JP2021077662A - ウエハ、クリーニング方法、基板処理装置およびプラズマ処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングを効率よく行うことができるウエハ、クリーニング方法、基板処理装置およびプラズマ処理システムを提供する。【解決手段】ウエハは、載置台に載置された状態で、載置台側となるウエハの裏面に、載置台の上面とウエハの裏面との間の空間と、プラズマ処理が行われる処理空間とを連通し、ガスが流通する通路を有する。【選択図】図５

Description

本開示は、ウエハ、クリーニング方法、基板処理装置およびプラズマ処理システムに関する。

半導体装置の製造工程において、プロセスガスからプラズマを生成して基板（以下、ウエハともいう。）に対してエッチング処理が施される工程がある。エッチング処理では、ウエハを載置する載置台の側面に反応生成物が付着するため、載置台のクリーニングが実施される。

特開２００３−３３２３０４号公報

本開示は、クリーニングを効率よく行うことができるウエハ、クリーニング方法、基板処理装置およびプラズマ処理システムを提供する。

本開示の一態様によるウエハは、載置台に載置された状態で、載置台側となるウエハの裏面に、載置台の上面とウエハの裏面との間の空間と、プラズマ処理が行われる処理空間とを連通し、ガスが流通する通路を有する。

本開示により、クリーニングを効率よく行うことができる。

図１は、第１実施形態における基板処理装置の一例を示す図である。 図２は、第１実施形態における載置台の断面の一例を示す部分拡大図である。 図３は、第１実施形態における載置台の表面の一例を示す図である。 図４は、第１実施形態におけるエッチング処理時の載置台の側面上部（段差部）の一例を示す部分拡大図である。 図５は、第１実施形態におけるクリーニング処理時の載置台の側面上部の一例を示す部分拡大図である。 図６は、第１実施形態におけるウエハの裏面の一例を示す図である。 図７は、第１実施形態におけるウエハの裏面の一例を示す図である。 図８は、第１実施形態におけるウエハの裏面の一例を示す図である。 図９は、第１実施形態におけるウエハの裏面の一例を示す図である。 図１０は、第１実施形態におけるウエハの裏面の一例を示す図である。 図１１は、第１実施形態におけるクリーニング方法の一例を示すフローチャートである。 図１２は、第２実施形態における基板処理装置の一例を示す図である。 図１３は、第２実施形態の変形例における基板処理装置の一例を示す図である。

以下に、開示するウエハ、クリーニング方法、基板処理装置およびプラズマ処理システムの実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。

クリーニング処理時に載置台の表面を保護するために、載置台にダミーウエハが載置された状態でクリーニングを行うが、この場合、載置台の側面に付着した反応生成物の除去効果が低下する。そこで、クリーニングを効率化することが期待されている。

［第１実施形態の基板処理装置１００の構成］
図１は、第１実施形態における基板処理装置の一例を示す図である。本実施形態における基板処理装置１００は、平行平板の電極を備えるプラズマ処理装置である。

基板処理装置１００は、例えば表面が陽極酸化処理（アルマイト処理）されたアルミニウムから成る円筒形状に成形された処理容器を有する処理室１０２を備える。処理室１０２は接地されている。処理室１０２内の底部には、ウエハＷを載置するための略円柱状の載置台１１０が設けられている。載置台１１０は、セラミックなどで構成された板状の絶縁体１１２と、絶縁体１１２上に設けられた下部電極を構成するサセプタ１１４とを備える。

載置台１１０は、サセプタ１１４を所定の温度に調整可能なサセプタ温調部１１７を備える。サセプタ温調部１１７は、例えばサセプタ１１４の内部に周方向に沿って設けられた環状の温度調節媒体室１１８に温度調節媒体を循環するように構成されている。

サセプタ１１４の上部には、ウエハＷを吸着可能な基板保持部としての静電チャック１２０が設けられている。静電チャック１２０の上側中央部には、凸状の基板載置部が形成されている。基板載置部の上面は、ウエハＷを載置する基板載置面１１５を構成し、その周囲の低い部分の上面は、ウエハＷを囲むように配置されるエッジリングＥＲを載置するエッジリング載置面１１６を構成する。

静電チャック１２０は、絶縁材の間に電極１２２が介在された構成となっている。本実施形態における静電チャック１２０では、ウエハＷを吸着できるように、電極１２２が基板載置面１１５の下側に設けられている。

静電チャック１２０は、電極１２２に接続された直流電源１２３から所定の直流電圧（例えば１．５ｋＶ）が印加される。これによって、ウエハＷが静電チャック１２０に静電吸着される。なお、基板載置部は、例えば図１に示すようにウエハＷの径よりも小径に形成し、ウエハＷを載置したときにウエハＷのエッジ部が基板載置部から張り出すように構成されている。

