JP2021068880A - 吸着方法、載置台及びプラズマ処理装置 - Google Patents

吸着方法、載置台及びプラズマ処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】吸着力の低下を抑制する吸着方法、載置台及びプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】静電チャックを備える載置台に基板又はエッジリングのうち少なくとも一つである被吸着物を吸着する吸着方法であって、前記静電チャック上に前記被吸着物を載置するステップと、前記静電チャックの電極に、互いに位相が異なる２以上のｎ相の交流電圧を印加するステップと、を有し、前記ｎ相の交流電圧は、セルフバイアス電圧に基づいて印加される、吸着方法。【選択図】図１

Description

本開示は、吸着方法、載置台及びプラズマ処理装置に関する。
基板にエッチング処理等の所望の処理を施す処理装置において、基板を吸着する載置台が知られている。
特許文献１には、交流電圧を印加する静電チャック装置において、前記交流電圧はｎ＝２以上のｎ相の交流電圧であって、該ｎ相交流電圧を印加する電極と、前記各電極間を絶縁する絶縁体からなる試料台と、前記ｎ相交流電圧を印加する回路とを具備したことを特徴とする静電チャック装置が開示されている。
特開２００３−３３２４１２号公報
一の側面では、本開示は、吸着力の低下を抑制する吸着方法、載置台及びプラズマ処理装置を提供する。
上記課題を解決するために、一の態様によれば、静電チャックを備える載置台に基板又はエッジリングのうち少なくとも一つである被吸着物を吸着する吸着方法であって、前記静電チャック上に前記被吸着物を載置するステップと、前記静電チャックの電極に、互いに位相が異なる２以上のｎ相の交流電圧を印加するステップと、を有し、前記ｎ相の交流電圧は、セルフバイアス電圧に基づいて印加される、吸着方法が提供される。
一の側面によれば、吸着力の低下を抑制する吸着方法、載置台及びプラズマ処理装置を提供することができる。
一実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面模式図。 静電チャックの電極の配置の一例を示す平面図。 （ａ）は電極に印加される３相交流電圧の一例を示すグラフ、（ｂ）は３相交流電圧を印加した際の吸着力の総和の一例を示すグラフ。 （ａ）は電極に印加される２相交流電圧の一例を示すグラフ、（ｂ）は２相交流電圧を印加した際の吸着力の総和の一例を示すグラフ。 印加電圧と伝熱ガスの流量の一例を示すグラフ。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
［プラズマ処理装置］
一実施形態に係るプラズマ処理装置１について、図１を参照して説明する。図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１の一例を示す断面模式図である。一実施形態に係るプラズマ処理装置１は、容量結合型の平行平板処理装置であり、チャンバ１０を有する。チャンバ１０は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる円筒状の容器であり、接地されている。
チャンバ１０の底部には、セラミックス等からなる絶縁板１２を介して円柱状の支持台１４が配置され、この支持台１４の上に例えば載置台１６が設けられている。載置台１６は、静電チャック２０と基台１６ａとを有し、静電チャック２０の上面にウェハＷを載置する。ウェハＷの周囲には、例えばシリコンからなる環状のエッジリング２４が配置されている。エッジリング２４は、フォーカスリングとも呼ぶ。エッジリング２４は、載置台１６の周囲に配置される外周部材の一例である。基台１６ａ及び支持台１４の周囲には、例えば石英からなる環状のインシュレータリング２６が設けられている。静電チャック２０の中央側の内部では、導電膜からなる第１の電極２０ａが絶縁層２０ｂに挟まれている。第１の電極２０ａは電源２２と接続する。電源２２から第１の電極２０ａに印加した電圧によって、静電チャック２０の表面と被吸着物であるウェハＷとの間に電位差が生じ、静電チャック２０のウェハ載置面に被吸着物であるウェハＷを吸着する。また、静電チャック２０の外周側の内部では、導電膜からなる第２の電極２０ｃが絶縁層２０ｂに挟まれている。第２の電極２０ｃは電源２３と接続する。電源２３から第２の電極２０ｃに印加した電圧によって、静電チャック２０の表面と被吸着物であるエッジリング２４との間に電位差が生じ、静電チャック２０のエッジリング載置面に被吸着物であるエッジリング２４を吸着する。なお、静電チャック２０は、ヒータを有し、これにより温度を制御してもよい。
