JP2022028461A - プラズマ処理装置のクリーニング方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置のクリーニング方法及びプラズマ処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】プラズマ処理装置のチャンバの内部において、基板を載置する載置台を適切にドライクリーニングする。【解決手段】プラズマ処理装置のクリーニング方法であって、チャンバの内部において第１のダミー基板を載置台に対する第１の位置に配置し、当該チャンバの内部に第１のドライクリーニングを行う工程と、前記チャンバの内部において第２のダミー基板を前記載置台に対する第２の位置に配置し、当該チャンバの内部に第２のドライクリーニングを行う工程と、を含み、前記第１の位置の中心と第２の位置の中心はそれぞれ、平面視において前記載置台の中心と異なる位置であり、前記第１の位置と前記第２の位置は、平面視において異なる位置である。【選択図】図７

Description

本開示は、プラズマ処理装置のクリーニング方法及びプラズマ処理装置に関する。
特許文献１には、真空処理装置の真空処理室の内部をドライクリーニングする方法が開示されている。このドライクリーニングは、真空処理室の内部において試料台にダミーウェハを載置した状態で行われる。
特許文献２には、プラズマ処理システムのプラズマ処理チャンバの内部をドライクリーニングする方法が開示されている。このドライクリーニングは、いわゆるウェハレスドライクリーニングであって、プラズマ処理チャンバの内部においてサセプタにダミーウェハを載置せずに行われる。
特開平５－７４７３９号公報 特表２０１９－５１１８４３号公報
本開示にかかる技術は、プラズマ処理装置のチャンバの内部において、基板を載置する載置台を適切にドライクリーニングする。
本開示の一態様は、プラズマ処理装置のクリーニング方法であって、チャンバの内部において第１のダミー基板を載置台に対する第１の位置に配置し、当該チャンバの内部に第１のドライクリーニングを行う工程と、前記チャンバの内部において第２のダミー基板を前記載置台に対する第２の位置に配置し、当該チャンバの内部に第２のドライクリーニングを行う工程と、を含み、前記第１の位置の中心と第２の位置の中心はそれぞれ、平面視において前記載置台の中心と異なる位置であり、前記第１の位置と前記第２の位置は、平面視において異なる位置である。
本開示によれば、プラズマ処理装置のチャンバの内部において、基板を載置する載置台を適切にドライクリーニングすることができる。
本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 本実施形態にかかる静電チャック及びエッジリングの構成の概略を示す縦断面図である。 本実施形態にかかる静電チャック及びエッジリングの構成の概略を示す平明図である。 ダミーウェハを用いてドライクリーニングを行う様子を示す説明図である。 第１の実施形態にかかるウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。 第１の実施形態にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。 第１の実施形態にかかるドライクリーニングにおけるウェハの位置を示す説明図である。 第１の実施形態における第１の位置の説明図である。 第１の実施形態における第１～第４の位置の説明図である。 第１の実施形態の変形例にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。 第１の実施形態の変形例にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。 第１の実施形態の変形例にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。 第１の実施形態の変形例にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。 第１の実施形態の変形例において第１のダミーウェハの状態を示す説明図である。 第２の実施形態にかかる小径ダミーウェハ、静電チャック及びエッジリングの構成の概略を示す縦断面図である。 第２の実施形態にかかる小径ダミーウェハ、静電チャック及びエッジリングの構成の概略を示す平面図である。 第２の実施形態にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。 第２の実施形態の変形例にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。 第２の実施形態の変形例にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。
半導体デバイスの製造工程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）にプラズマ処理が行われる。プラズマ処理では、処理ガスを励起させることによりプラズマを生成し、当該プラズマによってウェハを処理する。
プラズマ処理は、プラズマ処理装置で行われる。プラズマ処理装置は、一般的に、チャンバ、載置台、高周波（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）電源を備える。一例では、高周波電源は、第１の高周波電源と第２の高周波電源を備える。第１の高周波電源は、チャンバ内のガスのプラズマを生成するために、第１の高周波電力を供給する。第２の高周波電源は、ウェハにイオンを引き組むために、バイアス用の第２の高周波電力を下部電極に供給する。チャンバはその内部空間を、プラズマが生成される処理空間として画成する。載置台は、チャンバ内に設けられている。載置台は、下部電極及び静電チャックを有する。静電チャックは下部電極上に設けられている。静電チャック上には、当該静電チャック上に載置されたウェハを囲むようにエッジリングが配置される。エッジリングは、ウェハの端部付近のシース形状を制御し、ウェハに対するプラズマ処理の均一性を向上させるために設けられる。
プラズマ処理では、反応生成物が生成される。反応生成物は、チャンバの内壁やエッジリング等に付着し、堆積物（以下、「デポ」という。）として堆積する。デポは異物（以下、「パーティクル」という。）発生の原因であり、製品の歩留まりの悪化や装置稼働時間低下を引き起こし得る。そこでデポを除去するため、チャンバの内部では、プラズマを用いたドライクリーニングが行われる。すなわち、ドライクリーニングでは、ドライクリーニングガスを励起させてプラズマを生成し、当該プラズマを用いてデポを除去する。具体的にドライクリーニングは、ラジカルによる化学的反応及びイオンによる物理的反応（スパッタ）によりデポを除去する。
ドライクリーニングは、特許文献１に開示されたように載置台にダミーウェハを載置した状態で行われる場合がある。また、ドライクリーニングは、特許文献２に開示されたように載置台にダミーウェハを載置しない状態で行われる場合（ウェハレスドライクリーニング）もある。
ダミーウェハを用いたドライクリーニングにおいては、ラジカル及びイオンがダミーウェハに遮蔽されて、当該ラジカル及びイオンを供給し難い領域（ラジカル及びイオンが入射し難い領域）が生じる。特に、載置台の下部電極に第２の高周波電力（バイアス電力）を供給する場合、イオンはダミーウェハに向かって直進するため、ダミーウェハに遮蔽された領域においてイオンによるスパッタの効率は著しく低下する。このため、ラジカルによる化学的反応では除去し難いデポ（例えば、Ｓｉや金属を含む堆積物）を十分に除去することができない。
また、ダミーウェハを用いないウェハレスドライクリーニングにおいては、ダミーウェハが載置台（静電チャック）に載置されていないため、イオンが載置台表面に直接入射することになる。したがって、バイアス電力を高くすると、載置台が損傷してしまう。このため、バイアス電力を低くする必要があり、イオンによるスパッタの効率は低下する。そして、ラジカルによる化学的反応では除去し難いデポ（例えば、Ｓｉや金属を含む堆積物）を十分に除去することができない。
本開示にかかる技術は、プラズマ処理装置のチャンバの内部において、基板を載置する載置台を適切にドライクリーニングする。以下、本実施形態にかかるプラズマ処理装置及びプラズマ処理装置のドライクリーニング方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜プラズマ処理装置＞
先ず、本実施形態にかかるプラズマ処理装置について説明する。図１は、プラズマ処理装置１の構成の概略を示す縦断面図である。プラズマ処理装置１は、容量結合型のプラズマ処理装置である。またプラズマ処理装置１では、製品基板としての製品ウェハＷに対してプラズマ処理を行う。製品ウェハＷは、所望のプラズマ処理が行われるウェハであって、例えば表面にパターンが形成されているウェハである。なお、プラズマ処理は特に限定されるものではないが、例えばエッチング処理、成膜処理、拡散処理等が行われる。
