JP2015106587A - Method for coating electrostatic chuck and plasma processing apparatus - Google Patents

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正章 宮川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for coating an electrostatic chuck and a plasma processing apparatus enabling the temperature of a wafer to be properly controlled.SOLUTION: The method for coating an electrostatic chuck is provided that includes a step in which, before a substrate is subjected to plasma processing, gas containing C and F is supplied while the substrate is not mounted on the electrostatic chuck, plasma is generated from the supplied gas, and a part or the whole of the electrostatic chuck is coated in such a way that a film formed on the center side of the electrostatic chuck by the generated plasma is formed to be thicker than that formed on the edge side of the electrostatic chuck.

Description

静電チャックのコーティング方法及びプラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to an electrostatic chuck coating method and a plasma processing apparatus.

ウェハを載置しない状態でチャンバ内を洗浄するウェハレスドライクリーニング(WLDC:Wafer Less Dry Cleaning)が知られている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1には、ウェハの処理前にウェハを載置しない状態でチャンバ内を洗浄し、洗浄後にチャンバ内にプレコートガスを流入させ、チャンバ内の表面にプレコート膜を形成後、ウェハを処理する技術が開示されている。   Waferless dry cleaning (WLDC) is known in which the inside of a chamber is cleaned without placing a wafer (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, the inside of the chamber is cleaned in a state where the wafer is not placed before processing the wafer, a precoat gas is allowed to flow into the chamber after the cleaning, a precoat film is formed on the surface in the chamber, and then the wafer is processed. Technology is disclosed.

特許第5139059号公報Japanese Patent No. 5139059

しかしながら、静電チャックの表面に付着した堆積物は、ウェハレスドライクリーニング時に静電チャックの表面がプラズマに暴露されることが主要因で付着したものであり、ウェハレスドライクリーニングにより除去することは困難である。   However, deposits adhering to the surface of the electrostatic chuck are mainly adhered to the surface of the electrostatic chuck being exposed to plasma during waferless dry cleaning, and can be removed by waferless dry cleaning. Have difficulty.

よって、ウェハレスドライクリーニングの実行に伴い、静電チャックの表面には堆積物が付着し、静電チャックの表面は経時的に変化する。このような静電チャックの表面の経時的変化は、ウェハの温度を適正に制御することを困難にするという課題を有する。   Therefore, with the execution of waferless dry cleaning, deposits adhere to the surface of the electrostatic chuck, and the surface of the electrostatic chuck changes over time. Such a change with time of the surface of the electrostatic chuck has a problem that it is difficult to appropriately control the temperature of the wafer.

上記特許文献1では、チャンバ内の表面を酸素と親和性のある塩素等でプレコートすることで、プラズマ中の酸素ラジカルの量を減少させ、これにより、フォトレジストのエッチングにおける選択比を最適にする。よって、特許文献1に開示された技術では、静電チャックの表面に付着した堆積物による静電チャックの表面の経時的変化に基づき、ウェハの温度を適正に制御することは難しい。   In Patent Document 1, the surface in the chamber is pre-coated with chlorine or the like having affinity for oxygen, thereby reducing the amount of oxygen radicals in the plasma, thereby optimizing the selectivity in etching the photoresist. . Therefore, with the technique disclosed in Patent Document 1, it is difficult to properly control the temperature of the wafer based on the change over time of the surface of the electrostatic chuck due to the deposit attached to the surface of the electrostatic chuck.

上記課題に対して、一側面では、ウェハの温度を適正に制御することが可能な静電チャックのコーティング方法及びプラズマ処理装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of one aspect is to provide an electrostatic chuck coating method and a plasma processing apparatus capable of appropriately controlling the wafer temperature.

上記課題を解決するために、一の態様によれば、
基板をプラズマ処理する前に、基板を静電チャックに載置しない状態でC及びFを含有するガスを供給し、供給されたガスからプラズマを生成し、
前記生成されたプラズマにより前記静電チャックのセンタ側に形成される膜が該静電チャックのエッジ側に形成される膜よりも厚く形成されるように該静電チャックの一部又は全部をコーティングする、
工程を含む静電チャックのコーティング方法が提供される。
In order to solve the above problem, according to one aspect,
Before plasma processing of the substrate, a gas containing C and F is supplied without placing the substrate on the electrostatic chuck, and plasma is generated from the supplied gas.
A part or all of the electrostatic chuck is coated such that the film formed on the center side of the electrostatic chuck is formed thicker than the film formed on the edge side of the electrostatic chuck by the generated plasma. To
An electrostatic chuck coating method comprising the steps is provided.

また、上記課題を解決するために、他の態様によれば、
基板をプラズマ処理する前に、基板を静電チャックに載置しない状態でC、H及びFを含有するガスを供給し、供給されたガスからプラズマを生成し、
前記生成されたプラズマにより前記静電チャックのエッジ側の膜が該静電チャックのセンタ側の膜よりも厚く形成されるように該静電チャックの一部又は全部をコーティングする、
工程を含む静電チャックのコーティング方法が提供される。
Moreover, in order to solve the said subject, according to another aspect,
Before plasma treatment of the substrate, a gas containing C, H and F is supplied without placing the substrate on the electrostatic chuck, and plasma is generated from the supplied gas.
Coating a part or all of the electrostatic chuck such that the film on the edge side of the electrostatic chuck is formed thicker than the film on the center side of the electrostatic chuck by the generated plasma.
An electrostatic chuck coating method comprising the steps is provided.

また、上記課題を解決するために、他の態様によれば、
基板をプラズマ処理する前に、静電チャックに形成される膜の厚さに関する複数種類のプロファイルを記憶部に記憶したレシピに基づき、該静電チャックに所望の厚さ分布の膜が形成されるようにC及びFを含有するガス、又はC、H及びFを含有するガスの供給を制御する制御部と、
前記制御部による制御に応じて基板を前記静電チャックに載置しない状態でC及びFを含有するガス、又はC、H及びFを含有するガスを供給するガス供給部と、を有し、
前記制御部は、前記供給されたガスから生成されたプラズマにより前記静電チャックの一部又は全部を所望の厚さ分布の膜でコーティングするように制御する、
プラズマ処理装置が提供される。
Moreover, in order to solve the said subject, according to another aspect,
Before plasma processing of the substrate, a film having a desired thickness distribution is formed on the electrostatic chuck based on a recipe in which a plurality of types of profiles relating to the thickness of the film formed on the electrostatic chuck are stored in the storage unit. A control unit for controlling supply of a gas containing C and F, or a gas containing C, H and F,
A gas supply unit that supplies a gas containing C and F or a gas containing C, H and F in a state where the substrate is not placed on the electrostatic chuck in accordance with control by the control unit,
The control unit controls to coat a part or all of the electrostatic chuck with a film having a desired thickness distribution by plasma generated from the supplied gas.
A plasma processing apparatus is provided.

一の態様によれば、ウェハの温度を適正に制御することが可能な静電チャックのコーティング方法及びプラズマ処理装置を提供することができる。   According to one aspect, it is possible to provide an electrostatic chuck coating method and a plasma processing apparatus capable of appropriately controlling the wafer temperature.

未使用と使用済の静電チャックに対する温度制御の結果の一例を示した図。The figure which showed an example of the result of the temperature control with respect to the unused and used electrostatic chuck. 一実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成図。1 is an overall configuration diagram of a plasma processing apparatus according to an embodiment. 一実施形態に係るコーティング膜の厚さ分布の一例を示した図。The figure which showed an example of thickness distribution of the coating film which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るコーティング膜の有無とウェハ温度の一例を示した図。The figure which showed the example of the presence or absence of the coating film which concerns on one Embodiment, and wafer temperature. 一実施形態に係るコーティング膜の厚さとウェハ温度の一例を示した図。The figure which showed an example of the thickness of the coating film and wafer temperature which concern on one Embodiment. 一実施形態に係るコーティングのためのレシピ選択処理の一例を示したフローチャート。The flowchart which showed an example of the recipe selection process for the coating which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る第1のコーティング処理の一例を示したフローチャート。The flowchart which showed an example of the 1st coating process which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る第2のコーティング処理の一例を示したフローチャート。The flowchart which showed an example of the 2nd coating process which concerns on one Embodiment.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
(はじめに)
静電チャックの表面に付着した堆積物は、ウェハレスドライクリーニング時に静電チャックの表面がプラズマに暴露されることが主要因で付着したものであり、ウェハレスドライクリーニングにより除去することは困難である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in this specification and drawing, about the substantially same structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
(Introduction)
Deposits adhering to the surface of the electrostatic chuck are mainly adhered to the surface of the electrostatic chuck exposed to plasma during waferless dry cleaning, and are difficult to remove by waferless dry cleaning. is there.

