JP2002270576A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エッチング量を正確に制御しつつ、パーティ
クルの吸着を抑制する。 【解決手段】 エンドポイントディテクタ１７（ＥＰ
Ｄ）が終点を検出すると（ｔ５）、高周波電源１２から
のＲＦパワー（Ｂｏｔｔｏｍ ＲＦ）をオフするととも
に（ｔ５）、ウエハＷ裏面へのＨｅガス１４の供給を停
止し（ｔ５）、エッチングが進行せず、かつ、プラズマ
放電を維持可能な範囲に、高周波電源１１からのＲＦパ
ワー（Ｔｏｐ ＲＦ）を制御した状態で（ｔ５）、高圧
直流電源１３（ＨＶ）をオフする（ｔ６）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理装置お
よびプラズマ処理方法に関し、特に、上下電極にＲＦパ
ワーを印加する場合に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のプラズマ処理装置では、ウエハを
チャンバ内に固定するため、静電チャックを用いるもの
がある。この静電チャックを用いる方法では、静電チャ
ックに高圧直流電圧を印加し、ウエハにクーロン力を作
用させることにより、ウエハの固定が行われる。ここ
で、プラズマがない状態で、静電チャックに高圧直流電
圧が印加されると、ウエハに作用するクーロン力によ
り、ウエハ表面にパーティクルが付着する。このため、
プロセス開始時には、ＲＦパワーをオンした後に静電チ
ャックの高圧直流電圧をオンし、プロセス終了時には、
静電チャックの高圧直流電圧をオフした後にＲＦパワー
をオフすることにより、プラズマのない状態で高圧直流
電圧が静電チャックに印加されることを防止して、ウエ
ハ表面へのパーティクルの吸着を低減していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、静電チャックの高圧直流電圧がオフした後も、
ウエハがプラズマに曝されるため、エッチングが所望の
エッチング量よりも進行し、仕上がり形状や寸法などに
悪影響を及ぼし、デバイス性能が悪化するという問題が
あった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、エッチング量を
正確に制御しつつ、パーティクルの吸着を抑制すること
が可能なプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１記載の発明によれば、静電チャックを
介してウエハを固定するステップと、上下電極に高周波
電力を印加することにより、前記ウエハのプラズマ処理
を行うステップと、前記プラズマ処理の終了後に、前記
プラズマ処理が進行しない範囲でプラズマ放電を維持す
るステップと、前記静電チャックを介してウェハの裏面
に供給される冷却ガスの供給を停止するステップと、前
記静電チャックへの直流電圧の印加を停止するステップ
と、前記直流電圧の印加を停止させた後に、前記プラズ
マ放電を停止させるステップとを備えることを特徴とす
る。
【０００６】これにより、プラズマ処理の終了後に、プ
ラズマ放電を維持した場合においても、プラズマ処理が
進行しないようにできる。このため、プラズマ放電を維
持したまま、静電チャックへの直流電圧の印加を停止さ
せた場合においても、プラズマ処理の終了後にエッチン
グがさらに進行することがなくなり、ウェハへのパーテ
ィクルの吸着を抑制しつつ、直流電圧の印加を停止させ
ることが可能となる。
【０００７】また、請求項２記載の発明によれば、前記
プラズマ放電を維持するステップは、前記プラズマ処理
の終了時に、下部電極への高周波電力の印加を停止させ
るとともに、前記プラズマ処理が進行しない範囲でプラ
ズマ放電が維持されるように、上部電極へ印加される高
周波電力を制御することを特徴とする。
【０００８】これにより、上部電極の高周波電力を制御
するだけで、プラズマ放電を維持することができ、制御
を簡単化することができる。
【０００９】また、請求項３記載の発明によれば、前記
