JP2015201618A - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理体の離間を妨げる残留吸着力を低減すること。
【解決手段】プラズマ処理方法は、処理容器の内部に設けられた静電チャックに被処理体が載置されていない状態で、Ａｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくともいずれか一つを含む処理ガスのプラズマを生成し、該プラズマ中のイオンによりＳｉを含む部材をスパッタすることによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した前記静電チャックにＳｉ含有物を付着させる付着工程と、前記処理容器の内部に前記被処理体が搬入された場合に、前記Ｓｉ含有物が堆積した前記静電チャックによって前記被処理体を吸着する吸着工程と、前記被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、前記Ｓｉ含有物が付着した前記静電チャックからプラズマ処理された前記被処理体を離間させる離間工程とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明の種々の側面及び実施形態はプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関するものである。

従来、プラズマ処理装置は、例えば、処理容器の内部に設けられた静電チャックを用いて被処理体を吸着した上で、被処理体をプラズマ処理し、プラズマ処理済みの被処理体を静電チャックから離間させ、離間された被処理体を処理容器の外部に搬出する。

ところで、プラズマ処理装置においては、被処理体がプラズマ処理されることによって処理容器の内部にＣ及びＦを含む付着物が残存する。このため、処理容器の内部に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物を除去するクリーニング処理が行われる。例えば、プラズマ処理済みの被処理体を静電チャックから離間させ、被処理体を処理容器の外部に搬出した後に、静電チャックに被処理体が載置されていない状態で、Ｏ２含有ガスのプラズマにより処理容器内の付着物を除去する技術が知られている。

特開２００６−２１０４６１号公報 特開２０１２−１０９４７２号公報 特開２００７−６７４５５号公報

しかしながら、上述した従来技術では、被処理体の離間を妨げる残留吸着力を低減することまでは考慮されていない。

すなわち、従来技術では、処理容器内に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物がＯ２含有ガスのプラズマによりＣ及びＦを含む反応生成物として除去される際に、除去された付着物のＣ及びＦを含む反応生成物が拡散して、静電チャックに再付着する。このため、プラズマ処理装置は、Ｃ及びＦを含む反応生成物が再付着した静電チャックを用いて新規の被処理体を吸着し、吸着した新規の被処理体をプラズマ処理することとなる。すると、プラズマ処理された被処理体と、静電チャックに付着したＣ及びＦを含む反応生成物との間で電荷の移動が発生し、その結果、静電チャックに向けて被処理体を引き寄せる力が残留吸着力として発生する。静電チャックに残留吸着力が発生すると、プラズマ処理済みの被処理体の離間が妨げられ、最悪の場合、被処理体が破損する恐れがある。従来技術では、被処理体の離間を妨げる残留吸着力を低減するという点で更なる改善の余地があった。

本発明の一側面に係るプラズマ処理方法は、処理容器の内部に設けられた静電チャックに被処理体が載置されていない状態で、Ａｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくともいずれか一つを含む処理ガスのプラズマを生成し、該プラズマ中のイオンによりＳｉを含む部材をスパッタすることによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャックにＳｉ含有物を付着させる付着工程と、処理容器の内部に被処理体が搬入された場合に、Ｓｉ含有物が付着した静電チャックによって被処理体を吸着する吸着工程と、被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、Ｓｉ含有物が付着した静電チャックからプラズマ処理された被処理体を離間させる離間工程とを含む。

本発明の種々の側面及び実施形態によれば、被処理体の離間を妨げる残留吸着力を低減することができるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置が実現される。

図１は、第１の実施形態に係るプラズマ処理方法が適用されるプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。 図２は、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置によるプラズマ処理方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図３は、第１の実施形態における付着工程について示す図である。 図４Ａは、第１の実施形態における付着工程を行う意義について説明するための説明図である。 図４Ｂは、第１の実施形態における付着工程を行う意義について説明するための説明図である。 図４Ｃは、第１の実施形態における付着工程を行う意義について説明するための説明図である。 図５Ａは、第１の実施形態における付着工程において用いられる諸条件と、トルク改善率との関係を示す図（その１）である。 図５Ｂは、第１の実施形態における付着工程において用いられる諸条件と、トルク改善率との関係を示す図（その１）である。 図６Ａは、第１の実施形態における付着工程において用いられる諸条件と、トルク改善率との関係を示す図（その２）である。 図６Ｂは、第１の実施形態における付着工程において用いられる諸条件と、トルク改善率との関係を示す図（その２）である。 図７は、第２の実施形態に係るプラズマ処理装置によるプラズマ処理方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図８は、第２の実施形態における付着工程について示す図である。 図９は、第２の実施形態における付着工程を行う意義について説明するための説明図である。 図１０は、第２の実施形態における付着工程において用いられる諸条件と、トルク改善率との関係を示す図である。 図１１は、第２の実施形態における付着工程による残留吸着力の低減を説明するための図である。 図１２Ａは、クリーニング工程が行われた後に付着工程が行われない場合の電荷の移動を示す図である。 図１２Ｂは、第２の実施形態におけるＮ含有物による電荷の移動の遮断のメカニズムを説明するための図である。

以下、図面を参照して開示するプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。

開示するプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、処理容器の内部に設けられた静電チャックに被処理体が載置されていない状態で、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャックにＳｉ含有物又はＮ含有物を付着させる付着工程と、処理容器の内部に被処理体が搬入された場合に、Ｓｉ含有物又はＮ含有物が付着した静電チャックによって被処理体を吸着する吸着工程と、被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、Ｓｉ含有物又はＮ含有物が付着した静電チャックからプラズマ処理された被処理体を離間させる離間工程とを含む。

また、開示するプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、付着工程は、静電チャックに被処理体が載置されていない状態で、Ａｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくともいずれか一つを含む処理ガスのプラズマを生成し、該プラズマ中のイオンによりＳｉを含む部材をスパッタすることによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャックにＳｉ含有物を付着させる。

また、開示するプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、付着工程は、静電チャックに被処理体が載置されていない状態で、Ｎ２を含む処理ガスのプラズマを生成することによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャックにＮ含有物を付着させる。

また、開示するプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、静電チャックから離間された被処理体が処理容器の外部に搬出された場合に、静電チャックに被処理体が載置されていない状態で、Ｏ２含有ガスのプラズマにより処理容器の内部に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物を除去するクリーニング工程をさらに含み、付着工程は、クリーニング工程によってＣ及びＦを含む付着物が除去されてからプラズマ処理されていない被処理体が処理容器の内部に搬入されるまでの期間に、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャックにＳｉ含有物を付着させる。

また、開示するプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、付着工程を実行した後に、プラズマ処理されていない被処理体が処理容器の内部に搬入される度に、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程及びクリーニング工程を実行し、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程及びクリーニング工程の実行回数が所定の回数に到達した場合に、付着工程を再び実行する一連の処理を繰り返す。

また、開示するプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、付着工程の処理時間は、所定時間以上である。

また、開示するプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、付着工程の処理時間は、５秒以上６０秒以下である。

また、開示するプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、Ｎ２を含む処理ガスのプラズマの生成に用いられる高周波電力は、４００Ｗ以上２０００Ｗ以下である。

また、開示するプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、付着工程が実行される場合に、処理容器の内部の圧力は、６．６７Ｐａ以上１０７Ｐａ以下の範囲に維持される。

また、開示するプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、被処理体をプラズマ処理するための処理容器と、処理容器の内部に配置され、被処理体を吸着するための静電チャックと、処理容器の内部を減圧するための排気部と、処理容器の内部に処理ガスを供給するためのガス供給部と、静電チャックに被処理体が載置されていない状態で、Ａｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくともいずれか一つを含む処理ガスのプラズマを生成し、該プラズマ中のイオンによりＳｉを含む部材をスパッタすることによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャックにＳｉ含有物を付着させる付着工程と、処理容器の内部に被処理体が搬入された場合に、Ｓｉ含有物が付着した静電チャックによって被処理体を吸着する吸着工程と、被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、Ｓｉ含有物が付着した静電チャックからプラズマ処理された被処理体を離間させる離間工程とを実行する制御部とを備えた。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るプラズマ処理方法が適用されるプラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

