JP2018129549A - Plasma processing device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for plasma processing, which can suppress the occurrence of the potential difference between a wafer and the inner wall face of a process chamber and reduce the deposition of electrically charged contaminations to the wafer during suspension of plasma discharge accompanying the switching of a process.SOLUTION: A plasma processing device comprises: a plasma processing chamber; a radio frequency power source; a sample holder to place a sample on; an electrode disposed in the sample holder for electrostatically attracting the sample; a DC power source for applying a DC voltage to the electrode; and a controller which controls an output voltage of the DC power source so as to reduce the potential difference between the potential of the sample and the potential of the inner wall of the plasma processing chamber to a potential difference within a predetermined range in the event of suspension of plasma discharge.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、半導体装置の製造の技術に関する。また本発明は、半導体装置の製造に好適なプラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to a technique for manufacturing a semiconductor device. The present invention also relates to a plasma processing apparatus suitable for manufacturing a semiconductor device.

半導体装置の製造におけるプラズマ処理方法の一つにプラズマエッチングがある。プラズマエッチングは、プラズマ処理室内の載置台上に搬入された半導体基板であるウェハの積層膜をプラズマに暴露することにより、ウェハに微細な回路パターンを形成する。この際、プラズマ処理の対象の膜の種類によって、プラズマ処理の諸条件、即ちガス種、圧力、およびプラズマ発生のための電力値、等が異なる。そのため、ある膜の処理が終了した後、次の膜の処理のために、プラズマ処理の条件を切り替える必要がある。このプラズマ処理の条件および対応する処理の切り替えの間は、安定しないため、意図しないエッチングの進行を防止するために、プラズマ放電を中断することが一般的である。   One of plasma processing methods in the manufacture of semiconductor devices is plasma etching. Plasma etching forms a fine circuit pattern on a wafer by exposing a laminated film of a wafer, which is a semiconductor substrate carried on a mounting table in a plasma processing chamber, to plasma. At this time, various conditions of the plasma processing, that is, gas type, pressure, power value for generating plasma, and the like vary depending on the type of the film to be subjected to plasma processing. Therefore, after the processing of a certain film is completed, it is necessary to switch the plasma processing conditions for the processing of the next film. Since this plasma processing condition and the corresponding processing switching are not stable, it is common to interrupt the plasma discharge in order to prevent unintended etching progress.

上記プラズマ放電の中断を伴うプラズマ処理および条件の切り替えに関して、プラズマの消失により処理室内の塵埃がウェハに付着することが指摘されている。以下、塵埃を異物と記載する。特にウェハに電位が与えられている場合、異物がクーロン力によりウェハに引き寄せられ付着することがある。ウェハに異物が付着すると、異物がエッチングを阻害し、歩留まりの悪化を招く。   Regarding the plasma processing and the switching of conditions with the interruption of the plasma discharge, it has been pointed out that dust in the processing chamber adheres to the wafer due to the disappearance of the plasma. Hereinafter, dust is referred to as foreign matter. In particular, when a potential is applied to the wafer, foreign matter may be attracted and attached to the wafer by Coulomb force. If foreign matter adheres to the wafer, the foreign matter inhibits etching, leading to a decrease in yield.

上記プラズマ処理におけるウェハへ付着する異物の低減に関する先行技術例として、以下が挙げられる。   The following are examples of prior art relating to the reduction of foreign matter adhering to the wafer in the plasma treatment.

特開2001−15581号公報(特許文献1)には、プラズマ処理室の内部の異物の多くが負に帯電しているとし、単極型吸着電極を用いてウェハを処理室内の保持台に吸着する際、電極に負の電位を与えて吸着することで、ウェハに負の電位を付与する旨が開示されている。   In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-15581 (Patent Document 1), it is assumed that most of the foreign matters inside the plasma processing chamber are negatively charged, and the wafer is adsorbed to a holding table in the processing chamber using a monopolar adsorption electrode. In this case, it is disclosed that a negative potential is applied to the wafer by applying a negative potential to the electrode for adsorption.

一方、特開2003−100720号公報(特許文献2)には、異物が正に帯電しているとし、負の電位が付与される異物除去電極により異物を吸着する旨が開示されている。   On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-100720 (Patent Document 2) discloses that a foreign substance is adsorbed by a foreign substance removing electrode to which a negative potential is applied, assuming that the foreign substance is positively charged.

また、特開2002−270576号公報(特許文献3)には、プラズマ処理を行っていない間には、単極型吸着用電極の電源出力を遮断し、ウェハに電位を与えないことで、異物がウェハに引き寄せられることを防止する旨が開示されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2002-270576 (Patent Document 3) discloses that foreign matter can be obtained by shutting off the power output of the unipolar adsorption electrode and applying no potential to the wafer while plasma processing is not performed. Is disclosed to prevent the wafer from being attracted to the wafer.

特開2001−15581号公報JP 2001-15581 A 特開2003−100720号公報JP 2003-100720 A 特開2002−270576号公報JP 2002-270576 A

特許文献1および特許文献2の技術は、異物の大半が正極性もしくは負極性に帯電している状況を想定している。そのため、処理室内に正負の両方の異物が存在する場合には、異物のウェハへの付着の低減効果が期待できない。   The techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 assume a situation in which most of the foreign matter is charged positively or negatively. Therefore, when both positive and negative foreign substances exist in the processing chamber, the effect of reducing the adhesion of the foreign substances to the wafer cannot be expected.

また特許文献3の技術は、異物源となる処理室の内壁面の電位について考慮されていない。プラズマ処理を行う処理室の内壁面は、プラズマにさらされることになるため、プラズマからの荷電粒子の流入により帯電し、電位を持つ場合がある。処理室の内壁面に電位を持つ場合、ウェハと内壁面との間に電位差が発生することになるため、帯電した異物がウェハへ引き寄せられる可能性がある。   The technique of Patent Document 3 does not take into account the potential of the inner wall surface of the processing chamber that is a foreign material source. Since the inner wall surface of the processing chamber in which the plasma processing is performed is exposed to the plasma, it may be charged by the inflow of charged particles from the plasma and have a potential. When the inner wall surface of the processing chamber has a potential, a potential difference is generated between the wafer and the inner wall surface, so that charged foreign substances may be attracted to the wafer.

さらに、ウェハと処理室の内壁面との間に意図しない電位差を発生させる要因として、ウェハを載置台上に吸着するための電極である静電吸着電極の構造や経年劣化が挙げられる。クーロン力によるウェハへの異物の付着に関して、静電吸着電極の動作等は、大きな影響を及ぼす。   Furthermore, as a factor that causes an unintended potential difference between the wafer and the inner wall surface of the processing chamber, there are a structure of an electrostatic adsorption electrode that is an electrode for adsorbing the wafer onto the mounting table, and aging deterioration. The operation of the electrostatic chucking electrode has a great influence on the adhesion of foreign matter to the wafer due to the Coulomb force.

本発明の目的は、上記プラズマ処理に関して、処理および条件の切り替えに伴うプラズマ放電の中断中に、ウェハと処理室の内壁面との間に意図しない電位差が発生することを抑制し、帯電した異物のウェハへの付着を低減できる技術を提供することである。   An object of the present invention is to suppress the occurrence of an unintended potential difference between the wafer and the inner wall surface of the processing chamber during the interruption of the plasma discharge associated with the switching of the processing and conditions in the plasma processing, and charged foreign matter It is to provide a technique capable of reducing the adhesion of the wafer to the wafer.

本発明のうち代表的な実施の形態は、プラズマ処理装置であって、以下に示す構成を有することを特徴とする。   A typical embodiment of the present invention is a plasma processing apparatus having the following configuration.

一実施の形態のプラズマ処理装置は、プラズマを用いて試料がプラズマ処理されるプラズマ処理室と、前記プラズマを生成するための高周波電力を供給する高周波電源と、前記プラズマ処理室内に配置され前記試料を載置する試料台と、前記試料台の内部に配置され前記試料を静電吸着させるための電極と、前記電極に直流電圧を印加する直流電源と、前記プラズマが不存在の場合における、前記試料の電位と前記プラズマ処理室の内壁の電位との電位差を低減させる前記直流電圧の値として求められた値を前記電極に印加するように前記直流電源を制御する制御装置とを備える。   In one embodiment, a plasma processing apparatus includes: a plasma processing chamber in which a sample is plasma-processed using plasma; a high-frequency power supply that supplies high-frequency power for generating the plasma; and the sample disposed in the plasma processing chamber A sample stage, an electrode disposed inside the sample stage for electrostatically adsorbing the sample, a direct current power source for applying a direct current voltage to the electrode, and when the plasma is absent, And a control device that controls the DC power supply so as to apply a value obtained as a value of the DC voltage that reduces the potential difference between the potential of the sample and the potential of the inner wall of the plasma processing chamber to the electrode.

一実施の形態のプラズマ処理装置は、プラズマを用いて試料がプラズマ処理されるプラズマ処理室と、前記プラズマを生成するための高周波電力を供給する高周波電源と、前記プラズマ処理室内に配置され前記試料を載置する試料台と、前記試料台の内部に配置され前記試料を静電吸着させるための電極と、前記電極に直流電圧を印加する直流電源と、前記プラズマが不存在であるとともに前記プラズマ処理室の内壁の電位が略0である場合の前記試料の電位を低減させる前記直流電圧の値として求められた値を前記電極に印加するように前記直流電源を制御する制御装置とを備える。   In one embodiment, a plasma processing apparatus includes: a plasma processing chamber in which a sample is plasma-processed using plasma; a high-frequency power supply that supplies high-frequency power for generating the plasma; and the sample disposed in the plasma processing chamber A sample stage, an electrode disposed inside the sample stage for electrostatically adsorbing the sample, a direct current power source for applying a direct current voltage to the electrode, the plasma being absent and the plasma And a control device that controls the DC power supply so that a value obtained as a value of the DC voltage for reducing the potential of the sample when the potential of the inner wall of the processing chamber is substantially 0 is applied to the electrode.

一実施の形態のプラズマ処理装置において、前記電極は、プラスの直流電圧が印加される第一の電極と、マイナスの直流電圧が印加される第二の電極と、を有し、前記直流電源は、前記第一の電極へ直流電圧を印加する第一の直流電源と、前記第二の電極へ直流電圧を印加する第二の直流電源と、を有する。   In the plasma processing apparatus of one embodiment, the electrode has a first electrode to which a positive DC voltage is applied and a second electrode to which a negative DC voltage is applied, and the DC power source is , A first DC power source for applying a DC voltage to the first electrode, and a second DC power source for applying a DC voltage to the second electrode.

一実施の形態のプラズマ処理装置において、前記所定の範囲は、±10Vである。   In the plasma processing apparatus of one embodiment, the predetermined range is ± 10V.

本発明のうち代表的な実施の形態によれば、上記プラズマ処理に関して、処理の切り替えに伴うプラズマ放電の中断中に、ウェハと処理室内壁面との間に意図しない電位差が発生することを抑制し、帯電した異物のウェハへの付着を低減できる。   According to a typical embodiment of the present invention, an unintended potential difference is suppressed between the wafer and the processing chamber wall surface during the plasma discharge interruption due to the process switching. The adhesion of charged foreign matter to the wafer can be reduced.

本発明の実施の形態1のプラズマ処理装置の要部断面の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part cross section of the plasma processing apparatus of Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1における、可変直流電源、静電吸着電極、誘電体層、およびウェハをモデル化した等価回路を示す図である。3 is a diagram illustrating an equivalent circuit that models a variable DC power supply, an electrostatic chucking electrode, a dielectric layer, and a wafer in the first embodiment. FIG. 一実施の形態のプラズマ処理装置における処理の様子を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the mode of the process in the plasma processing apparatus of one Embodiment. 実施の形態1、実施の形態2、および実施の形態3のプラズマ処理装置における処理の様子を示すタイムチャートである。6 is a time chart showing a state of processing in the plasma processing apparatuses of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment. 実施の形態1のプラズマ処理装置における、異物のウェハへの付着の低減効果についての見積もりの計算の結果のグラフである。6 is a graph showing a calculation result of an estimate for a reduction effect of adhesion of foreign matters to a wafer in the plasma processing apparatus of the first embodiment. 実施の形態2のプラズマ処理装置における、可変直流電源の出力電圧に対するウェハ電位の検定の結果のグラフである。6 is a graph of a result of a wafer potential test against an output voltage of a variable DC power supply in the plasma processing apparatus of the second embodiment. 実施の形態2のプラズマ処理装置における、放電中断中に可変直流電源の出力電圧を変化させた際のウェハに付着した異物数の変化を表すグラフである。6 is a graph showing a change in the number of foreign matters attached to a wafer when an output voltage of a variable DC power supply is changed during discharge interruption in the plasma processing apparatus of the second embodiment. 実施の形態3のプラズマ処理装置の要部断面の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part cross section of the plasma processing apparatus of Embodiment 3. FIG. 実施の形態3のプラズマ処理装置における、可変直流電源、静電吸着電極、誘電体層、ウェハ、検定用プラズマ、および処理室をモデル化した等価回路を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an equivalent circuit that models a variable DC power supply, an electrostatic adsorption electrode, a dielectric layer, a wafer, a test plasma, and a processing chamber in the plasma processing apparatus of the third embodiment. 実施の形態4のプラズマ処理装置の要部断面の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part cross section of the plasma processing apparatus of Embodiment 4. FIG. 実施の形態4のプラズマ処理装置における処理の様子を示すタイムチャートである。6 is a time chart showing a state of processing in the plasma processing apparatus of the fourth embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお実施の形態を説明するための全図において同一部には原則として同一符号を付しその繰り返しの説明は省略する。また、各実施形態の説明において、「放電」と「プラズマ」が混在しているが、同義語として「放電」と「プラズマ」を使用している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted. In the description of each embodiment, “discharge” and “plasma” are mixed, but “discharge” and “plasma” are used as synonyms.

