特許 7585551 エッチング方法、プリコート方法及びエッチング装置

(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】2024-11-08

(45)【発行日】2024-11-18

(54)【発明の名称】エッチング方法、プリコート方法及びエッチング装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20241111BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101G

H01L21/302 101H

H01L21/302 101B

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2024512190

(86)(22)【出願日】2023-08-08

(86)【国際出願番号】 JP2023028912

(87)【国際公開番号】W WO2024043077

(87)【国際公開日】2024-02-29

【審査請求日】2024-02-22

(31)【優先権主張番号】P 2022134827

(32)【優先日】2022-08-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【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】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100233814

【弁理士】

【氏名又は名称】矢田 充洋

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】高山 貴光

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 勇稀

【審査官】小▲高▼ 孔頌

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１７６１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８６０４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／１８８３４０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）チャンバの内の静電チャックの表面に炭素含有膜を形成する工程と、
（ｂ）前記炭素含有膜上に、基板を載置する工程と、
（ｃ）前記基板をプラズマエッチングする工程と、
を含み、
前記（ａ）の工程は、
（ａ１）前記チャンバの内部に炭素及び水素を含むプリコートガスを供給し、前記チャンバ内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ以上１０００ｍＴｏｒｒ以下に制御する工程と、
（ａ２）前記プリコートガスのプラズマを生成する工程と、を含む、
エッチング方法。

【請求項2】

前記（ａ）の工程は、静電チャックの表面温度を１０℃以上８０℃以下に制御することを含む、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項3】

前記（ａ１）の工程において、前記プリコートガスの流量を１０ｓｃｃｍ以上１０００ｓｃｃｍ以下に制御する、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項4】

前記（ａ２）の工程において、前記プラズマを生成するソースＲＦ電力を１０００Ｗ以下とする、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項5】

前記プリコートガスは、ハイドロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、又は、ハイドロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス及びフルオロカーボンガスからなる群から選択される少なくとも１種と水素含有ガスとの混合ガスを含む、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項6】

前記プリコートガスは、ハイドロカーボンガスを含む、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項7】

前記プリコートガスは、不活性ガスをさらに含む、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項8】

前記炭素含有膜は、Ｈ原子を２０原子％以上５０原子％以下含む、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項9】

前記炭素含有膜は、炭化水素の結晶構造の比［％］を示す（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）の三元図において、当該比が
点Ａ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（８０： ０：２０）、
点Ｂ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（ ０：８０：２０）、
点Ｃ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（ ０：５０：５０）、
点Ｄ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（５０： ０：５０）
の四点からなる四角形ＡＢＣＤで囲まれる範囲内である、請求項８に記載のエッチング方法。

【請求項10】

前記炭素含有膜の厚さは、５ｎｍ以上である、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項11】

前記炭素含有膜の厚さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、請求項１０に記載のエッチング方法。

【請求項12】

前記静電チャックは、表面に複数の凸部を有し、
前記炭素含有膜は、少なくとも前記凸部の上面に形成される、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項13】

前記炭素含有膜の厚さは、前記凸部の高さよりも薄い、請求項１２に記載のエッチング方法。

【請求項14】

前記（ａ）の工程は、前記（ａ１）の工程の前に、前記静電チャックの表面に、絶縁膜を形成する工程をさらに含み、
前記炭素含有膜は、前記絶縁膜上に形成される、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項15】

前記静電チャックは、
セラミック部材と、
前記セラミック部材内に配置された少なくとも１つの電極と、
前記セラミック部材の表面の絶縁膜と、
を含み、
前記絶縁膜は、前記セラミック部材と異なる材料で構成されており、
前記炭素含有膜は、前記絶縁膜上に形成される、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項16】

（ｄ）前記炭素含有膜を除去する工程と、
（ｅ）前記（ａ）～（ｄ）の工程を含むシーケンスを繰り返す工程と、を含む、請求項１４又は１５に記載のエッチング方法。

【請求項17】

前記絶縁膜は、シリコン又は炭素を含む、請求項１６に記載のエッチング方法。

【請求項18】

前記（ｂ）の工程と前記（ｃ）の工程とを含むサイクルを１回以上実施した後に、前記炭素含有膜を除去する工程をさらに含む、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項19】

前記炭素含有膜を除去する工程において、酸素含有ガスから生成したプラズマにより前記炭素含有膜を除去する、請求項１８に記載のエッチング方法。

【請求項20】

（ａ）チャンバ内の静電チャックの表面に、絶縁膜を形成する工程と、
（ｂ）前記絶縁膜上に、炭素含有膜を形成する工程と、
（ｃ）第１の条件を満たすまで、
（ｃ１）前記チャンバ内に基板を搬入し、前記基板を前記炭素含有膜上に載置する工程と、
（ｃ２）前記基板をプラズマエッチングする工程と、
（ｃ３）前記炭素含有膜上から前記基板を取り外し、前記チャンバ外へ搬出する工程と、
を含む第１のシーケンスを繰り返す工程と、
（ｄ）前記（ｃ）の工程の後、前記炭素含有膜を除去する工程と、
（ｅ）第２の条件を満たすまで、前記（ｂ）～（ｄ）の工程を含む第２のシーケンスを繰り返す工程と、を含む、
エッチング方法。

【請求項21】

チャンバ内に配置される静電チャックの表面にプリコート膜を形成するプリコート方法であって、
前記チャンバの内部に炭素及び水素を含むプリコートガスを供給し、前記チャンバ内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ以上１０００ｍＴｏｒｒ以下に制御する工程と、
前記プリコートガスのプラズマを生成する工程と、を含む、
プリコート方法。

