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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-26
(45)【発行日】2024-08-05
(54)【発明の名称】プラズマ処理方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20240729BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20240729BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 101H
H01L21/304 645Z
H01L21/304 645C
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2023535533
(86)(22)【出願日】2022-06-08
(86)【国際出願番号】 JP2022023040
(87)【国際公開番号】W WO2023238266
(87)【国際公開日】2023-12-14
【審査請求日】2023-06-09
(73)【特許権者】
【識別番号】501387839
【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】廣田 侯然
(72)【発明者】
【氏名】角屋 誠浩
(72)【発明者】
【氏名】江崎 隆
(72)【発明者】
【氏名】パンディ アニル
(72)【発明者】
【氏名】守屋 勇輝
【審査官】河合 俊英
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０５４１３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２６８６５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００８／０３５６７８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１１３３４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１５３３６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１４２０１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２４４２９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２２４８５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１９２８７２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、前記試料がプラズマ処理される処理室のメンテナンス後、
異物を掃き出す掃き出し工程と、
前記掃き出し工程後、前記処理室内に堆積膜を堆積させる堆積工程と、
前記堆積工程後、前記堆積膜を除去する第１の除去工程と、
前記第１の除去工程後、前記処理室内のフッ素を除去する第２の除去工程と、
試料台に載置された前記試料をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、を有し、
前記プラズマ処理工程前、前記掃き出し工程と前記堆積工程と前記第１の除去工程と前記第２の除去工程を２回以上繰り返すことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項2】
請求項１に記載のプラズマ処理方法において、前記掃き出し工程と前記堆積工程と前記第１の除去工程と前記第２の除去工程を実施している間、前記試料が前記試料台に載置されていないことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項3】
請求項１に記載のプラズマ処理方法において、前記掃き出し工程における異物を吐き出させる手段は、
プロセスガス供給部から前記処理室内へ流れるガスの流れを制御する電磁弁の開閉動作、前記ガスの流量変更動作、前記試料を前記処理室へ搬入出するためのバルブの開閉動作、前記試料を前記試料台の上方に保持する保持部材の上昇及び下降動作、前記試料の温度を制御するための伝熱用ガスの流量変更動作、前記伝熱用ガスの流れを制御する電磁弁の開閉動作または前記処理室を排気するためのバルブの開閉動作を含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項4】
試料をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、異物を掃き出す掃き出し工程と、
前記掃き出し工程後、処理室内に堆積膜を堆積させる堆積工程と、
前記堆積工程後、前記堆積膜を除去する第１の除去工程と、
前記第１の除去工程後、前記処理室内のフッ素を除去する第２の除去工程と、
試料台に載置された前記試料をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、を有し、
前記プラズマ処理工程前、前記掃き出し工程と前記堆積工程と前記第１の除去工程と前記第２の除去工程を２回以上繰り返すことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項5】
試料をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、前記試料がプラズマ処理される処理室内に堆積膜を堆積させる堆積工程と、
前記堆積工程後、前記堆積膜を除去する第１の除去工程と、
前記第１の除去工程後、前記処理室内のフッ素を除去する第２の除去工程と、