図１において、ウエハＷにエッチング処理を施すエッチング処理装置として構成されるプラズマ処理装置１は、金属製、例えば、アルミニウム又はステンレス鋼製の円筒型チャンバ（処理チャンバ）１０を有し、該チャンバ１０内に、円柱状のサセプタ１１が配設されている。サセプタ１１は、下部電極を構成し、サセプタ１１上には、被処理体であるウエハＷが載置される。

チャンバ１０の側壁とサセプタ１１との間には、サセプタ１１上方の気体をチャンバ１０の外へ排出する流路として機能する排気路１２が形成される。この排気路１２の途中には環状のバッフル板１３が配設され、排気路１２のバッフル板１３より下流の空間は、可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁（automatic pressure control valve）（以下「ＡＰＣ」という）１４に連通する。ＡＰＣ１４は、真空引き用の排気ポンプであるターボ分子ポンプ（以下「ＴＭＰ」という）１５に接続され、さらに、ＴＭＰ１５を介して排気ポンプであるドライポンプ（以下「ＤＰ」という）１６に接続されている。ＡＰＣ１４、ＴＭＰ１５及びＤＰ１６によって構成される排気流路を以下「本排気ライン」と称するが、この本排気ラインは、ＡＰＣ１４によってチャンバ１０内の圧力制御を行うだけでなくＴＭＰ１５及びＤＰ１６によってチャンバ１０内をほぼ真空状態になるまで減圧する。ＡＰＣ１４、ＴＭＰ１５及びＤＰ１６は、チャンバ１０の内部を減圧するための排気部の一例である。

また、上述した排気路１２のバッフル板１３より下流の空間は、本排気ラインとは別の排気流路（以下「粗引きライン」という）に接続されている。この粗引きラインは、上記空間とＤＰ１６とを連通させる、直径が例えば、２５ｍｍである排気管１７と、排気管１７の途中に配設されたバルブＶ２とを備える。このバルブＶ２は、上記空間とＤＰ１６とを遮断することができる。粗引きラインはＤＰ１６によってチャンバ１０内の気体を排出する。

サセプタ１１には、所定の高周波電力をサセプタ１１に印加する高周波電源１８が接続されている。また、サセプタ１１の上方には、ウエハＷを静電吸着力で吸着するための静電チャック２０が配設されている。静電チャック２０には、例えば絶縁層により挟まれた導電膜である電極２１が設けられる。電極２１には直流電源２２が電気的に接続されている。静電チャック２０では、直流電源２２から静電チャック２０に印加された直流電圧により発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力等の静電力によってウエハＷがサセプタ１１の上面に吸着保持される。ウエハＷを吸着しないときには、静電チャック２０は直流電源２２との導通が絶たれてフローティング状態になる。また、シリコン（Ｓｉ）等から成る円環状のフォーカスリング２４は、サセプタ１１の上方に発生したプラズマをウエハＷに向けて収束させる。

サセプタ１１の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２５が設けられている。この冷媒室２５には、チラーユニット（図示せず）から配管２６を介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給され、当該冷媒の温度によってサセプタ１１上のウエハＷの処理温度が制御される。

サセプタ１１の上面においてウエハＷが吸着される部分（以下、「吸着面」という）には、複数の伝熱ガス供給孔２７及び伝熱ガス供給溝（図示せず）が配されている。吸着面には、例えば、静電チャック２０の上面が含まれる。伝熱ガス供給孔２７等は、サセプタ１１内部に配設された伝熱ガス供給ライン２８を介して、バルブＶ３を有する伝熱ガス供給管２９に連通し、伝熱ガス供給管２９に接続された伝熱ガス供給部（図示せず）からの伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスを、吸着面とウエハＷの裏面との間隙に供給する。これにより、ウエハＷとサセプタ１１との熱伝達性が向上する。なお、バルブＶ３は、伝熱ガス供給孔２７等と伝熱ガス供給部とを遮断することができる。

また、サセプタ１１の吸着面には、静電チャック２０の上面から突出自在なリフトピンとしての複数のプッシャーピン３０が配設されている。これらのプッシャーピン３０は、モータ（図示せず）の回転運動がボールねじ等によって直線運動に変換されることにより、図中上下方向に移動する。ウエハＷが吸着面に吸着保持されるときには、プッシャーピン３０はサセプタ１１に収容され、エッチング処理が施される等してプラズマ処理が終了したウエハＷをチャンバ１０から搬出するときには、プッシャーピン３０は静電チャック２０の上面から突出してウエハＷを静電チャック２０から離間させて上方へ持ち上げる。また、プッシャーピン３０が静電チャック２０からウエハＷを離間させる際には、モータ（図示せず）の回転軸にトルクが発生する。以下では、プッシャーピン３０が静電チャック２０からウエハＷを離間させる際にモータの回転軸に発生するトルクを「プッシャーピントルク」と呼ぶ。

チャンバ１０の天井部には、シャワーヘッド３３が配設されている。シャワーヘッド３３には高周波電源５２が接続されており、高周波電源５２は、所定の高周波電力をシャワーヘッド３３に印加する。これにより、シャワーヘッド３３は上部電極として機能する。

シャワーヘッド３３は、多数のガス通気孔３４を有する下面の電極板３５と、該電極板３５を着脱可能に支持する電極支持体３６とを有する。電極支持体３６は、導電性材料により形成され、例えば、表面が陽極酸化処理されたアルミニウムにより形成される。電極板３５は、Ｓｉ含有物質により形成され、例えば、シリコン単結晶、アモルファスシリコン等のＳｉにより形成される。また、シリコン含有物質は、電極板の比抵抗を下げる為のB、As、P等のドーパントを含んでも良い。

また、該電極支持体３６の内部にバッファ室３７が設けられ、このバッファ室３７には処理ガス供給部（図示せず）からの処理ガス導入管３８が接続されている。この処理ガス導入管３８の途中にはバルブＶ１が配設されている。このバルブＶ１は、バッファ室３７と処理ガス供給部とを遮断することができる。ここで、サセプタ１１とシャワーヘッド３３の間の電極間距離Ｄは例えば、２７±１ｍｍ以上に設定される。

この処理ガス導入管３８のバルブＶ１の上流側には、チャンバ１０内に導入される処理ガス等の流量を制御する流量制御装置３９が取付けられている。流量制御装置３９は、後述するＣＰＵ（Central Processing Unit）５３に電気的に接続されており、ＣＰＵ５３からの信号に基づいてチャンバ１０内に導入される処理ガス及びパージガスの流量を制御する。

チャンバ１０の側壁には、ウエハＷの搬入出口３１を開閉するゲートバルブ３２が取り
付けられている。このプラズマ処理装置１のチャンバ１０内では、上述したように、サセプタ１１及びシャワーヘッド３３に高周波電力が印加され、該印加された高周波電力によって空間Ｓにおいて処理ガスから高密度のプラズマが発生し、イオンやラジカルが生成される。

また、プラズマ処理装置１は、その内部又は外部に配置されたＣＰＵ５３を備える。このＣＰＵ５３は、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３、ＡＰＣ１４、ＴＭＰ１５、ＤＰ１６、高周波電源１８，５２、流量制御装置３９、及び直流電源２２等の各構成部に接続され、ユーザのコマンドや所定のプロセスレシピに応じて各構成要素の動作を制御する。ＣＰＵ５３は、制御部の一例である。

例えば、ＣＰＵ５３は、後述するプラズマ処理方法を行うようにプラズマ処理装置１の各構成部を制御する。詳細な一例を挙げると、ＣＰＵ５３は、Ａｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくともいずれか一つを含む処理ガスのプラズマを生成し、プラズマ中のイオンによりＳｉを含む部材をスパッタすることによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャック２０にＳｉ含有物を付着させる。そして、ＣＰＵ５３は、Ｓｉ含有物が付着した静電チャック２０によって被処理体を吸着し、吸着した被処理体をプラズマ処理する。そして、ＣＰＵ５３は、Ｓｉ含有物が付着した静電チャック２０からプラズマ処理済みの被処理体を離間させる。ここで、静電チャック２０に付着した、Ｃ及びＦを含む付着物は、例えば、チャンバ１０内に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物がＯ２含有ガスのプラズマによりＣ及びＦを含む反応生成物としてチャンバ外に排気されて除去される。しかし、一部Ｃ及びＦを含む反応生成物が拡散して、静電チャック２０の表面に付着する。また、Ｓｉを含む部材は、例えば、上部電極としてのシャワーヘッド３３を構成する。また、被処理体は、例えば、ウエハＷである。