よって、ウェハレスドライクリーニングの実行に伴い、静電チャックの表面には堆積物が付着し、静電チャックの表面は経時的に変化する。このような静電チャックの表面の経時的変化は、ウェハの温度を適正に制御することを困難にする。   Therefore, with the execution of waferless dry cleaning, deposits adhere to the surface of the electrostatic chuck, and the surface of the electrostatic chuck changes over time. Such a change with time of the surface of the electrostatic chuck makes it difficult to properly control the temperature of the wafer.

例えば、未使用の静電チャックと、数1000時間以上使用された使用済の静電チャックとでは、静電チャックに対して同一の温度制御を行っても静電チャックの温度は異なる値に制御される場合がある。   For example, with an unused electrostatic chuck and a used electrostatic chuck that has been used for several thousand hours or more, the temperature of the electrostatic chuck is controlled to a different value even if the same temperature control is performed on the electrostatic chuck. May be.

図1には、未使用の静電チャック(New ESC)と、数1000時間以上使用された使用済の静電チャック(Used ESC)(以下、単に「使用済の静電チャック」ともいう。)とに対して同一の温度制御を行ったときのウェハの温度分布の一例を示す。このとき、使用済の静電チャックの表面には、ウェハレスドライクリーニング(WLDC)の際に炭素(C)とフッ素(F)とを含む有機化合物(ポリマー)が付着している。   In FIG. 1, an unused electrostatic chuck (New ESC) and a used electrostatic chuck (Used ESC) that has been used for several thousand hours or more (hereinafter also simply referred to as “used electrostatic chuck”). An example of the temperature distribution of the wafer when the same temperature control is performed on. At this time, an organic compound (polymer) containing carbon (C) and fluorine (F) is attached to the surface of the used electrostatic chuck during waferless dry cleaning (WLDC).

横軸に示したCF化合物の堆積量(nm)に対し、縦軸に示したウェハの温度を考察すると、未使用の静電チャックを使用した場合、使用済の静電チャックを使用した場合よりもウェハのセンタからミドル付近の温度がエッジ付近の温度よりも高くなった。これは、使用済の静電チャックでは、主にCF化合物がチャックの表面に付着して、温度を低下させることにより生じると考えられる。このような静電チャックの表面の経時的変化に基づくウェハの温度制御の結果のバラツキは、エッチングレート等のプラズマプロセスの特性に影響を及ぼすため好ましくない。   Considering the wafer temperature shown on the vertical axis with respect to the CF compound deposition amount (nm) shown on the horizontal axis, when an unused electrostatic chuck is used, compared to using a used electrostatic chuck. However, the temperature near the middle from the wafer center was higher than the temperature near the edge. In a used electrostatic chuck, this is considered to be caused mainly by the CF compound adhering to the surface of the chuck and lowering the temperature. Such variation in the temperature control result of the wafer based on the change in the surface of the electrostatic chuck over time is undesirable because it affects the plasma process characteristics such as the etching rate.

そこで、以下では、ウェハの温度を適正に制御することが可能な静電チャックのコーティング方法及び当該コーティング方法を実行するプラズマ処理装置の一実施形態について説明する。   Therefore, in the following, an embodiment of an electrostatic chuck coating method capable of appropriately controlling the wafer temperature and an embodiment of a plasma processing apparatus for executing the coating method will be described.

[プラズマ処理装置の全体構成]
まず、本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置を例に挙げて説明する。プラズマ処理装置は、静電チャックのコーティング方法を実行し、静電チャックにコーティング膜を成膜可能な装置である。図2は、本実施形態にかかるプラズマ処理装置1の断面図である。ここではチャンバ内に下部電極20(載置台)と上部電極25(シャワーヘッド)とを対向配置し、上部電極25から処理ガスをチャンバ内に供給する平行平板型のプラズマ処理装置を例に挙げて説明する。
[Overall configuration of plasma processing apparatus]
First, a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described as an example. The plasma processing apparatus is an apparatus that executes a coating method of an electrostatic chuck and can form a coating film on the electrostatic chuck. FIG. 2 is a cross-sectional view of the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment. Here, as an example, a parallel plate type plasma processing apparatus in which a lower electrode 20 (mounting table) and an upper electrode 25 (shower head) are opposed to each other in a chamber and a processing gas is supplied from the upper electrode 25 into the chamber is taken as an example. explain.

プラズマ処理装置1は、例えばアルミニウム等の導電性材料からなるチャンバ10及びチャンバ10内にガスを供給するガス供給源15を有する。チャンバ10は、接地されている。ガス供給源15は、コーティング工程、エッチング工程及びウェハレスドライクリーニング(WLDC)工程の各工程においてそれぞれ特定のガスを供給する。   The plasma processing apparatus 1 includes a chamber 10 made of a conductive material such as aluminum and a gas supply source 15 that supplies a gas into the chamber 10. The chamber 10 is grounded. The gas supply source 15 supplies a specific gas in each of the coating process, the etching process, and the waferless dry cleaning (WLDC) process.

チャンバ10は電気的に接地されており、チャンバ10内には下部電極20と、これに対向して平行に配置された上部電極25とが設けられている。下部電極20は、半導体ウェハ(以下、単に「ウェハ」という。)を載置する載置台としても機能する。ウェハは、エッチング対象である基板の一例である。   The chamber 10 is electrically grounded, and a lower electrode 20 and an upper electrode 25 disposed in parallel to face the lower electrode 20 are provided in the chamber 10. The lower electrode 20 also functions as a mounting table for mounting a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”). A wafer is an example of a substrate to be etched.

載置台(下部電極20)の上面には、ウェハを静電吸着するための静電チャック106が設けられている。静電チャック106は、絶縁体106bの間にチャック電極106aを挟み込んだ構造となっている。チャック電極106aには直流電圧源112が接続され、直流電圧源112から電極106aに直流電圧が印加されることにより、クーロン力によってウェハが静電チャック106に吸着される。   An electrostatic chuck 106 for electrostatically attracting the wafer is provided on the upper surface of the mounting table (lower electrode 20). The electrostatic chuck 106 has a structure in which a chuck electrode 106a is sandwiched between insulators 106b. A DC voltage source 112 is connected to the chuck electrode 106a, and when a DC voltage is applied from the DC voltage source 112 to the electrode 106a, the wafer is attracted to the electrostatic chuck 106 by Coulomb force.

載置台(下部電極20)は、支持体104により支持されている。支持体104の内部には、冷媒流路104aが形成されている。冷媒流路104aには、冷媒入口配管104b及び冷媒出口配管104cが接続されている。冷媒流路104aには、適宜冷媒として例えば冷却水等が循環される。   The mounting table (lower electrode 20) is supported by the support body 104. A coolant channel 104 a is formed inside the support body 104. A refrigerant inlet pipe 104b and a refrigerant outlet pipe 104c are connected to the refrigerant flow path 104a. For example, cooling water or the like is circulated as appropriate in the refrigerant flow path 104a.

伝熱ガス供給源85は、ヘリウムガス(He)やアルゴンガス(Ar)等の伝熱ガスをガス供給ライン130に通して静電チャック106上のウエハWの裏面に供給する。かかる構成により、静電チャック106は、冷媒流路104aに循環させる冷却水と、ウエハWの裏面に供給する伝熱ガスとによって温度制御される。この結果、ウェハを所定の温度に制御することができる。   The heat transfer gas supply source 85 supplies a heat transfer gas such as helium gas (He) or argon gas (Ar) to the back surface of the wafer W on the electrostatic chuck 106 through the gas supply line 130. With this configuration, the temperature of the electrostatic chuck 106 is controlled by the cooling water circulated through the refrigerant flow path 104a and the heat transfer gas supplied to the back surface of the wafer W. As a result, the wafer can be controlled to a predetermined temperature.

