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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】P2024165373
(43)【公開日】2024-11-28
(54)【発明の名称】プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20241121BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20241121BHJP
C23C 16/509 20060101ALI20241121BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20241121BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 101G
H01L21/302 101B
H01L21/31 C
C23C16/509
H05H1/46 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023081521
(22)【出願日】2023-05-17
(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】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】小野寺 勇稀
【テーマコード（参考）】
2G084
4K030
5F004
5F045
【Ｆターム（参考）】
2G084AA04
2G084BB23
2G084CC05
2G084CC12
2G084CC33
2G084DD23
2G084DD38
2G084DD55
2G084FF15
4K030BA29
4K030DA06
4K030FA03
4K030GA02
4K030JA01
4K030KA02
4K030KA20
5F004AA15
5F004AA16
5F004BA04
5F004BA09
5F004BB13
5F004BB22
5F004BB23
5F004DA00
5F004DA01
5F004DA02
5F004DA03
5F004DA04
5F004DA17
5F004DA22
5F004DA23
5F004DA24
5F004DA25
5F004DA26
5F004DB03
5F045AA08
5F045BB08
5F045DP03
5F045EB06
5F045EF05
5F045EH05
5F045EM05
(57)【要約】
【課題】基板支持部の対向電極の表面に均一な膜を形成する。
【解決手段】プラズマ処理装置により実行されるプラズマ処理方法が提供される。前記プラズマ処理装置は、ガス供給口及びガス排気口を有するプラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバの内部に配置される基板支持部と、前記基板支持部に対向する対向電極と、前記プラズマ処理チャンバの内部にプラズマを生成可能なプラズマ源と、を備える。プラズマ処理方法は、前記基板支持部の基板支持面にダミー基板を提供する工程であり、前記ダミー基板は、周縁部の厚さが中央部よりも厚い、工程と、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第１の処理ガスから第１のプラズマを生成することにより前記ダミー基板の表面をスパッタし、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程とを含む。
【選択図】図２
【解決手段】プラズマ処理装置により実行されるプラズマ処理方法が提供される。前記プラズマ処理装置は、ガス供給口及びガス排気口を有するプラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバの内部に配置される基板支持部と、前記基板支持部に対向する対向電極と、前記プラズマ処理チャンバの内部にプラズマを生成可能なプラズマ源と、を備える。プラズマ処理方法は、前記基板支持部の基板支持面にダミー基板を提供する工程であり、前記ダミー基板は、周縁部の厚さが中央部よりも厚い、工程と、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第１の処理ガスから第１のプラズマを生成することにより前記ダミー基板の表面をスパッタし、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程とを含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマ処理装置により実行されるプラズマ処理方法であって、
前記プラズマ処理装置は、ガス供給口及びガス排気口を有するプラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバの内部に配置される基板支持部と、前記基板支持部に対向する対向電極と、前記プラズマ処理チャンバの内部にプラズマを生成可能なプラズマ源と、を備え、
前記基板支持部の基板支持面にダミー基板を提供する工程であり、前記ダミー基板は、周縁部の厚さが中央部よりも厚い、工程と、
前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第１の処理ガスから第１のプラズマを生成することにより前記ダミー基板の表面をスパッタし、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程と、
を含む、プラズマ処理方法。
前記プラズマ処理装置は、ガス供給口及びガス排気口を有するプラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバの内部に配置される基板支持部と、前記基板支持部に対向する対向電極と、前記プラズマ処理チャンバの内部にプラズマを生成可能なプラズマ源と、を備え、
前記基板支持部の基板支持面にダミー基板を提供する工程であり、前記ダミー基板は、周縁部の厚さが中央部よりも厚い、工程と、
前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第１の処理ガスから第１のプラズマを生成することにより前記ダミー基板の表面をスパッタし、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程と、
を含む、プラズマ処理方法。
【請求項2】
前記ダミー基板は、前記中央部が平坦である、
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項3】
前記ダミー基板は、表面にシリコンまたは金属を含む、
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項4】
前記金属は、タングステン、モリブデン、ルテニウム及びチタンからなる群より選ばれる少なくとも１つである、
請求項３に記載のプラズマ処理方法。
請求項３に記載のプラズマ処理方法。
【請求項5】
前記ダミー基板の直径は、３００ｍｍ～４００ｍｍである、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項6】
前記周縁部は、表面が凹型の曲面であり、最外周が最も厚い、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項7】
前記周縁部の最外周の厚さは、前記中央部よりも２ｍｍ～１０ｍｍ厚い、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項8】
前記周縁部の内径は、前記対向電極の直径以上である、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項9】
前記対向電極は、前記ガス供給口に接続される複数のガス導入口を有し、
前記周縁部は、表面の前記スパッタ粒子が前記複数のガス導入口のうちの最外周のガス導入口及び前記最外周のガス導入口の内側の前記対向電極の表面に付着するように傾斜している、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
前記周縁部は、表面の前記スパッタ粒子が前記複数のガス導入口のうちの最外周のガス導入口及び前記最外周のガス導入口の内側の前記対向電極の表面に付着するように傾斜している、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項10】
前記基板支持部と前記対向電極との間のギャップをＧとし、前記周縁部の最外周の厚さをＨとし、前記周縁部の最外周の頂点から前記対向電極の最外周のガス導入口までの距離をＪとしたとき、前記基板支持面に提供された前記ダミー基板は、次の式（１）で示される角度θが１２°以上となるように配置される、
ｃｏｓθ＝Ｊ／（Ｇ－Ｈ）・・・（１）
請求項７に記載のプラズマ処理方法。
ｃｏｓθ＝Ｊ／（Ｇ－Ｈ）・・・（１）
請求項７に記載のプラズマ処理方法。
【請求項11】
前記ダミー基板を前記プラズマ処理チャンバの外部へ搬出する工程と、
前記基板支持部の基板支持面に前記ダミー基板とは異なる基板を提供する工程と、
前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第２の処理ガスから第２のプラズマを生成することにより前記基板をプラズマ処理する工程と、をさらに含む、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
前記基板支持部の基板支持面に前記ダミー基板とは異なる基板を提供する工程と、
前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第２の処理ガスから第２のプラズマを生成することにより前記基板をプラズマ処理する工程と、をさらに含む、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項12】