<概要等>
背景技術および課題について補足説明しつつ、本実施の形態の概要等を説明する。従来、プラズマ処理および条件の切り替えの際には、例えば数秒から十数秒の時間がかかる。使用するガスの切り替えの場合、前処理で使用されたガスを処理室から排気し、次処理で使用するガスを処理室内に充填するための時間が必要とされる。
<Summary>
An outline of the present embodiment and the like will be described while supplementally explaining background technology and problems. Conventionally, for plasma processing and switching of conditions, for example, it takes several seconds to tens of seconds. In the case of switching the gas to be used, time is required for exhausting the gas used in the pretreatment from the processing chamber and filling the processing chamber with the gas used in the next processing.

処理室における静電吸着電極とウェハとは、その間に存在する誘電体層によって有限の抵抗値および静電容量値を持って電気的に接続される。静電吸着電極は、クーロン力によってウェハを吸着する。静電吸着電極は、単極型のものと多極型のものとがある。多極型のもののうち、電極が二枚のものを、特に双極型と記載する。   The electrostatic adsorption electrode and the wafer in the processing chamber are electrically connected with a finite resistance value and a capacitance value by a dielectric layer existing between them. The electrostatic adsorption electrode adsorbs the wafer by Coulomb force. The electrostatic adsorption electrode includes a monopolar type and a multipolar type. Among the multipolar type, those having two electrodes are particularly described as a bipolar type.

単極型の電極は、電極に与えられた電位がウェハの電位に影響する。単極型の電極は、例えば正の電位が与えられてウェハを吸着すると、プラズマ放電を行っていない場合、ウェハには正の電位が現れる。   In a monopolar electrode, the potential applied to the electrode affects the potential of the wafer. For example, when a positive potential is applied to a monopolar electrode and the wafer is attracted, a positive potential appears on the wafer when plasma discharge is not performed.

一方、双極型の電極は、各々の電極に逆極性の電位が付与されてウェハを吸着する。その際、ウェハの電位は、理想的には両電極に付与された電位の平均値となるように設計される場合が多い。例えば一方の電極に+500V、他方の電極に−500Vの電位が付与された場合、ウェハの電位は0Vになる。一方の電極に+600V、他方の電極に−400Vの電位が付与された場合、ウェハの電位は+100Vになる。   On the other hand, the bipolar electrode attracts the wafer by applying a potential of opposite polarity to each electrode. At that time, the potential of the wafer is ideally designed to be an average value of potentials applied to both electrodes in many cases. For example, when a potential of +500 V is applied to one electrode and −500 V is applied to the other electrode, the potential of the wafer is 0 V. When a potential of +600 V is applied to one electrode and −400 V is applied to the other electrode, the potential of the wafer is +100 V.

ウェハと処理室の内壁面との間に意図しない電位差を発生させる要因として、静電吸着電極の構造上の問題や経年劣化が挙げられる。例えば、双極型電極での吸着の場合、二枚の電極の面積が異なる場合や、ウェハの載置台上に異物等が付着することによって二枚の各電極とウェハとの間のそれぞれの抵抗値に差が生じる場合がある。これらの場合、二枚の静電吸着電極に付与される電位の平均値を0Vにしても、互いの電極状態の不均一から、ウェハに電位が発生することがあり得る。   Factors that cause an unintended potential difference between the wafer and the inner wall surface of the processing chamber include structural problems of the electrostatic chucking electrode and deterioration over time. For example, in the case of adsorption with a bipolar electrode, the resistance value between each of the two electrodes and the wafer when the areas of the two electrodes are different or when foreign matter adheres on the wafer mounting table. There may be differences. In these cases, even if the average value of the potential applied to the two electrostatic adsorption electrodes is set to 0 V, a potential may be generated on the wafer due to the non-uniformity of the mutual electrode state.

上記静電吸着電極を含む影響により、プラズマ放電の中断中に、ウェハと処理室の内壁面との間に、ある程度以上に大きな電位差が発生する。これにより、処理室内の帯電した異物がクーロン力によりウェハへ引き寄せられて付着することがある。   Due to the influence including the electrostatic adsorption electrode, a potential difference larger than a certain level is generated between the wafer and the inner wall surface of the processing chamber during the interruption of the plasma discharge. As a result, charged foreign matter in the processing chamber may be attracted and adhered to the wafer by Coulomb force.

本発明の実施の形態のプラズマ処理装置は、プラズマ処理および条件の切り替えに伴うプラズマ放電の中断中に、上記静電吸着電極を含む影響により、ウェハと処理室の内壁面との間に意図しない電位差が発生することを抑制する仕組みを有する。これにより、処理室内の帯電した異物がクーロン力によりウェハへ引き寄せられて付着することを低減する。   The plasma processing apparatus according to the embodiment of the present invention is not intended between the wafer and the inner wall surface of the processing chamber due to the influence including the electrostatic adsorption electrode during the interruption of the plasma discharge accompanying the plasma processing and switching of conditions. It has a mechanism to suppress the occurrence of potential difference. Thereby, the charged foreign matter in the processing chamber is reduced from being attracted to and attached to the wafer by the Coulomb force.

<実施の形態1>
図1〜図5を用いて、本発明の実施の形態1のプラズマ処理装置について説明する。
<Embodiment 1>
The plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

[プラズマ処理装置]
図1は、実施の形態1のプラズマ処理装置の要部断面の構成を示す。図1の実施の形態1のプラズマ処理装置は、電子サイクロトロン共鳴型エッチング装置である。以下、電子サイクロトロン共鳴をECRと記載する。本発明に係るプラズマ処理装置は、ECR型エッチング装置に限らず適用可能である。
[Plasma processing equipment]
FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of the main part of the plasma processing apparatus of the first embodiment. The plasma processing apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1 is an electron cyclotron resonance type etching apparatus. Hereinafter, electron cyclotron resonance is referred to as ECR. The plasma processing apparatus according to the present invention is not limited to an ECR type etching apparatus and can be applied.

図1のECR型エッチング装置であるプラズマ処理装置は、真空処理室である処理室101の内部の試料台である載置台102上に、試料となる半導体基板であるウェハ103が載置され、処理室101の内部にプラズマを発生させる。   The plasma processing apparatus which is the ECR type etching apparatus of FIG. 1 has a wafer 103 which is a semiconductor substrate serving as a sample mounted on a mounting table 102 which is a sample stage inside a processing chamber 101 which is a vacuum processing chamber. Plasma is generated inside the chamber 101.

プラズマ処理装置は、プラズマ発生後、載置台102の内部に設置された高周波電極104に、高周波電源105から電力を供給する。当該電力の供給により、ウェハ103には、自己バイアスと呼ばれる負の電位が発生する。この負の電位によってイオンをウェハ103に引き込むことにより、いわゆる反応性イオンエッチングが起こり、エッチング処理が進行する。   The plasma processing apparatus supplies power from the high frequency power source 105 to the high frequency electrode 104 installed inside the mounting table 102 after the plasma is generated. By the supply of the electric power, a negative potential called a self bias is generated on the wafer 103. By drawing ions into the wafer 103 by this negative potential, so-called reactive ion etching occurs, and the etching process proceeds.

処理室101の内壁基材は、接地された導体が含まれている。実施の形態1では、上記接地された導体が含まれる内壁基材である導体内壁基材は、プラズマに暴露されていてもよい。また当該導体内壁基材は、プラズマ消失後に当該内壁表面が速やかにおおよそ0Vとなる程度の薄い誘電体の膜があってもよい。101aは、処理室101の内壁面、および上記導体内壁基材を示す。101bは、内壁面101aに関する接地を示す。   The inner wall base material of the processing chamber 101 includes a grounded conductor. In Embodiment 1, the conductor inner wall base material that is the inner wall base material including the grounded conductor may be exposed to plasma. The conductor inner wall base material may have a thin dielectric film so that the inner wall surface quickly becomes approximately 0 V after the plasma disappears. 101a shows the inner wall surface of the process chamber 101, and the said conductor inner wall base material. 101b shows the grounding regarding the inner wall surface 101a.

プラズマ処理装置は、プラズマを発生させる機構として、μ波発振源106およびソレノイドコイル107を備える。μ波発振源106で発生させたμ波は、導波管108を介して処理室101に導入される。μ波は、ソレノイドコイル107で発生させた磁場中でECRによって電子にエネルギーを与える。その電子が、図示しないガス供給源から供給されたガスを電離させることによって、プラズマを発生させる。   The plasma processing apparatus includes a μ-wave oscillation source 106 and a solenoid coil 107 as a mechanism for generating plasma. The μ wave generated by the μ wave oscillation source 106 is introduced into the processing chamber 101 through the waveguide 108. The μ wave gives energy to electrons by ECR in a magnetic field generated by the solenoid coil 107. The electrons ionize a gas supplied from a gas supply source (not shown) to generate plasma.

上記プラズマ処理を行う間、ウェハ103の裏面には、当該ウェハ103の温度の調整のための冷却ガスが供給される。冷却ガスによるウェハ103のずれを防ぐために、ウェハ103は、双極型の静電吸着電極109,110によって、載置台102上に吸着される。静電吸着電極109,110は、同心円状に、一方の電極である静電吸着電極109が内側、他方の電極である静電吸着電極110が外側に配置されている。静電吸着電極109,110とウェハ103との間には、誘電体層111が存在している。静電吸着電極109,110とウェハ103は、有限の抵抗値と静電容量を持って電気的に接続される。   During the plasma treatment, a cooling gas for adjusting the temperature of the wafer 103 is supplied to the back surface of the wafer 103. In order to prevent the wafer 103 from being displaced by the cooling gas, the wafer 103 is adsorbed onto the mounting table 102 by bipolar electrostatic adsorption electrodes 109 and 110. The electrostatic adsorption electrodes 109 and 110 are concentrically arranged such that one of the electrostatic adsorption electrodes 109 is disposed on the inner side and the other electrode is disposed on the outer side. A dielectric layer 111 exists between the electrostatic adsorption electrodes 109 and 110 and the wafer 103. The electrostatic chucking electrodes 109 and 110 and the wafer 103 are electrically connected with a finite resistance and capacitance.

静電吸着用電極109,110は、それぞれ、独立した直流電源である可変直流電源112,113が接続される。内側の静電吸着用電極109には、一方の可変直流電源112が接続され、外側の静電吸着用電極110には、他方の可変直流電源113が接続される。   The electrostatic attraction electrodes 109 and 110 are connected to variable DC power sources 112 and 113 which are independent DC power sources, respectively. One variable DC power source 112 is connected to the inner electrostatic attracting electrode 109, and the other variable DC power source 113 is connected to the outer electrostatic attracting electrode 110.

静電吸着用電極109,110には、それぞれの電源により、逆極性の電位が付与される。例えば内側の静電吸着電極109には、可変直流電源112により+500Vの電位が付与され、外側の静電吸着電極110には、可変直流電源113により−500Vの電位が付与される。   A reverse polarity potential is applied to the electrostatic chucking electrodes 109 and 110 by respective power sources. For example, a potential of +500 V is applied to the inner electrostatic chucking electrode 109 by the variable DC power supply 112, and a potential of −500 V is applied to the outer electrostatic chucking electrode 110 from the variable DC power supply 113.

また、実施の形態1のプラズマ処理装置は、上記可変直流電源112,113の出力電圧値を制御するための制御装置115および記憶装置114を備える。可変直流電源112,113は、制御装置115と接続され、制御装置115から出力電圧値が制御される。   Further, the plasma processing apparatus of the first embodiment includes a control device 115 and a storage device 114 for controlling the output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113. The variable DC power sources 112 and 113 are connected to the control device 115, and the output voltage value is controlled from the control device 115.