本実施形態における載置台１１０には、静電チャック１２０の上面とウエハＷの裏面との間に温調ガス（伝熱ガス）およびクリーニングガスを供給するガス供給部１８０が設けられている。このような温調ガスとしては、プラズマ入熱を受けるウエハＷを、サセプタ１１４の冷却温度を静電チャック１２０を介して効率よく伝熱して冷却できるＨｅガスの他、Ａｒガス、Ｈ２ガス、Ｏ２ガス、Ｎ２ガスも適用可能である。なお、クリーニングガスについては後述する。

サセプタ１１４とウエハＷの間の熱伝導率は、静電チャック１２０の上面とウエハＷの裏面との間に供給される温調ガスの圧力を調整することにより、制御することができる。これにより、プラズマからの入熱があっても、ウエハＷの冷却性を向上させることができる。

サセプタ１１４の上方には、このサセプタ１１４に対向するように上部電極１３０が設けられている。この上部電極１３０とサセプタ１１４の間に形成される空間がプラズマ生成空間となる。つまり、プラズマ生成空間は、プラズマ処理が行われる処理空間である。上部電極１３０は、絶縁性遮蔽部材１３１を介して、処理室１０２の上部に支持されている。

上部電極１３０は、主として電極板１３２とこれを着脱自在に支持する電極支持体１３４とによって構成される。電極板１３２は、例えばシリコン製部材から成り、電極支持体１３４は、例えば表面がアルマイト処理されたアルミニウムなどの導電性部材から成る。

電極支持体１３４には、処理ガス供給源１４２からの処理ガス（プロセスガス）を処理室１０２内に導入するための処理ガス供給部１４０が設けられている。処理ガス供給源１４２は、電極支持体１３４のガス導入口１４３にガス供給管１４４を介して接続されている。

ガス供給管１４４には、例えば図１に示すように上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１４６および開閉バルブ１４８が設けられている。なお、ＭＦＣの代わりにＦＣＳ（Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）を設けてもよい。処理ガス供給源１４２からはエッチングのための処理ガスとして、例えばＣ４Ｆ８ガスのようなフルオロカーボンガス（ＣｘＦｙ）が供給される。

処理ガス供給源１４２は、例えばプラズマエッチングのためのエッチングガスを供給する。また、処理ガス供給源１４２は、クリーニング処理時に、酸素含有ガス、窒素含有ガスおよびＡｒガスのうち、１つまたは複数のガスを含むクリーニングガスを供給する。なお、図１にはガス供給管１４４、開閉バルブ１４８、マスフローコントローラ１４６、処理ガス供給源１４２等から成る処理ガス供給系を１つのみ示しているが、基板処理装置１００は、複数の処理ガス供給系を備えている。例えば、ＣＦ４、Ｏ２、Ｎ２、ＣＨＦ３等のエッチングガスが、それぞれ独立に流量制御され、処理室１０２内に供給される。

電極支持体１３４には、例えば略円筒状のガス拡散室１３５が設けられ、ガス供給管１４４から導入された処理ガスを均等に拡散させることができる。電極支持体１３４の底部と電極板１３２には、ガス拡散室１３５からの処理ガスを処理室１０２内に吐出させる多数のガス吐出孔１３６が形成されている。ガス拡散室１３５で拡散された処理ガスを多数のガス吐出孔１３６から均等にプラズマ生成空間に向けて吐出できるようになっている。この点で、上部電極１３０は処理ガスを供給するためのシャワーヘッドとして機能する。

なお、図示はしないが、載置台１１０には、ウエハＷをリフタピンで持ち上げて静電チャック１２０の基板載置面１１５から脱離させるリフタが設けられている。

処理室１０２の底部には、排気管１０４が接続されており、この排気管１０４には排気部１０５が接続されている。排気部１０５は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、処理室１０２内を所定の減圧雰囲気に調整する。また、処理室１０２の側壁には、ウエハＷの搬出入口１０６が設けられ、搬出入口１０６にはゲートバルブ１０８が設けられている。ウエハＷの搬出入を行う際には、ゲートバルブ１０８を開く。そして、図示しない搬送アームなどによって、搬出入口１０６を介してウエハＷの搬出入を行う。

下部電極を構成するサセプタ１１４には、２周波重畳電力を供給する電力供給装置１５０が接続されている。電力供給装置１５０は、第１高周波電力供給機構１５２と、第２高周波電力供給機構１６２とを有する。第１高周波電力供給機構１５２は、第１周波数の第１高周波電力（プラズマ生起用高周波電力）を供給する。第２高周波電力供給機構１６２は、第１周波数よりも低い第２周波数の第２高周波電力（バイアス電圧発生用高周波電力）を供給する。