前記基板支持面に前記ダミー基板を提供する工程の後、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第３の処理ガスから第３のプラズマを生成し、前記第３のプラズマによりクリーニングする工程と、
前記基板支持面から離隔した第１の位置において、前記基板支持面に対向するように前記ダミー基板を保持した後、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第４の処理ガスから第４のプラズマを生成し、前記第４のプラズマによりクリーニングする工程と、を含む、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
前記基板支持面から離隔した第１の位置において、前記基板支持面に対向するように前記ダミー基板を保持した後、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第４の処理ガスから第４のプラズマを生成し、前記第４のプラズマによりクリーニングする工程と、を含む、
請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項13】
前記第３のプラズマによりクリーニングする工程、前記第４のプラズマによりクリーニングする工程、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程の３工程を、この順で実行する、
請求項１２に記載のプラズマ処理方法。
請求項１２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項14】
前記第３のプラズマによりクリーニングする工程、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程、前記第４のプラズマによりクリーニングする工程の３工程を、この順で実行する、
請求項１２に記載のプラズマ処理方法。
請求項１２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項15】
前記第３の処理ガスは、酸素を含む、
請求項１２に記載のプラズマ処理方法。
請求項１２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項16】
前記第４の処理ガスは、酸素及びフッ素を含む、
請求項１２に記載のプラズマ処理方法。
請求項１２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項17】
前記３工程を実行した後、前記プラズマ処理チャンバの外部へ前記ダミー基板を搬出する工程と、
前記ダミー基板を搬出した後、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第５の処理ガスから第５のプラズマを生成し、前記第５のプラズマによりクリーニングする工程と、を有する、
請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
前記ダミー基板を搬出した後、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第５の処理ガスから第５のプラズマを生成し、前記第５のプラズマによりクリーニングする工程と、を有する、
請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
【請求項18】
ガス供給口及びガス排気口を有するプラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバの内部に配置される基板支持部と、
前記基板支持部に対向する対向電極と、
前記プラズマ処理チャンバの内部にプラズマを生成可能なプラズマ源と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記基板支持部の基板支持面にダミー基板を提供する工程であり、前記ダミー基板は、周縁部の厚さが中央部よりも厚い、工程と、
前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第１の処理ガスから第１のプラズマを生成することにより前記ダミー基板の表面をスパッタし、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程と、
を含む工程を制御する、プラズマ処理装置。
前記プラズマ処理チャンバの内部に配置される基板支持部と、
前記基板支持部に対向する対向電極と、
前記プラズマ処理チャンバの内部にプラズマを生成可能なプラズマ源と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記基板支持部の基板支持面にダミー基板を提供する工程であり、前記ダミー基板は、周縁部の厚さが中央部よりも厚い、工程と、
前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第１の処理ガスから第１のプラズマを生成することにより前記ダミー基板の表面をスパッタし、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程と、
を含む工程を制御する、プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１は、載置台に対向する対向電極の表面に、載置台に載置されたターゲット基板からスパッタ粒子を付着して対向電極を再生することを提案している。ターゲット基板は、中央部の厚さを外周部よりも厚くすることが記載されている。
【0003】
例えば、特許文献２は、チャンバ内のクリーニング方法を提案している。クリーニング方法は、離隔させる工程と、除去する工程とを有し、離隔させる工程は、載置台と基板とを昇降機構を用いて離隔させる。除去する工程は、離隔させる工程の後、高周波電源から載置台に高周波電力を供給することによってプラズマを生成し、載置台に堆積した堆積物を除去することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－１２５６５６号公報
【特許文献2】特開２０２１－０８６９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、基板支持部の対向電極の表面に均一な膜を形成することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一の態様によれば、プラズマ処理装置により実行されるプラズマ処理方法が提供される。前記プラズマ処理装置は、ガス供給口及びガス排気口を有するプラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバの内部に配置される基板支持部と、前記基板支持部に対向する対向電極と、前記プラズマ処理チャンバの内部にプラズマを生成可能なプラズマ源と、を備える。プラズマ処理方法は、前記基板支持部の基板支持面にダミー基板を提供する工程であり、前記ダミー基板は、周縁部の厚さが中央部よりも厚い、工程と、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第１の処理ガスから第１のプラズマを生成することにより前記ダミー基板の表面をスパッタし、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程とを含む。
【発明の効果】
【0007】
一の側面によれば、基板支持部の対向電極の表面に均一な膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】一実施形態に係るプラズマ処理システムの一例を示す図。
【図2】一実施形態に係るＰＶＤ法による上部電極へのシリコンの成膜例を示す図。
【図3】ダミー基板の形状とシリコンの成膜量に関する実験結果の一例を示す図。
【図4】ダミー基板の形状とシリコンの成膜量に関する実験結果の一例を示す図。
【図5】ダミー基板の形状とシリコンの成膜量に関する実験結果の一例を示す図。
【図6】一実施形態に係るダミー基板の周縁部の形状を説明する図。
【図7】一実施形態に係るプラズマ処理方法ＳＴ１の一例を示すフローチャート。
【図8】変形例１に係るプラズマ処理方法ＳＴ２の一例を示すフローチャート。
【図9】変形例１に係るプラズマ処理方法ＳＴ２を説明するための図。
【図10】変形例２に係るプラズマ処理方法ＳＴ３の一例を示すフローチャート。
【図11】変形例２に係るプラズマ処理方法ＳＴ３を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【0010】
［プラズマ処理システム］
以下に、一実施形態に係る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。
以下に、一実施形態に係る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。
【0011】
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１０ｓ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と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。
【0012】
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。
【0013】
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（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源３１及び／又はＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）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。
【0014】