下部電極20には、2周波重畳電力を供給する電力供給装置30が接続されている。電力供給装置30は、第1周波数の第1高周波電力(プラズマ生起用高周波電力)を供給する第1高周波電源32と、第1周波数よりも低い第2周波数の第2高周波電力(バイアス電圧発生用高周波電力)を供給する第2高周波電源34を備える。第1高周波電源32は、第1整合器33を介して下部電極20に電気的に接続される。第2高周波電源34は、第2整合器35を介して下部電極20に電気的に接続される。第1高周波電源32は、例えば、40MHzの第1高周波電力を供給する。第2高周波電源34は、例えば、3.2MHzの第2高周波電力を供給する。   The lower electrode 20 is connected to a power supply device 30 that supplies two-frequency superimposed power. The power supply device 30 includes a first high-frequency power source 32 that supplies a first high-frequency power (plasma generation high-frequency power) having a first frequency, and a second high-frequency power (for generating a bias voltage) that is lower than the first frequency. A second high-frequency power source 34 for supplying high-frequency power). The first high frequency power supply 32 is electrically connected to the lower electrode 20 via the first matching unit 33. The second high frequency power supply 34 is electrically connected to the lower electrode 20 via the second matching unit 35. The first high frequency power supply 32 supplies a first high frequency power of 40 MHz, for example. The second high frequency power supply 34 supplies, for example, a second high frequency power of 3.2 MHz.

第1及び第2整合器33、35は、それぞれ第1及び第2高周波電源32、34の内部(または出力)インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるためのものであり、チャンバ10内にプラズマが生成されているときに第1、第2高周波電源32、34の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。   The first and second matching units 33 and 35 are for matching the load impedance to the internal (or output) impedance of the first and second high-frequency power sources 32 and 34, respectively, and plasma is generated in the chamber 10. The internal impedance and load impedance of the first and second high frequency power supplies 32 and 34 seem to coincide with each other.

上部電極25は、その周縁部を被覆するシールドリング40を介してチャンバ10の天井部に取り付けられている。上部電極25は、図1に示すように電気的に接地してもよく、また図示しない可変直流電源を接続して上部電極25に所定の直流(DC)電圧が印加されるように構成してもよい。   The upper electrode 25 is attached to the ceiling portion of the chamber 10 via a shield ring 40 that covers the peripheral edge portion of the upper electrode 25. The upper electrode 25 may be electrically grounded as shown in FIG. 1, or a variable direct current power source (not shown) may be connected so that a predetermined direct current (DC) voltage is applied to the upper electrode 25. Also good.

上部電極25には、ガス供給源15からガスを導入するためのガス導入口45が形成されている。また、上部電極25の内部にはガス導入口45から分岐して導入されたガスを拡散するセンタ側の拡散室50a及びエッジ側の拡散室50bが設けられている。   A gas inlet 45 for introducing gas from the gas supply source 15 is formed in the upper electrode 25. Further, a center side diffusion chamber 50 a and an edge side diffusion chamber 50 b for diffusing the gas branched and introduced from the gas introduction port 45 are provided inside the upper electrode 25.

上部電極25には、この拡散室50からのガスをチャンバ10内に供給する多数のガス供給孔55が形成されている。各ガス供給孔55は、下部電極20に載置されたウェハWと上部電極25との間にガスを供給できるように配置されている。   A number of gas supply holes 55 for supplying the gas from the diffusion chamber 50 into the chamber 10 are formed in the upper electrode 25. Each gas supply hole 55 is arranged so that gas can be supplied between the wafer W placed on the lower electrode 20 and the upper electrode 25.

ガス供給源15からのガスはガス導入口45を介して拡散室50a、50bに供給され、ここで拡散して各ガス供給孔55に分配され、ガス供給孔55から下部電極20に向けて吐出される。以上から、かかる構成の上部電極25は、ガスを供給するガスシャワーヘッドとしても機能する。   The gas from the gas supply source 15 is supplied to the diffusion chambers 50 a and 50 b through the gas inlet 45, diffuses and is distributed to the gas supply holes 55, and is discharged from the gas supply hole 55 toward the lower electrode 20. Is done. From the above, the upper electrode 25 having such a configuration also functions as a gas shower head that supplies gas.

チャンバ10の底面には排気口60が形成されており、排気口60に接続された排気装置65によって排気が行われることによって、チャンバ10内を所定の真空度に維持することができる。チャンバ10の側壁にはゲートバルブGが設けられている。ゲートバルブGは、チャンバ10からウェハWの搬入及び搬出を行う際に搬出入口を開閉する。   An exhaust port 60 is formed in the bottom surface of the chamber 10, and the interior of the chamber 10 can be maintained at a predetermined degree of vacuum by exhausting by the exhaust device 65 connected to the exhaust port 60. A gate valve G is provided on the side wall of the chamber 10. The gate valve G opens and closes the loading / unloading port when the wafer W is loaded and unloaded from the chamber 10.

プラズマ処理装置1には、装置全体の動作を制御する制御部100が設けられている。制御部100は、CPU(Central Processing Unit)105と、ROM(Read Only Memory)110及びRAM(Random Access Memory)115の記録領域とを有している。CPU105は、これらの記憶領域に格納された各種レシピに従って、後述されるコーティング処理、エッチング等の所望の処理、クリーニング処理を実行する。レシピにはプロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、圧力(ガスの排気)、高周波電力や電圧、各種プロセスガス流量、チャンバ内温度(上部電極温度、チャンバの側壁温度、ESC温度など)などが記載されている。なお、これらのプログラムや処理条件を示すレシピは、ハードディスクや半導体メモリに記憶されていてもよく、またCD−ROM、DVD等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で記憶領域の所定位置にセットするようになっていてもよい。   The plasma processing apparatus 1 is provided with a control unit 100 that controls the operation of the entire apparatus. The control unit 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 105 and recording areas of a ROM (Read Only Memory) 110 and a RAM (Random Access Memory) 115. The CPU 105 executes desired processing such as coating processing and etching described later, and cleaning processing according to various recipes stored in these storage areas. The recipe includes process time, pressure (gas exhaust), high-frequency power and voltage, various process gas flow rates, chamber temperature (upper electrode temperature, chamber side wall temperature, ESC temperature, etc.), which are device control information for process conditions Is described. The recipes indicating these programs and processing conditions may be stored in a hard disk or semiconductor memory, or stored in a storage medium readable by a portable computer such as a CD-ROM or DVD. You may set it to the predetermined position of an area | region.

以上、本実施形態に係るプラズマ処理装置1の全体構成について説明した。かかる構成のプラズマ処理装置1によって、後述されるコーティング処理→エッチング等の処理→ウェハレスドライクリーニング処理の順に処理が繰り返される。   The overall configuration of the plasma processing apparatus 1 according to this embodiment has been described above. By the plasma processing apparatus 1 having such a configuration, the processing is repeated in the order of coating processing, etching, etc., which will be described later, and waferless dry cleaning processing.

コーティング処理では、ウェハWを静電チャック106に載置しない状態でガス供給源15からコーティング用のガス及び高周波電力がチャンバ10内に供給され、プラズマが生成される。生成されたプラズマにより静電チャック106の表面に所望のコーティング膜が成膜される。   In the coating process, coating gas and high frequency power are supplied from the gas supply source 15 into the chamber 10 without the wafer W being placed on the electrostatic chuck 106, and plasma is generated. A desired coating film is formed on the surface of the electrostatic chuck 106 by the generated plasma.

エッチング等の処理では、ゲートバルブGの開閉が制御され、ウェハWがチャンバ10に搬入され、下部電極20に載置される。次いで、エッチング等のプロセスガス、高周波電力がチャンバ10内に供給され、生成されたプラズマによりウェハWにプラズマエッチング等の所望の処理が施される。処理後、ゲートバルブGの開閉が制御され、ウェハWがチャンバ10から搬出される。   In processing such as etching, the opening and closing of the gate valve G is controlled, and the wafer W is loaded into the chamber 10 and placed on the lower electrode 20. Next, a process gas such as etching and high-frequency power are supplied into the chamber 10, and a desired process such as plasma etching is performed on the wafer W by the generated plasma. After the processing, the opening and closing of the gate valve G is controlled, and the wafer W is unloaded from the chamber 10.