次に、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置１によるプラズマ処理方法の処理の流れの一例について説明する。図２は、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置によるプラズマ処理方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、以下では、チャンバ１０内に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物をＯ２含有ガスのプラズマにより除去するクリーニング工程が前回行われることによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が静電チャック２０に向けて拡散して、静電チャック２０の表面に付着しているものとする。

図２に示すように、プラズマ処理装置１は、処理タイミングが到来するまで待機する（ステップＳ１０１否定）。プラズマ処理装置１は、処理タイミングが到来すると（ステップＳ１０１肯定）、静電チャック２０に被処理体が載置されていない状態で、処理ガスのプラズマを生成し、プラズマ中のイオンによりＳｉを含むシャワーヘッド３３をスパッタすることによって、静電チャック２０にＳｉ含有物を付着させる付着工程を行う（ステップＳ１０２）。具体的には、プラズマ処理装置１は、前回のクリーニング工程によって、チャンバ１０の内部に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物が除去されてからプラズマ処理されていないウエハＷがチャンバ１０の内部に搬入されるまでの期間に、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャック２０にＳｉ含有物を付着させる。例えば、プラズマ処理装置１は、Ａｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくともいずれか一つを含む処理ガスを用いて、Ｓｉ含有物を付着させる。また、付着工程の処理時間は、所定時間以上であることが好ましく、例えば、１０秒以上であることが好ましく、２０秒以上であることがより好ましい。付着工程の処理時間が１０秒未満である場合、プラズマの生成が不安定となるため、Ｓｉ含有物の付着が不十分となり、残留吸着力が残存してしまう。

図３は、第１の実施形態における付着工程について示す図である。図３の例では、Ｃ及びＦを含む反応生成物５０が静電チャック２０に付着しているものとする。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、シャワーヘッド３３からチャンバ１０内部にＡｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくともいずれか一つを含む処理ガスを供給し、高周波電源５２からシャワーヘッド３３へプラズマ生成用の高周波電力を印加する。この際、ＣＰＵ５３は、高周波電源１８からイオン引き込み用の高周波電力を印加しない。すなわち、図３の（１）に示すように、ＣＰＵ５３は、Ａｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくともいずれか一つを含む処理ガスのプラズマが生成される際に、シャワーヘッド３３の表面に対する所定のスパッタ効果が得られる程度に電極板３５の表面の自己バイアス電圧Ｖｄｃが深くなるように、つまり、シャワーヘッド３３の表面でのＶｄｃの絶対値が大きくなるように、高周波電源５２からシャワーヘッド３３へプラズマ生成用の高周波電力を印加する。その上で、ＣＰＵ５３は、Ａｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくともいずれか一つを含む処理ガスをチャンバ１０内に供給する。

この結果、図３の（１）に示すように、シャワーヘッド３３の電極板３５の表面に対するイオンの衝突が加速し、シャワーヘッド３３がスパッタされ、シャワーヘッド３３を構成する電極板３５に含まれるＳｉの降下量（スパッタ量）が増加する。例えば、図３の（１）に示す例では、プラズマ中のＡｒイオンが電極板３５の表面に衝突し、電極板３５を形成するＳｉが静電チャック２０に向けて堆積する。すると、図３の（２）に示すように、Ｃ及びＦを含む反応生成物５０が付着した静電チャック２０の表面に、Ｓｉ含有物６０が堆積する。これにより、静電チャック２０に付着した反応生成物５０が静電チャック２０と共にＳｉ含有物６０により覆われる。言い換えると、静電チャック２０によって吸着されるウエハＷと、静電チャック２０に付着した反応生成物５０との間の電荷の移動がＳｉ含有物６０により遮断される。その結果、静電チャック２０からのウエハＷの離間を妨げる残留吸着力を低減することが可能となる。

なお、図３の例では、ＣＰＵ５３が、高周波電源１８からイオン引き込み用の高周波電力を印加しない例を示したが、これに限らず、ＣＰＵ５３が、高周波電源１８からイオン引き込み用の高周波電力を印加するようにしても良い。また、図３の例では、高周波電源５２からシャワーヘッド３３にプラズマ生成用の高周波電力を印加する例を示したが、これに限らず、図示しないＤＣ電源からシャワーヘッド３３に負の直流電圧を供給することによって、シャワーヘッド３３をスパッタしても良い。

図２の説明に戻る。続いて、プラズマ処理装置１は、チャンバ１０の内部に被処理体を搬入する搬入工程を行う（ステップＳ１０３）。

より詳細な一例を挙げて説明する。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、ゲートバルブ３２及び搬入出口３１からチャンバ１０の内部にウエハＷを搬入し、搬入されたウエハＷを静電チャック２０上に載置する。

続いて、プラズマ処理装置１は、Ｓｉ含有物が付着した静電チャック２０によって被処理体を吸着する吸着工程を行う（ステップＳ１０４）。

より詳細な一例を挙げて説明する。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、直流電源２２から静電チャック２０の電極板３５へ直流電圧を印加することによって、ウエハＷをサセプタ１１上に吸着する。

続いて、プラズマ処理装置１は、被処理体を処理ガスのプラズマによりプラズマ処理するプラズマ処理工程を行う（ステップＳ１０５）。例えば、プラズマ処理装置１は、処理ガスとして、例えば、ＣＦ系ガスを用いて、静電チャック２０によって吸着されたウエハＷをプラズマ処理する。すると、ウエハＷがプラズマ処理されることによって、チャンバ１０の内壁や、チャンバ１０の内部のシャワーヘッド３３等にＣ及びＦを含む反応生成物が付着する。つまり、Ｃ及びＦを含む反応生成物がチャンバ１０の内部に残存する。

より詳細な一例を挙げて説明する。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、シャワーヘッド３３からチャンバ１０内部に処理ガスを供給し、高周波電源５２からシャワーヘッド３３へプラズマ生成用の高周波電力を印加するとともに、高周波電源１８からサセプタ１１へイオン引き込み用の高周波電力を印加する。これにより、ウエハＷがプラズマ処理される。

続いて、プラズマ処理装置１は、Ｓｉ含有物が付着した静電チャック２０からプラズマ処理された被処理体を離間させる離間工程を行う（ステップＳ１０６）。

より詳細な一例を挙げて説明する。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、静電チャック２０の電極２１への直流電圧の印加を停止するとともに、静電チャック２０からプッシャーピン３０を突出させることによって、静電チャック２０からウエハＷを離間させる。

続いて、プラズマ処理装置１は、チャンバ１０の外部に被処理体を搬出する搬出工程を行う（ステップＳ１０７）。

より詳細な一例を挙げて説明する。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、静電チャック２０から離間されたウエハＷを、搬入出口３１及びゲートバルブ３２を介してチャンバ１０の外部へ搬出する。

続いて、プラズマ処理装置１は、被処理体がチャンバ１０の外部へ搬出された場合に、静電チャック２０に被処理体が載置されていない状態で、Ｏ２含有ガスのプラズマによりチャンバ１０の内部（チャンバ側壁やサセプタ周辺等）に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物を除去するクリーニング工程を行う（ステップＳ１０８）。例えば、プラズマ処理装置１は、Ｏ２含有ガスとして、Ｏ２を用いて、Ｃ及びＦを含む付着物をＣ及びＦを含む反応生成物として除去する。すると、除去された、Ｃ及びＦを含む付着物がＣ及びＦを含む反応生成物として静電チャック２０に向けて拡散して、その一部が静電チャック２０表面に付着する。

より詳細な一例を挙げて説明する。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、シャワーヘッド３３からチャンバ１０の内部にＯ２を供給し、高周波電源５２からシャワーヘッド３３へプラズマ生成用の高周波電力を印加するとともに、高周波電源１８からサセプタ１１へイオン引き込み用の高周波電力を印加する。これにより、Ｏ２のプラズマにより、Ｃ及びＦを含む付着物がＣ及びＦを含む反応生成物として除去され、Ｃ及びＦを含む反応生成物として静電チャック２０に向けて拡散して、静電チャック２０表面に付着する。

