JP2023038801A - 基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、エッジリングの消耗を抑制する技術を提供する。【解決手段】（ａ）表面に第１の膜が一様に形成された第１基板を処理チャンバに搬入し、エッジリングが載置された基板支持部に前記第１基板を載置する工程と、（ｂ）前記処理チャンバ内で第１のガスにより第１プラズマを生成し、前記第１基板の前記第１の膜をエッチングし、前記第１の膜のエッチングにより生じた反応生成物を前記エッジリングに付着させる工程と、（ｃ）前記第１基板を前記処理チャンバから搬出する工程と、（ｄ）第２の膜の上に形成され、パターニングされたマスク膜を有する第２基板を前記処理チャンバに搬入し、前記基板支持部に載置する工程と、（ｅ）前記処理チャンバ内で第２のガスにより第２プラズマを生成し、前記マスク膜をマスクとして前記第２の膜をエッチングする工程と、（ｆ）前記第２基板を処理チャンバから搬出する工程と、を有する基板処理方法。【選択図】図２

Description

本開示は、基板処理方法に関する。

エッチング装置等のプラズマ処理装置において、エッジリングの消耗に伴って、チルティングが進行することが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１５－１１５４２１号公報

本開示は、エッジリングの消耗を抑制する技術を提供する。

本開示は、（ａ）表面に第１の膜が一様に形成された第１基板を処理チャンバに搬入し、エッジリングが載置された基板支持部に前記第１基板を載置する工程と、（ｂ）前記処理チャンバ内で第１のガスにより第１プラズマを生成し、前記第１基板の前記第１の膜をエッチングし、前記第１の膜のエッチングにより生じた反応生成物を前記エッジリングに付着させる工程と、（ｃ）前記第１基板を前記処理チャンバから搬出する工程と、（ｄ）第２の膜の上に形成され、パターニングされたマスク膜を有する第２基板を前記処理チャンバに搬入し、前記基板支持部に載置する工程と、（ｅ）前記処理チャンバ内で第２のガスにより第２プラズマを生成し、前記マスク膜をマスクとして前記第２の膜をエッチングする工程と、（ｆ）前記第２基板を処理チャンバから搬出する工程と、を有する基板処理方法である。

本開示によれば、エッジリングの消耗を抑制できる。

図１は、本実施形態に係るプラズマ処理システムの一例を示す図である。 図２は、本実施形態に係る基板処理方法を説明するフロー図である。 図３は、本実施形態に係る基板処理方法を説明する図である。 図４は、本実施形態に係る基板処理方法を説明する図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。

以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図１は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。

プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置１及び制御部２を含む。容量結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、側壁１０ａの内面にデポシールド１０ｂを備える。デポシールド１０ｂは、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａに副生成物（デポ）が付着することを防止する。なお、デポシールド１０ｂは、着脱可能に構成される。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁される。

基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを有する。ウェハは基板Ｗの一例である。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。従って、中央領域１１１ａは、基板Ｗを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域１１１ｂは、リングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。

一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。基台１１１０の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源３１及び／又はＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源３２に結合される少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極がセラミック部材１１１１ａ内に配置されてもよい。この場合、少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極が下部電極として機能する。後述するバイアスＲＦ信号及び／又はＤＣ信号が少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極に供給される場合、ＲＦ／ＤＣ電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極１１１１ｂが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部１１は、少なくとも１つの下部電極を含む。

リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、１又は複数の環状部材は、１又は複数のエッジリングと少なくとも１つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。

また、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット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、伝熱媒体、流路１１１０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路１１１０ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路１１１０ａが基台１１１０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック１１１１のセラミック部材１１１１ａ内に配置される。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。

シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、少なくとも１つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。

ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。

電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を少なくとも１つの下部電極に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。

一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給される。

第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。バイアスＲＦ信号の周波数は、ソースＲＦ信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。

また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、少なくとも１つの下部電極に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のバイアスＤＣ信号は、少なくとも１つの下部電極に印加される。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、少なくとも１つの上部電極に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、少なくとも１つの上部電極に印加される。