第１高周波電力供給機構１５２は、サセプタ１１４側から順次接続される第１フィルタ１５４、第１整合器１５６、第１電源１５８を有している。第１フィルタ１５４は、第２周波数の電力成分が第１整合器１５６側に侵入することを防止する。第１整合器１５６は、第１高周波電力成分をマッチングさせる。

第２高周波電力供給機構１６２は、サセプタ１１４側から順次接続される第２フィルタ１６４、第２整合器１６６、第２電源１６８を有している。第２フィルタ１６４は、第１周波数の電力成分が第２整合器１６６側に侵入することを防止する。第２整合器１６６は、第２高周波電力成分をマッチングさせる。

基板処理装置１００には、制御部（全体制御装置）１７０が接続されており、この制御部１７０によって基板処理装置１００の各部が制御されるようになっている。また、制御部１７０には、操作部１７２が接続されている。操作部１７２は、オペレータが基板処理装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、基板処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ、あるいは入力操作端末機能と状態の表示機能の双方を有するタッチパネル等を有する。

さらに、制御部１７０には、記憶部１７４が接続されている。記憶部１７４には、基板処理装置１００で実行される各種処理（ウエハＷに対するプラズマ処理など）を制御部１７０の制御にて実現するためのプログラムやプログラムを実行するために必要な処理条件（レシピ）などが記憶されている。

記憶部１７４には、例えば複数の処理条件（レシピ）が記憶されている。各処理条件は、基板処理装置１００の各部を制御する制御パラメータ、設定パラメータなどの複数のパラメータ値をまとめたものである。各処理条件は、例えば処理ガスの流量比、処理室内圧力、高周波電力などのパラメータ値を有する。

なお、これらのプログラムや処理条件は、ハードディスクや半導体メモリに記憶されていてもよい。また、これらのプログラムや処理条件は、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記憶部１７４の所定位置にセットするようになっていてもよい。

制御部１７０は、操作部１７２からの指示等に基づいて所望のプログラム、処理条件を記憶部１７４から読み出して各部を制御することで、基板処理装置１００での所望の処理を実行する。また、操作部１７２からの操作により処理条件を編集できるようになっている。

このような構成の基板処理装置１００において、サセプタ１１４上のウエハＷにプラズマ処理を施す際には、サセプタ１１４に、第１電源１５８から１０ＭＨｚ以上の第１高周波（例えば１００ＭＨｚ）を所定のパワーで供給する。また、サセプタ１１４に、第２電源１６８から１００ｋＨｚ以上２０ＭＨｚ未満の第２高周波（例えば３ＭＨｚ）を所定のパワーで供給する。これにより、第１高周波の働きでサセプタ１１４と上部電極１３０との間に処理ガスのプラズマが発生するとともに、第２高周波の働きでサセプタ１１４にセルフバイアス電圧（−Ｖｄｃ）が発生し、ウエハＷに対してプラズマ処理を実行することができる。このように、サセプタ１１４に第１高周波および第２高周波を供給してこれらを重畳させることにより、プラズマを適切に制御してウエハＷに対する良好なプラズマ処理を行うことができる。

［載置台１１０の詳細］
次に、図２および図３を用いて載置台１１０について説明する。図２は、第１実施形態における載置台の断面の一例を示す部分拡大図である。図２に示すように、ガス供給部１８０は、温調ガス供給源１８２、圧力制御バルブ（ＰＣＶ：Pressure Control Valve）１８３および開閉バルブ１８４と、クリーニングガス供給源１８５、圧力制御バルブ１８６および開閉バルブ１８７とを有する。ガス供給部１８０は、ウエハＷに対するエッチング処理時には、静電チャック１２０の基板載置面１１５とウエハ裏面との間に、ガス流路１８１を介して温調ガスを所定の圧力で供給する。

一方、ガス供給部１８０は、ダミーウエハＤＷを載置台１１０に載置した状態で行うクリーニング処理時には、静電チャック１２０の基板載置面１１５とウエハ裏面との間に、ガス流路１８１を介してクリーニングガスを所定の圧力で供給する。具体的には、上記ガス流路１８１は、絶縁体１１２、サセプタ１１４を貫通し、基板載置面１１５に設けられた空間１８８に連通している。なお、ガス供給部１８０から温調ガスまたはクリーニングガスを供給するガス流路１８１の数は、１本でも複数本でもよい。