続いて、プラズマ処理装置１は、処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ１０９）。プラズマ処理装置１は、処理を継続する場合には（ステップＳ１０９否定）、処理をステップＳ１０２へ戻し、ステップＳ１０２〜Ｓ１０９を繰り返す。一方、プラズマ処理装置１は、処理を終了する場合には（ステップＳ１０９肯定）、処理を終了する。また、ウエハ処理毎に付着工程（ステップ１０２）を入れた場合は、処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ１０９）工程を省いても良い。

なお、図２に示す例では、クリーニング工程が前回行われることによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が静電チャック２０に向けて拡散して、静電チャック２０の表面に付着していることが前提であったが、これには限られない。例えば、必要に応じて、ステップＳ１０８のクリーニング工程が省略されても良い。この場合、ステップＳ１０５のプラズマ処理工程が前回行われることによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が静電チャック２０の表面に付着し、静電チャック２０の表面にＣ及びＦを含む反応生成物が残存することとなる。例えば、プラズマ処理工程が前回行われた際に排気されなかった、Ｃ及びＦを含む反応生成物が静電チャック２０の表面に付着する。第１の実施形態では、ステップＳ１０８のクリーニング工程が省略された場合であっても、ステップＳ１０２の付着工程を行うことによって、静電チャック２０に付着した反応生成物を静電チャック２０と共にＳｉ含有物により覆うことが可能となる。言い換えると、静電チャック２０によって吸着されるウエハＷと、静電チャック２０に付着した反応生成物との間の電荷の移動がＳｉ含有物により遮断される。その結果、静電チャック２０からのウエハＷの離間を妨げる残留吸着力を低減することが可能となる。

このように、第１の実施形態のプラズマ処理装置１は、Ａｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくともいずれか一つを含む処理ガスのプラズマを生成し、プラズマ中のイオンによりＳｉを含むシャワーヘッド３３を構成する電極板３５をスパッタすることによって、Ｃ及びＦを含む付着物又は反応生成物が付着した静電チャック２０にＳｉ含有物を付着させる付着工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、Ｓｉ含有物が付着した静電チャック２０によって被処理体を吸着する吸着工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、Ｓｉ含有物が付着した静電チャック２０からプラズマ処理済みの被処理体を離間させる離間工程を行う。これにより、静電チャック２０に付着した付着物又は反応生成物を静電チャック２０と共にＳｉ含有物により覆った上で、静電チャック２０によって被処理体を吸着することができる。言い換えると、静電チャック２０によって吸着されるウエハＷと、静電チャック２０に付着した付着物又は反応生成物との間の電荷の移動をＳｉ含有物により遮断することができる。その結果、静電チャック２０からのウエハＷの離間を妨げる残留吸着力を低減することが可能となる。

次に、第１の実施形態における付着工程について更に詳細に説明する。図４Ａ〜図４Ｃは、第１の実施形態における付着工程を行う意義について説明するための説明図である。図４Ａ〜図４Ｃにおいて、縦軸は、プッシャーピン３０が静電チャック２０からウエハＷを離間させる際にモータの回転軸に発生するトルク（すなわち、プッシャーピントルク）［Ｎ・ｍ］を示し、横軸は、プッシャーピントルクの計測対象であるウエハＷのロット番号を示している。

また、図４Ａ〜図４Ｃにおいて、計測ポイント１１０は、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行った場合に得られたプッシャーピントルクを示している。また、図４Ａ〜図４Ｃにおいて、計測ポイント群１２０は、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行う前に、付着工程を行うことなく、付着工程を除く他の工程を順に行った場合に得られたプッシャーピントルクを示している。また、図４Ａ〜図４Ｃにおいて、計測ポイント群１３０は、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行った後に、付着工程を行うことなく、付着工程を除く他の工程を順に行った場合に得られたプッシャーピントルクを示している。また、付着工程では、条件として、圧力：３．９９Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）、高周波電力ＨＦ／高周波電力ＬＦ：５００／１００Ｗ、処理ガス：Ａｒ＝１２００ｓｃｃｍ、処理時間：２０秒で処理した。

図４Ａ〜図４Ｃに示すように、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行った場合、付着工程を行わない場合と比較して、プッシャーピントルクが減少した。言い換えると、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行った場合、付着工程を行わない場合と比較して、ウエハＷの離間を妨げる残留吸着力が低減された。

また、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行うロットを複数回繰り返した後に、付着工程を除く他の工程を順に行った場合、継続的にプッシャーピントルクが減少した。すなわち、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行うロットを複数回繰り返すことによって、付着工程を行わない所定のロットに関して、残留吸着力の低減の効果が持続されることが分かった。

図５Ａ及び図５Ｂは、第１の実施形態における付着工程において用いられる諸条件と、トルク改善率との関係を示す図（その１）である。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、「Ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ｍＴ）」は、付着工程において用いられた、チャンバ１０の内部の圧力（ｍＴ）を示し、「Ｐｏｗｅｒ（Ｗ）」は、付着工程において用いられた、シャワーヘッド３３に印加される高周波電力（Ｗ）を示している。また、図５Ａ及び図５Ｂにおいて、トルク改善率（％）とは、以下の式（１）により表される指標値であり、トルク改善率の値が大きいほど、残留吸着力が低減されたことを示す。

トルク改善率（％）＝Ａ／Ｂ ・・・ （１）
ただし、
Ａ：付着工程を行うことなく、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行うロットを複数回繰り返した場合に得られた複数のプッシャーピントルクの平均値と、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行うロットを１回行った場合に得られたプッシャーピントルクの値との差分値
Ｂ：付着工程を行うことなく、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行うロットを複数回繰り返した場合に得られた複数のプッシャーピントルクの平均値と、予め定められたプッシャーピントルクの基準値との差分値

また、図５Ａでは、付着工程の処理ガスとしてＡｒ＝１２００ｓｃｃｍを用い、かつ、付着工程の処理時間として１０秒間処理した場合に得られたトルク改善率を示した。また、図５Ｂでは、付着工程の処理ガスとしてＡｒ＝１２００ｓｃｃｍを用い、かつ、付着工程の処理時間として２０秒間処理した場合に得られたトルク改善率を示した。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、チャンバ１０の内部の圧力が低く、かつ、シャワーヘッド３３に印加される高周波電力が大きいほど、トルク改善率が改善された。言い換えると、チャンバ１０の内部の圧力が低く、かつ、シャワーヘッド３３に印加される高周波電力が大きいほど、残留吸着力が低減された。従って、堆積処理の処理時の圧力は、２５ｍＴｏｒｒ（３．３３Ｐａ）以上２００ｍＴｏｒｒ（２６．６Ｐａ）以下であり、かつ、高周波電力パワーは、３００Ｗ以上１５００Ｗ以下であることが好ましい。また、堆積処理の処理時の圧力は、３０ｍＴｏｒｒ（３．９９Ｐａ）以上２００ｍＴｏｒｒ（２６．６Ｐａ）以下であり、かつ、高周波電力パワーは、４００Ｗ以上１５００Ｗ以下であることがより好ましい。更に、圧力は、３０ｍＴｏｒｒ（３．９９Ｐａ）以上１００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）以下であり、かつ、高周波電力パワーは、４００Ｗ以上１２００Ｗであることがより好ましい。

また、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、付着工程の処理時間が１０秒である場合に、付着工程において用いられる諸条件（チャンバ１０の内部の圧力、及びシャワーヘッド３３に印加される高周波電力）の範囲のうち比較的に広い範囲において、トルク改善率が８０％以上となった。すなわち、付着工程の処理時間が１０秒である場合に、比較的に広い範囲において、残留吸着力が低減された。さらに、付着工程の処理時間が２０秒である場合は、付着工程の処理時間が１０秒である場合と比較して、トルク改善率が８０％以上である範囲が増大した。このことから、付着工程の処理時間は、例えば、１０秒以上であることが好ましく、２０秒以上であることがより好ましいことが分かった。従って、プラズマの安定時間とチャンバ内部材へのダメージを考慮すると、付着工程の処理時間は、５秒以上１２０秒以下が好ましく、１０秒以上３０秒以下がより好ましい。

