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、チャンバ内にプラズマを生成して、チャンバの内部がクリーニングされる工程と、（ｂ１）（ａ１）のプラズマが生成されている状態で、静電チャックに電圧を印加して、静電チャック表面の帯電量を下げる工程と、（ａ２）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、チャンバ内にプラズマを生成して、チャンバ内の静電チャックの表面がクリーニングされる工程と、（ｂ２）前記（ａ２）のプラズマが生成されている状態で、静電チャックに電圧を印加して、静電チャック表面の帯電量を下げる工程と、を有する。前記（ｂ１）と前記（ｂ２）は、静電チャックに印加される電圧が異なる、一つの例示的実施形態において、（ｂ１）と（ｂ２）は、静電チャックに印加される電圧が異なる。

【0017】

一つの例示的実施形態において、上記クリーニング方法と、（ｃ）前記（ａ）及び前記（ｂ）の前又は後の少なくとも何れかに、静電チャックに基板を保持して、基板をプラズマ処理する工程と、を有する、基板の処理方法が提供される。

【0018】

一つの例示的実施形態において、（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、チャンバ内にプラズマを生成する工程と、（ｂ）（ａ）のプラズマが生成されている状態で、静電チャックに電圧を印加する工程と、（ｃ）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板を保持して、基板をプラズマ処理する工程と、を有し、（ｃ）は、（ａ）及び（ｂ）の前又は後の少なくともいずれかに行われ、（ｂ）において静電チャックに印加する電圧の極性は、（ｃ）において静電チャックに印加する電圧の極性と同じ極性である、基板の処理方法が提供される。

【0019】

一つの例示的実施形態において、チャンバと、チャンバ内で基板を保持する静電チャックと、チャンバ内にプラズマ生成用の電力を供給する第１の電源と、静電チャックに電圧を印加する第２の電源と、制御部と、を備え、制御部は、（ａ）チャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、第１の電源によりチャンバ内にプラズマ生成用の電力を供給し、チャンバ内にプラズマを生成する工程と、（ｂ）（ａ）のプラズマが生成されている状態で、第２の電源により、静電チャックに電圧を印加して静電チャック表面の帯電量を下げる工程とを有する、制御を実行する、プラズマ処理装置が提供される。

【0020】

以下、図面を参照して、本開示の各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または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づいて上下左右等の位置関係を説明する。図面の寸法比率は実際の比率を示すものではなく、また、実際の比率は図示の比率に限られるものではない。

【0021】

＜プラズマ処理装置１の構成＞
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図１は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。一つの例示的実施形態に係る基板の処理方法（以下「本処理方法」という）は、プラズマ処理装置１を用いて実行される。

【0022】

プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置１及び制御部２を含む。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（単に「チャンバ」ともいう）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、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ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。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とは電気的に絶縁される。

【0023】

基板支持部１１は、本体部５０及びリングアセンブリ５１を含む。本体部５０は、基板Ｗを支持するための中央領域５０ａと、リングアセンブリ５１を支持するための環状領域５０ｂとを有する。ウェハは基板Ｗの一例である。本体部５０の環状領域５０ｂは、平面視で本体部５０の中央領域５０ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部５０の中央領域５０ａ上に配置され、リングアセンブリ５１は、本体部５０の中央領域５０ａ上の基板Ｗを囲むように本体部５０の環状領域５０ｂ上に配置される。従って、中央領域５０ａ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５０ｂは、リングアセンブリ５１を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。

【0024】

一実施形態において、本体部５０は、基台６０及び静電チャック６１を含む。基台６０は、導電性部材を含む。基台６０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６１は、基台６０の上に配置される。静電チャック６１は、セラミック部材６１ａとセラミック部材６１ａ内に配置される静電電極６１ｂとを含む。セラミック部材６１ａは、中央領域５０ａを有する。一実施形態において、セラミック部材６１ａは、環状領域５０ｂ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６１を囲む他の部材が環状領域５０ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ５１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６１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、ＲＦ又はＤＣ電極がセラミック部材６１ａ内に配置されてもよく、この場合、ＲＦ又はＤＣ電極が下部電極として機能する。後述するバイアスＲＦ信号又はＤＣ信号がＲＦ又はＤＣ電極に接続される場合、ＲＦ又はＤＣ電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台６０の導電性部材とＲＦ又はＤＣ電極との両方が２つの下部電極として機能してもよい。

【0025】

静電チャック６１の静電電極６１ｂは、スイッチ７０ｓを介して第２の電源としての直流電源７０ｐに接続されている。静電電極６１ｂに直流電源７０ｐからの直流電圧が印加されると、静電チャック６１と基板Ｗとの間に静電引力（クーロン力）が発生する。基板Ｗは、その静電引力によって静電チャック６１に引き付けられて、静電チャック６１の表面６１ｃに吸着保持される。静電チャック６１の表面６１ｃは、平坦であってもよいし、凹凸形状になっていてもよい。静電チャック６１は、クーロン力を用いたクーロン型のものに限られず、ジョンソン・ラベック力を用いたジョンソン・ラベック型のものであってもよい。

【0026】

リングアセンブリ５１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。

【0027】

また、基板支持部１１は、静電チャック６１、リングアセンブリ５１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６０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路６０ａ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６０ａが基台６０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック６１のセラミック部材６１ａ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５０ａとの間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。