温調ガス供給源１８２は、エッチング処理時に、例えばＨｅガスを供給する。なお、温調ガス供給源１８２は、Ａｒガス、Ｈ２ガス、Ｏ２ガス、Ｎ２ガスを供給するようにしてもよい。圧力制御バルブ１８３は、温調ガスの圧力が所定の圧力になるように流量を調整する。クリーニングガス供給源１８５は、クリーニング処理時に、酸素含有ガス、窒素含有ガスおよびＡｒガスのうち、１つまたは複数のガスを供給する。なお、クリーニングガス供給源１８５は、メタル系の反応生成物を除去する場合には、塩素含有ガスや硫黄含有ガスをクリーニングガスとして用いてもよい。圧力制御バルブ１８６は、クリーニングガスの圧力が所定の圧力になるように流量を調整する。開閉バルブ１８４および開閉バルブ１８７は、エッチング処理時とクリーニング処理時とでガス供給源を切り替える。つまり、エッチング処理時には、開閉バルブ１８４が開となり、開閉バルブ１８７が閉となる。一方、クリーニング処理時には、開閉バルブ１８４が閉となり、開閉バルブ１８７が開となる。

図３は、第１実施形態における載置台の表面の一例を示す図である。図３に示すように、載置台の表面である基板載置面１１５には、ウエハを支持するドット１９０と、シールバンド１９１とが設けられている。また、シールバンド１９１より内側には、ドット１９０およびシールバンド１９１の上面より窪むことで、ウエハ載置時に温調ガスまたはクリーニングガスの流路となる空間１８８が形成されている。さらに、基板載置面１１５の中心付近には、ガス流路１８１が開口している。

［反応生成物の付着とクリーニング］
続いて、図４および図５を用いて、載置台１１０の段差部における反応生成物の付着とクリーニングについて説明する。図４は、第１実施形態におけるエッチング処理時の載置台の側面上部（段差部）の一例を示す部分拡大図である。図５は、第１実施形態におけるクリーニング処理時の載置台の側面上部の一例を示す部分拡大図である。

まず、図４に示すように、エッチング処理時には、静電チャック１２０の上面である基板載置面１１５において、電極１２２に直流電圧が印加されてウエハＷが静電吸着される。このとき、ウエハＷの裏面は、ドット１９０およびシールバンド１９１により支持されている。また、空間１８８には、温調ガスが供給される。ウエハＷに対してエッチング処理が行われると、載置台１１０の基板載置面１１５の端部の側面である側面上部２３と、エッジリングＥＲとの隙間に反応生成物２０が付着する。なお、図４および図５では、エッジリングＥＲの表面等に付着した反応生成物は省略している。

次に、図５に示すように、クリーニング処理時には、エッチング処理時と同様に、静電チャック１２０にダミーウエハＤＷが静電吸着される。このとき、ダミーウエハＤＷの裏面は、ドット１９０およびシールバンド１９１により支持されている。また、この状態において、ダミーウエハＤＷの裏面のシールバンド１９１に対向する外周部には、通路２１が形成される。通路２１は、空間１８８と、処理室１０２内のプラズマ処理が行われる処理空間（プラズマ生成空間）とを連通する。クリーニング処理時には、空間１８８にクリーニングガスが供給され、供給されたクリーニングガスは、矢印２２に示すように、空間１８８から通路２１を流通して処理空間へと流れる。この状態で高周波電力を印加して載置台１１０の側面近傍にプラズマを生成する。生成したプラズマは、反応生成物２０を除去する。これにより、側面上部２３近傍にプラズマを生成できるため反応生成物の除去効率を向上させることができ、クリーニング時間を短縮することができる。なお、クリーニング処理時に、第２電源１６８から第２高周波を所定のパワーで供給し、サセプタ１１４にバイアス電圧を発生させるようにしてもよい。これにより、よりクリーニングを効率化することができる。

［ダミーウエハＤＷの詳細］
続いて、図６から図１０を用いてダミーウエハＤＷについて説明する。なお、本実施形態では、ダミーウエハＤＷは、クリーニング処理に用いるクリーニング用ウエハである。図６から図１０は、第１実施形態におけるウエハの裏面の一例を示す図である。なお、ダミーウエハＤＷは、例えばシリコンウエハを用いることができる。また、ダミーウエハＤＷは、静電吸着させるため、他の導電性の素材でできたウエハや、ＳｉＯ２等の絶縁体の裏面に導電性膜をコーティングしたウエハでもよい。なお、クリーニングガスによって浮かないだけの質量を有するウエハであれば、導電性の素材やコーティングを用いなくてもよい。