図６Ａ及び図６Ｂは、第１の実施形態における付着工程において用いられる諸条件と、トルク改善率との関係を示す図（その２）である。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、トルク改善率（％）とは、上記の式（１）により表される指標値であり、トルク改善率の値が大きいほど、残留吸着力が低減されたことを示す。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、「Ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ｍＴ）」は、付着工程において用いられた、チャンバ１０の内部の圧力（ｍＴ）を示し、「Ｐｏｗｅｒ（Ｗ）」は、付着工程において用いられた、シャワーヘッド３３に印加される高周波電力（Ｗ）を示している。また、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、トルク改善率（％）とは、上記の式（１）により表される指標値であり、トルク改善率の値が大きいほど、残留吸着力が低減されたことを示す。

また、図６Ａでは、付着工程の処理ガスとしてＯ２＝１２００ｓｃｃｍを用い、かつ、付着工程の処理時間として１０秒を用いた場合に得られたトルク改善率を示した。また、図６Ｂでは、付着工程の処理ガスとしてＯ２＝１２００ｓｃｃｍを用い、かつ、付着工程の処理時間として２０秒を用いた場合に得られたトルク改善率を示した。

図６Ａ及び図６Ｂに示すように、チャンバ１０の内部の圧力が低く、かつ、シャワーヘッド３３に印加される高周波電力が大きいほど、トルク改善率が改善された。言い換えると、チャンバ１０の内部の圧力が低く、かつ、シャワーヘッド３３に印加される高周波電力が大きいほど、残留吸着力が低減された。

また、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、付着工程の処理時間が１０秒である場合に、付着工程において用いられる諸条件（チャンバ１０の内部の圧力、及びシャワーヘッド３３に印加される高周波電力）の範囲のうち比較的に広い範囲において、トルク改善率が８０％以上となった。すなわち、付着工程の処理時間が１０秒である場合に、比較的に広い範囲において、残留吸着力が低減された。さらに、付着工程の処理時間が２０秒である場合は、付着工程の処理時間が１０秒である場合と比較して、トルク改善率が８０％以上である範囲が増大した。このことから、付着工程の処理時間は、例えば、１０秒以上であることが好ましく、２０秒以上であることがより好ましいことが分かった。従って、プラズマの安定時間とチャンバ内部材へのダメージを考慮すると、付着工程の処理時間は、５秒以上１２０秒以下が好ましく、１０秒以上３０秒以下がより好ましい。

なお、付着工程の処理ガスとしてＯ２＝１２００ｓｃｃｍを用いた場合、付着工程の処理ガスとしてＡｒ＝１２００ｓｃｃｍを用いた場合と比較して、トルク改善率が８０％以上である範囲が狭くなった。しかしながら、付着工程の処理ガスとしてＯ２＝１２００ｓｃｃｍを用いた場合に得られたトルク改善率は、予め定められたスペックを満足する値であった。

上述したように、第１の実施形態のプラズマ処理装置１は、Ａｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくともいずれか一つを含む処理ガスのプラズマを生成し、プラズマ中のイオンによりＳｉを含むシャワーヘッド３３をスパッタすることによって、Ｃ及びＦを含む付着物又は反応生成物が付着した静電チャック２０にＳｉ含有物を付着させる付着工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、Ｓｉ含有物が付着した静電チャック２０によって被処理体を吸着する吸着工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、Ｓｉ含有物が付着した静電チャック２０からプラズマ処理済みの被処理体を離間させる離間工程を行う。これにより、静電チャック２０に付着した付着物又は反応生成物を静電チャック２０と共にＳｉ含有物により覆った上で、静電チャック２０によって被処理体を吸着することができる。言い換えると、静電チャック２０によって吸着されるウエハＷと、静電チャック２０に付着した付着物との間の電荷の移動をＳｉ含有物により遮断することができる。その結果、静電チャック２０からのウエハＷの離間を妨げる残留吸着力を低減することが可能となる。

また、第１の実施形態のプラズマ処理装置１は、チャンバ１０内に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物がＯ２含有ガスのプラズマにより除去されてからプラズマ処理されていない被処理体がチャンバ１０の内部に搬入されるまでの期間に、Ｃ及びＦを含む付着物又は反応生成物が付着した静電チャック２０にＳｉ含有物を付着させる。これにより、Ｏ２含有ガスを用いたドライクリーニング（ＤＣ：Dry Cleaning）が実行された後に静電チャック２０に付着した付着物を静電チャック２０と共にＳｉ含有物により覆うことができる。その結果、Ｏ２含有ガスを用いたＤＣに起因して発生する残留吸着力を低減することが可能となる。従って、プラズマ処理した後の基板を負荷なくスムーズにピンアップが出来、チャンバ内で基板を破損することなく搬出することが出来る。

また、第１の実施形態のプラズマ処理装置１では、付着工程の処理時間は、所定時間以上である。その結果、静電チャック２０からのウエハＷの離間を妨げる残留吸着力を安定的に低減することが可能となる。

（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、付着工程において、静電チャック２０にＳｉ含有物を付着させる例を説明した。しかしながら、付着工程において、静電チャック２０にＮ含有物を付着させてもよい。そこで、第２の実施形態では、静電チャック２０にＮ含有物を付着させる例を説明する。なお、第２の実施形態に係るプラズマ処理装置の構成は、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置の構成と同様であるので、ここでは、第１の実施形態に係るプラズマ処理装置の構成との相違点のみを説明する。

第２の実施形態に係るプラズマ処理装置１において、ＣＰＵ５３は、後述するプラズマ処理方法を行うようにプラズマ処理装置の各構成部を制御する。詳細な一例を挙げると、ＣＰＵ５３は、静電チャック２０に被処理体が載置されていない状態で、Ｎ２を含む処理ガスのプラズマを生成することによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャック２０にＮ含有物を付着させる。そして、ＣＰＵ５３は、Ｎ含有物が付着した静電チャック２０によって被処理体を吸着し、吸着した被処理体をプラズマ処理する。そして、ＣＰＵ５３は、Ｎ含有物が付着した静電チャック２０からプラズマ処理済みの被処理体を離間させる。ここで、Ｃ及びＦを含む付着物は、例えば、チャンバ１０内に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物がＯ２含有ガスのプラズマにより除去される場合に、Ｃ及びＦを含む反応生成物の一部が拡散して、静電チャック２０の表面に付着することによって、得られる。また、被処理体は、例えば、ウエハＷである。

次に、第２の実施形態に係るプラズマ処理装置１によるプラズマ処理方法の処理の流れの一例について説明する。図７は、第２の実施形態に係るプラズマ処理装置によるプラズマ処理方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、以下では、チャンバ１０内に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物をＯ２含有ガスのプラズマにより除去するクリーニング工程が前回行われることによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が静電チャック２０に向けて拡散して、静電チャック２０の表面に付着しているものとする。

図７に示すように、プラズマ処理装置１は、処理タイミングが到来するまで待機する（ステップＳ２０１否定）。プラズマ処理装置１は、処理タイミングが到来すると（ステップＳ２０１肯定）、静電チャック２０に被処理体が載置されていない状態で、Ｎ２を含む処理ガスのプラズマを生成することによって、静電チャック２０にＮ含有物を付着させる付着工程を行う（ステップＳ２０２）。具体的には、プラズマ処理装置１は、前回のクリーニング工程によって、チャンバ１０の内部に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物が除去されてからプラズマ処理されていないウエハＷがチャンバ１０の内部に搬入されるまでの期間に、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャック２０にＮ含有物を付着させる。例えば、プラズマ処理装置１は、Ｎ２を含む処理ガスとして、Ｎ２又はＮ２／Ｏ２を用いて、Ｎ含有物を付着させる。