図１に示すようにプラズマ処理装置１は、略円筒形状のチャンバ１０を有している。チャンバ１０は、その内部においてプラズマが生成される処理空間Ｓを画成する。チャンバ１０は、例えばアルミニウムから構成されている。チャンバ１０は接地電位に接続されている。チャンバ１０の内壁面、すなわち、処理空間Ｓを画成する壁面には、耐プラズマ性を有する膜が形成されている。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。
チャンバ１０の内部には、製品ウェハＷを載置する載置台１１が収容されている。載置台１１は、下部電極１２、静電チャック１３、及びエッジリング１４を有している。なお、下部電極１２の裏面側には、例えばアルミニウムから構成される電極プレート（図示せず）が設けられていてもよい。
下部電極１２は、導電性の金属、例えばアルミニウム等で構成されており、略円板形状を有している。
下部電極１２の内部には、冷媒流路１５ａが形成されている。冷媒流路１５ａには、チャンバ１０の外部に設けられたチラーユニット（図示せず）から冷媒入口配管１５ｂを介して冷媒が供給される。冷媒流路１５ａに供給された冷媒は、冷媒出口流路１５ｃを介してチラーユニットに戻るようになっている。冷媒流路１５ａの中に冷媒、例えば冷却水等を循環させることにより、静電チャック１３、エッジリング１４、及び製品ウェハＷを所望の温度に冷却することができる。
静電チャック１３は、下部電極１２上に設けられている。静電チャック１３は、製品ウェハＷとエッジリング１４の両方を静電力により吸着保持可能に構成された部材である。静電チャック１３は、外周部の表面に比べて中央部の表面が高く形成されている。静電チャック１３の中央部の表面は、製品ウェハＷが載置されるウェハ載置面となり、静電チャック１３の外周部の表面は、エッジリング１４が載置されるエッジリング載置面となる。なお、静電チャック１３の構成の詳細については後述する。
静電チャック１３の内部において中央部には、製品ウェハＷを吸着保持するための第１の電極１６ａが設けられている。静電チャック１３の内部において外周部には、エッジリング１４を吸着保持するための第２の電極１６ｂが設けられている。静電チャック１３は、絶縁材料からなる絶縁材の間に電極１６ａ、１６ｂを挟んだ構成を有する。
第１の電極１６ａには、直流電源（図示せず）からの直流電圧が印加される。これにより生じる静電力により、静電チャック１３の中央部の表面に製品ウェハＷが吸着保持される。同様に、第２の電極１６ｂには、直流電源（図示せず）からの直流電圧が印加される。これにより生じる静電力により、静電チャック１３の外周部の表面にエッジリング１４が吸着保持される。
エッジリング１４は、静電チャック１３の中央部の表面に載置された製品ウェハＷを囲むように配置される、環状部材である。エッジリング１４は、プラズマ処理の均一性を向上させるために設けられる。このため、エッジリング１４は、プラズマ処理に応じて適宜選択される材料から構成されており、例えば石英やＳｉ、ＳｉＣ等から構成され得る。なお、このエッジリング１４の構成の詳細については後述する。
以上のように構成された載置台１１は、チャンバ１０の底部に設けられた略円筒形状の支持部材１７に締結される。支持部材１７は、例えばセラミックや石英等の絶縁体により構成される。
なお、図示は省略するが、載置台１１は、静電チャック１３、エッジリング１４、及び製品ウェハＷのうち少なくとも１つを所望の温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、冷媒、伝熱ガスのような温調流体が流れる。
載置台１１の下方であって支持部材１７の内側には、載置台１１に対して製品ウェハＷを昇降させるリフター２０が設けられている。リフター２０は、昇降ピン２１、支持部材２２、及び駆動部２３を有している。
昇降ピン２１は、静電チャック１３の中央部の表面から突没するように昇降する、柱状の部材であり、例えばセラミックから形成される。昇降ピン２１は、静電チャック１３の周方向、すなわち、表面の周方向に沿って、互いに間隔を空けて３本以上設けられている。昇降ピン２１は、例えば、上記周方向に沿って等間隔で設けられている。昇降ピン２１は、上下方向に延びるように設けられる。
昇降ピン２１は、静電チャック１３の中央部の表面から下方に延び下部電極１２の底面まで至る貫通孔２４に挿通される。すなわち、貫通孔２４は、静電チャック１３の中央部及び下部電極１２を貫通するように形成されている。
支持部材２２は、複数の昇降ピン２１を支持する。駆動部２３は、支持部材２２を昇降させる駆動力を発生させ、複数の昇降ピン２１を昇降させる。駆動部２３は、上記駆動力を発生するモータ（図示せず）を有する。
プラズマ処理装置１は、第１の高周波（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源３０、第２の高周波電源３１、第１の整合器３２、及び第２の整合器３３を更に有している。第１の高周波電源３０と第２の高周波電源３１はそれぞれ、第１の整合器３２及び第２の整合器３３を介して、下部電極１２に接続されている。
第１の高周波電源３０は、プラズマ発生用の高周波電力を発生する電源である。第１の高周波電源３０からは２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの周波数であってよく、一例においては４０ＭＨｚの高周波電力ＨＦが下部電極１２に供給される。第１の整合器３２は、第１の高周波電源３０の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１２側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。なお、第１の高周波電源３０は、下部電極１２に電気的に接続されていなくてもよく、第１の整合器３２を介して上部電極であるシャワーヘッド４０に接続されていてもよい。
第２の高周波電源３１は、製品ウェハＷにイオンを引き込むための高周波電力（バイアス電力）ＬＦを発生して、当該高周波電力ＬＦを下部電極１２に供給する。高周波電力ＬＦの周波数は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であってよく、一例においては４００ｋＨｚである。第２の整合器３３は、第２の高周波電源３１の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１２側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。なお、第２の高周波電源３１に代えて、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）パルス生成部を用いてもよい。
載置台１１の上方には、載置台１１と対向するように、シャワーヘッド４０が設けられている。シャワーヘッド４０は、処理空間Ｓに面して配置される電極板４１、及び電極板４１の上方に設けられる電極支持体４２を有している。電極板４１は、下部電極１２と一対の上部電極として機能する。後述するように第１の高周波電源３０が下部電極１２に電気的に接続されている場合には、シャワーヘッド４０は、接地電位に接続される。なお、シャワーヘッド４０は、絶縁性遮蔽部材４３を介して、チャンバ１０の上部（天井面）に支持されている。
電極板４１には、後述のガス拡散室４２ａから送られる処理ガスを処理空間Ｓに供給するための複数のガス噴出口４１ａが形成されている。電極板４１は、例えば、発生するジュール熱の少ない低い電気抵抗率を有する導電体又は半導体から構成される。
電極支持体４２は、電極板４１を着脱自在に支持するものである。電極支持体４２は、例えばアルミニウム等の導電性材料の表面に耐プラズマ性を有する膜が形成された構成を有している。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。電極支持体４２の内部には、ガス拡散室４２ａが形成されている。ガス拡散室４２ａからは、ガス噴出口４１ａに連通する複数のガス流通孔４２ｂが形成されている。また、ガス拡散室４２ａには、後述するガス供給管５３に接続されるガス導入孔４２ｃが形成されている。
また、電極支持体４２には、ガス拡散室４２ａに処理ガスを供給するガス供給源群５０が、流量制御機器群５１、バルブ群５２、ガス供給管５３、ガス導入孔４２ｃを介して接続されている。
