JP2017212361A - プラズマ処理装置及びパーティクル付着抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェハに対するプラズマ処理において、基板へのパーティクルの付着を抑制する。【解決手段】プラズマ処理装置１は、基板Ｗを収容し、内部にてプラズマ処理が行われる処理室１０と、基板Ｗを載置する載置台２０と、載置台２０に対向する対向電極（ガスシャワーヘッド）２５と、載置台２０又は対向電極２５にプラズマ生成用の第１の高周波電力を印加する第１の高周波電源３２と、載置台に第１の高周波電源よりも周波数が低い、バイアス電圧発生用の第２の高周波電力を印加する第２の高周波電源３４と、対向電極に直流電圧を印加する可変直流電源７０と、第１の高周波電源３２、第２の高周波電源３４及び可変直流電源７０を制御する制御部１００と、を有する。制御部１００は、プラズマ処理時又はプラズマ処理後であって、第１の高周波電力及び第２の高周波電力の印加を停止させる前に、直流電圧をランプダウンさせる。【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマ処理装置及びパーティクル付着抑制方法に関する。

半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）に対するプラズマ処理が行われる処理室では、プラズマ処理中に反応生成物が発生したり、処理容器の内壁を構成する物質がプラズマにより削られたりする。それらの物質がパーティクルとなってウェハに付着すると、ウェハに形成された半導体デバイスに欠陥が生じ、歩留まりが低下する。そこで、ウェハへのパーティクルの付着を抑制するための方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１では、ドライエッチング処理の終了後、直ちに上部電極への直流電力の印加を停止し、所定時間経過後にプラズマ生成用の高周波電力及びバイアス電圧発生用の高周波電力の印加を停止する。

特開２０１３−１０２２３７号公報

しかしながら、特許文献１では、直流電力の印加の停止時に急激なシース電位の揺らぎが発生し、パーティクルがウェハへ付着してしまう懸念がある。

上記課題に対して、一側面では、本発明は、基板へのパーティクルの付着を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、一の態様によれば、基板を収容し、内部にてプラズマ処理が行われる処理室と、基板を載置する載置台と、前記載置台に対向する対向電極と、前記載置台又は前記対向電極にプラズマ生成用の第１の高周波電力を印加する第１の高周波電源と、前記載置台に前記第１の高周波電源よりも周波数が低い、バイアス電圧発生用の第２の高周波電力を印加する第２の高周波電源と、前記対向電極に直流電圧を印加する直流電源と、前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び直流電源を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、プラズマ処理時又はプラズマ処理後であって前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の印加を停止させる前に、前記直流電圧をランプダウンさせる、プラズマ処理装置が提供される。

一の側面によれば、基板へのパーティクルの付着を抑制することができる。

一実施形態に係るプラズマ処理装置の縦断面の一例を示す図。 一実施形態に係るパーティクル付着抑制方法とその結果の一例を示す図。 一実施形態に係るパーティクル付着抑制方法とその結果の一例を示す図。 一実施形態に係るパーティクル付着抑制方法とその結果の一例を示す図。 一実施形態に係るパーティクル付着抑制方法の理由を説明するための図。 一実施形態に係るパーティクル付着抑制方法の一覧と結果の比較を示す図。

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。

［プラズマ処理装置］
まず、プラズマ処理装置１の一例について、図１を参照しながら説明する。本実施形態にかかるプラズマ処理装置１は、容量結合型の平行平板プラズマ処理装置であり、略円筒形の処理容器１０を有している。処理容器１０の内面には、アルマイト処理（陽極酸化処理）が施されている。処理容器１０（処理室）では、プラズマによりエッチング処理や成膜処理等のプラズマ処理が行われる。

載置台２０は、基板の一例であるウェハＷを載置する。載置台２０は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等から形成されている。載置台２０は下部電極としても機能する。

載置台２０の上側は、ウェハＷを静電吸着するための静電チャック１０６になっている。静電チャック１０６は、絶縁体１０６ｂの間にチャック電極１０６ａを挟み込んだ構造になっている。チャック電極１０６ａには直流電圧源１１２が接続されている。直流電圧源１１２からチャック電極１０６ａに直流電圧が印加されると、クーロン力によってウェハＷが静電チャック１０６に吸着される。