図８は、第２の実施形態における付着工程について示す図である。図８の例では、Ｃ及びＦを含む反応生成物５０が静電チャック２０に付着しているものとする。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、シャワーヘッド３３からチャンバ１０内部にＮ２を含む処理ガスを供給し、高周波電源１８からサセプタ１１へプラズマ生成用の高周波電力を印加する。この際、ＣＰＵ５３は、高周波電源５２から高周波電力を印加しない。この結果、図８の（１）に示すように、Ｎ２を含む処理ガスのプラズマが生成される。すると、図８の（２）に示すように、Ｃ及びＦを含む反応生成物５０が付着した静電チャック２０の表面に、Ｎ含有物７０が付着する。これにより、静電チャック２０に付着した反応生成物５０が静電チャック２０と共にＮ含有物７０により覆われる。言い換えると、静電チャック２０によって吸着されるウエハＷと、静電チャック２０に付着した反応生成物５０との間の電荷の移動がＮ含有物７０により遮断される。その結果、静電チャック２０からのウエハＷの離間を妨げる残留吸着力を低減することが可能となる。なお、Ｎ含有物７０による電荷の移動の遮断のメカニズムについては、後述する。

図７の説明に戻る。続いて、プラズマ処理装置１は、チャンバ１０の内部に被処理体を搬入する搬入工程を行う（ステップＳ２０３）。

より詳細な一例を挙げて説明する。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、ゲートバルブ３２及び搬入出口３１からチャンバ１０の内部にウエハＷを搬入し、搬入されたウエハＷを静電チャック２０上に載置する。

続いて、プラズマ処理装置１は、Ｓｉ含有物が付着した静電チャック２０によって被処理体を吸着する吸着工程を行う（ステップＳ２０４）。

より詳細な一例を挙げて説明する。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、直流電源２２から静電チャック２０の電極２１へ直流電圧を印加することによって、ウエハＷをサセプタ１１上に吸着する。

続いて、プラズマ処理装置１は、被処理体を処理ガスのプラズマによりプラズマ処理するプラズマ処理工程を行う（ステップＳ２０５）。例えば、プラズマ処理装置１は、処理ガスとして、例えば、ＣＦ系ガスを用いて、静電チャック２０によって吸着されたウエハＷをプラズマ処理する。すると、ウエハＷがプラズマ処理されることによって、チャンバ１０の内壁や、チャンバ１０の内部のシャワーヘッド３３等にＣ及びＦを含む反応生成物が付着する。つまり、Ｃ及びＦを含む反応生成物がチャンバ１０の内部に残存する。

より詳細な一例を挙げて説明する。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、シャワーヘッド３３からチャンバ１０内部に処理ガスを供給し、高周波電源１８からサセプタ１１へプラズマ生成用の高周波電力を印加する。この際、ＣＰＵ５３は、高周波電源５２から高周波電力を印加しない。これにより、ウエハＷがプラズマ処理される。

続いて、プラズマ処理装置１は、Ｎ含有物が付着した静電チャック２０からプラズマ処理された被処理体を離間させる離間工程を行う（ステップＳ２０６）。

より詳細な一例を挙げて説明する。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、静電チャック２０の電極２１への直流電圧の印加を停止するとともに、静電チャック２０からプッシャーピン３０を突出させることによって、静電チャック２０からウエハＷを離間させる。

続いて、プラズマ処理装置１は、チャンバ１０の外部に被処理体を搬出する搬出工程を行う（ステップＳ２０７）。

より詳細な一例を挙げて説明する。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、静電チャック２０から離間されたウエハＷを、搬入出口３１及びゲートバルブ３２を介してチャンバ１０の外部へ搬出する。

続いて、プラズマ処理装置１は、被処理体がチャンバ１０の外部へ搬出された場合に、静電チャック２０に被処理体が載置されていない状態で、Ｏ２含有ガスのプラズマによりチャンバ１０の内部に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物を除去するクリーニング工程を行う（ステップＳ２０８）。例えば、プラズマ処理装置１は、Ｏ２含有ガスとして、Ｏ２を用いて、Ｃ及びＦを含む付着物をＣ及びＦを含む反応生成物として除去する。すると、除去された、Ｃ及びＦを含む付着物がＣ及びＦを含む反応生成物として静電チャック２０に向けて拡散して、静電チャック２０表面に付着する。

より詳細な一例を挙げて説明する。プラズマ処理装置１のＣＰＵ５３は、シャワーヘッド３３からチャンバ１０の内部にＯ２を供給し、高周波電源１８からサセプタ１１へプラズマ生成用の高周波電力を印加する。この際、ＣＰＵ５３は、高周波電源５２から高周波電力を印加しない。これにより、Ｏ２のプラズマにより、Ｃ及びＦを含む付着物がＣ及びＦを含む反応生成物として除去され、Ｃ及びＦを含む反応生成物として静電チャック２０に向けて拡散して、静電チャック２０表面に付着する。

続いて、プラズマ処理装置１は、処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ２０９）。プラズマ処理装置１は、処理を継続する場合には（ステップＳ２０９否定）、処理をステップＳ２０２へ戻し、ステップＳ２０２〜Ｓ２０９を繰り返す。一方、プラズマ処理装置１は、処理を終了する場合には（ステップＳ２０９肯定）、処理を終了する。また、ウエハ処理毎に付着工程（ステップ２０２）を入れた場合は、処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ２０９）工程を省いても良い。

なお、図７に示す例では、クリーニング工程が前回行われることによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が静電チャック２０に向けて拡散して、静電チャック２０の表面に付着していることが前提であったが、これには限られない。例えば、必要に応じて、ステップＳ２０８のクリーニング工程が省略されても良い。この場合、ステップＳ２０５のプラズマ処理工程が前回行われることによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が静電チャック２０の表面に付着し、静電チャック２０の表面にＣ及びＦを含む反応生成物が残存することとなる。例えば、プラズマ処理工程が前回行われた際に排気されなかった、Ｃ及びＦを含む反応生成物が静電チャック２０の表面に付着する。第２の実施形態では、ステップＳ２０８のクリーニング工程が省略された場合であっても、ステップＳ２０２の付着工程を行うことによって、静電チャック２０に付着した反応生成物を静電チャック２０と共にＮ含有物により覆うことが可能となる。言い換えると、静電チャック２０によって吸着されるウエハＷと、静電チャック２０に付着した反応生成物との間の電荷の移動がＮ含有物により遮断される。その結果、静電チャック２０からのウエハＷの離間を妨げる残留吸着力を低減することが可能となる。

このように、第２の実施形態のプラズマ処理装置１は、静電チャック２０に被処理体が載置されていない状態で、Ｎ２を含む処理ガスのプラズマを生成することによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャック２０にＮ含有物を付着させる付着工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、Ｎ含有物が付着した静電チャック２０によって被処理体を吸着する吸着工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、Ｎ含有物が付着した静電チャック２０からプラズマ処理済みの被処理体を離間させる離間工程を行う。これにより、静電チャック２０に付着した反応生成物を静電チャック２０と共にＮ含有物により覆った上で、静電チャック２０によって被処理体を吸着することができる。言い換えると、静電チャック２０によって吸着されるウエハＷと、静電チャック２０に付着した反応生成物との間の電荷の移動をＮ含有物により遮断することができる。その結果、静電チャック２０からのウエハＷの離間を妨げる残留吸着力を低減することが可能となる。

次に、第２の実施形態における付着工程について更に詳細に説明する。図９は、第２の実施形態における付着工程を行う意義について説明するための説明図である。図９において、縦軸は、プッシャーピン３０が静電チャック２０からウエハＷを離間させる際にモータの回転軸に発生するトルク（すなわち、プッシャーピントルク）［Ｎ・ｍ］を示し、横軸は、プッシャーピントルクの計測対象であるウエハＷのロット番号を示している。

また、図９において、計測ポイント２１０は、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行った場合に得られたプッシャーピントルクを示している。また、図９において、計測ポイント群２２０は、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行う前に、付着工程を行うことなく、付着工程を除く他の工程を順に行った場合に得られたプッシャーピントルクを示している。また、図９において、計測ポイント群２３０は、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行った後に、付着工程を行うことなく、付着工程を除く他の工程を順に行った場合に得られたプッシャーピントルクを示している。また、付着工程では、条件として、圧力：３．９９Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）、高周波電力：２００Ｗ、処理ガス：Ｎ２＝３００ｓｃｃｍ、処理時間：２０秒で処理した。

図９に示すように、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行った場合、付着工程を行うことなく他の工程を行った場合と比較して、プッシャーピントルクが減少した。言い換えると、付着工程、搬入工程、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程、搬出工程及びクリーニング工程を順に行った場合、付着工程を行わない場合と比較して、ウエハＷの離間を妨げる残留吸着力が低減された。