ガス供給源群５０は、プラズマ処理又はドライクリーニングに必要な複数種のガス供給源を有している。流量制御機器群５１は複数の流量制御器を含み、バルブ群５２は複数のバルブを含んでいる。流量制御機器群５１の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。プラズマ処理装置１においては、ガス供給源群５０から選択された一以上のガス供給源からの処理ガスが、流量制御機器群５１、バルブ群５２、ガス供給管５３、ガス導入孔４２ｃを介してガス拡散室４２ａに供給される。そして、ガス拡散室４２ａに供給された処理ガスは、ガス流通孔４２ｂ、ガス噴出口４１ａを介して、処理空間Ｓ内にシャワー状に分散されて供給される。
プラズマ処理装置１には、チャンバ１０の内壁に沿ってデポシールド６０が着脱自在に設けられている。デポシールド６０は、チャンバ１０の内壁にデポが付着することを抑制するものであり、例えばアルミニウム材に酸化イットリウム等のセラミックスを被覆することにより構成される。また同様に、デポシールド６０に対向する面であって、支持部材１７の外周面には、デポシールド６１が、着脱自在に設けられている。
チャンバ１０の底部であって、チャンバ１０の内壁と支持部材１７との間には、バッフルプレート６２が設けられている。バッフルプレート６２は、例えばアルミニウム材に酸化イットリウム等のセラミックスを被覆することにより構成される。バッフルプレート６２には、複数の貫通孔が形成されている。処理空間Ｓは当該バッフルプレート６２を介して排気口６３に連通されている。排気口６３には例えば真空ポンプ等の排気装置６４が接続され、当該排気装置６４により処理空間Ｓ内を減圧可能に構成されている。
また、チャンバ１０の側壁には製品ウェハＷの搬入出口６５が形成され、当該搬入出口６５はゲートバルブ６６により開閉可能となっている。
なお、本実施形態においてドライクリーニング部は、下部電極１２、第２の高周波電源３１、ガス供給源群５０等を含み、後述するようにチャンバ１０の内部をドライクリーニングするため、ドライクリーニングガスを励起させてプラズマを生成する。
以上のプラズマ処理装置１には、制御部７０が設けられている。制御部７０は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、プラズマ処理装置１におけるプラズマ処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部７０にインストールされたものであってもよい。
＜プラズマ処理方法＞
次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置１を用いて行われるプラズマ処理について説明する。
先ず、チャンバ１０の内部に製品ウェハＷを搬入し、静電チャック１３上に製品ウェハＷを載置する。この際、平面視において製品ウェハＷの中心が静電チャック１３の中心と同じ位置になるように、製品ウェハＷが静電チャック１３上に載置される。この製品ウェハＷの位置が、本開示における処理位置である。その後、静電チャック１３の第１の電極１６ａに直流電圧を印加することにより、製品ウェハＷはクーロン力によって静電チャック１３に静電吸着され、保持される。また、製品ウェハＷの搬入後、排気装置６４によってチャンバ１０の内部を所望の真空度まで減圧する。
次に、ガス供給源群５０からシャワーヘッド４０を介して処理空間Ｓに処理ガスを供給する。また、第１の高周波電源３０によりプラズマ生成用の高周波電力ＨＦを下部電極１２に供給し、処理ガスを励起させて、プラズマを生成する。この際、第２の高周波電源３１によりイオン引き込み用の高周波電力ＬＦを供給してもよい。そして、生成されたプラズマの作用によって、製品ウェハＷにプラズマ処理が施される。
プラズマ処理を終了する際には、先ず、第１の高周波電源３０からの高周波電力ＨＦの供給及びガス供給源群５０による処理ガスの供給を停止する。また、プラズマ処理中に高周波電力ＬＦを供給していた場合には、当該高周波電力ＬＦの供給も停止する。次いで、製品ウェハＷの裏面への伝熱ガスの供給を停止し、静電チャック１３による製品ウェハＷの吸着保持を停止する。
その後、チャンバ１０から製品ウェハＷを搬出して、製品ウェハＷに対する一連のプラズマ処理が終了する。
なお、プラズマ処理においては、第１の高周波電源３０からの高周波電力ＨＦを使用せず、第２の高周波電源３１からの高周波電力ＬＦのみを用いて、プラズマを生成する場合もある。
＜静電チャック及びエッジリング＞
次に、上述した静電チャック１３及びエッジリング１４の主たる構成について説明する。図２は、静電チャック１３及びエッジリング１４の構成の概略を示す縦断面図である。図３は、静電チャック１３及びエッジリング１４の構成の概略を示す平明図である。
図２に示すように静電チャック１３は、製品ウェハＷを載置する表面１００ａを備えた中央部１００と、エッジリング１４を載置する表面１０１ａを備えた外周部１０１とが一体になって構成されている。中央部１００は外周部１０１から突起するように設けられ、中央部１００の表面１００ａは外周部１０１の表面１０１ａより高い。
静電チャック１３の中央部１００は、例えば製品ウェハＷの直径よりも小径に形成されており、製品ウェハＷが表面１００ａに載置されたときに、製品ウェハＷの周縁部が静電チャック１３の中央部１００から張り出すようになっている。
なお、本実施形態の静電チャック１３は中央部１００と外周部１０１が一体に構成されているが、これら中央部１００と外周部１０１は別体であってもよい。また、本実施形態の静電チャック１３は、中央部１００と外周部１０１を有しているが、外周部１０１を省略してもよい。かかる場合、エッジリング１４は静電チャック１３に載置されず、他の支持部材（図示せず）によって支持される。
エッジリング１４は、表面１００ａに載置された製品ウェハＷを囲むように設けられている。エッジリング１４は、環状形状を備えた第１のリング部１１０と、環状形状を備えた第２のリング部１１１とが一体に構成されている。第１のリング部１１０と第２のリング部１１１はそれぞれ同心円上に設けられ、第２のリング部１１１が第１のリング部１１０の径方向外側に設けられている。
第１のリング部１１０の表面１１０ａは、表面１００ａよりも低い。第２のリング部１１１の表面１１１ａは、表面１００ａよりも高く、例えば表面１００ａに載置された製品ウェハＷの表面Ｗａと同じ高さであるか、或いは製品ウェハＷの表面Ｗａよりも高い。また、表面１１１ａの内周部は、表面１１０ａ（径方向内側）に向けて傾斜している。
第１のリング部１１０の内径は、中央部１００の径より大きく、且つ製品ウェハＷの径より小さい。第２のリング部１１１の内径は、製品ウェハＷの径より大きい。そして、第１のリング部１１０は、静電チャック１３の中央部１００から張り出した製品ウェハＷの周縁部の下方側にもぐり込むように配置される。すなわち、図２及び図３に示すように、第１のリング部１１０の表面１１０ａには、平面視において、製品ウェハＷとオーバーラップし、製品ウェハＷの影となる領域が形成される。以下の説明では、この製品ウェハＷの影となる領域を、陰影領域Ａという。
＜ダミーウェハを用いたドライクリーニングの特徴＞
プラズマ処理では、上述したように反応生成物が生成される。反応生成物はエッジリング１４等に付着し、デポとして堆積する。そこでデポを除去するため、チャンバ１０の内部では、プラズマを用いたドライクリーニングが行われる。ドライクリーニングは、ラジカルによる化学的反応及びイオンによる物理的反応（スパッタ）によりデポを除去する。ラジカルによる化学的反応では、例えば炭素系のデポを除去することができる。また、イオンによる物理的反応では、例えばＳｉや金属を含むデポを除去することができる。
本実施形態では、ダミーウェハを用いてドライクリーニングを行う。しかしながら、かかる場合、ラジカル及びイオンがダミーウェハに遮蔽されて、当該ラジカル及びイオンを供給し難い領域（ラジカル及びイオンが入射し難い領域）が生じる。以下、このドライクリーニングを行い難い領域について、図４を用いて説明する。図４は、ダミーウェハＤを用いてドライクリーニングを行う様子を示す説明図である。図４において、矢印はイオンＮの流れを示している。また、技術の理解を容易にするため、図４ではラジカルの流れを省略している。なお、ダミーウェハＤは、製品ウェハＷと同じ径を有するウェハである。また、ダミーウェハＤは、パターンが形成されていないウェハであって、いわゆるベアシリコンウェハである。
図４に示すようにドライクリーニングを行う際、イオンＮはエッジリング１４の表面１１０ａ、１１１ａに供給され、当該表面１１０ａ、１１１ａに付着したデポが除去される。しかしながら、平面視においてダミーウェハＤの影となる陰影領域Ａには、イオンＮが供給され難い。下部電極１２に高周波電力ＬＦ（バイアス電力）を供給する場合、イオンＮはダミーウェハＤに向かって直進するため、ダミーウェハＤに遮蔽された陰影領域ＡにおいてイオンＮによるスパッタの効率は著しく低下する。このため、ラジカルによる化学的反応では除去し難いデポ（例えば、Ｓｉや金属を含む堆積物）を十分に除去することができない。また、ラジカルについても、ダミーウェハＤの影となる陰影領域Ａには供給され難く、デポを十分に除去することができない。
