KR20210006853A - 처리 방법, 탑재대, 플라즈마 처리 장치 및 프로그램 - Google Patents

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다카시 츠토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 정전척의 잔류 흡착력을 저감한다.
[해결 수단] 처리 방법은, 측정 공정과, 산출 공정과, 제 1 플라즈마 처리 공정을 포함한다. 측정 공정에서는, 기판을 보지하는 정전척으로부터 처리 후의 기판을 리프트핀에 의해 들어 올릴 때에 리프트핀에 걸리는 하중값이 측정된다. 산출 공정에서는, 측정된 하중값과, 정전척과 기판의 사이에 잔류 흡착력이 없는 상태에 있어서 기판을 리프트핀에 의해 들어 올릴 때에 리프트핀에 걸리는 초기 하중값에 기초하여 하중값의 변화량이 산출된다. 제 1 플라즈마 처리 공정에서는, 하중값의 변화량이 미리 정해진 제 1 문턱값 이상일 경우, 정전척의 표면이 제 1 플라즈마에 노출된다.

Description

처리 방법, 탑재대, 플라즈마 처리 장치 및 프로그램{PROCESSING METHOD, MOUNTING TABLE, PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PROGRAM}
본 개시의 다양한 측면 및 실시형태는, 처리 방법, 탑재대, 플라즈마 처리 장치 및 프로그램에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼의 처리에서는, 예를 들면 정전기력을 이용하여 정전척 상에 보지(保持)된 반도체 웨이퍼가 처리된다. 반도체 웨이퍼에 대한 처리가 종료된 경우, 정전척에 공급되는 직류 전압이 해제됨으로써, 정전척에 의한 정전기력이 감소하고, 리프트핀 등에 의해 반도체 웨이퍼를 정전척으로부터 들어 올릴 수 있다.
그런데, 복수의 반도체 웨이퍼에 대한 처리가 행해지는 과정에서, 정전척에 절연체의 반응 부생성물(이른바 퇴적물)이 퇴적한다. 정전척에 퇴적한 퇴적물은, 정전척에 공급된 전하에 의해 대전하여, 정전척에 공급되는 직류 전압이 해제되어도, 퇴적물에 대전한 전하가 잔존하는 경우가 있다. 퇴적물이 대전하고 있으면, 반도체 웨이퍼와의 사이에 정전기력에 따른 흡착력이 잔존한다.
정전척과 반도체 웨이퍼의 사이에 흡착력이 잔존하고 있으면, 리프트핀에 의해 반도체 웨이퍼를 들어 올릴 때에, 반도체 웨이퍼와 정전척의 사이에서 마찰이 일어나는 경우가 있다. 반도체 웨이퍼와 정전척이 스치면, 정전척에 부착되어 있는 퇴적물이 파티클이 되어 비산하고, 반도체 웨이퍼를 오염시킨다. 또한, 잔류 흡착력이 큰 경우에는, 반도체 웨이퍼가 튀거나 깨지는 경우도 있다.
이를 방지하기 위하여, 예를 들면, 플라즈마 처리 후에 정전척으로의 공급 전압을 오프로 하고, 그 후에 정전척의 전극으로부터 흐르는 전류와 리프트핀에 가해지는 토크와의 상관 관계로부터, 정전척의 전극에 공급하는 카운터 전압을 산출하는 기술이 알려져 있다. 이 기술에서는, 처리실 내에 가스를 도입하여 플라즈마를 생성시키면서, 카운터 전압을 정전척에 공급함으로써, 정전척의 잔류 전하를 저감할 수 있다.
일본공개특허 특개2013-161899호 공보
본 개시는, 정전척의 잔류 흡착력을 저감할 수 있는 처리 방법, 탑재대, 플라즈마 처리 장치 및 프로그램을 제공한다.
본 개시의 일측면은, 처리 방법으로서, 측정 공정과, 산출 공정과, 제 1 플라즈마 처리 공정을 포함한다. 측정 공정에서는, 기판을 보지하는 정전척으로부터 처리 후의 기판을 리프트핀에 의해 들어 올릴 때에 리프트핀에 걸리는 하중값이 측정된다. 산출 공정에서는, 측정된 하중값과, 정전척과 기판의 사이에 잔류 흡착력이 없는 상태에 있어서 기판을 리프트핀에 의해 들어 올릴 때에 리프트핀에 걸리는 초기 하중값에 기초하여 하중값의 변화량이 산출된다. 제 1 플라즈마 처리 공정에서는, 하중값의 변화량이 미리 정해진 제 1 문턱값 이상일 경우, 정전척의 표면이 제 1 플라즈마에 노출된다.
본 개시의 다양한 측면 및 실시형태에 의하면, 정전척의 잔류 흡착력을 저감할 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 2는, 리프트핀의 선단 부근의 구성의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은, 제어 장치의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 4는, 잔류 흡착력 저감 방법의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는, 제어 장치의 기능을 실현하는 계산기의 하드웨어의 일례를 나타내는 도이다.
이하에, 개시되는 처리 방법, 탑재대, 플라즈마 처리 장치 및 프로그램의 실시형태에 관하여, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시형태에 의해, 개시되는 처리 방법, 탑재대, 플라즈마 처리 장치 및 프로그램이 한정되는 것은 아니다.
한편, 플라즈마 처리가 행해진 후에 정전척에 잔류하는 흡착력은, 정전기력에 기인하는 흡착력만이 아니다. 예를 들면, 특정 원소를 포함하는 퇴적물이 정전척에 퇴적한 경우, 퇴적물에 포함되는 원소와 정전척 상에 배치된 반도체 웨이퍼에 포함되는 원소가 분자간력에 의해 결합하는 경우가 있다. 예를 들면, 정전척에 퇴적한 퇴적물에 불소가 포함되어 있는 경우, 불소의 미결합손과, 반도체 웨이퍼에 포함되어 있는 실리콘의 미결합손이 결합하는 경우가 있다.
정전척에 퇴적한 퇴적물과 반도체 웨이퍼가 분자간력에 의해 결합한 경우, 퇴적물의 전하가 저감되었다고 해도, 분자간력에 기초한 정전척과 반도체 웨이퍼의 사이의 흡착력은 저감되지 않는다. 복수의 반도체 웨이퍼에 대한 처리가 행해지면, 정전척에 퇴적하는 퇴적물의 양이 많아지고, 퇴적물에 포함되는 불소의 미결합손이 많아진다. 그 때문에, 정전척과 반도체 웨이퍼의 사이에서 분자간력에 기초한 흡착력이 증가한다.
정전척과 반도체 웨이퍼의 사이의 흡착력이 커지면 반도체 웨이퍼의 튐이나 균열 등이 발생한다. 반도체 웨이퍼의 균열 등이 관측된 경우에, 정전척의 클리닝을 행함으로써, 정전척과 반도체 웨이퍼의 사이의 잔류 흡착력을 저감하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 균열 등이 관측된 반도체 웨이퍼는 불량품이 되어 버려, 반도체 웨이퍼를 불필요하게 소비해 버리게 된다. 그 때문에, 반도체 웨이퍼의 균열 등이 관측되기 전에, 정전척의 잔류 흡착력을 저감하는 방법이 요구되고 있다.
그래서, 본 개시는, 정전척의 잔류 흡착력을 저감할 수 있는 기술을 제공한다.