静電チャック１０６の外周部には、ウェハＷの外縁部を囲うように円環状のフォーカスリング１０８が載置される。フォーカスリング１０８は、例えば、シリコンから形成され、処理容器１０においてプラズマをウェハＷの表面に向けて収束し、プラズマ処理の効率を向上させる。

載置台２０の下側は、支持体１０４になっており、これにより、載置台２０は処理容器１０の底部に保持される。支持体１０４の内部には、冷媒流路１０４ａが形成されている。チラー１０７から出力された例えば冷却水やブライン等の冷却媒体（以下、「冷媒」ともいう。）は、冷媒入口配管１０４ｂ、冷媒流路１０４ａ、冷媒出口配管１０４ｃと流れ、循環する。このようにして循環する冷媒により、載置台２０及は抜熱され、冷却される。

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上のウェハ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に循環させる冷媒と、ウェハ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。

載置台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周波数のプラズマ生成用の高周波電力ＨＦ（第１の高周波電力）を供給する第１高周波電源３２を有する。また、電力供給装置３０は、第１の周波数よりも低い第２周波数の、バイアス電圧発生用の高周波電力ＬＦ（第２の高周波電力）を供給する第２高周波電源３４を有する。第１高周波電源３２は、第１整合器３３を介して載置台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を介して載置台２０に電気的に接続される。第１高周波電源３２は、例えば、６０ＭＨｚの高周波電力ＨＦを載置台２０に印加する。第２高周波電源３４は、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力ＬＦを載置台２０に印加する。なお、本実施形態では、第１高周波電力は載置台２０に印加されるが、ガスシャワーヘッド２５に印加されてもよい。

第１整合器３３は、第１高周波電源３２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。第２整合器３５は、第２高周波電源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。第１整合器３３は、処理容器１０内にプラズマが生成されているときに第１高周波電源３２の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。第２整合器３５は、処理容器１０内にプラズマが生成されているときに第２高周波電源３４の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。

ガスシャワーヘッド２５は、その周縁部を被覆するシールドリング４０を介して処理容器１０の天井部の開口を閉塞するように取り付けられている。ガスシャワーヘッド２５には、可変直流電源７０が接続され、可変直流電源７０から負のＤＣ（直流電圧）が出力される。ガスシャワーヘッド２５は、シリコンにより形成されてもよい。ガスシャワーヘッド２５は、載置台２０（下部電極）に対向する対向電極（上部電極）としても機能する。

ガスシャワーヘッド２５には、ガスを導入するガス導入口４５が形成されている。ガスシャワーヘッド２５の内部にはガス導入口４５から分岐したセンター側の拡散室５０ａ及びエッジ側の拡散室５０ｂが設けられている。ガス供給源１５から出力されたガスは、ガス導入口４５を介して拡散室５０ａ、５０ｂに供給され、拡散室５０ａ、５０ｂにて拡散されて多数のガス供給孔５５から載置台２０に向けて導入される。

処理容器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によって処理容器１０内が排気される。これにより、処理容器１０内を所定の真空度に維持することができる。処理容器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、処理容器１０からウェハＷの搬入及び搬出を行う際に開閉する。

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、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１０及びＲＡＭ（Random Access Memory）１１５を有している。ＣＰＵ１０５は、ＲＡＭ１１５等の記憶領域に格納されたレシピに従って、エッチング等の所望の処理を実行する。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、各種ガス流量、処理容器内温度（上部電極温度、処理容器の側壁温度、ウェハＷ温度、静電チャック温度等）、チラー１０７から出力される冷媒の温度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もよい。また、レシピは、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所定位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。

プラズマ処理が実行される際には、ゲートバルブＧの開閉が制御され、ウェハＷが処理容器１０に搬入され、載置台２０に載置される。直流電圧源１１２からチャック電極１０６ａに直流電圧が印加されると、ウェハＷが静電チャック１０６に吸着され、保持される。