プラズマ放電を維持するステップは、前記プラズマ処理
の終了時に、上部電極への高周波電力の印加を停止させ
るとともに、前記プラズマ処理が進行しない範囲でプラ
ズマ放電が維持されるように、下部電極へ印加される高
周波電力を制御することを特徴とする。
【００１０】これにより、プラズマ放電を維持する際の
周波数を低くすることが可能となるとともに、ウェハに
入射するイオンのエネルギーを制御しつつ、プラズマ放
電を維持することができ、チャージアップダメージを低
減することができる。
【００１１】また、請求項４記載の発明によれば、前記
プラズマ放電を維持するステップは、前記プラズマ処理
の終了時に、前記プラズマ処理が進行しない範囲でプラ
ズマ放電が維持されるように、前記上下電極へ印加され
る高周波電力を制御し、前記プラズマ放電を停止させる
ステップは、上部電極への高周波電力の印加を停止させ
た後に、下部電極への高周波電力の印加を停止させるこ
とを特徴とする。
【００１２】これにより、プラズマ密度およびイオンエ
ネルギーの双方を制御しつつ、プラズマ処理が進行しな
い範囲でプラズマ放電を維持することができ、パーティ
クルの付着やオーバーエッチングの発生をより改善する
ことが可能となるとともに、チャージアップダメージを
低減することができる。
【００１３】また、請求項５記載の発明によれば、前記
プラズマ放電を維持するステップは、前記プラズマ処理
の終了時に、下部電極へ印加される高周波電力をそのま
ま維持するとともに、前記プラズマ処理が進行しない範
囲でプラズマ放電が維持されるように、上部電極へ印加
される高周波電力を制御し、前記プラズマ放電を停止さ
せるステップは、前記上部電極への高周波電力の印加を
停止させた後に、前記下部電極への高周波電力の印加を
停止させることを特徴とする。
【００１４】これにより、イオンエネルギーの制御が行
われない状態で、プラズマ放電が維持されることを防止
することができ、チャージアップダメージを低減するこ
とができる。
【００１５】また、請求項６記載の発明によれば、上下
電極に高周波電力を印加することにより、プラズマ処理
を行うプラズマ処理方法において、下部電極に高周波電
力を印加した後、上部電極に高周波電力を印加すること
を特徴とする。
【００１６】これにより、高周波電力の印加を開始する
場合においても、イオンエネルギーの制御が行われない
状態で、プラズマ放電が行われることを防止することが
でき、チャージアップダメージを低減することができ
る。
【００１７】また、請求項７記載の発明によれば、上部
電極への高周波電力の印加を停止した後、下部電極への
高周波電力の印加を停止するステップをさらに備えるこ
とを特徴とする。
【００１８】これにより、高周波電力の印加を開始する
時だけでなく、高周波電力の印加を停止させる場合にお
いても、イオンエネルギーの制御が行われない状態で、
プラズマ放電が行われることを防止することができ、チ
ャージアップダメージをより一層低減することができ
る。
【００１９】また、請求項８記載の発明によれば、サセ
プタ上にウエハを固定する静電チャックと、前記静電チ
ャックに直流電圧を印加する直流電圧源と、チャンバ内
にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、プラズマ
処理の終了後に、前記プラズマ処理が進行しない範囲で
プラズマ放電を維持するプラズマ放電制御手段と、前記
プラズマ放電が維持されている間に、前記静電チャック
への直流電圧の印加を停止する直流電圧停止手段とを備
えることを特徴とする。
【００２０】これにより、プラズマ処理の進行を抑制し
つつ、プラズマ放電を維持することができ、ウェハへの
パーティクルの吸着を抑制するために、プラズマ放電を
維持したまま静電チャックへの直流電圧の印加を停止さ
せた場合においても、オーバーエッチングの進行を抑制
することができる。
【００２１】また、請求項９記載の発明によれば、前記
プラズマ発生手段は、上部電極と、下部電極と、前記上
部電極に高周波電力を印加する上部電力印加手段と、前