[플라즈마 처리 장치(1)의 구성]
도 1은, 본 개시의 일 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치(1)의 일례를 나타내는 종단면도이다. 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치(1)는, 예를 들면 RIE(Reactive Ion Etching)형의 플라즈마 처리 장치로서 구성되어 있다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 본체(100) 및 제어 장치(200)를 구비한다.
본체(100)는, 예를 들면 알루미늄 또는 스테인리스강 등의 금속에 의해 대략 원통 형상으로 형성된 처리 용기(10)를 가진다. 처리 용기(10)는 접지되어 있다. 처리 용기(10) 내에서는, 기판의 일례인 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 에칭 처리 등의 플라즈마 처리가 실시된다.
처리 용기(10) 내에는, 반도체 웨이퍼(W)를 탑재하는 탑재대(11)가 마련되어 있다. 탑재대(11)는 기대(基臺)(12), 정전척(40), 복수의 리프트핀(81), 하중 센서(84) 및 구동부(85)를 가진다. 기대(12)는, 예를 들면 알루미늄 등에 의해 구성되고, 절연성의 통 형상 보지부(14)를 개재하여 처리 용기(10)의 바닥으로부터 수직 상방으로 연장되는 통 형상 지지부(16)에 의해 지지되어 있다. 기대(12)의 상면에는, 정전척(40)이 배치되어 있다. 통 형상 보지부(14)의 상면에는, 정전척(40)의 주위를 둘러싸도록, 예를 들면 실리콘으로 이루어지는 에지 링(18)이 배치되어 있다. 에지 링(18)은, 포커스 링이라고 불리는 경우도 있다.
처리 용기(10)의 내측벽과 통 형상 지지부(16)의 외측벽의 사이에는 배기로(20)가 형성되어 있다. 배기로(20)에는, 고리 형상의 배플판(22)이 장착되어 있다. 배기로(20)의 바닥부에는 배기구(24)가 형성되어 있다. 배기구(24)에는, 배기관(26)을 개재하여 배기 장치(28)가 접속되어 있다. 배기 장치(28)는, 도시하지 않은 진공 펌프를 가지고 있고, 처리 용기(10) 내를 소망하는 진공도까지 감압할 수 있다. 처리 용기(10)의 측벽에는, 반도체 웨이퍼(W)의 반입 및 반출 시에 개폐하는 게이트 밸브(30)가 마련되어 있다.
기대(12)에는, 급전봉(36) 및 정합기(34)를 개재하여, 플라즈마 생성용의 고주파 전원(32)이 전기적으로 접속되어 있다. 고주파 전원(32)은, 예를 들면 60MHz의 고주파 전력을 기대(12)에 공급한다. 기대(12)는 하부 전극으로서도 기능한다. 처리 용기(10)의 천장부에는 샤워 헤드(38)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(38)는, 기대(12)에 대향하는 상부 전극으로서도 기능한다.
기대(12)의 상면에는, 반도체 웨이퍼(W)를 정전 흡착력으로 보지하기 위한 정전척(40)이 마련되어 있다. 정전척(40)은, 도전막으로 이루어지는 전극(40a)이 한 쌍의 절연층 또는 절연 시트의 사이에 끼워진 구조이다. 전극(40a)에는, 스위치(43)를 개재하여 직류 전원(42)이 접속되어 있다. 스위치(43)는, 전극(40a)과, 직류 전원(42) 또는 접지 전위와의 접속을 전환한다. 전극(40a)에 직류 전원(42)이 접속된 경우, 직류 전원(42)으로부터의 전압이 전극(40a)에 공급되고, 전극(40a)의 표면에 정전기력이 발생한다. 그리고, 정전기력에 의해, 정전척(40) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(W)가 정전척(40)의 상면에 흡착 보지된다.
또한, 반도체 웨이퍼(W)에 대한 플라즈마 처리가 종료된 경우, 전극(40a)은, 스위치(43)에 의해 접지 전위에 접속되고, 전극(40a)에 잔류하고 있는 전하가 빠져나간다. 그러나, 반도체 웨이퍼(W)에는, 플라즈마 처리의 과정에서 전하가 잔류하여, 전극(40a)이 접지 전위에 접속되어도, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)와의 흡착력이 감소하지 않는 경우가 있다.
또한, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 특정 원소를 포함하는 퇴적물이 퇴적한 경우, 퇴적물에 포함되는 원소와 반도체 웨이퍼(W)에 포함되는 원소가 분자간력에 의해 결합하는 경우가 있다. 예를 들면, 정전척(40)에 퇴적한 퇴적물에 불소가 포함되어 있는 경우, 불소의 미결합손과, 반도체 웨이퍼(W)에 포함되어 있는 실리콘의 미결합손이 결합하는 경우가 있다. 퇴적물에 포함되는 원소의 미결합손과 반도체 웨이퍼(W)에 포함되는 원소의 미결합손이 결합한 경우, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 분자간력에 기초한 흡착력이 발생한다. 반도체 웨이퍼(W)에 대한 플라즈마 처리가 반복되면, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 퇴적하는 퇴적물이 증가하고, 분자간력에 기초한 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이의 흡착력이 증가한다.
정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류하고 있는 흡착력이 커지면, 후술하는 리프트핀(81)에 의해 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)를 들어 올릴 때, 반도체 웨이퍼(W)가 튀거나 파손되는 경우가 있다. 반도체 웨이퍼(W)가 튀면, 반도체 웨이퍼(W)의 위치가 미리 정해진 위치로부터 어긋나거나, 반응 부생성물이 처리 용기(10) 내에서 날려 올라가, 반도체 웨이퍼(W)에 부착되는 경우가 있다. 그래서, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이의 잔류 흡착력이 큰 경우에는, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이의 잔류 흡착력을 저감하는 처리가 실행된다. 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이의 잔류 흡착력을 저감하는 처리에 대해서는 후술한다.
기대(12) 및 정전척(40)에는, He 가스나 Ar 가스 등의 전열 가스를 반도체 웨이퍼(W)와 정전척(40)의 사이에 공급하기 위한 배관(54)이 마련되어 있다. 반도체 웨이퍼(W)와 정전척(40)의 사이에 공급되는 전열 가스의 압력을 제어함으로써, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이의 열의 전달률을 제어할 수 있다.
샤워 헤드(38)는, 전극판(56) 및 전극 지지체(58)를 가진다. 전극판(56)에는, 전극판(56)의 두께 방향으로 관통하는 복수의 가스 구멍(56a)이 형성되어 있다. 전극 지지체(58)는, 전극판(56)을 착탈 가능하게 지지한다. 전극 지지체(58)의 내부에는 버퍼실(65)이 마련되어 있다. 전극 지지체(58)의 상부에는, 버퍼실(65)에 연통하는 가스 도입구(65a)가 마련되어 있다. 가스 도입구(65a)에는, 배관(64)을 개재하여 가스 공급 기구(60)가 접속되어 있다.
가스 공급 기구(60)는, 가스 공급원(61a∼61d), 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(62a∼62d) 및 밸브(63a∼63d)를 가진다. 가스 공급원(61a)은, 예를 들면 에칭용의 처리 가스의 공급원이다. 가스 공급원(61b)은, 예를 들면 질소 가스의 공급원이다. 가스 공급원(61c)은, 예를 들면 산소 가스의 공급원이다. 가스 공급원(61d)은, 예를 들면 CF4 가스의 공급원이다.