【請求項22】

少なくとも１つのガス供給口と、少なくとも１つのガス排出口を有するチャンバと、
前記チャンバ内に配置される静電チャックと、
プラズマ生成部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ）前記静電チャックに炭素含有膜を形成する工程と、
（ｂ）前記炭素含有膜上に、基板を配置する工程と、
（ｃ）前記基板をプラズマエッチングする工程と、
を含む処理を実行するように構成され、
前記（ａ）の工程は、
（ａ１）前記チャンバの内部に炭素及び水素を含むプリコートガスを供給し、前記チャンバ内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ以上１０００ｍＴｏｒｒ以下に制御する工程と、
（ａ２）前記プリコートガスのプラズマを生成する工程と、を含む、
エッチング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エッチング方法、プリコート方法及びエッチング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、処理チャンバ内の構成部材に炭素ベース被膜を形成する方法が開示されている。炭素ベース被膜はダイヤモンド被膜又はダイヤモンド状炭素被膜であり、当該方法は、炭化水素ガスをチャンバ内に供給し、炭化水素ガスのプラズマを発生させて炭素ベース被膜を生成し、炭化水素ガスを脱気除去し、その後、基板に対しエッチングを含む通常のプロセスを行うことが記載されている。また、当該方法はインサイチュで実行可能であることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許第５９５２０６０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示にかかる技術は、基板と基板支持部の間の吸着力を適切なものとするプリコートを形成する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、（ａ）チャンバの内部の基板支持部に炭素含有膜を形成する工程と、（ｂ）前記炭素含有膜上に、基板を載置する工程と、（ｃ）前記基板をプラズマエッチングする工程と、を含み、前記（ａ）の工程は、（ａ１）前記チャンバの内部に炭素及び水素を含むプリコートガスを供給し、前記チャンバ内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ以上１０００ｍＴｏｒｒ以下に制御する工程と、（ａ２）前記プリコートガスのプラズマを生成する工程と、を含む、エッチング方法。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板と基板支持部の間の吸着力を適切なものとするプリコートを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態にかかるプラズマ処理システムの構成例を示す説明図である。

【図2】一実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成例を示す断面図である。

【図3】一実施形態にかかるプラズマ処理方法の概略を示すフローチャートである。

【図4】一実施形態にかかるプリコートが形成された本体部の構成の概略を模式的に示す断面図である。

【図5】一実施形態にかかるプリコートが形成された本体部の構成の概略を模式的に示す断面図である。

【図6】プリコートの結晶構造の比を示す三元図である。

【図7】プリコートによる基板と静電チャックの吸着力への影響を時系列順に示す断面図である。

【図8】一実施形態にかかるプリコート及び他のコート層を形成する基板支持部の概略を模式的に示す断面図である。

【図9】一実施形態にかかるプラズマ処理方法の概略を示すフローチャートである。

【図10】一実施形態にかかるプラズマ処理方法の概略を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ（以下、「基板」という）を処理チャンバの内部の基板支持部に載置し、プロセスガスを用いて当該基板に所定の処理を行う様々な処理工程が行われている。また、処理工程で残留した残渣の除去のため処理チャンバ内のドライクリーニングが行われることがある。

【0009】

基板支持部には基板を電気的に吸着して支持する静電チャック（ＥＳＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｃｈｕｃｋ）が用いられている。当該静電チャックの表面は、処理工程で残留したフッ素などのデポによってフッ化する場合がある。静電チャックの表面がフッ化すると、製造プロセスに対し不利な影響が発生することがある。具体的には、基板との摩擦でフッ化した静電チャックの表面が損傷することや、電気的な性質が変化することが挙げられる。この場合、静電チャックの表面積が変化することにより熱伝達が正常に行われないこと、基板処理空間にパーティクルを発生したりすること、静電吸着が適切に行われないこと、などの影響が生じ得る。このような影響は、上記製造プロセスを高パワーで、かつ長時間で行うという要求から、近年顕著となっている。上記影響を抑制する観点から、静電チャック表面にプリコートを形成することが提案されている。

【0010】

特許文献１には、処理チャンバ内の部材に対し、インサイチュ（ｉｎ ｓｉｔｕ：
その場）プロセスにより炭素ベース被膜を形成する方法が開示されている。具体的には、炭素ベース被膜はダイヤモンド被膜又はダイヤモンド状炭素膜（ＤＬＣ被膜）であり、当該方法は、炭化水素ガスをチャンバ内に供給し、炭化水素ガスのプラズマを発生させて炭素ベース被膜を生成し、炭化水素ガスを脱気除去し、その後、基板に対しエッチングを含む通常のプロセスを行うことが記載されている。これによって、イオン化したガス種によるダメージから処理チャンバ内の部材を保護することが記載されている。

【0011】

このようなプリコートについて本発明者らが鋭意検討したところ、静電チャックの表面にプリコートを形成する場合には、当該プリコートを挟んだ静電チャックと基板との間の電気的な吸着力について考慮する必要があることを知見した。具体的には、静電チャックは基板支持面において基板下面ＷＢと接し、基板を電気的に吸着するが、プリコートは基板支持面と基板下面ＷＢとの間に介在するので、吸着力に影響する場合がある。

【0012】

上記吸着力への影響について、例えばプリコートの導電性が高すぎる場合、当該プリコートと基板との間で電荷が容易に移動してしまい、静電チャックと基板の間の電位差を維持できず、吸着力が低下する。吸着力が低下すると、基板のずれや基板下面へ供給される伝熱ガスの漏れなどが生じる懸念がある。一方、プリコートの導電性が低すぎる場合、デチャック（静電チャックによる基板の吸着を終了し、基板を静電チャックから引き離すこと）の際に基板と静電チャックに残留電荷が多く残留し、デチャックが正常に行われない残留吸着が生じる懸念がある。残留吸着は吸着力が適切でない状態の一例であり、詳細については後述する。したがって、プリコートを形成する場合は静電チャックと基板との間の吸着力を適切なものとすることが要求される。

【0013】

特許文献１には、炭素ベース被膜について、イオン化したガス種による化学的なダメージを抑制する性質について記載されているものの、静電チャックと基板との間の吸着力への影響については記載がない。特許文献１に具体的に記載された炭素ベース被膜は、１μｍ～５０μｍのダイヤモンド被膜、又は、０．５μｍ～５０μｍのＤＬＣ被膜である。ＤＬＣ被膜におけるＤＬＣはアモルファス炭素（硬質炭素、又はα炭素）であることが記載されている。本発明者らが鋭意検討したところ、上記のような炭素ベース被膜は、少なくとも静電チャックと基板との間の吸着力を適切なものとすることができないことがわかった。

