JP2005072521A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被処理体を保持する静電吸着力を、最適値に制御できるプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】 被処理体７００と被処理体を吸着した静電チャック１３１の間の間隙に気体を充満させ、その気体が前記間隙からプラズマ処理装置内に漏洩する量が規定値付近に維持されるように静電チャックの電極に印加するＥＳＣ電圧を変化させ、被処理体の吸着力を制御する。被処理体の吸着力を低下させることによって、被処理体の裏面に付着する異物の数を減少させ、静電チャックの表面状態の変化に対応して吸着力を最適化することによって静電チャックのメンテナンスや交換の周期を延長することが可能となる。予め決められたＥＳＣ印加電圧の範囲内で気体が漏洩する量を規定値付近に維持できないときには，異常を通報する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラズマ処理装置に関する。

従来のプラズマ処理装置における被処理体（ウエハ）保持力の決定および調整は、例えば、下記に示す方法で行われてきた。すなわち、まず熱伝達の計算や実測から、被処理体であるウエハの温度制御を目的として、ウエハ裏面とウエハ支持体である静電チャックの間の空隙に充満させる熱伝達ガスの圧力を、決定する。次に、決定した圧力の熱伝達ガスをウエハ裏面に充満させてもウエハがはく離せず、なおかつ、熱伝達ガスのウエハ裏面からのリーク量を、プロセスや装置などからの制約により決定された、ある上限値以下とするために十分な印加電圧を、主に経験的に決定する。以上で決定した印加電圧を、あらゆる場合に適用してウエハの吸着を行っていた。

従来の技術において、吸着エラーの判定は、例えば上記のように決定した十分な電圧を印加した場合においてもウエハ裏面からのリーク量、すなわち、熱伝達ガス流量が上記のある上限値を越えることを検知することで行っていた。また、別の従来技術における吸着エラーの判定は、例えば、上記のように十分な電圧を印加した場合でも、ある所定の流量の熱伝達ガスをある所定の時間流した際にウエハ裏面の圧力が所定の値に満たないことを検知することで行っていた。
特開平８−１２４９１３号公報

上記の従来技術を適用すれば、確かに所望する熱伝達ガス圧力に十分耐えうる吸着力を容易に得ることができた。しかしながら、上記の従来技術においては、以下に述べるような課題が存在した。すなわち、静電チャックに印加されるウエハ吸着のための直流電圧すなわちＥＳＣ電圧は、ウエハに印加される吸着力が熱伝達ガス圧力に耐えるに十分な大きさとなるように与えられてはいるが、必ずしも十分に制御されてはいないため、必要な電圧に比べると過大となる可能性が高い。

ＥＳＣ電圧が必要な電圧より高い場合、下記のような不都合が生じる。まず、ウエハ吸着力が過大となり、結果として静電チャックからウエハ裏面に付着する異物数が増加するという点である。ウエハ裏面に付着する異物は、ＥＳＣ電圧を上昇させるにしたがって増加する。この原因は、吸着力の上昇とともにウエハと実質的に接触する静電チャックの表面積が増大すること、吸着力の増大によりウエハの裏面に生じる微小な傷の数が増大すること、および、ＥＳＣ電圧の増大により、ウエハ表面に生じる静電気力が増大し、それに伴ってウエハが異物を吸着する力が増大することなどである。ウエハの裏面に異物が付着し、そのウエハが後のプロセスに搬送されると下流側の装置を汚染するおそれがある。吸着力がさらに過大の場合には、異物数を増大させるに止まらず、最悪の場合ウエハを破損するおそれもある。

また、ＥＳＣ電圧が必要な電圧より高い場合、プラズマ処理の終了後にウエハを搬出する際に、静電チャックからウエハが離脱しにくくなる場合があるという不都合がある。この原因としては、ウエハや静電チャックの表面や内部に電荷が蓄積されることが考えられる。このようなウエハ離脱の不良が生じると、半導体製造のタクトタイムが長くなるため生産性が低下し、製品コストの上昇を招くおそれがある。

さらに、従来技術でのＥＳＣ電圧の決定法では、静電チャックの機差や経時変化による吸着特性の変化を考慮する余地がないため、吸着性能に対する許容範囲が狭くなりがちであり、静電チャック自体の不良率や交換頻度の増大を招きやすいという課題があった。特に最近盛んに行われているウエハレス・プラズマクリーニングを適用する場合は、静電チャックの表面に直接プラズマが触れるため、静電チャックの表面状態が変化しやすく、この課題はますます緊急に解決が必要となっている。