MFC(62a)는, 가스 공급원(61a)으로부터 공급된 처리 가스의 유량을 제어하고, 유량이 제어된 처리 가스를, 밸브(63a) 및 배관(64)을 개재하여 샤워 헤드(38)에 공급한다. MFC(62b)는, 가스 공급원(61b)으로부터 공급된 질소 가스의 유량을 제어하고, 유량이 제어된 질소 가스를, 밸브(63b) 및 배관(64)을 개재하여 샤워 헤드(38)에 공급한다. MFC(62c)는, 가스 공급원(61c)으로부터 공급된 산소 가스의 유량을 제어하고, 유량이 제어된 산소 가스를, 밸브(63c) 및 배관(64)을 개재하여 샤워 헤드(38)에 공급한다. MFC(62d)는, 가스 공급원(61d)으로부터 공급된 CF4 가스의 유량을 제어하고, 유량이 제어된 CF4 가스를, 밸브(63d) 및 배관(64)을 개재하여 샤워 헤드(38)에 공급한다.
배관(64)을 개재하여 샤워 헤드(38)에 공급된 가스는, 버퍼실(65) 내에 확산되고, 전극판(56)에 형성된 가스 구멍(56a)을 개재하여, 샤워 헤드(38)와 탑재대(11)의 사이의 처리 공간 내에 샤워 형상으로 공급된다.
기대(12)의 내부에는, 외부의 도시하지 않은 반송 아암과의 사이에서 반도체 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위하여 반도체 웨이퍼(W)를 승강시키는 리프트핀(81)이 복수(예를 들면 3개) 마련되어 있다. 복수의 리프트핀(81)은, 연결 부재(82)를 개재하여 전해진 모터 등의 구동부(85)의 동력에 의해, 정전척(40)을 관통하여 승강한다. 연결 부재(82)와 구동부(85)의 사이에는, 리프트핀(81)에 의해 반도체 웨이퍼(W)를 밀어 올릴 때에 각각의 리프트핀(81)에 걸리는 하중값을 측정하는 하중 센서(84)가 마련되어 있다. 하중 센서(84)는 제 1 센서의 일례이다. 하중 센서(84)는, 예를 들면 로드셀이다. 각각의 리프트핀(81)의 하부에는 벨로우즈(83)가 마련되어 있다. 이에 의해, 처리 용기(10) 내의 진공측과 대기측의 사이의 기밀이 유지된다.
도 2는, 리프트핀(81)의 선단 부근의 구성의 일례를 나타내는 확대 단면도이다. 리프트핀(81)의 선단에는, 반도체 웨이퍼(W)의 대전량을 측정하기 위한 대전량 센서(810)가 마련되어 있다. 대전량 센서(810)는, 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)가 리프트핀(81)에 의해 밀어 올려질 때에, 반도체 웨이퍼(W)의 대전량을 측정하고, 측정 결과를 제어 장치(200)에 출력한다. 대전량 센서(810)는 제 2 센서의 일례이다.
본 실시형태에 있어서, 대전량 센서(810)는, 복수의 리프트핀(81) 중 어느 것의 선단에 마련되어 있다. 또한, 대전량 센서(810)는, 각각의 리프트핀(81)의 선단에 마련되어도 된다. 대전량 센서(810)가 각각의 리프트핀(81)의 선단에 마련되는 경우, 제어 장치(200)는, 각각의 대전량 센서(810)에 의해 측정된 대전량의 최대값 또는 평균값을 대전량으로서 채용한다. 또한, 정전척(40)이 복수의 존에 분할되어 있고, 각각의 존에 전극(40a)이 1개씩 배치되어 있는 경우, 대전량 센서(810)는, 각각의 존에 적어도 1개 배치되는 것이 바람직하다. 이 경우도, 제어 장치(200)는, 각각의 대전량 센서(810)에 의해 측정된 대전량의 최대값 또는 평균값을 대전량으로서 채용한다.
처리 용기(10)의 주위에는, 고리 형상 또는 동심 형상으로 연장되는 자석(66)이 배치되어 있다. 처리 용기(10) 내에 있어서, 샤워 헤드(38)와 탑재대(11)의 사이의 처리 공간에는, 고주파 전원(32)에 의해 연직 방향의 RF 전계가 형성되고, 반도체 웨이퍼(W)의 표면 근방에 소망하는 가스에 의한 고밀도의 플라즈마가 생성된다.
기대(12)의 내부에는, 냉매가 흐르는 유로(70)가 형성되어 있다. 유로(70)에는, 배관(72) 및 배관(73)을 개재하여 도시하지 않은 칠러 유닛으로부터 온도 제어된 냉매가 순환 공급된다. 또한, 정전척(40)의 내부에는 히터(75)가 매설되어 있다. 히터(75)에는 도시하지 않은 교류 전원으로부터 소망하는 교류 전압이 인가된다. 유로(70) 내를 순환하는 냉매에 의한 냉각과 히터(75)에 의한 가열에 의해 정전척(40) 상의 반도체 웨이퍼(W)의 온도가 소망하는 온도로 조정된다. 또한, 히터(75)는 마련되어 있지 않아도 된다. 또한, 히터(75)는 정전척(40)과 기대(12)의 사이에 마련되어도 된다.
제어 장치(200)는 본체(100)의 각 부를 제어한다. 제어 장치(200)는, 예를 들면 가스 공급 기구(60), 배기 장치(28), 히터(75), 직류 전원(42), 스위치(43), 정합기(34), 고주파 전원(32), 구동부(85) 및 칠러 유닛 등을 제어한다.
이와 같은 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서, 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 에칭 등의 플라즈마 처리가 행해질 때에는, 먼저 게이트 밸브(30)가 열리고, 도시하지 않은 반송 아암 상에 보지된 반도체 웨이퍼(W)가 처리 용기(10) 내에 반입된다. 그리고, 정전척(40)의 표면으로부터 돌출한 리프트핀(81)에 의해 반송 아암으로부터 반도체 웨이퍼(W)가 들어 올려지고, 반도체 웨이퍼(W)가 반송 아암으로부터 리프트핀(81)에 넘겨받아진다. 그리고, 반송 아암이 처리 용기(10)의 밖으로 퇴피한 후에, 리프트핀(81)이 하강함으로써, 반도체 웨이퍼(W)가 정전척(40) 상에 탑재된다. 그리고, 게이트 밸브(30)가 닫힌다.
다음에, 직류 전원(42)으로부터 전극(40a)에 직류 전압이 공급되고, 반도체 웨이퍼(W)가 정전척(40)의 상면에 흡착 보지된다. 그리고, 배기 장치(28)에 의해 처리 용기(10) 내의 가스가 배기되고, 가스 공급 기구(60)로부터 에칭용의 처리 가스가 소정의 유량으로 처리 용기(10) 내에 공급되어, 처리 용기(10) 내의 압력이 조정된다. 그리고, 반도체 웨이퍼(W)와 정전척(40)의 사이에 전열 가스가 공급된다. 그리고, 고주파 전원(32)으로부터 소정의 고주파 전력이 기대(12)에 공급된다. 샤워 헤드(38)로부터 샤워 형상으로 도입된 에칭용의 처리 가스는, 고주파 전원(32)으로부터 공급된 고주파 전력에 의해 플라즈마화된다. 이에 의해, 샤워 헤드(38)와 기대(12)의 사이의 처리 공간에 있어서 플라즈마가 생성되고, 생성된 플라즈마에 포함되는 라디칼이나 이온에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 에칭된다.