前記試料をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、を有し、
前記プラズマ処理工程前、前記堆積工程と前記第１の除去工程と前記第２の除去工程を２回以上繰り返すことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項6】
請求項１、請求項４または請求項５に記載のプラズマ処理方法において、前記堆積工程は、シリコン元素を含有するガスにより生成されたプラズマを用いて行われ、
前記第１の除去工程は、ＮＦ３ガスにより生成されたプラズマを用いて行われ、
前記第２の除去工程は、Ｏ２ガスにより生成されたプラズマを用いて行われることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項7】
請求項６に記載のプラズマ処理方法において、前記シリコン元素を含有するガスは、ＳｉＣｌ４ガスであることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項8】
請求項１、請求項４または請求項５に記載のプラズマ処理方法において、前記堆積膜の厚さを５０ｎｍ以上とすることを特徴とするプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は，半導体基板等のウエハを加工するプラズマエッチング処理装置において，製品ウエハの歩留まり低下の原因となる処理室内の異物を短時間に低減する技術に関するものであり，特に，プラズマエッチング装置のメンテナンス後に発生する異物を予め低減して，製品着工可能な状態を短時間に実現するプラズマ処理方法を提供することを目的とする。
【背景技術】
【0002】
半導体を加工するプラズマエッチング装置において，半導体デバイスの歩留まり低下の原因になる異物の管理粒径縮小化とその許容数は年々厳しさを増している。異物による歩留まりの低下は，半導体デバイス製造メーカの収益にクリティカルに影響するため，プラズマエッチング装置の製造メーカにおいては，高歩留まり且つ高稼働率のプラズマエッチング装置の設計及び製造が強く求められている。
【0003】
これまで，低異物化の実現のため，ハード面およびプロセス面の両面で様々な取り組みがなされてきた。プロセス面では，エッチング処理の副反応生成物に対するクリーニング技術開発，ハード面では，処理室部材の開発，部品洗浄技術の適性化，処理室構造の適性化，処理室内交換部品範囲の適性化等である。そして、これらの技術開発や最適化は日進月歩で進んでいる。これらの開発努力がなされているが，一般的に，半導体デバイスの量産処理におけるプラズマエッチング処理においては，製品処理枚数（半導体ウエハの処理枚数）の増加に従って，プラズマエッチング装置に用いられている部材の劣化や製品処理（半導体ウエハの処理）の副反応生成物等に起因して，異物および加工再現性のパフォーマンスが低下する。このため，量産処理を続行できなくなることがある。
【0004】
このような問題に対して，プラズマエッチング装置はパーツ交換を伴う定期的なメンテナンス作業により異物および加工再現性のパフォーマンスを回復させる。メンテナンス作業後には，真空リークが規定値に入るまで真空引きを続け，その後，プラズマプロセス等を駆使したリカバリー処理を実施し，異物数を低下させてから製品着工している。しかし，これらを駆使してもプラズマエッチング装置の処理室内には，ウエハ搬送やウエハ処理に関わる可動部があり，その可動部の動作に起因した異物源を十分に低下させる必要がある。
【0005】
このため，リカバリー処理では，処理室の内壁の表面状態を整えるシーズニング的な意味合いで実施する他に，これらの潜在的な異物源を低下させることに着目して，製品着工する必要がある。また，リカバリー処理は，製品処理に寄与しないため，稼働率低下の原因の一つであった。このため，開示者らは，メンテナンス後の異物数（初期異物数と呼ぶ）を設定基準（設定基準とされる異物数）以下に素早く低下させる技術として，ウエハ搬送やウエハ処理に関わる可動部にも着目した新しい技術が求められると考えた。
【0006】
異物低減を目的とした典型的な従来技術として，製品ウエハのエッチングの直前にガス出しを行って，製品ウエハへの異物を低減させる技術が示されている（特許文献１）。また，プロセス加工変動を低減する技術として，製品ウエハの処理毎に処理壁にコート膜を形成する技術が示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２００６－２１０４６１号公報
【文献】米国特許第７７６７５８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
半導体デバイスの歩留まりの原因になる異物の管理粒径の縮小化とその許容数は年々厳しさを増しており，メンテナンス後の異物数（初期異物数と呼ぶ）を設定基準以下に素早く低下させるためには，ウエハ搬送やウエハ処理に関わる可動部に起因した潜在的な異物源を十分に低下させる必要がある。その可動部の動作の一例としては，プッシャーピンの上下機構の上下動作，ウエハ搬送のための出入口バルブの開閉動作，ガス導入部の電磁バルブの開閉動作，排気バルブの開閉動作等である。このようにして発生する異物に対して，従来のリカバリー処理では今後の非常に厳しい異物の管理基準を満たすことが難しくなってきている。
【0009】
本開示は，これらの問題点に着目して，プラズマ処理装置のメンテナンス後に発生する異物を低減して，製品着工可能な状態を実現するプラズマ処理を提供することを目的とする。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。一実施の形態に係るプラズマ処理方法は、
試料をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、
前記試料がプラズマ処理される処理室のメンテナンス後、