【0028】

図２に示すように本体部５０には、上下方向に貫通する複数の貫通孔５０ｃが形成されている。本体部５０には、貫通孔５０ｃ内を上下方向に移動可能なリフトピン８０が、各貫通孔５０ｃに設けられている。リフトピン８０は、基板Ｗを支持する。リフトピン８０は、基板を支持するリフターの一例である。リフトピン８０は、図示しない駆動装置により駆動する。このリフトピン８０により、静電チャック６１上又は静電チャック６１の上方で基板Ｗを昇降させることができる。リフトピン８０が下降することにより基板Ｗを静電チャック６１の表面６１ｃに載置することができ、リフトピン８０が上昇することにより基板Ｗを静電チャック６１の表面６１ｃから離脱させることができる。

【0029】

図１に示すシャワーヘッド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、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。

【0030】

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１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。

【0031】

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に結合される第１の電源としてのＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも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、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上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生成部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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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のバイアス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。

【0035】

種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。この場合、ＤＣに基づく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。

【0036】

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。

【0037】

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、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）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。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。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。

【0038】

＜基板処理システムＰＳの構成＞
図３は、一つの例示的実施形態に係る基板処理システムＰＳを概略的に示す図である。一つの例示的実施形態に係る基板処理システムＰＳは、プラズマ処理装置１を備えるものである。

【0039】

基板処理システムＰＳは、基板処理室ＰＭ１～ＰＭ６（以下、総称して「基板処理モジュールＰＭ」ともいう。）と、搬送モジュールＴＭと、ロードロックモジュールＬＬＭ１及びＬＬＭ２（以下、総称して「ロードロックモジュールＬＬＭ」ともいう。）と、ローダーモジュールＬＭ、ロードポートＬＰ１からＬＰ３（以下、総称して「ロードポートＬＰ」ともいう。）とを有する。制御部ＣＴは、基板処理システムＰＳの各構成を制御して、基板Ｗに所与の処理を実行する。

【0040】

基板処理モジュールＰＭは、その内部において、基板Ｗに対して、エッチング処理、トリミング処理、成膜処理、アニール処理、ドーピング処理、リソグラフィ処理、クリーニング処理、アッシング処理等の処理を実行する。基板処理モジュールＰＭの一部は、測定モジュールであってよく、基板Ｗ上に形成された膜の膜厚や、基板Ｗ上に形成されたパターンの寸法等を例えば光学的手法を用いて測定してもよい。図１に示すプラズマ処理装置１は、基板処理モジュールＰＭの一例である。

【0041】

搬送モジュールＴＭは、基板Ｗを搬送する搬送装置を有し、基板処理モジュールＰＭ間又は基板処理モジュールＰＭとロードロックモジュールＬＬＭとの間で、基板Ｗを搬送する。基板処理モジュールＰＭ及びロードロックモジュールＬＬＭは、搬送モジュールＴＭに隣接して配置されている。搬送モジュールＴＭと基板処理モジュールＰＭ及びロードロックモジュールＬＬＭは、開閉可能なゲートバルブによって空間的に隔離又は連結される。

【0042】

ロードロックモジュールＬＬＭ１及びＬＬＭ２は、搬送モジュールＴＭとローダーモジュールＬＭとの間に設けられている。ロードロックモジュールＬＬＭは、その内部の圧力を、大気圧又は真空に切り替えることができる。ロードロックモジュールＬＬＭは、大気圧であるローダーモジュールＬＭから真空である搬送モジュールＴＭへ基板Ｗを搬送し、また、真空である搬送モジュールＴＭから大気圧であるローダーモジュールＬＭへ搬送する。

【0043】

ローダーモジュールＬＭは、基板Ｗを搬送する搬送装置を有し、ロードロックモジュールＬＬＭとロードボードＬＰとの間で基板Ｗを搬送する。ロードポートＬＰ内の内部には、例えば２５枚の基板Ｗが収納可能なＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）または空のＦＯＵＰが載置できる。ローダーモジュールＬＭは、ロードポートＬＰ内のＦＯＵＰから基板Ｗを取り出して、ロードロックモジュールＬＬＭに搬送する。また、ローダーモジュールＬＭは、ロードロックモジュールＬＬＭから基板Ｗを取り出して、ロードボードＬＰ内のＦＯＵＰに搬送する。

【0044】

制御部ＣＴは、基板処理システムＰＳの各構成を制御して、基板Ｗに所与の処理を実行する。制御部ＣＴは、プロセスの手順、プロセスの条件、搬送条件等が設定されたレシピを格納しており、当該レシピに従って、基板Ｗに所与の処理を実行するように、基板処理システムＰＳの各構成を制御する。制御部ＣＴは、図１に示すプラズマ処理装置１の制御部２の一部又は全部の機能を兼ねてもよい。

【0045】

＜本処理方法の一例＞
図４は、プラズマ処理装置１で行われる本処理方法のシーケンスの一例を示す説明図である。本処理方法では、プラズマ処理装置１において、基板Ｗのプラズマ処理Ｐ１、第１のクリーニング処理Ｐ２及び第２のクリーニング処理Ｐ３をこの順に含む処理Ａが行われる。以下、第１のクリーニング処理Ｐ２をウェハレスドライクリーニング（ＷＬＤＣ）、第２のクリーニング処理Ｐ３をウェハレストリートメント（ＷＬＴ）ともいう。例えばプラズマ処理装置１において、１ロットの複数枚の基板Ｗを処理するにあたり、処理Ａが複数回繰り返し行われる。１ロットの最初のプラズマ処理Ｐ１において処理される基板Ｗは、製品基板ではなく、ダミー基板を用いて行われてもよい。一例では、ダミー基板は、パターンが形成されたレジスト膜を有しない基板であってよい。