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１１２ａ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１１２ａ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。
【0015】
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。
【0016】
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１３ｃ１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１３ｃ１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。図１では、シャワーヘッド１３は、内側の上部電極１３ｃと、上部電極１３ｃの外周側に配置された電極１３ｄと、を有する。上部電極１３ｃは円盤型であり、ガス供給口１３ａ、ガス拡散室１３ｂ、複数のガス導入口１３ｃ１を有し、例えばシリコン（Ｓｉ）で形成されている。電極１３ｄはリング状であり、例えばシリコン（Ｓｉ）で形成されている。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。
【0017】
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。
【0018】
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（プラズマ源）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に含まれるイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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、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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
［上部電極の再生］
プラズマ処理装置１では、基板支持部１１に対向する対向電極としての上部電極１３ｃがプラズマにより消耗し易いため、その消耗を抑制し、上部電極１３ｃの寿命を延ばすことが重要になっている。
プラズマ処理装置１では、基板支持部１１に対向する対向電極としての上部電極１３ｃがプラズマにより消耗し易いため、その消耗を抑制し、上部電極１３ｃの寿命を延ばすことが重要になっている。
【0026】
上部電極１３ｃの消耗を抑制するために、上部電極１３ｃの材料をシリコンから、シリコンよりも消耗し難い材料に変更したり、プラズマ処理中に印加するＲＦ電力を下げて上部電極１３ｃを消耗し難くさせたりする方法がある。しかし、材料の変更やプロセス条件を限定せずにより簡便な方法で上部電極１３ｃの消耗を抑制することが望まれる。そこで、上部電極１３ｃの表面に膜をコーティングするプリコートにより、上部電極１３ｃを消耗から保護及び再生する方法がある。プリコートでは、上部電極１３ｃの表面をＣＨ４やＳｉＯ２の膜でコーティングする。このため、Ｏ２プラズマ生成時や基板Ｗ上のＳｉＯ２膜のエッチング時にプリコート膜が消耗し易く、プロセスに影響を与えることが考えられる。よって、プリコート膜は、できるだけプロセスに影響を与えない上部電極１３ｃと同じ材料であるシリコン膜が良い。
【0027】
そこで、本実施形態に係るプラズマ処理方法では、基板支持部１１（静電チャック１１１１）の基板支持面にシリコンから形成されたダミー基板を載置し、シリコン製のダミー基板をスパッタすることにより上部電極１３ｃにプリコート膜をコーティングし上部電極１３ｃを消耗から保護及び再生する。図２は、一実施形態に係るＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法による上部電極１３ｃへのシリコンの成膜例を示す図である。
【0028】
例えば、図１に示すように、シャワーヘッド１３からプラズマ処理チャンバ１０の内部にアルゴンガスを供給し、プラズマ源によりプラズマ処理チャンバ１０の内部にアルゴンガスからプラズマを生成する。そして、図２（ａ）に示すように、プラズマに含まれるアルゴンイオンにより、シリコン製のダミー基板ＤＷの表面をスパッタする。これにより、図２（ｂ）に示すように、ダミー基板ＤＷの表面からシリコンのスパッタ粒子が叩き出され、ダミー基板ＤＷに対向する上部電極１３ｃの表面１３ｅにスパッタ粒子を付着させることができる。このスパッタ粒子が堆積したシリコン膜Ｄにより、上部電極１３ｃの表面１３ｅが保護及び再生され、上部電極１３ｃの寿命を延ばすことができる。
【0029】
ＰＶＤ法では、基板Ｗと同じ表面が平坦なダミー基板ＤＷを使用すると、上部電極１３ｃの周縁部にシリコンが付着し難く、上部電極１３ｃの中央部と周縁部とでシリコン膜の成膜量に差が生じる。
【0030】
図３は、ダミー基板の形状と上部電極１３ｃへのシリコンの成膜量に関する実験結果の一例を示す図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示すように平坦なダミー基板ＤＦを使用した場合の上部電極１３ｃへのシリコン膜Ｄの成膜量の実験結果の一例を示す参考例である。図３（ｄ）は、図３（ｂ）に示すように周縁部の厚さが中央部よりも厚いダミー基板ＤＷを使用した場合の上部電極１３ｃへのシリコン膜Ｄの成膜量の実験結果の一例を示す。
【0031】
ダミー基板ＤＦは、直径φが３６０ｍｍであり、直径φ３４０までの中央部の表面は平坦であり、直径φ３４０から直径φ３６０までの周縁部の表面も平坦な円盤型である。ダミー基板ＤＷは、直径φが３６０ｍｍであり、直径φ３４０までの中央部の表面は平坦であり、直径φ３４０から直径φ３６０までの周縁部の表面は最外周に向かって反り上がる曲面であり、周縁部の最外周にて最も厚い円形のトレイ型（おぼん型）である。本実験では、周縁部の最外周の厚さが中央部よりも５ｍｍ厚いダミー基板ＤＷを使用した。本実験は、ダミー基板ＤＦ、ＤＷの表面にシリコンの粒子（スパッタ粒子）を均等に配置し、当該スパッタ粒子をアルゴンイオンにより飛ばしたときのシミュレーション結果である。
【0032】
図３（ｃ）及び図３（ｄ）の横軸は、ダミー基板ＤＦ、ＤＷの中心「０」からの径方向の位置（ｍｍ）を示し、縦軸は、横軸のダミー基板ＤＦ、ＤＷに対向する上部電極１３ｃの位置に付着する、単位面積当たりのシリコンのスパッタ粒子数（個／ｍｍ２）を示す。以下では、ダミー基板ＤＦ、ＤＷの中心「０」から径方向に直径１０ｍｍの位置をセンターとし、ダミー基板ＤＦ、ＤＷの中心「０」から径方向に直径１６０ｍｍの位置をエッジとする。
【0033】
参考例のダミー基板ＤＦを使用したとき、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、上部電極１３ｃの表面１３ｅに付着したシリコン膜Ｄの成膜量は、中央部と比較して周縁部が少なく、センターの成膜量を１としたときのエッジの成膜量は０．７５であった。つまり、表面が平坦なダミー基板ＤＦを使用した場合、上部電極１３ｃのエッジでは、センターに対してシリコン膜Ｄが２５％薄くなり、上部電極１３ｃの中央部と周縁部とでシリコン膜Ｄの成膜量に差が生じる。
【0034】
一方、一実施形態に係るダミー基板ＤＷを使用したとき、図３（ｂ）及び図３（ｄ）に示すように、上部電極１３ｃの表面１３ｅに付着したシリコン膜Ｄの成膜量は、中央部と周縁部とでほぼ変わらなかった。センターの成膜量を１としたときのエッジの成膜量は０．９３であった。つまり、周縁部が中央部よりも厚いダミー基板ＤＷを使用した場合、上部電極１３ｃのエッジでは、センターに対してシリコン膜Ｄが７％薄くなり、上部電極１３ｃの中央部と周縁部とのシリコン膜Ｄの成膜量はほぼ均一になる。
【0035】
以上の実験結果から、周縁部の厚さが中央部よりも厚いダミー基板ＤＷを使用して、ＰＶＤ法により上部電極１３ｃにシリコン膜を成膜することにより、上部電極１３ｃの表面１３ｅに均一な膜厚のシリコン膜Ｄを形成することができる。または、上部電極１３ｃの表面１３ｅの中央部にて周縁部よりも厚いシリコン膜Ｄを形成することができる。なお、上部電極１３ｃの再生では、消耗により開口径が拡大した複数のガス導入口１３ｃ１を元の寸法に再生することが重要である。このため、最外周のガス導入口１３ｃ１及びその内側にシリコン膜Ｄを形成し、すべてのガス導入口１３ｃ１を含む上部電極１３ｃの再生が可能なように、ダミー基板ＤＷの直径は、上部電極１３ｃの直径に対して１．１倍以上とする。
【0036】
［ダミー基板の形状］
ダミー基板ＤＷは、周縁部の厚さが中央部よりも厚くなるように、表面が凹型である。図４及び図５では、表面が凸型のダミー基板ＤＦ２を参考例として、表面が凹型のダミー基板ＤＷの最外周の厚さを変えて、前述した実験と同じ実験を行った。
ダミー基板ＤＷは、周縁部の厚さが中央部よりも厚くなるように、表面が凹型である。図４及び図５では、表面が凸型のダミー基板ＤＦ２を参考例として、表面が凹型のダミー基板ＤＷの最外周の厚さを変えて、前述した実験と同じ実験を行った。
【0037】
図４及び図５は、ダミー基板の形状と上部電極１３ｃへのシリコンの成膜量に関する実験結果の一例を示す図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）に示すように中央部の厚さが周縁部よりも厚い表面が凸型のダミー基板ＤＦ２を使用した場合の上部電極１３ｃの表面に付着したシリコン膜Ｄの成膜量の実験結果の一例を示す参考例である。図４（ｄ）は、図４（ｂ）に示すように周縁部の厚さが中央部よりも厚い表面が凹型のダミー基板ＤＷ２を使用した場合の上部電極１３ｃの表面に付着したシリコン膜Ｄの成膜量の実験結果の一例を示す。
【0038】