そこで、第１の実施形態のドライクリーニング方法では、載置台１１（エッジリング１４）に対するダミーウェハＤの位置をずらして、陰影領域Ａのダミークリーニングを行う。また、第２の実施形態のドライクリーニング方法では、ダミーウェハとして、製品ウェハＷより小さい径を有するウェハ（以下、「小径ダミーウェハ」という。）を用いて、陰影領域Ａのダミークリーニングを行う。
＜第１の実施形態のドライクリーニング方法＞
第１の実施形態にかかるドライクリーニング方法について説明する。第１の実施形態では、製品ウェハＷに対するプラズマ処理とダミーウェハＤを用いたドライクリーニングについて説明する。以下の説明では、これらプラズマ処理とドライクリーニングを合わせて、ウェハ処理という。図５は、第１の実施形態にかかるウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。図６は、第１の実施形態にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。図７は、第１の実施形態にかかるドライクリーニングにおけるウェハの位置を示す説明図である。
なお、第１の実施形態では、後述するように４つのダミーウェハＤ１～Ｄ４を用いてドライクリーニングを行うが、これら第１～第４のダミーウェハＤ１～Ｄ４は、製品ウェハＷと同じ径を有する。また、第１の実施形態において、第１～第４のダミーウェハＤ１～Ｄ４はそれぞれ、異なるダミーウェハである。但し、第１～第４のダミーウェハＤ１～Ｄ４はそれぞれ、同じダミーウェハであってもよい。
（ステップＳ１１）
ステップＳ１１では、１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。各製品ウェハＷに対するプラズマ処理方法は、上述したとおりである。
（ステップＳ１２）
ステップＳ１２では、第１のダミーウェハＤ１を用いて第１のドライクリーニングを行う。具体的には先ず、チャンバ１０の内部に第１のダミーウェハＤ１を搬入し、静電チャック１３の上方に第１のダミーウェハＤ１を配置する。この際、図７（ａ）に示すように、平面視において第１のダミーウェハＤ１の中心Ｃ１が静電チャック１３の中心ＣよりＹ軸正方向側にずれるように、第１のダミーウェハＤ１は配置される。この第１のダミーウェハＤ１の位置が、本開示における第１の位置である。かかる場合、エッジリング１４の陰影領域Ａのうち、Ｙ軸負方向側の第１の陰影領域Ａ１が、平面視において第１のダミーウェハＤ１とオーバーラップせず露出する。
第１のダミーウェハＤ１が配置される第１の位置について、より詳細に説明する。図８に示すように、第１のダミーウェハＤ１の一端Ｄ１ａは、エッジリング１４の内周端から静電チャック１３の中央部１００の外周端の間に位置する。また、第１のダミーウェハＤ１の他の一端Ｄ１ｂは、エッジリング１４の内周端より径方向外側に位置する。そうすると、エッジリング１４において一端Ｄ１ａ側の陰影領域Ａ１が第１のダミーウェハＤ１とオーバーラップせず露出する。
次に、第１のダミーウェハＤ１を支持したリフター２０を下降させ、静電チャック１３に載置する。その後、静電チャック１３の第１の電極１６ａに直流電圧を印加することにより、第１のダミーウェハＤ１はクーロン力によって静電チャック１３に静電吸着され、保持される。また、第１のダミーウェハＤ１の搬入後、排気装置６４によってチャンバ１０の内部を所望の真空度まで減圧する。
次に、ガス供給源群５０からシャワーヘッド４０を介して処理空間Ｓにドライクリーニングガスを供給する。ドライクリーニングガスは、例えば、酸素、酸素含有ガス、ＨＣｌ、Ｆ２、Ｃｌ２、水素、窒素、アルゴン、ＳＦ６、Ｃ２Ｆ６、ＮＦ３、ＣＦ４又はこれらのガスの２種以上の混合物を含むことができる。また、第１の高周波電源３０および／または第２の高周波電源３１により高周波電力を下部電極１２に供給する。そして、ドライクリーニングガスを励起させてプラズマを生成し、ラジカルによる化学的反応及びイオンによる物理的反応（スパッタ）により、チャンバ１０の内部のデポを除去する。この際、第１のダミーウェハＤ１から露出した第１の陰影領域Ａ１に対してもイオンが供給され、当該第１の陰影領域Ａ１に付着したデポも除去される。こうして、第１のドライクリーニングが行われる。
第１のドライクリーニングを終了する際には、先ず、第１の高周波電源３０および／または第２の高周波電源３１からの高周波電力の供給及びガス供給源群５０による処理ガスの供給を停止する。次いで、静電チャック１３による第１のダミーウェハＤ１の吸着保持を停止する。
その後、チャンバ１０から第１のダミーウェハＤ１を搬出して、第１のダミーウェハＤ１を用いた第１のドライクリーニングが終了する。
（ステップＳ１３）
ステップＳ１３では、次の１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＳ３４は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＳ１４）
ステップＳ１４では、第２のダミーウェハＤ２を用いて第２のドライクリーニングを行う。具体的には先ず、静電チャック１３の上方に第２のダミーウェハＤ２を配置する。この際、図７（ｂ）に示すように、平面視において第２のダミーウェハＤ２の中心Ｃ２が静電チャック１３の中心ＣよりＸ軸正方向側にずれるように、第２のダミーウェハＤ２は配置される。この第２のダミーウェハＤ２の位置が、本開示における第２の位置である。かかる場合、エッジリング１４の陰影領域Ａのうち、Ｘ軸負方向側の第２の陰影領域Ａ２が、平面視において第２のダミーウェハＤ２とオーバーラップせず露出する。
次に、第２のダミーウェハＤ２を静電チャック１３に載置し、更に静電チャック１３で吸着保持する。その後のドライクリーニング方法は、ステップＳ１２の第１のライクリーニングと同じである。すなわち、ドライクリーニングガスを励起させたプラズマ（ラジカル及びイオンを含む）を用いてチャンバ１０の内部のデポを除去する。この際、第２のダミーウェハＤ２から露出した第２の陰影領域Ａ２に付着したデポも除去される。こうして、第２のドライクリーニングが行われる。
（ステップＳ１５）
ステップＳ１５では、次の１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＳ３４は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＳ１６）
ステップＳ１６では、第３のダミーウェハＤ３を用いて第３のドライクリーニングを行う。具体的には先ず、静電チャック１３の上方に第３のダミーウェハＤ３を配置する。この際、図７（ｃ）に示すように、平面視において第３のダミーウェハＤ３の中心Ｃ３が静電チャック１３の中心ＣよりＹ軸負方向側にずれるように、第３のダミーウェハＤ３は配置される。この第３のダミーウェハＤ３の位置が、本開示における第３の位置である。かかる場合、エッジリング１４の陰影領域Ａのうち、Ｙ軸正方向側の第３の陰影領域Ａ３が、平面視において第３のダミーウェハＤ３とオーバーラップせず露出する。
次に、第３のダミーウェハＤ３を静電チャック１３に載置し、更に静電チャック１３で吸着保持する。その後のドライクリーニング方法は、ステップＳ１２の第１のライクリーニングと同じである。すなわち、ドライクリーニングガスを励起させたプラズマ（ラジカル及びイオンを含む）を用いてチャンバ１０の内部のデポを除去する。この際、第３のダミーウェハＤ３から露出した第３の陰影領域Ａ３に付着したデポも除去される。こうして、第３のドライクリーニングが行われる。
（ステップＳ１７）
ステップＳ１７では、次の１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＳ３４は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＳ１８）
ステップＳ１８では、第４のダミーウェハＤ４を用いて第４のドライクリーニングを行う。具体的には先ず、静電チャック１３の上方に第４のダミーウェハＤ４を配置する。この際、図７（ｄ）に示すように、平面視において第４のダミーウェハＤ４の中心Ｃ４が静電チャック１３の中心ＣよりＸ軸負方向側にずれるように、第４のダミーウェハＤ４は配置される。この第４のダミーウェハＤ４の位置が、本開示における第４の位置である。かかる場合、エッジリング１４の陰影領域Ａのうち、Ｘ軸正方向側の第４の陰影領域Ａ４が、平面視において第４のダミーウェハＤ４とオーバーラップせず露出する。
次に、第４のダミーウェハＤ４を静電チャック１３に載置し、更に静電チャック１３で吸着保持する。その後のドライクリーニング方法は、ステップＳ１２の第１のライクリーニングと同じである。すなわち、ドライクリーニングガスを励起させたプラズマ（ラジカル及びイオンを含む）を用いてチャンバ１０の内部のデポを除去する。この際、第４のダミーウェハＤ４から露出した第４の陰影領域Ａ４に付着したデポも除去される。こうして、第４のドライクリーニングが行われる。