【0046】

＜基板Ｗのプラズマ処理Ｐ１＞
プラズマ処理Ｐ１は、例えば、プラズマを用いて基板Ｗ上の膜をエッチングする処理を含む。

【0047】

先ず、基板Ｗが図示しない搬送アームによりプラズマ処理チャンバ１０内に搬入され、図２に破線で示すようにリフトピン８０に受け渡される。次に、基板Ｗがリフトピン８０により下降され、静電チャック６１の表面６１ｃ上に載置される。次に、図１に示す直流電源７０ｐにより静電チャック６１の静電電極６１ｂに直流電圧が印加される。そして、静電チャック６１と基板Ｗとの間に生じた静電引力により、基板Ｗが静電チャック６１の表面６１ｃに吸着保持される。

【0048】

次に、シャワーヘッド１３からプラズマ処理空間１０ｓに処理ガスが供給される。このとき供給される処理ガスは、基板Ｗのエッチング処理のために必要な活性種を生成するガスを含む。ＲＦ電源３１により高周波電力が下部電極に供給される。プラズマ処理空間１０ｓ内の雰囲気がガス排出口１０ｅから排気され、プラズマ処理空間１０ｓ内は所定の圧力に減圧されてもよい。これにより、プラズマ処理空間１０ｓにプラズマが生成され、基板Ｗがエッチング処理される。

【0049】

所定時間エッチング処理が行われ、その後プラズマ処理空間１０ｓへの処理ガスの供給と下部電極への高周波電力の供給が停止され、エッチング処理が終了する。

【0050】

その後、静電電極６１ｂへの直流電圧の印加が停止される。そして、基板Ｗがリフトピン８０により持ち上げられ、静電チャック６１の表面６１ｃから離脱される。基板Ｗは、図示しない搬送アームにより、プラズマ処理チャンバ１０から搬出される。

【0051】

＜第１のクリーニング処理Ｐ２＞
第１のクリーニング処理Ｐ２は、基板Ｗが静電チャック６１の表面６１ｃにない状態で、プラズマを用いてプラズマ処理チャンバ１０の内部、例えば側壁１０ａや天井壁等に付着又は堆積した副生産物を除去する処理を含む。なお、第１のクリーニング処理Ｐ２では、静電チャック６１に付着又は堆積した副生産物が除去されてもよい。

【0052】

先ず、上述のプラズマ処理Ｐ１において基板Ｗがプラズマ処理チャンバ１０から搬出された後、基板Ｗが静電チャック６１の表面６１ｃに保持されていない状態で、シャワーヘッド１３からプラズマ処理空間１０ｓに処理ガスが供給される。当該処理ガスは、プラズマ処理Ｐ１で生成された副生産物を除去し得る活性種を生成するガスを含む。例えば、副生成物がＣＦ系のポリマーである場合、当該処理ガスは、Ｏ₂ガスであってよい。また、当該処理ガスは、Ｏ₂ガスに限らず、ＣＯガス、ＣＯ₂ガス、Ｏ₃ガス等の他の酸素含有ガスであってよい。また、副生成物として、ＣＦ系のポリマーに加えて、シリコンや金属が含まれている場合、当該処理ガスは、酸素含有ガスの他に、例えばハロゲン含有ガスを含んでよい。ハロゲン含有ガスは、例えば、ＣＦ₄ガス、ＮＦ₃ガス等のフッ素系のガスである。また、ハロゲン含有ガスは、Ｃｌ₂ガス等の塩素系ガス、ＨＢｒガス等の臭素系ガスであってもよい。

【0053】

次に、ＲＦ電源３１により高周波電力が下部電極に供給される。ガス排出口１０ｅからは、プラズマ処理空間１０ｓ内の雰囲気が排気され、プラズマ処理空間１０ｓ内は所定の圧力に減圧されてもよい。これにより、プラズマ処理空間１０ｓ内にプラズマが生成され、プラズマ処理チャンバ１０の内部の副生産物が除去される。なお、ＲＦ電源３１が発生させる高周波電力の周波数は、例えば、１０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下であってもよく、４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下であってもよい。また、当該高周波電力は、例えば、５０Ｗ以上１０，０００Ｗ以下であってよく、１００Ｗ以上７，０００Ｗ以下であってもよく、２００Ｗ以上２，０００Ｗ以下であってもよい。

【0054】

所定時間プラズマの生成が行われた後、高周波電力の供給と処理ガスの供給が停止され、第１のクリーニング処理Ｐ２が終了する。

【0055】

＜第２のクリーニング処理Ｐ３＞
第２のクリーニング処理Ｐ３は、基板Ｗが静電チャック６１の表面６１ｃにない状態で、プラズマを用いてプラズマ処理チャンバ１０内の静電チャック６１の表面６１ｃを改質する処理を含む。本実施の形態に係るクリーニング方法（「本クリーニング方法」ともいう）は、第２のクリーニング処理Ｐ３に含まれる。図５は、第２のクリーニング処理Ｐ３の一例を示すフローチャートであり、図６は、プラズマ生成用の処理ガス（Ｇａｓ）の供給、プラズマ生成用の高周波電力（ＲＦ）の供給及び静電チャック６１への電圧（ＥＳＣ ＤＣ）の印加のタイミングを示すシーケンスである。