ダミー基板ＤＦ２は、直径φが３６０ｍｍであり、その厚さは中央部から周縁部に向かって徐々に薄くなる。ダミー基板ＤＦ２の表面は、凸型の曲面であり、中央の厚さは最外周の厚さに対して９ｍｍ厚い。ダミー基板ＤＷ２は、直径φが３６０ｍｍであり、その厚さは中央部から周縁部に向かって徐々に厚くなるお椀型（ボール型）である。ダミー基板ＤＷ２の表面は、中央部及び周縁部において凹型の曲面であり、最外周の厚さは中央の厚さに対して９ｍｍ厚い。本実験は、ダミー基板ＤＦ２、ＤＷ２の表面にシリコンの粒子（スパッタ粒子）を均等に配置し、当該スパッタ粒子をアルゴンイオンにより飛ばしたときのシミュレーション結果である。
【0039】
図４（ｃ）及び図４（ｄ）の横軸は、ダミー基板ＤＦ２、ＤＷ２の中心「０」からの径方向の位置（ｍｍ）を示し、縦軸は、横軸のダミー基板ＤＦ２、ＤＷ２に対向する上部電極１３ｃの位置に付着する、単位面積当たりのシリコンのスパッタ粒子数（個／ｍｍ２）を示す。以下では、ダミー基板ＤＦ２、ＤＷ２の中心「０」から径方向に直径１０ｍｍの位置をセンターとし、ダミー基板ＤＦ２、ＤＷ２の中心「０」から径方向に直径１６０ｍｍの位置をエッジとする。
【0040】
参考例のダミー基板ＤＦ２を使用したとき、図４（ａ）及び図４（ｃ）に示すように、上部電極１３ｃの表面１３ｅに付着したシリコン膜Ｄの成膜量は、中央部と比較して周縁部が少なく、センターの成膜量を１としたときのエッジの成膜量は０．６９であった。つまり、表面が凸型のダミー基板ＤＦ２を使用した場合、上部電極１３ｃのエッジでは、センターに対してシリコン膜Ｄが３１％薄くなり、上部電極１３ｃの中央部と周縁部とでシリコン膜Ｄの成膜量に差が生じる。
【0041】
一方、一実施形態に係るダミー基板ＤＷ２を使用したとき、図４（ｂ）及び図４（ｄ）に示すように、上部電極１３ｃの表面１３ｅに付着したシリコン膜Ｄの厚さが厚くなった。また、周縁部へのシリコンの付着量が改善し、周縁部と中央部におけるシリコン膜Ｄの成膜量の差は小さくなった。実験結果では、センターの成膜量を１としたときのエッジの成膜量は０．７３であった。つまり、表面が凹型のダミー基板ＤＷ２を使用した場合、上部電極１３ｃのエッジでは、センターに対してシリコン膜Ｄが２７％薄くなるものの、ダミー基板ＤＷ２を使用したときと比較してシリコン膜Ｄの均一性が高まる。
【0042】
図５（ｃ）は、図５（ａ）に示すように周縁部の厚さが中央部よりも厚い凹型のダミー基板ＤＷを使用した場合の上部電極１３ｃの表面に付着したシリコン膜Ｄの成膜量の実験結果の一例を示す。図５（ａ）のダミー基板ＤＷは、直径φが３６０ｍｍであり、直径φ３４０までの中央部の表面は平坦であり、その外周の直径φ３６０までの周縁部の表面は最外周に向かって反り上がる曲面であり、最外周にて最も厚い円形のトレイ型（おぼん型）である。図５（ａ）及び（ｃ）では、最外周の厚さが中央部よりも９ｍｍ厚いダミー基板ＤＷを使用した。
【0043】
図５（ｄ）も同様に、図５（ｂ）に示すように周縁部の厚さが中央部よりも厚い凹型のダミー基板ＤＷを使用した場合の上部電極１３ｃの表面に付着したシシリコン膜Ｄの成膜量の実験結果の一例を示す。図５（ｂ）のダミー基板ＤＷは、直径φが３６０ｍｍであり、直径φ３４０までの中央部の表面は平坦であり、その外周の直径φ３６０までの周縁部の表面は最外周に向かって反り上がる曲面であり、最外周にて最も厚い円形のトレイ型（おぼん型）である。図５（ｂ）及び（ｄ）では、最外周の厚さが中央部よりも２ｍｍ厚いダミー基板ＤＷを使用した。本実験は、ダミー基板ＤＷの表面にシリコンの粒子（スパッタ粒子）を均等に配置し、当該スパッタ粒子をアルゴンイオンにより飛ばしたときのシミュレーション結果である。
【0044】
図５（ｃ）及び図５（ｄ）の横軸は、ダミー基板ＤＷの中心「０」からの径方向の位置（ｍｍ）を示し、縦軸は、横軸のダミー基板ＤＷに対向する上部電極１３ｃの位置に付着する、単位面積当たりのシリコンのスパッタ粒子数（個／ｍｍ２）を示す。以下では、ダミー基板ＤＷの中心「０」から径方向に直径１０ｍｍの位置をセンターとし、ダミー基板ＤＷの中心「０」から径方向に直径１６０ｍｍの位置をエッジとする。
【0045】
図５（ａ）の最外周の厚さが９ｍｍのトレイ型のダミー基板ＤＷを使用した場合、図５（ｃ）に示すように、上部電極１３ｃの表面１３ｅへのシリコン膜Ｄの成膜量は、周縁部と中央部とでほぼ変わらなかった。つまり、センターの成膜量を１としたときのエッジの成膜量は１．０１であり、上部電極１３ｃのセンターからエッジまでシリコン膜Ｄの成膜量はほぼ均一になった。
【0046】
同様に、図５（ｃ）の最外周の厚さが２ｍｍのトレイ型のダミー基板ＤＷを使用した場合、図５（ｄ）に示すように、上部電極１３ｃの表面１３ｅへのシリコン膜Ｄの成膜量は、周縁部と中央部とでほぼ変わらなかった。つまり、センターの成膜量を１としたときのエッジの成膜量は０．９３であり、上部電極１３ｃのセンターからエッジまでシリコン膜Ｄの成膜量はほぼ均一になった。
【0047】
以上から、表面がトレイ型及びお椀型のダミー基板ＤＷ、ＤＷ２を含む、表面が凹型のダミー基板を使用した場合、表面が平坦又は凸型のダミー基板ＤＦ、ＤＦ２を使用した場合と比較して、上部電極１３ｃにシリコン膜Ｄを均一に形成できることがわかる。
【0048】
特に、図３（ｄ）、図５（ｃ）及び（ｄ）の結果から、ダミー基板は、図３（ｂ）、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように中央部が平坦であり、周縁部の表面が凹型に反り上がる曲面であるトレイ型のダミー基板ＤＷがより好ましい。トレイ型のダミー基板ＤＷでは最外周にて最も曲面の傾斜が大きく、厚い。中央部の直径は３４０ｍｍ又はそれ以上であってもよい。上部電極１３ｃの直径は約３４０ｍｍであり、上部電極１３ｃとダミー基板ＤＷの中央部が対向する。ダミー基板ＤＷの周縁部は、その内径が上部電極１３ｃの直径以上であり、上部電極１３ｃよりも外側に配置される。
【0049】
これにより、トレイ型のダミー基板ＤＷでは、中央部は平坦であるため、スパッタ粒子を垂直に上部電極１３ｃに飛来させることができる。また、上部電極１３ｃの端部には、この端部に向かって内側に傾く周縁部の曲面が対応するため、周縁部の傾斜面から上部電極１３ｃの端部により多くのスパッタ粒子を付着させることができる。これにより、周縁部のシリコン膜Ｄの成膜量を増やし、上部電極１３ｃの表面１３ｅに均一なシリコン膜Ｄを成膜することができる。
【0050】
図３（ｄ）、図５（ｃ）及び（ｄ）の結果から、ダミー基板ＤＷは、周縁部の最外周の厚さは、中央部よりも２ｍｍ～１０ｍｍ厚くてよい。同様に、ダミー基板ＤＷ２は、周縁部の厚さと中央部の厚さの差分の最大値が２ｍｍ～１０ｍｍであってよい。周縁部の最外周の厚さと中央部の厚さの差分が２ｍｍより小さいと上部電極１３ｃの端部に付着するスパッタ粒子が少なすぎ、差分が１０ｍｍより大きいと上部電極１３ｃの端部に付着するスパッタ粒子が多すぎてシリコン膜Ｄが不均一になるためである。また、周縁部の最外周の厚さと中央部の厚さの差分が１０ｍｍより大きいと、ダミー基板ＤＷ、ＤＷ２を図示しない搬送装置により自動搬送することが困難になるためである。
【0051】
ダミー基板ＤＷ、ＤＷ２の直径は、３６０ｍｍに限らず、３００ｍｍ～４００ｍｍであってよい。例えば、ダミー基板ＤＷ、ＤＷ２の直径は、３２０ｍｍ～３８０ｍｍであってよいし、３４０ｍｍ～３６０ｍｍであってよい。
【0052】
なお、ダミー基板ＤＷ２の中央部は平坦ではなく、中央部の直径は３４０ｍｍ程度であってもよいし、例えばダミー基板ＤＷ２の直径の１／２等に定めてもよい。
【0053】
図６を参照しながら、一実施形態に係るダミー基板ＤＷの周縁部の形状について説明する。ダミー基板ＤＷの周縁部Ａ２は、中央部Ａ１の周囲を囲む。上部電極１３ｃは中央部Ａ１に対向し、周縁部Ａ２は上部電極１３ｃよりも径方向に外側に位置してもよい。
【0054】
周縁部Ａ２の表面は、当該表面のスパッタ粒子Ｔが上部電極１３ｃの複数のガス導入口１３ｃ１のうちの最外周のガス導入口１３ｃ１又はそれよりも内側の上部電極１３ｃの表面１３ｅに付着するように傾斜している。なお、図６では、左側の周縁部Ａ２の表面のみスパッタ粒子を図示し、中央部Ａ１の表面及び右側の周縁部Ａ２の表面のスパッタ粒子の図示を省略している。
【0055】
静電チャック１１１１と上部電極１３ｃとの間のギャップをＧとし、周縁部Ａ２の最外周の高さ（厚さ）をＨとし、その差分をＩとする。周縁部Ａ２の最外周の頂点から上部電極１３ｃの最外周のガス導入口１３ｃ１までの距離をＪとしたとき、基板支持面に提供されたダミー基板ＤＷは、次の式（１）で示される角度θが１２°以上となるように配置される。
ｃｏｓθ＝Ｊ／Ｉ
ｃｏｓθ＝Ｊ／（Ｇ－Ｈ）・・・（１）
ｃｏｓθ＝Ｊ／Ｉ
ｃｏｓθ＝Ｊ／（Ｇ－Ｈ）・・・（１）
【0056】
平坦なダミー基板と比較して、周縁部Ａ２の表面の反り（凹部）により、周縁部Ａ２の表面でスパッタされたスパッタ粒子Ｔの飛散方向が上部電極１３ｃの端部に位置する最外周のガス導入口１３ｃ１及びその内側になる。このため、上部電極１３ｃの端部に付着するスパッタ粒子の量が多くなる。このため、上部電極１３ｃの表面１３ｅに均一なシリコン膜Ｄを成膜することができる。
【0057】
［ダミー基板の素材］
以上に説明した凹型のダミー基板ＤＷ、ＤＷ２は、シリコンにより形成され、シリコン膜Ｄにより上部電極１３ｃを再生した。しかし、これに限らず、凹型のダミー基板ＤＷ、ＤＷ２は、表面にシリコンまたは金属を含んでよい。表面の金属は、タングステン、モリブデン、ルテニウム及びチタンからなる群より選ばれる少なくとも１つであってよい。ダミー基板ＤＷ、ＤＷ２の表面に金属が含まれる場合、上部電極１３ｃに金属をスパッタすることができる。これにより、上部電極１３ｃを金属でコーティングし、その後に上部電極１３ｃに負の直流電圧を印加して、コーティングした金属をアルゴンイオン等で叩いて基板Ｗに堆積させることにより基板Ｗに金属膜を成膜することができる。