記下部電極に高周波電力を印加する下部電力印加手段と
を備え、前記プラズマ放電制御手段は、前記プラズマ処
理が進行しない範囲にプラズマ放電を維持し、前記上部
電極への高周波電力の印加を停止させた後、前記下部電
極への高周波電力の印加を停止させることを特徴とす
る。
【００２２】これにより、イオンエネルギーを制御しつ
つ、プラズマ処理が進行しない範囲でプラズマ放電を維
持することができ、チャージアップダメージを伴うこと
なく、ウェハへのパーティクルの吸着を抑制することが
できる。
【００２３】また、請求項１０記載の発明によれば、前
記静電チャックを介してウェハの裏面に冷却ガスを供給
する冷却ガス供給手段と、前記プラズマ処理の終了後、
前記静電チャックへの直流電圧の印加の停止前に、前記
冷却ガスの供給を停止させる冷却ガス停止手段とを備え
ることを特徴とする。
【００２４】これにより、ウェハのチャッキングを停止
させる前に、ウェハ裏面にかかる圧力を低下させること
が可能となり、ウェハチャッキングミスを防止すること
ができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係わる
プラズマ処理装置について図面を参照しながら説明す
る。
【００２６】図１は、本発明の一実施形態に係わるプラ
ズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。図１にお
いて、処理室１内には、上部電極２およびサセプタ３が
設けられ、このサセプタ３は下部電極を兼ねている。こ
こで、上部電極２には、エッチングガスを処理室１内に
導入するガス噴出孔２ａが設けられている。また、サセ
プタ３は、サセプタ支持台４上に支持され、サセプタ支
持台４は絶縁板５を介して処理室１内に保持されてい
る。さらに、上部電極２およびサセプタ３には高周波電
源１１、１２がそれぞれ接続され、処理室１内に導入さ
れたエッチングガスをプラズマ化する。
【００２７】ここで、上部電極２は、処理室１内に導入
されたガス分子を電離させ、プラズマを発生させる機能
を主に有し、サセプタ３を兼ねる下部電極は、プラズマ
密度やラジカルの組成比を変化させることなく、ウェハ
Ｗに入射するイオンエネルギーを制御する機能を主に有
する。なお、高周波電源１１、１２の周波数は、６０Ｍ
Ｈｚと１３．５６ＭＨｚ、６０ＭＨｚと２ＭＨｚ、２
７．１２ＭＨｚと８００ＫＨｚ、１３．５６ＭＨｚと１
３．５６ＭＨｚとの組み合わせなどを用いることができ
る。なお、本実施例では、６０ＭＨｚと１３．５６ＭＨ
ｚとの組み合わせを使用した。
【００２８】サセプタ支持台４には冷媒室１０が設けら
れ、液体窒素などの冷媒が冷媒供給管１０ａおよび冷媒
排出管１０ｂを介して冷媒室１０内を循環する。そし
て、ここから生じる冷熱をサセプタ支持台４およびサセ
プタ３を介してウエハＷに伝熱させることにより、ウエ
ハＷを冷却することができる。
【００２９】サセプタ３上には静電チャック６が設けら
れ、静電チャック６は、例えば、導電層７がポリイミド
フィルム８ａ、８ｂにより挟まれた構成を有する。ここ
で、導電層７には直流高圧電源１３が接続され、導電層
７に直流高電圧を与えることにより、ウエハＷにクーロ
ン力を作用させて、ウエハＷをサセプタ３上に固定する
ことができる。
【００３０】また、サセプタ３および静電チャック６に
は、Ｈｅガスを導入するガス通路９が設けられ、ガス通
路９は、開閉バルブ１４ａおよび流量調整バルブ１４ｂ
を介してＨｅガス供給源１４に接続されるとともに、流
量調整バルブ１５を介して真空ポンプ１６に接続されて
いる。そして、このガス通路９を介してＨｅガスをウエ
ハＷの裏面に噴出させることにより、サセプタ３上に載
置されたウエハＷを冷却することが可能となるととも
に、ウエハＷのチャッキングを解除する際には、ウエハ
Ｗ裏面の真空引きを行うことにより、ウエハＷ裏面と処
理室１内との圧力差を解消し、ウエハＷが吹き飛ぶこと
を防止することができる。
【００３１】処理室１には、ガス供給管１ａおよび排気
管１ｂが設けられ、ガス供給管１ａは、ガス供給源に接