【0056】

第２のクリーニング処理Ｐ３が開始されると、先ず、基板Ｗが静電チャック６１の表面６１ｃに保持されていない状態で、シャワーヘッド１３からプラズマ処理空間１０ｓに処理ガスの供給が開始される（図５の工程Ｓ１）。このとき供給される処理ガスは、プラズマ処理Ｐ１や第１のクリーニング処理Ｐ２においてプラズマに曝された静電チャック６１の表面６１ｃを改質するために必要なプラズマを生成するものを含む。当該処理ガスは、Ｎ₂ガスなどの不活性ガスであってもよい。次に、ＲＦ電源３１により下部電極に高周波電力の供給（プラズマの生成）が開始される（図５の工程Ｓ２）。これにより、プラズマ処理空間１０ｓ内に例えばＮ₂ガスからプラズマが生成され、静電チャック６１の表面６１ｃが窒化され、表面６１ｃのフッ素が除去される。第２のクリーニング処理Ｐ３において供給される高周波電力は、第１のクリーニング処理Ｐ２において供給される高周波電力よりも高くてもよい。なお、処理ガスの供給の開始タイミング（工程Ｓ１）と、高周波電力の供給の開始タイミング（工程Ｓ２）は、同時であってよい。

【0057】

プラズマ処理空間１０ｓ内にプラズマが生成されている状態（図５におけるプラズマの生成工程ＳＡ）で、静電チャック６１の静電電極６１ｂに直流電圧が印加され、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電量が下げられる（図５の工程Ｓ３）。例えば、図７に示すようにプラズマの生成により、静電チャック６１の表面６１ｃに正の電荷が生成された場合には、直流電源７０ｐにより静電チャック６１の静電電極６１ｂに例えば正の直流電圧を印加する。これにより、静電チャック６１の表面６１ｃが負に帯電し、電荷が相殺されて表面６１ｃの帯電量が減少する。逆に、静電チャック６１の表面６１ｃに負の電荷が生成された場合には、静電チャック６１の静電電極６１ｂに例えば負の直流電圧を印加する。これにより、静電チャック６１の表面６１ｃが正に帯電し、電荷が相殺されて表面６１ｃの帯電量が減少する。なお、図７は、静電チャック６１の表面６１ｃが凹凸形状を有する場合の例である。一つの例示的実施形態では、クリーニング処理Ｐ３において静電チャック６１に印加する電圧の極性は、基板Ｗのプラズマ処理Ｐ１において静電チャック６１に印加する電圧の極性と同じ極性である。

【0058】

その後所定時間、処理ガスが供給され、高周波電力が供給されてプラズマが生成されつつ、静電チャック６１に直流電圧が印加され続ける（図５における電圧印加工程ＳＢ）。

【0059】

その後、静電チャック６１への電圧の印加が停止される（図５の工程Ｓ４）。続いて高周波電力の供給が停止され（図５の工程Ｓ５）、続いて処理ガスの供給が停止される（図５の工程Ｓ６）。こうして、第２のクリーニング処理Ｐ３が終了する。なお、本例示的実施形態において、プラズマの生成工程ＳＰは、処理ガスの供給と高周波電力の供給の両方が行われている工程（工程Ｓ２乃至工程Ｓ５）であり、電圧印加工程ＳＢは、工程Ｓ４から工程Ｓ５までの間となる。

【0060】

本例示的実施形態によれば、本クリーニング方法が、プラズマ処理装置１のチャンバ１０内の静電チャック６１に基板Ｗが保持されていない状態で、チャンバ１０内にプラズマを生成する工程ＳＡと、当該プラズマの生成工程ＳＡにおいてプラズマが生成されている状態で、静電チャック６１に電圧を印加して静電チャック６１の表面６１ｃの帯電量を下げる工程ＳＢと、を有している。これにより、第２のクリーニング処理Ｐ３時に静電チャック６１の表面６１ｃに残留する電荷の帯電量を低減することができる。この結果、第２のクリーニング処理Ｐ３の次に行われるプラズマ処理Ｐ１において、基板Ｗの裏面に付着するパーティクルを低減することができる。また基板Ｗを静電チャック６１から離脱させる際のリフトピン８０のトルクを低減することができる。この点について図８及び図９を用いてより詳しく説明する。

【0061】

本クリーニング方法を適用しなかった場合、すなわち、クリーニング処理Ｐ３時に静電チャック６１に電圧を印加しなかった場合には、図８Ａに示すように、クリーニング処理Ｐ３後の静電チャック６１の表面６１ｃには正の電荷が残留している。

【0062】

このため、次に行われるプラズマ処理Ｐ１の際に、基板Ｗを静電チャック６１に吸着させた場合に、図８Ｂに示すように、基板Ｗから静電チャック６１に負の電荷が過剰に移動することとなり、静電チャック６１の吸着力が増大する。このような状態では、基板Ｗと静電チャック６１の熱膨張係数差に起因して、基板Ｗの裏面と静電チャック６１の表面との摩擦によって生じるパーティクルが増加することとなる。