実施の形態1において、静電吸着電極109,110とウェハ103との間の誘電体層111は、ある程度のリーク電流が流れる程度の抵抗率となっている。例えば、誘電体層111が、Johnsen−Rahbek効果によって吸着を行うための溶射膜である場合、上記のようなリーク電流が流れる。なお、Johnsen−Rahbek効果とは、金属表面と半導体表面との間に電位差を付与することで吸着力が発生する現象であり、静電吸着の一方式としてしばしば用いられる。   In the first embodiment, the dielectric layer 111 between the electrostatic adsorption electrodes 109 and 110 and the wafer 103 has a resistivity such that a certain amount of leakage current flows. For example, when the dielectric layer 111 is a sprayed film for performing adsorption by the Johnson-Rahbek effect, the above leakage current flows. Note that the Johnson-Rahbek effect is a phenomenon in which an adsorption force is generated by applying a potential difference between a metal surface and a semiconductor surface, and is often used as a method of electrostatic adsorption.

[等価回路]
図2は、実施の形態1のプラズマ処理装置における、可変直流電源112,113、静電吸着電極109,110、誘電体層111、およびウェハ103を簡単にモデル化した等価回路を示す。なお、この等価回路では、ウェハ103の抵抗は無視できるほど小さいとする。図2の等価回路で、Vは可変直流電源112の電圧、Vは可変直流電源113の電圧である。R,Rは、誘電体層111の抵抗、C,Cは、誘電体層111の容量である。R,Cは、一方の静電吸着電極109側の抵抗と容量、R,Cは、他方の静電吸着電極110側の抵抗と容量である。
[Equivalent circuit]
FIG. 2 shows an equivalent circuit in which the variable DC power sources 112 and 113, the electrostatic adsorption electrodes 109 and 110, the dielectric layer 111, and the wafer 103 are simply modeled in the plasma processing apparatus of the first embodiment. In this equivalent circuit, the resistance of the wafer 103 is assumed to be negligibly small. In the equivalent circuit of FIG. 2, V 1 is the voltage of the variable DC power source 112, and V 2 is the voltage of the variable DC power source 113. R 1 and R 2 are resistances of the dielectric layer 111, and C 1 and C 2 are capacitances of the dielectric layer 111. R 1 and C 1 are the resistance and capacitance on the one electrostatic adsorption electrode 109 side, and R 2 and C 2 are the resistance and capacitance on the other electrostatic adsorption electrode 110 side.

プラズマ放電が行われていない時の定常状態におけるウェハ103の電位であるVwafを、下記の式1に示す。式1で、R,Rは上記誘電体層111の抵抗の抵抗値、V,Vは、上記可変直流電源112,113の出力電圧値を示す。 Vwaf , which is the potential of the wafer 103 in a steady state when plasma discharge is not performed, is expressed by the following formula 1. In Equation 1, R 1 and R 2 are resistance values of the resistance of the dielectric layer 111, and V 1 and V 2 are output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113.

Figure 2018129549
Figure 2018129549

従って、式1でR=Rの場合、ウェハ103の電位は、両電源である可変直流電源112,113の出力電圧値であるV,Vの平均値となる。 Therefore, when R 1 = R 2 in Equation 1, the potential of the wafer 103 is an average value of V 1 and V 2 which are output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113 which are both power sources.

一方、何らかの理由で抵抗値にずれが生じ、式1でR≠Rとなった場合、ウェハ103の電位は、両電源の出力電圧値の平均値とならず、ウェハ103には、意図しない電位が付与されることとなる。ウェハ103に意図しない電位が付与される場合、ウェハ103と処理室101の内壁面101aとの間の電位差によって帯電した異物が、ウェハ103に誘引される恐れがある。処理室101の内壁面101aは、異物の発生源の一つである。 On the other hand, if the resistance value shifts for some reason and R 1 ≠ R 2 in Equation 1, the potential of the wafer 103 does not become the average value of the output voltage values of both power supplies, and the wafer 103 has no intention. A potential to be applied is applied. When an unintended potential is applied to the wafer 103, there is a possibility that foreign matter charged by the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101 a of the processing chamber 101 is attracted to the wafer 103. The inner wall surface 101a of the processing chamber 101 is one of the generation sources of foreign matters.

ウェハ103に意図しない電位を発生させないために、実施の形態1のプラズマ処理装置は、ウェハ103に付与される電位が所望の値となるように、上記抵抗値であるR,Rの値に応じて、可変直流電源112,113の出力電圧値であるV,Vを制御する。 In order not to generate an unintended potential on the wafer 103, the plasma processing apparatus of the first embodiment has the values of R 1 and R 2 that are the resistance values so that the potential applied to the wafer 103 becomes a desired value. Accordingly, the output voltage values V 1 and V 2 of the variable DC power sources 112 and 113 are controlled.

実施の形態1では、処理室101の内壁面101aの基材は接地された導体であり、その表面の接地抵抗値および対地静電容量が十分小さいとしている。従って、プラズマ放電中断中の処理室101の内壁面101aの電位は、放電終了後、比較的速やかにおよそ0Vになる。そのため、ウェハ103と処理室101の内壁面101aとの間に電位差を発生させないためには、ウェハ103の電位を0V程度にすればよい。   In the first embodiment, the base material of the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 is a grounded conductor, and the ground resistance value and ground capacitance on the surface are sufficiently small. Therefore, the potential of the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 during the interruption of the plasma discharge becomes approximately 0 V relatively quickly after the end of the discharge. Therefore, in order not to generate a potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a of the processing chamber 101, the potential of the wafer 103 may be set to about 0V.

ウェハ103の電位が0Vになる可変直流電源112と可変直流電源113との出力電圧の比は、式1から、以下の式2となる。   The ratio of the output voltages of the variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 113 at which the potential of the wafer 103 becomes 0V is expressed by the following Expression 2 from Expression 1.

Figure 2018129549
Figure 2018129549

実施の形態1のプラズマ処理装置は、プラズマ処理および条件の切り替えに伴うプラズマ放電中断中に、静電吸着用電極109,110に接続される可変直流電源112,113の出力電圧であるV,Vを、上記式2を満たすように変化させる。これにより、実施の形態1のプラズマ処理装置は、ウェハ103の電位を0Vにし、ウェハ103と処理室101の内壁面101aとの電位差を発生させないようにする。 The plasma processing apparatus of the first embodiment is configured to output V 1 , which are output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 connected to the electrostatic chucking electrodes 109 and 110 during interruption of plasma discharge accompanying plasma processing and switching of conditions. V 2 is changed so as to satisfy Equation 2 above. As a result, the plasma processing apparatus of the first embodiment sets the potential of the wafer 103 to 0 V so as not to generate a potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101 a of the processing chamber 101.

[処理タイムチャート]
図3は、プラズマ処理装置におけるプラズマ処理を含む従来の処理の様子を示すタイムチャートである。このプラズマ処理装置は、処理室101の構成は図1と同様とするが、実施の形態1の制御装置115によりプラズマ放電中断中に静電吸着用電極109,110への出力電圧を制御する仕組みを持たない構成の場合である。
[Processing time chart]
FIG. 3 is a time chart showing the state of conventional processing including plasma processing in the plasma processing apparatus. In this plasma processing apparatus, the configuration of the processing chamber 101 is the same as that shown in FIG. This is the case of a configuration that does not have

図3の(a)は、μ波入射パワーを示し、μ波発振源106からのμ波電力である。(b)は、高周波バイアス入射パワーを示し、高周波電源105からの高周波電極104へ
の電力である。(c)は、可変直流電源出力電圧を示す。実線の301は内側の静電吸着電極109への可変直流電源112の出力電圧、破線の302は外側の静電吸着電極110への可変直流電源113の出力電圧を示す。この一実施の形態では、当該出力電圧は、可変の制御はされずに一定である。(d)は、ウェハ電位および内壁面電位を示す。実線の311はウェハ103の電位、破線の312は処理室101の内壁面101aの電位を示す。時刻t0からt1の時間T1は、プラズマ放電中の時間を示す。時刻t1からt2の時間T2は、プラズマ放電中断中の時間を示す。
FIG. 3A shows the μ wave incident power, which is the μ wave power from the μ wave oscillation source 106. (B) shows the high frequency bias incident power, which is the power from the high frequency power source 105 to the high frequency electrode 104. (C) shows the variable DC power supply output voltage. A solid line 301 indicates an output voltage of the variable DC power supply 112 to the inner electrostatic adsorption electrode 109, and a broken line 302 indicates an output voltage of the variable DC power supply 113 to the outer electrostatic adsorption electrode 110. In this embodiment, the output voltage is constant without variable control. (D) shows the wafer potential and the inner wall potential. A solid line 311 indicates the potential of the wafer 103, and a broken line 312 indicates the potential of the inner wall surface 101 a of the processing chamber 101. A time T1 from time t0 to t1 indicates a time during plasma discharge. A time T2 from time t1 to t2 indicates a time during which the plasma discharge is interrupted.

図3の従来の形態での処理の場合、(d)の放電中断中の時間T2に、ウェハ電位である311aと内壁面電位である312aとの間に、313に示すような電位差が発生する。この電位差により、異物がウェハ103へ引き寄せられて付着する可能性がある。   In the case of the processing in the conventional form of FIG. 3, a potential difference as shown by 313 occurs between the wafer potential 311a and the inner wall surface potential 312a at the time T2 during the discharge interruption of (d). . Due to this potential difference, foreign matter may be attracted and attached to the wafer 103.

図4は、実施の形態1のプラズマ処理装置におけるプラズマ処理を含む処理の様子を図3と同様に示すタイムチャートである。図4の(a)は、μ波入射パワーを示し、μ波発振源106からのμ波電力である。(b)は、高周波バイアス入射パワーを示し、高周波電源105からの高周波電極104への電力である。(c)は、可変直流電源出力電圧を示す。実線の401は内側の静電吸着電極109への可変直流電源112の出力電圧、破線の402は外側の静電吸着電極110への可変直流電源113の出力電圧を示す。実施の形態1では、当該出力電圧は、可変に制御される。(d)は、ウェハ電位および内壁面電位を示す。実線の411はウェハ103の電位、破線の412は処理室101の内壁面101aの電位を示す。   FIG. 4 is a time chart showing the state of the processing including the plasma processing in the plasma processing apparatus of the first embodiment, similar to FIG. FIG. 4A shows the μ wave incident power, which is the μ wave power from the μ wave oscillation source 106. (B) shows the high frequency bias incident power, which is the power from the high frequency power source 105 to the high frequency electrode 104. (C) shows the variable DC power supply output voltage. A solid line 401 indicates an output voltage of the variable DC power supply 112 to the inner electrostatic adsorption electrode 109, and a broken line 402 indicates an output voltage of the variable DC power supply 113 to the outer electrostatic adsorption electrode 110. In the first embodiment, the output voltage is variably controlled. (D) shows the wafer potential and the inner wall potential. A solid line 411 indicates the potential of the wafer 103, and a broken line 412 indicates the potential of the inner wall surface 101 a of the processing chamber 101.

実施の形態1のプラズマ処理装置において、ウェハ103が試料台である載置台102上に載置された後、制御装置115からの制御に基づいて、可変直流電源112および可変直流電源113は、ウェハ103の吸着のための所定の電圧を出力する。プラズマ処理装置は、その後、処理室101の内部の圧力調整等の処理の準備を行う。当該準備については図示を省略する。   In the plasma processing apparatus of the first embodiment, after the wafer 103 is mounted on the mounting table 102 which is a sample table, the variable DC power source 112 and the variable DC power source 113 are controlled by the control from the control device 115. A predetermined voltage for 103 is output. Thereafter, the plasma processing apparatus prepares for processing such as pressure adjustment inside the processing chamber 101. The illustration of the preparation is omitted.

上記準備が終了した後、(a)のように、時刻t0から、プラズマ発生のための所定のμ波電力が印加される。これによりプラズマが発生した後、放電中の時間T1において、(b)のように、高周波バイアスが印加されて、エッチング処理が行われる。所望のエッチング処理が終了すると、(b)で、まず高周波バイアス入射パワーが遮断される。当該遮断により、(d)で、時刻t1に示すように、ウェハ103の電位である411と、内壁面101aの電位である412とは、ほぼ同程度となる。   After the preparation is completed, a predetermined μ-wave power for plasma generation is applied from time t0 as shown in (a). Thus, after the plasma is generated, at time T1 during discharge, as shown in (b), a high frequency bias is applied to perform an etching process. When the desired etching process is completed, the high frequency bias incident power is first cut off in (b). By the interruption, as shown at time t1 in (d), the potential 411 of the wafer 103 and the potential 412 of the inner wall surface 101a become substantially the same.

その後、(a)で、放電中断中の時間T2において、μ波入射パワーの供給が停止し、次の処理の準備のためにプラズマ放電が中断される。   Thereafter, in (a), at the time T2 during the interruption of the discharge, the supply of the μ wave incident power is stopped, and the plasma discharge is interrupted in preparation for the next processing.

時刻t1で示すプラズマ放電終了の瞬間には、処理室101の内壁面101aは、プラズマからの電子流入により帯電しており、(d)の412のように、ある程度の電位を持っている。この電位は、処理室101の内壁面101aに溜まった電荷がアースへと抜ける時定数に従って変化していく。実施の形態1では、この時定数は短く、処理室101の内壁面101aの電位は、412aに示すように、比較的速やかに0Vになるとする。   At the moment of the end of the plasma discharge indicated at time t1, the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 is charged by the inflow of electrons from the plasma, and has a certain potential as indicated by 412 in (d). This potential changes in accordance with a time constant at which the charge accumulated on the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 is released to the ground. In the first embodiment, this time constant is short, and the potential of the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 is assumed to be 0 V relatively quickly as indicated by 412a.