ウェハレスドライクリーニング処理では、ウェハWを静電チャック106に載置しない状態でガス供給源15からクリーニングガス及び高周波電力がチャンバ10内に供給され、プラズマが生成される。生成されたプラズマによりチャンバ10内が洗浄される。これにより、静電チャック106の表面のコーティング膜は除去される。   In the waferless dry cleaning process, the cleaning gas and the high frequency power are supplied from the gas supply source 15 into the chamber 10 without the wafer W being placed on the electrostatic chuck 106, and plasma is generated. The inside of the chamber 10 is cleaned by the generated plasma. Thereby, the coating film on the surface of the electrostatic chuck 106 is removed.

以下では、本実施形態に係る静電チャックのコーティング方法を中心に説明する。   Hereinafter, the electrostatic chuck coating method according to the present embodiment will be mainly described.

[コーティング]
静電チャックの表面に凸プロファイルの分布を有する膜をコーティングした場合のウェハの温度変化について、図3〜図5を参照しながら説明する。図3は、一実施形態に係るコーティング膜の厚さ分布の一例と当該厚さ分布のコーティング膜を成膜するプロセス条件を示す。図4は、一実施形態に係るコーティング膜の有無とウェハ温度の一例を示す。図5は、一実施形態に係るコーティング膜の厚さとウェハ温度の一例を示す。
[coating]
A change in the temperature of the wafer when a film having a convex profile distribution is coated on the surface of the electrostatic chuck will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows an example of a thickness distribution of a coating film according to an embodiment and process conditions for forming a coating film having the thickness distribution. FIG. 4 shows an example of the presence / absence of a coating film and the wafer temperature according to an embodiment. FIG. 5 shows an example of the thickness of the coating film and the wafer temperature according to an embodiment.

図3の(a)は、直径が300mmのウェハの径方向の位置(以下、「ウェハ位置」という。)における静電チャックの表面への堆積量(すなわち、コーティング膜の厚さ)を示す。X、Yは直交する径のそれぞれのウェハ位置における堆積量を示す。   FIG. 3A shows the deposition amount (that is, the thickness of the coating film) on the surface of the electrostatic chuck at a radial position (hereinafter referred to as “wafer position”) of a wafer having a diameter of 300 mm. X and Y indicate the amount of deposition at each wafer position having an orthogonal diameter.

図3の(a)は、静電チャックの表面のセンタからミドルのコーティング膜が、ミドルからエッジのコーティング膜よりも厚くなる凸プロファイルの分布を有する膜を示す。図3の(a)の膜厚分布を有するコーティング膜を形成するためのプロセス条件を以下に示す。
<プロセス条件:凸プロファイル>
圧力 400mTorr(53.3Pa)
第1高周波電力のパワー 800W
第2高周波電力のパワー 0W
ガス種及びガス流量 C(ヘキサフルオロ1,3ブタジエン)/C(パーフルオロシクロブタン)/C(八フッ化プロパン)/Ar(アルゴン)=100/85/95/100sccm
ガス供給比(シャワーヘッド) センタ:エッジ=50:50
静電チャックの温度制御 20℃
成膜時間 20秒
上記プロセス条件の下、本実施形態にかかるプラズマ処理装置1を用いて成膜処理が実行される。その際、制御部100は、ウェハを静電チャック106に載置しない状態でガス供給源15から炭素(C)とフッ素(F)とを含むコーティング用のガスが供給されるように制御する。また、制御部100は、上記パワーの第1高周波電力がチャンバ10内に供給されるように制御する。その結果生成されたプラズマにより、予め定められた成膜時間、成膜処理が施される。この結果、静電チャックの表面に炭素(C)とフッ素(F)とを含有する化合物が付着し、静電チャックのセンタからミドルの膜厚がミドルからエッジの膜厚よりも厚くなる図3の(a)に示した厚さ分布のCF系のコーティング膜が成膜される。
FIG. 3A shows a film having a convex profile distribution in which the center-to-middle coating film on the surface of the electrostatic chuck is thicker than the middle-to-edge coating film. Process conditions for forming a coating film having a film thickness distribution shown in FIG.
<Process conditions: Convex profile>
Pressure 400mTorr (53.3Pa)
First high frequency power 800W
Power of second high frequency power 0W
Gas type and gas flow rate C 4 F 6 (hexafluoro1,3 butadiene) / C 4 F 8 (perfluorocyclobutane) / C 3 F 8 (octafluoropropane) / Ar (argon) = 100/85/95 / 100 sccm
Gas supply ratio (shower head) Center: Edge = 50: 50
Electrostatic chuck temperature control 20 ℃
Deposition time 20 seconds Under the above process conditions, a film formation process is performed using the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment. At that time, the control unit 100 controls the gas supply source 15 to supply a coating gas containing carbon (C) and fluorine (F) without placing the wafer on the electrostatic chuck 106. Further, the control unit 100 performs control so that the first high-frequency power having the above power is supplied into the chamber 10. The plasma generated as a result is subjected to a film formation process for a predetermined film formation time. As a result, a compound containing carbon (C) and fluorine (F) adheres to the surface of the electrostatic chuck, and the thickness of the middle from the center of the electrostatic chuck becomes thicker than the thickness from the middle to the edge. A CF-based coating film having the thickness distribution shown in FIG.

静電チャックの表面が、図3の(a)に示した厚さ分布のコーティング膜でコーティングされる効果の一例について、図4及び図5を参照しながら説明する。図4及び図5にて示されるウェハの温度は、コーティングされている静電チャック及びコーティングされていない静電チャックに対して同じ温度制御を行った結果得られるウェハの温度の一例である。   An example of the effect that the surface of the electrostatic chuck is coated with the coating film having the thickness distribution shown in FIG. 3A will be described with reference to FIGS. The temperature of the wafer shown in FIGS. 4 and 5 is an example of the temperature of the wafer obtained as a result of performing the same temperature control on the coated electrostatic chuck and the uncoated electrostatic chuck.

その結果、コーティング前の静電チャックに対して温度制御した場合、ウェハの平均温度は、62.5℃であった。このとき、ウェハのセンタの温度は62.2℃、エッジの温度は64.9℃であった。   As a result, when the temperature was controlled for the electrostatic chuck before coating, the average temperature of the wafer was 62.5 ° C. At this time, the wafer center temperature was 62.2 ° C. and the edge temperature was 64.9 ° C.

これに対して、図3の(a)に示した凸プロファイルのコーティング膜でコーティングした後の静電チャックに対して温度制御した場合、ウェハの平均温度は、57.5℃であった。このとき、ウェハのセンタの温度は53.8℃、エッジの温度は64.7℃であった。   In contrast, when the temperature of the electrostatic chuck after coating with the convex profile coating film shown in FIG. 3A was controlled, the average temperature of the wafer was 57.5 ° C. At this time, the wafer center temperature was 53.8 ° C. and the edge temperature was 64.7 ° C.

さらに、上記コーティング膜を除去した後の静電チャックに対して温度制御した場合、ウェハの平均温度は、62.0℃であった。このとき、ウェハのセンタの温度は60.9℃、エッジの温度は63.6℃であった。   Further, when the temperature was controlled with respect to the electrostatic chuck after removing the coating film, the average temperature of the wafer was 62.0 ° C. At this time, the wafer center temperature was 60.9 ° C. and the edge temperature was 63.6 ° C.

この結果から、センタからミドルの膜厚がミドルからエッジの膜厚よりも厚いCF系のコーティング膜を静電チャックにコーティングすると、ウェハのセンタ付近の温度が低下し、コーティング膜を静電チャックから除去すると、コーティング前の温度制御状態に概ね戻ることがわかる。   From this result, if the electrostatic chuck is coated with a CF coating film whose center-to-middle film thickness is thicker than the middle-to-edge film thickness, the temperature near the wafer center decreases, and the coating film is removed from the electrostatic chuck. It can be seen that the removal generally returns to the temperature control state before coating.

この結果は、図5にも示されている。図5は、一実施形態に係るコーティング膜の厚さ(CF化合物の堆積量)に対するウェハ温度の一例を示した図である。図5に示されるように、静電チャックの表面のコーティング膜は、100nm以下の膜厚のとき、ウェハの温度を低下させる効果があり、100nm以上の膜厚では、ウェハ温度が下げ止まり、ほとんど変化しない。つまり、最適な膜厚は所望のウェハ温度を目標として、膜厚を変化させることで可能となる。   This result is also shown in FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the wafer temperature with respect to the thickness of the coating film (CF compound deposition amount) according to an embodiment. As shown in FIG. 5, the coating film on the surface of the electrostatic chuck has an effect of lowering the wafer temperature when the film thickness is 100 nm or less, and when the film thickness is 100 nm or more, the wafer temperature stops decreasing and changes almost. do not do. In other words, the optimum film thickness can be achieved by changing the film thickness with the desired wafer temperature as a target.