この課題に対して、ウエハに生じる自己バイアスをモニターして、ＥＳＣ電圧をフィードバック制御するエッチング装置の例が提案されており、この提案による技術を用いれば吸着力を制御できる（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この提案は、あくまで、印加する直流電圧と自己バイアスの差の絶対値が一定となるようにＥＳＣ電圧を調整する機構であり、自己バイアスの変化以外の吸着力の変化要因、例えば前述の静電チャック表面の状態変化や微小異物の付着等には対応できなかった。

上記課題を解決するためになされた本発明の目的は、プラズマ処理装置における静電チャックへのウエハの吸着力を最適な値に制御することによって、ウエハの裏面に付着する異物の数を低減し、ウエハの破損を防止し、ウエハ離脱を迅速化し、さらには静電チャックの機差や経時変化による吸着力の変化を修正できるようなプラズマ処理装置を提供することである。

本発明にかかるプラズマ処理装置は、プロセス中にウエハ吸着力を常に監視し、過大値あるいは過小値とならないようにＥＳＣ電圧を制御する機構を具備することによってなる。吸着力の測定は、静電チャックとウエハの間を満たす熱伝達ガスの流量を測定し、熱伝達ガスの流量が規定の下限値を下回る場合には吸着力が過大と考えられるため、ＥＳＣ電圧を低下させて吸着力を低減する。一方、熱伝達ガスの流量が規定の上限値を上回りそうな場合は吸着力が過小と考えられるため、ＥＳＣ電圧を上昇させて吸着力を増加させる。

また、ＥＳＣ電圧を予め決定した、ある規定値以上に上昇させても熱伝達ガス流量が上限値を上回る場合は、吸着エラーと判断して異常を通報し、原因究明およびメンテナンスを促す。さらに、ＥＳＣ電圧を別の規定値以下に低下させても熱伝達ガス流量が規定値を下回る場合は、熱伝達ガス供給系等のエラーと判断して異常を通報し、原因究明およびメンテナンスを促す。

以上により、プラズマ処理装置におけるウエハ吸着力を常に適正な範囲に維持することが可能となる。

以下、図を用いて本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかるプラズマ処理装置のうち、プラズマエッチング装置の概略構造を示す一部断面図である。また、図２は、図１のプラズマエッチング装置に用いる静電チャックの構造を説明する斜視断面概略図である。

図１に示すように、プラズマエッチング装置は、処理室１００と、磁場形成手段１０１と、圧力計１０２と、アンテナ１１０と、ウエハ７００を保持する静電チャック１３１とを有して構成される。

処理室１００は、１００００分の１Ｐａ程度の圧力の真空を達成できる真空容器であり、処理室１００内の圧力を、圧力計１０２によって計測している。処理室１００の上部には電磁波を放射するアンテナ１１０を、下部には被処理体であるウエハ７００を保持する手段である静電チャック１３１を備えている。アンテナ１１０と静電チャック１３１は、平行して対向する形で設置される。処理室１００の周囲には、たとえば電磁コイルとヨークよりなる磁場形成手段１０１が設置されている。そして、アンテナ１１０から放射される電磁波と磁場形成手段１０１で形成される磁場との相互作用により、処理室内部に導入された処理ガスをプラズマ化して、プラズマＰを発生させ、ウエハ７００を処理する。

一方、処理室１００は、真空排気系１０６により真空排気され、圧力制御手段１０７により圧力が制御される。処理圧力は、０．１Ｐａ以上１０Ｐａ以下の範囲に調整される。アンテナ１１０は、真空容器の一部としてのハウジング１１４に保持される。被処理体のエッチング、成膜等の処理を行う処理ガスは、図示しないガス供給手段から所定の流量と混合比をもって供給され、所定の分布に制御されて、処理室１００に供給される。