플라즈마 처리가 종료된 후, 정전척(40)으로부터 반도체 웨이퍼(W)를 이탈시킬 때에는, 전열 가스의 공급이 정지되고, 정전척(40)의 전극(40a)으로의 전압의 공급이 정지된다. 그리고, 리프트핀(81)이 상승함으로써, 반도체 웨이퍼(W)가 정전척(40)으로부터 들어 올려진다. 그리고, 게이트 밸브(30)가 열리고, 도시하지 않은 반송 아암에 반도체 웨이퍼(W)가 넘겨받아져, 반도체 웨이퍼(W)가 처리 용기(10) 내로부터 반출된다.
여기서, 리프트핀(81)에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 들어 올려질 때에, 하중 센서(84)에 의해 리프트핀(81)에 걸리는 하중값(L)이 측정되고, 대전량 센서(810)에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 대전량(Q)이 측정된다. 그리고, 측정된 하중값(L) 및 대전량(Q)이 제어 장치(200)에 출력된다.
[제어 장치(200)의 구성]
도 3은, 제어 장치(200)의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 제어 장치(200)는 취득부(201), 판정부(202), DB(Data Base)(203) 및 프로세스 제어부(204)를 가진다.
DB(203)에는, 초기 하중값(L0), 초기 대전량(Q0), 하중 문턱값(Lth) 및 대전 문턱값(Qth)이 저장된다. 초기 하중값(L0)은, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류 흡착력이 없는 상태에 있어서 반도체 웨이퍼(W)를 리프트핀(81)에 의해 들어 올릴 때에 리프트핀(81)에 걸리는 하중값이다. 초기 하중값(L0)은, 예를 들면, 프로세스가 실행되기 전에, 리프트핀(81)에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 밀어 올려졌을 때에 하중 센서(84)에 의해 측정된다.
초기 대전량(Q0)은, 반도체 웨이퍼(W)가 대전하고 있지 않은 상태에 있어서 대전량 센서(810)에 의해 측정된 반도체 웨이퍼(W)의 대전량이다. 초기 대전량(Q0)은, 예를 들면, 프로세스가 실행되기 전에, 리프트핀(81)에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 밀어 올려졌을 때에 대전량 센서(810)에 의해 측정된다.
하중 문턱값(Lth)은, 초기 하중값(L0)으로부터, 리프트핀(81)에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 밀어 올려졌을 때에 반도체 웨이퍼(W)가 튀거나 깨지는 하중값까지의 하중값의 변화량보다 작은 값이다. 하중 문턱값(Lth)은 제 1 문턱값의 일례이다. 대전 문턱값(Qth)은, 초기 대전량(Q0)으로부터, 리프트핀(81)에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 밀어 올려졌을 때에 반도체 웨이퍼(W)가 튀거나 깨지는 대전량까지의 대전량의 변화량보다 작은 값이다.
하중 문턱값(Lth)은, 예를 들면 0.5[kgf]와 같은 값으로 설정된다. 또한, 대전 문턱값(Qth)은, 예를 들면 0.5μ[C]와 같은 값으로 설정된다. 또한, DB(203) 내에는, 각 레시피의 데이터도 미리 저장되어 있다.
취득부(201)는, 프로세스가 실행되기 전에, 하중 센서(84)에 의해 측정된 하중값(L)을 취득하고, 취득한 하중값(L)을, 초기 하중값(L0)으로서 DB(203)에 저장한다. 또한, 취득부(201)는, 프로세스가 실행되기 전에, 대전량 센서(810)에 의해 측정된 대전량(Q)을 취득하고, 취득한 대전량(Q)을, 초기 대전량(Q0)으로서 DB(203)에 저장한다. 또한, 취득부(201)는, 플라즈마 처리의 실행 후에 하중 센서(84)에 의해 측정된 하중값(L)을 취득하고, 취득한 하중값(L)을 판정부(202)에 출력한다. 또한, 취득부(201)는, 플라즈마 처리의 실행 후에 대전량 센서(810)에 의해 측정된 대전량(Q)을 취득하고, 취득한 대전량(Q)을 판정부(202)에 출력한다.
판정부(202)는, 취득부(201)로부터 하중값(L) 및 대전량(Q)이 출력된 경우, 초기 하중값(L0), 하중 문턱값(Lth), 초기 대전량(Q0) 및 대전 문턱값(Qth)을 DB(203)로부터 취득한다. 그리고, 판정부(202)는, 대전량(Q)으로부터 초기 대전량(Q0)을 뺀 값인 대전량(Q)의 변화량(ΔQ)의 값이, 대전 문턱값(Qth)보다 큰지의 여부를 판정한다. 변화량(ΔQ)의 값이 대전 문턱값(Qth) 이하일 경우, 판정부(202)는, 하중값(L)으로부터 초기 하중값(L0)을 뺀 값인 하중값(L)의 변화량(ΔL)의 값이, 하중 문턱값(Lth)보다 큰지의 여부를 판정한다. 변화량(ΔL)의 값이 하중 문턱값(Lth)보다 큰 경우, 즉, 대전량(Q)이 그다지 크지 않음에도 불구하고 하중값(L)이 큰 경우, 판정부(202)는, 플라즈마 처리 A의 실행을 프로세스 제어부(204)에 지시한다.
플라즈마 처리 A란, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 퇴적한 퇴적물에 포함되는 특정 원소의 미결합손과 반도체 웨이퍼(W)의 원소의 미결합손의 결합에 기초한 흡착력을 저감하기 위한 처리이다. 플라즈마 처리 A에서는, 반도체 웨이퍼(W)가 반출된 후에, 처리 용기(10) 내에 플라즈마가 생성되고, 플라즈마에 포함되는 원소에 의해, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 퇴적한 퇴적물에 포함되는 원소의 미결합손이 종단(終端)된다. 예를 들면, 플라즈마에 포함되는 질소 원자에 의해 퇴적물에 포함되는 불소의 미결합손이 종단된다. 이에 의해, 분자간력에 기초한 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이의 흡착력이 저감된다.
플라즈마 처리 A는, 질소 함유 가스를 플라즈마화함으로써 생성된 제 1 플라즈마를 이용하는 플라즈마 처리이고, 예를 들면 하기의 조건에서 행해진다.
가스 종류 : 질소 가스
유량 : 300sccm
시간 : 10초
한편, 변화량(ΔQ)의 값이 대전 문턱값(Qth)보다 큰 경우, 판정부(202)는, 변화량(ΔL)의 값이 하중 문턱값(Lth)보다 큰지의 여부를 판정한다. 변화량(ΔL)의 값이 하중 문턱값(Lth) 이하일 경우, 즉, 대전량(Q)은 크지만 하중값(L)이 그다지 크지 않을 경우, 판정부(202)는, 플라즈마 처리 B의 실행을 프로세스 제어부(204)에 지시한다.
플라즈마 처리 B란, 플라즈마 처리의 과정에서 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 퇴적한 퇴적물에 대전하는 전하에 기초한 흡착력을 저감하기 위한 처리이다. 플라즈마 처리 B에서는, 반도체 웨이퍼(W)가 반출된 후에, 처리 용기(10) 내에 플라즈마가 생성되고, 플라즈마에 포함되는 이온이나 전자에 의해, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 퇴적한 퇴적물에 대전한 전하가 제거된다. 이에 의해, 퇴적물의 대전에 의한 정전기력에 기초한 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이의 흡착력이 저감된다.