【0063】

また、図８Ｃに示すように、プラズマ処理Ｐ１後の残留電荷量が増大するため、リフトピンにより静電チャック６１から基板Ｗを離脱させる際のピントルク（Pin torque）が増加することとなる。

【0064】

一方、本クリーニング方法を適用した場合、すなわち、クリーニング処理Ｐ３時に静電チャック６１に電圧を印加した場合には、図９Ａに示すように、クリーニング処理Ｐ３後の静電チャック６１の表面６１ｃに残留する正の電荷を低減することできる。

【0065】

このため、次に行われるプラズマ処理Ｐ１の際に、基板Ｗを静電チャック６１に吸着させた場合に、図９Ｂに示すように、基板Ｗから静電チャック６１への負の電荷の移動が抑制され、静電チャック６１の吸着力の増加が抑制される。この結果、基板Ｗの裏面と静電チャック６１の表面との摩擦によって生じるパーティクルを低減することができる。

【0066】

また、図９Ｃに示すように、プラズマ処理Ｐ１後の残留電荷の増加が抑制されるため、リフトピンにより静電チャック６１から基板Ｗを離脱させる際のピントルク（Pin torque）の増加を抑制することができる。

【0067】

本例示的実施形態によれば、プラズマの生成工程ＳＡにおいてプラズマ生成用の高周波電力の供給を開始した後（工程Ｓ２の後）に、静電チャック６１への電圧の印加を開始し、プラズマの生成工程ＳＡにおいてプラズマ生成用の高周波電力の供給を停止する前（工程Ｓ５の前）に、静電チャック６１への電圧の印加を停止する。これにより、プラズマが生成されている間でのみ静電チャック６１に電圧が印加されることになる。この結果、プラズマが生成されていない状態で静電チャック６１に電圧を印加したことにより生じ得る放電を防止することができる。

【0068】

本例示的実施形態によれば、プラズマの生成工程ＳＡにおいてプラズマ生成用の処理ガスの供給を開始した後（工程Ｓ１の後）に、静電チャック６１への電圧の印加を開始し、プラズマの生成工程ＳＡにおいてプラズマ生成用の処理ガスの供給を停止する前（工程Ｓ６の前）に、静電チャック６１への電圧の印加を停止する。これにより、プラズマが生成されている間でのみ静電チャック６１に電圧が印加されることになる。この結果、プラズマが生成されていない状態で静電チャック６１に電圧を印加したことにより生じ得る放電を防止することができる。

【0069】

本例示的実施形態における本クリーニング方法のプラズマの生成工程ＳＡにおいて、チャンバ１０内にプラズマを生成して、チャンバ１０内の静電チャック６１の表面６１ｃがクリーニングされる。この第２のクリーニング処理Ｐ３では、プラズマの状態として、静電チャック６１の表面６１ｃに多くの電荷が残りやすい。このため、第２のクリーニング処理Ｐ３において静電チャック６１に電圧を印加することで、残留電荷の帯電量を効果的に低減することができる。

【0070】

本例示的実施形態によれば、本処理方法が、プラズマ処理装置１のチャンバ１０内の静電チャック６１に基板Ｗが保持されていない状態で、チャンバ１０内にプラズマを生成する工程ＳＡと、当該プラズマの生成工程ＳＡにおいてプラズマが生成されている状態で、静電チャック６１に電圧を印加して静電チャック６１の表面６１ｃの帯電量を下げる工程と、プラズマ処理装置１のチャンバ１０内の静電チャック６１に基板Ｗを保持して、基板Ｗをプラズマ処理する工程（プラズマ処理Ｐ１）と、を有している。これにより、静電チャック６１に基板Ｗが保持されない例えば第２のクリーニング処理Ｐ３時に、静電チャック６１の表面６１ｃに残留する電荷の帯電量を低減することができる。そして、静電チャック６１に基板Ｗが保持されるプラズマ処理Ｐ１が第２のクリーニング処理Ｐ３の例えば次に行われ、このプラズマ処理Ｐ１において、基板Ｗの裏面に付着するパーティクルを低減することができる。また基板Ｗを静電チャック６１から離脱させる際のリフトピン８０のトルクを低減することができる。また、第２のクリーニング処理Ｐ３の前に行われたプラズマ処理Ｐ１により生じた電荷が静電チャック６１に残留している場合でも、第２のクリーニング処理Ｐ３において、前のプラズマ処理Ｐ１の残留電荷と第２のクリーニング処理Ｐ３時に生じる残留電荷をまとめて低減することができる。