また時刻t1で、ウェハ103の電位に関しても、ある程度のリーク電流が流れるため、プラズマからの荷電粒子の流入による帯電で発生した電位は比較的速く消失し、抵抗値の内外差等によって現れる電極個別の特性に応じた電位となる。   Further, at time t1, a certain amount of leakage current also flows with respect to the potential of the wafer 103. Therefore, the potential generated by charging due to the inflow of charged particles from the plasma disappears relatively quickly, and individual electrodes appear due to the difference in resistance value between inside and outside. It becomes the electric potential according to the characteristic.

このため、例えば前述のR≠Rの場合、図3の一実施の形態のプラズマ処理装置の処理の場合では、(d)に示すように、放電中断中の時間T2では、時間T2で、内壁面101aの電位は、312aのように0Vになるが、ウェハ103の電位は、311aのように、0Vにはならない。即ち、ウェハ103と内壁面101aとの間に、313に示す電位差が発生することになる。 For this reason, for example, in the case of R 1 ≠ R 2 described above, in the case of the processing of the plasma processing apparatus of the embodiment of FIG. 3, as shown in FIG. The potential of the inner wall surface 101a becomes 0V as in 312a, but the potential of the wafer 103 does not become 0V as in 311a. That is, a potential difference 313 is generated between the wafer 103 and the inner wall surface 101a.

これに対して、図4の実施の形態1のプラズマ処理装置の処理では、制御装置115による、(c)の可変直流電源112および可変直流電源113の出力電圧の可変の制御を行う。(c)の400は、この可変直流電源112および可変直流電源113の出力電圧の変化およびその時間を示す。   On the other hand, in the processing of the plasma processing apparatus of the first embodiment in FIG. 4, the control device 115 performs variable control of the output voltages of the variable DC power source 112 and the variable DC power source 113 in (c). 400 of (c) shows the change of the output voltage of this variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 113 and its time.

制御装置115は、(c)の出力電圧の制御により、(d)のように、ウェハ103の電位を変化させる。即ち、制御装置115は、(d)で、放電中の時間T1のウェハ103の電位である411が、放電中断中の時間T2に、411aのように0Vになるように、当該出力電圧を、式2を満たすように変化させる。   The control device 115 changes the potential of the wafer 103 as shown in (d) by controlling the output voltage in (c). That is, in (d), the control device 115 sets the output voltage so that the potential 411 of the wafer 103 at time T1 during discharge becomes 0 V as at 411a at time T2 during discharge interruption. Change to satisfy Equation 2.

(c)で、放電中の時間T1では、可変直流電源112の出力電圧である401は、所定の正の電圧であり、可変直流電源113の出力電圧である402は、所定の負の電圧である。制御装置115は、放電中断中の時間T2で、400の時間において、それぞれの所定の出力電圧値に維持する制御を行う。即ち、制御装置115は、可変直流電源112の出力電圧である401を、400の時間に、所定電圧高くなるように変化させて、401aの電圧の状態を維持する。同様に、制御装置115は、可変直流電源113の出力電圧である402を、400の時間に、所定電圧高くなるように変化させて、402aの電圧の状態を維持する。これにより、(d)で、400の時間に、ウェハ103の電位である411aは、内壁面101aの電位である412aと同様に0Vに近付く。   In (c), at time T1 during discharge, 401 which is the output voltage of the variable DC power source 112 is a predetermined positive voltage, and 402 which is the output voltage of the variable DC power source 113 is a predetermined negative voltage. is there. The control device 115 performs control to maintain the respective predetermined output voltage values for 400 times at the time T2 when the discharge is interrupted. In other words, the control device 115 changes the output voltage 401 of the variable DC power source 112 so as to increase by a predetermined voltage for 400 time, and maintains the voltage state of 401a. Similarly, the control device 115 changes the output voltage 402 of the variable DC power supply 113 so as to increase by a predetermined voltage at a time of 400, and maintains the voltage state of 402a. Accordingly, in (d), at time 400, the potential 411a of the wafer 103 approaches 0 V, similar to 412a which is the potential of the inner wall surface 101a.

実施の形態1のプラズマ処理装置において、上記静電吸着電極109,110への可変直流電源112,113の出力電圧値の変化は、以下により達成される。即ち、記憶装置114は、プラズマ放電中断中の時間T2に出力すべき可変直流電源112,113の出力電圧値を記憶する。制御装置115は、放電中断中の時間T2に、記憶装置114に記憶された出力電圧値になるように、可変直流電源112,113の出力電圧値を可変に制御する。   In the plasma processing apparatus of the first embodiment, the change in the output voltage value of the variable DC power sources 112 and 113 to the electrostatic adsorption electrodes 109 and 110 is achieved as follows. That is, the storage device 114 stores the output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113 to be output at the time T2 when the plasma discharge is interrupted. The control device 115 variably controls the output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113 so that the output voltage value stored in the storage device 114 becomes the output voltage value stored in the storage device 114 at the time T2 when the discharge is interrupted.

なお、プラズマ処理装置は、ユーザの操作に基づいて記憶装置114に上記制御の出力電圧値を設定するためのユーザインタフェースを備えてもよい。   The plasma processing apparatus may include a user interface for setting the output voltage value of the control in the storage device 114 based on a user operation.

実施の形態1のプラズマ処理装置は、上記制御を含む動作によって、放電中断中の時間T2に、ウェハ103と内壁面101aとの間の電位差を解消する。(d)の400の時間では、411aおよび412aのように、当該電位差がほぼ0Vとなる。これにより、異物がウェハ103に誘引されて付着することが防止される。   The plasma processing apparatus of the first embodiment eliminates the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a at the time T2 during the discharge interruption by the operation including the above control. In 400 of (d), the potential difference is substantially 0 V as in 411a and 412a. This prevents foreign matter from being attracted and attached to the wafer 103.

プラズマ処理装置は、上記制御装置115による制御により時間T2の400で所定の出力電圧を維持したまま、処理室101内の圧力調整等の、次の放電処理のための準備を行う。当該準備が終了した後、プラズマ処理装置は、制御装置115による400での制御を停止する。これにより可変直流電源112,113は、次の放電処理のための所定の電圧、即ち401,402と同じ電圧を出力する。その後、時刻t2から、μ波入射パワーの供給が開始され、次の放電処理が実施される。   The plasma processing apparatus prepares for the next discharge process such as pressure adjustment in the processing chamber 101 while maintaining a predetermined output voltage at time T2 400 under the control of the control apparatus 115. After the preparation is completed, the plasma processing apparatus stops the control at 400 by the control apparatus 115. Thereby, the variable DC power sources 112 and 113 output a predetermined voltage for the next discharge process, that is, the same voltage as 401 and 402. Thereafter, supply of μ wave incident power is started from time t2, and the next discharge process is performed.

プラズマ処理装置は、以上のようなプラズマ放電処理および放電中断を含む制御を、最終の放電処理が終了するまで繰り返し、最終の放電処理の終了後には、所定のウェハ除電シーケンスを経て、可変直流電源112,113の電圧を遮断する。   The plasma processing apparatus repeats the control including the plasma discharge process and the discharge interruption as described above until the final discharge process is completed, and after the final discharge process is completed, the variable DC power supply is passed through a predetermined wafer neutralization sequence. The voltages of 112 and 113 are cut off.

[効果等]
上記プラズマ放電中断中にウェハ103と処理室101の内壁面101aとの間の電位差を解消するにあたり、どの程度まで電位差を小さくすれば、異物の付着の低減効果を得るために十分であるかについて、以下のように検討した。
[Effects]
In order to eliminate the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 while the plasma discharge is interrupted, how much the potential difference should be reduced is sufficient to obtain the effect of reducing the adhesion of foreign matter. We examined as follows.

図5は、実施の形態1のプラズマ処理装置における、帯電した異物のウェハ103への付着の低減効果について、計算によって見積もりを行った結果のグラフである。グラフの横軸はウェハ103と処理室101の内壁面101aとの電位差[V]を示す。グラフの縦軸は異物のウェハ103への付着率[%]を示す。   FIG. 5 is a graph showing a result obtained by estimating the effect of reducing the adhesion of charged foreign matter to the wafer 103 in the plasma processing apparatus of the first embodiment by calculation. The horizontal axis of the graph represents the potential difference [V] between the wafer 103 and the inner wall surface 101 a of the processing chamber 101. The vertical axis of the graph represents the adhesion rate [%] of foreign matter to the wafer 103.

この見積りの計算は、以下の条件で行われた。処理室101内の圧力を0.6Paとし、処理室101内には平均3m/s程度の排気口へ向かうガスの流れがあるものとした。異物は、真空の処理室101の内壁面101aのうちの側面から1000個発生するものとした。異物の発生位置は、大まかな範囲で指定され、1000個の個々の異物の夫々の発生場所については、指定の範囲内でランダムに決定された。異物の粒径は、1000個の異物の夫々について、15nm以上120nm以下の値がランダムに与えられた。異物の初速に関しても、1000個の異物のそれぞれについて、5m/s以下の値がランダムに与えられた。本計算では、帯電した異物をウェハ103に引き寄せる効果について見積もるため、異物の帯電は、1000個の全ての異物で、−1.6×10−19[C]とした。 This estimate was calculated under the following conditions. It was assumed that the pressure in the processing chamber 101 was 0.6 Pa, and that there was a gas flow toward the exhaust port at an average of about 3 m / s in the processing chamber 101. It is assumed that 1000 foreign matters are generated from the side surface of the inner wall surface 101 a of the vacuum processing chamber 101. The occurrence position of the foreign matter is specified within a rough range, and the occurrence location of each of the 1000 individual foreign matters is randomly determined within the specified range. As the particle size of the foreign matter, a value of 15 nm or more and 120 nm or less was randomly given for each of 1000 foreign matters. Regarding the initial speed of the foreign matter, a value of 5 m / s or less was randomly given for each of the 1000 foreign matters. In this calculation, in order to estimate the effect of attracting the charged foreign matter to the wafer 103, the charge of the foreign matter was set to −1.6 × 10 −19 [C] for all 1000 foreign matters.

上記条件で異物のウェハ103への付着率を計算した。その結果、図5に示すように、ウェハ103と処理室101の内壁面101aとの間の電位差が+10Vである場合、ウェハ103へ付着する異物は2%程度であった。この付着率は、電位差が0Vである場合の付着率との差はあまり無い。しかしながら、ウェハ103と処理室101の内壁面101aとの電位差が+20Vである場合は、付着率が、8%程度まで上昇するという結果が得られた。   The adhesion rate of foreign matter to the wafer 103 was calculated under the above conditions. As a result, as shown in FIG. 5, when the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 is +10 V, the foreign matter adhering to the wafer 103 is about 2%. This adhesion rate is not so different from the adhesion rate when the potential difference is 0V. However, when the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 is +20 V, the result is that the adhesion rate increases to about 8%.

上記結果から、実施の形態1のプラズマ処理装置は、十分な異物の付着の低減効果が得られる、プラズマ放電中断中のウェハ103と内壁面101aとの電位差の目安を、±10V以内とした。図4の(d)で、放電中断中の時間T2の電位差を0Vで示しているが、当該電位差が±10V以内であれば、相応の十分な効果が得られる。   From the above results, in the plasma processing apparatus of the first embodiment, the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a during the plasma discharge interruption, which can sufficiently reduce the adhesion of foreign matter, is set within ± 10V. In FIG. 4D, the potential difference at the time T2 during the interruption of the discharge is shown as 0V. However, if the potential difference is within ± 10V, a correspondingly sufficient effect can be obtained.

上述のように、実施の形態1のプラズマ処理装置およびそのプラズマ処理方法によれば、プラズマ処理および条件の切り替えに伴うプラズマ放電の中断中に、ウェハ103と処理室101の内壁面101aとの間に意図しない電位差が発生することを抑制し、帯電した異物のウェハ103への付着を低減することができる。   As described above, according to the plasma processing apparatus and the plasma processing method of the first embodiment, during the interruption of the plasma discharge accompanying the plasma processing and the switching of the conditions, the gap between the wafer 103 and the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 is obtained. It is possible to suppress the occurrence of an unintended potential difference, and to reduce the adhesion of charged foreign matter to the wafer 103.

<実施の形態2>
図6,図7を用いて、本発明の実施の形態2のプラズマ処理装置について説明する。以下、実施の形態2における実施の形態1とは異なる構成の部分について説明する。実施の形態2のプラズマ処理装置は、実施の形態1のプラズマ処理装置における放電中断中の可変直流電源112,113の出力電圧を、ウェハ103の電位と可変直流電源112,113の出力電圧との間の関係を把握するための計測を基に決定する。
<Embodiment 2>
A plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following, the configuration of the second embodiment different from that of the first embodiment will be described. In the plasma processing apparatus of the second embodiment, the output voltage of the variable DC power sources 112 and 113 during the interruption of discharge in the plasma processing apparatus of the first embodiment is obtained by dividing the potential of the wafer 103 and the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113. Decide based on measurements to understand the relationship between them.