なお、ステップＳ１８の後は、例えばステップＳ１１～Ｓ１８が繰り返し行われる。
以上のように第１の実施形態では、第１～第４のドライクリーニングをそれぞれ行うことによって、第１～第４の陰影領域Ａ１～Ａ４に付着したデポを除去することができる。したがって、図４に示したように従来、ダミーウェハＤの陰になってデポを除去できなかった陰影領域Ａにおいても、デポを適切に除去することができる。なお、第１の実施形態では、エッジリング１４の表面１１０ａ、１１１ａにおいて、陰影領域Ａ以外の部分は露出しており、この部分に付着したデポも適切に除去することができる。したがって、エッジリング１４の表面１１０ａ、１１１ａの全面においてデポを除去できるので、パーティクルの発生を抑制して、製品の歩留まりを向上させることができる。また、プラズマ処理装置１の稼働時間も長くすることができ、更にプラズマ処理装置に関するクリーニング間平均時間（ＭＴＢＣ：Ｍｅａｎ Ｔｉｍｅ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｃｌｅａｎｉｎｇ）を延長することも可能となる。
従来、ダミーウェハを用いてドライクリーニングを行う際には、静電チャック１３に対して正確な位置、すなわち、平面視においてダミーウェハの中心と静電チャック１３の中心が一致する位置にダミーウェハを配置することが求められていた。したがって、第１の実施形態のように、静電チャック１３に対して敢えて位置をずらしてダミーウェハＤ１～Ｄ４を配置することは、従来の技術思想にはない極めて斬新なものである。
上述したように第１の実施形態では、第１～第４のドライクリーニングはそれぞれ、第１～第４のダミーウェハＤ１～Ｄ４が第１～第４の位置に配置された状態で行われる。図９は、第１～第４の位置を示す説明図である。図９において、第１の線分Ｌ１は、静電チャック１３の中心Ｃと第１のダミーウェハＤ１の中心Ｃ１とを結ぶ線分である。第２の線分Ｌ２は、静電チャック１３の中心Ｃと第２のダミーウェハＤ２の中心Ｃ２とを結ぶ線分である。第３の線分Ｌ３は、静電チャック１３の中心Ｃと第３のダミーウェハＤ３の中心Ｃ３とを結ぶ線分である。第４の線分Ｌ４は、静電チャック１３の中心Ｃと第４のダミーウェハＤ４の中心Ｃ４とを結ぶ線分である。第１の角度θ１は、第１の線分Ｌ１と第２の線分Ｌ２とが成す角度である。第２の角度θ２は、第２の線分Ｌ２と第３の線分Ｌ３とが成す角度である。第３の角度θ３は、第３の線分Ｌ３と第４の線分Ｌ４とが成す角度である。第４の角度θ４は、第４の線分Ｌ４と第１の線分Ｌ１とが成す角度である。そして、第１～第４の角度θ１～θ４はそれぞれ等しく、９０度である。換言すれば、第１～第４のダミーウェハＤ１～Ｄ４の中心Ｃ１～４はそれぞれ、同一円周上に等間隔に配置されている。
かかる場合、第１～第４の陰影領域Ａ１～Ａ４の領域を均一にすることができる。そして発明者らが鋭意検討したところ、これら第１～第４の陰影領域Ａ１～Ａ４が陰影領域Ａの全体をカバーできることが分かった。換言すれば、第１～第４のドライクリーニングを行うと、陰影領域Ａの全体が露出して、当該陰影領域Ａに付着したデポを除去することができる。
（第１の実施形態の変形例）
以上の第１の実施形態において、１ロットの製品ウェハＷに対するプラズマ処理を行った後、第１～第４のドライクリーニングを連続して行ってもよい。図１０は、本変形例にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。
（ステップＳ２１）
ステップＳ２１では、１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＳ２１は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＳ２２～Ｓ２５）
ステップＳ２２では、第１のダミーウェハＤ１を用いて第１のドライクリーニングを行う。ステップＳ２３では、第２のダミーウェハＤ２を用いて第２のドライクリーニングを行う。ステップＳ２４では、第３のダミーウェハＤ３を用いて第３のドライクリーニングを行う。ステップＳ２５では、第４のダミーウェハＤ４を用いて第４のドライクリーニングを行う。これらステップＳ２２～Ｓ２５は連続して行われ、それぞれステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８と同様である。
なお、ステップＳ２５の後は、例えばステップＳ２１～Ｓ２５が繰り返し行われる。また、図１１に示すようにステップＳ２１を複数回行い、すなわち複数ロットの製品ウェハＷに対してプラズマ処理を行った後、ステップＳ２２～Ｓ２５を行ってもよい。
本変形例においても、上記第１の実施形態と同様の効果を享受できる。すなわち、第１～第４のドライクリーニングをそれぞれ行うことによって、第１～第４の陰影領域Ａ１～Ａ４に付着したデポを除去することができる。
（第１の実施形態の変形例）
以上の第１の実施形態において、第１～第４のドライクリーニングとは異なる第５のドライクリーニングを行った後、第１～第４のドライクリーニングをそれぞれ、１ロットの製品ウェハＷに対するプラズマ処理を行う間に行ってもよい。図１２は、本変形例にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。
（ステップＳ３０）
ステップＳ３０では、１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＳ３０は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＳ３１）
ステップＳ３１では、第５のダミーウェハＤ５を用いて第５のドライクリーニングを行う。具体的には先ず、静電チャック１３の上方に第５のダミーウェハＤ５を配置する。この際、平面視において第５のダミーウェハＤ５の中心が静電チャック１３の中心と同じ位置になるように、第５のダミーウェハＤ５は配置される。この第５のダミーウェハＤ５の位置が、本開示における第５の位置である。
次に、第５のダミーウェハＤ５を静電チャック１３に載置し、更に静電チャック１３で吸着保持する。その後のドライクリーニング方法は、ステップＳ１２の第１のライクリーニングと同じである。すなわち、ドライクリーニングガスを励起させたプラズマ（ラジカル及びイオンを含む）を用いてチャンバ１０の内部のデポを除去する。こうして、第５のドライクリーニングが行われる。
（ステップＳ３２）
ステップＳ３２では、１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＳ３２は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＳ３３）
ステップＳ３３では、第１のダミーウェハＤ１を用いて第１のドライクリーニングを行う。このステップＳ３３は、ステップＳ１２と同様である。
（ステップＳ３４）
ステップＳ３４では、１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＳ３４は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＳ３５）
ステップＳ３５では、第２のダミーウェハＤ２を用いて第２のドライクリーニングを行う。このステップＳ３５は、ステップＳ１４と同様である。
（ステップＳ３６）
ステップＳ３６では、１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＳ３６は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＳ３７）
ステップＳ３７では、第３のダミーウェハＤ３を用いて第３のドライクリーニングを行う。このステップＳ３７は、ステップＳ１６と同様である。
（ステップＳ３８）
ステップＳ３８では、１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＳ３８は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＳ３９）
ステップＳ３９では、第４のダミーウェハＤ４を用いて第４のドライクリーニングを行う。このステップＳ３９は、ステップＳ１８と同様である。
なお、ステップＳ３９の後は、例えばステップＳ３０～Ｓ３９が繰り返し行われる。
本変形例においても、上記第１の実施形態と同様の効果を享受できる。すなわち、第１～第４のドライクリーニングをそれぞれ行うことによって、第１～第４の陰影領域Ａ１～Ａ４に付着したデポを除去することができる。
なお、本変形例のステップＳ３１では、第５のダミーウェハＤ５を用いて第５のドライクリーニングを行ったが、これに代えて、いわゆるウェハレスドライクリーニングを行ってもよい。