【0071】

本例示的実施形態によれば、プラズマ処理装置１が、チャンバ１０と、チャンバ１０内で基板Ｗを保持する静電チャック６１と、チャンバ１０内にプラズマ生成用の電力を供給する第１の電源としてのＲＦ電源３１と、静電チャック６１に電圧を印加する第２の電源としての直流電源７０ｐと、制御部２と、を備える。そして、制御部２は、チャンバ１０内の静電チャック６１に基板Ｗが保持されていない状態で、ＲＦ電源３１によりチャンバ１０内にプラズマ生成用の電力を供給し、チャンバ１０内にプラズマを生成する工程ＳＡと、当該プラズマの生成工程ＳＡにおいてプラズマが生成されている状態で、直流電源７０ｐにより、静電チャック６１に電圧を印加して静電チャック６１の表面６１ｃの帯電量を下げる工程とを実行する。これにより、プラズマ処理装置１を用いた基板処理において、静電チャック６１に基板Ｗが保持されない例えば第２のクリーニング処理Ｐ３時に、静電チャック６１の表面６１ｃに残留する電荷の帯電量を低減することができる。そして、静電チャック６１に基板Ｗが保持されるプラズマ処理Ｐ１が第２のクリーニング処理Ｐ３の例えば次に行われ、このプラズマ処理Ｐ１において、基板Ｗの裏面に付着するパーティクルを低減することができる。また基板Ｗを静電チャック６１から離脱させる際のリフトピン８０のトルクを低減することができる。

【0072】

＜実施例＞
本クリーニング方法を適用したクリーニング処理を行った後のプラズマ処理Ｐ１において、基板Ｗを静電チャック６１から離脱させる際に必要なリフトピンのトルクを測定した。また本クリーニング方法を適用しない従来のクリーニング処理を行った後のプラズマ処理Ｐ１において、基板Ｗを静電チャック６１から離脱させる際に必要なリフトピンのトルクを測定した。図１０のグラフは、本クリーニング方法を適用したクリーニング処理を行った後のプラズマ処理Ｐ１におけるリフトピンのトルクと、従来のクリーニング処理を行った後のプラズマ処理Ｐ１におけるリフトピンのトルクとの差分を示す。図１０のグラフの横軸は、静電チャック６１への印加電圧である。かかる測定結果から、静電チャック６１に適正に印加電圧を印加することにより、プラズマ処理Ｐ１時のリフトピンのトルクが減少することが確認できる。

【0073】

本クリーニング方法を適用したクリーニング処理を行った後のプラズマ処理Ｐ１において、静電チャック６１の表面の残留電荷を測定した。また本クリーニング方法を適用しない従来のクリーニング処理を行った後のプラズマ処理Ｐ１において、静電チャック６１の表面の残留電荷を測定した。図１１のグラフは、本クリーニング方法を適用したクリーニング処理を行った後のプラズマ処理Ｐ１における残留電荷と、従来のクリーニング処理を行った後のプラズマ処理Ｐ１における残留電荷との差分を示す。図１１のグラフの横軸は、静電チャック６１への印加電圧である。かかる測定結果から、静電チャック６１に適正に印加電圧を印加することにより、プラズマ処理Ｐ１時の残留電荷が減少することが確認できる。

【0074】

単独で行ったプラズマ処理Ｐ１による基板（３枚の基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の裏面パーティクルの量（ケースＣ１）と、本クリーニング方法を適用した第２のクリーニング処理Ｐ３を行った後のプラズマ処理Ｐ１による基板（３枚の基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の裏面パーティクルの量（ケースＣ２）と、本クリーニング方法を適用しない第２のクリーニング処理Ｐ３を行った後のプラズマ処理Ｐ１による基板（３枚の基板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の裏面パーティクルの量（ケースＣ３）とを測定した。そしてそれらを比較した。その結果を図１２のグラフに示す。なお、図１２中の「Ｐｔ」は、裏面パーティクルを意味する。かかる測定結果から、本クリーニング方法を適用した第２のクリーニング処理Ｐ３の後に行ったプラズマ処理Ｐ１（ケースＣ２）において、基板Ｗの裏面パーティクルが減少していることが確認できる。

【0075】

＜本クリーニング方法の他の例示的実施形態＞
本クリーニング方法において静電チャック６１に印加される電圧は、理論値、経験則等で予め定められたものであってもよい。また、本クリーニング方法において静電チャック６１に印加される電圧は、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電状態を測定し、当該帯電状態に基づいて決めてもよい。例えば、本クリーニング方法は、プラズマの生成工程ＳＡにおいてプラズマが生成されている状態で、静電チャック６１の表面の帯電状態を測定する工程を有し、当該帯電状態の測定工程で測定された静電チャック６１の表面６１ｃの帯電状態に基づいて、静電チャック６１に印加される電圧を決定してもよい。さらに、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電状態と、その帯電状態において静電チャック６１に印加されるべき電圧との関係に基づいて、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電状態の測定結果から、静電チャック６１に印加される電圧を決定してもよい。かかる一つの例示的実施形態について説明する。

【0076】

＜測定装置１００の構成＞
一つの例示的実施形態において、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電状態は、静電チャック６１の静電電極６１ｂの電位Ｖ１に対応する。例えば静電チャック６１の表面６１ｃが正に帯電していると、静電電極６１ｂの電位Ｖ１が下がり負になる。静電チャック６１の表面６１ｃが負に帯電すると、静電電極６１ｂの電位Ｖ１が上がり正になる。そこで、図１３に示すように、一つの例示的実施形態のプラズマ処理装置１は、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電状態に対応する、静電電極６１ｂの電位Ｖ１を測定する測定装置１００を備える。

【0077】

測定装置１００は、例えばフィルタ１０１、銅円板１０２、銅板１０３、アクリル板１０４、プローブ１０５及び表面電位計１０６を有する。プローブ１０５及び表面電位計１０６は、電位測定系１０７を構成する。