以上に説明した凹型のダミー基板ＤＷ、ＤＷ２は、シリコンにより形成され、シリコン膜Ｄにより上部電極１３ｃを再生した。しかし、これに限らず、凹型のダミー基板ＤＷ、ＤＷ２は、表面にシリコンまたは金属を含んでよい。表面の金属は、タングステン、モリブデン、ルテニウム及びチタンからなる群より選ばれる少なくとも１つであってよい。ダミー基板ＤＷ、ＤＷ２の表面に金属が含まれる場合、上部電極１３ｃに金属をスパッタすることができる。これにより、上部電極１３ｃを金属でコーティングし、その後に上部電極１３ｃに負の直流電圧を印加して、コーティングした金属をアルゴンイオン等で叩いて基板Ｗに堆積させることにより基板Ｗに金属膜を成膜することができる。
【0058】
［プラズマ処理方法］
以上に説明した凹型のダミー基板ＤＷ，ＤＷ２を使用した一実施形態に係るプラズマ処理方法について、図７を参照しながら説明する。図７は、一実施形態に係るプラズマ処理方法ＳＴ１の一例を示すフローチャートである。プラズマ処理方法ＳＴ１は、上部電極の再生工程及び基板処理工程を含む。プラズマ処理方法ＳＴ１は、制御部２により制御され、プラズマ処理装置１において実行される。以下では、凹型のダミー基板ＤＷを例に挙げて説明するが、凹型のダミー基板ＤＷ２を使用してもよい。
以上に説明した凹型のダミー基板ＤＷ，ＤＷ２を使用した一実施形態に係るプラズマ処理方法について、図７を参照しながら説明する。図７は、一実施形態に係るプラズマ処理方法ＳＴ１の一例を示すフローチャートである。プラズマ処理方法ＳＴ１は、上部電極の再生工程及び基板処理工程を含む。プラズマ処理方法ＳＴ１は、制御部２により制御され、プラズマ処理装置１において実行される。以下では、凹型のダミー基板ＤＷを例に挙げて説明するが、凹型のダミー基板ＤＷ２を使用してもよい。
【0059】
プラズマ処理方法ＳＴ１が開始されると、ステップＳ１において、図示しない搬送アームによって凹型のダミー基板ＤＷをプラズマ処理チャンバ１０内に搬入し、基板支持部１１の基板支持面に提供する。
【0060】
次に、ステップＳ２において、プラズマ源により第１の処理ガスから第１のプラズマを生成する。第１の処理ガスの一例としては、アルゴンガスが挙げられるが、これに限らない。以下では、第１の処理ガスとしてアルゴンガスを例に挙げて説明する。アルゴンガスは、ガス供給部２０から供給され、ガス供給口１３ａ及びガス拡散室１３ｂを通り、複数のガス導入口１３ｃ１からプラズマ処理空間１０ｓに導入される。
【0061】
また、ＲＦ電源３１から少なくともＲＦ電力を下部電極及び／又は上部電極１３ｃに供給する。これにより、アルゴンガスから第１のプラズマが形成される。その際、第２のＲＦ生成部３１ｂが、下部電極にバイアスＲＦ電力を供給してもよい。第１のＤＣ生成部３２ａが、下部電極に負の直流電圧を印加してもよい。
【0062】
次に、ステップＳ３において、第１のプラズマに含まれるアルゴンイオンにより、凹型のダミー基板ＤＷをスパッタし、ダミー基板ＤＷの表面のシリコンのスパッタ粒子を飛散させて上部電極１３ｃに付着させ、上部電極１３ｃにシリコン膜を形成する。次に、ステップＳ４において、第１の処理ガスの供給を停止し、ＲＦ電力の供給を停止し、搬送アームによって凹型のダミー基板ＤＷをプラズマ処理チャンバ１０の外部へ搬出する。
【0063】
次に、ステップＳ５において、搬送アームによってダミー基板ＤＷとは異なる基板Ｗをプラズマ処理チャンバ１０内に搬入し、基板支持面に提供する。基板Ｗは製品基板である。
【0064】
次に、ステップＳ６において、プラズマ源により第２の処理ガスから第２のプラズマを生成する。第２の処理ガスの一例としては、フッ素を含むエッチングガスが挙げられる。エッチングガスは、ガス供給部２０から供給され、ガス供給口１３ａ及びガス拡散室１３ｂを通り、複数のガス導入口１３ｃ１からプラズマ処理空間１０ｓに導入される。ただし、第２の処理ガスはエッチングガスに限らず、成膜ガス等の基板をプラズマ処理するための処理ガスであればよい。
【0065】
次に、ステップＳ７において、第２のプラズマにより基板Ｗをプラズマ処理する。基板処理後、第２の処理ガスの供給を停止し、ＲＦ電力の供給を停止し、搬送アームによって基板Ｗを搬出して、本処理を終了する。
【0066】
以上に説明したように、プラズマ処理方法ＳＴ１によれば、基板処理毎に、シリコンのスパッタ粒子の付着による上部電極１３ｃの保護及び再生が実行される。このとき凹型のダミー基板ＤＷを使用することにより、上部電極１３ｃの表面１３ｅに均一なシリコン膜を形成することができる。この結果、表面が平坦なダミー基板を使用した場合と比較して、上部電極１３ｃの寿命を約１．５倍延ばすことができる。
【0067】
なお、プラズマ処理方法ＳＴ１では、上部電極１３ｃを保護及び再生したが、これに限らず、上部電極１３ｃに加えて上部電極１３ｃの外側の電極１３ｄを保護及び再生してもよい。
【0068】
［変形例１に係るプラズマ処理方法］
次に、変形例１に係るプラズマ処理方法について、図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、変形例１に係るプラズマ処理方法ＳＴ２の一例を示すフローチャートである。図９は、変形例１に係るプラズマ処理方法ＳＴ２を説明するための図である。
次に、変形例１に係るプラズマ処理方法について、図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、変形例１に係るプラズマ処理方法ＳＴ２の一例を示すフローチャートである。図９は、変形例１に係るプラズマ処理方法ＳＴ２を説明するための図である。
【0069】
プラズマ処理方法ＳＴ２は、クリーニング工程、ピンアップクリーニング工程、上部電極の保護及び再生工程及び基板処理工程を含む。プラズマ処理方法ＳＴ２は、制御部２により制御され、プラズマ処理装置１において実行される。以下では、凹型のダミー基板ＤＷを例に挙げて説明するが、凹型のダミー基板ＤＷ２を使用してもよい。
【0070】
プラズマ処理方法ＳＴ２が開始されると、ステップＳ１１において、図示しない搬送アームによって凹型のダミー基板ＤＷをプラズマ処理チャンバ１０内に搬入し、基板支持部１１の基板支持面に提供する。具体的には、ステップＳ１１では、リフターピン１１３（図９（ｂ）参照）が上昇した状態となっており、ダミー基板ＤＷは、搬送アームからリフターピン１１３に渡される。その後、リフターピン１１３が下降することにより、図９（ａ）に示すように、ダミー基板ＤＷはリフターピン１１３から基板支持面へ渡される。
【0071】
次に、ステップＳ１２において、プラズマ源により第３の処理ガスから第３のプラズマを生成する。第３の処理ガスは、酸素を含んでよい。例えば、第３の処理ガスは、Ｏ２ガスである。基板Ｗのエッチング処理に使用するＣｘＦｙガスにより生じるＣＦ系ポリマーの堆積物は、Ｏ２ガス等の酸素含有ガスのプラズマによって除去することができる。また、第３の処理ガスは、酸素含有ガスと、ＣＦ４ガス、ＮＦ３ガス、Ｃｌ２ガス、ＨＢｒガス等のハロゲン含有ガスの混合ガスであってよい。Ｓｉ系、もしくは金属系の堆積物は、ＣＦ４ガス、ＮＦ３ガス、Ｃｌ２ガス、ＨＢｒガス等のハロゲン含有ガスのプラズマによって除去することができる。ＣＦ系ポリマーと、Ｓｉ系、金属系の少なくとも一方の混合堆積物は、酸素含有ガスとハロゲン含有ガスの混合ガスのプラズマによって除去することができる。更に、第３の処理ガスは、水素含有ガスや窒素含有ガスを含んでよい。ＣＦ系ポリマーの堆積物は、Ｈ２ガスなど水素含有ガスやＮ２などの窒素含有ガスでも除去することができる。更に、第３の処理ガスには、アルゴンガスやヘリウムガス等の希ガスが添加されてもよい。
【0072】
また、ＲＦ電源３１から少なくともＲＦ電力を下部電極及び／又は上部電極１３ｃに供給する。その際、第２のＲＦ生成部３１ｂが、下部電極にバイアスＲＦ電力を供給してもよい。第１のＤＣ生成部３２ａが、下部電極に負の直流電圧を印加してもよい。
【0073】
これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された第３の処理ガスから第３のプラズマが形成され、図９（ａ）に示すように、第３のプラズマＰ３によりプラズマ処理チャンバ１０の全体がクリーニングされる。
【0074】
ダミー基板ＤＷの表面をスパッタして上部電極１３ｃにシリコン膜Ｄを付着させて上部電極１３ｃを保護及び再生するとき、同様にダミー基板ＤＷのエッジもスパッタされ、静電チャック１１１１（基板支持部１１）の外周部周辺にもシリコンが付着する。図９（ａ）では、付着したシリコンを堆積物Ｒで示す。
【0075】
静電チャック１１１１の外周部周辺の堆積物Ｒを除去するためにピンアップクリーニングを行う（図９（ｂ）参照）。ピンアップクリーニングでは、ステップＳ１３において、リフターピン１１３によりダミー基板ＤＷを持ち上げ、基板支持面から離隔した第１の位置において、基板支持面に対向するようにダミー基板ＤＷを保持する。なお、第１の位置は、予め設定された高さとなる位置であってもよい。この離隔距離（第１の位置）を適切に設定することで、図９（ｂ）に示すプラズマＰ４を静電チャック１１１１の外周部周辺に偏在化させることができる。
【0076】
次に、ステップＳ１４において、プラズマ源により第４の処理ガスから第４のプラズマを生成し、静電チャック１１１１の外周部周辺をクリーニングする（ピンアップクリーニング）。第４の処理ガスは、酸素及びフッ素を含んでよい。第４の処理ガスは、酸素含有ガスとＣＦ４ガス、ＮＦ３ガス、Ｃｌ２ガス、ＨＢｒガス等のハロゲン含有ガスの混合ガスであってよい。例えば、第４の処理ガスは、Ｏ２ガスとＣＦ４ガスの混合ガスである。更に、第４の処理ガスは、水素含有ガスや窒素含有ガスを含んでよい。更に、第４の処理ガスには、アルゴンガスやヘリウムガス等の希ガスが添加されてもよい。
【0077】
また、ＲＦ電源３１から少なくともＲＦ電力を下部電極及び／又は上部電極１３ｃに供給する。その際、第２のＲＦ生成部３１ｂが、下部電極にバイアスＲＦ電力を供給してもよい。第１のＤＣ生成部３２ａが、下部電極に負の直流電圧を印加してもよい。
【0078】
ピンアップクリーニングでは、基板支持部１１の外周部周辺、例えば、静電チャック１１１１の外周部（段差部）及びエッジリング１１２ａの内周部を含み、かつエッジリング１１２ａの外周部を含まない局所的な領域にリング状の第４のプラズマＰ４を形成する。第４の処理ガスにＯ２ガス及びＣＦ４ガスを用いた場合、図９（ｂ）に示すようにダミー基板ＤＷを持ち上げた状態で、第４のプラズマＰ４に含まれる酸素ラジカル（Ｏ＊）やフッ素ラジカル（Ｆ＊）やイオンが静電チャック１１１１の外周部周辺に作用する。これにより、静電チャック１１１１の外周部（段差部）の側壁及びエッジリング１１２ａの内周部の堆積物Ｒを除去することができる。