続されている。ここで、排気管１ｂは真空ポンプに接続
され、この真空ポンプで処理室１内を排気することによ
り、処理室１の圧力を調節することができる。
【００３２】また、処理室１にはエンドポイントディテ
クタ１７が接続され、このエンドポイントディテクタ１
７を用いてウェハＷから放射される発光スペクトルを監
視することにより、エッチングの終点を検出することが
できる。なお、１つあるいは２つ以上の異なる波形の光
をウェハＷに照射し、反射干渉光強度の位相からエッチ
ング深さを求めるようにしてもよい。
【００３３】図２は、本発明の第１実施形態に係わるプ
ラズマ処理シーケンスを従来例と比較して示す図であ
る。なお、‘ＥＰＤ’はエンドポイントディテクタ１７
による終点検出、‘ＴｏｐＲＦ’は上部電極２へのＲＦ
パワーの印加、‘ＢｏｔｔｏｍＲＦ’はサセプタ３への
ＲＦパワーの印加、‘ＨＶ’は静電チャック６のオンオ
フ、‘ＢａｃｋＨｅ’はウエハＷ裏面へのＨｅガスの導
入をそれぞれ示している。
【００３４】図２（ａ）において、プラズマ処理を行う
場合、ウエハＷをサセプタ３上に載置する。そして、処
理室１内を排気し、処理室１内の圧力を調節しつつ、エ
ッチングガスを処理室１内に導入する。
【００３５】次に、高周波電源１１からのＲＦパワーを
上部電極２に印加した後（ｔ２）、高周波電源１２から
のＲＦパワーをサセプタ３に印加することにより（ｔ
３）、エッチングガスをプラズマ化するとともに、ウェ
ハＷに入射するイオンエネルギーを制御する。それと同
時に、高圧直流電源１３（ＨＶ）をオンして、ウエハＷ
を静電チャック６により固定するとともに、開閉バルブ
１４ａを開いて、Ｈｅガス１４（Ｂａｃｋ Ｈｅ）をウ
エハＷ裏面に噴出させ、ウエハＷの温度を制御する。こ
こで、ＲＦパワーを上部電極２に印加した後、ＲＦパワ
ーがサセプタ３に印加するとともに、高圧直流電源１３
をオンすることにより、プラズマのない状態で高圧直流
電圧が静電チャック６に印加されることを防止すること
ができ、ウエハＷ表面へのパーティクルの吸着を抑制す
ることができる。
【００３６】次に、エンドポイントディテクタ１７（Ｅ
ＰＤ）がエッチングの終点を検出すると（ｔ５）、高周
波電源１２からのＲＦパワー（Ｂｏｔｔｏｍ ＲＦ）を
オフするとともに（ｔ５）、ウエハＷ裏面へのＨｅガス
１４の供給を停止する（ｔ５）。また、エッチングが進
行せず、かつ、プラズマ放電を維持可能な範囲、例え
ば、２００Ｗ以下に、高周波電源１１からのＲＦパワー
（Ｔｏｐ ＲＦ）を制御する（ｔ５）。
【００３７】なお、終点の検出方法は、エンドポイント
ディテクタ１７を用いる方法以外にも、エッチング時間
の計測結果に基づいて終点を検出するようにしてもよ
い。
【００３８】これにより、ウエハＷが静電チャック６か
ら脱離可能となる前に、ウエハＷ裏面へのＨｅガス１４
の供給が停止されるので、Ｈｅガス１４の圧力によりウ
エハＷが吹き飛ぶことを防止できる。
【００３９】次に、高圧直流電源１３をオフして、ウエ
ハＷを静電チャック６から脱離可能にする（ｔ６）。そ
して、高周波電源１１からのＲＦパワーをオフし、プラ
ズマ放電を停止させる（ｔ７）。
【００４０】これにより、高周波電源１１からのＲＦパ
ワーをオフする際には、プラズマ放電が維持されている
ので、ウェハへのパーティクルの吸着を抑制することが
可能となる。また、この時のプラズマ放電は、エッチン
グが進行しないパワーに制御されているので、エンドポ
イントディテクタ１７による終点検出後に、プラズマ放
電を維持した場合においても、エッチングの進行を抑制
できる。
【００４１】なお、ウエハＷ裏面へのＨｅガス１４の供
給を停止した時に、開閉バルブ１５を開いて、ウエハＷ
の裏面の真空引きを行うようにしてもよい。これによ
り、ウエハＷの裏面の圧力を処理室１内の圧力と一致さ
せることができ、ウェハチャッキングミスをより完全に
防止することができる。
【００４２】一方、図２（ｂ）に示すように、高圧直流
電源１３をオンした後に、ＲＦパワーをオンすると、プ
ラズマがない状態で、ウェハＷにクローン力がかかり、
エッチング開始時におけるウェハＷへのパーティクルの