以上から、静電チャックにCF系のコーティング膜を成膜することにより、センタからミドルの温度がミドルからエッジの温度よりも低下するようにウェハの温度を制御することができる。特に、未使用の静電チャックの表面は、堆積物が付着していないため、温度制御が困難な場合がある。その場合においても、未使用の静電チャックにCF系のコーティング膜を成膜することにより、ウェハを所望の温度分布に制御することができる。特に、凸プロファイルのプロセス条件に基づき成膜されるコーティング膜は、ウェハのセンタからミドルまでの領域の温度を低下させるように制御したい場合に有効である。   From the above, by forming a CF-based coating film on the electrostatic chuck, the temperature of the wafer can be controlled so that the temperature from the center to the middle is lower than the temperature from the middle to the edge. In particular, temperature control may be difficult on the surface of an unused electrostatic chuck because deposits are not attached. Even in this case, the wafer can be controlled to have a desired temperature distribution by forming a CF-based coating film on an unused electrostatic chuck. In particular, the coating film formed based on the process conditions of the convex profile is effective when it is desired to control the temperature of the region from the center to the middle of the wafer to be lowered.

なお、凸プロファイルのプロセス条件では、コーティング用のガスとして、CとF等を含む混合ガス(CF系ガス)を用いたが、CF系ガスは単ガスでもよいし、混合ガスでもよい。また、コーティング用のガスは、水素Hは含まれないガスである。   In the process conditions of the convex profile, a mixed gas (CF-based gas) containing C and F or the like is used as the coating gas, but the CF-based gas may be a single gas or a mixed gas. The coating gas is a gas that does not contain hydrogen H.

コーティング用のガスには、アルゴンガス(Ar)、酸素ガス(O)、ヘリウムガス(He)が含まれてもよいし、含まれなくてもよい。これらのガスは、主に成膜速度を低下させる用途、又は均一性制御(コーティング膜のプロファイルの調整)の用途で用いられる。 The coating gas may or may not include argon gas (Ar), oxygen gas (O 2 ), and helium gas (He). These gases are mainly used for the purpose of reducing the film formation rate or for the purpose of uniformity control (adjustment of the profile of the coating film).

次に、凹プロファイルの分布を有する膜をコーティングする場合のプロセス条件について説明する。図3の(b)は、静電チャックの表面のミドルからエッジのコーティング膜が、センタからミドルのコーティング膜よりも厚くなる凹プロファイルの分布を有する膜を示す。図3の(b)の膜厚分布を有するコーティング膜を形成するためのプロセス条件を以下に示す。
<プロセス条件:凹プロファイル>
圧力 200mTorr(26.7Pa)
第1高周波電力のパワー 800W
第2高周波電力のパワー 0W
ガス種及びガス流量 CH(二フッ化メタン)/CHF(三フッ化メチル)=200/100 sccm
ガス供給比(シャワーヘッド) センタ:エッジ=50:50
静電チャックの温度制御 20℃(固定)
成膜時間 60秒
上記プロセス条件の下、本実施形態にかかるプラズマ処理装置1を用いて成膜処理が実行される。その際、制御部100は、ウェハを静電チャック106に載置しない状態でガス供給源15から上記炭素(C)と水素(H)とフッ素(F)とを含むコーティング用のガスが供給されるように制御する。また、制御部100は、上記パワーの第1高周波電力がチャンバ10内に供給されるように制御する。その結果生成されたプラズマにより、予め定められた成膜時間、成膜処理が施される。この結果、静電チャックのミドルからエッジの膜厚がセンタからミドルの膜厚よりも厚くなる図3の(b)に示した厚さ分布のコーティング膜が成膜される。
Next, process conditions for coating a film having a concave profile distribution will be described. FIG. 3B shows a film having a concave profile distribution in which the middle-to-edge coating film on the surface of the electrostatic chuck is thicker than the middle-to-middle coating film. Process conditions for forming a coating film having a film thickness distribution shown in FIG.
<Process conditions: concave profile>
Pressure 200mTorr (26.7Pa)
First high frequency power 800W
Power of second high frequency power 0W
Gas type and gas flow rate CH 2 F 2 (methane difluoride) / CHF 3 (methyl trifluoride) = 200/100 sccm
Gas supply ratio (shower head) Center: Edge = 50: 50
Electrostatic chuck temperature control 20 ° C (fixed)
Deposition time 60 seconds Under the above process conditions, a film formation process is performed using the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment. At that time, the control unit 100 is supplied with a coating gas containing carbon (C), hydrogen (H), and fluorine (F) from the gas supply source 15 without placing the wafer on the electrostatic chuck 106. To control. Further, the control unit 100 performs control so that the first high-frequency power having the above power is supplied into the chamber 10. The plasma generated as a result is subjected to a film formation process for a predetermined film formation time. As a result, a coating film having a thickness distribution shown in FIG. 3B is formed in which the film thickness from the middle to the edge of the electrostatic chuck is larger than the film thickness from the center to the middle.

以上から、静電チャックにCHF系のコーティング膜を成膜することにより、ミドルからエッジの温度がセンタからミドルの温度よりも低下するようにウェハの温度を制御することができる。特に、未使用の静電チャックの表面は、堆積物が付着していないため、温度制御が困難な場合がある。その場合においても、未使用の静電チャックにCHF系のコーティング膜を成膜することにより、ウェハを所望の温度分布に制御することができる。特に、凹プロファイルのプロセス条件に基づき成膜されるコーティング膜は、ウェハのミドルからエッジまでの領域の温度を下げたい場合に有効である。   From the above, by forming a CHF-based coating film on the electrostatic chuck, the wafer temperature can be controlled so that the temperature from the middle to the edge is lower than the temperature from the center to the middle. In particular, temperature control may be difficult on the surface of an unused electrostatic chuck because deposits are not attached. Even in that case, the wafer can be controlled to have a desired temperature distribution by forming a CHF-based coating film on an unused electrostatic chuck. Particularly, the coating film formed based on the process conditions of the concave profile is effective when it is desired to lower the temperature of the region from the middle to the edge of the wafer.

なお、凹プロファイルのプロセス条件では、コーティング用のガスとして、CとHとFとを含む混合ガス(CHF系ガス)を用いたが、CHF系ガスは単ガスでもよいし、混合ガスでもよい。コーティング用のガスには、アルゴンガス(Ar)、酸素ガス(O)、ヘリウムガス(He)が含まれてもよいし、含まれなくてもよい。 In the concave profile process conditions, a mixed gas (CHF-based gas) containing C, H, and F is used as a coating gas. However, the CHF-based gas may be a single gas or a mixed gas. The coating gas may or may not include argon gas (Ar), oxygen gas (O 2 ), and helium gas (He).

以上、本実施形態に係る静電チャックのコーティング膜(凸プロファイル及び凹プロファイル)にかかるプロセス条件と、静電チャックへのコーティングの有無によるウェハの温度制御に対する効果について説明した。   In the above, the process conditions concerning the coating film (convex profile and concave profile) of the electrostatic chuck according to the present embodiment and the effect on the temperature control of the wafer depending on whether or not the electrostatic chuck is coated have been described.

[コーティング工程]
次に、上記コーティング膜を成膜するコーティング、エッチング等のプロセス及びクリーニングを含む処理について説明する。図6は、一実施形態に係るコーティングのためのレシピ選択処理の一例を示したフローチャートである。図7は、一実施形態に係る第1のコーティング処理の一例を示したフローチャートである。図8は、一実施形態に係る第2のコーティング処理の一例を示したフローチャートである。
[Coating process]
Next, processes including coating and etching processes for forming the coating film and processes including cleaning will be described. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a recipe selection process for coating according to an embodiment. FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a first coating process according to an embodiment. FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a second coating process according to an embodiment.