種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第１のＤＣ生成部３２ａと少なくとも１つの下部電極との間に接続される。従って、第１のＤＣ生成部３２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第２のＤＣ生成部３２ｂ及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも１つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。

排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、処理部２ａ１、記憶部２ａ２及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａにより実現される。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部２ａ２に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部２ａ２に格納され、処理部２ａ１によって記憶部２ａ２から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ２ａに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース２ａ３に接続されている通信回線であってもよい。処理部２ａ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。

＜基板処理方法＞
本実施形態の基板処理方法について説明する。図２は、本実施形態に係る基板処理方法を説明するフロー図である。

処理を開始すると、最初にプラズマ処理チャンバ１０内のクリーニングを行う（ステップＳ１０、クリーニング工程）。具体的には、プラズマ処理チャンバ１０の内部をウエットクリーニングする。

次に、リングアセンブリ１１２の環状部材の一つであるエッジリング１１２ｅ（図３、図４を参照）を搬入する（ステップＳ２０、エッジリング搬入工程）。エッジリング１１２ｅは、本体部１１１の環状領域１１１ｂに設置される。

次に、第１基板Ｗ１を搬入する（ステップＳ３０、第１基板搬入工程）。搬入された第１基板Ｗ１は、エッジリング１１２ｅが載置された基板支持部１１の中央領域１１１ａに載置される。第１基板Ｗ１は、例えば、シリコンにより形成されている。また、第１基板Ｗ１は、基板の表面に一様に形成された第１の膜ＲＥＳを備える。いいかえると、第１基板Ｗ１は、パターニングされていない第１の膜ＲＥＳを備える。第１の膜ＲＥＳは、例えば、感光性樹脂であるレジストを熱処理したレジスト膜である。

次に、第１基板Ｗ１に対して、エッチングを行う（ステップＳ４０、第１基板エッチング工程）。具体的には、プラズマ処理チャンバ１０内で第１のガスにより第１プラズマＰ１を生成する。そして、第１プラズマＰ１により、第１基板Ｗ１に備える第１の膜ＲＥＳをエッチングする。第１のガスは、第１のガスにより生成された第１プラズマＰ１により第１の膜ＲＥＳがエッチングできるガスであればどのようなガスでもよい。第１のガスは、例えば、酸素を含むガスであり、酸素のみからなるガス又は酸素及びアルゴンのみからなるガスであってよい。

第１基板Ｗ１をエッチングするときには、エッジリング１１２ｅの温度をできるだけ低くすることが望ましい。エッジリング１１２ｅの温度を低くすることにより、エッジリング１１２ｅへの反応生成物の付着を促進できる。

また、第１基板Ｗ１の温度は高い方が望ましい。第１基板Ｗ１をエッチングしたときの反応生成物は、第１基板Ｗ１にも付着する。第１基板Ｗ１の温度を高くすると第１基板Ｗ１に反応生成物が付着することを抑制できる。

上述のように、第１基板Ｗ１は温度を高くした方が望ましく、エッジリング１１２ｅは温度を低くした方が望ましい。したがって、エッジリング１１２ｅの温度は第１基板Ｗ１の温度よりも低くした方が望ましく、第１基板Ｗ１とエッジリング１１２ｅとの温度差は大きい方が望ましい。第１基板Ｗ１とエッジリング１１２ｅとの温度差を大きくするため、第１基板Ｗ１は室温（例えば２５度）以上に加熱し、エッジリング１１２ｅは室温（例えば２５度）未満に冷却することが望ましい。

ただし、エッジリング１１２ｅの温度を低くすると、次の工程において、エッジリング１１２ｅの温度を上げる際に、時間がかかる。エッジリング１１２ｅの温度を上げるのに時間がかかるため、全体の工程のスループットが低下する。したがって、全体の工程のスループットを低下させない程度にエッジリング１１２ｅの温度を低くすることが望ましく、例えば、第１基板Ｗ１の温度より１０度から１５０度低くするのが望ましい。