図６に示すダミーウエハＤＷａは、裏面の中心部３０には加工を行わず、外周部３１に溝３２を設けたものである。溝３２は、例えば、切削加工やレーザ加工等によって形成することができる。溝３２は、ダミーウエハＤＷａが載置台１１０に載置された状態で、図５に示す通路２１を形成する。溝３２は、ダミーウエハＤＷａの円周の接線と直交しない線状に形成されることで、プラズマの侵入を抑制することができる。溝３２の深さは、外周部３１に設ける溝３２の本数に応じて決定される。また、溝３２の本数は、通路２１から処理空間に流通させるクリーニングガスの流量に応じて決定される。言い換えると、溝３２の深さおよび本数を制御することで、クリーニングガスの流量を制御することができる。さらに、溝３２の深さは、未加工のダミーウエハＤＷａの裏面の粗さより深く、ダミーウエハＤＷａの厚さの半分より浅い深さとすることができる。例えば、ダミーウエハＤＷａの厚さが５００μｍ〜８００μｍであれば、溝３２の深さは、１μｍ以上、２５０μｍ〜４００μｍ未満とすることができる。

図７に示すダミーウエハＤＷｂは、裏面の中心部３０には加工を行わず、外周部３３に凹凸を設けたものである。外周部３３の凹凸状の加工は、例えば、中心部３０をマスキングした状態でブラストまたはエッチング処理を行うことで形成することができる。外周部３３の凹凸は、ダミーウエハＤＷｂが載置台１１０に載置された状態で、図５に示す通路２１を形成する。外周部３３の凹凸についても、ダミーウエハＤＷａの溝３２と同様に、ダミーウエハＤＷａの円周の接線と直交する直線状の通路２１が形成されないため、プラズマの侵入を抑制することができる。また、外周部３３の凹凸の深さについても、ダミーウエハＤＷａの溝３２と同様に、通路２１から処理空間に流通させるクリーニングガスの流量に応じて決定される。さらに、ダミーウエハＤＷｂでは、外周部３３からクリーニングガスを平均的に流通させることができる。

図８に示すダミーウエハＤＷｃは、裏面の中心部３０には加工を行わず、外周部３４に格子状の溝３５を設けたものである。溝３５は、例えば、ダイシングやレーザ加工によって形成することができる。溝３５は、ダミーウエハＤＷｃが載置台１１０に載置された状態で、図５に示す通路２１を形成する。溝３５は、ダミーウエハＤＷｃの円周の接線と直交しない線状に形成されることで、プラズマの侵入を抑制することができる。溝３５の深さおよび本数は、ダミーウエハＤＷａの溝３２と同様に決定される。なお、溝３５は、ダミーウエハＤＷａの溝３２と比較すると、加工が容易である。また、ダミーウエハＤＷｃは、ダミーウエハＤＷａのように溝の方向が揃っていないので、クリーニングガスの圧力が強い場合でもウエハの回転を抑制することができる。

図９に示すダミーウエハＤＷｄは、裏面３６の全体に凹凸を設けたものである。裏面３６の凹凸状の加工は、ダミーウエハＤＷｂの外周部３３と同様に、ブラストまたはエッチング処理を行うことで形成することができる。裏面３６のうち、載置台１１０の基板載置面１１５のシールバンド１９１に対応する外周部分が、ダミーウエハＤＷｄが載置台１１０に載置された状態で、図５に示す通路２１を形成する。ダミーウエハＤＷｄは、ダミーウエハＤＷｂと比較して、マスキングを行わないため、より容易に凹凸状の加工を行うことができる。

図１０に示すダミーウエハＤＷｅは、裏面３７の全体に格子状の溝３８を設けたものである。溝３８は、ダミーウエハＤＷｃの溝３５と同様に、例えば、ダイシングやレーザ加工によって形成することができる。裏面３７のうち、載置台１１０の基板載置面１１５のシールバンド１９１に対応する外周部分が、ダミーウエハＤＷｅが載置台１１０に載置された状態で、図５に示す通路２１を形成する。ダミーウエハＤＷｅは、ダミーウエハＤＷｃと比較して、溝の形成を途中で止めないため、より容易に格子状の溝３８の加工を行うことができる。

［クリーニング方法］
次に、第１実施形態におけるクリーニング方法について説明する。図１１は、第１実施形態におけるクリーニング方法の一例を示すフローチャートである。

まず、制御部１７０は、ゲートバルブ１０８を制御することにより、搬出入口１０６を開放する。ダミーウエハＤＷは、搬出入口１０６を通して、処理室１０２に搬入され、載置台１１０に載置される（ステップＳ１）。このとき、ダミーウエハＤＷは、載置台１１０に載置されると載置台１１０側となる裏面にガスが流通する通路２１が形成された状態となる。

制御部１７０は、ダミーウエハＤＷが載置台１１０に載置された後に、ゲートバルブ１０８を制御することにより、搬出入口１０６を閉鎖する。また、制御部１７０は、直流電源１２３を制御することにより、電極１２２に直流電圧を印加する。直流電圧が電極１２２に印加されると、ダミーウエハＤＷは静電チャック１２０に保持される。