(レシピ選択処理)
図6に示したコーティングのためのレシピ選択処理が開始されると、制御部100は、コーティングの条件を取得する(ステップS10)。例えば、制御部100は、コーティングの条件として、センタからミドルの領域の温度低下を条件とすることやミドルからエッジの領域の温度低下を条件とすること等の条件を取得する。この条件の取得は、管理者等に条件に関する情報を入力させることにより行われてもよい。
(Recipe selection process)
When the recipe selection process for coating shown in FIG. 6 is started, the control unit 100 acquires the coating conditions (step S10). For example, the control unit 100 acquires a condition such as a condition that the temperature is lowered from the center to the middle area and a condition that the temperature is lowered from the middle to the edge area. The acquisition of the condition may be performed by causing an administrator or the like to input information regarding the condition.

次に、制御部100は、取得した条件に基づき、プロファイルの種類を判定する(ステップS12)。センタからミドルの領域の温度低下を条件とする場合、プロファイルの種類は凸プロファイルと判定され、制御部100は、凸プロファイルに応じたレシピを取得し(ステップS14)、第1のコーティング処理(図7)へ進む(ステップS16)。凸プロファイルに応じたレシピは、予めRAM115等の記憶部に記憶されている。   Next, the control unit 100 determines the type of profile based on the acquired condition (step S12). When the temperature drop in the middle area from the center is a condition, the profile type is determined to be a convex profile, and the control unit 100 acquires a recipe corresponding to the convex profile (step S14), and performs the first coating process (FIG. The process proceeds to 7) (step S16). A recipe corresponding to the convex profile is stored in advance in a storage unit such as the RAM 115.

一方、ミドルからエッジの領域の温度低下を条件とする場合、ステップS12においてプロファイルの種類は凹プロファイルと判定され、制御部100は、凹プロファイルに応じたレシピを記憶部から取得し(ステップS18)、第2のコーティング処理(図8)等へ進む(ステップS20)。凹プロファイルに応じたレシピは、予めRAM115等の記憶部に記憶されている。   On the other hand, when the condition is a temperature drop from the middle to the edge region, the profile type is determined to be a concave profile in step S12, and the control unit 100 acquires a recipe corresponding to the concave profile from the storage unit (step S18). Then, the process proceeds to the second coating process (FIG. 8) or the like (step S20). A recipe corresponding to the concave profile is stored in advance in a storage unit such as the RAM 115.

[第1のコーティング処理]
(コーティング処理)
図6のステップS16にて呼び出される、図7に示した第1のコーティング処理が開始されると、制御部100は、本実施形態にかかる静電チャックのコーティング方法を実行する。即ち、制御部100は、凸プロファイルに応じたレシピに基づき、静電チャックへのコーティング処理を実行する(ステップS160)。
[First coating treatment]
(Coating treatment)
When the first coating process shown in FIG. 7 called in step S16 in FIG. 6 is started, the control unit 100 executes the electrostatic chuck coating method according to the present embodiment. That is, the control unit 100 executes a coating process on the electrostatic chuck based on the recipe corresponding to the convex profile (step S160).

具体的には、制御部100は、凸プロファイルに応じたレシピに応じてチャンバ内を制御する。これにより、ウェハを静電チャックに載置しない状態でガス供給源15からCガス、Cガス、Cガス及びArガスがチャンバ内に供給される。また、電力供給装置30から800Wの第1高周波電力が供給される。これによってプラズマが生成される。生成されたプラズマにより、静電チャックのセンタ側に形成される膜が静電チャックのエッジ側に形成される膜よりも厚く形成されるように、静電チャックの一部又は全部がCF系の膜でコーティングされる。コーティングされた膜の一例としては、図3の(a)に示されるように、静電チャックのセンタからミドルの膜厚が、ミドルからエッジの膜厚よりも厚いコーティング膜が挙げられる。 Specifically, the control unit 100 controls the inside of the chamber according to a recipe corresponding to the convex profile. Thereby, C 4 F 6 gas, C 4 F 8 gas, C 3 F 8 gas and Ar gas are supplied from the gas supply source 15 into the chamber without placing the wafer on the electrostatic chuck. Further, the first high frequency power of 800 W is supplied from the power supply device 30. As a result, plasma is generated. A part or all of the electrostatic chuck is made of CF-based so that the film formed on the center side of the electrostatic chuck is formed thicker than the film formed on the edge side of the electrostatic chuck by the generated plasma. Coated with membrane. As an example of the coated film, as shown in FIG. 3A, a coating film in which the film thickness from the center of the electrostatic chuck to the middle is thicker than the film thickness from the middle to the edge is mentioned.

なお、ガス供給源15から供給されるガスは、Cガス、Cガス及びCガスの少なくともいずれかの単一ガスであってもよく、混合ガスであってもよい。また、Arガスは含まれなくてもよい。すなわち、ガス供給源15から供給されるガスは、C及びFを含有するガスであればよい。第1のコーティング処理では、供給されるガスにHガスは含有されない。 The gas supplied from the gas supply source 15 may be a single gas of at least one of C 4 F 6 gas, C 4 F 8 gas, and C 3 F 8 gas, or may be a mixed gas. Good. Ar gas may not be contained. That is, the gas supplied from the gas supply source 15 may be a gas containing C and F. In the first coating process, H gas is not contained in the supplied gas.

(エッチング等の所望の処理)
次に、制御部100は、ウェハを静電チャックに載置し、所望のプロセスガスをチャンバ内に供給させ、例えば、3000〜4000Wの第1高周波電力のパワーによりプラズマを生成させる。生成されたプラズマにより、ウェハにエッチングや成膜等の所望の処理が施される(ステップS162)。このとき、静電チャックは、冷媒流路104aに循環させる冷却水と、ウエハWの裏面に供給する伝熱ガスとによって温度制御される。特に、本実施形態では、静電チャックがプリコーティングされ、プリコーティングされた膜は、静電チャックのセンタからミドルの膜厚がミドルからエッジの膜厚よりも厚い。よって、本実施形態では、上記膜厚のコーティング膜により、静電チャックのセンタからミドル側の温度を低下させ、ウェハの温度制御性を高めることができる。
(Desired processing such as etching)
Next, the control unit 100 places the wafer on the electrostatic chuck, supplies a desired process gas into the chamber, and generates plasma with the power of the first high-frequency power of 3000 to 4000 W, for example. A desired process such as etching or film formation is performed on the wafer by the generated plasma (step S162). At this time, the temperature of the electrostatic chuck is controlled by cooling water to be circulated through the refrigerant flow path 104a and heat transfer gas supplied to the back surface of the wafer W. In particular, in the present embodiment, the electrostatic chuck is pre-coated, and the pre-coated film has a film thickness from the center of the electrostatic chuck to the middle that is greater than that from the middle to the edge. Therefore, in the present embodiment, the coating film having the above thickness can lower the temperature on the middle side from the center of the electrostatic chuck and improve the temperature controllability of the wafer.

(ウェハレスドライクリーニング処理)
処理済みのウェハをチャンバから搬出後、制御部100は、ウェハを静電チャックに載置しない状態で、クリーニングガスをチャンバ内に供給させ、高周波電力によりプラズマを生成させる。生成されたプラズマにより、静電チャックの表面を含む、チャンバ内が洗浄される(ステップS164)。これにより、静電チャックの表面のコーティング膜を除去できる。クリーニングガスの一例としては、ヘリウムガス(He)、水素ガス(H)、酸素ガス(O)を含むガスであってもよい。
(Waferless dry cleaning process)
After the processed wafer is unloaded from the chamber, the control unit 100 supplies a cleaning gas into the chamber without generating the wafer on the electrostatic chuck, and generates plasma with high-frequency power. The inside of the chamber including the surface of the electrostatic chuck is cleaned by the generated plasma (step S164). Thereby, the coating film on the surface of the electrostatic chuck can be removed. As an example of the cleaning gas, a gas including helium gas (He), hydrogen gas (H), and oxygen gas (O) may be used.

[第2のコーティング処理]
(コーティング処理)
図6のステップS20にて呼び出される、図8に示した第2のコーティング処理が開始されると、制御部100は、本実施形態にかかる静電チャックのコーティング方法を実行する。即ち、制御部100は、凹プロファイルに応じたレシピに基づき、静電チャックへのコーティング処理を実行する(ステップS200)。
[Second coating process]
(Coating treatment)
When the second coating process shown in FIG. 8 called in step S20 of FIG. 6 is started, the control unit 100 executes the electrostatic chuck coating method according to the present embodiment. That is, the control unit 100 executes a coating process on the electrostatic chuck based on the recipe corresponding to the concave profile (step S200).