異物を掃き出す掃き出し工程と、
前記掃き出し工程後、前記処理室内に堆積膜を堆積させる堆積工程と、
前記堆積工程後、前記堆積膜を除去する第１の除去工程と、
前記第１の除去工程後、前記処理室内のフッ素を除去する第２の除去工程と、
試料台に載置された前記試料をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、を有し、
前記プラズマ処理工程前、前記掃き出し工程と前記堆積工程と前記第１の除去工程と前記第２の除去工程を２回以上繰り返す。
試料をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、
前記試料がプラズマ処理される処理室のメンテナンス後、
異物を掃き出す掃き出し工程と、
前記掃き出し工程後、前記処理室内に堆積膜を堆積させる堆積工程と、
前記堆積工程後、前記堆積膜を除去する第１の除去工程と、
前記第１の除去工程後、前記処理室内のフッ素を除去する第２の除去工程と、
試料台に載置された前記試料をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、を有し、
前記プラズマ処理工程前、前記掃き出し工程と前記堆積工程と前記第１の除去工程と前記第２の除去工程を２回以上繰り返す。
【発明の効果】
【0011】
上記一実施の形態に係るプラズマ処理方法によれば、掃き出し工程にて種々の機械動作により異物を掃き出し，その後の堆積工程、第１の除去工程、第２の除去工程により、掃き出し工程により掃き出した異物を素早く除去することを繰り返す。これより，プラズマ処理装置を、短時間で製品着工可能な状態に実現することができる。さらに、これに加えて，製品着工後に発生する潜在的な異物源を予め低減するが可能となり，プラズマエッチングの量産処理を安定して続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施例１に係るマイクロ波ＥＣＲエッチング装置の概略構成を示す断面図。
【図2】実施例１に係る第１シーケンスを説明するフロー図。
【図3A】リカバリー処理回数と異物数の関係を示す図。
【図3B】実施例２に係る異物除去の推定メカニズムを示す模式図。
【図4】異物掃出し確認シーケンスを示すフロー図。
【図5】異物掃出し確認シーケンスのテスト内容を示す表。
【図6】異物掃出しシーケンスの評価Ｎｏ．と異物数の対応を示す評価結果図。
【図7】実施例２に係る第２シーケンスを説明するフロー図。
【図8】第２シーケンスと第２’シーケンスを用いて処理した場合の到達異物数を示す図。
【図9】第２シーケンス２を用いてコートステップ処理の時間依存性を取得した異物数の結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。
【実施例1】
【0014】
第１の実施形態について説明する。図１は、実施例１に係るマイクロ波ＥＣＲエッチング装置の概略構成を示す断面図である。本開示が適用されるプラズマ処理装置の例として，図１に示すマイクロ波ＥＣＲエッチング装置（以下、プラズマエッチング装置という）１０を用いることができる。プラズマエッチング装置１０は，処理容器（処理室、チャンバとも言う）１００の内部にウエハ１１０を載置する電極（ウエハ載置用の電極）１１１と，処理室１００とトランスファーユニット(不図示）との間でウエハ１１０を供給する出入口であるプロセスバルブ（ＰＶ）１２０と，ガス供給装置の電磁弁１３５と，ガス供給を制御する電磁弁１３６，天板１４０と，石英製シャワープレート１０１と，石英製内筒１０２と，を含む。電極（ウエハ載置用の電極）１１１は、試料としてのウエハ１１０を載置する試料台とされている。
【0015】
プラズマエッチング装置１０は，さらに，アース１０３と，電磁石１４２と，プラズマを発生させるためのマイクロ波を生成および伝送する高周波発生装置および高周波導波管１６０と，ＲＦバイアス電源１６１と，整合機１６２と，処理室１００の圧力を制御する真空排気バルブ１７１と，処理室１００の真空度を計測するペニングゲージ１８０と，ペニングゲージ１８０とチャンバ１００との間を遮断制御する電磁弁１８１と，を含む。プラズマエッチング装置１０は，さらに，ウエハ１１０と電極１１１の熱媒体として供給する裏面ガスの供給装置１３０と、裏面ガスの供給を制御する電磁弁１３１，ウエハ搬送時に搬送ロボットにウエハ１１０を引き渡すためにウエハ１１０を昇降させる機構であるプッシャーピン１５０と、を有している。
【0016】
図２は，実施例１に係る第１シーケンス（ＳＥＱ１）を説明するフロー図である。第１シーケンス（ＳＥＱ１）は、処理室内の潜在的な異物源を低減してから製品着工するプラズマ処理装置１０により実施されるプラズマ処理方法ということができる。
【0017】
本背景にて説明した通り，プラズマエッチング装置１０の量産処理では，処理室１００を構成する部材の消耗量や部品の劣化等に応じて量産処理を続行できなくなる。これを回復するため，プラズマエッチング装置１０は定期的な大気開放を伴う装置メンテナンス（ＰＭ）Ｓ２０１を必要とする。この装置メンテナンスＳ２０１の作業後，真空のリークチェックを実施してリーク量が規定値に入るまで真空引きを続ける。リークチェック完了後，初期異物数が基準以下（Ｓ２０６、ＮＧ）になるまでリカバリー処理Ｓ２０２を繰り返し実施する（Ｓ７０２）。リカバリー処理Ｓ２０２が十分となり異物数が基準以下となった場合（Ｓ２０６、ＯＫ）に，製品着工Ｓ２０７が可能となり、製品着工Ｓ２０７が実施される。ここで、製品着工Ｓ２０７は、試料台１１１に載置された試料１１０をプラズマ処理するプラズマ処理工程と言い換えることができる。
【0018】
ここで、初期異物数が基準以下か否かを確認する（Ｓ２０６：異物数の確認）は比較的に長い時間が必要となるので、リカバリー処理Ｓ２０２を一回実施した後に、毎回、異物数の確認（Ｓ２０６）を実行するのは、長い時間が必要となり効率的ではない。そこで、リカバリー処理Ｓ２０２を所定の回数繰り返し実施（Ｓ７０２）した後に、異物数の確認（Ｓ２０６）を実施するのが短時間で良い。