前述の実施の形態1では、ウェハ103の電位を、ウェハ103と静電吸着電極109,110との間の誘電体層111の抵抗値を基に決定する構成を示した。しかしながら、この抵抗値が正確に把握できない場合や、意図しない電位がその他の要因によって発生している場合は、実施の形態1の構成を適用することができない。   In the first embodiment, the configuration in which the potential of the wafer 103 is determined based on the resistance value of the dielectric layer 111 between the wafer 103 and the electrostatic chucking electrodes 109 and 110 has been described. However, when the resistance value cannot be accurately grasped or when an unintended potential is generated due to other factors, the configuration of the first embodiment cannot be applied.

その場合、実施の形態2の構成を適用することが有効である。実施の形態2では、ウェハ103の電位であるVwafと、可変直流電源112,113の出力電圧値であるV,Vとの間の関係を計測によって把握しておく。これにより、プラズマ放電中断中にウェハ103と処理室101の内壁面101aとの間の電位差を低減させる制御を行うことができる。上記計測による把握を含む作業を、以下、検定と記載する。 In that case, it is effective to apply the configuration of the second embodiment. In the second embodiment, the relationship between V waf that is the potential of the wafer 103 and V 1 and V 2 that are the output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113 is grasped by measurement. Thereby, it is possible to perform control to reduce the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 while the plasma discharge is interrupted. The work including grasping by the above measurement is hereinafter referred to as a test.

実施の形態2のプラズマ処理装置は、実施の形態1のプラズマ処理装置と同様の構成要素に加え、上記検定を行うための手段として、実験装置を含む機構を備える。実施の形態2のプラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法は、実施の形態1と同様のプラズマ処理装置の構成において、まず上記検定を行う。   The plasma processing apparatus according to the second embodiment includes a mechanism including an experimental apparatus as means for performing the above-described test in addition to the same components as those of the plasma processing apparatus according to the first embodiment. In the plasma processing method in the plasma processing apparatus of the second embodiment, the above test is first performed in the same plasma processing apparatus configuration as that of the first embodiment.

上記検定は、例えば以下のような手段および手順により実現される。実施の形態2のプラズマ処理装置は、ウェハ103の電位の計測が可能な機構を設ける。この機構は、処理室101を大気開放してウェハ103に電位計測プローブを貼り付けること等により実現される。実施の形態2のプラズマ処理装置は、この計測の機構を用いて、制御装置115により可変直流電源112,113の出力電圧を様々に変化させた場合の、ウェハ103の電位を計測する。   The above assay is realized by the following means and procedures, for example. The plasma processing apparatus of the second embodiment is provided with a mechanism that can measure the potential of the wafer 103. This mechanism is realized by, for example, attaching the potential measurement probe to the wafer 103 by opening the processing chamber 101 to the atmosphere. The plasma processing apparatus of the second embodiment uses this measurement mechanism to measure the potential of the wafer 103 when the output voltage of the variable DC power sources 112 and 113 is variously changed by the control device 115.

[検定]
図6は、実施の形態2のプラズマ処理装置における、上記実験装置および計測の機構を含む検定の手段を用いて、ウェハ103の電位と、可変直流電源112,113の出力電圧とに関する検定を行った結果の例であるグラフを示す。グラフの横軸は、可変直流電源112,113の出力電圧の平均値[V]である。グラフの縦軸は、ウェハ103の電位[V]である。また、この検定はプラズマを生成しない状態で行った。
[Test]
FIG. 6 shows a calibration of the potential of the wafer 103 and the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 using the test means including the experimental apparatus and the measurement mechanism in the plasma processing apparatus of the second embodiment. The graph which is an example of the result is shown. The horizontal axis of the graph represents the average value [V] of the output voltages of the variable DC power supplies 112 and 113. The vertical axis of the graph represents the potential [V] of the wafer 103. In addition, this test was performed without generating plasma.

なお、この検定の際、以下の条件とした。出力電圧は、内側の静電吸着電極109の可変直流電源112が+500V、外側の静電吸着電極110の可変直流電源113が−500Vを基準とした。この出力電圧の変化は、可変直流電源112および可変直流電源113の両方で、等しい量で変化させることとした。例えば図6の横軸の可変直流電源の出力電圧の平均値を+10V変化させる場合には、可変直流電源112と可変直流電源113との両方の出力電圧を+10V変化させた。その場合、可変直流電源112の出力電圧は+510V、可変直流電源113の出力電圧は−490Vになる。   In this test, the following conditions were used. The output voltage was based on + 500V for the variable DC power supply 112 of the inner electrostatic adsorption electrode 109 and -500V for the variable DC power supply 113 of the outer electrostatic adsorption electrode 110. The change in the output voltage is changed by an equal amount in both the variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 113. For example, when the average value of the output voltage of the variable DC power supply on the horizontal axis in FIG. 6 is changed by + 10V, the output voltages of both the variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 113 are changed by + 10V. In this case, the output voltage of the variable DC power source 112 is + 510V, and the output voltage of the variable DC power source 113 is −490V.

実施の形態2のプラズマ処理装置は、上記検定の結果、図6のように、可変直流電源112,113の出力電圧の平均値が0Vである場合には、ウェハ103に−40V程度の電位が付与されていた。当該出力電圧の平均値を変化させると、ウェハ103の電位も、当該平均値の変化量とほぼ同量変化した。ウェハ103の電位が0Vになる当該出力電圧の平均値は、+40V程度であった。   In the plasma processing apparatus of the second embodiment, when the average value of the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 is 0V as shown in FIG. Had been granted. When the average value of the output voltage was changed, the potential of the wafer 103 was changed by almost the same amount as the change amount of the average value. The average value of the output voltage at which the potential of the wafer 103 becomes 0V was about + 40V.

実施の形態2のプラズマ処理装置は、実施の形態1と同様に、プラズマ放電中断中の処理室101の内壁面101aの電位は、放電終了後に比較的速やかにおよそ0Vになる。そのため、実施の形態2のプラズマ処理装置は、制御装置115により、放電中断中、可
変直流電源112,113の出力電圧の平均値が+40Vになるように設定する。これにより、図4の(d)のように、ウェハ103と内壁面101aとの電位差を解消できる。
In the plasma processing apparatus of the second embodiment, as in the first embodiment, the potential of the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 during the interruption of the plasma discharge becomes approximately 0 V relatively quickly after the end of the discharge. Therefore, in the plasma processing apparatus of the second embodiment, the control device 115 sets the average value of the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 to +40 V during the discharge interruption. Thereby, as shown in FIG. 4D, the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a can be eliminated.

上記検定によって決定された、プラズマ放電中断中の可変直流電源112,113の出力電圧値を、V1ctrl,V2ctrlとする。図4の401aがV1ctrl,402aがV2ctrlに対応する。記憶装置114は、このV1ctrl,V2ctrlの値を記憶する。プラズマ処理装置は、図4の(c)と同様に、プラズマ放電中断中の時間T2において、制御装置115により、400の時間に、可変直流電源112,113の出力電圧値を、V1ctrl,V2ctrlとなるように制御する。 The output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113 during the plasma discharge interruption determined by the above test are V 1ctrl and V 2ctrl . In FIG. 4, 401a corresponds to V 1ctrl and 402a corresponds to V 2ctrl . The storage device 114 stores the values of V 1ctrl and V 2ctrl . As in FIG. 4C, the plasma processing apparatus sets the output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113 to V 1ctrl , V at 400 time by the control device 115 at time T2 during plasma discharge interruption. Control to be 2 ctrl .

[効果等]
図7は、実施の形態2のプラズマ処理装置における、異物の付着の低減効果として、放電中断中に可変直流電源112,113の出力電圧を様々に変化させた際の、ウェハ103に付着した異物数の変化を表すグラフである。グラフの横軸は、可変直流電源112,113の出力電圧の平均値[V]、およびそれに対応付けられたウェハ103の電位[V]を示す。グラフの縦軸は、ウェハ103に付着した異物数を示す。この異物数は、可変直流電源112,113の出力電圧の平均値が0Vの場合の異物数によって規格化された値を示す。
[Effects]
FIG. 7 shows the foreign matter adhering to the wafer 103 when the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 are changed variously during the interruption of discharge as an effect of reducing the adhesion of foreign matter in the plasma processing apparatus of the second embodiment. It is a graph showing the change of a number. The horizontal axis of the graph indicates the average value [V] of the output voltages of the variable DC power supplies 112 and 113 and the potential [V] of the wafer 103 associated therewith. The vertical axis of the graph indicates the number of foreign matters attached to the wafer 103. The number of foreign objects indicates a value normalized by the number of foreign objects when the average value of the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 is 0V.

図7に示すように、可変直流電源112,113の出力電圧の平均値が+40V付近、つまりウェハ103の電位が0V付近になっている場合、従来の通常の運用である可変直流電源112,113の出力電圧の平均値が0Vの場合と比較して、40%程度の異物低減効果が得られた。また、ウェハ103の電位が負極性になる場合には、ウェハ103の電位の絶対値が大きくなる程、ウェハ103に付着する異物数が増加する。一方、ウェハ103の電位が正極性になる場合には、ウェハ103の電位の絶対値が大きくなっても、ウェハ103に付着する異物数は大きくは変化しない。   As shown in FIG. 7, when the average value of the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 is around +40 V, that is, when the potential of the wafer 103 is around 0 V, the variable DC power sources 112 and 113 which are conventional normal operations are used. Compared with the case where the average value of the output voltage of 0V is 0V, the foreign matter reduction effect of about 40% was obtained. In addition, when the potential of the wafer 103 is negative, the number of foreign matters attached to the wafer 103 increases as the absolute value of the potential of the wafer 103 increases. On the other hand, when the potential of the wafer 103 is positive, even if the absolute value of the potential of the wafer 103 is increased, the number of foreign matters attached to the wafer 103 does not change greatly.

上記結果から、以下の二点が推測される。一点は、処理室101内の帯電した異物の多くが正極性に帯電しているということである。ウェハ103の電位が負極性の場合の付着する異物の増加は、正極性に帯電した異物がウェハ103の電位に引き寄せられたことの結果であると考えられる。   From the above results, the following two points are estimated. One point is that most of the charged foreign matter in the processing chamber 101 is positively charged. The increase in adhering foreign matter when the potential of the wafer 103 is negative is considered to be a result of attracting the positively charged foreign matter to the potential of the wafer 103.

もう一点は、ウェハ103に異物の帯電と同極性の電位を印加して、ウェハ103に飛来する帯電異物を跳ね返して異物の低減を図るという手法の効果は小さいということである。これは、前述の結果より正極性に帯電した異物の存在が示唆されているにも関わらず、ウェハ103に正極性の電位を付与しても異物の低減効果が得られなかったことから判断される。このことに関しては、放電中断中に発生する異物は、処理室101の内壁面101aから発生する際の初速度が十分小さく、ウェハ103と内壁面101aとの間に電位差が無い場合、ウェハ103まで飛来できる異物が少ない状況であると考えることで説明できる。従って、放電中断中には帯電した異物を不要にウェハ103へ引き寄せることが無いように電位を制御することが肝要であると言える。   Another point is that the effect of the technique of applying a potential having the same polarity as the charge of the foreign matter to the wafer 103 and repelling the charged foreign matter flying to the wafer 103 to reduce the foreign matter is small. This is judged from the fact that, although the presence of the positively charged foreign matter is suggested from the above-mentioned results, the effect of reducing the foreign matter was not obtained even when a positive potential was applied to the wafer 103. The In this regard, the foreign matter generated during the interruption of discharge has a sufficiently small initial velocity when it is generated from the inner wall surface 101a of the processing chamber 101, and if there is no potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a, the wafer 103 This can be explained by thinking that there are few foreign objects that can fly. Therefore, it can be said that it is important to control the potential so that charged foreign matters are not attracted to the wafer 103 unnecessarily during discharge interruption.

実施の形態2のプラズマ処理装置は、上記二点を含めて考慮し、放電中断中、帯電した異物を不要にウェハ103へ引き寄せることが無いように、制御装置115により可変直流電源112,113の出力電圧を制御して、ウェハ103の電位を制御する。   The plasma processing apparatus of the second embodiment takes the above two points into consideration, and controls the variable DC power sources 112 and 113 by the controller 115 so that charged foreign matter is not unnecessarily attracted to the wafer 103 during discharge interruption. The potential of the wafer 103 is controlled by controlling the output voltage.