（第１の実施形態の変形例）
以上の第１の実施形態において、第１～第４のドライクリーニングとは異なる第５のドライクリーニングを行い、更に１ロットの製品ウェハＷに対するプラズマ処理を行った後、第１～第４のドライクリーニングを連続して行ってもよい。図１３は、本変形例にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。
（ステップＳ４１）
ステップＳ４１では、１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＳ４１は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＳ４２）
ステップＳ４２では、第５のダミーウェハＤ５を用いて第５のドライクリーニングを行う。このステップＳ４２は、ステップＳ３１と同様である。
（ステップＳ４３）
ステップＳ４３では、１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＳ４３は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＳ４４～Ｓ４７）
ステップＳ４４では、第１のダミーウェハＤ１を用いて第１のドライクリーニングを行う。ステップＳ４５では、第２のダミーウェハＤ２を用いて第２のドライクリーニングを行う。ステップＳ４６では、第３のダミーウェハＤ３を用いて第３のドライクリーニングを行う。ステップＳ４７では、第４のダミーウェハＤ４を用いて第４のドライクリーニングを行う。これらステップＳ４４～Ｓ４７は連続して行われ、それぞれステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８と同様である。
なお、ステップＳ４７の後は、例えばステップＳ４１～Ｓ４７が繰り返し行われる。
本変形例においても、上記第１の実施形態と同様の効果を享受できる。すなわち、第１～第４のドライクリーニングをそれぞれ行うことによって、第１～第４の陰影領域Ａ１～Ａ４に付着したデポを除去することができる。
なお、ステップＳ４２及びＳ４３を複数回行い、すなわち複数ロットの製品ウェハＷに対してプラズマ処理を行った後、ステップＳ４４～Ｓ４７を行ってもよい。かかる場合、ステップＳ４２及びＳ４３を複数回行うと、ステップＳ４２では除去できない陰影領域Ａのデポが堆積する。そこで、ステップＳ４３～Ｓ４７において第１～第４のドライクリーニングを行うことで、陰影領域Ａのデポを除去することができる。
また、本変形例のステップＳ４２では、第５のダミーウェハＤ５を用いて第５のドライクリーニングを行ったが、これに代えて、いわゆるウェハレスドライクリーニングを行ってもよい。
（第１の実施形態の変形例）
以上の第１の実施形態及びその変形例において、第１～第４のドライクリーニングはそれぞれ、第１～第４のダミーウェハＤ１～Ｄ４が静電チャック１３に載置された状態で行われたが、静電チャック１３から離間した状態で行われてもよい。以下では、第１のダミーウェハＤ１を用いた第１のドライクリーニングについて説明するが、他の第２～第４のドライクリーニングも同様である。
例えば、図１４（ａ）に示すようにエッジリング１４において第１のリング部１１０が径方向に小さい場合がある。かかる場合、第１のドライクリーニングを行うために第１のダミーウェハＤ１を第１の位置に配置したとしても、一端Ｄ１ｂと静電チャック１３の中央部１００の外周端との距離Ｆ１を十分に確保することができず、一端Ｄ１ａがエッジリング１４の上方に位置する。すなわち、エッジリング１４において一端Ｄ１ａ側の陰影領域Ａ１が、平面視において第１のダミーウェハＤ１とオーバーラップし、完全に露出しない。
そこで、図１４（ｂ）に示すように第１のダミーウェハＤ１がリフター２０に支持され、静電チャック１３から離間した状態で、第１のドライクリーニングを行ってもよい。かかる場合、第１のダミーウェハＤ１の一端Ｄ１ｂと静電チャック１３の中央部１００の外周端との距離Ｆ２（マージン）を十分に確保することができ、一端Ｄ１ａはエッジリング１４の内周端から静電チャック１３の中央部１００の外周端の間に位置する。そうすると、エッジリング１４において一端Ｄ１ａ側の陰影領域Ａ１が第１のダミーウェハＤ１とオーバーラップせず露出し、第１のドライクリーニングにおいて陰影領域Ａ１に付着したデポを除去することができる。なお、本変形例では、上述したようにエッジリング１４における第１のリング部１１０の表面１１１ａの内周部は、表面１１０ａに向けて傾斜している。
発明者らが鋭意検討したところ、図１４（ｂ）に示した第１のダミーウェハＤ１の裏面Ｄ１ｃと静電チャック１３の表面との距離Ｈは２ｍｍ以下が好ましいことが分かった。すなわち、この距離Ｈが２ｍｍ以下であると、第１のドライクリーニングにおいてプラズマの状態が変わらず、第１のダミーウェハＤ１を静電チャック１３に載置した状態と同様のクリーニング効果を得ることができる。
また、第２～第４のドライクリーニングも同様に、それぞれ第２～第４のダミーウェハＤ２～Ｄ４がリフター２０に支持され、静電チャック１３から離間した状態で行う。そうすると、陰影領域Ａ２～Ａ４が露出し、第２～第４のドライクリーニングのそれぞれにおいて陰影領域Ａ２～Ａ４に付着したデポを除去することができる。
本変形例においても、上記第１の実施形態と同様の効果を享受できる。すなわち、第１～第４のドライクリーニングをそれぞれ行うことによって、第１～第４の陰影領域Ａ１～Ａ４に付着したデポを除去することができる。
なお、以上の第１の実施形態及びその変形例では、第１～第４のドライクリーニングを行って、陰影領域Ａ１～Ａ４を露出させてデポを除去したが、ドライクリーニングの回数はこれに限定されない。ドライクリーニングの回数は少なくとも２回以上であればよい。例えば２回のドライクリーニングを行う場合は、上述した第１のドライクリーニングと第３のドライクリーニングを行えばよい。
また、以上の第１の実施形態及びその変形例において、プラズマ処理を施す製品ウェハＷの１ロットの数は２５枚であったが、これに限定されない。例えば、１ロットは２枚以上の複数枚であってもよいし、１枚であってもよい。
＜第２の実施形態のドライクリーニング方法＞
第２の実施形態にかかるドライクリーニング方法について説明する。第２の実施形態では、製品ウェハＷに対するプラズマ処理と小径ダミーウェハＤｓを用いたドライクリーニングについて説明する。
なお、上述したように、第２の実施形態のドライクリーニングで用いられる小径ダミーウェハＤｓは、製品ウェハＷより小さい径を有するウェハである。図１５は、小径ダミーウェハＤｓ、静電チャック１３及びエッジリング１４の構成の概略を示す縦断面図である。図１６は、小径ダミーウェハＤｓ、静電チャック１３及びエッジリング１４の構成の概略を示す平明図である。
図１５及び図１６に示すように、小径ダミーウェハＤｓの径は、エッジリング１４の内径と同じである。かかる場合、陰影領域Ａが、平面視において小径ダミーウェハＤｓとオーバーラップせず露出する。なお、小径ダミーウェハＤｓの径は図示の例に限定されない。小径ダミーウェハＤｓの径は、静電チャック１３の中央部１００の径以上であって、製品ウェハＷの径以下であればよい。
図１７は、第２の実施形態にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。
（ステップＴ１１）
ステップＴ１１では、１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＴ１１は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＴ１２）
ステップＴ１２では、小径ダミーウェハＤｓを用いてドライクリーニングを行う。具体的には先ず、静電チャック１３の上方に小径ダミーウェハＤｓを配置する。この際、平面視において小径ダミーウェハＤｓの中心が静電チャック１３の中心と同じ位置になるように、小径ダミーウェハＤｓは配置される。この小径ダミーウェハＤｓの位置が、本開示におけるクリーニング位置である。かかる場合、エッジリング１４の陰影領域Ａが、平面視において小径ダミーウェハＤｓとオーバーラップせず露出する。
次に、小径ダミーウェハＤｓを静電チャック１３に載置し、更に静電チャック１３で吸着保持する。その後のドライクリーニング方法は、ステップＳ１２の第１のライクリーニングと同じである。すなわち、ドライクリーニングガスを励起させたプラズマ（ラジカル及びイオンを含む）を用いてチャンバ１０の内部のデポを除去する。この際、小径ダミーウェハＤｓから露出した陰影領域Ａに付着したデポも除去される。こうして、ドライクリーニングが行われる。
なお、ステップＴ１１の後は、例えばステップＴ１１及びＴ１２が繰り返し行われる。また、図１８に示すようにステップＴ１１を複数回行い、すなわち複数ロットの製品ウェハＷに対してプラズマ処理を行った後、ステップＴ１２を行ってもよい。