【0079】
次に、ステップＳ１５～Ｓ１７において、上部電極１３ｃの表面１３ｅにスパッタ粒子を付着させる工程を実施する。ステップＳ１５では、リフターピン１１３によりダミー基板ＤＷを下降させ、再び基板支持面にダミー基板ＤＷを配置する。ステップＳ１６では、図７のステップＳ２と同様にプラズマ源により第１の処理ガスから第１のプラズマを生成する。第１の処理ガスの一例としては、アルゴンガスが挙げられるが、これに限らない。また、ＲＦ電源３１から少なくともＲＦ電力を下部電極及び／又は上部電極１３ｃに供給する。これにより、アルゴンガスから第１のプラズマが形成される。
【0080】
ステップＳ１７では、図７のステップＳ３と同様に第１のプラズマＰに含まれる例えばアルゴンイオン（図９（ｃ）参照）により、ダミー基板ＤＷをスパッタし、ダミー基板ＤＷの表面のシリコンのスパッタ粒子を飛散させて上部電極１３ｃに付着させる。これにより、図９（ｃ）に示すように、ダミー基板ＤＷのシリコンのスパッタ粒子Ｔを上部電極１３ｃの表面１３ｅに付着させたシリコン膜Ｄにより上部電極１３ｃを保護及び再生することができる。
【0081】
次に、ステップＳ１８において、第１の処理ガスの供給を停止し、ＲＦ電力の供給を停止し、搬送アームによって凹型のダミー基板ＤＷをプラズマ処理チャンバ１０の外部へ搬出する。
【0082】
次に、ステップＳ１９において、ウェハレスドライクリーニングを実行する。ウェハレスドライクリーニングでは、プラズマ源により第５の処理ガスから第５のプラズマを生成する。第５の処理ガスは、フロロカーボンガス（ＣｘＦｙ）を含んでよい。例えば、第５の処理ガスは、Ｏ２ガスとＣＦ４ガスである。第５の処理ガスから生成した第５のプラズマにより、プラズマ処理チャンバ１０内をクリーニングし、静電チャック１１１１の表面を改質する。これにより、静電チャック１１１１上に載置する基板Ｗの割れやズレを抑制することができる。
【0083】
次に、ステップＳ２０において、基板Ｗを搬入し、基板Ｗのプラズマ処理を実行する。ステップＳ２０では、搬送アームによってダミー基板ＤＷとは異なる基板Ｗをプラズマ処理チャンバ１０内に搬入し、基板支持面に提供する。基板Ｗは製品基板である。プラズマ源により第２の処理ガスから第２のプラズマを生成する。第２の処理ガスの一例としては、フッ素を含むエッチングガスが挙げられる。第２のプラズマにより基板Ｗをプラズマ処理する。
【0084】
基板処理後、第２の処理ガスの供給を停止し、ＲＦ電力の供給を停止し、搬送アームによって基板Ｗを搬出して、本処理を終了する。なお、ステップＳ１９の処理の後であって、ステップＳ２０の処理の前の基板Ｗを搬入する前にステップＳ２０で使用するプロセス条件下でプラズマを生成し、プラズマ処理チャンバ１０内を基板処理環境に整えるシーズニングを行ってもよい。
【0085】
プラズマ処理方法ＳＴ２によれば、基板処理毎にプラズマ処理チャンバ１０内の全体のクリーニング、静電チャック１１１１の外周部およびエッジリング１１２ａの内周部の堆積物Ｒの除去、シリコンのスパッタ粒子による上部電極１３ｃの再生が実行される。このとき凹型のダミー基板ＤＷを使用することにより、上部電極１３ｃの表面１３ｅに均一なシリコン膜を形成することができる。また、全体クリーニング、ピンアップクリーニング、ウェハレスドライクリーニングによりプラズマ処理チャンバ１０内の不要な堆積物を除去した後、上部電極１３ｃを再生しつつ基板のプラズマ処理を行うことができる。これにより、上部電極１３ｃの寿命を延ばしつつ、基板Ｗに精度よくプラズマ処理を実施することができる。
【0086】
［変形例２に係るプラズマ処理方法］
次に、変形例２に係るプラズマ処理方法について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０は、変形例２に係るプラズマ処理方法ＳＴ３の一例を示すフローチャートである。図１１は、変形例２に係るプラズマ処理方法ＳＴ３を説明するための図である。
次に、変形例２に係るプラズマ処理方法について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０は、変形例２に係るプラズマ処理方法ＳＴ３の一例を示すフローチャートである。図１１は、変形例２に係るプラズマ処理方法ＳＴ３を説明するための図である。
【0087】
プラズマ処理方法ＳＴ３は、クリーニング工程、ピンアップクリーニング工程、上部電極の保護及び再生工程及び基板処理工程を含む。プラズマ処理方法ＳＴ３は、制御部２により制御され、プラズマ処理装置１において実行される。以下では、平坦なダミー基板ＤＦを例に挙げて説明する。なお、すべてのガス導入口１３ｃ１を含む上部電極１３ｃの再生が可能なように、平坦なダミー基板ＤＦの直径は、上部電極１３ｃの直径に対して１．１倍以上とする。
【0088】
プラズマ処理方法ＳＴ３が開始されると、ステップＳ２１において、図示しない搬送アームによって平坦なダミー基板ＤＦをプラズマ処理チャンバ１０内に搬入し、基板支持部１１の基板支持面に提供する。具体的には、ステップＳ２１では、リフターピン１１３（図１１（ｂ）参照）が上昇した状態となっており、ダミー基板ＤＦは、搬送アームからリフターピン１１３に渡される。その後、リフターピン１１３が下降することにより、図１１（ａ）に示すように、ダミー基板ＤＦはリフターピン１１３から基板支持面へ渡される。
【0089】
次に、ステップＳ２２において、プラズマ源により第３の処理ガスから第３のプラズマを生成する。第３の処理ガスは、酸素を含んでよい。例えば、第３の処理ガスは、Ｏ２ガスである。基板Ｗのエッチング処理に使用するＣｘＦｙガスにより生じるＣＦ系ポリマーの堆積物は、Ｏ２ガス等の酸素含有ガスのプラズマによって除去することができる。また、第３の処理ガスは、酸素含有ガスと、ＣＦ４ガス、ＮＦ３ガス、Ｃｌ２ガス、ＨＢｒガス等のハロゲン含有ガスの混合ガスであってよい。Ｓｉ系、もしくは金属系の堆積物は、ＣＦ４ガス、ＮＦ３ガス、Ｃｌ２ガス、ＨＢｒガス等のハロゲン含有ガスのプラズマによって除去することができる。ＣＦ系ポリマーと、Ｓｉ系、金属系の少なくとも一方の混合堆積物は、酸素含有ガスとハロゲン含有ガスの混合ガスのプラズマによって除去することができる。更に、第３の処理ガスは、水素含有ガスや窒素含有ガスを含んでよい。ＣＦ系ポリマーの堆積物は、Ｈ２ガスなど水素含有ガスやＮ２などの窒素含有ガスでも除去することができる。更に、第３の処理ガスには、アルゴンガスやヘリウムガス等の希ガスが添加されてもよい。
【0090】
また、ＲＦ電源３１から少なくともＲＦ電力を下部電極及び／又は上部電極１３ｃに供給する。その際、第２のＲＦ生成部３１ｂが、下部電極にバイアスＲＦ電力を供給してもよい。第１のＤＣ生成部３２ａが、下部電極に負の直流電圧を印加してもよい。
【0091】
これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された第３の処理ガスから第３のプラズマが形成され、図１１（ａ）に示すように、第３のプラズマＰ３によりプラズマ処理チャンバ１０の全体がクリーニングされる。
【0092】
ダミー基板ＤＦの表面をスパッタして上部電極１３ｃにシリコン膜Ｄを付着させて上部電極１３ｃを保護及び再生するとき、同様にダミー基板ＤＦのエッジもスパッタされ、静電チャック１１１１（基板支持部１１）の外周部周辺にもシリコンが付着する。図１１（ａ）では、付着したシリコンを堆積物Ｒで示す。
【0093】
静電チャック１１１１の外周部周辺の堆積物Ｒを除去するためにピンアップクリーニングを行う（図１１（ｂ）参照）。ピンアップクリーニングでは、ステップＳ２３において、リフターピン１１３によりダミー基板ＤＦを持ち上げ、基板支持面から離隔した第１の位置において、基板支持面に対向するようにダミー基板ＤＦを保持する。なお、第１の位置は、予め設定された高さとなる位置であってもよい。この離隔距離（第１の位置）を適切に設定することで、図１１（ｂ）に示すプラズマＰ４を静電チャック１１１１の外周部周辺に偏在化させることができる。
【0094】
次に、ステップＳ２４において、プラズマ源により第４の処理ガスから第４のプラズマを生成し、静電チャック１１１１の外周部周辺をクリーニングする（ピンアップクリーニング）。第４の処理ガスは、酸素及びフッ素を含んでよい。第４の処理ガスは、酸素含有ガスとＣＦ４ガス、ＮＦ３ガス、Ｃｌ２ガス、ＨＢｒガス等のハロゲン含有ガスの混合ガスであってよい。例えば、第４の処理ガスは、Ｏ２ガスとＣＦ４ガスの混合ガスである。更に、第４の処理ガスは、水素含有ガスや窒素含有ガスを含んでよい。更に、第４の処理ガスには、アルゴンガスやヘリウムガス等の希ガスが添加されてもよい。
【0095】
また、ＲＦ電源３１から少なくともＲＦ電力を下部電極及び／又は上部電極１３ｃに供給する。その際、第２のＲＦ生成部３１ｂが、下部電極にバイアスＲＦ電力を供給してもよい。第１のＤＣ生成部３２ａが、下部電極に負の直流電圧を印加してもよい。
【0096】
ピンアップクリーニングでは、基板支持部１１の外周部周辺、例えば、静電チャック１１１１の外周部（段差部）及びエッジリング１１２ａの内周部を含み、かつエッジリング１１２ａの外周部を含まない局所的な領域にリング状の第４のプラズマＰ４を形成する。第４の処理ガスにＯ２ガス及びＣＦ４ガスを用いた場合、図１１（ｂ）に示すようにダミー基板ＤＦを持ち上げた状態で、第４のプラズマＰ４中の酸素のラジカル（Ｏ＊）やフッ素のラジカル（Ｆ＊）やイオンが静電チャック１１１１の外周部周辺に作用する。これにより、静電チャック１１１１の外周部（段差部）の側壁及びエッジリング１１２ａの内周部の堆積物Ｒを除去することができる。
【0097】