以上の結果から、実施の形態2のプラズマ処理装置によれば、放電中断中にウェハ103と処理室101の内壁面101aとの間に意図しない電位差が発生することを抑制することで、帯電した異物のウェハ103への付着を低減できることが確認された。   From the above results, according to the plasma processing apparatus of the second embodiment, charging was suppressed by suppressing the occurrence of an unintended potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 during discharge interruption. It was confirmed that adhesion of foreign matter to the wafer 103 can be reduced.

<実施の形態3>
図8,図9を用いて、本発明の実施の形態3のプラズマ処理装置について説明する。以下、実施の形態3における実施の形態1および実施の形態2とは異なる構成の部分について説明する。
<Embodiment 3>
A plasma processing apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Hereinafter, a part of the third embodiment having a configuration different from that of the first and second embodiments will be described.

[プラズマ処理装置]
図8は、実施の形態3のプラズマ処理装置の要部断面の構成を示す。図8の実施の形態3のプラズマ処理装置も、ECR型エッチング装置であるが、ECR型に限らず適用可能である。実施の形態3のプラズマ処理装置は、実施の形態1および実施の形態2のプラズマ処理装置の構成要素に加え、実施の形態2とは異なる検定の手段を備える。実施の形態3における検定の手段は、当該プラズマ処理装置の検定を、処理室101の大気開放を行うこと無く実施するための機構を含む。実施の形態3のプラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法は、当該検定の手段を用いて検定を行う手順を含む。
[Plasma processing equipment]
FIG. 8 shows a cross-sectional configuration of the main part of the plasma processing apparatus of the third embodiment. The plasma processing apparatus of Embodiment 3 in FIG. 8 is also an ECR type etching apparatus, but is not limited to the ECR type and can be applied. In addition to the constituent elements of the plasma processing apparatuses of the first embodiment and the second embodiment, the plasma processing apparatus of the third embodiment includes an examination means different from that of the second embodiment. The means for verification in the third embodiment includes a mechanism for performing verification of the plasma processing apparatus without opening the processing chamber 101 to the atmosphere. The plasma processing method in the plasma processing apparatus of the third embodiment includes a procedure for performing an assay using the assay means.

図8で、実施の形態3のプラズマ処理装置は、上記検定の手段の構成要素として、電流計801,802と、制御装置803とを備える。電流計801,802は、可変直流電源112,113からウェハ103に流れる電流を測定する電流計であり、制御装置803と接続される。制御装置803は、前述の制御装置115の代わりに設けられ、検定の制御の機能を含む。制御装置803は、電流計801,802で測定した電流が互いに等しくなるように、可変直流電源112,113の出力電圧値を制御する。   In FIG. 8, the plasma processing apparatus of the third embodiment includes ammeters 801 and 802 and a control device 803 as components of the above-described verification means. The ammeters 801 and 802 are ammeters that measure the current flowing from the variable DC power sources 112 and 113 to the wafer 103, and are connected to the control device 803. The control device 803 is provided in place of the above-described control device 115, and includes a function for controlling the test. The control device 803 controls the output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113 so that the currents measured by the ammeters 801 and 802 are equal to each other.

電流計801,802は、特に、載置台102における静電吸着電極109,110から誘電体層111を介してウェハ103へ流れる電流を検出する電流計としてもよい。   In particular, the ammeters 801 and 802 may be ammeters that detect current flowing from the electrostatic adsorption electrodes 109 and 110 on the mounting table 102 to the wafer 103 via the dielectric layer 111.

実施の形態3のプラズマ処理装置は、検定を行う際、処理室101内に、検定のためのプラズマである検定用プラズマ804を発生させる。この検定用プラズマ804のプラズマ放電を、以下、検定放電と記載する。   The plasma processing apparatus of the third embodiment generates a verification plasma 804 that is a plasma for verification in the processing chamber 101 when performing the verification. Hereinafter, the plasma discharge of the test plasma 804 is referred to as test discharge.

[等価回路]
図9は、実施の形態3のプラズマ処理装置における、検定放電中における、可変直流電源112,113、静電吸着電極109,110、誘電体層111、ウェハ103、検定用プラズマ804、および真空の処理室101を簡単にモデル化した等価回路を示す。Iは電流計801の電流、Iは電流計802の電流である。Iは、ウェハ103から検定用プラズマ804への電流である。Rは、検定用プラズマ804の抵抗値、Cは、検定用プラズマ804の静電容量値である。Rは、処理室101の内壁面101aの接地抵抗、Cは、処理室101の内壁面101aの対地静電容量である。
[Equivalent circuit]
FIG. 9 shows variable DC power sources 112 and 113, electrostatic adsorption electrodes 109 and 110, dielectric layer 111, wafer 103, verification plasma 804, and vacuum during verification discharge in the plasma processing apparatus of the third embodiment. An equivalent circuit in which the processing chamber 101 is simply modeled is shown. I 1 is the current of the ammeter 801, and I 2 is the current of the ammeter 802. I 3 is the current from the wafer 103 to the verification plasma 804. R 3 is the resistance value of the test plasma 804, and C 3 is the capacitance value of the test plasma 804. R 4 is the ground resistance of the inner wall surface 101 a of the processing chamber 101, and C 4 is the ground capacitance of the inner wall surface 101 a of the processing chamber 101.

検定放電中は、ウェハ103と処理室101の内壁面101aとが、検定用プラズマ804によって電気的に接続される。この際、ウェハ103と処理室101の内壁面101aとの間の当該プラズマを介した抵抗値Rおよび静電容量値Cは、ウェハ103と静電吸着電極109,110との間の抵抗値R,R、および静電容量値C,Cに比べて、それぞれ十分に小さい。 During the verification discharge, the wafer 103 and the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 are electrically connected by the verification plasma 804. At this time, the resistance value R 3 and the capacitance value C 3 through the plasma between the wafer 103 and the inner wall surface 101 a of the processing chamber 101 are the resistance between the wafer 103 and the electrostatic adsorption electrodes 109 and 110. The values R 1 and R 2 are sufficiently smaller than the capacitance values C 1 and C 2 , respectively.

また、実施の形態3のプラズマ処理装置では、処理室101の内壁面101aの接地抵抗Rおよび対地静電容量Cも、上記抵抗値R,Rおよび静電容量値C,Cに比べて十分小さい。そのため、ウェハ103の電位は、検定放電中、ほぼ0Vとなる。 In the plasma processing apparatus of the third embodiment, the ground resistance R 4 and the ground capacitance C 4 of the inner wall surface 101 a of the processing chamber 101 are also the resistance values R 1 and R 2 and the capacitance values C 1 and C. Small enough compared to 2 . Therefore, the potential of the wafer 103 is approximately 0 V during the verification discharge.

また、検定用プラズマ804に電流Iが流れることにより、電流計801と電流計802には、異なる電流であるIとIが流れる。実施の形態3のプラズマ処理装置は、制御装置803により、これらの両電流の値が等しくなるように、出力電圧値であるVおよびVを設定する。当該設定により、検定用プラズマ804には、電流Iが流れなくなる。即ち、プラズマ放電が無い場合の等価回路と等しい状態となる。上記のように決まる可変直流電源112,113の出力電圧値であるVおよびVが、プラズマ放電が無い時もウェハ103の電位が0Vになるような出力電圧であるV1ctrlおよびV2ctrlとなる。 In addition, when the current I 3 flows through the verification plasma 804, different currents I 1 and I 2 flow through the ammeter 801 and the ammeter 802. In the plasma processing apparatus of the third embodiment, the control device 803 sets the output voltage values V 1 and V 2 so that the values of these two currents are equal. With this setting, the current I 3 does not flow in the verification plasma 804. That is, the state is equivalent to an equivalent circuit when there is no plasma discharge. The output voltage values V 1 and V 2 of the variable DC power sources 112 and 113 determined as described above are V 1ctrl and V 2ctrl which are output voltages such that the potential of the wafer 103 becomes 0V even when there is no plasma discharge. Become.

実施の形態3のプラズマ処理装置は、ウェハ1枚の処理ごと、あるいは1ロットごと等、必要な単位およびタイミングで、検定放電を行う。検定放電の際、まずウェハ103が真空の処理室101内の載置台102に搬入される。ウェハ103は、静電吸着電極109,110によって載置台102に吸着される。この際の吸着電圧は、製品ウェハの処理を行う際に一般的に使用される値に設定される。   The plasma processing apparatus according to the third embodiment performs a test discharge in a necessary unit and timing such as for each wafer processing or for each lot. During the calibration discharge, first, the wafer 103 is carried into the mounting table 102 in the vacuum processing chamber 101. The wafer 103 is attracted to the mounting table 102 by electrostatic attracting electrodes 109 and 110. The adsorption voltage at this time is set to a value generally used when processing a product wafer.

プラズマ処理装置は、その後、処理室101内の圧力調整等、検定放電のための準備を行う。当該準備が終了した後、プラズマ処理装置は、プラズマ発生のための所定のμ波電力の印加によりプラズマを発生させる。プラズマ発生後、電流計801,802で電流が計測される。制御装置803は、上記電流計801,802の両電流値であるI,Iを監視する。制御装置803は、互いの電流値であるI,Iの差が、当該電流値の絶対値の和に対して、±1%以内になるように、可変直流電源112,113の出力電圧であるV,Vを制御する。なお当該可変直流電源112,113の出力電圧の変化は、前述と同様に、等しい量で変化させることとする。 Thereafter, the plasma processing apparatus makes preparations for verification discharge such as pressure adjustment in the processing chamber 101. After the preparation is completed, the plasma processing apparatus generates plasma by applying predetermined μ-wave power for generating plasma. After plasma generation, current is measured by ammeters 801 and 802. The control device 803 monitors the current values I 1 and I 2 of the ammeters 801 and 802. The control device 803 outputs the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 so that the difference between the current values I 1 and I 2 is within ± 1% with respect to the sum of the absolute values of the current values. V 1 and V 2 are controlled. In addition, the change of the output voltage of the said variable DC power supply 112,113 shall be changed by the same quantity similarly to the above-mentioned.

制御装置803は、上記制御において、上記電流値の差が当該電流値の絶対値の和の±1%以内になった場合、可変直流電源112,113の出力電圧の制御を停止し、その際の出力電圧値であるV,Vの値を、記憶装置114に記憶させる。ここで記憶されたV,Vの値が、上述のV1ctrl,V2ctrlとなる。 In the above control, when the difference between the current values is within ± 1% of the sum of the absolute values of the current values, the control device 803 stops the control of the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113. The values of V 1 and V 2 , which are output voltage values, are stored in the storage device 114. The values of V 1 and V 2 stored here are the above-described V 1ctrl and V 2ctrl .

なお、上記検定放電中の可変直流電源112,113の出力電圧の制御を停止する際の条件である、上記電流値の差は、当該電流値の絶対値の和の±1%以内でなくても構わない。ただし、前述のように、ウェハ103と内壁面101aとの電位差を、異物の低減効果が得られるように十分小さくできることが望まれる。   The difference between the current values, which is a condition for stopping the control of the output voltage of the variable DC power sources 112 and 113 during the verification discharge, should not be within ± 1% of the sum of the absolute values of the current values. It doesn't matter. However, as described above, it is desirable that the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a can be made sufficiently small so as to obtain a foreign matter reducing effect.

実施の形態3において、上記制御の停止の条件を、上記電流値の差が当該電流値の絶対値の和の±1%以内であることとしたのは、以下の理由による。実施の形態1における静電吸着電極109と静電吸着電極110との間の電位差が1000Vである。この1000Vの電位差に対して、異物の低減効果が得られるウェハ103と内壁面101aとの間の許容される電位差が±10Vである。上記許容される電位差である±10Vは、上記静電吸着電極109と静電吸着電極110との間の電位差である1000Vの±1%である
。よって、上記制御の停止の条件として、上記電流値の差が当該電流値の絶対値の和の±1%以内であることとする。
In the third embodiment, the reason for stopping the control is that the difference between the current values is within ± 1% of the sum of the absolute values of the current values for the following reason. The potential difference between the electrostatic chucking electrode 109 and the electrostatic chucking electrode 110 in the first embodiment is 1000V. With respect to the potential difference of 1000 V, the allowable potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101 a from which the effect of reducing foreign matter is obtained is ± 10 V. The allowable potential difference of ± 10 V is ± 1% of 1000 V that is the potential difference between the electrostatic adsorption electrode 109 and the electrostatic adsorption electrode 110. Therefore, as a condition for stopping the control, the difference between the current values is within ± 1% of the sum of absolute values of the current values.

プラズマ処理装置は、検定後、製品ウェハの処理を行う。プラズマ処理装置は、製品ウェハの処理の際、制御装置803により、プラズマ放電中断中に、可変直流電源112,113の出力電圧値を、前述の図4の(c)と同様に、V1ctrl,V2ctrlとなるように制御する。 The plasma processing apparatus processes the product wafer after the verification. In the processing of the product wafer, the plasma processing apparatus controls the output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113 by the control device 803 while the plasma discharge is interrupted, as in FIG. 4C , V 1ctrl , Control to be V 2 ctrl .