以上のように第２の実施形態では、小径ダミーウェハＤｓを用いてドライクリーニングを行うことによって、陰影領域Ａに付着したデポを除去することができる。すなわち、図４に示したように従来、ダミーウェハＤの陰になってデポを除去できなかった陰影領域Ａにおいても、デポを適切に除去することができる。なお、第２の実施形態では、エッジリング１４の表面１１０ａ、１１１ａにおいて、陰影領域Ａ以外の部分は露出しており、この部分に付着したデポも適切に除去することができる。したがって、エッジリング１４の表面１１０ａ、１１１ａの全面においてデポを除去できるので、パーティクルの発生を抑制して、製品の歩留まりを向上させることができ、またプラズマ処理装置１の稼働時間も長くすることが可能となる。
本発明者らが鋭意検討したところ、小径ダミーウェハＤｓの径φＡに対し、半径が（φＡ／２－０．４）ｍｍより外周側においてデポを適切に除去することができ、ドライクリーニングの効果を得られることが確認された。ここで、小径ダミーウェハＤｓにおいて、径方向０．４ｍｍの環状範囲はベベル部（面取り部）と一致する。したがって、小径ダミーウェハＤｓの下方であっても、ベベル部の下方であれば、クリーニング効果が得られると推測できる。
小径ダミーウェハＤｓの径φＡの下限は、静電チャック１３の中央部１００に対してラジカル及びイオンの入射の影響が及ばない範囲、すなわち、（静電チャック１３の中央部１００の外径）／２｝≦（φＡ／２－０．４）で定まる。そして一般に、（静電チャック１３の中央部１００の外径）≦（エッジリング１４の内径）であるから、下記式（１）の左側不等式が成立する。また、小径ダミーウェハＤｓの径φＡの上限は、製品ウェハＷの半径、すなわち下記式（１）の右側不等式で定まる。
｛（エッジリング１４の内径）／２｝≦｛（小径ダミーウェハＤｓの径φＡ）／２－（ベベル長）｝≦｛（製品ウェハＷの径）／２｝ ・・・（１）
また、本発明者らが鋭意検討したところ、図１４（ｂ）に示したように小径ダミーウェハＤｓがリフター２０に支持され、静電チャック１３から離間した状態でドライクリーニングを行った場合、ベベル部よりさらに内周側にもドライクリーニング効果を得られることが確認された。すなわち、かかる場合、半径が（φＡ／２－Ｘ）ｍｍより外周側においてドライクリーニング効果が得られる（但し、Ｘはベベル長０．４ｍｍより長い）。このように、小径ダミーウェハＤｓをリフトアップしない場合に比べてドライクリーニング効果が得られる範囲が増加する要因は、小径ダミーウェハＤｓをリフトアップすると、ラジカル及びイオンが入射可能な範囲が増加するためであると推察される。したがって、小径ダミーウェハＤｓをリフトアップした状態でドライクリーニングを行ってもよい。
（第２の実施形態の変形例）
以上の第２の実施形態において、通常のドライクリーニングを行い、更に１ロットの製品ウェハＷに対するプラズマ処理を行った後、小径ダミーウェハＤｓを用いたドライクリーニングを行ってもよい。図１９は、本変形例にかかるウェハ処理の一連の流れをウェハを用いて示す説明図である。
（ステップＴ２１）
ステップＴ２１では、１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＴ２１は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＴ２２）
ステップＴ２２では、第５のダミーウェハＤ５を用いて第５のドライクリーニング（通常のドライクリーニング）を行う。このステップＴ２２は、ステップＳ３１と同様である。
（ステップＴ２３）
ステップＴ２３では、１ロット、例えば２５枚の製品ウェハＷに対して連続してプラズマ処理を行う。このステップＴ２３は、ステップＳ１１と同様である。
（ステップＴ２４）
ステップＴ２４では、小径ダミーウェハＤｓを用いてドライクリーニングを行う。このステップＴ２４は、ステップＴ１２と同様である。
なお、ステップＴ２４の後は、例えばステップＴ２３及びＴ２４が繰り返し行われる。
本変形例においても、上記第２の実施形態と同様の効果を享受できる。すなわち、小径ダミーウェハＤｓを用いてドライクリーニングを行うことによって、陰影領域Ａに付着したデポを除去することができる。
なお、ステップＴ２２及びＴ２３を複数回行い、すなわち複数ロットの製品ウェハＷに対してプラズマ処理を行った後、ステップＴ２４を行ってもよい。かかる場合、ステップＴ２２及びＴ２３を複数回行うと、ステップＴ２２では除去できない陰影領域Ａのデポが堆積する。そこで、ステップＴ２４において小径ダミーウェハＤｓを用いてドライクリーニングを行うことで、陰影領域Ａのデポを除去することができる。
また、本変形例のステップＴ２２では、第５のダミーウェハＤ５を用いて第５のドライクリーニングを行ったが、これに代えて、いわゆるウェハレスドライクリーニングを行ってもよい。
＜付記項＞
［付記項１］
プラズマ処理装置のクリーニング方法であって、
（ａ）チャンバの内部において製品基板を載置台に対する処理位置に載置し、当該製品基板にプラズマ処理を行う工程と、
（ｂ）前記チャンバの内部において、前記製品基板の径以下の径を有する第１のダミー基板を、前記載置台に対する第１の位置に配置し、当該チャンバの内部に第１のドライクリーニングを行う工程と、を含み、
前記処理位置の中心と前記第１の位置の中心はそれぞれ、平面視において前記載置台の中心と同じ位置である、プラズマ処理装置のクリーニング方法。
［付記項２］
前記（ａ）工程を複数回行った後、前記（ｂ）工程を行う、付記項１に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
［付記項３］
（ｃ）前記チャンバの内部において第２のダミー基板を載置台に対する第２の位置に配置し、当該チャンバの内部に第２のドライクリーニングを行う工程を更に含み、
前記第２のダミー基板の径は、前記製品基板の径と同じであり、
前記第２の位置の中心は、平面視において前記載置台の中心と同じ位置である、付記項１又は２に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
［付記項４］
前記（ａ）工程を複数回行った後、前記（ｃ）工程を行う第１のシーケンスと、
前記（ａ）工程を複数回行った後、前記（ｂ）工程を行う第２のシーケンスと、を含み、
前記第１のシーケンスを複数回行った後、前記第２のシーケンスを行う、付記項３に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
［付記項５］
（ｄ）前記チャンバの内部において載置台にダミー基板を載置せずに、当該チャンバの内部に第２のドライクリーニングを行う工程を更に含む、付記項１又は２に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
［付記項６］
前記（ａ）工程を複数回行った後、前記（ｄ）工程を行う第１のシーケンスと、
前記（ａ）工程を複数回行った後、前記（ｂ）工程を行う第２のシーケンスと、を含み、
前記第１のシーケンスを複数回行った後、前記第２のシーケンスを行う、付記項５に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
［付記項７］
前記載置台は、前記製品基板を保持する静電チャックを備え、
第１のダミー基板の径は、前記静電チャックにおいて前記製品基板を載置して保持する部分の径以上であって、前記製品基板の径以下である、付記項１～６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
以上の実施形態のプラズマ処理装置１は容量結合型のプラズマ処理装置であったが、本開示が適用されるプラズマ処理装置はこれに限定されない。例えばプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置であってもよい。
今回開示された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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１ プラズマ処理装置
１０ チャンバ
１１ 載置台
１２ 下部電極
３１ 第２の高周波電源
５０ ガス供給源群
７０ 制御部
Ｄ１ 第１のダミーウェハ
Ｄ２ 第２のダミーウェハ

Claims (18)

  1. プラズマ処理装置のクリーニング方法であって、
    チャンバの内部において第１のダミー基板を載置台に対する第１の位置に配置し、当該チャンバの内部に第１のドライクリーニングを行う工程と、
    前記チャンバの内部において第２のダミー基板を前記載置台に対する第２の位置に配置し、当該チャンバの内部に第２のドライクリーニングを行う工程と、を含み、