【0014】

そこで、本開示にかかる技術は、静電チャックと基板との間の吸着力を適切なものとすることができるプリコートを形成する。具体的には、プリコートに含まれる炭化水素の結晶構造の比を好適なものとし、プリコートの導電性を好適なものとすることで吸着力を適切なものとする。

【0015】

以下、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0016】

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。

【0017】

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：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ 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（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）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（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）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。

【0018】

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。

【0019】

次に、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１の構成例について説明する。図２は、容量結合型のプラズマ処理装置１の構成例を説明するための図である。

【0020】

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。

【0021】

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、中央領域と環状領域を含み、中央領域は基板Ｗを支持するための基板支持面１１１ａを構成し、環状領域はリングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面１１１ｂとを構成する。ウェハは基板Ｗの一例である。本体部１１１のリング支持面１１１ｂは、平面視で本体部１１１の基板支持面１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の基板支持面１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の基板支持面１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１のリング支持面１１１ｂ上に配置される。

【0022】

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、基板支持面１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、リング支持面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を囲む他の部材がリング支持面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。

【0023】

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。

【0024】

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Ｗ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の裏面と基板支持面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。

【0025】

シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガス又は後述するプリコート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。

【0026】

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。

【0027】

ガス供給部２０は、後述するプリコートガスを供給する少なくとも１つのガスソース２１及び対応する少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

＜第１の実施形態＞
次に、第１の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ１について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、第１の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ１の概略を示すフローチャートである。エッチング方法ＭＴ１では、上記プラズマ処理システムを用いて、プラズマ処理チャンバ１０の内部にプリコートＰＣを形成することができる。なお、本開示においてプラズマ処理とは、エッチングや成膜などの基板Ｗの処理に先立ちプリコートＰＣを形成する場合に加えて、プラズマ処理チャンバ１０の内部のドライクリーニングに先立ちプリコートＰＣを形成する場合を含む。また、形成したプリコートＰＣを除去する場合を含む。プリコートＰＣは、本開示に係る炭素含有膜の一例である。

【0035】

まず、減圧したプラズマ処理チャンバ１０の内部にプリコートガスを供給する（工程ＳＴ１）。以下、プリコートガスとしてハイドロカーボンガス（ＣＨガス）の単一成分ガスを用いる場合を説明する。ただしプリコートガスは上記に限定されず、所望の炭素と水素とを含むガスを用いることができる。具体的には、炭素と水素とを含むガスは、ＣＨガス若しくはハイドロフルオロカーボンガス（ＣＨＦガス）などの単一成分ガスであってもよく、ＣＨガス、ＣＨＦガス又はフルオロカーボンガス（ＣＦガス）から選択される１種と、水素ガス（Ｈ２）ガス等の水素含有ガスとの混合ガスであってもよい。プリコートガスとしては、上記の内、フッ素Ｆを含有しないＣＨガスの単一成分ガス又はＣＨガスの混合ガスを用いることが好ましい。なお、ＣＨガスとしては、ＣＨ_４などのＣ_ｎＨ_２ｎ＋２で表される飽和炭化水素（アルカン）、Ｃ_２Ｈ_４やＣ_２Ｈ_２などの二重結合や三重結合を含む不飽和炭化水素（アルケン、アルキン）のいずれもが適用可能であり、特に限定されない。

【0036】

また、プリコートガスは、上記単一成分ガス又は上記混合ガスと、不活性ガスとを所望の比率で含む混合ガスであってもよい。不活性ガスは、アルゴン（Ａｒ）などの貴ガス又は窒素ガス（Ｎ２ガス）であってよい。

【0037】

工程ＳＴ１では、チャンバの内部にプリコートガスを供給することでチャンバ内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ以上に制御する。チャンバ内の圧力が１００ｍＴｏｒｒより低いと、プリコートＰＣが、主としてグラファイトにより構成されるため、後述の理由により吸着力が低下する。なお、チャンバ内の圧力の上限値は、特に制限されることはないが、一般的なエッチング装置を使用する場合、１０００ｍＴｏｒｒ以下であってよい。

【0038】

次に、プリコートガスのプラズマを生成して、プラズマ処理チャンバ１０の内部にプリコートＰＣを形成する（工程ＳＴ２）。図４は、本実施形態に係るエッチング方法ＭＴ１によりプリコートＰＣが形成された、本体部１１１の構成の概略を模式的に示す断面図である。本実施形態では、プリコートガスはＣＨガスであるので、当該ＣＨガスのプラズマを形成する。プラズマ処理チャンバ１０の内部とは、少なくとも基板支持部１１の基板支持面１１１ａ（静電チャック１１１１の表面）を含む。一実施形態では、基板支持面１１１ａは、伝熱ガスが供給される複数の凹部を有する。一実施形態では、基板支持面１１１ａは、基板Ｗを支持する複数の凸部１２０（ドット）を有してもよく、凸部１２０を有さなくてもよい。

【0039】

図５は、本実施形態に係るエッチング方法ＭＴによりプリコートＰＣが形成された、基板支持面１１１ａが凸部１２０を有する場合の本体部１１１の構成の概略を模式的に示す断面図である。図５で、プリコートＰＣは、少なくとも複数の凸部１２０の上面に形成される。すなわち、図示のように、プリコートＰＣは、基板支持部１１（静電チャック１１１１）に基板Ｗが支持された状態において、基板支持部１１の基板Ｗに接する部分にのみ形成され、当該凸部１２０の他の部分（凸部１２０の側面）や、凹部１２２などには形成されなくてもよい。またこの場合において、プリコートＰＣの厚さＴ_ＰＣは、凸部１２０の高さＨ_１２０（凸部１２０の上面と凹部１２２の下面との距離）よりも薄くなるよう形成されてもよい。