吸着が増加する。また、エンドポイントディテクタ１７
（ＥＰＤ）が終点を検出した時に（ｔ５）、高周波電源
１２からのＲＦパワーをオフすると同時に、高周波電源
１１からのＲＦパワーをオフすると、プラズマがない状
態で、ウェハＷにクローン力がかかる。このため、エッ
チング終了時においても、ウェハＷへのパーティクルの
吸着が増加する。
【００４３】例えば、実験例として、シリコン酸化膜、
多結晶シリコン膜および反射防止膜が積層されたサンプ
ル上に、開口部がパターニングされたフォトレジスト膜
をマスクとしてエッチングを行った後、パターン欠陥検
査装置でウエハＷ上の欠陥の個数を数えた。
【００４４】図３は、この実験例におけるプラズマ処理
シーケンスを示す図である。図３において、反射防止膜
のエッチング条件として、Ｃｌ系混合ガスを用い、ウエ
ハＷ裏面におけるＨｅ圧力を３Ｔｏｒｒにした。また、
上部電極２のＲＦパワーを３００Ｗにし、その０．５秒
後に、静電チャック６をオンすると同時に、サセプタ３
のＲＦパワーを３０Ｗにしてエッチングを行った後、サ
セプタ３のＲＦパワーをオフすると同時に、上部電極２
のＲＦパワーを２００Ｗに低下させ、その３秒後に静電
チャック６をオフし、そのさらに１秒後に上部電極２の
ＲＦパワーをオフした。
【００４５】また、多結晶シリコン膜表面上の自然酸化
膜のエッチング条件として、Ｃｌ２系ガスを用いた。ま
た、上部電極２のＲＦパワーを２２５Ｗにし、その０．
５秒後に、静電チャック６をオンすると同時に、サセプ
タ３のＲＦパワーを２００Ｗにしてエッチングを行った
後、サセプタ３のＲＦパワーをオフにし、その３秒後に
静電チャック６をオフし、そのさらに１秒後に上部電極
２のＲＦパワーをオフした。
【００４６】また、多結晶シリコン膜のメインエッチン
グ条件として、Ｃｌ２系混合ガスを用いた。また、上部
電極２のＲＦパワーを６３５Ｗにし、その０．５秒後
に、静電チャック６をオンすると同時に、サセプタ３の
ＲＦパワーを１５０Ｗにしてエッチングを行った後、サ
セプタ３のＲＦパワーをオフすると同時に、上部電極２
のＲＦパワーを２００Ｗに低下させ、その３秒後に静電
チャック６をオフし、そのさらに１秒後に上部電極２の
ＲＦパワーをオフした。
【００４７】また、多結晶シリコン膜のオーバーエッチ
ング条件として、ＨＢｒ混合ガスを用いた。また、上部
電極２のＲＦパワーを３７５Ｗにし、その０．５秒後
に、静電チャック６をオンすると同時に、サセプタ３の
ＲＦパワーを５０Ｗにしてエッチングを行った後、サセ
プタ３のＲＦパワーをオフすると同時に、上部電極２の
ＲＦパワーを２００Ｗに低下させ、その３秒後に静電チ
ャック６をオフし、そのさらに１秒後に上部電極２のＲ
Ｆパワーをオフした。
【００４８】この結果、処理２枚目のウェハＷにおい
て、図２（ａ）のシーケンスでは、図２（ｂ）のシーケ
ンスに対し、欠陥の個数が５．３％に低下した。また、
処理１３枚目のウェハＷにおいて、図２（ａ）のシーケ
ンスでは、図２（ｂ）のシーケンスに対し、欠陥の個数
が８．６％に低下した。また、処理２４枚目のウェハＷ
において、図２（ａ）のシーケンスでは、図２（ｂ）の
シーケンスに対し、欠陥の個数が４．５％に低下した。
【００４９】なお、上述した実施形態では、上下電極印
加ＲＩＥ装置を例にとって説明したが、エッチング装置
以外に適用してもよく、例えば、プラズマＣＶＤ装置な
どでもよい。これにより、膜厚を正確に制御しつつ、パ
ーティクルの吸着を抑制することが可能となる。
【００５０】また、マグネトロンプラズマ処理装置、Ｅ
ＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）プラズマ処理装置、Ｈ
ＥＰ（ヘリコン波励起プラズマ）処理装置、ＩＣＰ（誘
導結合プラズマ）処理装置、ＴＣＰ（転送結合プラズ
マ）処理装置などに適用するようにしてもよい。
【００５１】図４は、本発明の第２〜４実施形態に係わ
るプラズマ処理シーケンスを示す図である。なお、上述
した図２（ａ）の実施形態では、エンドポイントディテ