図３は、本実施形態に係る基板処理方法における第１基板Ｗ１の処理を説明する図である。第１基板Ｗ１には、第１の膜ＲＥＳが形成されている。第１の膜ＲＥＳは、第１プラズマＰ１でエッチングされる。第１の膜ＲＥＳをエッチングしたときの副生成物は、図３の矢印Ｆに示すように移動して、エッジリング１１２ｅに付着する。副生成物は、エッジリング１１２ｅに付着して、保護膜ＰＲが形成される。

保護膜ＰＲが形成されたエッジリング１１２ｅと保護膜ＰＲがないエッジリング１１２ｅとを比較すると、電位的にはほとんど差がない。したがって、第２基板Ｗ２を処理する際に、プラズマのイオンシースへの影響は、考慮しなくてもよい程度に小さい。

第１基板Ｗ１をエッチングする際に、エッチングした反応生成物が付着しないように、例えば、上部電極が設けられるシャワーヘッド１３、静電チャック１１１１及びデポシールド１０ｂのそれぞれを加熱してもよい。なお、シャワーヘッド１３、静電チャック及びデポシールド１０ｂのそれぞれを加熱する際には、第１プラズマＰ１によってシャワーヘッド１３、静電チャック１１１１及びデポシールド１０ｂのそれぞれを加熱してもよい。また、シャワーヘッド１３、静電チャック１１１１及びデポシールド１０ｂのそれぞれを加熱する際には、シャワーヘッド１３、静電チャック１１１１及びデポシールド１０ｂのそれぞれを加熱するためにそれぞれに設けられるヒータ（加熱部）によって行ってもよい。

次に、エッチングを行った第１基板Ｗ１をプラズマ処理チャンバ１０の外に搬出する（ステップＳ５０、第１基板搬出工程）。

次に、実際に基板処理を行う第２基板Ｗ２を搬入する（ステップＳ６０、第２基板搬入工程）。第２基板Ｗ２の素材は、最終的な製品の仕様により定められる。第２基板Ｗ２は、例えば、シリコンにより形成されている。また、第２基板Ｗ２は、基板上に第２の膜ＴＧＴ及びマスク膜ＭＳＫを備える。第２の膜ＴＧＴは、次のステップＳ７０でエッチングされる膜である。マスク膜ＭＳＫは、次のステップＳ７０で第２の膜ＴＧＴにおいて、第２の膜ＴＧＴにおいてエッチングされない部分を覆うマスクである。すなわち、マスク膜ＭＳＫは、第２の膜ＴＧＴの上に形成され、パターニングされた膜である。

第２基板Ｗ２に形成されるマスク膜ＭＳＫは、第２の膜ＴＧＴに応じて適宜選択される。例えば、マスク膜ＭＳＫはレジスト膜であり、第２の膜ＴＧＴはシリコン酸化膜である。

次に、第２基板Ｗ２に対して、エッチングを行う（ステップＳ７０、第２基板エッチング工程）。図４は、本実施形態に係る基板処理方法における第２基板Ｗ２の処理を説明する図である。具体的には、プラズマ処理チャンバ１０内で第２のガスにより第２プラズマＰ２を生成する。そして、第２プラズマＰ２により、第２基板Ｗ２に備える第２の膜ＴＧＴをエッチングする。第２の膜ＴＧＴの上には、パターニングされたマスク膜ＭＳＫが形成されている。したがって、マスク膜ＭＳＫから露出された第２の膜ＴＧＴが、第２プラズマＰ２によりエッチングされる。第２のガスは、第２のガスにより生成された第２プラズマＰ２により第２の膜ＴＧＴがエッチングできるガスであって、マスク膜ＭＳＫがエッチングされがたいガスであればどのようなガスでもよい。第２のガスは、例えば、マスク膜ＭＳＫであるレジスト膜がエッチングされがたく、第２の膜ＴＧＴであるシリコン酸化膜がエッチングされやすいガスである、Ｃ４Ｆ６などのフッ化炭素ガスを含むガスである。