支持台１４の内部では、例えばリング状又は渦巻状の冷媒室２８が形成されている。チラーユニット（図示せず）から供給される所定温度の冷媒、例えば冷却水が、配管３０ａ、冷媒室２８、配管３０ｂを通り、チラーユニットに戻される。冷媒がかかる経路を循環することにより、冷媒の温度によってウェハＷの温度を制御できる。さらに、伝熱ガス供給機構（図示せず）から供給される伝熱ガス、例えばＨｅガスが、ガス供給ライン３２を介して静電チャック２０の表面とウェハＷの裏面とのすき間に供給される。この伝熱ガスによって、静電チャック２０の表面とウェハＷの裏面の間での熱伝達係数が上がり、冷媒の温度によるウェハＷの温度の制御がより効果的になる。また、静電チャック２０にヒータを有する場合、ヒータによる加熱と冷媒による冷却によって、ウェハＷの温度を応答性が高く、且つ精度の高い制御が可能となる。また、伝熱ガス供給機構（図示せず）から供給される伝熱ガス、例えばＨｅガスが、ガス供給ライン（図示せず）を介して静電チャック２０の表面とエッジリング２４の裏面とのすき間にも供給される構成であってもよい。また、静電チャック２０の表面と被吸着物（ウェハＷ、エッジリング２４）の裏面とのすき間に供給されるＨｅガスの圧力を制御することで、静電チャック２０と被吸着物（ウェハＷ、エッジリング２４）との伝熱特性を制御し、被吸着物（ウェハＷ、エッジリング２４）の温度を制御してもよい。
上部電極３４は、載置台１６に対向してチャンバ１０の天井部に設けられる。上部電極３４と載置台１６の間はプラズマ処理空間となる。上部電極３４は、絶縁性の遮蔽部材４２を介してチャンバ１０の天井部の開口を閉塞する。上部電極３４は、電極板３６と電極支持体３８とを有する。電極板３６は、載置台１６との対向面に形成された多数のガス吐出孔３７を有し、シリコンやＳｉＣ等のシリコン含有物から形成される。電極支持体３８は、電極板３６を着脱自在に支持し、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムから形成される。電極支持体３８の内部では、多数のガス通流孔４１ａ、４１ｂがガス拡散室４０ａ、４０ｂから下方に延び、ガス吐出孔３７に連通している。
ガス導入口６２は、ガス供給管６４を介して処理ガス供給源６６に接続する。ガス供給管６４には、処理ガス供給源６６が配置された上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）６８および開閉バルブ７０が設けられている。処理ガスは、処理ガス供給源６６から供給され、マスフローコントローラ６８および開閉バルブ７０により流量及び開閉を制御され、ガス供給管６４を介してガス拡散室４０ａ、４０ｂ、ガス通流孔４１ａ、４１ｂを通りガス吐出孔３７からシャワー状に吐出される。
プラズマ処理装置１は、第１の高周波電源９０及び第２の高周波電源４８を有する。第１の高周波電源９０は、第１の高周波電力（以下、「ＨＦパワー」ともいう。）を発生する電源である。第１の高周波電力は、プラズマの生成に適した周波数を有する。第１の高周波電力の周波数は、例えば２７ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数である。第１の高周波電源９０は、整合器８８及び給電ライン８９を介して基台１６ａに接続されている。整合器８８は、第１の高周波電源９０の出力インピーダンスと負荷側（基台１６ａ側）のインピーダンスを整合させるための回路を有する。なお、第１の高周波電源９０は、整合器８８を介して上部電極３４に接続されていてもよい。
第２の高周波電源４８は、第２の高周波電力（以下、「ＬＦパワー」ともいう。）を発生する電源である。第２の高周波電力は、第１の高周波電力の周波数よりも低い周波数を有する。第１の高周波電力と共に第２の高周波電力が用いられる場合には、第２の高周波電力はウェハＷにイオンを引き込むためのバイアス用の高周波電力として用いられる。第２の高周波電力の周波数は、例えば４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。第２の高周波電源４８は、整合器４６及び給電ライン４７を介して基台１６ａに接続されている。整合器４６は、第２の高周波電源４８の出力インピーダンスと負荷側（基台１６ａ側）のインピーダンスを整合させるための回路を有する。なお、ウェハＷにイオンを引き込むためのバイアス用の電力として、ＤＣパルスを用いてもよい。この場合、プラズマ処理装置１は、第２の高周波電源４８に替えて、ＤＣパルス電源（図示せず）を有する。ＤＣパルス電源は、給電ライン４７を介して基台１６ａに接続されている。また、ウェハＷにイオンを引き込むためのバイアス用の電力として、ＤＣパルス（矩形波）や三角波等の複数の入力電圧を合成した合成波を用いてもよい。この場合、プラズマ処理装置１は、第２の高周波電源４８に替えて、合成波を出力する電源（図示せず）を有する。合成波を出力する電源は、給電ライン４７を介して基台１６ａに接続されている。