【0019】
本実施例では，リカバリー処理Ｓ２０２は，ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ２０３，ＮＦ３クリーンステップＳ２０４，Ｏ２クリーンステップＳ２０５の３つの処理を含み、この順序（Ｓ２０３－＞Ｓ２０４－＞Ｓ２０５）で複数回（例えば、１２回程度）繰り返す構成とした（Ｓ７０２）。
【0020】
ここで，ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ２０３の処理条件は，例えば、ＳｉＣｌ４＝１００ｃｃｍ、Ｏ２＝１００ｃｃｍ，圧力０．５Ｐａ，マイクロ波電力６００ｗ，１５秒とした。ＮＦ３クリーンステップＳ２０４の処理条件は，例えば、ＮＦ３＝５００ｃｃｍ，圧力１５Ｐａ，マイクロ波電力１０００ｗ，４５秒とした。Ｏ２クリーンステップＳ２０５の処理条件は，例えば、Ｏ２＝１００ｃｃｍ，圧力０．４Ｐａ，マイクロ波電力６００ｗ，３０秒とした。
【0021】
また，このリカバリー処理Ｓ２０２は，ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ２０３で生成される処理室１００の内部の壁面の表面上へのＳｉＯｘコート膜が次のＮＦ３クリーンステップＳ２０４で完全に除去され，ＮＦ３クリーンステップＳ２０４で生成された残留フッ素が次のＯ２クリーンステップＳ２０５で完全に除去されるように構成される。
【0022】
つまり、ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ２０３はＳｉとＯを含有するガス（ＳｉＣｌ４ガスとＯ２ガス）を用いてプラズマ処理を実施する処理工程であり、この処理工程（Ｓ２０３）で処理室１００の壁面の表面上にＳｉＯｘコート膜が生成される。したがって、処理工程（Ｓ２０３）は、処理室１００内にＳｉＯｘコート膜である堆積膜を堆積させる堆積工程と言い換えることができる。また、堆積工程（Ｓ２０３）は、シリコン元素を含有するガスにより生成されたプラズマを用いて行われる。シリコン元素を含有するガスは、ＳｉＣｌ４ガスである。
【0023】
ＮＦ３クリーンステップＳ２０４は、処理工程（Ｓ２０３）で生成された処理室１００の壁面の表面上のＳｉＯｘコート膜をＮＦ３ガスで除去する第１除去工程である。したがって、ＮＦ３クリーンステップＳ２０４は、堆積工程（Ｓ２０３）の後に行われる、堆積膜（ＳｉＯｘコート膜）を除去する第１の除去工程と言い換えることができる。第１の除去工程（Ｓ２０４）は、ＮＦ３ガスにより生成されたプラズマを用いて行われる。
【0024】
Ｏ２クリーンステップＳ２０５は、第１除去工程（Ｓ２０４）で生成された処理室１００の壁面の表面上の残留フッ素をＯ２ガスで除去する第２除去工程である。したがって、Ｏ２クリーンステップＳ２０５は、第１の除去工程（Ｓ２０４）の後に行われる、処理室１００内のフッ素を除去する第２の除去工程と言い換えることができる。第２の除去工程は（Ｓ２０５）は、Ｏ２ガスにより生成されたプラズマを用いて行われる。
そして、プラズマ処理工程である製品着工Ｓ２０７の前に、堆積工程（Ｓ２０３）と第１の除去工程（Ｓ２０４）と第２の除去工程（Ｓ２０４）とが２回以上繰り返して実行される。
そして、プラズマ処理工程である製品着工Ｓ２０７の前に、堆積工程（Ｓ２０３）と第１の除去工程（Ｓ２０４）と第２の除去工程（Ｓ２０４）とが２回以上繰り返して実行される。
【0025】
Ｏ２クリーンステップＳ２０５を実施しない場合，次のＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ２０３でコート膜中に残留フッ素が取り込まれ，異物等に対して弊害を伴うことがある。
【0026】
図３Ａは，リカバリー処理Ｓ２０２の繰り返しの回数Ｎｒと異物数Ｎｐの関係を示す図である。図３Ａには、図２で示した第１シーケンス（ＳＥＱ１）に示すリカバリー処理Ｓ２０２の処理条件（ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ２０３，ＮＦ３クリーンステップＳ２０４，Ｏ２クリーンステップＳ２０５）の結果と，Ｃｌ２系ガスを用いた比較例のシーケンス（ＳＥＱｐ）のリカバリー処理の結果の一例を示した。比較例のシーケンス（ＳＥＱｐ）を用いたリカバリー処理の処理条件は，Ｃｌ２ ２００ｃｃｍ，圧力１Ｐａ，マイクロ波電力８００ｗ，９０秒の条件である。従って，本実施例の第１シーケンス（ＳＥＱ１）におけるリカバリー条件の処理時間と比較例のシーケンス（ＳＥＱｐ）におけるリカバリー条件の処理時間は同じに統一してある。
【0027】
図３Ａに示すように、第１シーケンス（ＳＥＱ１），比較例のシーケンス（ＳＥＱｐ）共に，リカバリー処理の繰り返しの回数Ｎｒの増加に従って、異物数Ｎｐが低下する結果となった。しかし，異物数Ｎｐの低下の早さと，１５回のリカバリー処理を繰返したときの到達異物数には相違があるとわかった（Ｎｐｐ＿１５＞Ｎｐ１＿１５）。第１シーケンス（ＳＥＱ１）で大きく異物数の減少効果があるのは，処理室１００の内部の壁面の表面へのコート膜の形成と除去を繰り返す構成にあると考えている。
【0028】
図３Ｂは，異物除去の推定メカニズムを示す模式図である。初期状態では，異物の微粒子３０２が，処理室１００の内部の壁面の表面３０１に吸着している。ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ２０３後，異物の微粒子３０２は，ＳｉＯｘ系の膜３０３で覆われる。次のＮＦ３クリーンステップＳ２０４で，ＳｉＯｘ系の膜３０３と共に異物の微粒子３０２が除去される。すなわち，異物の微粒子３０２は処理室１００の内部の壁面の表面３０１の吸着力（ファンデルワールス力等）に打ち勝って除去されるメカニズムがあると推定している。結果的に，開示者らは製品処理を模擬する処理方法よりも第１シーケンス（ＳＥＱ１）に示すリカバリー条件にて，素早く異物を低減可能とわかった。関連メカニズムについては，後の実施例３でも説明する。