図１０は、第２の実施形態における付着工程において用いられる諸条件と、トルク改善率との関係を示す図である。図１０において、「Ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ｍＴ又はＰａ）」は、付着工程において用いられた、チャンバ１０の内部の圧力（ｍＴ又はＰａ）を示し、「Ｐｏｗｅｒ（Ｗ）」は、付着工程において用いられた、シャワーヘッド３３に印加される高周波電力（Ｗ）を示している。また、図１０において、トルク改善率（％）とは、上述した式（１）により表される指標値であり、トルク改善率の値が大きいほど、残留吸着力が低減されたことを示す。

また、図１０では、付着工程の処理ガスとしてＮ２＝２００ｓｃｃｍを用い、かつ、付着工程の処理時間として２０秒間処理した場合に得られたトルク改善率を示した。

図１０に示すように、チャンバ１０の内部の圧力が低く、かつ、サセプタ１１に印加される高周波電力が大きいほど、トルク改善率が改善された。言い換えると、チャンバ１０の内部の圧力が低く、かつ、サセプタ１１に印加される高周波電力が大きいほど、残留吸着力が低減された。

図１１は、第２の実施形態における付着工程による残留吸着力の低減を説明するための図である。図１１では、Ｏ２ガスのプラズマを用いてクリーニング工程を行い、Ｎ２ガスのプラズマを用いて付着工程を行い、その後、離間工程を行った場合に得られたプッシャーピントルクを示している。図１１において、「Ｔｏｒｑｕｅ Ｍａｘ（Ｖ）」は、プッシャーピントルク（Ｎ・ｍ）から換算されるモータの電圧値（Ｖ）である。なお、プシャーピントルクは、３回測定されたものとする。また、クリーニング工程では、条件として、圧力：５３．３Ｐａ（４００ｍＴｏｒｒ）、高周波電力（ＨＦ／ＬＦ）：８００Ｗ／０Ｗ、処理ガス：Ｏ２＝７００ｓｃｃｍ、処理時間：６０秒又は１２０秒が用いられた。また、付着工程では、条件として、圧力：４Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）、２６．７Ｐａ（２００ｍＴｏｒｒ）又は５３．３Ｐａ（４００ｍＴｏｒｒ）、高周波電力（ＨＦ／ＬＦ）：７００Ｗ／０Ｗ、処理ガス：Ｎ２＝７００ｓｃｃｍ、処理時間：１０秒、２０秒又は３０秒が用いられた。

また、図１１において、プッシャーピントルクの初期値は、０．２４９（Ｖ）であるものとする。

図１１に示すように、付着工程の処理時間が長く、かつ、チャンバ１０の内部の圧力が低いほど、プッシャーピントルクの値は減少した。言い換えると、付着工程の処理時間が長く、かつ、チャンバ１０の内部の圧力が低いほど、ウエハＷの離間を妨げる残留吸着力が低減された。発明者は、さらに鋭意検討を重ねた結果、付着工程の処理時間、プラズマ生成用の高周波電力、チャンバ１０の内部の圧力が以下の範囲である場合に、プッシャーピントルクの値が予め定められた許容範囲内に収まることが分かった。

すなわち、付着工程の処理時間は、５秒以上６０秒以下であることが好ましい。付着工程の処理時間が５秒未満である場合には、Ｎ２を含む処理ガスのプラズマが安定しない。一方、付着工程の処理時間が６０秒を超える場合には、プロセスのスループットが低下する。

また、Ｎ２を含む処理ガスのプラズマの生成に用いられる高周波電力、すなわち、プラズマ生成用の高周波電力は、４００Ｗ以上２０００Ｗ以下であることが好ましい。プラズマ生成用の高周波電力が４００Ｗ未満である場合には、静電チャック２０にＮ含有物が十分に付着されない。一方、プラズマ生成用の高周波電力が２０００Ｗを超える場合には、プラズマ生成用の高周波電力によって静電チャック２０が破損する恐れがある。

また、付着工程が実行される場合に、チャンバ１０の内部の圧力は、５ｍＴｏｒｒ（６．６７Ｐａ）以上８００ｍＴｏｒｒ（１０７Ｐａ）以下の範囲に維持されることが好ましい。チャンバ１０の内部の圧力が５ｍＴｏｒｒ（６．６７Ｐａ）未満である場合には、Ｎ２イオンのスパッタリングにより静電チャック２０が破損する恐れがある。チャンバ１０の圧力が８００ｍＴｏｒｒ（１０７Ｐａ）を超える場合には、静電チャック２０にＮ含有物が過度に付着し、静電チャック２０による静電吸着力が低下してしまう。

次に、第２の実施形態におけるＮ含有物による電荷の移動の遮断のメカニズムについて説明する。Ｎ含有物７０による電荷の移動の遮断のメカニズムを説明する前に、その前提として、クリーニング工程が行われた後に付着工程が行われない場合の電荷の移動を説明する。図１２Ａは、クリーニング工程が行われた後に付着工程が行われない場合の電荷の移動を示す図である。

Ｏ２含有ガスのプラズマを用いたクリーニング工程が行われると、チャンバ１０の内部に残存する、Ｃ及びＦを含む反応生成物５０が、図１２Ａの（１）に示すように、静電チャック２０の表面に付着する。静電チャック２０の表面は、反応生成物５０によって、比較的に抵抗が低い物質に改質される。その後、搬入工程及び吸着工程が行われる。以下の説明では、吸着工程において、直流電源２２から静電チャック２０の電極２１へ印加される直流電圧は、例えば２．５ｋＶとする。

続いて、プラズマ処理工程が行われる。すると、図１２Ａの（２）−１に示されるように、静電チャック２０に付着した反応生成物５０を介して静電チャック２０の表面にリーク電流が発生する。そうすると、静電チャック２０の表面電位は、図１２Ａの（２）−２に示されるように、リーク電流の発生に起因して２．５ｋＶから低下する。また、静電チャック２０の基台（絶縁層）の電位は、図１２Ａの（２）−２に示されるように、２．５ｋＶに維持される。

その後、離間工程が開始される。離間工程において静電チャック２０の電極２１への直流電圧の印加が停止されると、静電チャック２０の基台（絶縁層）の電位は、図１２Ａの（２）−２に示されるように、２．５ｋＶから０Ｖに低下する。一方、静電チャック２０の表面電位は、リーク電流の発生に起因した低下量分だけ負側に低下する。このため、静電チャック２０の表面電位の低下量に対応する負電荷が静電チャック２０の表面に発生する。静電チャック２０の表面に発生した負電荷は残留電荷として残留し、残留電荷によって静電チャック２０の表面に向けてウエハＷを引き寄せる力、すなわち、残留吸着力が発生する。

その後、静電チャック２０からプッシャーピン３０が突出されると、静電チャック２０から離れる方向に沿った外力がウエハＷに作用し、一方で、ウエハＷには、静電チャック２０の表面に近づく向きに沿った残留吸着力が作用する。このため、ウエハＷの離間が残留吸着力によって妨げられる。すると、ウエハＷは、図１２Ａの（３）に示されるように、プッシャーピン３０のモータにトルクが付加されるため、プッシャーピン３０の突出に伴って破損する。

これに対して、第２の実施形態におけるＮ含有物による電荷の移動の遮断のメカニズムを説明する。図１２Ｂは、第２の実施形態におけるＮ含有物による電荷の移動の遮断のメカニズムを説明するための図である。

Ｎ２含有ガスのプラズマを用いた付着工程が行われると、Ｎ含有物７０が、図１２Ｂの（１）に示すように、静電チャック２０に付着する。静電チャック２０の表面は、Ｎ含有物７０によって、比較的に抵抗が高い物質に改質される。その後、搬入工程及び吸着工程が行われる。以下の説明では、吸着工程において、直流電源２２から静電チャック２０の電極２１へ印加される直流電圧は、例えば、２．５ｋＶとする。

続いて、プラズマ処理工程が行われる。静電チャック２０の表面は、比較的に抵抗が高い物質に改質されているため、図１２Ｂの（２）−１に示されるように、静電チャック２０の表面にリーク電流は、発生しない。このため、静電チャック２０の表面電位と、静電チャック２０の基台（絶縁層）の電位とは、共に２．５ｋＶに維持される。