なお、第１の高周波電力を用いずに、第２の高周波電力を用いて、即ち、単一の高周波電力のみを用いてプラズマを生成してもよい。この場合には、第２の高周波電力の周波数は、１３．５６ＭＨｚよりも大きな周波数、例えば４０ＭＨｚであってもよい。プラズマ処理装置１は、第１の高周波電源９０及び整合器８８を備えなくてもよい。かかる構成により、載置台１６は下部電極としても機能する。また、上部電極３４は、ガスを供給するシャワーヘッドとしても機能する。
第２の可変電源５０は上部電極３４と接続し、直流電圧を上部電極３４に印加する。第１の可変電源５５はエッジリング２４と接続し、直流電圧をエッジリング２４に印加する。第１の可変電源５５からエッジリング２４の消耗量に応じた所定の直流電圧をエッジリング２４に印加することで、エッジリング２４上のシースの厚さを制御する。これにより、エッジリング２４上のシースとウェハＷ上のシースの間の段差をなくし、ウェハＷのエッジ部においてイオンの照射角度が斜めになることを防止して、ウェハＷ上に形成した凹部の形状が斜めになるチルティングの発生を回避する。
また、第１の可変電源５５からエッジリング２４に電圧を印加する配線から分岐して、エッジリング２４の電圧を測定する直流電圧検出器５７が設けられている。また、配線の分岐位置には、切替器５６が設けられている。切替器５６は、エッジリング２４と第１の可変電源５５とを接続する第１の状態と、エッジリング２４と直流電圧検出器５７とを接続する第２の状態と、を切り替えることが可能に構成されている。切替器５６を第１の状態とすることにより、エッジリング２４に電圧を印加することができる。また、切替器５６を第２の状態とすることにより、プラズマ処理をする際に電子とイオンの移動速度の差によってカソードであるエッジリング２４にかかる電圧であるエッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃを検出することができる。
排気装置８４は、排気管８２と接続する。排気装置８４は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有し、チャンバ１０の底部に形成された排気口８０から排気管８２を通して排気を行い、チャンバ１０内を所望の真空度に減圧する。また、排気装置８４は、図示しないチャンバ１０内の圧力を計測する圧力計の値を用いながら、チャンバ１０内の圧力を一定に制御する。搬入出口８５はチャンバ１０の側壁に設けられている。ゲートバルブ８６の開閉により搬入出口８５からウェハＷを搬入出する。
バッフル板８３は、インシュレータリング２６とチャンバ１０の側壁の間に環状に設けられる。バッフル板８３は、複数の貫通孔を有し、アルミニウムで形成され、その表面はＹ２Ｏ３等のセラミックスで被覆されている。
かかる構成のプラズマ処理装置１においてプラズマエッチング処理等の所定のプラズマ処理を行う際には、ゲートバルブ８６を開き、搬入出口８５を介してウェハＷをチャンバ１０内に搬入し、静電チャック２０のウェハ載置面の上に載置し、ゲートバルブ８６を閉じる。また、静電チャック２０のエッジリング載置面には、エッジリング２４が載置されている。処理ガスをチャンバ１０の内部へ供給し、チャンバ１０内を排気装置８４により排気する。
第１の高周波電力及び第２の高周波電力を載置台１６に印加する。そして、電源２２によって、静電チャック２０の第１の電極２０ａに電圧を印加してウェハＷを静電チャック２０のウェハ載置面に吸着させる。また、電源２３によって、静電チャック２０の第２の電極２０ｃに電圧を印加してエッジリング２４を静電チャック２０のエッジリング載置面に吸着させる。なお、直流電圧を第２の可変電源５０から上部電極３４に印加してもよい。
プラズマ処理空間に生成されたプラズマ中のラジカルやイオンによってウェハＷの被処理面にエッチング等のプラズマ処理が施される。
プラズマ処理装置１には、装置全体の動作を制御する制御部２００が設けられている。制御部２００に設けられたＣＰＵは、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリに格納されたレシピに従って、エッチング等の所望のプラズマ処理を実行する。レシピには、プロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、圧力（ガスの排気）、第１の高周波電力及び第２の高周波電力や電圧、各種ガス流量が設定されてもよい。また、レシピには、チャンバ内温度（上部電極温度、チャンバの側壁温度、ウェハＷ温度、静電チャック温度等）、チラーから出力される冷媒の温度などが設定されてもよい。なお、これらのプログラムや処理条件を示すレシピは、ハードディスクや半導体メモリに記憶されてもよい。また、レシピは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で所定位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。
