JP6401901B2 - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents
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Description
先ず、本実施形態に係る基板処理方法を実施可能な基板処理装置の構成例について、説明する。本実施形態に係る基板処理装置としては、特に限定されないが、被処理体としての半導体ウエハW(以後、ウエハWと呼ぶ)にRIE(Reactive Ion Etching)処理やアッシング処理等のプラズマ処理を施すことができる、平行平板型(容量結合型とも言う)のプラズマ処理装置が挙げられる。
次に、本実施形態の基板処理装置に係る静電チャックの問題点について、図を参照して説明する。本例では、静電チャック40の誘電部材(誘電層部40b、40c)として、体積抵抗率が1×1014Ωcm程度のイットリア(Y2O3)が溶射された誘電部材を使用したモデルで説明する。
以上の背景に基づき、チャック電極40a及びウエハWを確実に除電することができる、本実施形態に係る基板処理方法について、説明する。本実施形態に係る基板処理方法は、制御部10によって制御される。
内部に電極を有する絶縁部材を含む静電チャックを有し、基板にプラズマ処理を施す基板処理装置を用いた基板処理方法であって、
前記基板を、第1のガス圧を有する処理ガスのプラズマによってプラズマ除電しながら、前記基板の裏面に第2のガス圧で伝熱ガスを供給する、第1工程(S100)を含む。
前記ウエハの裏面に第3のガス圧で前記伝熱ガスを供給しながら、前記チャック電極に正の直流電圧を印加する工程(S92)と、
前記ウエハの裏面への前記伝熱ガスの供給を停止する工程(S94)と、
前記チャック電極への前記正の直流電圧の印加を停止する工程(S96)と、
前記チャック電極に、前記正の直流電圧を再印加する工程(S98)と、
を含む、第2工程を含む。
前記チャック電極に、負の直流電圧を印加する工程(S100')と、
前記チャック電極への負の直流電圧の印加を停止する工程(S100")と、
を含む。
ウエハWの裏面に第3のガス圧で伝熱ガスを供給しながら、チャック電極40aに正の直流電圧を印加する工程と、
ウエハWの裏面への伝熱ガスの供給を停止する工程と、
チャック電極40aへの正の直流電圧の印加を停止する工程と、
チャック電極40aに、正の直流電圧を再印加する工程と、
を含む、第2工程を実施することが好ましい。
本実施形態に係る基板処理方法により、ウエハW及び静電チャックを効率よく除電できることを確認した実施形態について、説明する。
[全除電プロセスの条件]
除電プロセスの全処理時間:186秒
[プラズマ除電条件]
処理ガスのガス圧:800mTorr
処理ガス:Ar/O2=1300/200sccm
[伝熱ガスの供給条件]
伝熱ガスの種類:He
ガス圧:1Torr
[負の直流電圧の印加条件]
負の直流電圧の値:−3kV
負の直流電圧の印加時間:50秒
とした。
[全除電プロセスの条件]
除電プロセスの全処理時間:70秒
[プラズマ除電条件]
処理ガスのガス圧:800mTorr
処理ガス:Ar/O2=1300/200sccm
のみを実施した。
本実施形態に係る基板処理方法の前に、チャック電極に正の直流電圧を印加する工程を追加することによる効果を確認した実施形態について、説明する。
ウエハの裏面に5Torrの圧力で伝熱ガスを供給しながら、チャック電極に正の直流電圧を印加した。所定の時間経過後に、伝熱ガスの圧力を1Torrへと減圧し、更に伝熱ガスの供給を停止した。次に、正の直流電圧の印加を停止し、所定の時間後、正の直流電圧を再印加する処理を施した。これらの一連の工程を、およそ5秒で実施し、この一連の工程を5回繰り返した。
プラズマ処理ガスのガス圧:800mTorr
プラズマ処理ガス:Ar/O2=1300/200sccm
伝熱ガスの種類:He
伝熱ガスのガス圧:(5Torr→1Torr→0Torr)×5回
正の直流電圧の値:+2kV
とした。
[全除電プロセスの条件]
前処理を含む除電プロセスの全処理時間:60秒(そのうち、前処理時間は5秒×5回=25秒)
[プラズマ除電条件]
プラズマ処理ガスのガス圧:800mTorr
プラズマ処理ガス:Ar/O2=1300/200sccm
[伝熱ガスの供給条件]
伝熱ガスの種類:He
伝熱ガスのガス圧:1Torr
[負の直流電圧の印加条件]
負の直流電圧の値:−3kV
負の直流電圧の印加時間:20秒
とした。
10 処理容器
12 載置台(下部電極)
28 排気装置
32 高周波電源
38 シャワーヘッド(上部電極)
40 静電チャック(ESC)
40a チャック電極
40b、40c 誘電層部(誘電部材)
42 直流電圧源
52 伝熱ガス供給源
62 ガス供給源
71 チラーユニット
75 ヒ−タ
80 モニタ
81 支持ピン
84 モータ
100 制御部
W ウエハ
Claims (9)
- 内部に電極を有する絶縁部材を含む静電チャックを有し、前記静電チャック上に載置された基板にプラズマ処理を施す基板処理装置を用いた基板処理方法であって、
予め設定された時間実行する第1工程の間前記電極に直流電圧の印加を行わず、前記基板を、第1のガス圧力を有する処理ガスのプラズマによってプラズマ除電しながら、前記基板の裏面に第2のガス圧力で伝熱ガスを供給する、前記第1工程、
を含む、基板処理方法。 - 前記第1のガス圧力に対する前記第2のガス圧力の比の値は、0よりも大きく1.25以下の範囲内である、
請求項1に記載の基板処理方法。 - 前記第1工程の後に、
前記電極に、負の直流電圧を印加する工程と、
前記電極への前記負の直流電圧の印加を停止する工程と、
を含む、請求項1又は2に記載の基板処理方法。 - 前記第1工程の前に、
前記基板の裏面に第3のガス圧力で前記伝熱ガスを供給しながら、前記電極に正の直流電圧を印加する工程と、
前記基板の裏面への前記伝熱ガスの供給を停止する工程と、
前記電極への前記正の直流電圧の印加を停止する工程と、
前記電極に、前記正の直流電圧を再印加する工程と、
を含む第2工程を含む、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記第2工程は、複数回繰り返して実施される、
請求項4に記載の基板処理方法。 - 前記第1工程と前記第2工程との間に、
前記電極に、負の直流電圧を印加する工程と、
前記電極への前記負の直流電圧の印加を停止する工程と、
を含む、請求項4又は5に記載の基板処理方法。 - 前記電極に正の直流電圧を印加する工程の間に、前記第3のガス圧力を変更する、
請求項4〜6のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記電極に正の直流電圧を印加する工程の間に、前記第3のガス圧力は、段階的に減少する、
請求項4〜7のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 基板処理装置であって、
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、基板を載置する載置台と、
前記処理容器内に設けられ、前記載置台と対向する電極板と、
前記処理容器内に所定のガスを供給するガス供給部と、
前記載置台又は前記電極板の少なくとも一方に高周波電力を印加する高周波電源と、
前記載置台の上部に設けられ、前記基板の載置面を形成し、内部に電極を有する絶縁部材を含む、静電チャックと、
前記電極に直流電圧を印加する直流電源と、
前記基板処理装置の作動を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
予め設定された時間実行する第1工程の間前記電極に直流電圧の印加を行わず、前記基板を、第1のガス圧力を有する処理ガスのプラズマによってプラズマ除電しながら、前記基板の裏面に第2のガス圧力で伝熱ガスを供給するよう、前記基板処理装置を制御する、
基板処理装置。
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