【0040】

図３及び図４に戻り、基板支持面１１１ａが凸部１２０を有さない場合、プリコートＰＣは、基板支持面１１１ａの全面に形成されてよい。これ以外には、プラズマ処理チャンバ１０の天部や、側壁１０ａなど、プラズマ処理空間１０ｓに露出する所望のプラズマ処理チャンバ１０の内部の構成部材の表面にプリコートＰＣを形成することとしてもよい。

【0041】

プリコートＰＣの厚さＴ_ＰＣは、５ｎｍ以上であってよい。５ｎｍより薄いと、安定した膜を形成することができず表面の凹凸が顕著となり、基板支持面１１１ａの表面の一部にプリコートＰＣが形成されない状態となる場合がある。プリコートＰＣの厚さＴ_ＰＣは、より好ましくは、１０ｎｍ以上であってよい。一方、プリコートＰＣの厚さＴ_ＰＣの上限については特に限定されない。プリコートＰＣの形成にかかる時間やコストに鑑みて、プリコートＰＣの厚さＴ_ＰＣは１００ｎｍ以下としてもよい。

【0042】

プリコートＰＣを形成したのち、基板Ｗのエッチング処理を実行する（工程ＳＴ３）。工程ＳＴ３では、基板Ｗをプラズマ処理チャンバ１０に搬入し、プリコートＰＣの形成された基板支持面１１１ａに載置して、所望のプロセスガスを供給し、当該プロセスガスからプラズマを生成して当該基板Ｗに対してエッチングを施す。一実施形態において、上記工程ＳＴ３の実行後、基板Ｗをプラズマ処理チャンバ１０から搬出し、プリコートＰＣを除去する（工程ＳＴ４）。プリコートＰＣの除去の方法は特に限定されず、所望の条件によるドライクリーニングであってもよい。一実施形態では、ドライクリーニングはフッ素含有ガス以外のガス、例えば、Ｏ２ガス等の酸素含有ガスからプラズマを生成することにより行ってよい。また、工程ＳＴ４は、工程ＳＴ３を１回実施するごとに行ってもよく、工程ＳＴ３を所定回数実施するごとに行ってもよい。すなわち、ドライクリーニングは、基板Ｗを基板支持器１１１ａに載置する工程と、基板Ｗに対してエッチングを施す工程とを含むサイクルを１回以上実施するごとに行ってよい。なお、工程ＳＴ４は任意の工程であって、必須の工程ではない。

【0043】

エッチング方法ＭＴ１において、プリコートガスの流量、チャンバ内温度、ＲＦの周波数並びにパワーなどのプラズマ生成の条件は、装置構成ごとにあらかじめ決定してよい。プラズマ生成の条件は、実験やシミュレーションにより決定して良い。プラズマ生成の条件を実験により決定する場合、当該実験は、エッチング方法ＭＴ１に先立って行ってよく、決定した条件を制御部２において記憶しておいてもよい。また、エッチング方法ＭＴ１を実行する場合に、上記で記憶した当該条件を工程ＳＴ１の前に読込んでもよい。なお装置構成とは、具体的には、ＲＦ電極が上部印可か下部印可かの違いや、上下部電極間距離などが挙げられる。またプラズマ生成の条件とは、プリコートＰＣを形成する工程ＳＴ２を実行することで、後述する性状を有するプリコートＰＣが形成可能であり、かつ、プリコートガスのプラズマが静電チャック１１１１にダメージを与えないような条件を指す。

【0044】

次に、本実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ１によって形成されるプリコートＰＣの性状の一例について、図６を用いて説明する。図６は、炭化水素の結晶構造の比［％］を示す（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）の三元図である。

【0045】

本実施形態に係るプリコートＰＣは、Ｈ原子を２０原子％以上５０原子％以下含む。また、一実施形態ではプリコートＰＣの好ましい性状として、上記の他、三元図における結晶構造の比［％］を規定する。

【0046】

図６で、上記プリコートＰＣは、（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）の三元図において、比［％］が、点Ａ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（８０： ０：２０）、点Ｂ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（ ０：８０：２０）、点Ｃ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（ ０：５０：５０）、点Ｄ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（５０： ０：５０）の四点からなる四角形ＡＢＣＤで囲まれる範囲内である。

【0047】

ここで、（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）の三元図について説明する。ＤＬＣにおける炭素原子は主に、ダイヤモンド構造を呈するｓｐ３結合、グラファイト構造を呈するｓｐ２結合、及び、水素原子との結合、の３種類の結合様式で結晶を形成している。例えば、プリコートＰＣが点Ａ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（８０： ０：２０）に示す比［％］を有する場合とは、当該プリコートＰＣがｓｐ３結合を８０％含み、ｓｐ２結合を０％含み（すなわち、含まず）、水素原子との結合を２０％含むような結晶構造を有することを示している。

【0048】

（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）の比［％］は、例えばラマン分光分析によって取得することができる。ラマン分光分析では、可視域のレーザーを励起光としてプリコートＰＣに照射し、散乱光のラマンスペクトルを取得する。ラマンスペクトルにおけるＤバンドピーク及びＧバンドピークから、ピーク強度比ＩＤ／ＩＧを取得し、これに基づき（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）の比［％］を算出することができる。このようにして算出された（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）の比［％］は、図６に示す三元図上にプロットされ、当該プロットが上記四角形ＡＢＣＤで囲まれる範囲内であるかどうか判断することができる。なお、上記算出した比［％］において「ｓｐ３、ｓｐ２又はＨが０％」である場合とは、これらが実際にまったく含まれない場合に限らず、ラマン分光分析で検出されない程度に含むような場合があり得る。