クタ１７が終点を検出した時に（ｔ５）、高周波電源１
２からのＲＦパワーをオフすると同時に、エッチングが
進行せず、かつ、プラズマ放電を維持可能な範囲に、高
周波電源１１からのＲＦパワーを制御した。これに対
し、図４（ａ）の実施形態では、エンドポイントディテ
クタ１７が終点を検出した時に（ｔ５）、高周波電源１
１からのＲＦパワーをオフすると同時に、エッチングが
進行せず、かつ、プラズマ放電を維持可能な範囲に、高
周波電源１２からのＲＦパワーを制御する。
【００５２】これにより、ウェハＷに入射するイオンエ
ネルギーを制御しつつ、エッチングが進行しないように
プラズマ放電を維持することができ、パーティクルの吸
着を抑制することが可能となるとともに、チャージアッ
プダメージを低減することができる。
【００５３】また、図４（ｂ）の実施形態では、エンド
ポイントディテクタ１７が終点を検出した時に（ｔ
５）、高周波電源１１、１２のＲＦパワーのいずれもオ
フすることなく、エッチングが進行せず、かつ、プラズ
マ放電を維持可能な範囲に、高周波電源１１、１２のＲ
Ｆパワーを制御する。そして、高圧直流電源１３をオフ
して、静電チャック６からウエハＷを脱離可能にする
（ｔ６）。その後、高周波電源１１からのＲＦパワーを
オフした後（ｔ７）、高周波電源１２からのＲＦパワー
をオフする（ｔ８）。
【００５４】これにより、プラズマ密度およびイオンエ
ネルギーの双方を制御しつつ、プラズマ処理が進行しな
い範囲でプラズマ放電を維持することができ、パーティ
クルの付着やオーバーエッチングの発生をより改善する
ことが可能となるとともに、チャージアップダメージを
低減することができる。
【００５５】また、図４（ｃ）の実施形態では、エンド
ポイントディテクタ１７が終点を検出した時に（ｔ
５）、高周波電源１２のＲＦパワーを低下させることな
くそのまま維持するとともに、エッチングが進行せず、
かつ、プラズマ放電を維持可能な範囲に、高周波電源１
１のＲＦパワーを制御する。そして、高圧直流電源１３
をオフして、静電チャック６からウエハＷを脱離可能に
する（ｔ６）。その後、高周波電源１１からのＲＦパワ
ーをオフした後（ｔ７）、高周波電源１２からのＲＦパ
ワーをオフする（ｔ８）。
【００５６】これによっても、イオンエネルギーの制御
が行われない状態で、プラズマ放電が維持されることを
防止することができ、チャージアップダメージを低減す
ることができる。
【００５７】図５は、本発明の第５実施形態に係わるプ
ラズマ処理シーケンスを従来例と比較して示す図であ
る。なお、上述した第１実施形態はＲＦパワーの印加の
開始方法および終了方法に関するもの、第２〜第４実施
形態はＲＦパワーの印加の終了方法に関するのであるの
に対し、この第５実施形態はＲＦパワーの印加の開始方
法に関するものである。
【００５８】図５（ｂ）において、従来の方法では、ウ
エハＷをサセプタ３上に載置した後、高圧直流電源１３
をオンして、ウエハＷを静電チャック６で固定するとと
もに（ｔ１）、Ｈｅガス１４をウエハＷ裏面に噴出させ
る（ｔ１）。そして、高周波電源１１からのＲＦパワー
をオンした後（ｔ２）、高周波電源１２からのＲＦパワ
ーをオンする（ｔ３）。
【００５９】一方、本実施形態では、図５（ａ）に示す
ように、ウエハＷを静電チャック６により固定するとと
もに（ｔ１）、Ｈｅガス１４をウエハＷ裏面に噴出させ
る（ｔ１）。そして、高周波電源１２からのＲＦパワー
をオンした後（ｔ２）、高周波電源１１からのＲＦパワ
ーをオンする（ｔ３）。
【００６０】これにより、ＲＦパワーの印加を開始する
場合に、イオンエネルギーの制御が行われない状態で、
プラズマ放電が開始されることを防止することができ、
チャージアップダメージを低減することができる。
【００６１】例えば、実験例として、Ｃｌ２系ガスを流
量５０ｓｃｃｍで用い、上部電極２のＲＦパワーを５２
５Ｗ、サセプタ３のＲＦパワーを７０Ｗ、圧力を５ｍＴ
ｏｒｒ、電極間間隔を１１５ｍｍとして、シリコン酸化
膜上の多結晶シリコン膜のエッチングを行った。この場
合、図５（ｂ）のシーケンスでは、シリコン酸化膜絶縁
