JP2019153814A - Plasma processing device - Google Patents

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正貴 石黒
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Masahiro Sumiya
誠浩 角屋
茂 白米
Shigeru Shirayone
茂 白米
和幸 池永
Kazuyuki Ikenaga
和幸 池永
田村 智行
Satoyuki Tamura
智行 田村
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Abstract

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, the gas type, pressure, power value for generating plasma, and the like vary depending on the type of the film to be plasma processed. 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 the power output of the unipolar adsorption electrode is cut off and no potential is applied to the wafer while plasma processing is not performed.
It is disclosed that foreign matter is prevented from being attracted to a 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, if both positive and negative foreign matter exist in the processing chamber,
The effect of reducing the adhesion of foreign matter 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 causing an unintended potential difference between the wafer and the inner wall surface of the processing chamber,
The structure of an electrostatic chucking electrode, which is an electrode for chucking a wafer on a mounting table, and deterioration over time can be mentioned. 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 table, an electrode disposed inside the sample table for electrostatically adsorbing the sample, a DC power source for applying a DC voltage to the electrode,
In the absence of the plasma, the DC power supply is applied so that a value obtained as a value of the DC voltage for reducing the potential difference between the potential of the sample and the inner wall of the plasma processing chamber is applied to the electrode. And a control device for controlling.

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. Unipolar electrodes
For example, when a positive potential is applied 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−40
0V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. + 600V for one electrode and -40 for the other electrode
When a potential of 0V is applied, the potential of the wafer becomes + 100V.

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1
01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 is a processing chamber 1 which is a vacuum processing chamber.
A wafer 103 which is a semiconductor substrate serving as a sample is placed on a mounting table 102 which is a sample stage inside 01.
Is generated, and plasma is generated inside the processing 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1
04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 includes a high-frequency electrode 1 installed inside the mounting table 102 after plasma is generated.
04, power is supplied from the high-frequency power source 105. 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. In addition, the inner wall surface of the conductor has an inner wall surface of about 0V immediately after the plasma disappears.
There may be a thin dielectric film. 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1
09,110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, and the electrostatic adsorption electrode 109 which is one of the electrodes.
Is arranged on the inside, and the electrostatic adsorption electrode 110 which is the other electrode is arranged on the outside. Electrostatic adsorption electrode 1
A dielectric layer 111 exists between 09 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1
12,113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11
2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。
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。
The electrostatic chucking electrodes 109 and 110 are each a variable DC power source 1 that is an independent DC power source.
12 and 113 are connected. One variable DC power source 11 is provided on the inner electrostatic adsorption electrode 109.
2 is connected, and the other variable DC power source 113 is connected to the outer electrostatic attraction electrode 110.
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11
2,113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. Variable DC power supply 11
2 and 113 are connected to the control device 115, and the output voltage value is controlled by 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. The Johnson-Rahbek effect is
This 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11
3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
、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 variable DC power source 11.
3 voltage. R 1 and R 2 are the resistance of the dielectric layer 111, and C 1 and C 2 are the dielectric layer 111.
Capacity. 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
Reference numerals 1 and V 2 denote output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113, respectively.

Figure 2019153814
Figure 2019153814

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1
03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1
03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1
03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 is deviated for some reason and R 1 ≠ R 2 in Equation 1, the wafer 1
The potential of 03 does not become an average value of the output voltage values of both power supplies, and an unintended potential is applied to the wafer 103. When an unintended potential is applied to the wafer 103, the wafer 1
The foreign matter charged by the potential difference between 03 and the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 becomes the wafer 1
May be attracted to 03. 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
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 above resistance values R 1 , R so that the potential applied to the wafer 103 becomes a desired value.
V 1 and V 2 that are output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113 are controlled according to the value of R 2 .

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0
V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 plasma discharge interruption is approximately 0 relatively quickly after the end of the discharge.
V. 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 2019153814
Figure 2019153814

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112,11
3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 according to the first embodiment includes variable DC power sources 112 and 11 connected to the electrostatic chucking electrodes 109 and 110 while plasma discharge is interrupted due to plasma processing and switching of conditions.
V 1 and V 2 , which are output voltages of No. 3, are changed so as to satisfy the above formula 2. 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109,11
0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 in FIG.
Electrostatic adsorption electrodes 109 and 11 during the plasma discharge interruption by the control device 115 of the first embodiment.
This is the case of a configuration without a mechanism for controlling the output voltage to zero.

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11
0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 the output voltage of the variable DC power source 112 to the inner electrostatic adsorption electrode 109, and a broken line 302 indicates the outer electrostatic adsorption electrode 11.
The output voltage of the variable DC power supply 113 to 0 is shown. In this embodiment, the output voltage is
The variable control is constant without being controlled. (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. From time t1 to t2
This time T2 indicates the 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, the mounting table 102 in which the wafer 103 is a sample table.
After being placed on top, the variable DC power source 112 and the variable DC power source 113 output a predetermined voltage for attracting the wafer 103 based on the control from the control device 115. 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 plasma is generated, at time T1 during discharge,
As shown in (b), a high frequency bias is applied and etching is performed. 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 time T2 during the interruption of the discharge, the supply of the μ wave incident power is stopped,
The plasma discharge is interrupted in preparation for the next treatment.