플라즈마 처리 B는, 산소 또는 아르곤을 포함하는 가스를 플라즈마화함으로써 생성되는 제 2 플라즈마를 이용한 플라즈마 처리이고, 예를 들면 하기의 조건에서 행해진다.
가스 종류 : 산소 가스 및 CF4 가스
유량 : 산소 가스=1350sccm, CF4 가스=150sccm
시간 : 25초
또한, 하중값(L)이 그다지 크지 않을 경우에는, 흡착력의 저감이라는 관점에서는, 반드시 플라즈마 처리 B가 실행될 필요는 없다. 그러나, 퇴적물의 대전량(Q)이 큰 경우에는, 정전척(40)으로부터 반도체 웨이퍼(W)가 들어 올려질 때에, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에서 방전이 발생하여, 정전척(40)이나 반도체 웨이퍼(W) 등에 데미지가 생기는 경우가 있다. 또한, 퇴적물의 대전량(Q)이 큰 경우에는, 반도체 웨이퍼(W)도 퇴적물과 반대의 극성으로 대전한다. 그 때문에, 처리 용기(10) 내의 파티클이 반도체 웨이퍼(W)에 끌어 당겨지고, 파티클에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 오염되는 경우가 있다. 그래서, 하중값(L)이 그다지 크지 않을 경우라도, 대전량(Q)은 큰 경우에는, 플라즈마 처리 B가 실행됨으로써, 퇴적물의 대전량(Q)이 저감된다.
또한, 플라즈마 처리 B는, CF4 가스를 이용하지 않고, 650sccm의 산소 가스를 플라즈마화하는 처리여도 된다. 또한, 플라즈마 처리 B는, CF4 가스 및 산소 가스를 이용하지 않고, 1000sccm의 아르곤 가스를 플라즈마화하는 처리여도 된다. 아르곤 가스를 이용하는 경우의 처리 시간은, 예를 들면 10초이다.
한편, 변화량(ΔL)의 값이 하중 문턱값(Lth)보다 큰 경우, 즉, 대전량(Q)도 하중값(L)도 큰 경우, 판정부(202)는, 플라즈마 처리 C의 실행을 프로세스 제어부(204)에 지시한다. 플라즈마 처리 C란, 퇴적물에 의한 분자간력에 기초한 흡착력과, 퇴적물의 대전에 의한 정전기력에 기초한 흡착력을 저감하는 처리이다. 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 C는, 예를 들면, 전술한 플라즈마 처리 A와 플라즈마 처리 B를 각각 실행하는 처리이다. 플라즈마 처리 C에서는, 플라즈마 처리 A가 실행된 후에 플라즈마 처리 B가 실행된다. 또한, 플라즈마 처리 C에서는, 플라즈마 처리 B가 실행된 후에 플라즈마 처리 A가 실행되어도 된다. 이에 의해, 퇴적물에 포함되는 원소의 미결합손의 종단 및 퇴적물에 대전한 전하의 제거를 양립할 수 있다.
프로세스 제어부(204)는, DB(203)에 저장된 레시피에 기초하여, 본체(100)의 각 부를 제어함으로써, 본체(100)에 레시피에 규정된 플라즈마 처리를 실행시킨다. 또한, 프로세스 제어부(204)는, 판정부(202)로부터 플라즈마 처리 A, B, 또는 C의 실행이 지시된 경우, 대응하는 레시피를 DB(203)로부터 독출하고, 독출된 레시피에 따라 본체(100)의 각 부를 제어한다.
[잔류 흡착력 저감 방법]
도 4는, 잔류 흡착력 저감 방법의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 4에 예시되는 잔류 흡착력 저감 방법은, 제어 장치(200)의 제어에 따라 본체(100)가 동작함으로써 실현된다. 잔류 흡착력 저감 방법은 처리 방법의 일례이다. 또한, 도 4에 예시된 처리가 실행되기 전에, 더미 웨이퍼 등을 이용하여, 하중 센서(84)에 의해 리프트핀(81)에 걸리는 초기 하중값(L0)이 측정되고, 대전량 센서(810)에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 초기 대전량(Q0)이 측정된다. 그리고, 제어 장치(200)의 취득부(201)는, 측정된 초기 하중값(L0) 및 초기 대전량(Q0)을 취득하여, DB(203) 내에 저장한다.
먼저, 반도체 웨이퍼(W)가 처리 용기(10) 내에 반입된다(S10). 단계 S10에서는, 게이트 밸브(30)가 열리고, 도시하지 않은 반송 아암 상에 보지된 반도체 웨이퍼(W)가 처리 용기(10) 내에 반입된다. 그리고, 정전척(40)의 표면으로부터 돌출한 리프트핀(81)에 의해 반송 아암으로부터 반도체 웨이퍼(W)가 들어 올려지고, 반도체 웨이퍼(W)가 반송 아암으로부터 리프트핀(81)에 넘겨받아진다. 그리고, 반송 아암이 처리 용기(10)의 밖으로 퇴피한 후에, 리프트핀(81)이 하강함으로써, 반도체 웨이퍼(W)가 정전척(40) 상에 탑재된다. 그리고, 게이트 밸브(30)가 닫힌다. 그리고, 직류 전원(42)으로부터 전극(40a)에 직류 전압이 공급되고, 반도체 웨이퍼(W)가 정전척(40)의 상면에 흡착 보지된다.
다음에, 처리 용기(10) 내에 반입된 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 에칭 등의 플라즈마 처리가 실시된다(S11). 단계 S11에서는, 배기 장치(28)에 의해 처리 용기(10) 내의 가스가 배기되고, 가스 공급 기구(60)로부터 에칭용의 처리 가스가 소정의 유량으로 처리 용기(10) 내에 공급되어, 처리 용기(10) 내의 압력이 조정된다. 그리고, 반도체 웨이퍼(W)와 정전척(40)의 사이에 전열 가스가 공급된다. 그리고, 고주파 전원(32)으로부터 소정의 고주파 전력이 기대(12)에 공급된다. 샤워 헤드(38)로부터 샤워 형상으로 도입된 에칭용의 처리 가스는, 고주파 전원(32)으로부터 공급된 고주파 전력에 의해 플라즈마화된다. 이에 의해, 샤워 헤드(38)와 기대(12)의 사이의 처리 공간에 있어서 플라즈마가 생성되고, 생성된 플라즈마에 포함되는 라디칼이나 이온에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 에칭 등의 플라즈마 처리가 실시된다.
다음에, 플라즈마 처리가 실시된 반도체 웨이퍼(W)가 처리 용기(10) 내로부터 반출된다(S12). 단계 S12에서는, 전열 가스의 공급이 정지되고, 정전척(40)의 전극(40a)으로의 전압의 공급이 정지된다. 그리고, 리프트핀(81)이 상승함으로써, 반도체 웨이퍼(W)가 정전척(40)으로부터 들어 올려진다. 이 때, 하중 센서(84)에 의해 리프트핀(81)에 걸리는 하중값(L)이 측정되고, 대전량 센서(810)에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 대전량(Q)이 측정된다. 그리고, 게이트 밸브(30)가 열리고, 처리 용기(10) 내에 진입한 도시하지 않은 반송 아암에 반도체 웨이퍼(W)가 넘겨받아져, 반도체 웨이퍼(W)가 처리 용기(10) 내로부터 반출된다. 단계 S12는, 제 1 측정 공정 및 제 2 측정 공정의 일례이다.