耐圧の不良率が８％だったのに対し、図５（ａ）のシー
ケンスでは、シリコン酸化膜絶縁耐圧の不良率が０％だ
った。
【００６２】なお、図５の実施形態では、高圧直流電源
１３をオンしてから、高周波電源１２からのＲＦパワー
をオンし、さらに、高周波電源１１からのＲＦパワーを
オンする方法について説明したが、高周波電源１２から
のＲＦパワーをオンし、さらに、高周波電源１１からの
ＲＦパワーをオンしてから、高圧直流電源１３をオンし
てもよい。これにより、ＲＦパワーの印加を開始する段
階においても、チャージアップダメージを低減すること
が可能となるだけでなく、パーティクルの吸着を抑制す
ることも可能となる。
【００６３】また、高圧直流電源１３をオンする前に、
高周波電源１１、１２からのＲＦパワーをオンする場合
には、高周波電源１１、１２からのＲＦパワーを、その
間エッチングが進行せず、かつ、プラズマ放電を維持可
能な範囲に制御してもよい。これにより、パーティクル
の吸着を抑制しつつ、所定の条件に達しないうちに、エ
ッチングが進行することを防止することができる。
【００６４】また、図５の実施形態では、高周波電源１
１、１２からのＲＦパワーをオフする場合、高周波電源
１１、１２からのＲＦパワーを同時にオフする方法につ
いて説明したが、高周波電源１１からのＲＦパワーをオ
フしてから、高周波電源１２からのＲＦパワーをオフし
てもよい。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エッチング量を正確に制御しつつ、パーティクルの吸着
を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わるプラズマ処理装置
の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係わるプラズマ処理シ
ーケンスを従来例と比較して示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係わるプラズマ処理シー
ケンスの実験例を示す図である。
【図４】本発明の第２〜４実施形態に係わるプラズマ処
理シーケンスを示す図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係わるプラズマ処理シ
ーケンスを従来例と比較して示す図である。
【符号の説明】
１ 処理室 １ａ ガス供給管 １ｂ 排気管 ２ 上部電極 ２ａ ガス噴出孔 ３ サセプタ ６ 静電チャック １１、１２ 高周波電源 １３ 高圧直流電源 １４ Ｈｅガス供給源 １４ａ 開閉バルブ １４ｂ、１５ 流量調整バルブ １６ 真空ポンプ １７ エンドポイントディテクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G075 AA22 BC06 CA47 DA01 DA04 5F004 AA06 AA13 BA04 BB22 BB25 CA03 CB02 CB10 CB15 5F031 CA02 HA19 HA38 HA39 MA28 MA32 PA10 PA26 PA30

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 静電チャックを介してウエハを固定する
    ステップと、 上下電極に高周波電力を印加することにより、前記ウエ
    ハのプラズマ処理を行うステップと、 前記プラズマ処理の終了後に、前記プラズマ処理が進行
    しない範囲でプラズマ放電を維持するステップと、 前記静電チャックを介してウェハの裏面に供給される冷
    却ガスの供給を停止するステップと、 前記静電チャックへの直流電圧の印加を停止するステッ
    プと、 前記直流電圧の印加を停止させた後に、前記プラズマ放
    電を停止させるステップとを備えることを特徴とするプ
    ラズマ処理装置。
  2. 【請求項２】 前記プラズマ放電を維持するステップ
    は、前記プラズマ処理の終了時に、下部電極への高周波
    電力の印加を停止させるとともに、前記プラズマ処理が