アンテナ１１０には、アンテナ電源系１２０として、アンテナ電源１２１、アンテナバイアス電源１２２が、それぞれマッチング回路・フィルタ１２３、１２４を介して接続され、またフィルタ１２５を通してアースに接続される。アンテナ電源１２１は、３００ＭＨｚから１ＧＨｚのＵＨＦ帯周波数の電力を供給する。本実施の形態では、アンテナ電源１２１の周波数を４５０ＭＨｚとしている。一方、アンテナバイアス電源１２２は、アンテナ１１０に数十ｋＨｚから数十ＭＨｚの範囲の周波数のバイアス電力を印加する。本実施の形態では、この周波数を１３．５６ＭＨｚとしている。

処理室１００の下部には、アンテナ１１０に対向して静電チャック１３１が設けられている。静電チャック１３１の構造は後に詳述するが、これには、たとえば２００ｋＨｚから１３．５６ＭＨｚの範囲のバイアス電力を供給するバイアス電源１４１がマッチング回路・フィルタ系１４２を介して接続されて被処理体であるウエハ７００に印加するバイアスを制御するとともに、フィルタ１４３を介してアースに接続される。本実施の形態では、バイアス電源１４１の周波数を４００ｋＨｚとしている。

静電チャック１３１には、前述の通りその上面、すなわち被処理体載置面に被処理体であるウエハ７００を載置保持する。本実施の形態に示すプラズマエッチング装置を用いてウエハ７００にエッチングを施す際には、静電吸着用の直流電源１４４、１４６から、フィルタ１４５、１４７を通して、絶対値が数１００Ｖ〜数ｋＶのそれぞれ逆極性の直流電圧を印加することで吸着力を発生する。また、静電チャック１３１は、図示しない温度制御手段によりその表面が所定の温度に制御される。そして、静電チャック１３１の表面とウエハ７００の裏面の間隙には熱伝達用ガス、たとえばヘリウムガスが、流量表示機能を持つ流量制御装置１５１を介して配管１５８から供給されており、この熱伝達用ガスの圧力は、圧力計１５３によって計測されている。このシステムを用いて、ウエハ７００との間の熱伝達率は精密に制御することが可能である。

次に、図２を用いて、本実施例に用いた静電チャックの一例を説明する。一般にプラズマエッチング装置の静電チャックに求められる機能とは、主として以下に示す３つ、すなわち、（１）ウエハを載置・固定する機能、（２）ウエハの温度を所望の温度に調整する機能、および（３）ウエハにバイアス電圧を印加する機能である。

図２（ａ）において、静電チャック１３１の上面にはリング状の凸部１６１が形成されている。静電チャック１３１の上面にウエハ７００が吸着された時には、図２（ｂ）に示すように、リング状の凸部１６１上面はウエハ７００の裏面に密着し、間隙１７１を形成する。この間隙１７１には、ガス供給孔１８２から所定圧力の熱伝達用ガスが供給される。

また、図２（ａ）において、静電チャック１３１上面には凸部１６３が形成されている。この凸部１６３は、その上部がウエハ７００の裏面に接触することにより、吸着力を発生するように形成されている。したがって、リング状の凸部１６２および吸着用の凸部１６３の上面は、実質的にすべて面一化されている。なお、作図の都合上これらの凸部の高さをウエハ７００の厚さと同等に描いたが、実際の静電チャックにおいては、ウエハ７００の厚さに対して凸部の高さは格段に低い。

このように、静電チャック１３１とウエハ７００の実質的な接触部分の面積を、静電チャック１３１上面の面積より小さくした目的は、静電吸着の際にウエハ裏面に付着する異物の数を低減すると同時に、裏面圧力を均一化するためである。ただし、一般的にウエハ吸着力は静電チャックとウエハの実質的な接触面積に比例するため、適切に選択する必要がある。また、リング状の凸部１６１を設けた理由は、熱伝達用ガスが間隙１７１から処理室１００内に漏洩する量を制限するためであり、詳細は後述する。

さらに、本実施例では、吸着用の凸部１６３の平面形状は円としたが、この形状は吸着力が確保できればどのような平面形状でも良い。例えば、静電チャック１３１の上面を、ミクロ的には所定の面粗さを有するが、マクロ的には単一の平面と見なせる面とし、リング状の凸部に相当する部分のみ面粗さを小さくして、熱伝達用ガスの流出を阻止する構造とすることでも本発明の目的は達成される。

一方、静電チャック１３１の内部には流路１９１が形成されている。この流路１９１に、所定温度の流体を注入し、循環させることにより、静電チャック１３１の全体を所望の概略一定温度に制御することができる。