【0029】
以上より，第１シーケンス（ＳＥＱ１）に示すリカバリー条件（ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ２０３，ＮＦ３クリーンステップＳ２０４，Ｏ２クリーンステップＳ２０５）を繰り返すことにより，プラズマエッチング装置１０を短時間で製品着工可能な状態に実現することが可能となる。
【実施例2】
【0030】
第２の実施形態について説明する。開示者らは，先ず，図１に示すプラズマエッチング装置１０の処理室１００内の機械動作箇所と電極１１１の上に載置したウエハ１１０へ落下する異物との対応関係を調べた。
【0031】
図４は，実施例２に係る異物掃出し確認シーケンスを示すフロー図である。異物掃出し確認シーケンスにおいては、装置メンテナンスＳ２０１後，異物掃出しシーケンス（異物掃き出し工程ともいう）Ｓ４０１を実施し，その後，ウエハ１１０を処理室１００の内部に搬送してウエハ１１０に落下する異物の数を確認する異物数確認Ｓ４０２を実施した。異物数確認Ｓ４０２において、異物数が基準以下となった場合、製品着工Ｓ２０７が実施される。
【0032】
異物数確認Ｓ４０２の条件は，例えば、Ａｒガス，マイクロ波電力８００ｗ，０．５Ｐａ，３０秒とした。図５は，図４の異物掃出し確認シーケンスの異物掃出しシーケンスＳ４０１のテスト内容を示す表である。評価条件は全部で５条件ある。図５に、条件毎の調査箇所の系統と，それに対応する具体的な動作箇所を示した。
【0033】
評価Ｎｏ．１は，リファレンス条件として動作なしの場合である。
【0034】
評価Ｎｏ．２は，排気系の動作として，Ａｒガス（例えばプロセスガスの電磁弁１３５と各種プロセスガスの電磁弁１３６のＡｒについて開にする）を５００ｃｃ流しながら真空排気バルブ（Ｖ．Ｖ．）１７１を５％と１００％とを切替える動作を２０回実施した。
【0035】
評価Ｎｏ．３は，ウエハ搬送系の動作として，Ａｒガス（例えばプロセスガスの電磁弁１３５と各種プロセスガスの電磁弁１３６のＡｒについて開にする）を５００ｃｃ流しながらプロセスバルブ（ＰＶ）１２０を開閉する動作を２０回実施した。
【0036】
評価Ｎｏ．４は，電極１１１の周辺部の動作として，裏面Ｈｅガス１３０を流しながらプッシャーピン（Ｐｕｓｈｅｒ Ｐｉｎ）１５０の上下動作と裏面Ｈｅガスの電磁弁１３１の開閉動作を２０回実施した。
【0037】
評価Ｎｏ．５は，ガス系の動作として，プラズマエッチング装置１０に繋がる全ガス（Ｇａｓ１、・・・、Ｇａｓ２０）について各種プロセスガスの電磁弁１３５を開閉動作することに加えて，処理室１００に導入する手前のプロセスガスの電磁弁１３６の開閉動作を２０回実施した。
【0038】
図６は，異物掃出しシーケンスの評価Ｎｏ．（Ｎｏ．）と異物数（Ｎｐ）の対応を示す評価結果図である。尚，信頼性を高めるために，異物測定点数を３点以上取得した。その結果，機械動作なしのリファレンス条件である評価Ｎｏ．１が異物数最小で，評価Ｎｏ．２～Ｎｏ．５の全てにおいて異物数Ｎｐが増加する結果となった。この結果より，メンテナンスＳ２０１後は，排気系，搬送系，電極周辺部，ガス系の全てにおいて異物源が存在しており，予め異物を掃出して除去する必要があるとわかった。
【0039】
つまり、異物掃出しシーケンスＳ４０１における異物を吐き出させる手段は、下記１～４のうち一つ以上を含む動作である。好ましくは、下記１～４のすべての動作を含むのが、異物を掃出して除去する観点ではよい。
【0040】
１：（評価Ｎｏ．５参照）プロセスガス供給部（Ｇａｓ１、・・・、Ｇａｓ２０）から処理室１００内へ流れるガスの流れを制御する電磁弁１３５、１３６の開閉動作やプロセスガス供給部の電磁弁１３６によるガスの流量変更動作。
【0041】
２：（評価Ｎｏ．３参照）処理室１００とトランスファーユニット間でウエハ搬送に用いる出入口のプロセスバルブ（ＰＶ）１２０の開閉動作（つまり、試料１１０を処理室１００へ搬入出するためのバルブ１２０の開閉動作）や（評価Ｎｏ．４参照）電極１１１のプッシャーピン１５０の上下動作（つまり、試料１１０を試料台１１１の上方に保持する保持部材１５０の上昇及び下降動作）。
【0042】
３：（評価Ｎｏ．４参照）電極用冷媒であるＨｅラインの裏面Ｈｅガス１３０の電磁弁１３１のガス流量変更動作（試料１１０の温度を制御するための伝熱用ガス１３０の流量変更動作）やＨｅラインのガス流量変更のための電磁弁１３１の開閉動作（伝熱用ガス１３０の流れを制御する電磁弁１３１の開閉動作）。
【0043】
４：（評価Ｎｏ．２参照）排気バルブ１７１の動作（つまり、処理室１００を排気するためのバルブの開閉動作）。
【0044】
以上の結果を踏まえて，開示者らは，効率の良い異物除去方法として，異物掃出しシーケンスＳ４０１に加えて実施例１で示した新リカバリー条件（ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ２０３，ＮＦ３クリーンステップＳ２０４，Ｏ２クリーンステップＳ２０５）のコンビネーション処理（リカバリー処理Ｓ２０２）が最適な可能性があると考えた。すなわち，異物掃出し後にすぐに異物を除去する方法が最適である。
【0045】
図７は，実施例２に係る第２シーケンスを説明するフロー図である。第２シーケンス（ＳＥＱ２）も、処理室内の潜在的な異物源を低減してから製品着工（Ｓ２０７）するプラズマ処理装置１０により実施されるプラズマ処理方法ということができる。
【0046】