制御部１７０は、載置台１１０の上面とダミーウエハＤＷの裏面との間の空間１８８に、ガス供給部１８０からクリーニングガスを、温調ガスラインであるガス流路１８１を通じて供給する（ステップＳ２）。クリーニングガスは、通路２１を介してプラズマ処理が行われる処理空間に供給される。また、制御部１７０は、処理ガス供給源１４２からもガス拡散室１３５およびガス吐出孔１３６を介して、クリーニングガスを処理空間に供給する。

制御部１７０は、電力供給装置１５０を制御することにより、プラズマ励起用の第１高周波を載置台１１０に供給する。処理室１０２には、載置台１１０に第１高周波が供給されることにより、プラズマが発生し、発生したプラズマによるクリーニングが実行される（ステップＳ３）。ここで、制御部１７０は、電力供給装置１５０を制御することにより第２高周波の高周波電力を載置台１１０に供給し、バイアス電圧を発生させるようにしてもよい。この場合、よりクリーニングを効率化することができる。なお、クリーニング時には、Ａｒガスによるプラズマ処理後に酸素含有ガスによるプラズマ処理を行ってもよい。クリーニングの実行時、側面上部２３では、通路２１から流出するクリーニングガスによるプラズマにより、反応生成物２０がスパッタされる。これにより、クリーニングできる。なお、クリーニングは、製品用のウエハＷを５〜６枚処理する間に１回といった間隔で実行されてもよい。

［第２実施形態の基板処理装置２００の構成］
第１実施形態では、ガス供給部１８０において、温調ガスとクリーニングガスとを切り替えて供給したが、クリーニングガスを処理ガス供給部１４０からガス流路１８１に供給してもよく、この場合の実施の形態につき、第２実施形態として説明する。なお、第１実施形態と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成および動作の説明については省略する。

図１２は、第２実施形態における基板処理装置の一例を示す図である。図１２に示す基板処理装置２００は、第１実施形態の基板処理装置１００と比較して、処理ガス供給源１４２とマスフローコントローラ１４６との間から分岐するガス供給管１４５と、圧力制御バルブ１４７と、開閉バルブ１４９とを有する。また、基板処理装置２００は、ガス供給部１８０に代えてガス供給部２８０を有する。

ガス供給管１４５は、処理ガス供給源１４２から供給されるクリーニングガスをガス流路１８１に供給する。圧力制御バルブ１４７は、クリーニングガスの圧力が所定の圧力になるように流量を調整する。開閉バルブ１４９は、エッチング処理時に閉となり、クリーニング処理時に開となる。

ガス供給部２８０は、温調ガス供給源１８２と、圧力制御バルブ１８３と開閉バルブ１８４とを有する。つまり、ガス供給部２８０は、ガス供給部１８０からクリーニングガス供給源１８５と、圧力制御バルブ１８６と、開閉バルブ１８７とを除いたものである。開閉バルブの動作としては、開閉バルブ１８４および開閉バルブ１４９が、エッチング処理時とクリーニング処理時とでガス供給源を切り替えることになる。つまり、エッチング処理時には、開閉バルブ１８４が開となり、開閉バルブ１４９が閉となる。一方、クリーニング処理時には、開閉バルブ１８４が閉となり、開閉バルブ１４９が開となる。

このように、第２実施形態では、ガス流路１８１に供給するクリーニングガスの供給源を処理ガス供給源１４２とすることで、別途、クリーニングガス供給源１８５を設けなくてもよい。

［変形例の基板処理装置３００の構成］
第２実施形態の基板処理装置２００では、処理ガス供給源１４２とマスフローコントローラ１４６との間からガス供給管１４５を分岐したが、変形例として、マスフローコントローラ１４６と開閉バルブ１４８との間からガス供給管１４５を分岐してもよい。なお、第２実施形態と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成および動作の説明については省略する。

図１３は、第２実施形態の変形例における基板処理装置の一例を示す図である。図１３に示す基板処理装置３００は、第２実施形態の基板処理装置２００と比較して、マスフローコントローラ１４６と開閉バルブ１４８との間から分岐するガス供給管１４５と、開閉バルブ１４９とを有する。また、基板処理装置３００は、基板処理装置２００と比較して、圧力制御バルブ１４７を有さない。

ガス供給管１４５は、処理ガス供給源１４２から供給され、マスフローコントローラ１４６を通過したクリーニングガスをガス流路１８１に供給する。つまり、ガス流路１８１に供給されるクリーニングガスの圧力の調整は、マスフローコントローラ１４６で行う。開閉バルブの動作としては、基板処理装置２００と同様に、開閉バルブ１８４および開閉バルブ１４９が、エッチング処理時とクリーニング処理時とでガス供給源を切り替えることになる。