また、図１に示すように、本実施の形態にかかるプラズマ処理装置では、この装置の動作を調節するための主制御装置２００が備えられ、この主制御装置２００は、第１の制御装置２０１と、第２の制御装置２０２と、第３の制御装置２０３と接続されている。

この主制御装置２００は、これら第１の制御装置２０１、第２の制御装置２０２、第３の制御装置２０３からの信号を受け、これらを介してこれらに接続されている各部の動作を調節するための指令を含む信号を発信して、プラズマ処理装置の動作を制御している。主制御装置２００には、あらかじめ設定されたＥＳＣ電圧の上限値と下限値、熱伝達ガス圧力の上限値と下限値、熱伝達ガス流量の上限値と下限値を保持する機能を有している。

主制御装置２００は、静電チャック１３１の空隙１７１から容器１００に漏洩する気体の量を予め決めた範囲内に維持するように静電チャック１３１の保持力をフィードバック制御する機能を有している。

また、主制御装置２００は、静電チャック１３１に印加されるＥＳＣ電圧があらかじめ設定された上限値に達しても熱伝達ガス流量があらかじめ設定された熱伝達ガス流量上限値を超えるときに、静電チャックにおける異常の発生と判断する機能を有している。

さらに、主制御装置２００は、ＥＳＣ電圧をあらかじめ設定されたＥＳＣ電圧下限値以下に減少させても熱伝達ガス流量があらかじめ設定した熱伝達ガス流量下限値に達しないときに、ガス配管系に異常が発生したと判断する機能を有している。

第１の制御装置２０１は、アンテナ電源１２１、アンテナバイアス電源１２２、マッチング回路・フィルタ１２３、１２４や磁場形成手段１０１等に接続されて、これらの状態を示す信号や動作の指令の信号を授受する機能を有している。

第２の制御装置２０２は、バイアス電源１４１、マッチング回路・フィルタ系１４２、フィルタ１４３、静電吸着用直流電源１４４、１４６、フィルタ１４５、１４７等と接続されてこれらの状態を示す信号や動作指令の信号を授受する働きを有している。さらに、第２の制御装置２０２は、主制御装置２００からの指令によって、静電チャック１３１に印加するＥＳＣ電圧を制御する機能を有している。

第３の制御装置２０３は、熱伝達ガスであるヘリウムガスの流量制御装置１５１、圧力計１５３と接続されて、主制御装置２００からの指令に基づいて流量制御装置１５１の動作を指令してヘリウムガスの流量を調整し、圧力計１５３の状態を示す信号を受け主制御装置２００へ伝える機能を有している。

さらに、主制御装置２００には、使用者にこのプラズマ処理装置の状態や設定を示すことができ、また、使用者がこの装置に所望の動作をさせる指令を入力することができる、表示・指令手段２０４が接続され、この表示・指令手段２０４から入力された動作の指令が主制御手段２００に伝達されて、第１の制御手段２０１、第２の制御手段２０２、および第３の制御手段２０３が操作されて、本装置の動作が所望に調節される。表示・指令手段２０４から主制御装置２００に設定される設定値としては、例えばＥＳＣ電圧の上限値と下限値、熱伝達ガス圧力の上限値と下限値、熱伝達ガス流量の上限値と下限値などがある。このような表示・指令手段２０４の例としては、装置の動作の状態やエラー等の情報を表示するモニタや、設定や指令の入力を行うための操作パネルを備えたものなどが考えられる。

本実施の形態にかかるプラズマエッチング装置は以上のように構成されており、このプラズマエッチング装置を用いて、たとえばシリコンのエッチングを行う場合の具体的なプロセスを以下に説明する。

図１において、まず処理の対象物であるウエハ７００は、図示しない被処理体搬入機構から処理室１００に搬入された後、静電チャック１３１の上に載置・吸着され、必要に応じて静電チャック１３１の高さが調整されて、アンテナ１１０との間が所定のギャップに設定される。ついで、被処理体７００のエッチング処理に必要なガス、たとえば塩素と臭化水素と酸素が図示しないガス供給手段から供給され、所定の流量と混合比をもって処理室１００内に供給される。同時に、処理室１００は、真空排気系１０６および圧力制御手段１０７により、所定の処理圧力に調整される。