ガス供給源１５から処理容器１内に処理ガスが供給される。また、第１及び第２高周波電源３２、３４から載置台２０に第１及び第２の高周波電力が印加され、可変直流電源７０から負のＤＣ（直流電圧）がスシャワーヘッド２５に印加供給される。これにより、ウェハＷの上方にプラズマが生成され、ウェハＷにプラズマ処理が施される。プラズマ処理後、直流電圧源１１２からチャック電極１０６ａにウェハＷの吸着時とは正負が逆の直流電圧を印加してウェハＷの電荷を除電し、ウェハＷを静電チャック１０６から剥がす。ゲートバルブＧの開閉が制御され、ウェハＷが処理容器１０の外部に搬出される。

［パーティクル付着抑制方法１（パターン１−１）］
次に、本実施形態に係るパーティクル付着抑制方法１について、図２を参照しながら説明する。図２の上部に示すパターン１−１のタイムチャートを参照すると、本実施形態に係るパーティクル付着抑制方法１では、ウェハＷに対するプラズマ処理の終了後、時刻ｔ_１において可変直流電源７０から出力されるＤＣ（以下、「Ｔｏｐ ＤＣ」という。）の印加が停止される。その後、時刻ｔ_２において第１高周波電源３２から出力される第１高周波電力（以下、「ＨＦ ＲＦ」という。）と、第２高周波電源３４から出力される第２高周波電力（以下、「ＬＦ ＲＦ」という。）の印加が同時に停止される。

パターン１−１にてＴｏｐ ＤＣ→ＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦの順に各電力の印加を停止した結果を、図２の下部表のパターン１−１のパーティクル結果に示す。表の中央のパターン１−１は、ＨＦ及びＬＦの遅延時間（＝ｔ_２−ｔ_１）が０．５ｓの場合、つまり、Ｔｏｐ ＤＣの印加を停止してから０．５ｓ後にＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦの印加を停止した場合である。

表の右のパターン１−１は、ＨＦ及びＬＦの遅延時間（＝ｔ_２−ｔ_１）が１．０ｓの場合、つまり、Ｔｏｐ ＤＣの印加を停止してから１．０ｓ後にＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦの印加を停止した場合である。

表の左の遅延なしのパターンは、ＨＦ及びＬＦの遅延時間（＝ｔ_２−ｔ_１）が０．０ｓの場合、つまり、Ｔｏｐ ＤＣ、ＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦのすべての印加を同時に停止した場合である。

実験の結果、中央及び右のパターン１−１のいずれの場合も、遅延なしのパターンの場合と比較してウェハＷ上のパーティクル数が１／４程度減ることが確認できた。なお、パーティクル付着抑制方法１の本実験及び後程説明する、パーティクル付着抑制方法２，３の各実験では、パターン１−１及び遅延なしのパターンの各シーケンスのそれぞれを３回ずつ行い、それらのパーティクル数の平均値を比較している。また、実験の結果、パターン１−１のいずれの場合も、ウェハＷ上のパーティクル数が同程度減ることが確認できた。よって、Ｔｏｐ ＤＣ→ＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦの順に各電力の印加を停止するパーティクル付着抑制方法１のシーケンスには、ウェハＷへのパーティクルの付着を低減する効果があることがわかった。また、ＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦの遅延時間は、０．５ｓと１．０ｓとのいずれでもパーティクルの低減効果はさほど変わらないことがわかった。

［パーティクル付着抑制方法２（パターン１−２、パターン２）］
次に、本実施形態に係るパーティクル付着抑制方法２について、図３を参照しながら説明する。図３の上部には、パターン１−２及びパターン２のタイムチャートが示されている。

本実施形態に係るパーティクル付着抑制方法２のパターン１−２では、ウェハＷに対するプラズマ処理の終了後、可変直流電源７０から出力されるＴｏｐ ＤＣの印加が停止され、その後、第１高周波電源３２から出力されるＨＦ ＲＦの印加が停止される。その後、第２高周波電源３４から出力されるＬＦ ＲＦの印加が停止される。つまり、パターン１−２では、Ｔｏｐ ＤＣ→ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順に各電力の印加が停止される。