【0049】

なお、特許文献１に具体的に記載されたダイヤモンド被膜は、水素をほとんど含まず、ほとんどの炭素原子がダイヤモンド構造を呈するｓｐ３結合を有すると考えられる。この場合の比［％］は、典型的には、（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）≒（１００：０：０）である。また、特許文献１に具体的に記載されたＤＬＣは、アモルファス炭素（硬質炭素、又はα炭素）である。アモルファス炭素は、水素をほとんど含まず、ｓｐ２比率の高い結晶構造であることが知られている。この場合の比［％］は、典型的には、（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）≒（０：１００：０）である。したがって、特許文献１に具体的に記載されたダイヤモンド被膜及びＤＬＣ被膜は、本実施形態にかかるプリコートＰＣには含まれない。

【0050】

次に、本実施形態にかかるプリコートＰＣを上記のように構成することの意義について、図７を用いて説明する。図７は、プリコートＰＣによる上記吸着力への影響を時系列順に示す断面図である。図７に示すプリコートＰＣは、本実施形態にかかるプリコートＰＣであって、上記四角形ＡＢＣＤに含まれる結晶構造の比［％］を有するプリコートＰＣである。

【0051】

図７（ａ）で、基板支持面１１１ａに本実施形態にかかるプリコートＰＣが形成された静電チャック１１１１の表面に、基板Ｗが載置され、基板下面ＷＢとプリコートＰＣが接した状態を示す。当該状態で、静電電極１１１１ｂにはプラスに荷電するよう電荷Ｅが供給され、基板Ｗには相対的にマイナスの電荷Ｅが生じる。これらの電荷Ｅによって互いに引き合い電気的に吸着する。基板Ｗのマイナスの電荷Ｅの一部はプリコートＰＣに移動している。ただし、プリコートＰＣは十分に導電性が低く（絶縁性が高く）、静電電極１１１１ｂと基板Ｗとの間の電荷Ｅによる電位差を維持するため、静電吸着を弱めない。したがって、十分な吸着力で基板を吸着し支持することができる。

【0052】

図７（ｂ）で、デチャックの際には、静電チャック１１１１のプラスの電荷Ｅの供給を停止する。この時、プリコートＰＣにはマイナスの残留電荷ＲＥが残留し、基板Ｗには相対的にプラスの残留電荷ＲＥが生じている。この状態で、本体部１１１に設けられる図示しないピンで基板Ｗを上方へ押し上げる。この時、基板下面ＷＢとプリコートＰＣとの接触は、ピンに押された部分に近い部分から離れていき、最後には微小な面積を有する一点で接している状態となる。上記残留電荷ＲＥは、基板下面ＷＢとプリコートＰＣが離れていくのに沿って、当該一点へと移動していく。このため、当該一点では基板下面ＷＢとプリコートＰＣに互いに逆の残留電荷ＲＥが集中し、比較的大きい電位差が生じている。残留電荷ＲＥが生じた状態で、上記一点で吸着することを残留吸着と称する。なお、電荷Ｅの供給停止後、必要に応じて、プラズマ電界により又は静電チャック１１１１に逆電位を印加することにより、静電チャック１１１１に残留電荷ＲＥを減少させる中和処理を行ってもよい。ただし、静電チャック１１１１の表面状態によっては、中和処理を行っても残留電荷を完全に抑制することが難しい。

【0053】

図７（ｃ）で、本実施形態にかかるプリコートＰＣは、上記のような比較的大きい電位差において残留電荷ＲＥが基板とプリコートＰＣとの間を移動できる程度の導電性を有している。図中の両端矢印は、残留電荷ＲＥの移動を示す。図７（ｂ）の状態から、図７（ｃ）に示すように基板下面ＷＢとプリコートＰＣとの間で残留電荷ＲＥが移動し、電位差が緩和される。

【0054】

図７（ｄ）では、残留電荷ＲＥが移動し電位差が緩和されたことによって残留吸着が弱まり、ピンの押す力によって滑らかにデチャックする。なお、このような残留吸着の強弱は、基板を押すピンの出力、すなわちトルク（ピントルク）によって評価することができる。具体的には、デチャックの際にピントルクが高い場合は残留吸着が強く、ピントルクが低い場合は残留吸着が弱いと評価できる。

【0055】

なお、本実施形態にかかる基板ＷとプリコートＰＣの間の残留電荷ＲＥの移動は、上記のように基板下面ＷＢとプリコートＰＣが狭い範囲の上記一点で接し、比較的大きい電位差が生じているような場合に可能となるものである。したがって、本実施形態にかかるプリコートＰＣの電気的性質は、静電チャック１１１１による通常の静電吸着時の吸着力を損なうものではない。言い換えれば、本実施形態にかかるプリコートＰＣは、図７（ａ）に示すような通常の静電吸着時には、十分に低い導電性によって基板Ｗと静電電極１１１１ｂとの間の電位差を維持する一方で、図７（ｂ）、（ｃ）に示すような残留電荷ＲＥが上記一点で集中した場合の比較的大きい電位差の下では、残留電荷ＲＥが移動し得るような電気的性質を有するものである。

【0056】

ここで、本実施形態にかかるプリコートＰＣと異なり、導電性が低い比較例としてのプリコートＰＣが形成された場合を説明する。このような比較例のプリコートＰＣは、例えば、図６の線分ＡＢよりも左側の領域に含まれるような性状を有する。図７（ｂ）において、比較例としてのプリコートＰＣの導電性は低いため、残留電荷ＲＥが基板ＷとプリコートＰＣとの間を移動することができない。すなわち、図中の両端矢印に示すような残留電荷ＲＥの移動が生じず、図７（ｃ）に示すような電位差が緩和された状態とすることができない。この状態でピンがさらに基板を押すと、急に吸着が外れて基板Ｗが跳ね上がったり、基板Ｗに傷がついたりすることが考えられる。このような状態の吸着力は、適切ではない。