その後、離間工程が開始される。離間工程において静電チャック２０の電極２１への直流電圧の印加が停止されると、静電チャック２０の表面電位と、静電チャック２０の基台（絶縁層）の電位とは、共に２．５ｋＶから０Ｖに低下する。このため、静電チャック２０の表面は帯電されず、結果として、静電チャック２０によって吸着されるウエハＷと、静電チャック２０に付着した反応生成物との間の電荷の移動がＮ含有物７０により遮断される。

その後、静電チャック２０からプッシャーピン３０が突出されると、静電チャック２０から離れる方向に沿った外力がウエハＷに作用する。すると、ウエハＷは、図１２Ｂの（３）に示されるように、破損することなく静電チャック２０から離間される。

上述したように、第２の実施形態のプラズマ処理装置１は、静電チャック２０に被処理体が載置されていない状態で、Ｎ２を含む処理ガスのプラズマを生成することによって、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャック２０にＮ含有物を付着させる付着工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、Ｎ含有物が付着した静電チャック２０によって被処理体を吸着する吸着工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、Ｎ含有物が付着した静電チャック２０からプラズマ処理済みの被処理体を離間させる離間工程を行う。これにより、静電チャック２０に付着した反応生成物を静電チャック２０と共にＮ含有物により覆った上で、静電チャック２０によって被処理体を吸着することができる。言い換えると、静電チャック２０によって吸着されるウエハＷと、静電チャック２０に付着した反応生成物との間の電荷の移動をＮ含有物により遮断することができる。その結果、静電チャック２０からのウエハＷの離間を妨げる残留吸着力を低減することが可能となる。

また、第２の実施形態のプラズマ処理装置１は、チャンバ１０内に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物がＯ２含有ガスのプラより除去されてからプラズマ処理されていない被処理体がチャンバ１０の内部に搬入されるまでの期間に、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した静電チャック２０にＮ含有物を付着させる。これにより、Ｏ２含有ガスを用いたドライクリーニング（ＤＣ：Dry Cleaning）が実行された後に静電チャック２０に付着した反応生成物を静電チャック２０と共にＮ含有物により覆うことができる。その結果、Ｏ２含有ガスを用いたＤＣに起因して発生する残留吸着力を低減することが可能となる。従って、プラズマ処理済みの被処理体を負荷なくスムーズにピンアップすることができ、チャンバ内から被処理体を破損することなく搬出することができる。

また、第２の実施形態のプラズマ処理装置１では、付着工程の処理時間は、所定時間以上である。その結果、静電チャック２０からのウエハＷの離間を妨げる残留吸着力を安定的に低減することが可能となる。

なお、Ａｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくとも１つを含むプラズマにより付着させることで、トルクが低減される条件の範囲が広い順は、Ｎ２＞Ａｒ（Ｈｅ）＞Ｏ２である。つまり、より好ましいガスはＮ２である。

（他の実施形態）
以上、第１及び第２の実施形態に係るプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置について説明したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。以下では、他の実施形態について説明する。

例えば、上述の実施形態では、付着工程、吸着工程、プラズマ処理工程及びクリーニング工程をこの順に繰り返す例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、付着工程を実行した後に、プラズマ処理されていない被処理体がチャンバ１０の内部に搬入される度に、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程及びクリーニング工程を実行し、吸着工程、プラズマ処理工程、離間工程及びクリーニング工程の実行回数が所定の回数に到達した場合に、付着工程を再び実行する一連の処理を繰り返しても良い。すなわち、プラズマ処理されていない被処理体がチャンバ１０の内部に搬入される前に、付着工程が毎回実行されなくても良い。この結果、被処理体をプラズマ処理する際のスループットを向上可能である。

また、上述の実施形態では、プラズマ処理装置１が平行平板型容量結合プラズマ処理装置である例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、プラズマ処理装置１は、静電チャック搭載の誘導結合プラズマＩＣＰ(Inductively Coupled Plasma)を用いたプラズマ処理装置、ＲＬＳＡ（Radial Line Slot Antenna）プラズマを用いたプラズマ処理装置、マグネトロンプラズマを用いたプラズマ処理装置も適用可能である。

１ プラズマ処理装置
１０ チャンバ（処理容器）
１４ ＡＰＣ
１５ ＴＭＰ
１６ ＤＰ
２０ 静電チャック
３３ シャワーヘッド
３８ 処理ガス導入管
３９ 流量制御装置
５２ 高周波電源
５３ ＣＰＵ

Claims (10)

1. 処理容器の内部に設けられた静電チャックに被処理体が載置されていない状態で、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した前記静電チャックにＳｉ含有物又はＮ含有物を付着させる付着工程と、
   前記処理容器の内部に前記被処理体が搬入された場合に、前記Ｓｉ含有物又は前記Ｎ含有物が付着した前記静電チャックによって前記被処理体を吸着する吸着工程と、
   前記被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、
   前記Ｓｉ含有物又は前記Ｎ含有物が付着した前記静電チャックからプラズマ処理された前記被処理体を離間させる離間工程と
   を含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
2. 前記付着工程は、前記静電チャックに被処理体が載置されていない状態で、Ａｒ、Ｈｅ、Ｏ２及びＮ２の少なくともいずれか一つを含む処理ガスのプラズマを生成し、該プラズマ中のイオンによりＳｉを含む部材をスパッタすることによって、前記Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した前記静電チャックに前記Ｓｉ含有物を付着させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理方法。
3. 前記付着工程は、前記静電チャックに被処理体が載置されていない状態で、Ｎ２を含む処理ガスのプラズマを生成することによって、前記Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した前記静電チャックに前記Ｎ含有物を付着させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理方法。
4. 前記静電チャックから離間された前記被処理体が前記処理容器の外部に搬出された場合に、前記静電チャックに前記被処理体が載置されていない状態で、Ｏ２含有ガスのプラズマにより前記処理容器の内部に残存する、Ｃ及びＦを含む付着物を除去するクリーニング工程をさらに含み、
   前記付着工程は、前記クリーニング工程によって前記Ｃ及びＦを含む付着物が除去されてからプラズマ処理されていない前記被処理体が前記処理容器の内部に搬入されるまでの期間に、前記Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した前記静電チャックに前記Ｓｉ含有物又は前記Ｎ含有物を付着させる
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。
5. 前記プラズマ処理方法は、
   前記付着工程を実行した後に、プラズマ処理されていない前記被処理体が前記処理容器の内部に搬入される度に、前記吸着工程、前記プラズマ処理工程、前記離間工程及び前記クリーニング工程を実行し、前記吸着工程、前記プラズマ処理工程、前記離間工程及び前記クリーニング工程の実行回数が所定の回数に到達した場合に、前記付着工程を再び実行する一連の処理を繰り返す
   ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理方法。
6. 前記付着工程の処理時間は、所定時間以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。
7. 前記付着工程の処理時間は、５秒以上６０秒以下であることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。
8. 前記Ｎ２を含む処理ガスのプラズマの生成に用いられる高周波電力は、４００Ｗ以上２０００Ｗ以下であることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。
9. 前記付着工程が実行される場合に、前記処理容器の内部の圧力は、６．６７Ｐａ以上１０７Ｐａ以下の範囲に維持されることを特徴とする請求項３〜８のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。
10. 被処理体をプラズマ処理するための処理容器と、
    前記処理容器の内部に配置され、前記被処理体を吸着するための静電チャックと、
    前記処理容器の内部を減圧するための排気部と、
    前記処理容器の内部に処理ガスを供給するためのガス供給部と、
    前記静電チャックに被処理体が載置されていない状態で、Ｃ及びＦを含む反応生成物が付着した前記静電チャックにＳｉ含有物又はＮ含有物を付着させる付着工程と、前記処理容器の内部に前記被処理体が搬入された場合に、前記Ｓｉ含有物又は前記Ｎ含有物が付着した前記静電チャックによって前記被処理体を吸着する吸着工程と、前記被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、前記Ｓｉ含有物又は前記Ｎ含有物が付着した前記静電チャックからプラズマ処理された前記被処理体を離間させる離間工程とを実行する制御部と
    を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。

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