다음에, 하중 센서(84)에 의해 측정된 하중값(L), 및, 대전량 센서(810)에 의해 측정된 대전량(Q)이 제어 장치(200)에 출력된다. 제어 장치(200)의 취득부(201)는, 측정된 하중값(L) 및 대전량(Q)을 취득한다(S13). 그리고, 취득부(201)는, 취득된 하중값(L) 및 대전량(Q)을 판정부(202)에 출력한다.
다음에, 판정부(202)는 변화량(ΔQ 및 ΔL)을 산출한다(S14). 예를 들면, 판정부(202)는, 취득부(201)로부터 하중값(L) 및 대전량(Q)이 출력된 경우, 초기 하중값(L0), 하중 문턱값(Lth), 초기 대전량(Q0) 및 대전 문턱값(Qth)을 DB(203)로부터 취득한다. 그리고, 판정부(202)는, 대전량(Q)으로부터 초기 대전량(Q0)을 뺀 값을 대전량(Q)의 변화량(ΔQ)으로서 산출하고, 하중값(L)으로부터 초기 하중값(L0)을 뺀 값을 하중값(L)의 변화량(ΔL)으로서 산출한다. 단계 S14는, 제 1 산출 공정 및 제 2 산출 공정의 일례이다.
다음에, 판정부(202)는, 변화량(ΔQ)의 값이 대전 문턱값(Qth)보다 큰지의 여부를 판정한다(S15). 변화량(ΔQ)의 값이 대전 문턱값(Qth) 이하일 경우(S15:No), 판정부(202)는, 변화량(ΔL)의 값이 하중 문턱값(Lth)보다 큰지의 여부를 판정한다(S16). 변화량(ΔL)의 값이 하중 문턱값(Lth) 이하일 경우(S16:No), 즉, 대전량(Q)도 하중값(L)도 그다지 크지 않을 경우, 단계 S21에 나타내어지는 처리가 실행된다.
한편, 변화량(ΔL)의 값이 하중 문턱값(Lth)보다 큰 경우(S16:Yes), 대전량(Q)이 그다지 크지 않음에도 불구하고 하중값(L)이 큰 경우, 판정부(202)는, 플라즈마 처리 A의 실행을 프로세스 제어부(204)에 지시한다. 프로세스 제어부(204)는, 플라즈마 처리 A에 대응하는 레시피를 DB(203)로부터 독출하고, 독출된 레시피에 따라 본체(100)의 각 부를 제어함으로써, 플라즈마 처리 A를 실행한다(S17). 플라즈마 처리 A는 제 1 플라즈마 처리 공정의 일례이다. 그리고, 단계 S21에 나타내어지는 처리가 실행된다.
한편, 변화량(ΔQ)의 값이 대전 문턱값(Qth)보다 큰 경우(S15:Yes), 판정부(202)는, 변화량(ΔL)의 값이 하중 문턱값(Lth)보다 큰지의 여부를 판정한다(S18). 변화량(ΔL)의 값이 하중 문턱값(Lth) 이하일 경우(S18:No), 즉, 대전량(Q)은 크지만 하중값(L)이 그다지 크지 않을 경우, 판정부(202)는, 플라즈마 처리 B의 실행을 프로세스 제어부(204)에 지시한다. 프로세스 제어부(204)는, 플라즈마 처리 B에 대응하는 레시피를 DB(203)로부터 독출하고, 독출된 레시피에 따라 본체(100)의 각 부를 제어함으로써, 플라즈마 처리 B를 실행한다(S19). 플라즈마 처리 B는 제 2 플라즈마 처리 공정의 일례이다. 그리고, 단계 S21에 나타내어지는 처리가 실행된다.
한편, 변화량(ΔL)의 값이 하중 문턱값(Lth)보다 큰 경우(S18:Yes), 즉, 대전량(Q)도 하중값(L)도 큰 경우, 판정부(202)는, 플라즈마 처리 C의 실행을 프로세스 제어부(204)에 지시한다. 프로세스 제어부(204)는, 플라즈마 처리 C에 대응하는 레시피를 DB(203)로부터 독출하고, 독출된 레시피에 따라 본체(100)의 각 부를 제어함으로써, 플라즈마 처리 C를 실행한다(S20).
그리고, 프로세스 제어부(204)는, 프로세스를 종료할지의 여부를 판정한다(S21). 프로세스를 속행하는 경우(S21:No), 다시 단계 S10에 나타내어진 처리가 실행된다. 한편, 프로세스를 종료하는 경우(S21:Yes), 본 플로우 차트에 나타내어진 잔류 흡착력 저감 방법은 종료된다.
[하드웨어]
제어 장치(200)는, 예를 들면 도 5에 나타내어지는 바와 같은 구성의 계산기(90)에 의해 실현된다. 도 5는, 제어 장치(200)의 기능을 실현하는 계산기(90)의 일례를 나타내는 도이다. 계산기(90)는, CPU(Central Processing Unit)(91), RAM(Random Access Memory)(92), ROM(Read Only Memory)(93), 보조 기억 장치(94), 통신 I/F(인터페이스)(95), 입출력 I/F(96) 및 미디어 I/F(97)를 구비한다.
CPU(91)는, ROM(93) 또는 보조 기억 장치(94)에 저장된 프로그램에 기초하여 동작하고, 각 부의 제어를 행한다. ROM(93)은, 계산기(90)의 기동 시에 CPU(91)에 의해 실행되는 부팅 프로그램이나, 계산기(90)의 하드웨어에 의존하는 프로그램 등을 저장한다.
보조 기억 장치(94)는, 예를 들면 HDD(Hard Disk Drive) 또는 SSD(Solid State Drive) 등이며, CPU(91)에 의해 실행되는 프로그램 및 당해 프로그램에 의해 사용되는 데이터 등을 저장한다. CPU(91)는, 당해 프로그램을, 보조 기억 장치(94)로부터 독출하여 RAM(92) 상에 로드하고, 로드한 프로그램을 실행한다.
통신 I/F(95)는, LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 개재하여 본체(100)와의 사이에서 통신을 행한다. 통신 I/F(95)는, 통신 회선을 개재하여 본체(100)로부터 데이터를 수신하여 CPU(91)로 보내고, CPU(91)가 생성한 데이터를, 통신 회선을 개재하여 본체(100)로 송신한다.
CPU(91)는, 입출력 I/F(96)를 개재하여, 키보드 등의 입력 장치 및 디스플레이 등의 출력 장치를 제어한다. CPU(91)는, 입출력 I/F(96)를 개재하여, 입력 장치로부터 입력된 신호를 취득하여 CPU(91)로 보낸다. 또한, CPU(91)는, 생성한 데이터를, 입출력 I/F(96)를 개재하여 출력 장치에 출력한다.
미디어 I/F(97)는, 기록 매체(98)에 저장된 프로그램 또는 데이터를 판독하고, 보조 기억 장치(94)에 저장한다. 기록 매체(98)는, 예를 들면 DVD(Digital Versatile Disc), PD(Phase change rewritable Disk) 등의 광학 기록 매체, MO(Magneto-Optical disk) 등의 광자기 기록 매체, 테이프 매체, 자기 기록 매체, 또는 반도체 메모리 등이다.