【0057】

本実施形態にかかるプリコートＰＣによれば、静電チャック１１１１による基板Ｗを吸着する吸着力を弱めることなく、かつ、デチャック時には残留電荷ＲＥの移動を容易にすることで、残留吸着を抑制することができる。また本実施形態にかかるプリコートＰＣは、基板Ｗとの摩擦によって基板下面ＷＢに物理的ダメージを与えず、かつ、当該プリコートＰＣ自身もダメージを受けにくいような表面性状及び硬度を有するように形成することができる。このように形成することで、静電チャック１１１１の交換寿命を長くすることができる。また本実施形態にかかるプリコートＰＣは、静電チャック１１１１の表面から生じ得るパーティクルが当該プリコートＰＣを通過してプラズマ処理空間１０ｓに放出されないような膜密度を有するように形成することができる。このように形成することで、コンタミネーションを抑制することができる。

【0058】

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ２について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、第２の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ２によってプリコートＰＣ及び他のコート層ＣＬが形成された静電チャック１１１１の概略を模式的に示す断面図である。図９は、第２の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ２の概略を示すフローチャートである。

【0059】

図８で、エッチング方法ＭＴ２では、上記プラズマ処理システムを用いて、静電チャック１１１１の上面に他のコート層ＣＬを形成し、基板下面ＷＢと接するもっとも外側に、本開示の性状を満たすプリコートＰＣを形成する。なお、本開示の性状を満たすプリコートＰＣとは、具体的には第１の実施形態において説明した性状を満たすプリコートＰＣである。本実施形態においても上記性状を満たす場合は、第１の実施形態において説明したのと同様の作用及び効果を奏する。

【0060】

他のコート層ＣＬは、絶縁膜とする。なお、他のコート層ＣＬは、本開示のプリコートＰＣの性状を満たさないものであってもよい。他のコート層ＣＬは、具体的には、ＳｉＯ_２などから構成されるＳｉ含有膜や、ダイヤモンドコートなどにより構成されるＣ含有膜であってもよい。また、他のコート層ＣＬの厚さは、ミクロンオーダーとすることが好ましい。

【0061】

図９で、エッチング方法ＭＴ２では、プリコートＰＣの形成に先立ち、他のコート層ＣＬを形成する。具体的には、まず、Ｓｉ含有ガスやＣ含有ガスなどの他のコート層形成ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に供給する（工程ＳＴ１０）。その後、当該ガスのプラズマを生成し、他のコート層ＣＬを形成する（工程ＳＴ１１）。その後、プリコートガスを供給し、他のコート層ＣＬ上にプリコートＰＣを形成する（工程ＳＴ１２、ＳＴ１３）。その後、基板Ｗをプラズマ処理チャンバ１０に搬入し、プリコートＰＣの形成された基板支持面１１１ａに載置して、基板Ｗに対しエッチングを含む基板処理を実行する（工程ＳＴ１４）。その後、基板Ｗをプラズマ処理チャンバ１０から搬出し、プリコートＰＣを除去してもよい（工程ＳＴ１５）。なお、上記工程ＳＴ１２～ＳＴ１５の詳細については、第１の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ１における工程ＳＴ１～ＳＴ４と同様である。

【0062】

一実施形態において、プリコートＰＣを除去した後、製造プロセスを継続するかどうか判する（工程ＳＴ１６）こととしてもよい。工程ＳＴ１６において製造プロセスを継続する場合は、工程ＳＴ１２～工程ＳＴ１６のシークエンスを再度実行し、製造プロセスを終了するまで当該シークエンスを同様に繰り返す。すなわち当該実施形態では、プリコートＰＣは、基板Ｗに対してエッチングを含む基板処理を実行するごとに形成及び除去する。工程ＳＴ１６において製造プロセスを継続しない場合は、終了する。

【0063】

エッチング方法ＭＴ２において、工程ＳＴ１０、ＳＴ１１における他のコート層形成ガスの圧力及び流量、チャンバ内温度、ＲＦの周波数並びにパワーなどのプラズマ生成の条件は、他のコート層形成ガスの種類、及び、形成する他のコート層ＣＬの膜厚及び絶縁性などの特性に応じて、既知の条件を適用することができる。また、工程ＳＴ１２、ＳＴ１３におけるプラズマ生成の条件は、第１の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ１で説明した条件を適用することができる。

【0064】

なお、エッチング方法ＭＴ２では工程ＳＴ１０、ＳＴ１１により他のコート層ＣＬを形成することとしたが、これに限定されない。すなわち、他のコート層ＣＬが上記特性及び後述する十分な密着性を有するように形成されれば足り、従来の所望の方法により他のコート層ＣＬを形成することとしてもよい。

【0065】

次に、第２の実施形態において、プリコートＰＣ及び他のコート層ＣＬを上記のように構成することの意義について説明する。静電チャック１１１１はセラミック部材１１１１ａから構成されており、基板処理を継続することで脆弱化したセラミック部材１１１１ａの表面からはセラミックスの欠片などのパーティクルが発生する場合がある。当該セラミックスの欠片は、耐蝕性に優れているためドライクリーニングでは完全に取り除くことができず、プラズマ処理チャンバ１０内に残留する場合がある。このようなセラミックスの欠片は、上述したプリコートＰＣを形成すべきプラズマ処理チャンバ１０内の構成部材に対する、プリコートＰＣの密着性を損なう原因となる。

【0066】

これに対し、第２の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ２では他のコート層ＣＬを形成し、かかる他のコート層ＣＬの上にプリコートＰＣを形成する。他のコート層ＣＬとして、上記構成部材に対する十分な密着性を有しているものを用いることで、当該他のコート層ＣＬの上に形成するプリコートＰＣを、上記構成部材に対して密着した状態を維持することができる。上述したＳｉＯ_２などから構成されるＳｉ含有膜や、ダイヤモンドコートにより構成されるＣ含有膜は、上記構成部材に対する十分な密着性を有する他のコート層ＣＬの一例である。このような他のコート層ＣＬは、上記セラミックスの欠片が残留する場合であっても、プリコートＰＣの密着性を維持することができる。