エッジリング１１２ｅには、ステップＳ４０において、あらかじめステップＳ７０のエッチングにより消耗しにくい保護膜ＰＲが形成されている。したがって、ステップＳ７０の第２基板エッチング工程において、保護膜ＰＲにより、第２プラズマＰ２からエッジリング１１２ｅは保護される。エッジリング１１２ｅが保護膜ＰＲにより保護されることにより、エッジリング１１２ｅが第２プラズマＰ２により消耗されることを抑制できる。

次に、エッチングを行った第２基板Ｗ２をプラズマ処理チャンバ１０の外に搬出する（ステップＳ８０、第２基板搬出工程）。

次に、定められた枚数、例えば、ロットごとに処理を行う場合にはロットに含まれる第２基板Ｗ２の枚数、の第２基板Ｗ２を処理したかどうかを判定する。定められた枚数の第２基板Ｗ２を処理していない場合（ステップＳ９０のＮｏ）は、ステップＳ６０に戻って、ステップＳ６０、ステップＳ７０及びステップＳ８０の処理を繰り返す。すなわち、複数枚の第２基板Ｗ２に対して、ステップＳ６０、ステップＳ７０及びステップＳ８０の処理を複数回繰り返す。定められた枚数の第２基板Ｗ２を処理した場合（ステップＳ９０のＹｅｓ）は、ステップＳ１００に進む。

ステップＳ１００では、処理を終了するかどうかを判定する。処理を終了しない場合（ステップＳ１００のＮｏ）は、ステップＳ１１０に進む。処理を終了する場合（ステップＳ１００のＹｅｓ）は、処理を終了する。

ステップＳ１１０では、エッチング処理が規定の範囲内であるかを判定する。エッチング処理の処理が規定の範囲内であるかどうかは、例えば、処理を行った基板のチルティングにより評価を行う。処理を行ったロット数により評価してもよい。

ステップＳ１１０において、エッチング処理が規定の範囲内である場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）は、エッジリング１１２ｅの使用を継続できると判断する。そして、ステップＳ３０に戻って、ステップＳ３０から処理を繰り返す。すなわち、エッチング処理が規定の範囲内であると判断した場合は、ステップＳ３０からの処理が複数回繰り返される。ステップＳ３０から開始するのは、複数回の第２基板エッチング工程に伴うスパッタリングにより、エッジリング１１２ｅに形成した保護膜ＰＲが消耗又は除去されるからである。

ステップＳ１１０において、処理が規定の範囲内ではない場合（ステップＳ１１０のＮｏ）は、エッジリング１１２ｅの交換が必要と判断する。したがって、現在使用しているエッジリング１１２ｅを搬出する（ステップＳ１２０、エッジリング搬出工程）。そして、ステップＳ１０に戻って、プラズマ処理チャンバ１０を洗浄して（ステップＳ１０）、新たなエッジリングを搬入する（ステップＳ２０）。そして、ステップＳ３０から処理を繰り返す。

エッジリングの搬入（ステップＳ２０）及び／又はエッジリングの搬出（ステップＳ１２０）は、プラズマ処理チャンバ１０を開放して作業員が手動で行ってもよいし、ウェハ搬入機構などを用いてプラズマ処理チャンバ１０を開放せずに自動で行ってもよい。プラズマ処理チャンバ１０を開放しない場合は、クリーニング工程（ステップＳ１０）を省略してもよい。また、エッジリングの搬入（ステップＳ２０）においては、エッジリング１１２ｅにあらかじめ第１の膜ＲＥＳと同じ材質の膜を保護膜ＰＲとして形成したものを搬入してもよい。例えば、エッジリング１１２ｅにレジストを塗布し、熱処理をすることによりレジスト膜を保護膜ＰＲとして形成してもよい。エッジリング１１２ｅにあらかじめ保護膜ＰＲが形成されている場合、初回の第１基板搬入工程（ステップＳ３０）、第１基板エッチング工程（ステップＳ４０）及び第１基板搬出工程（ステップＳ５０）は省略しても良い。