次に、載置台１６における静電チャック２０の電極の配置について、図２を用いて更に説明する。図２（ａ）は、静電チャック２０のウェハ載置面における第１の電極２０ａの配置の一例を示す平面図である。図２（ｂ）は、静電チャック２０のエッジリング載置面における第２の電極２０ｃの配置の一例を示す平面図である。
図２（ａ）に示すように、ウェハ載置面における第１の電極２０ａは、電極２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３を有している。電極２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３は略扇型の平面形状を有しており、静電チャック２０の中心軸線に対して周方向に配列されている。電極２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３には、それぞれ電源２２が接続される。電源２２は、交流電圧を発生する。
図２（ｂ）に示すように、エッジリング載置面における第２の電極２０ｃは、電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３を有している。電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３は略円弧型の平面形状を有しており、静電チャック２０の中心軸線に対して周方向に配列されている。電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３には、それぞれ電源２３が接続される。電源２３は、交流電圧を発生する。
なお、第１の電極２０ａの各電極（電極２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３）は、周方向に配列される構成であるものとして説明したが、これに限られるものではなく、各電極が径方向に配列される構成であってもよい。また、第２の電極２０ｃの各電極（電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３）は、周方向に配列される構成であるものとして説明したが、これに限られるものではなく、各電極が径方向に配列される構成であってもよい。
次に、第２の電極２０ｃ（電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３）に印加される３相交流電圧について、図３（ａ）を用いて説明する。図３（ａ）は、電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３に印加される３相交流電圧の一例を示すグラフである。縦軸は印加電圧を示し、横軸は時間を示す。電極２０ｃ１に印加される交流電圧の一例を実線のグラフで示し、電極２０ｃ２に印加される交流電圧の一例を一点鎖線のグラフで示し、電極２０ｃ３に印加される交流電圧の一例を破線のグラフで示す。なお、印加電圧の振幅を１として正規化している。
一実施形態において、電源２３によって電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３にそれぞれ印加される交流電圧は、同じ最大振幅を有し、同じ周波数を有し、互いに異なる位相を有している。例えば、電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３に印加される交流電圧の位相差は１２０°に設定される。
また、電源２３によって電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３に印加される交流電圧は、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃに基づいて印加される。例えば、電源２３によって電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３に印加される交流電圧は、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃを基準に印加される。換言すれば、電源２３によって電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３に印加される交流電圧の平均電圧は、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃでシフトしている。換言すれば、電源２３によって電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３に印加される交流電圧は、交流成分に、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃに基づく負の直流電圧が重畳（オフセット）されている。なお、図３（ａ）の一例では、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃを−０．２として図示している。