【0067】

別の観点では、他のコート層ＣＬを単独で用いる場合、他のコート層ＣＬは絶縁性であるため上述した残留吸着の問題がある。また、他のコート層ＣＬを単独で用いる場合は基板Ｗとの擦れ等により消耗するため、定期的に付けなおし（除去及び形成のし直し）が必要となる。しかしながら、他のコート層ＣＬを付けなおす場合、他のコート層ＣＬは機械的安定性が高いため、ハロゲンガスを用いた強力なクリーニングが必要となり、このようなクリーニングは静電チャック１１１１に対しダメージを与える場合がある。これに対し、比較的付けなおしが容易なプリコートＰＣを他のコート層ＣＬの上に形成することで、プリコートＰＣにより他のコート層ＣＬを保護する作用がある。これにより、比較的付けなおしが容易なプリコートＰＣのみを定期的に付けなおし、他のコート層ＣＬの付けなおしの頻度を下げることができる。すなわち、第２の実施形態では、他のコート層ＣＬにおける残留吸着の問題、及び、付けなおしの困難性の問題をプリコートＰＣが補完し、プリコートＰＣにおける密着性の問題を他のコート層ＣＬが補完する。これにより、残留吸着の問題を解決し、密着性に優れ、かつ、付けなおしに係るメンテナンス性が高い、好適な保護層とすることができる。

【0068】

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ３について、図１０を用いて説明する。図１０は、第３の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ３の概略を示すフローチャートである。なお、エッチング方法ＭＴ３によって静電チャック１１１１に形成されるプリコートＰＣ及び他のコート層ＣＬの構成の概略については、第２の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ２における図８と同様である。また、図１０における工程ＳＴ１０～ＳＴ１３、ＳＴ１５については、第２の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ２と同様である。

【0069】

図１０で、エッチング方法ＭＴ３は、他のコート層ＣＬを形成する場合において、第１の条件を満たすまで、基板Ｗの搬入（工程ＳＴ２０）、基板処理（工程ＳＴ２１）及び基板Ｗの搬出（工程ＳＴ２２）を含む第１のシークエンスＳＱ１を、繰り返し実行する。また、第１の条件が満たされた場合は、プリコートＰＣを除去し、その後第２の条件を満たすまで、プリコートＰＣの形成（工程ＳＴ１２、ＳＴ１３）、第１のシークエンスＳＱ１（工程ＳＴ２０～ＳＴ２３）、及び、プリコートＰＣの除去（工程ＳＴ１５）を含む第２のシークエンスＳＱ２を、繰り返し実行する。

【0070】

ここで、第１の条件とは、第１のシークエンスＳＱ１の繰り返し回数（基板Ｗの処理枚数）、基板Ｗの処理ロット数又はプラズマ処理時間等であってよい。

【0071】

第２の条件とは、第２のシークエンスＳＱ２の繰り返し回数（基板Ｗの処理枚数）、基板Ｗの処理ロット数又はプラズマ処理時間等であってよい。

【0072】

第３の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ３によると、第１及び第２の実施形態にかかるエッチング方法ＭＴ１、ＭＴ２の作用及び効果が得られる他、以下のような作用及び効果が得られる。すなわち、第１の条件を満たすまで、形成したプリコートＰＣの使用を継続し、第１の条件を満たしたときはプリコートＰＣを付けなおすことができる。これにより、好適な性状を有するプリコートＰＣを維持することができる。また、エッチング方法ＭＴ３によると、第２の条件を満たすまで、形成した他のコート層ＣＬの使用を継続し、第２の条件を満たしたときは製造プロセスを終了し、他のコート層ＣＬの付けなおしなどのメンテナンスを行うことができる。これにより、好適な性状を有する他のコート層ＣＬを維持し、かつプリコートＰＣの密着性を好適な状態に維持することができる。

【0073】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲、後述の本開示の技術的範囲に属する構成例及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。例えば、上記実施形態の構成要件は任意に組み合わせることができる。当該任意の組み合せからは、組み合わせにかかるそれぞれの構成要件についての作用及び効果が当然に得られるとともに、本明細書の記載から当業者には明らかな他の作用及び他の効果が得られる。

【0074】

例えば、エッチング方法ＭＴ１～ＭＴ３において、プリコートＰＣ形成時のプリコートガスの流量、チャンバ内温度、ＲＦの周波数並びにパワーなどのプラズマ生成の条件は、限定されないが、以下のような条件とすることができる。すなわち、プリコートガスの流量は、１０ｓｃｃｍ～１０００ｓｃｃｍ程度であってもよい。また、チャンバ温度は、１０℃～８０℃程度であってもよい。また、ＲＦの電力は、ソースＲＦ電力を１０００Ｗ以下としてもよい。このような条件とすることで、形成されるプリコートＰＣの結晶構造において水素原子との結合の割合を増やすことができ、四角形ＡＢＣＤの範囲内に含まれる比［％］とすることができる。また、静電チャック１１１１へのプラズマによるダメージを低く抑えることができる。

【0075】

また例えば、上述のプリコートＰＣは単層、つまり上記プリコートガスのプラズマにより形成されるプリコートＰＣの層のみで形成することとしたが、これに限定されない。具体的には、複数の種類のプリコートガスを順次供給することで複数の種類のプリコートＰＣを積層し、複層のプリコートＰＣを形成することとしてもよい。

【0076】

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

【0077】

以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。

【0078】

（付記１）
（ａ）チャンバの内の静電チャックの表面に炭素含有膜を形成する工程と、
（ｂ）前記炭素含有膜上に、基板を載置する工程と、
（ｃ）前記基板をプラズマエッチングする工程と、
を含み、
前記（ａ）の工程は、
（ａ１）前記チャンバの内部に炭素及び水素を含むプリコートガスを供給し、前記チャンバ内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ以上１０００ｍＴｏｒｒ以下に制御する工程と、
（ａ２）前記プリコートガスのプラズマを生成する工程と、を含む、
エッチング方法。