本実施形態に係るパーティクル付着抑制方法２のパターン２では、ウェハＷに対するプラズマ処理においてＴｏｐ ＤＣは印加されていない。よって、パターン２では、ウェハＷに対するプラズマ処理の終了後、ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順又はＬＦ ＲＦ→ＨＦ ＲＦの順に各電力の印加が停止される。

プラズマ処理の終了後、パターン１−２及びパターン２の方法にて各電力の印加を停止した実験の結果を図３の下部表に示す。表の最左の遅延なしのパターンは、ＨＦ及びＬＦの遅延時間が０．０ｓの場合、つまり、Ｔｏｐ ＤＣ、ＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦのすべての印加を同時に停止した場合であり、図２の下部表の遅延なしのパターンと同一結果となっている。

遅延なしのパターンの右側に示すパターン１−２及びパターン２では、各パターン欄のカッコ内に示すように、ＨＦ ＲＦの印加の停止とＬＦ ＲＦの印加の停止との間に遅延が生じる。太枠内の左側のパターン１−２，２（ＬＦ→ＨＦ）では、Ｔｏｐ ＤＣの印加が停止されてから０．５ｓ後にＬＦ ＲＦの印加が停止され、Ｔｏｐ ＤＣの印加が停止されてから１．０ｓ後にＨＦ ＲＦの印加が停止される。太枠内の右側のパターン１−２，２（ＨＦ→ＬＦ）では、Ｔｏｐ ＤＣの印加が停止されてから０．５ｓ後にＨＦ ＲＦの印加が停止され、Ｔｏｐ ＤＣの印加が停止されてから１．０ｓ後にＬＦ ＲＦの印加が停止される。

実験の結果、太枠内のパターン１−２，２（ＬＦ→ＨＦ）及びパターン１−２，２（ＨＦ→ＬＦ）のいずれの場合も、遅延なしのパターンの場合よりもウェハＷ上のパーティクル数が１／１０程度減ることが確認できた。

また、実験の結果、パターン１−２，２（ＨＦ→ＬＦ）の方が、パターン１−２，２（ＬＦ→ＨＦ）よりもウェハＷ上のパーティクル数を減らすことができることが確認できた。よって、Ｔｏｐ ＤＣ→ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順に各電力の印加を停止するシーケンスには、Ｔｏｐ ＤＣ→ＬＦ ＲＦ→ＨＦ ＲＦの順に各電力の印加を停止するシーケンスよりもウェハＷへのパーティクルの付着を低減する効果があることがわかった。

図３の下部表の太枠の右２つのパターン１−２，２（ＨＦ→ＬＦ）は、ＨＦ ＲＦの遅延時間とＬＦ ＲＦの遅延時間とを変えた場合の実験結果を示す。この結果、Ｔｏｐ ＤＣの印加を停止してからＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順に印加を停止することが重要であり、ＨＦ ＲＦの印加の停止タイミング及びＬＦ ＲＦの印加の停止タイミングのいずれか１秒程度変えても、同様に高いパーティクルの低減効果が得られることがわかった。

［パーティクル付着抑制方法３（パターン１−３、パターン１−４）］
次に、本実施形態に係るパーティクル付着抑制方法３について、図４を参照しながら説明する。図４の上部には、パターン１−３及びパターン１−４のタイムチャートが示されている。

本実施形態に係るパーティクル付着抑制方法３のパターン１−３では、ウェハＷに対するプラズマ処理の終了後、可変直流電源７０から出力されるＴｏｐ ＤＣをランプダウンさせ、Ｔｏｐ ＤＣの印加が停止された後、第１高周波電源３２から出力されるＨＦ ＲＦの印加が停止され、第２高周波電源３４から出力されるＬＦ ＲＦの印加が停止される。つまり、パターン１−３では、Ｔｏｐ ＤＣのランプダウン後停止→ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順に各電力の印加が停止される。