このように、第２実施形態の変形例では、マスフローコントローラ１４６と開閉バルブ１４８との間からガス供給管１４５を分岐するので、圧力制御バルブ１４７を省略することができる。

なお、上記各実施形態では、ダミーウエハＤＷとして、製品用のウエハＷと同径のウエハを用いたが、これに限定されない。例えば、製品用のウエハＷよりも直径が小さいダミーウエハＤＷを用いるようにしてもよい。これにより、側面上部２３におけるイオンスパッタ量を、より増加させることができる。つまり、クリーニングを効率よく行うことができる。

また、上記各実施形態では、クリーニングは１回行うとしたが、これに限定されない。例えば、通路２１の形状が異なる複数のダミーウエハＤＷ、例えば、ダミーウエハＤＷａ〜ＤＷｃを取り替えて、複数回のクリーニングを行うようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、エッチング処理を行う基板処理装置１００〜３００に対してクリーニングを行う形態を説明したが、これに限定されない。例えば、成膜処理を行う基板処理装置に対するクリーニングについても適用することができる。

また、上記各実施形態では、載置台１１０のクリーニングに着目して説明したが、載置台１１０のクリーニングは、処理室１０２内のクリーニング、つまりチャンバ内クリーニングと同時に行ってもよい。

以上、上記各実施形態によれば、ダミーウエハＤＷは、載置台１１０に載置された状態で、載置台１１０側となるダミーウエハＤＷの裏面に、載置台１１０の上面とダミーウエハＤＷの裏面との間の空間と、プラズマ処理が行われる処理空間とを連通し、ガスが流通する通路２１を有する。その結果、クリーニングを効率よく行うことができる。

また、上記各実施形態によれば、通路２１は、ダミーウエハＤＷの外周部に形成される。その結果、側面上部２３に付着した反応生成物をクリーニングできる。

また、上記各実施形態によれば、通路２１は、ダミーウエハＤＷの裏面全面に形成される。その結果、ダミーウエハＤＷの裏面の加工が容易にできる。

また、上記各実施形態によれば、通路２１は、ダミーウエハＤＷの円周の接線と直交しない線状に形成される。その結果、プラズマの空間１８８への侵入を抑制できる。

また、上記各実施形態によれば、通路２１は、ブラストまたはエッチングによって凹凸状に形成される。その結果、ダミーウエハＤＷの裏面の加工が容易にできる。

また、上記各実施形態によれば、通路２１は、ダイシングによって格子状に形成される。その結果、クリーニングガスの圧力が強い場合でもウエハの回転を抑制することができる。

また、上記各実施形態によれば、ダミーウエハＤＷは、製品ウエハ（ウエハＷ）よりも直径が小さいウエハである。その結果、載置台１１０の肩部におけるイオンスパッタ量を、より増加させることができる。

また、上記各実施形態によれば、制御部１７０は、載置台１１０に載置された状態で載置台１１０側となるウエハの裏面にガスが流通する通路２１を有するダミーウエハＤＷを載置台に載置する。制御部１７０は、載置台１１０の上面とダミーウエハＤＷの裏面との間の空間１８８に、クリーニングガスを供給し、通路２１を介してクリーニングガスをプラズマ処理が行われる処理空間（処理室１０２）に供給する。制御部１７０は、処理空間にプラズマを発生させて側面上部２３をクリーニングする。その結果、クリーニングを効率よく行うことができる。

また、上記各実施形態によれば、ダミーウエハＤＷは、載置台１１０に静電吸着される。その結果、通路２１を形成できる。

また、上記各実施形態によれば、クリーニングガスは、酸素含有ガス、窒素含有ガスおよびＡｒガスのうち、１つまたは複数のガスを含む。その結果、炭素系の反応生成物を除去することができる。

また、上記第２実施形態によれば、クリーニングガスは、プラズマ処理時にプロセスガスを供給するガス供給源（処理ガス供給源１４２）から供給される。その結果、別途設けるクリーニングガス供給源を省略することができる。

また、上記各実施形態によれば、クリーニングガスは、載置台１１０の上面とダミーウエハＤＷの裏面との間の空間に温調ガスを供給するガス流路１８１を通じて供給される。その結果、側面上部２３にクリーニングガスを供給することができる。

また、上記各実施形態によれば、通路２１の形状が異なる複数のダミーウエハＤＷを取り替えて、複数回のクリーニングを行う。その結果、クリーニングガスの流れ方を変更することができ、より反応生成物を除去することができる。

また、上記各実施形態によれば、ダミーウエハＤＷは、プラズマ処理チャンバのクリーニングに用いられるウエハであって、中央部と、外周部と、中央部から外周部に向かって形成された溝（溝３２，３５，３８）とを有する。その結果、載置台１１０に載置された際に通路２１を形成できるので、クリーニングを効率よく行うことができる。