[効果等]
上述のように、実施の形態3のプラズマ処理装置のプラズマ処理方法によれば、処理室101の大気開放を行うこと無く検定を実施する。そして本プラズマ処理方法によれば、製品ウェハの処理において、プラズマ放電中断中にウェハ103と処理室101の内壁面101aとの間に意図しない電位差が発生することを抑制する。これにより、帯電した異物のウェハ103への付着を低減することができる。
[Effects]
As described above, according to the plasma processing method of the plasma processing apparatus of the third embodiment, the verification is performed without opening the processing chamber 101 to the atmosphere. Then, according to the present plasma processing method, an unintended potential difference is suppressed from occurring between the wafer 103 and the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 during plasma discharge interruption during processing of the product wafer. Thereby, adhesion of charged foreign matter to the wafer 103 can be reduced.

<実施の形態4>
図10,図11を用いて、本発明の実施の形態4のプラズマ処理装置について説明する。以下、実施の形態4における前述の形態とは異なる構成の部分について説明する。
<Embodiment 4>
A plasma processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Hereafter, the part of the configuration different from the above-described embodiment in Embodiment 4 will be described.

[プラズマ処理装置]
図10は、実施の形態4のプラズマ処理装置の要部断面の構成を示す。図10の実施の形態4のプラズマ処理装置も、ECR型エッチング装置であるが、ECR型エッチング装置に限らず適用可能である。実施の形態4のプラズマ処理装置は、前述の構成要素に加え、ウェハ電位計測プローブ1001と、内壁面電位計測プローブ1002と、制御装置1003とを有する。
[Plasma processing equipment]
FIG. 10 shows a cross-sectional configuration of the main part of the plasma processing apparatus of the fourth embodiment. The plasma processing apparatus of the fourth embodiment shown in FIG. 10 is also an ECR type etching apparatus, but is not limited to an ECR type etching apparatus and can be applied. The plasma processing apparatus of the fourth embodiment includes a wafer potential measurement probe 1001, an inner wall surface potential measurement probe 1002, and a control device 1003 in addition to the above-described components.

ウェハ電位計測プローブ1001は、処理室101内のウェハ103の電位を計測するプローブである。内壁面電位計測プローブ1002は、処理室101の内壁面101aの電位を計測するプローブである。   The wafer potential measurement probe 1001 is a probe that measures the potential of the wafer 103 in the processing chamber 101. The inner wall potential measurement probe 1002 is a probe that measures the potential of the inner wall surface 101 a of the processing chamber 101.

制御装置1003は、制御装置115の代わりに設けられ、両プローブであるウェハ電位計測プローブ1001および内壁面電位計測プローブ1002の電位計測結果を監視して、当該結果を基に可変直流電源112,113の出力電圧を制御する機能を持つ。   The control device 1003 is provided in place of the control device 115 and monitors the potential measurement results of the wafer potential measurement probe 1001 and the inner wall potential measurement probe 1002 which are both probes, and the variable DC power sources 112 and 113 based on the results. It has a function to control the output voltage.

実施の形態4において、処理室101の内壁面101aの基材は、例えば前述と同様に接地された導体である。これに限らず、実施の形態4は、当該内壁面101aの基材が接地されていない場合や、当該基材の素材が導体ではない場合等にも、好適に適用可能である。   In the fourth embodiment, the base material of the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 is, for example, a grounded conductor as described above. However, the present invention is not limited to this, and the fourth embodiment can be suitably applied to the case where the base material of the inner wall surface 101a is not grounded or the material of the base material is not a conductor.

上記内壁面101aの基材は、プラズマに暴露されていてもよい。当該基材は、接地されている場合には、プラズマ消失後に内壁面101aの表面が速やかにおおよそ0Vとなる程度の薄い誘電体の膜があってもよい。さらに実施の形態4は、内壁面101aの基材の誘電体の膜が厚く、電位の変化の時定数が数秒から数十秒、もしくはより長い時間に及ぶ場合にも、好適に適用可能である。   The base material of the inner wall surface 101a may be exposed to plasma. When the base material is grounded, there may be a thin dielectric film whose surface of the inner wall surface 101a quickly becomes approximately 0 V after the plasma disappears. Furthermore, the fourth embodiment can be suitably applied even when the dielectric film of the base material of the inner wall surface 101a is thick and the time constant of potential change ranges from several seconds to several tens of seconds or longer. .

実施の形態4において、静電吸着電極109,110とウェハ103との間の誘電体層111は、ある程度のリーク電流が流れる程度の抵抗率となっていてもよいし、リーク電流がほとんど流れないような抵抗率となっていてもよい。例えば、誘電体層111は、前述のJohnsen−Rahbek効果によって吸着を行うための溶射膜であってもよいし、それよりも抵抗率が10〜10倍程度になる焼結体であってもよい。 In the fourth embodiment, the dielectric layer 111 between the electrostatic chucking electrodes 109 and 110 and the wafer 103 may have a resistivity such that a certain amount of leakage current flows, or almost no leakage current flows. It may be such a resistivity. For example, the dielectric layer 111 may be a sprayed film for performing adsorption by the above-mentioned Johnson-Rahbek effect, or a sintered body whose resistivity is about 10 5 to 10 6 times higher than that. Also good.

実施の形態4のプラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法では、プラズマ放電中断中、ウェハ電位計測プローブ1001と内壁面電位計測プローブ1002とを用いて、ウェハ103の電位と内壁面101aの電位との計測が行われる。制御装置1003は、これらの両プローブの計測結果を監視する。制御装置1003は、計測結果であるウェハ103の電位および内壁面101aの電位を基に、ウェハ103と内壁面101aとの電位差が小さくなるように、可変直流電源112,113の出力電圧を制御する。なお実施の形態4で、可変直流電源112,113の出力電圧の変化は、前述と同様に、等しい量で変化させることとする。   In the plasma processing method in the plasma processing apparatus of the fourth embodiment, the measurement of the potential of the wafer 103 and the potential of the inner wall surface 101a is performed using the wafer potential measuring probe 1001 and the inner wall surface potential measuring probe 1002 while the plasma discharge is interrupted. Done. The control device 1003 monitors the measurement results of both these probes. The control device 1003 controls the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 so that the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a becomes small based on the potential of the wafer 103 and the potential of the inner wall surface 101a as the measurement results. . In the fourth embodiment, the output voltage of the variable DC power sources 112 and 113 is changed by the same amount as described above.

実施の形態4のプラズマ処理装置は、制御装置1003により上記制御を行うことにより、プラズマ放電中断中に、ウェハ103と処理室101の内壁面101aとの間の電位差を解消する。これにより、帯電した異物がウェハ103に引き寄せられて付着することを防止する。   The plasma processing apparatus of the fourth embodiment eliminates the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 while the plasma discharge is interrupted by performing the above-described control by the control device 1003. Thereby, the charged foreign matter is prevented from being attracted and attached to the wafer 103.

[処理タイムチャート]
図11は、実施の形態4のプラズマ処理装置におけるプラズマ処理を含む処理のタイムチャートを前述と同様に示す。図11の処理は、前述の図4とは異なる内容として、プラズマ放電中断中の時間T2における(c)および(d)の形が異なる。
[Processing time chart]
FIG. 11 shows a time chart of processing including plasma processing in the plasma processing apparatus of the fourth embodiment in the same manner as described above. The processing of FIG. 11 differs from the above-described FIG. 4 in the forms of (c) and (d) at time T2 during the interruption of plasma discharge.

(c)の可変直流電源出力電圧において、1101は、内側の静電吸着電極109への可変直流電源112の出力電圧として、基準である所定の正の電圧である。1102は、外側の静電吸着電極110への可変直流電源113の出力電圧として、基準である所定の負の電圧である。1100は、放電中断中の時間T2における、制御装置1003の制御による出力電圧の変化およびその時間を示す。制御装置1003は、1100の時間に、可変直流電源112および可変直流電源113の出力電圧値を変化させる制御を行う。   In the variable DC power supply output voltage of (c), 1101 is a predetermined positive voltage as a reference as the output voltage of the variable DC power supply 112 to the inner electrostatic adsorption electrode 109. Reference numeral 1102 denotes a predetermined negative voltage as a reference as an output voltage of the variable DC power supply 113 to the outer electrostatic adsorption electrode 110. Reference numeral 1100 denotes a change in the output voltage and its time under the control of the control device 1003 at time T2 during discharge interruption. The control device 1003 performs control to change the output voltage values of the variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 113 at time 1100.

1100の時間において、可変直流電源112の出力電圧である1101は、1101aのように変化し、可変直流電源113の出力電圧である1102は、1102aのように変化する。1101aは、1101の電圧値に対して所定電圧低い状態から、次第に電位が高くなり、1101の電圧値に対して所定電圧高い状態へと至るように変化する。同様に、1102aは、1102の電圧値に対して所定電圧低い状態から、次第に電位が高くなり、1102の電圧値に対して所定電圧高い状態へと至るように変化する。   At time 1100, 1101 which is the output voltage of the variable DC power supply 112 changes as 1101a, and 1102 which is the output voltage of the variable DC power supply 113 changes as 1102a. 1101a changes from a state where the predetermined voltage is lower than the voltage value of 1101 to a state where the potential gradually increases and reaches a state where the predetermined voltage is higher than the voltage value of 1101. Similarly, 1102a changes from a state where the voltage is lower than the voltage value of 1102 to a state where the potential is gradually increased and is higher than the voltage value of 1102.

(d)のウェハ電位および内壁面電位において、1111は、ウェハ103の電位、1112は、内壁面101aの電位を示す。時間T1の放電終了の時刻t1では、1111,1112は、前述と同様の電位である。時間T2において、ウェハ103の電位である1111は、1111aのように変化する。1111aは、1100の時間に、一旦少し電位が低くなってから次第に0Vに近付く形である。同様に、内壁面101aの電位である1112は、1112aのように変化する。1112aは、1100の時間に、次第に0Vに近付く形である。時刻t1の直後は、1111と1112との電位差があるが、その後、当該電位差がほぼ0Vになる。1100の時間では、1111aと1112aとの電位差がほぼ0Vである。   In (d), the wafer potential and the inner wall surface potential, 1111 indicates the potential of the wafer 103, and 1112 indicates the potential of the inner wall surface 101a. At time t1 when the discharge ends at time T1, 1111 and 1112 have the same potential as described above. At time T2, the potential 1111 of the wafer 103 changes as 1111a. 1111a is a form in which the potential gradually decreases to 0 V after the potential once decreases slightly at 1100 time. Similarly, 1112 which is the electric potential of the inner wall surface 101a changes like 1112a. 1112a gradually approaches 0V at 1100 time. Immediately after time t1, there is a potential difference between 1111 and 1112. Thereafter, the potential difference becomes approximately 0V. In the time of 1100, the potential difference between 1111a and 1112a is almost 0V.

実施の形態4のプラズマ処理装置は、上記放電中断中の時間T2に、制御装置1003により、可変直流電源112,113の出力電圧の制御を行いながら、前述と同様に、処理室101内の圧力調整等、次の放電処理のための準備を行う。当該準備が終了した後、プラズマ処理装置は、制御装置1003による1100のような制御を停止する。これにより、可変直流電源112,113は、次の放電処理のための所定の電圧を出力する。その後、μ波電力の供給が開始され、次の放電処理が同様に実施される。   In the plasma processing apparatus of the fourth embodiment, the pressure in the processing chamber 101 is controlled in the same manner as described above while controlling the output voltage of the variable DC power sources 112 and 113 by the control device 1003 at the time T2 during the interruption of the discharge. Prepare for the next discharge treatment, such as adjustment. After the preparation is completed, the plasma processing apparatus stops the control such as 1100 by the control apparatus 1003. Thereby, the variable DC power sources 112 and 113 output a predetermined voltage for the next discharge process. Thereafter, the supply of μ-wave power is started, and the next discharge process is similarly performed.

実施の形態4のプラズマ処理装置は、ウェハ103と内壁面101aとの電位差が小さくなるように、可変直流電源112,113の出力電圧の制御を行い続ける構成である。   The plasma processing apparatus according to the fourth embodiment is configured to continue to control the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 so that the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a is reduced.

これに限らず、ウェハ103と内壁面101aとの電位差が所定の値以内になるように上記出力電圧の制御を行う形態としても構わない。この形態の場合、例えば前述の実施の形態1で異物の低減効果が得られる目安とした値を用いて、ウェハ103と内壁面101aとの電位差を±10V以内になるように制御してもよい。   Not limited to this, the output voltage may be controlled so that the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a is within a predetermined value. In the case of this embodiment, the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a may be controlled to be within ± 10 V using, for example, a value that is a guideline for obtaining a foreign matter reduction effect in the first embodiment. .

[効果等]
上述のように、実施の形態4のプラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法によれば、製品ウェハの処理において、プラズマ放電中断中にウェハ103と内壁面101aとの間に意図しない電位差が発生することを抑制し、異物のウェハ103への付着を低減することができる。
[Effects]
As described above, according to the plasma processing method in the plasma processing apparatus of the fourth embodiment, in the processing of the product wafer, an unintended potential difference is generated between the wafer 103 and the inner wall surface 101a while the plasma discharge is interrupted. It is possible to suppress the adhesion of foreign matter to the wafer 103.