次に、ステップＳ２５～Ｓ２７において、上部電極１３ｃの表面１３ｅにスパッタ粒子を付着させる工程を実施する。ステップＳ２５では、リフターピン１１３によりダミー基板ＤＦを下降させ、再び基板支持面にダミー基板ＤＦを配置する。ステップＳ２６では、図７のステップＳ２と同様にプラズマ源により第１の処理ガスから第１のプラズマを生成する。第１の処理ガスの一例としては、アルゴンガスが挙げられるが、これに限らない。また、ＲＦ電源３１から少なくともＲＦ電力を下部電極及び／又は上部電極１３ｃに供給する。これにより、アルゴンガスから第１のプラズマが形成される。
【0098】
ステップＳ２７では、図７のステップＳ３と同様に第１のプラズマＰに含まれる例えばアルゴンイオン（図１１（ｃ）参照）により、ダミー基板ＤＦをスパッタし、ダミー基板ＤＦの表面のシリコンのスパッタ粒子を飛散させて上部電極１３ｃに付着させる。これにより、図１１（ｃ）に示すように、ダミー基板ＤＷのシリコンのスパッタ粒子Ｔを上部電極１３ｃの表面１３ｅに付着させたシリコン膜Ｄにより上部電極１３ｃを保護及び再生することができる。
【0099】
次に、ステップＳ２８において、第１の処理ガスの供給を停止し、ＲＦ電力の供給を停止し、搬送アームによって平坦なダミー基板ＤＦをプラズマ処理チャンバ１０の外部へ搬出する。
【0100】
次に、ステップＳ２９において、ウェハレスドライクリーニングを実行する。ウェハレスドライクリーニングでは、プラズマ源により第５の処理ガスから第５のプラズマを生成する。第５の処理ガスは、フロロカーボンガス（ＣｘＦｙ）を含んでよい。例えば、第５の処理ガスは、Ｏ２ガスとＣＦ４ガスである。第５の処理ガスから生成した第５のプラズマにより、プラズマ処理チャンバ１０内をクリーニングし、静電チャック１１１１の表面を改質する。これにより、静電チャック１１１１上に載置する基板Ｗの割れやズレを抑制することができる。
【0101】
次に、ステップＳ３０において、基板Ｗを搬入し、基板Ｗのプラズマ処理を実行する。ステップＳ３０では、搬送アームによってダミー基板ＤＦとは異なる基板Ｗをプラズマ処理チャンバ１０内に搬入し、基板支持面に提供する。基板Ｗは製品基板である。プラズマ源により第２の処理ガスから第２のプラズマを生成する。第２の処理ガスの一例としては、フッ素を含むエッチングガスが挙げられる。第２のプラズマにより基板Ｗをプラズマ処理する。
【0102】
基板処理後、第２の処理ガスの供給を停止し、ＲＦ電力の供給を停止し、搬送アームによって基板Ｗを搬出して、本処理を終了する。なお、ステップＳ２９の処理の後であって、ステップＳ３０の処理の前の基板Ｗを搬入する前にステップＳ３０で使用するプロセス条件下でプラズマを生成し、プラズマ処理チャンバ１０内を基板処理環境に整えるシーズニングを行ってもよい。
【0103】
プラズマ処理方法ＳＴ３によれば、基板処理毎にプラズマ処理チャンバ１０内の全体のクリーニング、静電チャック１１１１の外周部およびエッジリング１１２ａの内周部の堆積物Ｒの除去、シリコンのスパッタ粒子による上部電極１３ｃの再生が実行される。このとき平坦なダミー基板ＤＦを使用することにより、上部電極１３ｃの表面１３ｅにシリコン膜を形成することができる。また、全体クリーニング、ピンアップクリーニング、ウェハレスドライクリーニングによりプラズマ処理チャンバ１０内の不要な堆積物を除去した後、上部電極１３ｃを再生しつつ基板のプラズマ処理を行うことができる。これにより、上部電極１３ｃの寿命を延ばしつつ、基板Ｗに精度よくプラズマ処理を実施することができる。
【0104】
［変形例１、２の適用例］
変形例１、２に係るプラズマ処理方法ＳＴ２、ＳＴ３は、第３のプラズマにより全体をクリーニングする工程、ピンアップクリーニング工程、上部電極１３ｃの表面にスパッタ粒子を付着させる工程の順に実施した。しかし、これに限らず、プラズマ処理方法ＳＴ２、ＳＴ３は、第３のプラズマにより全体をクリーニングする工程、上部電極１３ｃの表面にスパッタ粒子を付着させる工程、ピンアップクリーニング工程の順に実施してもよい。
変形例１、２に係るプラズマ処理方法ＳＴ２、ＳＴ３は、第３のプラズマにより全体をクリーニングする工程、ピンアップクリーニング工程、上部電極１３ｃの表面にスパッタ粒子を付着させる工程の順に実施した。しかし、これに限らず、プラズマ処理方法ＳＴ２、ＳＴ３は、第３のプラズマにより全体をクリーニングする工程、上部電極１３ｃの表面にスパッタ粒子を付着させる工程、ピンアップクリーニング工程の順に実施してもよい。
【0105】
変形例１、２に係るプラズマ処理方法ＳＴ２、ＳＴ３では、ピンアップクリーニング工程と上部電極１３ｃにスパッタ粒子を付着させる工程とにおいて、同一のダミー基板ＤＷ、ＤＷ２、ＤＦを使用する。これにより、これらの各工程で別々のダミー基板ＤＷ、ＤＷ２、ＤＦを使用する場合よりもダミー基板ＤＷ、ＤＷ２、ＤＦの使用枚数を半分に減らすことができる。また、各工程で別々のダミー基板ＤＷ、ＤＷ２、ＤＦを入れ替える必要がないためスループットを向上させることができる。具体的には、プラズマ処理方法ＳＴ２、ＳＴ３では、これらの各工程で別々のダミー基板ＤＷ、ＤＦを使用する場合よりも処理時間を合計で６％短縮することができる。この結果、生産性を向上させ、製造コストを低減することができる。
【0106】
以上に開示された実施形態は、例えば、以下の態様を含む。
【0107】
（付記１）
プラズマ処理装置により実行されるプラズマ処理方法であって、
前記プラズマ処理装置は、ガス供給口及びガス排気口を有するプラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバの内部に配置される基板支持部と、前記基板支持部に対向する対向電極と、前記プラズマ処理チャンバの内部にプラズマを生成可能なプラズマ源と、を備え、
前記基板支持部の基板支持面にダミー基板を提供する工程であり、前記ダミー基板は、周縁部の厚さが中央部よりも厚い、工程と、
前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第１の処理ガスから第１のプラズマを生成することにより前記ダミー基板の表面をスパッタし、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程と、
を含む、プラズマ処理方法。
（付記２）
前記ダミー基板は、前記中央部が平坦である、
付記１に記載のプラズマ処理方法。
（付記３）
前記ダミー基板は、表面にシリコンまたは金属を含む、
付記１又は２に記載のプラズマ処理方法。
（付記４）
前記金属は、タングステン、モリブデン、ルテニウム及びチタンからなる群より選ばれる少なくとも１つである、
付記３に記載のプラズマ処理方法。
（付記５）
前記ダミー基板の直径は、３００ｍｍ～４００ｍｍである、
付記１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記６）
前記周縁部は、表面が凹型の曲面であり、最外周が最も厚い、
付記１～５のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記７）
前記周縁部の最外周の厚さは、前記中央部よりも２ｍｍ～１０ｍｍ厚い、
付記１～６のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記８）
前記周縁部の内径は、前記対向電極の直径以上である、
付記１～７のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記９）
前記対向電極は、前記ガス供給口に接続される複数のガス導入口を有し、
前記周縁部の表面は、前記スパッタ粒子が前記複数のガス導入口のうちの最外周のガス導入口又は前記最外周のガス導入口よりも内側の前記対向電極の表面に付着するように傾斜している、
付記１～８のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記１０）
前記基板支持部と前記対向電極との間のギャップをＧとし、前記周縁部の最外周の厚さをＨとし、前記周縁部の最外周の頂点から前記対向電極の最外周のガス導入口までの距離をＪとしたとき、前記基板支持面に提供された前記ダミー基板は、次の式（１）で示される角度θが１２°以上となる、
ｃｏｓθ＝Ｊ／（Ｇ－Ｈ）・・・（１）
付記７～９のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記１１）
前記ダミー基板を前記プラズマ処理チャンバの外部へ搬出する工程と、
前記基板支持部の基板支持面に前記ダミー基板とは異なる基板を提供する工程と、
前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第２の処理ガスから第２のプラズマを生成することにより前記基板をプラズマ処理する工程と、をさらに含む、
付記１～１０のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記１２）
前記基板支持面に前記ダミー基板を提供する工程の後、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第３の処理ガスから第３のプラズマを生成し、前記第３のプラズマによりクリーニングする工程と、
前記基板支持面から離隔した第１の位置において、前記基板支持面に対向するように前記ダミー基板を保持した後、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第４の処理ガスから第４のプラズマを生成し、前記第４のプラズマによりクリーニングする工程と、を含む、
付記１～１１のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記１３）
前記第３のプラズマによりクリーニングする工程、前記第４のプラズマによりクリーニングする工程、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程の３工程を、この順で実行する、
付記１２に記載のプラズマ処理方法。
（付記１４）
前記第３のプラズマによりクリーニングする工程、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程、前記第４のプラズマによりクリーニングする工程の３工程を、この順で実行する、