また、上記各実施形態によれば、溝は、ダミーウエハＤＷの円周の接線と直交しない線状に外周部のみに形成される。その結果、プラズマの空間１８８への侵入を抑制できる。

また、上記各実施形態によれば、溝は、外周部および中央部に形成される。その結果、より容易に溝の加工を行うことができる。

今回開示された各実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の各実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。

２０ 反応生成物
２１ 通路
２３ 側面上部
３０ 中心部
３１，３３，３４ 外周部
３２，３５，３８ 溝
３６，３７ 裏面
１００，２００ 基板処理装置
１０２ 処理室
１０６ 搬出入口
１０８ ゲートバルブ
１１０ 載置台
１１５ 基板載置面
１２０ 静電チャック
１４０ 処理ガス供給部
１４２ 処理ガス供給源
１４４，１４５ ガス供給管
１４７，１８３，１８６ 圧力制御バルブ
１４９，１８４，１８７ 開閉バルブ
１５０ 電力供給装置
１７０ 制御部
１８０，２８０ ガス供給部
１８１ ガス流路
１８２ 温調ガス供給源
１８５ クリーニングガス供給源
１８８ 空間
１９０ ドット
１９１ シールバンド
ＤＷ，ＤＷａ〜ＤＷｅ ダミーウエハ
ＥＲ エッジリング
Ｗ ウエハ

Claims (18)

1. 載置台に載置された状態で、前記載置台側となるウエハの裏面に、前記載置台の上面と前記ウエハの裏面との間の空間と、プラズマ処理が行われる処理空間とを連通し、ガスが流通する通路、
   を有するウエハ。
2. 前記通路は、前記ウエハの外周部に形成される、
   請求項１に記載のウエハ。
3. 前記通路は、前記ウエハの裏面全面に形成される、
   請求項１に記載のウエハ。
4. 前記通路は、前記ウエハの円周の接線と直交しない線状に形成される、
   請求項２に記載のウエハ。
5. 前記通路は、ブラストまたはエッチングによって凹凸状に形成される、
   請求項２または３に記載のウエハ。
6. 前記通路は、ダイシングによって格子状に形成される、
   請求項２または３に記載のウエハ。
7. 前記ウエハは、製品ウエハよりも直径が小さいウエハである、
   請求項１〜６のいずれか１つに記載のウエハ。
8. 載置台に載置された状態で前記載置台側となるウエハの裏面にガスが流通する通路を有するウエハを載置台に載置することと、
   前記載置台の上面と前記ウエハの裏面との間の空間に、クリーニングガスを供給し、前記通路を介して前記クリーニングガスをプラズマ処理が行われる処理空間に供給することと、
   前記処理空間にプラズマを発生させて前記載置台の段差部の側面上部をクリーニングすることと、
   を有するクリーニング方法。
9. 前記ウエハは、前記載置台に静電吸着される、
   請求項８に記載のクリーニング方法。
10. 前記クリーニングガスは、酸素含有ガス、窒素含有ガスおよびＡｒガスのうち、１つまたは複数のガスを含む、
    請求項８または９に記載のクリーニング方法。
11. 前記クリーニングガスは、プラズマ処理時にプロセスガスを供給するガス供給源から供給される、
    請求項８〜１０のいずれか１つに記載のクリーニング方法。
12. 前記クリーニングガスは、前記載置台の上面と前記ウエハの裏面との間の空間に温調ガスを供給する温調ガスラインを通じて供給される、
    請求項８〜１１のいずれか１つに記載のクリーニング方法。
13. 前記通路の形状が異なる複数のウエハを取り替えて、複数回のクリーニングを行う、
    請求項８〜１２のいずれか１つに記載のクリーニング方法。
14. 請求項８〜１３のいずれか１つに記載のクリーニング方法を実行する制御部を有する基板処理装置。
15. プラズマ処理チャンバのクリーニングに用いられるウエハであって、
    中央部と、
    外周部と、
    前記中央部から前記外周部に向かって形成された溝と、
    を有するウエハ。
16. 前記溝は、前記ウエハの円周の接線と直交しない線状に前記外周部のみに形成される、
    請求項１５に記載のウエハ。
17. 前記溝は、前記外周部および前記中央部に形成される、
    請求項１５に記載のウエハ。
18. プラズマ処理システムであって、
    プラズマ処理チャンバと、
    前記プラズマ処理チャンバ内に設けられ、ガス流通路を有する載置台と、
    前記載置台に載置された請求項１に記載のウエハと、
    前記ガス流通路に接続されたクリーニングガス源と、
    を有するプラズマ処理システム。

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