なお、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃは、例えば、直流電圧検出器５７によって検出される。なお、セルフバイアス電圧Ｖｄｃの検出方法はこれに限られるものではなく、その他の方法を用いてもよい。また、予め設定された値をセルフバイアス電圧Ｖｄｃとして用いてもよい。設定された値は、例えば、実験・シミュレーション等でセルフバイアス電圧Ｖｄｃを予め求めて制御部２００のメモリに記憶されてもよい。また、セルフバイアス電圧Ｖｄｃとプラズマ生成条件（例えば、バイアス用の高周波電力として用いられるＬＦパワー）との関係式を予め求めておき、プラズマ生成条件に基づいてセルフバイアス電圧Ｖｄｃを推定してもよい。
第２の電極２０ｃ（電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３）に図３（ａ）に示す３相交流電圧を印加した際におけるエッジリング２４の吸着力について図３（ｂ）を用いて説明する。図３（ｂ）は、３相交流電圧を電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３に印加した際のエッジリング２４の吸着力の総和の一例を示すグラフである。縦軸は吸着力の総和を示し、横軸は時間を示す。図３（ｂ）に示すように、載置台１６がエッジリング２４を吸着する吸着力を一定とすることができる。
また、第１の電極２０ａ（電極２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３）に印加される３相交流電圧についても、第２の電極２０ｃ（電極２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３）に印加される３相交流電圧と同様に、図３（ａ）に示す３相交流電圧を印加することにより、図３（ｂ）に示すように載置台１６がウェハＷを吸着する吸着力を一定とすることができる。
なお、電源２２によって電極２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３に印加される交流電圧は、ウェハＷのセルフバイアス電圧Ｖｄｃに基づいて印加される。例えば、電源２２によって電極２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３に印加される交流電圧は、ウェハＷのセルフバイアス電圧Ｖｄｃを基準に印加される。換言すれば、電源２２によって電極２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３に印加される交流電圧の平均電圧は、ウェハＷのセルフバイアス電圧Ｖｄｃでシフトしている。換言すれば、電源２２によって電極２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３に印加される交流電圧は、交流成分に、ウェハＷのセルフバイアス電圧Ｖｄｃに基づく負の直流電圧が重畳（オフセット）されている。
なお、ウェハＷのセルフバイアス電圧Ｖｄｃを検出する直流電圧検出器（図示せず）を備えていてもよい。また、予め設定された値をセルフバイアス電圧Ｖｄｃとして用いてもよい。設定された値は、例えば、実験・シミュレーション等でセルフバイアス電圧Ｖｄｃを予め求めて制御部２００のメモリに記憶されてもよい。また、セルフバイアス電圧Ｖｄｃとプラズマ生成条件（例えば、ＨＦパワー）との関係式を予め求めておき、プラズマ生成条件に基づいてセルフバイアス電圧Ｖｄｃを推定してもよい。また、エッジリング２４のセルフバイアス電圧ＶｄｃとウェハＷのセルフバイアス電圧Ｖｄｃとの関係式を予め求めておき、直流電圧検出器５７によって検出されるエッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃに基づいてウェハＷのセルフバイアス電圧Ｖｄｃを推定してもよい。
また、図２及び図３では、第１の電極２０ａ及び第２の電極２０ｃの極数は３極であるものとして説明したが、これに限られるものではなく、２極であってもよく、４極以上であってもよい。また、第１の電極２０ａの極数と第２の電極２０ｃの極数とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
第２の電極２０ｃの極数が２極である場合について、図４を用いて更に説明する。図４（ａ）は、第２の電極２０ｃの極数が２極である場合における各電極に印加される２相交流電圧の一例を示すグラフである。縦軸は印加電圧を示し、横軸は時間を示す。第２の電極２０ｃの一の電極に印加される交流電圧の一例を実線のグラフで示し、第２の電極２０ｃの他の電極に印加される交流電圧の一例を一点鎖線のグラフで示す。なお、印加電圧の振幅を１として正規化している。