次に、アンテナ電源１２１からの４５０ＭＨｚの電力供給により、アンテナ１１０から電磁波が放射される。そして、磁場形成手段１０１により処理室１００の内部に形成される１６０ガウス（４５０ＭＨｚに対する電子サイクロトロン共鳴磁場強度）の概略水平な磁場との相互作用により、処理室１００内にプラズマＰが生成され、処理ガスが解離されてイオンやラジカルが発生する。さらにアンテナバイアス電源１２２からのアンテナバイアス電力や下部電極のバイアス電源１４１からのバイアス電力により、プラズマ中のイオンやラジカルの組成比やエネルギーを制御して、ウエハ７００にエッチング処理を行う。そして、エッチング処理の終了にともない、電力・磁場および処理ガスの供給を停止してエッチングを終了する。

以下、図１および図３を参照しつつ、本装置を用いてウエハ７００の表面をプラズマエッチングする際の静電吸着力の制御方法を説明する。この静電吸着力の制御方法は、ＥＳＣ電圧を変化させることによって熱伝達ガスの流量すなわちガスのリーク量を制御して間隙１７１の圧力を規定値に維持する方法である。図３は、本実施例における経過時間と、直流電源１４４、直流電源１４６の印加電圧（ＥＳＣ電圧）および熱伝達ガス圧力の関係を模式的にグラフにしたものである。

エッチング処理に先立ち、プロセス上の必要性、特に熱通過率を考慮してウエハ裏面、すなわち間隙１７１に充填する熱伝達ガスの圧力を規定する。次に、装置およびプロセスからの制約を考慮して、熱伝達ガスが間隙１７１から処理室１００内に漏洩する速度、すなわち熱伝達ガスのリーク量の最大値を規定する。この熱伝達ガスの供給元は流量制御装置１５１および圧力計１５３を含む配管系であるから、流量制御装置１５１の表示を見ることで熱伝達ガスのリーク量を知ることができる。

次に、図示しない搬送系を用いてウエハ７００を静電チャック１３１上に搬送・載置し、静電チャック１３１に直流電源１４４および直流電源１４６から所定のＥＳＣ電圧を印加することによってウエハ７００を静電チャック１３１上に固定する。

その後、ウエハ７の裏面と静電チャック１３１の表面の間にヘリウムを導入し、その流量を徐々に増加させる。間隙１７１の圧力は圧力計１５３を用いて常に監視しておき、間隙１７１の圧力が規定値に到達したらＥＳＣ電圧を徐々に低下させる。このとき、ウエハの吸着力も徐々に低下するから、間隙１７１から処理室１００内への熱伝達ガスのリーク量は増加する。このリーク量の増加に対して、間隙１７１の圧力を規定値に維持しようとすると、流量制御装置１５１を流れる熱伝達ガス流量の増加となって現れる。そして、リーク量、すなわち熱伝達ガス流量が予め決められた上限値を超えることが予測されたら、ＥＳＣ電圧を徐々に増加させ吸着力を増大して、リーク量が上限値を超えないようにする。その後、熱伝達ガスの圧力を規定値に維持しながら熱伝達ガス流量が上限値となるようにＥＳＣ電圧を微調整してリーク量すなわち熱伝達ガス流量を制御する。

このように、熱伝達ガスの流量すなわち熱伝達ガスのリーク量を監視してＥＳＣ電圧を調整することにより、熱伝達ガスの圧力および流量をほぼ一定値に制御することができ、ＥＳＣ電圧と吸着力を必要最小限に保持することが可能となる。

この状態で処理室１００内にプロセスガスを導入し、プラズマを発生させてウエハ７００の処理を行う。もちろん、この処理中にもＥＳＣ電圧の調整は継続する。

予め決められた時間のプロセスが完了したら、まずマイクロ波、磁場およびプロセスガスの供給を停止してプラズマを消滅させる。次に熱伝達ガスの供給を停止する。熱伝達ガスは、一定の流量で間隙１７１から処理室１００内にリークするため、間隙１７１の圧力は低下する。この圧力が所定の値より小さくなったところでＥＳＣ電圧の印加を停止し、ウエハを脱離させ、図示しない搬送系を用いて処理済みのウエハ７００を搬出する。