CPU(91)는, RAM(92) 상에 로드된 프로그램을 실행함으로써, 취득부(201), 판정부(202) 및 프로세스 제어부(204)의 각 기능을 실현한다. 또한, 보조 기억 장치(94)에는, DB(203) 내의 데이터가 저장된다.
CPU(91)는, 기록 매체(98)로부터 판독하여 보조 기억 장치(94)에 저장된 프로그램을 실행하지만, 다른 예로서, CPU(91)는, 다른 장치로부터, 통신 회선을 개재하여 프로그램을 취득하고, 취득된 프로그램을 실행해도 된다.
이상, 일 실시형태에 대하여 설명했다. 상기한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 처리 방법은, 제 1 측정 공정과, 제 1 산출 공정과, 제 1 플라즈마 처리 공정을 포함한다. 제 1 측정 공정에서는, 반도체 웨이퍼(W)를 보지하는 정전척(40)으로부터 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)를 리프트핀(81)에 의해 들어 올릴 때에 리프트핀(81)에 걸리는 하중값(L)이 측정된다. 제 1 산출 공정에서는, 측정된 하중값(L)과, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류 흡착력이 없는 상태에 있어서 반도체 웨이퍼(W)를 리프트핀(81)에 의해 들어 올릴 때에 리프트핀(81)에 걸리는 초기 하중값(L0)에 기초하여 하중값(L)의 변화량(ΔL)이 산출된다. 제 1 플라즈마 처리 공정에서는, 하중값(L)의 변화량(ΔL)이 미리 정해진 하중 문턱값(Lth) 이상일 경우, 정전척(40)의 표면이 제 1 플라즈마에 노출된다. 이에 의해, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류하는 분자간력에 기초한 흡착력을 저감할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 하중 문턱값(Lth)은, 초기 하중값(L0)으로부터, 리프트핀(81)에 의해 들어 올려질 때에 반도체 웨이퍼(W)가 튈 때에 리프트핀(81)에 걸리는 하중값(L)까지의 변화량보다 작은 값이다. 이에 의해, 리프트핀(81)에 의해 들어 올려질 때에 잔류 흡착력에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 튀는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 제 1 플라즈마는, 질소 함유 가스를 플라즈마화함으로써 생성된 플라즈마이다. 이에 의해, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류하는 분자간력에 기초한 흡착력을 저감할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서의 처리 방법은, 제 2 측정 공정과, 제 2 산출 공정과, 제 2 플라즈마 처리 공정을 포함한다. 제 2 측정 공정에서는, 정전척(40)으로부터 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)를 리프트핀(81)에 의해 들어 올릴 때에, 반도체 웨이퍼(W)에 접촉하는 측의 리프트핀(81)의 선단에 마련된 대전량 센서(810)에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 대전량(Q)이 측정된다. 제 2 산출 공정에서는, 측정된 대전량(Q)과, 반도체 웨이퍼(W)가 대전하고 있지 않은 상태에 있어서 대전량 센서(810)에 의해 측정된 초기 대전량(Q0)에 기초하여 대전량(Q)의 변화량(ΔQ)이 산출된다. 제 2 플라즈마 처리 공정에서는, 대전량(Q)의 변화량(ΔQ)이 미리 정해진 대전 문턱값(Qth) 이상일 경우에, 정전척(40)의 표면이 제 2 플라즈마에 노출된다. 이에 의해, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류하는 정전기력에 기초한 흡착력을 저감할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 제 2 플라즈마는, 산소 또는 아르곤을 포함하는 가스를 플라즈마화함으로써 생성된 플라즈마이다. 이에 의해, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류하는 정전기력에 기초한 흡착력을 저감할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서의 탑재대(11)는, 정전척(40)과, 리프트핀(81)과, 하중 센서(84)와, 구동부(85)를 구비한다. 정전척(40)은 반도체 웨이퍼(W)를 보지한다. 리프트핀(81)은, 정전척(40)을 관통하고, 정전척(40)에 보지된 반도체 웨이퍼(W)를 정전척(40)으로부터 들어 올린다. 구동부(85)는 리프트핀(81)을 승강시킨다. 하중 센서(84)는, 정전척(40)으로부터 반도체 웨이퍼(W)가 들어 올려질 때에, 리프트핀(81)에 걸리는 하중값을 측정한다. 이에 의해, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류하는 분자간력에 기초한 흡착력의 증가를 검출할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 반도체 웨이퍼(W)에 접촉하는 측의 리프트핀(81)의 선단에는, 반도체 웨이퍼(W)의 대전량을 측정하는 대전량 센서(810)가 마련되어 있다. 이에 의해, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류하는 정전기력에 기초한 흡착력의 증가를 검출할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치(1)는, 처리 용기(10)와, 정전척(40)과, 리프트핀(81)과, 하중 센서(84)와, 구동부(85)와, 제어 장치(200)를 구비한다. 정전척(40)은, 처리 용기(10) 내에 마련되고, 반도체 웨이퍼(W)를 보지한다. 리프트핀(81)은, 정전척(40)을 관통하고, 정전척(40)에 보지된 반도체 웨이퍼(W)를 정전척(40)으로부터 들어 올린다. 구동부(85)는 리프트핀을 승강시킨다. 하중 센서(84)는, 정전척(40)으로부터 반도체 웨이퍼(W)가 들어 올려질 때에, 리프트핀(81)에 걸리는 하중값을 측정한다. 제어 장치(200)는, 제 1 측정 공정과, 제 1 산출 공정과, 제 1 플라즈마 처리 공정을 실행한다. 제 1 측정 공정에서는, 하중 센서(84)를 이용하여, 반도체 웨이퍼(W)를 보지하는 정전척(40)으로부터 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)를 리프트핀(81)에 의해 들어 올릴 때에 리프트핀(81)에 걸리는 하중값(L)이 측정된다. 제 1 산출 공정에서는, 측정된 하중값(L)과, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류 흡착력이 없는 상태에 있어서 반도체 웨이퍼(W)를 리프트핀(81)에 의해 들어 올릴 때에 리프트핀(81)에 걸리는 초기 하중값(L0)에 기초하여 하중값(L)의 변화량(ΔL)이 산출된다. 제 1 플라즈마 처리 공정에서는, 하중값(L)의 변화량(ΔL)이 미리 정해진 하중 문턱값(Lth) 이상일 경우, 정전척(40)의 표면이 제 1 플라즈마에 노출된다. 이에 의해, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류하는 분자간력에 기초한 흡착력을 저감할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서의 프로그램은, 제 1 측정 공정과, 제 1 산출 공정과, 제 1 플라즈마 처리 공정을 플라즈마 처리 장치(1)에 실행시킨다. 제 1 측정 공정에서는, 반도체 웨이퍼(W)를 보지하는 정전척(40)으로부터 처리 후의 반도체 웨이퍼(W)를 리프트핀(81)에 의해 들어 올릴 때에 리프트핀(81)에 걸리는 하중값(L)이 측정된다. 제 1 산출 공정에서는, 측정된 하중값(L)과, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류 흡착력이 없는 상태에 있어서 반도체 웨이퍼(W)를 리프트핀(81)에 의해 들어 올릴 때에 리프트핀(81)에 걸리는 초기 하중값(L0)에 기초하여 하중값(L)의 변화량(ΔL)이 산출된다. 제 1 플라즈마 처리 공정에서는, 하중값(L)의 변화량(ΔL)이 미리 정해진 하중 문턱값(Lth) 이상일 경우, 정전척(40)의 표면이 제 1 플라즈마에 노출된다. 이에 의해, 정전척(40)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에 잔류하는 분자간력에 기초한 흡착력을 저감할 수 있다.