ただし、Ｔｏｐ ＤＣのランプダウンの制御方法には、パターン１−３に示すように、印加する直流電圧を階段状に低下させる方法だけでなく、パターン１−４に示すように、印加する直流電圧を連続的に低下させる方法が含まれる。

また、パターン１−４に示すように、Ｔｏｐ ＤＣをランプダウンさせ、Ｔｏｐ ＤＣの印加が停止されるときに、ＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦの印加が停止されるように制御してもよい。Ｔｏｐ ＤＣをランプダウンさせ、Ｔｏｐ ＤＣの印加が停止される前に、ＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦの印加が停止されるように制御してもよい。Ｔｏｐ ＤＣをランプダウンさせ、Ｔｏｐ ＤＣの印加が停止されるとき又はその前に、ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順に各電力の印加が停止されるように制御してもよい。

プラズマ処理の終了後、パターン１−３及びパターン１−４の方法にて各電力の印加を停止した実験の結果を図４の下部表に示す。図４の下部表の最左の遅延なしのパターンは、ＨＦ及びＬＦの遅延時間が０．０ｓの場合、つまり、Ｔｏｐ ＤＣ、ＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦのすべての印加を同時に停止した場合であり、図２及び図３の下部表の遅延なしのパターンと同一結果となっている。

遅延なしのパターンの右側に示すパターン１−４及びパターン１−３では、遅延なしのパターンの場合よりもウェハＷ上のパーティクル数が１／２０程度減ることが確認できた。つまり、Ｔｏｐ ＤＣのランプダウン後にＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦの各電力の印加を停止する方法では、ウェハＷへのパーティクルの付着が減る効果が非常に高いことが確認された。

また、実験の結果、パターン１−３の方が、パターン１−４よりもウェハＷ上のパーティクル数を更に減らすことができることが確認できた。つまり、Ｔｏｐ ＤＣをランプダウンさせ、Ｔｏｐ ＤＣの印加が停止された後、ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順で各電力の印加を停止する方法が、ウェハＷへのパーティクルの付着を低減させる効果が最も高いことが確認された。

［パーティクル付着抑制の理由］
以上に説明したパーティクル付着抑制の理由について、図５を参照しながら説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、静電チャック１０６とフォーカスリング１０８との間の断面の一例を示す。図５（ａ）は、ウェハＷへのプラズマ処理が終了したときの、ウェハＷのエッジの近傍の状態をモデル化して示したものである。静電チャック１０６とフォーカスリング１０８との間には、プラズマ処理中に発生した反応生成物やプラズマにより削られた処理容器１０の内壁を構成する物質等が付着する。

フォーカスリング１０８は、ウェハＷの外縁部に配される環状部材である。フォーカスリング１０８の最上部の高さは、ウェハＷの上面よりも高くなっているため、反応生成物等のパーティクル源となる物質は、ウェハＷの外縁部の静電チャック１０６とフォーカスリング１０８との間に溜まり易い。

この状態でＴｏｐ ＤＣ（直流電圧）をオンからオフへ急激に停止すると（図５左側のタイムチャートの時刻ｔ_１におけるオン→オフ制御）、急激なシース電位の揺らぎが発生する。

具体的には、プラズマ処理中、上部電極として機能するガスシャワーヘッド２５にＴｏｐ ＤＣを印加した状態では、上部電極に形成されるシースにより上部電極の表面はマイナスの電位になっている。

この状態でＴｏｐ ＤＣの印加が停止されると、上部電極の表面はマイナスの電位からプラス側へ急激に変化する。この結果、図５（ｂ）に示すように、負電荷をもっているパーティクルが瞬間的に上部電極の方向へ引き寄せられることで結果としてパーティクルがウェハＷのエッジ部表面に付着する可能性が高くなる。これにより、ウェハＷへのパーティクルの付着が増加する現象が生じる。