このように吸着力を必要最小限とすることで、ウエハ裏面に付着する異物数が従来よりも少なく、不良率が非常に低いプロセスを構築することができた。

以下、図１、図２および図４を用いて、本発明の静電吸着力の制御方法の第１の実施例を詳細に説明する。この静電吸着力の制御方法は、初期のＥＳＣ電圧を低く設定した状態から熱伝達ガスの流量すなわちガスのリーク量を制御して間隙１７１の圧力を規定値に維持する方法である。図４は、本実施例における経過時間と、直流電源１４４、直流電源１４６の印加電圧（ＥＳＣ電圧）、熱伝達ガス圧力、および熱伝達ガス流量の関係を模式的にグラフにしたものである。本実施例におけるプロセスのうち、ウエハの搬入までは実施の形態に示したプロセスと共通であるため省略する。

本実施例において、ウエハ載置後に印加するＥＳＣ電圧は、当初、予め決められた熱伝達ガス圧力に耐えられると予想される電圧よりも低く設定されている。この状態で熱伝達ガスの流量を増加させると、間隙１７１内の圧力も上昇する。この状態で熱伝達ガスの流量が予め決められた上限値に近づいたら、ＥＳＣ電圧を徐々に上昇させる。そうすることにより、静電チャックの吸着力は上昇し、間隙１７１から処理容器１００内への熱伝達ガスのリーク量は減少する。こうして、間隙１７１の圧力が規定値に到達したら、熱伝達ガスの流量が予め決められた規定値より小さく維持されるように、ＥＳＣ電圧を制御する。

本実施例に示した制御方法の優れた点は、プロセス全体を通して、静電チャックに印加されるＥＳＣ電圧の最大値が、実施の形態に示した制御方法を用いた場合よりも小さいということである。吸着力が最大になった時に最大数の異物がウエハ裏面に付着する可能性があるため、本実施例に示した制御法の方がウエハ裏面に付着する異物の数を低減できると考えられる。

以下、図１、図２および図５を用いて、本発明の静電吸着力の制御方法のさらに別の実施例を詳細に説明する。本実施例は、本発明の静電吸着力の制御方法を用いて異常を検出する方法に関する。図５は、本実施例における経過時間と、直流電源１４４、直流電源１４６の印加電圧（ＥＳＣ電圧）、熱伝達ガス流量の関係を模式的にグラフにしたものである。本実施例におけるプロセスのうち、ウエハの搬入までは実施の形態に示したプロセスと共通であるため省略する。

本実施例のグラフのように、熱伝達ガスの流量が上限値に近づいた時点でＥＳＣ電圧を上昇させても熱伝達ガスの流量が増大しつづけ、熱伝達ガス流量およびＥＳＣ電圧が予め決められた上限値を超えた場合に、異常の発生を通報してシーケンスを停止し、さらに原因究明および復帰等を促すメッセージを発信する。

このような症状の異常が起こる原因は、静電チャック外周部のリング状の凸部１６１とウエハ７００の間に異物が存在するためのリークである場合が多いので、異物除去のシーケンスが確立されていればこの症状が見られた際に自動または手動で異物除去シーケンスに移行するというアルゴリズムを取り入れることは非常に有効である。

以下、図１、図２および図６を用いて、本発明のさらに別の実施例を詳細に説明する。本実施例は、本発明の静電吸着力の制御方法を用いて異常を検出する別の方法に関する。図６は、本実施例における経過時間と、直流電源１４４、直流電源１４６の印加電圧（ＥＳＣ電圧）、および熱伝達ガス流量の関係を模式的にグラフにしたものである。本実施例におけるプロセスのうち、ウエハの搬入までは実施の形態のおけるプロセスと共通であるため省略する。

本実施例のグラフのように、ＥＳＣ電圧をＥＳＣ電圧の下限値まで低下させても熱伝達ガスの流量が予め決めた下限値を上回らず、間隙１７１の圧力も上昇しない場合は異常の発生を通報してシーケンスを停止し、さらに原因究明および復帰等を促すメッセージを発信する。

このような症状の異常が生じる原因は、多くの場合熱伝達ガスの配管の閉塞等であるので、ガス配管テストのシーケンスが確立されていれば、この症状が見られた際に自動または手動でガス配管テストシーケンスに移行するというアルゴリズムを取り入れることは非常に有効である。