電源２３によって第２の電極２０ｃの各電極に印加される交流電圧は、同じ最大振幅を有し、同じ周波数を有し、互いに異なる位相を有している。例えば、第２の電極２０ｃの各電極に印加される交流電圧の位相差は９０°に設定される。また、電源２３によって各電極に印加される交流電圧は、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃに基づいて印加される。例えば、電源２３によって各電極に印加される交流電圧は、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃを基準に印加される。換言すれば、電源２３によって各電極に印加される交流電圧の平均電圧は、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃでシフトしている。換言すれば、電源２３によって各電極に印加される交流電圧は、交流成分に、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃに基づく負の直流電圧が重畳（オフセット）されている。なお、図４（ａ）の一例では、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃを−０．２として図示している。
第２の電極２０ｃの各電極に図４（ａ）に示す２相交流電圧を印加した際におけるエッジリング２４の吸着力について図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ｂ）は、２相交流電圧を第２の電極２０ｃの各電極に印加した際のエッジリング２４の吸着力の総和の一例を示すグラフである。縦軸は吸着力の総和を示し、横軸は時間を示す。図４（ｂ）に示すように、第２の電極２０ｃの極数が２極であっても、載置台１６がエッジリング２４を吸着する吸着力を一定とすることができる。
一実施形態に係るプラズマ処理装置１の載置台１６（静電チャック２０）の吸着方法について、参考例と対比しつつ説明する。
第１の参考例に係る載置台１６は、静電チャック２０の第１の電極２０ａ及び第２の電極２０ｃに直流電圧を印加してウェハＷやエッジリング２４を載置台１６に吸着させる。直流電圧を印加する構成においては、ウェハＷやエッジリング２４を載置台１６に吸着させる時間が長くなると、ウェハＷやエッジリング２４の電荷が静電チャック２０の絶縁層２０ｂへと移動する。このため、実効的に印加される直流電圧が低下して、静電吸着力が低下する。なお、プラズマ処理においては、プラズマの熱が載置台１６に入熱する。載置台１６の温度が上がることにより、電荷が移動しやすくなり、実効的に印加される直流電圧が更に低下し、静電吸着力が更に低下する。
これに対し、一実施形態に係るプラズマ処理装置１の載置台１６の吸着方法は、静電チャック２０の第１の電極２０ａ及び第２の電極２０ｃに交流電圧を印加してウェハＷやエッジリング２４を載置台１６に吸着させる。これにより、長時間ウェハＷやエッジリング２４を吸着しても、電荷が移動による静電吸着力の低下を防止することができる。
第２の参考例に係る載置台１６は、静電チャック２０の第１の電極２０ａ及び第２の電極２０ｃに交流電圧を印加してウェハＷやエッジリング２４を載置台１６に吸着させる。
第２の参考例においては、印加される交流電圧の平均電圧は、ＧＮＤを基準に印加される。換言すれば、印加される交流電圧の平均電圧を０Ｖとする。
図５は、印加電圧と伝熱ガス（Ｈｅガス）の流量の一例を示すグラフである。（ａ）は一実施形態を示し、（ｂ）は第２参考例を示す。第１縦軸は印加電圧を示し、第２縦軸は静電チャック２０の表面とエッジリング２４の裏面とのすき間に供給される伝熱ガスであるＨｅガスの流量を示し、横軸は時間を示す。第２の電極２０ｃの一の電極に印加される交流電圧の一例を実線のグラフで示し、第２の電極２０ｃの他の電極に印加される交流電圧の一例を一点鎖線のグラフで示す。なお、印加電圧の振幅を１として正規化している。また、Ｈｅガスの流量を破線で示す。ここでは、２相交流電圧を例に説明する。
ここで、プラズマ処理においては、エッジリング２４に負のセルフバイアス電圧Ｖｄｃが発生する。このため、図５（ｂ）の例においては、エッジリング２４の電位（セルフバイアス電圧Ｖｄｃ）から見て、正の電圧が印加される時間は、負の電圧が印加される時間よりも長くなる。また、印加される正の電圧の絶対値の最大値は、印加される負の電圧の絶対値の最大値よりも大きくなる。このため、第１参考例に示す直流電圧を印加する場合と同様に、エッジリング２４を載置台１６に吸着させる時間が長くなると、エッジリング２４の電荷が静電チャック２０の絶縁層２０ｂへと移動する。このため、エッジリング２４を載置台１６に吸着させる時間が長くなると、実効的に印加される電圧が低下して、エッジリング２４の吸着力が低下する。また、印加される交流電圧の平均電圧とエッジリング２４の電位（セルフバイアス電圧Ｖｄｃ）との差によって、エッジリング２４の吸着力の総和が振動し、安定した吸着力が得られない。