付記１２に記載のプラズマ処理方法。
（付記１５）
前記第３の処理ガスは、酸素を含む、
付記１２～１４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記１６）
前記第４の処理ガスは、酸素及びフッ素を含む、
付記１２～１５のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記１７）
前記３工程を実行した後、前記プラズマ処理チャンバの外部へ前記ダミー基板を搬出する工程と、
前記ダミー基板を搬出した後、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第５の処理ガスから第５のプラズマを生成し、前記第５のプラズマによりクリーニングする工程と、を有する、
付記１３又は１４に記載のプラズマ処理方法。
（付記１８）
ガス供給口及びガス排気口を有するプラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバの内部に配置される基板支持部と、
前記基板支持部に対向する対向電極と、
前記プラズマ処理チャンバの内部にプラズマを生成可能なプラズマ源と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記基板支持部の基板支持面にダミー基板を提供する工程であり、前記ダミー基板は、周縁部の厚さが中央部よりも厚い、工程と、
前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第１の処理ガスから第１のプラズマを生成することにより前記ダミー基板の表面をスパッタし、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程と、
を含む工程を制御する、プラズマ処理装置。
プラズマ処理装置により実行されるプラズマ処理方法であって、
前記プラズマ処理装置は、ガス供給口及びガス排気口を有するプラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバの内部に配置される基板支持部と、前記基板支持部に対向する対向電極と、前記プラズマ処理チャンバの内部にプラズマを生成可能なプラズマ源と、を備え、
前記基板支持部の基板支持面にダミー基板を提供する工程であり、前記ダミー基板は、周縁部の厚さが中央部よりも厚い、工程と、
前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第１の処理ガスから第１のプラズマを生成することにより前記ダミー基板の表面をスパッタし、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程と、
を含む、プラズマ処理方法。
（付記２）
前記ダミー基板は、前記中央部が平坦である、
付記１に記載のプラズマ処理方法。
（付記３）
前記ダミー基板は、表面にシリコンまたは金属を含む、
付記１又は２に記載のプラズマ処理方法。
（付記４）
前記金属は、タングステン、モリブデン、ルテニウム及びチタンからなる群より選ばれる少なくとも１つである、
付記３に記載のプラズマ処理方法。
（付記５）
前記ダミー基板の直径は、３００ｍｍ～４００ｍｍである、
付記１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記６）
前記周縁部は、表面が凹型の曲面であり、最外周が最も厚い、
付記１～５のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記７）
前記周縁部の最外周の厚さは、前記中央部よりも２ｍｍ～１０ｍｍ厚い、
付記１～６のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記８）
前記周縁部の内径は、前記対向電極の直径以上である、
付記１～７のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記９）
前記対向電極は、前記ガス供給口に接続される複数のガス導入口を有し、
前記周縁部の表面は、前記スパッタ粒子が前記複数のガス導入口のうちの最外周のガス導入口又は前記最外周のガス導入口よりも内側の前記対向電極の表面に付着するように傾斜している、
付記１～８のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記１０）
前記基板支持部と前記対向電極との間のギャップをＧとし、前記周縁部の最外周の厚さをＨとし、前記周縁部の最外周の頂点から前記対向電極の最外周のガス導入口までの距離をＪとしたとき、前記基板支持面に提供された前記ダミー基板は、次の式（１）で示される角度θが１２°以上となる、
ｃｏｓθ＝Ｊ／（Ｇ－Ｈ）・・・（１）
付記７～９のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記１１）
前記ダミー基板を前記プラズマ処理チャンバの外部へ搬出する工程と、
前記基板支持部の基板支持面に前記ダミー基板とは異なる基板を提供する工程と、
前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第２の処理ガスから第２のプラズマを生成することにより前記基板をプラズマ処理する工程と、をさらに含む、
付記１～１０のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記１２）
前記基板支持面に前記ダミー基板を提供する工程の後、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第３の処理ガスから第３のプラズマを生成し、前記第３のプラズマによりクリーニングする工程と、
前記基板支持面から離隔した第１の位置において、前記基板支持面に対向するように前記ダミー基板を保持した後、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第４の処理ガスから第４のプラズマを生成し、前記第４のプラズマによりクリーニングする工程と、を含む、
付記１～１１のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記１３）
前記第３のプラズマによりクリーニングする工程、前記第４のプラズマによりクリーニングする工程、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程の３工程を、この順で実行する、
付記１２に記載のプラズマ処理方法。
（付記１４）
前記第３のプラズマによりクリーニングする工程、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程、前記第４のプラズマによりクリーニングする工程の３工程を、この順で実行する、
付記１２に記載のプラズマ処理方法。
（付記１５）
前記第３の処理ガスは、酸素を含む、
付記１２～１４のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記１６）
前記第４の処理ガスは、酸素及びフッ素を含む、
付記１２～１５のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
（付記１７）
前記３工程を実行した後、前記プラズマ処理チャンバの外部へ前記ダミー基板を搬出する工程と、
前記ダミー基板を搬出した後、前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第５の処理ガスから第５のプラズマを生成し、前記第５のプラズマによりクリーニングする工程と、を有する、
付記１３又は１４に記載のプラズマ処理方法。
（付記１８）
ガス供給口及びガス排気口を有するプラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバの内部に配置される基板支持部と、
前記基板支持部に対向する対向電極と、
前記プラズマ処理チャンバの内部にプラズマを生成可能なプラズマ源と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記基板支持部の基板支持面にダミー基板を提供する工程であり、前記ダミー基板は、周縁部の厚さが中央部よりも厚い、工程と、
前記プラズマ源により前記プラズマ処理チャンバの内部に第１の処理ガスから第１のプラズマを生成することにより前記ダミー基板の表面をスパッタし、前記対向電極の表面にスパッタ粒子を付着させる工程と、
を含む工程を制御する、プラズマ処理装置。
【0108】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。また、複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【符号の説明】
【0109】
１ プラズマ処理装置
２ 制御部
２ａ コンピュータ
２ａ１ 処理部
２ａ２ 記憶部
２ａ３ 通信インターフェース
１０ プラズマ処理チャンバ
１１ 基板支持部
１３ シャワーヘッド
２１ ガスソース
２０ ガス供給部
３０ 電源
３１ ＲＦ電源
３１ａ 第１のＲＦ生成部
３１ｂ 第２のＲＦ生成部
３２ａ 第１のＤＣ生成部
３２ｂ 第２のＤＣ生成部
４０ 排気システム
１１１ 本体部
１１２ リングアセンブリ
Ｗ 基板
ＤＷ、ＤＷ２ ダミー基板（凹型）
ＤＦ ダミー基板（平坦）
２ 制御部
２ａ コンピュータ
２ａ１ 処理部
２ａ２ 記憶部
２ａ３ 通信インターフェース
１０ プラズマ処理チャンバ
１１ 基板支持部
１３ シャワーヘッド
２１ ガスソース
２０ ガス供給部
３０ 電源
３１ ＲＦ電源
３１ａ 第１のＲＦ生成部
３１ｂ 第２のＲＦ生成部
３２ａ 第１のＤＣ生成部
３２ｂ 第２のＤＣ生成部
４０ 排気システム
１１１ 本体部
１１２ リングアセンブリ
Ｗ 基板
ＤＷ、ＤＷ２ ダミー基板（凹型）
ＤＦ ダミー基板（平坦）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】