    進行しない範囲でプラズマ放電が維持されるように、上
    部電極へ印加される高周波電力を制御することを特徴と
    する請求項１記載のプラズマ処理装置。
  3. 【請求項３】 前記プラズマ放電を維持するステップ
    は、前記プラズマ処理の終了時に、上部電極への高周波
    電力の印加を停止させるとともに、前記プラズマ処理が
    進行しない範囲でプラズマ放電が維持されるように、下
    部電極へ印加される高周波電力を制御することを特徴と
    する請求項１記載のプラズマ処理装置。
  4. 【請求項４】 前記プラズマ放電を維持するステップ
    は、前記プラズマ処理の終了時に、前記プラズマ処理が
    進行しない範囲でプラズマ放電が維持されるように、前
    記上下電極へ印加される高周波電力を制御し、 前記プラズマ放電を停止させるステップは、上部電極へ
    の高周波電力の印加を停止させた後に、下部電極への高
    周波電力の印加を停止させることを特徴とする請求項１
    記載のプラズマ処理装置。
  5. 【請求項５】 前記プラズマ放電を維持するステップ
    は、前記プラズマ処理の終了時に、下部電極へ印加され
    る高周波電力をそのまま維持するとともに、前記プラズ
    マ処理が進行しない範囲でプラズマ放電が維持されるよ
    うに、上部電極へ印加される高周波電力を制御し、 前記プラズマ放電を停止させるステップは、前記上部電
    極への高周波電力の印加を停止させた後に、前記下部電
    極への高周波電力の印加を停止させることを特徴とする
    請求項１記載のプラズマ処理装置。
  6. 【請求項６】 上下電極に高周波電力を印加することに
    より、プラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、 下部電極に高周波電力を印加した後、上部電極に高周波
    電力を印加することを特徴とするプラズマ処理方法。
  7. 【請求項７】 上部電極への高周波電力の印加を停止し
    た後、下部電極への高周波電力の印加を停止するステッ
    プをさらに備えることを特徴とする請求項６記載のプラ
    ズマ処理方法。
  8. 【請求項８】 サセプタ上にウエハを固定する静電チャ
    ックと、 前記静電チャックに直流電圧を印加する直流電圧源と、 チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ発生手段
    と、 プラズマ処理の終了後に、前記プラズマ処理が進行しな
    い範囲でプラズマ放電を維持するプラズマ放電制御手段
    と、 前記プラズマ放電が維持されている間に、前記静電チャ
    ックへの直流電圧の印加を停止する直流電圧停止手段と
    を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
  9. 【請求項９】 前記プラズマ発生手段は、上部電極と、
    下部電極と、前記上部電極に高周波電力を印加する上部
    電力印加手段と、前記下部電極に高周波電力を印加する
    下部電力印加手段とを備え、 前記プラズマ放電制御手段は、前記プラズマ処理が進行
    しない範囲にプラズマ放電を維持し、前記上部電極への
    高周波電力の印加を停止させた後、前記下部電極への高
    周波電力の印加を停止させることを特徴とする請求項８
    記載のプラズマ処理装置。
  10. 【請求項１０】 前記静電チャックを介してウェハの裏
    面に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、 前記プラズマ処理の終了後、前記静電チャックへの直流
    電圧の印加の停止前に、前記冷却ガスの供給を停止させ
    る冷却ガス停止手段とを備えることを特徴とする請求項
    ８または９記載のプラズマ処理装置。
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