＜作用・効果＞
本実施形態に係る基板処理方法によれば、エッジリングの消耗を抑制できる。本実施形態に係る基板処理方法によれば、エッジリングにあらかじめエッチングにより消耗しにくい膜を付着させる。エッチングにより消耗しにくい膜を付着させることにより、エッジリングの消耗を遅らせる。エッジリングの消耗を遅らせることにより、ＭＴＢＷＣ（Ｍｅａｎ Ｔｉｍｅ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｗｅｔ Ｃｌｅａｎｉｎｇ）を長くできる。本実施形態に係る基板処理方法の一例としては、エッチングにより消耗しにくい膜として、エッチングに使用されるレジスト膜を付着させる。

エッチング装置において基板処理を行うと、リングアセンブリ１１２のエッジリングが消耗する。エッジリングの消耗による形状変化よって、プラズマの電位が変化する。プラズマの電位の変換に伴ってイオンシースの経時的に変化する。イオンシースが変化すると、基板Ｗの外周側のＶＩＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ａｃｃｅｓｓ）ホールが傾いてくる。エッジリングの消耗した状態でエッチングを行うと、ＶＩＡホールの傾き（チルティング）が発生する。チルティングが大きくなると本来のコンタクト位置からずれてエッチング不良が発生する。

したがって、エッジリングの消耗に伴ってエッチング不良になる前に、エッジリングを新品と交換する必要がある。エッジリングの交換を頻度が高いと、ＭＴＢＷＣが短くなる。また、エッジリングの交換による消耗品により発生するコスト（ＣＯＣ：Ｃｏｓｔ ｏｆ Ｃｏｎｓｕｍａｂｌｅ）が高くなる。

本実施形態に係る基板処理方法によれば、エッジリング１１２ｅの消耗を抑制できるので、エッジリングを交換する頻度を抑えて、ＭＴＢＷＣを長くできる。また、本実施形態に係る基板処理方法によれば、エッジリング１１２ｅの交換による消耗品により発生するコスト（ＣＯＣ）の上昇を抑制できる。

また、本実施形態に係る基板処理方法は、第２基板をロットごとにバッチ処理する際に、ロットの処理が終了後に、エッジリングにあらかじめエッチングにより消耗しにくい膜を付着させる処理を行う。本実施形態に係る基板処理方法によれば、ロットごとに、エッジリングに消耗しにくい膜を付着させる処理を行うことにより、全体のスループットの低下を抑えながら、エッジリングの消耗を抑えることができる。

なお、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。

例えば、第１基板Ｗ１及び／又は第２基板Ｗ２は、シリコンにより形成されるシリコン基板に限らない。第１基板Ｗ１及び／又は第２基板Ｗ２は、窒化ガリウムにより形成される窒化ガリウム基板、ヒ化ガリウムにより形成されるヒ化ガリウム基板等の半導体により形成される半導体基板でもよいし、ガラス等の絶縁体により形成される絶縁基板でもよい。

第１の膜ＲＥＳ及びマスク膜ＭＳＫは、レジスト膜に限られない。第１の膜ＲＥＳ及び／又はマスク膜ＭＳＫは、アモルファスカーボンなどの他の有機膜、タングステンなどの金属膜、若しくは窒化シリコン、酸窒化シリコン又は酸化シリコンなどのシリコン含有膜であってもよい。第１の膜ＲＥＳ及びマスク膜ＭＳＫは同じ材質の膜でなくてもよいが、第２基板エッチング工程への影響を低減させるため、同じ材質の膜であることが望ましい。第１のガスは第１の膜ＲＥＳの材質により、適宜選択される。

第２の膜ＴＧＴは、シリコン酸化膜に限られない。例えば、第２の膜ＴＧＴはシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜の多層膜でもよい。第２の膜ＴＧＴは窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化シリコン、酸化シリコンと窒化シリコンの多層膜などの他のシリコン含有膜であってもよいし、アモルファスカーボンなどの有機膜であってもよい。ただし、マスク膜ＭＳＫと第２の膜ＴＧＴは異なる材質の膜であり、第１の膜ＲＥＳと第２の膜ＴＧＴは異なる材質の膜である。第２のガスは第２の膜ＴＧＴの材質により適宜選択されるが、第１のガスとは異なるガスである。