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10
3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, the control device 115 performs the process of (d) in FIG.
The output voltage is changed so as to satisfy Expression 2 so that the potential 411 of 3 becomes 0 V as indicated by 411a at the time T2 during which the discharge is interrupted.

(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、40
1a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. That is, the control device 115 includes the variable DC power source 112.
The output voltage 401 is changed so as to increase by a predetermined voltage at a time of 400 to 40
The voltage state of 1a is maintained. 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
Foreign matter is prevented from being attracted to 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10
1a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.
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, the inner wall surface 10 of the wafer 103 and the processing chamber 101 is used.
When the potential difference from 1a was + 20V, the adhesion rate increased 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、±1
0V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, the plasma processing apparatus of the first embodiment provides a standard for 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, by ± 1.
Within 0V. 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 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112,1
13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 according to the second embodiment, the output voltage of the variable DC power sources 112 and 113 during the discharge interruption in the plasma processing apparatus according to the first embodiment is changed between the potential of the wafer 103 and the variable DC power sources 112 and 1.
It is determined based on the measurement for grasping the relationship between the output voltage and the output voltage.

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 described above, the potential of the wafer 103 is changed between the wafer 103 and the electrostatic chucking electrode 109.
, 110 is shown based on the resistance value of the dielectric layer 111 between them. 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 according to the second embodiment uses this measurement mechanism to control the control device 115.
The wafer 103 when the output voltages of the variable DC power supplies 112 and 113 are variously changed by the
Measure the potential.

[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−5
00V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1
13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11
3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 is + 500V for the variable DC power source 112 of the inner electrostatic chucking electrode 109, and -5 for the variable DC power source 113 of the outer electrostatic chucking electrode 110.
Based on 00V. This change in output voltage is caused by the variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 1.
In both cases, the amount was changed by an equal amount. 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 +10 V, the variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 11 are changed.
Both output voltages of 3 and 3 were 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1
12,113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。
As a result of the above-described verification, the plasma processing apparatus of the second embodiment has a variable DC power source 1 as shown in FIG.
When the average value of the output voltages of 12 and 113 was 0V, a potential of about −40V was applied to the wafer 103. When the average value of the output voltage is changed, the potential of the wafer 103 is also changed.
The amount of change was almost the same as the amount of change in 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1
15により、400の時間に、可変直流電源112,113の出力電圧値を、V1ctrl
2ctrl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 (c) of FIG. 4, the plasma processing apparatus controls the control apparatus 1 at time T2 during the interruption of plasma discharge.
15, the output voltage values of the variable DC power sources 112 and 113 are changed to V 1ctrl ,
Control to be V 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10
3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 wafer 10 when the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 are changed variously during the discharge interruption as an effect of reducing the adhesion of foreign matters in the plasma processing apparatus of the second embodiment.
3 is a graph showing a change in the number of foreign matters attached to 3. The horizontal axis of the graph represents the variable DC power supply 112,
The average value [V] of the output voltage 113 and the potential [V] of the wafer 103 associated therewith
] Is shown. 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, the average value of the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 is around + 40V,
That is, when the potential of the wafer 103 is close to 0V, the foreign matter reduction effect is about 40% as compared with the case where the average value of the output voltage of the variable DC power sources 112 and 113 in the conventional normal operation is 0V. 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 increases,
The number of foreign matters adhering 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1
01a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 is the inner wall surface 1 of the processing chamber 101.
If the initial velocity generated from 01a is sufficiently small and there is no potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a, it can be explained that there is little foreign matter that can fly to the wafer 103. 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10
3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, the wafer 10 is interrupted during the discharge interruption.
It was confirmed that adhesion of charged foreign matter to the wafer 103 can be reduced by suppressing the occurrence of an unintended potential difference between 3 and the inner wall surface 101 a of the processing chamber 101.

<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80
3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.
3 is connected. 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
、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8
04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101
a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 in contact with the verification plasma 8.
04 is electrically connected. At this time, the wafer 103 and the inner wall surface 101 of the processing chamber 101 are used.
The resistance value R 3 and the capacitance value C 3 through the plasma between the wafer A and the resistance value R 1 , R 2 between the wafer 103 and the electrostatic chucking electrodes 109 and 110, and the capacitance value It is sufficiently smaller than C 1 and C 2 .

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
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8
02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。
Further, when the current I 3 flows through the verification plasma 804, the ammeter 801 and the ammeter 8
In 02, different currents I 1 and I 2 flow. The plasma processing apparatus of Embodiment 3 is
The control device 803 sets the output voltage values V 1 and V 2 so that these two current values 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10
9,110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 composed of an electrostatic chucking electrode 10
9 and 110 are attracted to the mounting table 102. 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. The change in the output voltage of the variable DC power sources 112 and 113 is
As described above, it is assumed that the amount is changed by an equal amount.