図７に示すように、第２シーケンス（ＳＥＱ２）では、実施例１で説明した図２の第１シーケンス（ＳＥＱ１）のフローの装置メンテナンスＳ２０１の後に，異物掃出しシーケンスＳ４０１と，リカバリー処理Ｓ４０２とが新たに追加されている。リカバリー処理Ｓ４０２は、実施例１で示したリカバリー条件（ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ２０３，ＮＦ３クリーンステップＳ２０４，Ｏ２クリーンステップＳ２０５）と同等のリカバリー条件（ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ７０３，ＮＦ３クリーンステップＳ７０４，Ｏ２クリーンステップＳ７０５）とされている。
【0047】
ここで，本実施例では，異物掃出しシーケンスＳ４０１とリカバリー処理Ｓ４０２の繰り返しステップＳ７０１をウエハレス（処理室１００内の電極１１１の上にウエハ１１０を載置しない状態）にて、例えば、３回実施する。そして、その後に、異物掃出しシーケンスＳ４０１を伴わない実施例１のリカバリー処理Ｓ２０２の繰り返しステップＳ７０２の回数を、例えば、１２回に設定して実施する。その後、Ｓ２０６で異物数が基準以下か否かを確認した。また機械動作は，図５に示した評価Ｎｏ２からＮｏ５までの全ての動作を実施した。尚，図７の第２シーケンス（ＳＥＱ２）において，異物掃出しシーケンスＳ４０１の直後のリカバリー処理Ｓ４０２（ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ７０３，ＮＦ３クリーンステップＳ７０４，Ｏ２クリーンステップＳ７０５）を実施しない条件を第２’シーケンス（ＳＥＱ２’）と定義して，異物数Ｓ２０６を確認した。この二つのシーケンス（ＳＥＱ２、ＳＥＱ２’）を用いて，特に異物掃出しシーケンスＳ４０１の直後のリカバリー処理Ｓ４０２が異物低減効果を持つか調べた。
【0048】
図８は，第２シーケンス（ＳＥＱ２）と第２’シーケンス（ＳＥＱ２’）を用いて処理した場合の到達異物数（Ｎｐｒ）を示す図である。信頼性を高めるために，１回の試験につき３枚のウエハを用いて連続で異物を取得した（１枚目、２枚目、３枚目のウエハは、図８の横軸に示す取得機会（ＯＴＴ）の数値に対応）。また，第２シーケンス（ＳＥＱ２）と第２’シーケンス（ＳＥＱ２’）の各々試験回数を４回以上繰り返して，異物数の結果精度を高めた。第２シーケンス（ＳＥＱ２）と第２’シーケンス（ＳＥＱ２’）の全異物データの中央値（Ｎｍ）は，それぞれ６．７個と１５．７個となった。
【0049】
この結果は，異物掃出しシーケンスＳ４０１の直後にリカバリー処理Ｓ４０２を実施することによって，到達可能な異物数を低減させることが可能であることを意味する。
【0050】
補足として，第１シーケンス（ＳＥＱ１）の結果（図３Ａ）について振り返ると，異物数Ｎｐはリカバリー処理Ｓ２０２の回数が９回目以降において，異物数Ｎｐの低下が小さく，ほぼ３０個付近で飽和した。
【0051】
これらの結果をまとめると，“第２シーケンス（ＳＥＱ２）の到達異物数Ｎｐｒ（＝６．７個）＜第２’シーケンス（ＳＥＱ２’）の到達異物数Ｎｐｒ（＝１５．７個）＜第１シーケンス（ＳＥＱ１）の到達異物数（＝約３０個）”となった。
【0052】
つまり，第１シーケンス（ＳＥＱ１）の構成に，異物掃出しシーケンスＳ４０１を加えることにより到達異物数が１５．７個に低下し，更に異物掃出しシーケンスＳ４０１とリカバリー処理Ｓ４０２（ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ７０３，ＮＦ３クリーンステップＳ７０４，Ｏ２クリーンステップＳ７０５）を繰り返す構成を加えることにより，到達異物数は更に低下する（６．７個）とわかった。
【0053】
以上より，第２シーケンス（ＳＥＱ２）に示す異物掃出しシーケンスＳ４０１とリカバリー処理Ｓ４０２（ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ７０３，ＮＦ３クリーンステップＳ７０４，Ｏ２クリーンステップＳ７０５）を繰り返す構成Ｓ７０１は，到達異物数の低減に有効であり，プラズマエッチング装置１０をさらに短時間で製品着工可能状態に実現することが可能となる。
【0054】
また，本実施例の第２シーケンス（ＳＥＱ２）では，装置メンテナンス（ＰＭ）Ｓ２０１後の開示技術として説明したが，量産処理中の実施に応用することが可能である。すなわち，量産処理中に，機械動作部に異物源が蓄積されていく状況である。このような状況では，その異物源を定期的に除去する目的で，本開示を適用しても構わない。その場合は，第２シーケンス（ＳＥＱ２）において装置メンテナンス（ＰＭ）Ｓ２０１を実施する縛りはなく，異物掃出しシーケンスＳ４０１以降のフローまたはその一部を量産処理中に実施することで，潜在的な異物リスクを低減して量産処理を安定して続けることが可能となる。
【0055】
また，第１シーケンス（ＳＥＱ１）や第２シーケンス（ＳＥＱ２）の実施形態について補足説明する。先ず，異物数確認ステップＳ２０６と製品着工Ｓ２０７以外の工程（Ｓ２０２、Ｓ４０１、Ｓ４０２）については，ノンプロダクトウエハの枚数の低減の観点から，電極１１１上にウエハ１１０を載置しない状態で実施することが望ましい。次に，第１シーケンス（ＳＥＱ１）や第２シーケンス（ＳＥＱ２）において，処理室表面にコート膜を付着させるステップとしてＳｉＣｌ４／Ｏ２コートステップＳ７０３を用いた。本実施例では，このステップの処理をＳｉＣｌ４ガスとＯ２ガスの混合ガスを例に説明したが，異物を覆うコート膜の形成において，代替ガスの使用が想定できる。そのような代替コート膜として，ＳｉＯ含有コート、ＣＦ含有コート，ＣＨ含有コート，ＢＯ含有コート，ＢＮ含有コートがある。これを生成する具体的なガスの例としては，ＳｉＢｒ４ガスとＯ２ガスの混合ガス，ＳｉＦ４ガスとＯ２ガスの混合ガス，Ｃ４Ｆ８ガス，Ｃ４Ｆ６ガス，ＣＨＦ３ガス，ＣＨ３Ｆガス，ＣＨ２Ｆ２ガス等のフルオロカーボンガス，ＢＣｌ３ガスとＯ２ガスの混合ガス，ＢＣｌ３ガスとＮ２ガスの混合ガス等がある。