以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、ウェハ載置台上にウェハが載置されており、かつプラズマが発生していない場合に、ウェハと処理室内壁面の電位差を低減するように、ウェハ吸着電極用の可変直流電源の出力電圧を制御するプラズマ処理装置に関するものである。   As described above, the present invention has been specifically described based on the embodiment. However, in the present invention, when the wafer is mounted on the wafer mounting table and the plasma is not generated, the wafer and the processing chamber wall surface are formed. The present invention relates to a plasma processing apparatus for controlling the output voltage of a variable DC power supply for a wafer attracting electrode so as to reduce a potential difference.

尚、本発明は上述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、一方の実施例の構成の一部を他方の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、一方の実施例の構成に他方の実施例の構成を加えることも可能である。さらに各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to each Example mentioned above, Various modifications are included in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of the other embodiment, and the configuration of the other embodiment can be added to the configuration of the one embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

例えば、上述した「試料台上にウェハが載置されており、かつプラズマが発生していない場合」は、実施形態1〜4における放電中断中のみならず、ウェハが処理室に搬入され、最初のプラズマ放電が開始されるまでの間の期間も含む。   For example, the above-mentioned “when the wafer is placed on the sample stage and no plasma is generated” is not only during the discharge interruption in the first to fourth embodiments, but also the wafer is carried into the processing chamber, The period until the plasma discharge is started is also included.

また、各実施の形態においては、可変直流電源112および可変直流電源113の出力電圧の平均値を変化させる際、可変直流電源112および可変直流電源113の両方で、等しい量を変化させることとした。この電圧の変化は、可変直流電源112および可変直流電源113のそれぞれで異なる量を変化させても構わない。例えば、可変直流電源112の出力電圧が+500V、可変直流電源113の出力電圧が−500Vの状態から、可変直流電源112および113の出力電圧の平均値を+10V変化させる場合には、可変直流電源112の出力電圧を+520V、可変直流電源113の出力電圧を−500Vとしてもよい。   In each embodiment, when the average value of the output voltage of the variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 113 is changed, the same amount is changed in both the variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 113. . This voltage change may be changed by different amounts in each of the variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 113. For example, when the average value of the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 is changed by +10 V from the state where the output voltage of the variable DC power source 112 is +500 V and the output voltage of the variable DC power source 113 is −500 V, the variable DC power source 112 is changed. May be set to + 520V, and the output voltage of the variable DC power supply 113 may be set to -500V.

さらに各実施例において、可変直流電源112および可変直流電源113のそれぞれの出力の電圧値をそれぞれ変化させた場合で説明したが、必ずしもそれぞれの電圧値を両方とも変化させる必要はなく、少なくとも、可変直流電源112または可変直流電源113の出力の電圧値により処理室の内壁面とウェハとの電位差が0となるように制御しても良い。尚、可変直流電源112および可変直流電源113のそれぞれの出力の電圧値をそれぞれ変化させた場合の方が可変直流電源112または可変直流電源113の一方の出力の電圧値だけを変化させる場合よりウェハを試料台に安定的に静電吸着させることができる効果がある。   Further, in each of the embodiments, the case has been described where the output voltage values of the variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 113 are respectively changed. However, it is not always necessary to change both of the voltage values, and at least the variable DC power supply 112 is variable. Control may be performed so that the potential difference between the inner wall surface of the processing chamber and the wafer becomes zero by the voltage value of the output of the DC power source 112 or the variable DC power source 113. Note that when the voltage values of the outputs of the variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 113 are respectively changed, the wafer is more effective than when only the voltage value of one output of the variable DC power supply 112 or the variable DC power supply 113 is changed. Can be stably electrostatically adsorbed to the sample stage.

また、例えば、実施形態4におけるプラズマ処理装置は、壁面電位を計測する内壁面電位計測プローブを備えるが、本発明は、実施例1ないし3に記載したように内壁面の電位がプラズマ中断中、速やかに0Vになることが推察される場合には、内壁面電位計測プローブを備えない構成でも良い。また、本発明は、例えば、プラズマ中断中の内壁面電位を予め計測して把握している場合にも、内壁面電位計測プローブを備えない構成でも良い。   In addition, for example, the plasma processing apparatus according to the fourth embodiment includes an inner wall surface potential measurement probe that measures a wall surface potential. However, as described in Examples 1 to 3, in the present invention, the inner wall surface potential is interrupted by plasma. When it is estimated that the voltage quickly reaches 0V, a configuration without the inner wall surface potential measurement probe may be used. Further, for example, the present invention may be configured not to include the inner wall surface potential measurement probe even when the inner wall surface potential during plasma interruption is measured and grasped in advance.

さらに、例えば、内壁面がプラズマによって帯電し、かつ、プラズマパラメータからその電位が確実に推測可能な場合には、本発明は、内壁面電位計測プローブを備えない構成でも良い。また、本発明は、上述した例以外にも種々の要因で内壁面に電位が発生する場合に、内壁面電位の直接計測以外の方法でその電位が確実に推測可能な場合にも内壁面電位計測プローブを備えない構成でも良い。   Further, for example, when the inner wall surface is charged with plasma and the potential can be reliably estimated from the plasma parameters, the present invention may be configured without the inner wall potential measuring probe. In addition to the above-described example, the present invention can also be applied to the inner wall surface potential when the potential is generated on the inner wall surface due to various factors and the potential can be reliably estimated by a method other than the direct measurement of the inner wall surface potential. A configuration without a measurement probe may be used.

以上、本発明の技術的思想は、「プラズマが不存在の場合における、前記試料の電位と前記プラズマ処理室の内壁の電位との電位差を低減させる」ことである。また、プラズマ処理室の内壁の電位が略0である場合は、本発明の技術的思想は、「プラズマが不存在である場合の前記試料の電位を低減させる」ことであると表現することができる。さらに本発明は、上記の本発明の技術的思想の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更可能である。   As described above, the technical idea of the present invention is “to reduce the potential difference between the potential of the sample and the potential of the inner wall of the plasma processing chamber in the absence of plasma”. Further, when the potential of the inner wall of the plasma processing chamber is substantially zero, the technical idea of the present invention can be expressed as “reducing the potential of the sample when plasma is absent”. it can. Furthermore, the present invention can be variously modified without departing from the gist of the technical idea of the present invention.

また、本発明は、プラズマが不存在の場合における、試料の電位とプラズマ処理室の内壁の電位との電位差を低減させる直流電源の電圧値として予め求められた直流電源の電圧値をプラズマが不存在の場合に直流電源の出力値として出力する形態も含む。さらに本発明は、プラズマが不存在である場合の試料の電位を低減させる直流電源の電圧値として予め求められた直流電源の電圧値をプラズマが不存在の場合に直流電源の出力値として出力する形態も含む。   In addition, the present invention provides that the plasma does not have a voltage value of the DC power source determined in advance as a voltage value of the DC power source that reduces the potential difference between the potential of the sample and the potential of the inner wall of the plasma processing chamber in the absence of plasma. In the case of existence, the output value of the DC power supply is also included. Furthermore, the present invention outputs the voltage value of the DC power source obtained in advance as the voltage value of the DC power source for reducing the potential of the sample in the absence of plasma as the output value of the DC power source in the absence of plasma. Also includes form.

101…処理室、101a…内壁面、102…載置台、103…ウェハ、104…高周波電極、105…高周波電源、106…μ波発振源、107…ソレノイドコイル、108…導波管、109,110…静電吸着電極、111…誘電体層、112,113…可変直流電源、114…記憶装置、115,803,1003…制御装置、801,802…電流計、804…検定用プラズマ、1001…ウェハ電位計測プローブ、1002…内壁面電位計測プローブ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Processing chamber, 101a ... Inner wall surface, 102 ... Mounting stage, 103 ... Wafer, 104 ... High frequency electrode, 105 ... High frequency power source, 106 ... Microwave oscillation source, 107 ... Solenoid coil, 108 ... Waveguide, 109, 110 ... Electrostatic adsorption electrode, 111 ... Dielectric layer, 112, 113 ... Variable DC power supply, 114 ... Memory device, 115, 803, 1003 ... Control device, 801, 802 ... Ammeter, 804 ... Plasma for verification, 1001 ... Wafer Potential measurement probe, 1002... Inner wall surface potential measurement probe.

Claims (10)

プラズマを用いて試料がプラズマ処理される処理室と、
前記プラズマを生成するための高周波電力を供給する高周波電源と、
前記試料を静電吸着させるための電極が内部に配置され前記試料が載置される試料台と、
前記電極に直流電圧を印加する直流電源と、
前記プラズマが不存在の時、前記プラズマが不存在である場合における前記試料の電位の絶対値を低減させる電圧値を前記電極に印加するように前記直流電源を制御する制御装置とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
A processing chamber in which a sample is plasma-treated using plasma;
A high frequency power supply for supplying high frequency power for generating the plasma;
An electrode for electrostatically adsorbing the sample, and a sample stage on which the sample is placed;
A DC power supply for applying a DC voltage to the electrodes;
And a control device that controls the DC power supply so as to apply a voltage value to the electrode to reduce the absolute value of the potential of the sample in the absence of the plasma when the plasma is absent. A plasma processing apparatus.
プラズマを用いて試料がプラズマ処理される処理室と、
前記プラズマを生成するための高周波電力を供給する高周波電源と、
前記試料を静電吸着させるための電極が内部に配置され前記試料が載置される試料台と、
前記電極に直流電圧を印加する直流電源と、
前記プラズマが不存在の時、前記プラズマが不存在である場合における前記試料の電位と前記処理室の内壁の電位との電位差の絶対値を低減させる電圧値を前記電極に印加するように前記直流電源を制御する制御装置とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
A processing chamber in which a sample is plasma-treated using plasma;
A high frequency power supply for supplying high frequency power for generating the plasma;
An electrode for electrostatically adsorbing the sample, and a sample stage on which the sample is placed;
A DC power supply for applying a DC voltage to the electrodes;
When the plasma is not present, the direct current is applied so that a voltage value that reduces the absolute value of the potential difference between the potential of the sample and the potential of the inner wall of the processing chamber when the plasma is absent is applied to the electrode. A plasma processing apparatus comprising: a control device that controls a power source.
請求項1または請求項2に記載のプラズマ処理装置において、
前記電圧値は、前記試料と前記電極との間の抵抗値に基づいて求められることを特徴とするプラズマ処理装置。
In the plasma processing apparatus according to claim 1 or 2,
The plasma processing apparatus, wherein the voltage value is obtained based on a resistance value between the sample and the electrode.
請求項1または請求項2に記載のプラズマ処理装置において、
前記電圧値は、前記試料の電位が−10ないし+10Vの範囲内の値となる電圧値であることを特徴とするプラズマ処理装置。
In the plasma processing apparatus according to claim 1 or 2,
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the voltage value is a voltage value at which the potential of the sample is in a range of −10 to + 10V.
請求項1または請求項2に記載のプラズマ処理装置において、
前記プラズマが不存在である場合の前記直流電圧の数値は、前記プラズマが存在する場合の前記直流電圧の数値より大きいことを特徴とするプラズマ処理装置。
In the plasma processing apparatus according to claim 1 or 2,
The plasma processing apparatus characterized in that the value of the DC voltage when the plasma is absent is larger than the value of the DC voltage when the plasma is present.
請求項5に記載のプラズマ処理装置において、
前記プラズマが不存在である場合の前記直流電圧の数値は、前記プラズマが存在する場合の前記直流電圧の数値より漸次的に大きくされることを特徴とするプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 5, wherein
The plasma processing apparatus is characterized in that the value of the DC voltage when the plasma is absent is gradually larger than the value of the DC voltage when the plasma is present.
請求項1に記載のプラズマ処理装置において、
前記電圧値は、前記試料の電位と前記直流電圧との予め求められた相関データに基づいて求められることを特徴とするプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 1,
The plasma processing apparatus, wherein the voltage value is obtained based on correlation data obtained in advance between the potential of the sample and the DC voltage.
請求項2に記載のプラズマ処理装置において、
前記電圧値は、前記電位差と前記直流電圧との予め求められた相関データに基づいて求められることを特徴とするプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein
The plasma processing apparatus, wherein the voltage value is obtained based on correlation data obtained in advance between the potential difference and the DC voltage.
請求項1または請求項2に記載のプラズマ処理装置において、
前記電圧値は、前記試料に流れる電流の値に基づいて求められることを特徴とするプラズマ処理装置。
In the plasma processing apparatus according to claim 1 or 2,
The plasma processing apparatus, wherein the voltage value is obtained based on a value of a current flowing through the sample.
請求項9に記載のプラズマ処理装置において、
前記電流の値は、予め求められた値であることを特徴とするプラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 9, wherein
The plasma processing apparatus, wherein the current value is a value obtained in advance.
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