１０ プラズマ処理チャンバ
１０ｂ デポシールド
１１１ 本体部
１１１ａ 中央領域
１１１ｂ 環状領域
１１２ リングアセンブリ
１１２ｅ エッジリング
１１１１ 静電チャック
１３ シャワーヘッド
Ｐ１ 第１プラズマ
Ｐ２ 第２プラズマ
ＰＲ 保護膜
ＲＥＳ 第１の膜
ＭＳＫ マスク膜
ＴＧＴ 第２の膜
Ｗ 基板
Ｗ１ 第１基板
Ｗ２ 第２基板

Claims (20)

1. （ａ）表面に第１の膜が一様に形成された第１基板を処理チャンバに搬入し、エッジリングが載置された基板支持部に前記第１基板を載置する工程と、
   （ｂ）前記処理チャンバ内で第１のガスにより第１プラズマを生成し、前記第１基板の前記第１の膜をエッチングし、前記第１の膜のエッチングにより生じた反応生成物を前記エッジリングに付着させる工程と、
   （ｃ）前記第１基板を前記処理チャンバから搬出する工程と、
   （ｄ）第２の膜の上に形成され、パターニングされたマスク膜を有する第２基板を前記処理チャンバに搬入し、前記基板支持部に載置する工程と、
   （ｅ）前記処理チャンバ内で第２のガスにより第２プラズマを生成し、前記マスク膜をマスクとして前記第２の膜をエッチングする工程と、
   （ｆ）前記第２基板を処理チャンバから搬出する工程と、
   を有する基板処理方法。
2. 前記（ｂ）の工程において、前記エッジリングの温度は、前記第１基板の温度より低い、
   請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記（ｄ）の工程から前記（ｆ）の工程は、複数枚の前記第２基板に対して複数回繰り返される、
   請求項１又は請求項２のいずれかに記載の基板処理方法。
4. 前記（ａ）の工程から（ｆ）工程を複数回繰り返す、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
5. 前記（ａ）の工程から（ｆ）の工程を複数回繰り返した後に、
   前記（ｆ）の工程の後に、
   （ｇ）前記エッジリングを搬出する工程と、
   （ｈ）新たなエッジリングを搬入する工程と、を更に有する、
   請求項４に記載の基板処理方法。
6. 前記新たなエッジリングには、前記第１の膜と同じ材質の膜が形成されている、
   請求項５に記載の基板処理方法。
7. 前記（ｈ）の工程の後に、前記新たなエッジリングにより、前記（ａ）の工程の処理を行う、
   請求項５に記載の基板処理方法。
8. 前記（ｂ）の工程において、シャワーヘッド、静電チャック及びデポシールドのそれぞれを加熱する、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
9. 前記加熱は、工程（ｂ）において生成されたプラズマにより行われる、
   請求項８に記載の基板処理方法。
10. 前記加熱は、前記シャワーヘッド、前記静電チャック及び前記デポシールドのそれぞれに設けられ、それぞれを加熱する加熱部により行われる、
    請求項８に記載の基板処理方法。
11. 前記第１の膜と前記マスク膜とは、同じ材質の膜である、
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の基板処理方法。
12. 前記第１の膜は、有機膜である、
    請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の基板処理方法。
13. 前記第１の膜は、レジスト膜である、
    請求項１２に記載の基板処理方法。
14. 前記第１のガスは、酸素を含むガスである、
    請求項１２又は請求項１３のいずれかに記載の基板処理方法。
15. 前記酸素を含むガスは、酸素のみからなるガス又は酸素及びアルゴンのみからなるガスである、
    請求項１４に記載の基板処理方法。
16. 前記マスク膜は、有機膜である、
    請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
17. 前記マスク膜は、レジスト膜である、
    請求項１６に記載の基板処理方法。
18. 前記第２の膜は、シリコン含有膜である、
    請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
19. 前記第２の膜は、シリコン酸化膜又はシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜の多層膜である、
    請求項１８に記載の基板処理方法。
20. 前記第２のガスは、フッ化炭素ガスを含むガスである、
    請求項１８又は請求項１９に記載の基板処理方法。

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