【0078】

静電チャック６１のスイッチ７０ｓは、説明の便宜上、測定装置１００と分けて図示しているが、測定装置１００は、スイッチ７０ｓを有していてもよい。スイッチ７０ｓは、静電電極６１ｂの接続を、直流電源７０ｐと測定装置１００の静電容量を有する部材との間で切り替える。スイッチ７０ｓは、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電状態を測定するタイミングで、静電電極６１ｂを測定装置１００に接続する。銅円板１０２と銅板１０３の間にアクリル板１０４を挟んだ構成の部材は、静電容量を有する部材の一例である。静電容量を有する部材は、銅円板１０２、銅板１０３及びアクリル板１０４の構成に限らず、絶縁された導体により構成することができる。

【0079】

電位測定系１０７では、銅円板１０２と銅板１０３の間のアクリル板１０４に生じる電位を、銅円板１０２の表面に非接触に設けられたプローブ１０５を用いて表面電位計１０６により測定する。電位測定系１０７は、静電容量を有する部材に蓄積される電荷量に相当する値を測定する測定部の一例である。プローブ１０５は、銅円板１０２と銅板１０３の間の電位差を測定できれば、銅円板１０２に接触していてもよいし、非接触であってもよい。

【0080】

スイッチ７０ｓと静電容量を有する部材との間には、高周波電力を除去するフィルタ１０１が設けられる。これにより、高周波電力が測定装置１００に伝播することを防ぐ。スイッチ７０ｓが直流電源７０ｐと接続される側から測定装置１００の静電容量を有する部材と接続される側へ切り替わると、静電容量を有する部材に生じた電位Ｖ１の測定、つまり、フローティング状態の静電電極６１ｂの電位Ｖ１の測定が可能となる

【0081】

具体的には、銅板１０３は接地されており、銅円板１０２の表面に非接触に設けられたプローブ１０５を用いて表面電位計１０６により測定された電位が、フローティング状態の静電電極６１ｂの電位Ｖ１となる。

【0082】

表面電位計１０６により測定された電位Ｖ１の情報は、静電チャック６１の帯電状態を示す情報として制御部２に出力され、制御部２は、当該情報に基づいて、直流電源７０ｐを制御し、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電量を減少させる電圧を静電チャック６１に印加する。

【0083】

制御部２は、図１４に示すような帯電状態（例えば電位Ｖ１）と、その帯電状態において静電チャック６１に印加されるべき電圧との関係としての相関データＤを有している。相関データＤは、例えば基板Ｗを処理する前にプラズマ処理装置１を作動させて得たデータにより作成されてもよいし、理論値、計算値等により作成されてもよい。制御部２は、測定装置１００による静電チャック６１の表面６１ｃの帯電状態の測定結果から、相関データＤに基づいて、測定されたクリーニング処理中にプラズマより発生する帯電量に応じて静電チャック６１に印加される電圧を決定する。

【0084】

＜測定装置１００を用いた第２のクリーニング処理Ｐ３＞
第２のクリーニング処理Ｐ３において、測定装置１００により、静電電極６１ｂの電位Ｖ１を測定する。この電位Ｖ１は、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電状態に対応している。この測定は、第２のクリーニング処理Ｐ３において継続的に行われてもよいし、断続的に複数回行われてもよいし、特定の時に１回行われてもよい。

【0085】

具体的には、測定装置１００により、プローブ１０５を用いて表面電位計１０６により静電チャック６１の静電電極６１ｂの電位Ｖ１が測定される。測定された電位Ｖ１は、制御部２に出力され、制御部２は、当該電位Ｖ１（帯電状態）から、相関データＤに基づいて、静電チャック６１に印加される電圧（電圧の正負、値など）を決定する。

【0086】

制御部２は、直流電源７０ｐを制御し、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電量が減少する電圧を静電チャック６１の静電電極６１ｂに印加する。例えば静電チャック６１の静電電極６１ｂの電位Ｖ１が正の方向の電位変化、すなわち静電チャック６１の表面６１ｃに正の電荷が帯電している場合には、静電チャック６１の表面６１ｃに負の電荷を供給するために、静電チャック６１の静電電極６１ｂに対し正の電圧を印加する。また、静電電極６１ｂの正の電位変化量が大きいほど、静電チャック６１の静電電極６１ｂに、より高い正の電圧を印加する。

【0087】

逆に静電チャック６１の静電電極６１ｂの電位Ｖ１が負の方向の電位変化、すなわち静電チャック６１の表面６１ｃに負の電荷が帯電している場合には、静電チャック６１の表面６１ｃに正の電荷を供給するために、静電チャック６１の静電電極６１ｂに対し負の電圧を印加する。また、静電電極６１ｂの負の電位変化量が小さいほど、静電チャック６１の静電電極６１ｂに、より低い負の電圧を印加する。

【0088】

本例示的実施形態によれば、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電量を正確かつ確実に減少させることができる。

【0089】

なお、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電状態を測定する測定装置は、上記測定装置１００の構成に限られない。この測定装置は、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電状態を直接測定するもの、あるいは帯電状態に対応する値を測定するものであれば、静電電極６１ｂの電位Ｖ１を測定するものでなくてもよい。