具体的には、制御部100は、凸プロファイルに応じたレシピに応じてチャンバ内を制御する。これにより、ウェハを静電チャックに載置しない状態でガス供給源15からCHガス及びCHFガスがチャンバ内に供給される。また、電力供給装置30から800Wの第1高周波電力が供給される。これによってプラズマが生成される。生成されたプラズマにより、静電チャックのエッジ側に形成される膜が静電チャックのセンタ側に形成される膜よりも厚く形成されるように、静電チャックの一部又は全部がCHF系の膜でコーティングされる。コーティングされた膜の一例としては、図3の(b)に示されるように、静電チャックのミドルからエッジの膜厚が、センタからミドルの膜厚よりも厚いコーティング膜が挙げられる。 Specifically, the control unit 100 controls the inside of the chamber according to a recipe corresponding to the convex profile. Thus, CH 2 F 2 gas and CHF 3 gas are supplied from the gas supply source 15 into the chamber without placing the wafer on the electrostatic chuck. Further, the first high frequency power of 800 W is supplied from the power supply device 30. As a result, plasma is generated. Part or all of the electrostatic chuck is CHF-based so that the film formed on the edge side of the electrostatic chuck is formed thicker than the film formed on the center side of the electrostatic chuck by the generated plasma. Coated with membrane. As an example of the coated film, as shown in FIG. 3B, a coating film in which the film thickness from the middle to the edge of the electrostatic chuck is thicker than the film thickness from the center to the middle.

なお、ガス供給源15から供給されるガスは、CHガス、CHFガス及びCHFガスの少なくともいずれかの単一ガスであってもよく、混合ガスであってもよい。すなわち、ガス供給源15から供給されるガスは、C、H及びFを含有するガスであればよい。第2のコーティング処理では、供給されるガスにHガスが含有される。 Note that the gas supplied from the gas supply source 15 may be a single gas of at least one of CH 2 F 2 gas, CHF 3 gas, and CHF 2 gas, or a mixed gas. That is, the gas supplied from the gas supply source 15 may be a gas containing C, H, and F. In the second coating process, H gas is contained in the supplied gas.

(エッチング等の所望の処理)
次に、制御部100は、ウェハを静電チャックに載置し、所望のプロセスガスをチャンバ内に供給させ、例えば、3000〜4000Wの第1高周波電力のパワーによりプラズマを生成させる。生成されたプラズマにより、ウェハにエッチングや成膜等の所望の処理が施される(ステップS202)。このとき、静電チャックは、冷媒流路104aに循環させる冷却水と、ウエハWの裏面に供給する伝熱ガスとによって温度制御される。特に、本実施形態では、静電チャックがプリコーティングされ、プリコーティングされた膜は、静電チャックのミドルからエッジの膜厚がセンタからミドルの膜厚よりも厚い。よって、本実施形態では、上記膜厚のコーティング膜により、静電チャックのミドルからエッジ側の温度を低下させ、ウェハの温度制御性を高めることができる。
(Desired processing such as etching)
Next, the control unit 100 places the wafer on the electrostatic chuck, supplies a desired process gas into the chamber, and generates plasma with the power of the first high-frequency power of 3000 to 4000 W, for example. The generated plasma is subjected to a desired process such as etching or film formation (step S202). At this time, the temperature of the electrostatic chuck is controlled by cooling water to be circulated through the refrigerant flow path 104a and heat transfer gas supplied to the back surface of the wafer W. In particular, in this embodiment, the electrostatic chuck is pre-coated, and the film of the pre-coated middle to edge is thicker than the center to middle film thickness. Therefore, in the present embodiment, the coating film having the above thickness can reduce the temperature from the middle to the edge side of the electrostatic chuck and improve the temperature controllability of the wafer.

(ウェハレスドライクリーニング処理)
処理済みのウェハをチャンバから搬出後、制御部100は、ウェハを静電チャックに載置しない状態で、クリーニングガスをチャンバ内に供給させ、高周波電力によりプラズマを生成させる。生成されたプラズマにより、静電チャックの表面を含む、チャンバ内が洗浄される(ステップS204)。これにより、静電チャックの表面のコーティング膜を除去できる。クリーニングガスの一例としては、ヘリウムガス(He)、水素ガス(H)、酸素ガス(O)を含むガスであってもよい。
(Waferless dry cleaning process)
After the processed wafer is unloaded from the chamber, the control unit 100 supplies a cleaning gas into the chamber without generating the wafer on the electrostatic chuck, and generates plasma with high-frequency power. The inside of the chamber including the surface of the electrostatic chuck is cleaned by the generated plasma (step S204). Thereby, the coating film on the surface of the electrostatic chuck can be removed. As an example of the cleaning gas, a gas including helium gas (He), hydrogen gas (H), and oxygen gas (O) may be used.

以上、本実施形態に係る静電チャックのコーティング方法について説明した。以上に説明したプラズマによるコーティング処理、エッチング等の所望の処理、及びウェハレスドライクリーニング処理を繰り返し実行することで、エッチング等の所望の処理前の静電チャックの表面をコーティング膜によりコーティングすることができる。これにより、静電チャックの表面の経時的変化によってもウェハの温度を適正に制御することができる。特に、未使用の静電チャックにおいても所望のウェハの温度分布に制御できる。更に、ウェハレスドライクリーニング処理により、コーティング膜は容易に除去可能である。よって、製品種毎にコーティングの膜厚及び分布を変化させることができるため、汎用性が高い。   The electrostatic chuck coating method according to the present embodiment has been described above. The surface of the electrostatic chuck before the desired processing such as etching can be coated with the coating film by repeatedly performing the above-described plasma coating processing, desired processing such as etching, and waferless dry cleaning processing. it can. Thereby, the temperature of the wafer can be appropriately controlled even by a change with time of the surface of the electrostatic chuck. In particular, even an unused electrostatic chuck can be controlled to have a desired wafer temperature distribution. Further, the coating film can be easily removed by the waferless dry cleaning process. Therefore, since the film thickness and distribution of the coating can be changed for each product type, the versatility is high.

本実施形態に係る静電チャックのコーティング方法では、凸プロファイルの場合、C及びFを含有するガスを供給する。これにより、静電チャックのセンタからミドルの膜厚がミドルからエッジの膜厚よりも厚くなる図3の(a)に示した厚さ分布のCF系のコーティング膜が成膜される。これにより、ウェハのセンタ側の温度を低下させることで所望のウェハの温度分布を実現できる。   In the electrostatic chuck coating method according to the present embodiment, in the case of a convex profile, a gas containing C and F is supplied. As a result, a CF-based coating film having a thickness distribution shown in FIG. 3A is formed in which the film thickness from the center of the electrostatic chuck to the middle is larger than the film thickness from the middle to the edge. Thereby, the temperature distribution of the desired wafer can be realized by lowering the temperature on the center side of the wafer.

また、本実施形態に係る静電チャックのコーティング方法では、凹プロファイルの場合、C、H及びFを含有するガスを供給する。これにより、静電チャックのミドルからエッジの膜厚がセンタの膜厚よりも厚くなる図3の(b)に示した厚さ分布のCHF系のコーティング膜が成膜される。これにより、ウェハのエッジ側の温度を低下させることで所望のウェハの温度分布に制御できる。   In the electrostatic chuck coating method according to this embodiment, in the case of the concave profile, a gas containing C, H, and F is supplied. As a result, a CHF-based coating film having a thickness distribution shown in FIG. 3B is formed in which the film thickness of the edge from the middle of the electrostatic chuck is thicker than the film thickness of the center. Thus, the temperature distribution on the desired wafer can be controlled by lowering the temperature on the edge side of the wafer.

なお、ウェハレスドライクリーニング処理は、省略することができる。その場合には、コーティング処理及びエッチング等の処理が繰り返し実行される。ただし、チャンバ内の洗浄のためにクリーニング処理は行われることが好ましい。   The waferless dry cleaning process can be omitted. In that case, processes such as coating and etching are repeatedly performed. However, it is preferable to perform a cleaning process for cleaning the inside of the chamber.