なお、上記実施例を実現する装置における表示・指令手段２０４の表示内容の一例を図７に示す。表示画面には、例えばＥＳＣ電圧、熱伝達ガス圧力、熱伝達ガス流量の各パラメータの上限値、下限値、設定値および現在値、さらに各パラメータの時間変化グラフが表示される。

また、上記に述べた実施の形態および実施例１ないし実施例３は、あくまで本発明の実施の形態の例であって、述べるまでもなく本発明がかかる装置に限定されるものではない。本明細書においては、半導体製造に用いるエッチング装置に関して説明したが、本発明は成膜装置などの、その他の半導体製造装置や、液晶ディスプレイの製造装置などのプラズマ処理装置に応用することも可能である。

以上のように、本発明によれば、被処理体の保持力を最適値とすることができるため、被処理体に付着する異物の数を低減でき、被処理体の破損を防止することができる。また、被処理体を保持する手段の経時変化による保持力の変化を修正することができるため、保持手段の寿命を延長することが可能となる。さらに、本発明によれば、静電チャックにおける被処理体の保持の異常やガス配管系の異常を検出することができる。

本発明にかかるプラズマ処理装置の構造の概要を説明する概念図。 本発明にかかるプラズマ処理装置の静電チャックの構造の概要を説明する概念図。 本発明にかかるプラズマ処理装置における静電吸着力のフィードバック制御の例を説明する図。 本発明の実施例１における静電吸着力のフィードバック制御の例を説明する図。 本発明の実施例２における静電吸着力のフィードバック制御の例を説明する図。 本発明の実施例３における静電吸着力のフィードバック制御の例を説明する図。 本発明かかるプラズマ処理装置の表示・指令手段の表示内容の例を説明する図。

符号の説明

１００…処理室、１０１…コイル、１０２…圧力計、１０６…真空排気系、１０７…圧力制御手段、１１０…アンテナ１２０…アンテナ電源系、１２１…アンテナ電源、１２２…アンテナバイアス電源、１２３…マッチング回路・フィルタ、１２４…マッチング回路・フィルタ、１２５…フィルタ、１３１…静電チャック、１４１…バイアス電源、１４２…マッチング回路・フィルタ系、１４３、１４４…直流電源、１４５…フィルタ、１４６…直流電源、１４７…フィルタ、１５１…流量制御装置、１５３…圧力計、１５８…配管、１６１…リング状の凸部、１６３…凸部、１８２…ガス供給孔、２００…主制御装置、２０１…第１の制御装置、２０２…第２の制御装置、２０３…第３の制御装置、２０４…表示・指令手段、７００…ウエハ

Claims (5)

1. 被処理体と被処理体保持手段との間の空隙にガスを供給し、前記被処理体を包含する容器内にプラズマを発生させて前記被処理体を処理するプラズマ処理装置において、
   前記空隙から前記容器に漏洩する気体の量を予め決めた範囲内に維持するように前記被処理体保持手段の保持力をフィードバック制御することを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 請求項１記載のプラズマ処理装置において、
   被処理体保持手段が静電チャックであり，前記保持力の制御は前記静電チャックに印加する電圧をもって行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
3. 請求項１記載のプラズマ処理装置において、
   前記被処理体はシリコンなどのウエハであることを特徴とするプラズマ処理装置。
4. 被処理体と被処理体保持手段である静電チャックとの間の空隙にガスを供給し、前記被処理体を包含する容器内にプラズマを発生させて前記被処理体を処理するプラズマ処理装置において、
   予め決められた前記静電チャックへの印加電圧の範囲内で前記空隙から前記容器内に気体が漏洩する量を予め決められた範囲内に維持できないときには，異常と判断すること特徴とするプラズマ処理装置。
5. 被処理体と被処理体保持手段との間の空隙にガスを供給し、前記被処理体を包含する容器内にプラズマを発生させて前記被処理体を処理するプラズマ処理装置において、
   前記間隙に供給されるガスの圧力を監視する手段と、
   前記間隙に供給されるガスの流量を制御する手段と、
   前記静電チャックへの印加電圧を制御する手段と、
   前記空隙から前記容器に漏洩する気体の量を予め決めた範囲内に維持するように前記被処理体保持手段の保持力をフィードバック制御する手段とを
   備えることを特徴とするプラズマ処理装置。

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