【実施例3】
【0056】
第３の実施形態について説明する。先ず，本実施例では，第２の実施形態にて説明した図７の第２シーケンス（ＳＥＱ２）のフローにおいて，ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ７０３の処理時間（コート膜の厚さ）を変えて，異物数への影響を調べた。また，ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップＳ７０３にて生成した処理室１００の内壁の表面のコート膜を除去するＮＦ３クリーンステップＳ７０４の時間は，コートステップＳ７０３時間の３倍とした。すなわち，コートステップＳ７０３のコート時間（ＴＣ）を５秒(sec)，１５秒(sec)，３０秒(sec)に対して，ＮＦ３クリーンステップＳ７０４の時間をそれぞれ１５秒(sec)，３０秒(sec)，４５秒(sec)とした。
【0057】
図９は，第２シーケンス（ＳＥＱ２）を用いてコートステップ処理の時間依存性を取得した異物数の結果を示す図である。ここでも，信頼度を高めるために，１回の試験につき３枚のウエハを用いて連続で異物を取得した（１枚目、２枚目、３枚目のウエハは、図９の横軸に示す取得機会（ＯＴＴ）の数値に対応）。また，コート時間ＴＣ毎に試験回数を３回繰り返して，異物数Ｎｐの結果精度を高めた。コート時間ＴＣが３０秒，１５秒，５秒の全異物データの中央値Ｎｍは，それぞれ３．７個，５．０個，１５．３個となった。この結果より，コート時間ＴＣが１５秒以上で異物の低減効果が大きく，それ以上時間を延ばしても異物低減効果が少ないと考えられる。
【0058】
一方，コートステップ処理時間（ＴＣ）と処理室１００内に形成されるＳｉＯｘコート膜厚の間にはリニアの関係があると事前検査で確かめられており，コートステップ処理時間（ＴＣ）が５秒で約１７ｎｍの膜が堆積する。また，発生する異物の粒径は，１００ｎｍ以下が大部分であり，このような微小異物を低減することが求められる。言い替えると，１００ｎｍ以下で多く発生する異物低減のためには，コート膜５０ｎｍ（コートステップ処理時間ＴＣ：１５秒）以上の膜厚を用いることで，異物除去が促進される結果を得た。
【0059】
以上より，エッチング装置１０で発生する異物の粒径１００ｎｍ以下の異物低減に，コート膜５０ｎｍ（コートステップ処理時間ＴＣ：１５秒）以上の膜厚を用いた第１シーケンス（ＳＥＱ１）や第２シーケンス（ＳＥＱ２）が有効であり，プラズマエッチング装置１０を短時間で製品着工可能状態に実現することが可能となる。
【0060】
実施例１，２，３に係るプラズマ処理方法は、以下のように纏めることができる。
【0061】
（１）：試料（１１０）をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、
前記試料（１１０）がプラズマ処理される処理室（１００）のメンテナンス（Ｓ２０１）後、
異物を掃き出す掃き出し工程（Ｓ４０１）と、
前記掃き出し工程後、前記処理室内に堆積膜を堆積させる堆積工程（Ｓ７０３，Ｓ２０３）と、
前記堆積工程後、前記堆積膜を除去する第１の除去工程（Ｓ７０４、Ｓ２０４）と、
前記第１の除去工程後、前記処理室内のフッ素を除去する第２の除去工程（Ｓ７０５、Ｓ２０５）と、
試料台（１１１）に載置された前記試料をプラズマ処理するプラズマ処理工程（Ｓ２０７）と、を有し、
前記プラズマ処理工程前、前記掃き出し工程と前記堆積工程と前記第１の除去工程と前記第２の除去工程を２回以上繰り返す。
前記試料（１１０）がプラズマ処理される処理室（１００）のメンテナンス（Ｓ２０１）後、
異物を掃き出す掃き出し工程（Ｓ４０１）と、
前記掃き出し工程後、前記処理室内に堆積膜を堆積させる堆積工程（Ｓ７０３，Ｓ２０３）と、
前記堆積工程後、前記堆積膜を除去する第１の除去工程（Ｓ７０４、Ｓ２０４）と、
前記第１の除去工程後、前記処理室内のフッ素を除去する第２の除去工程（Ｓ７０５、Ｓ２０５）と、
試料台（１１１）に載置された前記試料をプラズマ処理するプラズマ処理工程（Ｓ２０７）と、を有し、
前記プラズマ処理工程前、前記掃き出し工程と前記堆積工程と前記第１の除去工程と前記第２の除去工程を２回以上繰り返す。
【0062】
（２）：（１）において、前記掃き出し工程と前記堆積工程と前記第１の除去工程と前記第２の除去工程を実施している間、前記試料が前記試料台に載置されていない。
【0063】
（３）：（１）において、前記掃き出し工程における異物を吐き出させる手段は、以下を含む。
【0064】
１．プロセスガス供給部から前記処理室内へ流れるガスの流れを制御する電磁弁の開閉動作、
２．前記ガスの流量変更動作、
３．前記試料を前記処理室へ搬入出するためのバルブの開閉動作、
４．前記試料を前記試料台の上方に保持する保持部材の上昇及び下降動作、
５．前記試料の温度を制御するための伝熱用ガスの流量変更動作、前記伝熱用ガスの流れを制御する電磁弁の開閉動作、または、
６．前記処理室を排気するためのバルブの開閉動作。
２．前記ガスの流量変更動作、
３．前記試料を前記処理室へ搬入出するためのバルブの開閉動作、
４．前記試料を前記試料台の上方に保持する保持部材の上昇及び下降動作、
５．前記試料の温度を制御するための伝熱用ガスの流量変更動作、前記伝熱用ガスの流れを制御する電磁弁の開閉動作、または、
６．前記処理室を排気するためのバルブの開閉動作。
【0065】
（４）試料（１１０）をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、
異物を掃き出す掃き出し工程（Ｓ４０１）と、
前記掃き出し工程（Ｓ４０１）後、処理室（１００）内に堆積膜を堆積させる堆積工程（Ｓ２０３，Ｓ７０３）と、
前記堆積工程後、前記堆積膜を除去する第１の除去工程（Ｓ２０４，Ｓ７０４）と、
前記第１の除去工程後、前記処理室内のフッ素を除去する第２の除去工程（Ｓ２０５，Ｓ７０５）と、