ここで、載置台１６によるエッジリング２４の吸着力が低下すると、静電チャック２０の表面とエッジリング２４の裏面とのすき間が拡大し、すき間に供給されるＨｅガスの流量が増加する。図５（ｂ）の矢印５０２に示すように、印加電圧の平均電圧を０Ｖとした場合、Ｈｅガスの流量が徐々に増加しており、エッジリング２４の吸着力が低下していることを示している。また、Ｈｅガスの流量の変動も、後述する図５（ａ）と比較して大きくなっている。
これに対し、一実施形態に係るプラズマ処理装置１の載置台１６の吸着方法は、図５（ａ）に示すように、印加される交流電圧は、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃを基準とする。換言すれば、印加される交流電圧の平均電圧は、エッジリング２４のセルフバイアス電圧Ｖｄｃでシフトしている。
これにより、図５（ａ）の例においては、エッジリング２４の電位（セルフバイアス電圧Ｖｄｃ）から見て、正の電圧が印加される時間は、負の電圧が印加される時間と等しくすることができる。また、印加される正の電圧の絶対値の最大値は、印加される負の電圧の絶対値の最大値と等しくすることができる。このため、エッジリング２４を載置台１６に吸着させる時間が長くなっても、エッジリング２４の電荷が静電チャック２０の絶縁層２０ｂへと移動することを抑制することができる。図５（ａ）の矢印５０１に示すように、Ｈｅガスの流量の増加を抑制しており、エッジリング２４の吸着力の低下を防止していることを示している。また、Ｈｅガスの流量の変動も、図５（ｂ）と比較して小さくなっている。
以上、一実施形態に係るプラズマ処理装置１の載置台１６の吸着方法によれば、静電チャック２０による被吸着物（ウェハＷ、エッジリング２４）の吸着時間が長時間となっても、吸着力の減少を抑制することができる。これにより、例えば、高積層数の３Ｄ ＮＡＮＤのような被吸着物（ウェハＷ、エッジリング２４）を長時間吸着させる処理においても、吸着力の低下を抑制することができる。
なお、交流電圧に負の直流電圧であるセルフバイアス電圧Ｖｄｃ（図３の例では−０．２）を重畳するものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、交流電圧に、セルフバイアス電圧Ｖｄｃに基づく負の直流電圧（例えば、Ｖｄｃの５０％、−０．１）を重畳してもよい。この場合でも、参考例２の構成と比較して、電荷の移動を低減することができるので、静電チャック２０による被吸着物の吸着力の低下をある程度抑制することができる。
以上、プラズマ処理装置１の実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
Ｗ ウェハ（基板、被吸着物）
１ プラズマ処理装置
１０ チャンバ
１２ 絶縁板
１４ 支持台
１６ 載置台
１６ａ 基台
２０ 静電チャック
２０ａ 第１の電極
２０ｂ 絶縁層
２０ｃ 第２の電極
２０ａ１，２０ａ２，２０ａ３，２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｃ３ 電極
２２，２３ 電源
２４ エッジリング（被吸着物）
５６ 切替器
５７ 直流電圧検出器（電圧検出部）
２００ 制御部

Claims (8)

  1. 静電チャックを備える載置台に基板又はエッジリングのうち少なくとも一つである被吸着物を吸着する吸着方法であって、
    前記静電チャック上に前記被吸着物を載置するステップと、
    前記静電チャックの電極に、互いに位相が異なる２以上のｎ相の交流電圧を印加するステップと、を有し、
    前記ｎ相の交流電圧は、セルフバイアス電圧に基づいて印加される、
    吸着方法。
  2. 前記ｎ相の交流電圧は、交流成分に、前記セルフバイアス電圧に基づく負の直流電圧を重畳して印加される、
    請求項１に記載の吸着方法。
  3. 重畳される前記セルフバイアス電圧は、プラズマ処理の条件に応じて算出される、
    請求項２に記載の吸着方法。
  4. 重畳される前記セルフバイアス電圧は、前記被吸着物の電圧を検出する電圧検出部の検出値である、
    請求項２に記載の吸着方法。
  5. 基台と、
    前記基台の上に設けられ、内部に２以上のｎ極の電極を有する静電チャックと、
    前記ｎ極の電極に互いに位相が異なる２以上のｎ相の交流電圧を印加する電源と、を備え、
    前記電源は、セルフバイアス電圧に基づいて交流電圧を印加する、
    載置台。
  6. 前記電源は、交流成分に、前記セルフバイアス電圧に基づく負の直流電圧を重畳して交流電圧を印加する、
    請求項５に記載の載置台。
  7. 請求項５または請求項６に記載の載置台を備える、
    プラズマ処理装置。
  8. 前記載置台に載置され吸着される基板又はエッジリングのうち少なくとも一つである被吸着物の裏面と、前記載置台の表面と、の間に伝熱ガスを供給するガス供給部を更に備える、
    請求項７に記載のプラズマ処理装置。
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