これに対して、本実施形態に係るパーティクル付着抑制方法３では、Ｔｏｐ ＤＣの印加をランプダウンさせて、停止するように制御される。これによれば、Ｔｏｐ ＤＣの印加を徐々に停止するため、ウェハＷの表面がマイナスの電位からプラス側に急激に変化することを抑制できる。この結果、図５（ｃ）に示すように、負電荷をもっているパーティクルがウェハＷのエッジ部に引き寄せられる力が小さくなる。これにより、図５（ｃ）のＴｏｐ ＤＣの印加を停止した時点において（図５右側のタイムチャートの時刻ｔ_１〜ｔ_３におけるランプダウン制御）、ウェハＷへのパーティクルの付着を抑制することができる。

［まとめ］
以上の説明から、本実施形態に係るパーティクル付着抑制方法１〜３のまとめを、図６を参照しながら行う。図６の表に示すパターン１−３及びパターン１−４（パターンのシーケンスは図４参照）に示すように、Ｔｏｐ ＤＣの印加をランプダウンさせて停止する場合、ウェハＷへのパーティクルの付着を抑制することができる。

また、Ｔｏｐ ＤＣの印加をランプダウンさせずに、図６のパターン１−２（パターンのシーケンスは図３参照）に示すように、ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順に印加を停止させることでウェハＷへのパーティクルの付着を抑制することができる。

パターン１−２の場合にウェハＷへのパーティクルの付着を抑制できる理由については、ＨＦ ＲＦを印加した場合及びＬＦ ＲＦを印加した場合のいずれも、印加している間、上部電極、ウェハＷ、フォーカスリング１０８等の表面にシースが形成される。そのとき、シースはマイナスであるので、ウェハＷやフォーカスリング１０８はマイナスに帯電する。

そこで、印加していたＨＦ ＲＦを停止するときにＬＦ ＲＦの印加を継続しておくことで、形成されたシースのすべてが消滅することを回避することができる。これにより、ウェハＷの表面をマイナスに帯電させ、負電荷をもっているパーティクルがウェハＷへ付着することを抑制することができる。また、ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順に印加を停止させることで、急激なシース電位の揺らぎが発生することを回避することができる。パーティクルがウェハＷへ付着することを抑制することができる。

また、ＨＦ ＲＦとＬＦ ＲＦとを比較したときに、ＨＦ ＲＦを印加したときに生成されるプラズマは、ＬＦ ＲＦを印加したときに生成されるプラズマよりも周波数が高いため不安定である。プラズマが不安定であると、形成されるシースも不安定である。したがって、プラズマがより安定しているＬＦ ＲＦの印加の停止を、ＨＦ ＲＦの印加の停止よりも後に行うシーケンスにすることで、ウェハＷの表面をより安定してマイナスに帯電させることができる。以上から、ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順に印加を停止することで、ＬＦ ＲＦ→ＨＦ ＲＦの順に印加を停止するよりも、パーティクルがウェハＷへ付着することをより効果的に抑制することができる。

さらに、「Ｔｏｐ ＤＣのランプダウン」と、「ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順に印加を停止すること」を組み合わせることで、最も効果的にウェハＷへのパーティクルの付着を抑制することができる。つまり、Ｔｏｐ ＤＣのランプダウン→ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順に印加を停止するパターン１−３のシーケンスによれば、図６に示すように最も効果的にウェハＷへのパーティクルの付着を低減できる。

具体的には、パターン１−３のシーケンスでは、Ｔｏｐ ＤＣ、ＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦのすべての印加を同時に停止する遅延なしのパターンと比較して、ウェハＷへ付着するパーティクル数を約１／２５に低減することができた。

以上に説明したように、本実施形態に係るパーティクル付着抑制方法１〜３の実験結果によれば、Ｔｏｐ ＤＣのランプダウン→ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順に各電力の印加を停止するシーケンスが、最もウェハＷへのパーティクルを低減できることがわかった。

ただし、パターン１−３だけでなく、パターン１−４のＴｏｐ ＤＣのランプダウン→ＨＦ ＲＦ及びＬＦ ＲＦの同時印加停止のシーケンスにおいてもウェハＷへのパーティクルの付着を低減できることがわかった。