また、静電チャックへのコーティング処理のタイミングは、所望のプロセスの前であればよい。静電チャックへのコーティング処理の前にチャンバ内のコンディションを整えるためのシーズニングを行ってもよい。   The timing of the coating process on the electrostatic chuck may be before the desired process. Seasoning may be performed to condition the chamber before coating the electrostatic chuck.

以上、静電チャックのコーティング方法及びプラズマ処理装置を上記実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。また、上記実施形態及び変形例を矛盾しない範囲で組み合わせることができる。   The electrostatic chuck coating method and the plasma processing apparatus have been described above by the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention. . Moreover, it is possible to combine the above-described embodiments and modification examples as long as they do not contradict each other.

例えば、本発明に係るプラズマ処理装置にてプラズマを発生させる手段としては、容量結合型プラズマ(CCP:Capacitively Coupled Plasma)発生手段、誘導結合型プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)発生手段、ヘリコン波励起型プラズマ(HWP:Helicon Wave Plasma)発生手段、ラジアルラインスロットアンテナから生成したマイクロ波プラズマやSPA(Slot Plane Antenna)プラズマを含むマイクロ波励起表面波プラズマ発生手段、電子サイクロトロン共鳴プラズマ(ECR:Electron Cyclotron Resonance Plasma)発生手段、上記発生手段を用いたリモートプラズマ発生手段等を用いることができる。   For example, as means for generating plasma in the plasma processing apparatus according to the present invention, capacitively coupled plasma (CCP) generating means, inductively coupled plasma (ICP) generating means, helicon wave excitation Type plasma (HWP: Helicon Wave Plasma) generation means, microwave excitation surface wave plasma generation means including microwave plasma and SPA (Slot Plane Antenna) plasma generated from a radial line slot antenna, electron cyclotron resonance plasma (ECR) Resonance Plasma) generating means, remote plasma generating means using the generating means, and the like can be used.

本発明において処理を施される基板は、上記実施形態にて説明に使用した(半導体)ウェハに限られず、例えば、フラットパネルディスプレイ(Flat Panel Display)用の大型基板、EL素子又は太陽電池用の基板であってもよい。   The substrate to be treated in the present invention is not limited to the (semiconductor) wafer used in the description in the above embodiment, and for example, a large substrate for a flat panel display, an EL element, or a solar cell It may be a substrate.

1:プラズマ処理装置
10:チャンバ
15:ガス供給源
20:下部電極
25:上部電極
32:第1高周波電源
34:第2高周波電源
85:伝熱ガス供給源
100:制御部
104a:冷媒流路
106:静電チャック
130:ガス供給ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Plasma processing apparatus 10: Chamber 15: Gas supply source 20: Lower electrode 25: Upper electrode 32: 1st high frequency power supply 34: 2nd high frequency power supply 85: Heat transfer gas supply source 100: Control part 104a: Refrigerant flow path 106 : Electrostatic chuck 130: Gas supply line

Claims (10)

基板をプラズマ処理する前に、基板を静電チャックに載置しない状態でC及びFを含有するガスを供給し、供給されたガスからプラズマを生成し、
前記生成されたプラズマにより前記静電チャックのセンタ側に形成される膜が該静電チャックのエッジ側に形成される膜よりも厚く形成されるように該静電チャックの一部又は全部をコーティングする、
工程を含む静電チャックのコーティング方法。
Before plasma processing of the substrate, a gas containing C and F is supplied without placing the substrate on the electrostatic chuck, and plasma is generated from the supplied gas.
A part or all of the electrostatic chuck is coated such that the film formed on the center side of the electrostatic chuck is formed thicker than the film formed on the edge side of the electrostatic chuck by the generated plasma. To
A method for coating an electrostatic chuck including a step.
前記C及びFを含有するガスは、Hを含有しないガスである、
請求項1に記載の静電チャックのコーティング方法。
The gas containing C and F is a gas not containing H.
The method for coating an electrostatic chuck according to claim 1.
前記C及びFを含有するガスは、Cガス、Cガス、Cガスの少なくともいずれかのガスを含む、
請求項1又は2に記載の静電チャックのコーティング方法。
The gas containing C and F includes at least one of C 4 F 6 gas, C 4 F 8 gas, and C 3 F 8 gas.
The electrostatic chuck coating method according to claim 1 or 2.
基板をプラズマ処理する前に、基板を静電チャックに載置しない状態でC、H及びFを含有するガスを供給し、供給されたガスからプラズマを生成し、
前記生成されたプラズマにより前記静電チャックのエッジ側の膜が該静電チャックのセンタ側の膜よりも厚く形成されるように該静電チャックの一部又は全部をコーティングする、
工程を含む静電チャックのコーティング方法。
Before plasma treatment of the substrate, a gas containing C, H and F is supplied without placing the substrate on the electrostatic chuck, and plasma is generated from the supplied gas.
Coating a part or all of the electrostatic chuck such that the film on the edge side of the electrostatic chuck is formed thicker than the film on the center side of the electrostatic chuck by the generated plasma.
A method for coating an electrostatic chuck including a step.
前記C、H及びFを含有するガスは、CHガス、CHFガス、CHFガスの少なくともいずれかのガスを含有する、
請求項4のいずれか一項に記載の静電チャックのコーティング方法。
The gas containing C, H and F contains at least one of CH 2 F 2 gas, CHF 3 gas, and CHF 2 gas.
The electrostatic chuck coating method according to claim 4.
前記静電チャックをコーティングする工程は、
基板をプラズマ処理する前に実行される、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の静電チャックのコーティング方法。
The step of coating the electrostatic chuck comprises:
Performed before plasma processing the substrate,
The coating method of the electrostatic chuck as described in any one of Claims 1-5.
前記静電チャックをコーティングする工程は、
基板を前記静電チャックに載置しない状態でクリーニングガスにより該静電チャックをドライクリーニングした後に実行される、
請求項6に記載の静電チャックのコーティング方法。
The step of coating the electrostatic chuck comprises:
Executed after dry cleaning the electrostatic chuck with a cleaning gas without placing the substrate on the electrostatic chuck.
The method for coating an electrostatic chuck according to claim 6.
基板をプラズマ処理する前に、静電チャックに形成される膜の厚さに関する複数のプロファイルを記憶部に記憶したレシピに基づき、該静電チャックに所望の厚さ分布の膜が形成されるようにC及びFを含有するガス、又はC、H及びFを含有するガスの供給を制御する制御部と、
前記制御部による制御に応じて基板を前記静電チャックに載置しない状態でC及びFを含有するガス、又はC、H及びFを含有するガスを供給するガス供給源と、を有し、
前記制御部は、前記供給されたガスから生成されたプラズマにより生成された膜で前記静電チャックの一部又は全部をコーティングするように制御する、
プラズマ処理装置。
Before plasma processing the substrate, a film having a desired thickness distribution is formed on the electrostatic chuck based on a recipe in which a plurality of profiles relating to the thickness of the film formed on the electrostatic chuck are stored in the storage unit. A control unit for controlling supply of a gas containing C and F, or a gas containing C, H and F;
A gas supply source for supplying a gas containing C and F or a gas containing C, H and F in a state where the substrate is not placed on the electrostatic chuck in accordance with control by the control unit,
The control unit controls to coat a part or all of the electrostatic chuck with a film generated by plasma generated from the supplied gas.
Plasma processing equipment.
前記制御部は、前記静電チャックの一部又は全部を生成された膜でコーティングした後にプロセスガスを供給させ、該プロセスガスから生成されたプラズマにより基板をプラズマ処理させる、
請求項8に記載のプラズマ処理装置。
The controller is configured to supply a process gas after coating a part or the whole of the electrostatic chuck with a generated film, and to perform plasma processing on the substrate with plasma generated from the process gas.
The plasma processing apparatus according to claim 8.
前記制御部は、前記基板がプラズマ処理された後であって、前記静電チャックの一部又は全部が所望の厚さ分布の膜でコーティングされる前にクリーニングガスを供給させ、該クリーニングガスから生成されたプラズマにより前記静電チャックをクリーニングさせる、
請求項9に記載のプラズマ処理装置。
The control unit supplies a cleaning gas after the substrate is plasma-treated and before a part or all of the electrostatic chuck is coated with a film having a desired thickness distribution. Cleaning the electrostatic chuck with the generated plasma;
The plasma processing apparatus according to claim 9.
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