    前記第１の位置の中心と第２の位置の中心はそれぞれ、平面視において前記載置台の中心と異なる位置であり、
    前記第１の位置と前記第２の位置は、平面視において異なる位置である、プラズマ処理装置のクリーニング方法。
  2. 少なくとも前記第１のドライクリーニング又は前記第２のドライクリーニングは、前記第１のダミー基板又は前記第２のダミー基板が前記載置台に載置された状態で行われる、請求項１に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  3. 少なくとも前記第１のドライクリーニング又は前記第２のドライクリーニングは、前記第１のダミー基板又は前記第２のダミー基板がリフターによって支持され、前記載置台から離間した状態で行われる、請求項１に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  4. 少なくとも前記第１のドライクリーニング又は前記第２のドライクリーニングにおいて、前記第１のダミー基板の裏面又は前記第２のダミー基板の裏面と、前記載置台の表面との距離は２ｍｍ以下である、請求項３に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  5. 前記載置台は、
    前記第１のダミー基板又は前記第２のダミー基板を保持する静電チャックと、
    前記静電チャックに載置された前記第１のダミー基板又は前記第２のダミー基板を囲むように設けられるエッジリングと、を備え、
    少なくとも前記第１のドライクリーニング又は前記第２のドライクリーニングにおいて、前記第１のダミー基板又は前記第２のダミー基板は、平面視において一端が前記エッジリングの内周端から前記静電チャックの外周端の間に位置し、他端が前記エッジリングの内周端より外側に位置する、請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  6. 前記第１のダミー基板と前記第２のダミー基板は同一のダミー基板である、請求項１～５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  7. 前記第１のダミー基板と前記第２のダミー基板は異なるダミー基板である、請求項１～５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  8. 前記第１のドライクリーニングと前記第２のドライクリーニングとの間において、製品基板に対するプラズマ処理を行い、
    前記プラズマ処理は、前記製品基板の中心と前記載置台の中心が平面視において同じ位置となるように、前記製品基板が前記載置台に載置された状態で行われる、請求項１～７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  9. 前記第１のドライクリーニングと前記第２のドライクリーニングとの間において、前記プラズマ処理は複数回行われる、請求項８に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  10. 前記第１のドライクリーニングと前記第２のドライクリーニングは連続して行われる、請求項１～７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  11. 少なくとも前記第１のドライクリーニング又は前記第２のドライクリーニングは、前記載置台に高周波電力を供給した状態で行われる、請求項１～１０のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  12. 前記チャンバの内部において第３のダミー基板を前記載置台に対する第３の位置に配置し、当該チャンバの内部に第３のドライクリーニングを行う工程を更に含み、
    前記第３の位置の中心は、平面視において前記載置台の中心と異なる位置であり、
    前記第３の位置は、平面視において前記第１の位置及び前記第２の位置と異なる位置である、請求項１～１１のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  13. 前記チャンバの内部において第４のダミー基板を前記載置台に対する第４の位置に配置し、当該チャンバの内部に第４のドライクリーニングを行う工程を更に含み、
    前記第４の位置の中心は、平面視において前記載置台の中心と異なる位置であり、
    前記第４の位置は、平面視において前記第１の位置、前記第２の位置及び前記第３の位置と異なる位置である、請求項１２に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  14. 前記載置台の中心と前記第１の位置の中心とを結ぶ第１の線分と、前記載置台の中心と前記第２の位置の中心とを結ぶ第２の線分とが成す第１の角度と、
    前記第２の線分と、前記載置台の中心と前記第３の位置の中心とを結ぶ第３の線分とが成す第２の角度と、
    前記第３の線分と、前記載置台の中心と前記第４の位置の中心とを結ぶ第４の線分とが成す第３の角度と、
    前記第４の線分と、前記第１の線分とが成す第４の角度と、がそれぞれ等しい、請求項１３に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  15. 前記チャンバの内部において第５のダミー基板を前記載置台に対する第５の位置に配置し、当該チャンバの内部に第５のドライクリーニングを行う工程と、
    前記第５のドライクリーニングを行った後、製品基板に対してプラズマ処理を行う工程と、を更に含み、
    前記第５の位置の中心は、平面視において前記載置台の中心と同じ位置であり、
    前記プラズマ処理は、前記製品基板の中心と前記載置台の中心が平面視において同じ位置となるように、前記製品基板が前記載置台に載置された状態で行われ、
    前記第１のドライクリーニング、前記第２のドライクリーニング、前記第３のドライクリーニング及び前記第４のドライクリーニングはそれぞれ、前記プラズマ処理を行った後に行われる、請求項１３又は１４に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  16. 前記チャンバの内部において第５のダミー基板を前記載置台に対する第５の位置に配置し、当該チャンバの内部に第５のドライクリーニングを行う工程と、
    前記第５のドライクリーニングを行った後、製品基板に対してプラズマ処理を行う工程と、を更に含み、
    前記第５の位置の中心は、平面視において前記載置台の中心と同じ位置であり、
    前記プラズマ処理は、前記製品基板の中心と前記載置台の中心が平面視において同じ位置となるように、前記製品基板が前記載置台に載置された状態で行われ、
    前記プラズマ処理を行った後、前記第１のドライクリーニング、前記第２のドライクリーニング、前記第３のドライクリーニング及び前記第４のドライクリーニングが連続して行われる、請求項１３又は１４に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
  17. プラズマ処理装置であって、
    チャンバと、
    前記チャンバの内部に設けられ、第１のダミー基板又は第２のダミー基板を載置する載置台と、
    前記チャンバの内部をドライクリーニングするドライクリーニング部と、
    前記ドライクリーニング部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記チャンバの内部において第１のダミー基板を前記載置台に対する第１の位置に配置し、当該チャンバの内部に第１のドライクリーニングを行う工程と、
    前記チャンバの内部において第２のダミー基板を前記載置台に対する第２の位置に配置し、当該チャンバの内部に第２のドライクリーニングを行う工程と、を実行するように前記ドライクリーニング部を制御し、
    前記第１の位置の中心と第２の位置の中心はそれぞれ、平面視において前記載置台の中心と異なる位置であり、
    前記第１の位置と前記第２の位置は、平面視において異なる位置である、プラズマ処理装置。
  18. プラズマ処理装置のクリーニング方法であって、
    チャンバの内部において製品基板を載置台に対する処理位置に載置し、当該製品基板にプラズマ処理を行う工程と、
    前記チャンバの内部において、前記製品基板より小さい径を有するダミー基板を、前記載置台に対するクリーニング位置に配置し、当該チャンバの内部にドライクリーニングを行う工程と、を含み、
    前記処理位置の中心と前記クリーニング位置の中心はそれぞれ、平面視において前記載置台の中心と同じ位置である、プラズマ処理装置のクリーニング方法。
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