また、パターン１−２及びパターン２のようにＴｏｐ ＤＣのランプダウンのシーケンスがない場合においても、ＨＦ ＲＦ→ＬＦ ＲＦの順で印加を停止するシーケンスにより、ウェハＷへのパーティクルを低減できることがわかった。

以上、プラズマ処理装置及びパーティクル付着抑制方法について上記実施形態により説明したが、本発明にかかるプラズマ処理装置及びパーティクル付着抑制方法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。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

例えば、本発明に係る基板へのパーティクル付着抑制方法は、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ:Capacitively Coupled Plasma)装置だけでなく、その他のプラズマ処理装置に適用可能である。その他のプラズマ処理装置としては、誘導結合型プラズマ(ＩＣＰ:Inductively Coupled Plasma)処理装置、ラジアルラインスロットアンテナを用いたプラズマ処理装置、ヘリコン波励起型プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）処理装置、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Ｒesonance Plasma）処理装置等であってもよい。

本明細書では、基板として半導体ウェハＷについて説明したが、これに限らず、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＦＰＤ（Flat Panel Display）等に用いられる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であっても良い。

１ プラズマ処理装置
１０ 処理容器
１５ ガス供給源
２０ 載置台
２５ ガスシャワーヘッド
３２ 第１高周波電源
３４ 第２高周波電源
６５ 排気装置
７０ 可変直流電源
１００ 制御部
１０４ 支持体
１０４ａ 冷媒流路
１０６ 静電チャック
１０８ フォーカスリング

Claims (6)

1. 基板を収容し、内部にてプラズマ処理が行われる処理室と、
   基板を載置する載置台と、
   前記載置台に対向する対向電極と、
   前記載置台又は前記対向電極にプラズマ生成用の第１の高周波電力を印加する第１の高周波電源と、
   前記載置台に前記第１の高周波電源よりも周波数が低い、バイアス電圧発生用の第２の高周波電力を印加する第２の高周波電源と、
   前記対向電極に直流電圧を印加する直流電源と、
   前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び直流電源を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、プラズマ処理時又はプラズマ処理後であって前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の印加を停止させる前に、前記直流電圧をランプダウンさせる、プラズマ処理装置。
2. 前記制御部は、プラズマ処理時又はプラズマ処理後であって前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の印加を停止させる前又は停止させるときに、前記ランプダウンさせた直流電圧を停止させる、
   請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記制御部は、前記第１の高周波電力の印加を停止させた後に前記第２の高周波電力の印加を停止させる、
   請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記載置台の外縁部に配される環状部材を有し、
   前記環状部材の最上部の高さは、基板より高い、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
5. 基板を収容し、内部にてプラズマ処理が行われる処理室と、
   基板を載置する載置台と、
   前記載置台に対向する対向電極と、
   前記載置台又は前記対向電極にプラズマ生成用の第１の高周波電力を印加する第１の高周波電源と、
   前記載置台に前記第１の高周波電源よりも周波数が低い、バイアス電圧発生用の第２の高周波電力を印加する第２の高周波電源と、
   前記第１の高周波電源及び前記第２の高周波電源を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、プラズマ処理時又はプラズマ処理後であって前記第１の高周波電力の印加を停止させた後に前記第２の高周波電力の印加を停止させる、プラズマ処理装置。
6. 基板を収容し、内部にてプラズマ処理が行われる処理室と、
   基板を載置する載置台と、
   前記載置台に対向する対向電極と、
   前記載置台又は前記対向電極にプラズマ生成用の第１の高周波電力を印加する第１の高周波電源と、
   前記載置台に前記第１の高周波電源よりも周波数が低い、バイアス電圧発生用の第２の高周波電力を印加する第２の高周波電源と、
   前記対向電極に直流電圧を印加する直流電源と、
   前記第１の高周波電源、前記第２の高周波電源及び直流電源を制御する制御部と、
   を有するプラズマ処理装置にてプラズマ処理が施される基板へのパーティクル付着抑制方法であって、
   プラズマ処理時又はその後に、前記直流電圧をランプダウンさせ、
   前記直流電圧をランプダウンさせた後に、前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の印加を停止させる、
   パーティクル付着抑制方法。