【0090】

＜本クリーニング方法の第１のクリーニング処理Ｐ２への適用＞
本クリーニング方法は、第１のクリーニング処理Ｐ２に適用してもよい。

【0091】

この場合、第１のクリーニング処理Ｐ２が開始されると、先ず、基板Ｗが静電チャック６１の表面６１ｃに保持されていない状態で、シャワーヘッド１３からプラズマ処理空間１０ｓに処理ガスの供給が開始される。このとき供給される処理ガスは、プラズマ処理Ｐ１で生成され副生産物を除去するために必要なプラズマを生成するものを含む。次に、ＲＦ電源３１により下部電極に高周波電力の供給が開始される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓ内にプラズマが生成され、プラズマ処理チャンバ１０の内部の副生産物が除去される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓ内にプラズマが生成され、プラズマ処理チャンバ１０の副生産物が除去される。このプラズマが生成されている状態で、静電チャック６１に電圧が印加され、静電チャック６１の表面６１ｃの帯電量が下げられる。例えば、図７に示すようにプラズマの生成により、静電チャック６１の表面６１ｃに正の電荷が生成された場合には、静電チャック６１の静電電極６１ｂに例えば正の直流電圧を印加する。これにより、静電チャック６１の表面６１ｃが負に帯電し、電荷が相殺されて表面６１ｃの帯電量が減少する。逆に、静電チャック６１の表面６１ｃに負の電荷が生成された場合には、静電チャック６１の静電電極６１ｂに例えば負の直流電圧を印加する。これにより、静電チャック６１の表面６１ｃが正に帯電し、電荷が相殺されて表面６１ｃの帯電量が減少する。

【0092】

その後所定時間、処理ガスが供給され、高周波電力が供給されてプラズマが生成されつつ、静電チャック６１に直流電圧が印加され続ける。

【0093】

その後、静電チャック６１への電圧の印加が停止される。続いて高周波電力の供給が停止され、続いて処理ガスの供給が停止される。こうして、第１のクリーニング処理Ｐ２が終了する。

【0094】

本例示的実施形態によれば、第１のクリーニング処理Ｐ２時に静電チャック６１の表面６１ｃに残留する電荷の帯電量を低減することができる。

【0095】

本クリーニング方法は、第２のクリーニング処理Ｐ３に適用されず、第１のクリーニング処理Ｐ２にのみ適用してもよいし、第１のクリーニング処理Ｐ２と第２のクリーニング処理Ｐ３の両方に適用してもよい。すなわち、本クリーニング方法は、第１クリーニング処理Ｐ２において、（ａ１）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、チャンバ内にプラズマを生成して、チャンバの内部がクリーニングされる工程と、（ｂ１）前記（ａ１）のプラズマが生成されている状態で、静電チャックに電圧を印加して、静電チャック表面の帯電量を下げる工程と、第２のクリーニング処理Ｐ３において、（ａ２）プラズマ処理装置のチャンバ内の静電チャックに基板が保持されていない状態で、チャンバ内にプラズマを生成して、チャンバ内の静電チャックの表面がクリーニングされる工程と、（ｂ２）（ａ２）のプラズマが生成されている状態で、静電チャックに電圧を印加して、静電チャック表面の帯電量を下げる工程と、を有していてもよい。かかる場合、第１のクリーニング処理Ｐ２及び第２のクリーニング処理Ｐ３時に静電チャック６１の表面６１ｃに残留する電荷の帯電量を低減することができる。

【0096】

本クリーニング方法を第１のクリーニング処理Ｐ２と第２のクリーニング処理Ｐ３の両方に適用する場合、第１のクリーニング処理Ｐ２と第２のクリーニング処理Ｐ３において静電チャック６１の印加される電圧は、異なっていてもよい。また、静電チャック６１の印加される電圧は、第１のクリーニング処理Ｐ２よりも第２のクリーニング処理Ｐ３の方が高くてもよい。かかる場合、静電チャック６１の帯電量が相対的に多い第２のクリーニング処理Ｐ３において印加電圧が高くなるため、例えばエネルギー効率を向上することができる。

【0097】

本クリーニング方法及び本処理方法は、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく種々の変形をなし得る。例えば、当業者の通常の創作能力の範囲内で、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態に追加することができる。また、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態の対応する構成要素と置換することができる。

【0098】

例えば本クリーニング方法における静電チャック６１への電圧の印加は、プラズマが生成されている間の一部或いは全部で行ってもよい。また、静電チャック６１への電圧の印加は、プラズマが生成されていない間にも行われてもよい。

【0099】

本クリーニング方法は、第２のクリーニング処理Ｐ３、第１のクリーニング処理Ｐ２以外のクリーニング処理にも適用することができる。

【0100】

本処理方法は、プラズマ処理Ｐ１、第１のクリーニング処理Ｐ２、第２のクリーニング処理Ｐ３を繰り返すシーケンス以外の他のシーケンスにも適用することができる。

【0101】

本クリーニング方法及び本処理方法は、容量結合型のプラズマ処理装置１以外にも、誘導結合型プラズマやマイクロ波プラズマ等、任意のプラズマ源を用いたプラズマ処理装置を用いて実行してよい。

【符号の説明】

【0102】

１……プラズマ処理装置、２……制御部、１０……チャンバ、３１……ＲＦ電源、６１……静電チャック、６１ｃ……表面、７０ｐ……直流電源、Ｗ…基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】