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の値が、上述のV1ctrl,V2ctrlとなる。
In the control, the control device 803 determines that the difference between the current values is ± the sum of absolute values of the current values.
When it is within 1%, the control of the output voltage of the variable DC power sources 112 and 113 is stopped, and the values of V 1 and V 2 that are output voltage values at that time 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100
0V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. This 100
For a potential difference of 0V, an allowable potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a from which a foreign matter reduction effect is obtained is ± 10V. 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 ± the sum of the absolute values of the current values.
It shall be within 1%.

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. The plasma processing apparatus controls the variable DC power source 112, during the plasma discharge interruption by the control device 803 when processing the product wafer.
The output voltage value of 113, as well as in Figure 4 of the aforementioned (c), V 1ctrl, controlled to be V 2ctrl.

[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. And according to this plasma processing method,
In the processing of the product wafer, an unintended potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a of the processing chamber 101 is suppressed during plasma discharge interruption. 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1
003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 1 in addition to the above-described components.
003.

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10
3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 performs measurement on the wafer 10 as a measurement result.
3 and the potential of the inner wall surface 101a, the output voltages of the variable DC power supplies 112 and 113 are controlled so that the potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a is reduced. 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. 1102 is
The output voltage of the variable DC power supply 113 to the outer electrostatic adsorption electrode 110 is a predetermined negative voltage as a reference. 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 is
Control is performed to change the output voltage values of the variable DC power supply 112 and the variable DC power supply 113.

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、1101
a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。
1101 which is the output voltage of the variable DC power supply 112 is 1101 at time 1100.
It changes like a, 1102 which is the output voltage of the variable direct-current power supply 113 changes like 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、1
112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 the wafer potential and the inner wall potential in (d), 1111 is the potential of the wafer 103, 1
Reference numeral 112 denotes the potential of the inner wall surface 101a. At the time t1 when the discharge ends at time T1, 1111
, 1112 are the same potentials 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, at time T2 during the discharge interruption, the control apparatus 1003
Thus, while controlling the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113, preparation for the next discharge process such as pressure adjustment in the process chamber 101 is performed in the same manner as described above. After the preparation is complete,
The plasma processing apparatus stops the control like 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101
a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 wafer 103 and the inner wall surface 101 are used, for example, by using a value that is a guideline for obtaining a foreign matter reduction effect in the first embodiment.
The potential difference from a may be controlled to be within ± 10V.

[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, it is possible to suppress an unintended potential difference between the wafer 103 and the inner wall surface 101a during the plasma discharge interruption, and to reduce 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11
2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 changing the average value of the output voltage of the variable DC power source 112 and the variable DC power source 113, both the variable DC power source 112 and the variable DC power source 113
An equal amount was changed. 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, the variable DC power supply 11
2 When the average value of the output voltages of the variable DC power sources 112 and 113 is changed by + 10V from the state where the output voltage of the variable DC power source 113 is + 500V and the output voltage of the variable DC power source 113 is -500V, the output voltage of the variable DC power source 112 is + 520V. The output voltage of the variable DC power supply 113 may be -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. DC power supply 112 or variable DC power supply 113
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 output voltage value. 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 ... Storage device, 115, 803, 1003 ... Control device, 801, 802 ... Ammeter, 804 ... Plasma for verification, 1001... Wafer potential measurement probe, 1002.

Claims (11)

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、
前記プラズマ処理前におけるプラズマが不存在の時またはステップ間における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、
前記ステップは、前記プラズマ処理のパラメータの設定値が規定されたものであ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 before the plasma treatment is absent or when the plasma between steps is absent, a voltage value that reduces the absolute value of the potential of the sample in the absence of the plasma is applied to the electrode. And a control device for controlling the DC power supply,
The plasma processing apparatus is characterized in that the step defines a set value of a parameter of the plasma processing.
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、
前記プラズマ処理前におけるプラズマが不存在の時またはステップ間における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、
前記ステップは、前記プラズマ処理のパラメータの設定値が規定されたものであ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;
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 there is no plasma before the plasma processing or when there is no plasma between steps, A controller for controlling the DC power supply so as to apply a voltage value to be reduced to the electrode;
The plasma processing apparatus is characterized in that the step defines a set value of a parameter of the plasma processing.
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における、プラスとマイナスの符号を含めた前記直流電圧の数値は、前記プラズマが存在する場合における、プラスとマイナスの符号を含めた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,
When the plasma is absent, the DC voltage value including the plus and minus signs is greater than the DC voltage value including the plus and minus signs when the plasma is present. A plasma processing apparatus.
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における、プラスとマイナスの符号を含めた前記直流電圧の数値は、前記プラズマが存在する場合における、プラスとマイナスの符号を含めた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
When the plasma is absent, the DC voltage value including the plus and minus signs is gradually more than the DC voltage value including the plus and minus signs when the plasma is present. A plasma processing apparatus which is enlarged.
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.
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、
前記プラズマ処理前におけるプラズマが不存在の時またはステップ間におけるプラズマが不存在の時は、前記高周波電源から高周波電力が供給されていな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,
A high frequency power is not supplied from the high frequency power source when the plasma before the plasma processing is absent or when there is no plasma between steps.
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