試料台（１１１）に載置された前記試料をプラズマ処理するプラズマ処理工程（Ｓ２０７）と、を有し、
前記プラズマ処理工程前、前記掃き出し工程（Ｓ４０１）と前記堆積工程（Ｓ２０３、Ｓ７０３）と前記第１の除去工程（Ｓ２０４、Ｓ７０４）と前記第２の除去工程（Ｓ２０５，Ｓ７０５）を２回以上繰り返す。
異物を掃き出す掃き出し工程（Ｓ４０１）と、
前記掃き出し工程（Ｓ４０１）後、処理室（１００）内に堆積膜を堆積させる堆積工程（Ｓ２０３，Ｓ７０３）と、
前記堆積工程後、前記堆積膜を除去する第１の除去工程（Ｓ２０４，Ｓ７０４）と、
前記第１の除去工程後、前記処理室内のフッ素を除去する第２の除去工程（Ｓ２０５，Ｓ７０５）と、
試料台（１１１）に載置された前記試料をプラズマ処理するプラズマ処理工程（Ｓ２０７）と、を有し、
前記プラズマ処理工程前、前記掃き出し工程（Ｓ４０１）と前記堆積工程（Ｓ２０３、Ｓ７０３）と前記第１の除去工程（Ｓ２０４、Ｓ７０４）と前記第２の除去工程（Ｓ２０５，Ｓ７０５）を２回以上繰り返す。
【0066】
（５）試料（１１０）をプラズマ処理するプラズマ処理方法において、
前記試料がプラズマ処理される処理室（１１０）内に堆積膜を堆積させる堆積工程（Ｓ２０３）と、
前記堆積工程後、前記堆積膜を除去する第１の除去工程（Ｓ２０４）と、
前記第１の除去工程後、前記処理室内のフッ素を除去する第２の除去工程（Ｓ２０５）と、
前記試料（１１０）をプラズマ処理するプラズマ処理工程（Ｓ２０７）と、を有し、
前記プラズマ処理工程前、前記堆積工程と前記第１の除去工程と前記第２の除去工程を２回以上繰り返す。
前記試料がプラズマ処理される処理室（１１０）内に堆積膜を堆積させる堆積工程（Ｓ２０３）と、
前記堆積工程後、前記堆積膜を除去する第１の除去工程（Ｓ２０４）と、
前記第１の除去工程後、前記処理室内のフッ素を除去する第２の除去工程（Ｓ２０５）と、
前記試料（１１０）をプラズマ処理するプラズマ処理工程（Ｓ２０７）と、を有し、
前記プラズマ処理工程前、前記堆積工程と前記第１の除去工程と前記第２の除去工程を２回以上繰り返す。
【0067】
（６）：（１）、（４）または（５）において、
堆積工程（Ｓ２０３）は、シリコン元素を含有するガスにより生成されたプラズマを用いて行われ、
第１の除去工程（Ｓ２０４）は、ＮＦ３ガスにより生成されたプラズマを用いて行われ、
第２の除去工程（Ｓ２０５）は、Ｏ２ガスにより生成されたプラズマを用いて行われる。
堆積工程（Ｓ２０３）は、シリコン元素を含有するガスにより生成されたプラズマを用いて行われ、
第１の除去工程（Ｓ２０４）は、ＮＦ３ガスにより生成されたプラズマを用いて行われ、
第２の除去工程（Ｓ２０５）は、Ｏ２ガスにより生成されたプラズマを用いて行われる。
【0068】
（７）：（６）において、シリコン元素を含有するガスは、ＳｉＣｌ４ガスである。
【0069】
（８）：（１）、（４）または（５）において、堆積膜の厚さを５０ｎｍ以上とする。
【0070】
以上、本開示者によってなされた開示を実施例に基づき具体的に説明したが、本開示は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0071】
１０１：石英製シャワープレート
１０２：石英製内筒
１０３：アース
１１０：ウエハ
１１１：電極
１２０：プロセスバルブ（ＰＶ）
１３０：裏面ガス供給装置
１３１：裏面ガスの供給を制御する電磁弁
１３５：ガス供給装置
１３６：ガス供給を制御する電磁弁
１４０：天板
１４２：電磁石
１５０：プッシャーピン
１６０：プラズマを発生させる高周波導波管
１６１：ＲＦバイアス電源
１６２：整合機
１７１：処理室の圧力を制御する真空排気バルブ
１８０：処理室の真空度を計測するペニングゲージ
１８１：ペニングゲージとチャンバ間を遮断制御する電磁
Ｓ２０１：装置メンテナンス（ＰＭ）
Ｓ２０３：ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップ
Ｓ２０４：ＮＦ３クリーンステップ
Ｓ２０５：Ｏ２クリーンステップ
Ｓ２０６：異物数の計測
Ｓ２０７：製品着工
３０１：処理室表面
３０２：異物の微粒子
３０３：ＳｉＯｘ系の膜
Ｓ４０１：異物掃出しシーケンス
Ｓ４０２：異物数の計測
Ｓ７０１：異物掃出しシーケンスを含んだ処理の繰り返し回数
Ｓ７０２：処理の繰り返し回数
Ｓ７０３：ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップ
Ｓ７０４：ＮＦ３クリーンステップ
Ｓ７０５：Ｏ２クリーンステップ
１０２：石英製内筒
１０３：アース
１１０：ウエハ
１１１：電極
１２０：プロセスバルブ（ＰＶ）
１３０：裏面ガス供給装置
１３１：裏面ガスの供給を制御する電磁弁
１３５：ガス供給装置
１３６：ガス供給を制御する電磁弁
１４０：天板
１４２：電磁石
１５０：プッシャーピン
１６０：プラズマを発生させる高周波導波管
１６１：ＲＦバイアス電源
１６２：整合機
１７１：処理室の圧力を制御する真空排気バルブ
１８０：処理室の真空度を計測するペニングゲージ
１８１：ペニングゲージとチャンバ間を遮断制御する電磁
Ｓ２０１：装置メンテナンス（ＰＭ）
Ｓ２０３：ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップ
Ｓ２０４：ＮＦ３クリーンステップ
Ｓ２０５：Ｏ２クリーンステップ
Ｓ２０６：異物数の計測
Ｓ２０７：製品着工
３０１：処理室表面
３０２：異物の微粒子
３０３：ＳｉＯｘ系の膜
Ｓ４０１：異物掃出しシーケンス
Ｓ４０２：異物数の計測
Ｓ７０１：異物掃出しシーケンスを含んだ処理の繰り返し回数
Ｓ７０２：処理の繰り返し回数
Ｓ７０３：ＳｉＣｌ４およびＯ２コートステップ
Ｓ７０４：ＮＦ３クリーンステップ
Ｓ７０５：Ｏ２クリーンステップ
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】