[기타]
또한, 본원에 개시된 기술은, 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지의 범위 내에서 수많은 변형이 가능하다.
예를 들면, 상기한 실시형태에 있어서, 제어 장치(200)는, 하중값(L)의 변화량(ΔL)의 값이 하중 문턱값(Lth)보다 큰 경우에, 플라즈마 처리 A를 실행하고, 대전량(Q)의 변화량(ΔQ)의 값이 대전 문턱값(Qth)보다 큰 경우에, 플라즈마 처리 B를 실행한다. 그러나, 개시의 기술은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제어 장치(200)는, 하중값(L)이 하중 문턱값(Lth')보다 큰 경우에, 플라즈마 처리 A를 실행하고, 대전량(Q)이 대전 문턱값(Qth')보다 큰 경우에, 플라즈마 처리 B를 실행해도 된다. 이 경우, 하중 문턱값(Lth')은, 초기 하중값(L0)과, 리프트핀(81)에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 밀어 올려졌을 때에 반도체 웨이퍼(W)가 튀거나 깨지는 하중값의 사이의 하중값이다. 또한, 대전 문턱값(Qth')은, 초기 대전량(Q0)과, 리프트핀(81)에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 밀어 올려졌을 때에 반도체 웨이퍼(W)가 튀거나 깨지는 대전량의 사이의 대전량이다.
또한, 상기한 각 실시형태에서는, 플라즈마원의 일례로서, 용량 결합형 플라즈마(CCP)를 이용하여 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치(1)로서 설명했지만, 플라즈마원은 이에 한정되지 않는다. 용량 결합형 플라즈마 이외의 플라즈마원으로서는, 예를 들면, 유도 결합 플라즈마(ICP), 마이크로파 여기(勵起) 표면파 플라즈마(SWP), 전자 사이클로트론 공명 플라즈마(ECP) 및 헬리콘파 여기 플라즈마(HWP) 등을 들 수 있다.
또한, 금번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 실제로, 상기한 실시형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기의 실시형태는, 첨부의 특허 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
W : 반도체 웨이퍼
1 : 플라즈마 처리 장치
100 : 본체
10 : 처리 용기
11 : 탑재대
38 : 샤워 헤드
40 : 정전척
40a : 전극
43 : 스위치
42 : 직류 전원
60 : 가스 공급 기구
81 : 리프트핀
810 : 대전량 센서
84 : 하중 센서
85 : 구동부
200 : 제어 장치
201 : 취득부
202 : 판정부
203 : DB
204 : 프로세스 제어부

Claims (9)

  1. 기판을 보지하는 정전척으로부터 처리 후의 상기 기판을 리프트핀에 의해 들어 올릴 때에 상기 리프트핀에 걸리는 하중값을 측정하는 제 1 측정 공정과,
    측정된 상기 하중값과, 상기 정전척과 상기 기판의 사이에 잔류 흡착력이 없는 상태에 있어서 상기 기판을 상기 리프트핀에 의해 들어 올릴 때에 상기 리프트핀에 걸리는 초기 하중값에 기초하여 상기 하중값의 변화량을 산출하는 제 1 산출 공정과,
    상기 하중값의 변화량이 미리 정해진 제 1 문턱값 이상일 경우에, 상기 정전척의 표면을 제 1 플라즈마에 노출하는 제 1 플라즈마 처리 공정
    을 포함하는 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 문턱값은,
    상기 초기 하중값으로부터, 상기 리프트핀에 의해 들어 올려질 때에 상기 기판이 튈 때에 상기 리프트핀에 걸리는 하중값까지의 변화량보다 작은 값인 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 플라즈마는, 질소 함유 가스를 플라즈마화함으로써 생성된 플라즈마인 처리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 정전척으로부터 처리 후의 상기 기판을 상기 리프트핀에 의해 들어 올릴 때에, 상기 기판에 접촉하는 측의 상기 리프트핀의 선단에 마련된 센서에 의해 상기 기판의 대전량을 측정하는 제 2 측정 공정과,
    측정된 상기 대전량과, 상기 기판이 대전하고 있지 않은 상태에 있어서 상기 센서에 의해 측정된 초기 대전량에 기초하여 상기 대전량의 변화량을 산출하는 제 2 산출 공정과,
    상기 대전량의 변화량이 미리 정해진 제 2 문턱값 이상일 경우에, 상기 정전척의 표면을 제 2 플라즈마에 노출하는 제 2 플라즈마 처리 공정
    을 더 포함하는 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 플라즈마는, 산소 또는 아르곤을 포함하는 가스를 플라즈마화함으로써 생성된 플라즈마인 처리 방법.
  6. 기판을 보지하는 정전척과,
    상기 정전척을 관통하고, 상기 정전척에 보지된 상기 기판을 상기 정전척으로부터 들어 올리는 리프트핀과,
    상기 리프트핀을 승강시키는 구동부와,
    상기 정전척으로부터 상기 기판이 들어 올려질 때에, 상기 리프트핀에 걸리는 하중값을 측정하는 제 1 센서
    를 구비하는 탑재대.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기판에 접촉하는 측의 상기 리프트핀의 선단에는, 상기 기판의 대전량을 측정하는 제 2 센서가 마련되어 있는 탑재대.
  8. 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 마련되고, 기판을 보지하는 정전척과,
    상기 정전척을 관통하고, 상기 정전척에 보지된 상기 기판을 상기 정전척으로부터 들어 올리는 리프트핀과,
    상기 리프트핀을 승강시키는 구동부와,
    상기 정전척으로부터 상기 기판이 들어 올려질 때에, 상기 리프트핀에 걸리는 하중값을 측정하는 하중 센서와,
    제어 장치
    를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 정전척으로부터 처리 후의 상기 기판을 상기 리프트핀에 의해 들어 올릴 때에 상기 리프트핀에 걸리는 하중값을 상기 하중 센서에 의해 측정하는 제 1 측정 공정과,
    측정된 상기 하중값과, 상기 정전척과 상기 기판의 사이에 잔류 흡착력이 없는 상태에 있어서 상기 기판을 상기 리프트핀에 의해 들어 올릴 때에 상기 리프트핀에 걸리는 초기 하중값에 기초하여 상기 하중값의 변화량을 산출하는 제 1 산출 공정과,
    상기 하중값의 변화량이 미리 정해진 제 1 문턱값 이상일 경우에, 상기 정전척의 표면을 제 1 플라즈마에 노출하는 제 1 플라즈마 처리 공정
    을 실행하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 기판을 보지하는 정전척으로부터 처리 후의 상기 기판을 리프트핀에 의해 들어 올릴 때에 상기 리프트핀에 걸리는 하중값을 측정하는 제 1 측정 공정과,
    측정된 상기 하중값과, 상기 정전척과 상기 기판의 사이에 잔류 흡착력이 없는 상태에 있어서 상기 기판을 상기 리프트핀에 의해 들어 올릴 때에 상기 리프트핀에 걸리는 초기 하중값에 기초하여 상기 하중값의 변화량을 산출하는 제 1 산출 공정과,
    상기 하중값의 변화량이 미리 정해진 제 1 문턱값 이상일 경우에, 상기 정전척의 표면을 제 1 플라즈마에 노출하는 제 1 플라즈마 처리 공정
    을 플라즈마 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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