【0079】

（付記２）
前記（ａ）の工程は、静電チャックの表面温度を１０℃以上８０℃以下に制御することを含む、付記１に記載のエッチング方法。

【0080】

（付記３）
前記（ａ１）の工程において、前記プリコートガスの流量を１０ｓｃｃｍ以上１０００ｓｃｃｍ以下に制御する、付記１又は２に記載のエッチング方法。

【0081】

（付記４）
前記（ａ２）の工程において、前記プラズマを生成するソースＲＦ電力を１０００Ｗ以下とする、付記１～３のいずれか一つに記載のエッチング方法。

【0082】

（付記５）
前記プリコートガスは、ハイドロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、又は、ハイドロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス及びフルオロカーボンガスからなる群から選択される少なくとも１種と水素含有ガスとの混合ガスを含む、付記１～４のいずれか一つに記載のエッチング方法。

【0083】

（付記６）
前記プリコートガスは、ハイドロカーボンガスを含む、付記１～５のいずれか一つに記載のエッチング方法。

【0084】

（付記７）
前記プリコートガスは、不活性ガスをさらに含む、付記１～６のいずれか一つに記載のエッチング方法。

【0085】

（付記８）
前記炭素含有膜は、Ｈ原子を２０原子％以上５０原子％以下含む、付記１～７のいずれか一つに記載のエッチング方法。

【0086】

（付記９）
前記炭素含有膜は、炭化水素の結晶構造の比［％］を示す（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）の三元図において、当該比が
点Ａ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（８０： ０：２０）、
点Ｂ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（ ０：８０：２０）、
点Ｃ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（ ０：５０：５０）、
点Ｄ（ｓｐ３：ｓｐ２：Ｈ）＝（５０： ０：５０）
の四点からなる四角形ＡＢＣＤで囲まれる範囲内である、付記８に記載のエッチング方法。

【0087】

（付記１０）
前記炭素含有膜の厚さは、５ｎｍ以上である、付記１～９のいずれか一つに記載のエッチング方法。

【0088】

（付記１１）
前記炭素含有膜の厚さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、付記１０に記載のエッチング方法。

【0089】

（付記１２）
前記静電チャックは、表面に複数の凸部を有し、
前記炭素含有膜は、少なくとも前記凸部の上面に形成される、付記１～１１のいずれか一つに記載のエッチング方法。

【0090】

（付記１３）
前記炭素含有膜の厚さは、前記凸部の高さよりも薄い、付記１２に記載のエッチング方法。

【0091】

（付記１４）
前記（ａ）の工程は、前記（ａ１）の工程の前に、前記静電チャックの表面に、絶縁膜を形成する工程をさらに含み、
前記炭素含有膜は、前記絶縁膜上に形成される、付記１～１３のいずれか一つに記載のエッチング方法。

【0092】

（付記１５）
前記静電チャックは、
セラミック部材と、
前記セラミック部材内に配置された少なくとも１つの電極と、
前記セラミック部材の表面の絶縁膜と、
を含み、
前記絶縁膜は、前記セラミック部材と異なる材料で構成されており、
前記炭素含有膜は、前記絶縁膜上に形成される、付記１～１４のいずれか一つに記載のエッチング方法。

【0093】

（付記１６）
（ｄ）前記炭素含有膜を除去する工程と、
（ｅ）前記（ａ）～（ｄ）の工程を含むシーケンスを繰り返す工程と、を含む、付記１４または１５に記載のエッチング方法。

【0094】

（付記１７）
前記絶縁膜は、シリコン又は炭素を含む、付記１６に記載のエッチング方法。

【0095】

（付記１８）
前記（ｂ）の工程と前記（ｃ）の工程とを含むサイクルを１回以上実施した後に、前記炭素含有膜を除去する工程をさらに含む、付記１～１３のいずれか一つに記載のエッチング方法。

【0096】

（付記１９）
前記炭素含有膜を除去する工程において、酸素含有ガスから生成したプラズマにより前記炭素含有膜を除去する、付記１８に記載のエッチング方法。

【0097】

（付記２０）
（ａ）チャンバ内の静電チャックの表面に、絶縁膜を形成する工程と、
（ｂ）前記絶縁膜上に、炭素含有膜を形成する工程と、
（ｃ）第１の条件を満たすまで、
（ｃ１）前記チャンバ内に基板を搬入し、前記基板を前記炭素含有膜上に載置する工程と、
（ｃ２）前記基板をプラズマエッチングする工程と、
（ｃ３）前記炭素含有膜上から前記基板を取り外し、前記チャンバ外へ搬出する工程と、
を含む第１のシーケンスを繰り返す工程と、
（ｄ）前記（ｃ）の工程の後、前記炭素含有膜を除去する工程と、
（ｅ）第２の条件を満たすまで、前記（ｂ）～（ｄ）の工程を含む第２のシーケンスを繰り返す工程と、を含む、
エッチング方法。

【0098】

（付記２１）
チャンバ内に配置される静電チャックの表面にプリコート膜を形成するプリコート方法であって、
前記チャンバの内部に炭素及び水素を含むプリコートガスを供給し、前記チャンバ内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ以上１０００ｍＴｏｒｒ以下に制御する工程と、
前記プリコートガスのプラズマを生成する工程と、を含む、
プリコート方法。

【0099】

（付記２２）
少なくとも１つのガス供給口と、少なくとも１つのガス排出口を有するチャンバと、
前記チャンバ内に配置される静電チャックと、
プラズマ生成部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ａ）前記静電チャックに炭素含有膜を形成する工程と、
（ｂ）前記炭素含有膜上に、基板を配置する工程と、
（ｃ）前記基板をプラズマエッチングする工程と、
を含む処理を実行するように構成され、
前記（ａ）の工程は、
（ａ１）前記チャンバの内部に炭素及び水素を含むプリコートガスを供給し、前記チャンバ内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ以上１０００ｍＴｏｒｒ以下に制御する工程と、
（ａ２）前記プリコートガスのプラズマを生成する工程と、を含む、
エッチング装置。

【符号の説明】

【0100】

１０ プラズマ処理チャンバ
１１１ａ 基板支持面
Ｗ 基板
ＰＣ プリコート
ＭＴ エッチング方法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】