KR20210097621A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 시스템 - Google Patents

기판 처리 방법 및 기판 처리 시스템 Download PDF

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KR20210097621A
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야스타카 하마
노부아키 신도
시게루 요네다
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 플라스마 처리 후의 기판의 제전 처리를 적절하게 행한다. 기판을 처리하는 방법이며, (a) 정전 척 상에 상기 기판을 적재하고, 상기 정전 척에 직류 전압을 인가함으로써 상기 기판을 상기 정전 척에 흡착시키는 공정과, (b) 전극에 고주파 전력을 공급하여, 불활성 가스에 의해 플라스마를 생성하는 공정과, (c) 상기 정전 척에의 상기 직류 전압의 인가를 정지하는 공정과, (d) 상기 전극에 공급된 상기 고주파 전력을 서서히 저하시켜, 당해 고주파 전력을 0W로 하는 공정을 갖는다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 시스템{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}
본 개시는, 기판 처리 방법 및 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 정전 척에 흡착된 웨이퍼의 이탈 방법이 개시되어 있다. 이러한 방법에서는, 불활성 가스의 플라스마를 사용하여, 정전 척에 흡착된 웨이퍼의 잔류 전하를 제거할 때, 척 전극에 제전 전압(Vplasma)을 인가한다. Vplasma는, 플라스마 인가 시의 웨이퍼의 셀프 바이어스 전위(Vdc)에 상당한다.
특허문헌 2에는, 시료대에 흡착된 웨이퍼의 이탈 방법이 개시되어 있다. 이러한 방법에서는, 시료대로부터 시료를 이탈시키는 처리를 개시 후, 플라스마 생성용 고주파 전력의 공급을 정지하고 나서 소정 시간이 경과 후에 웨이퍼를 시료대에 정전 흡착시키기 위한 전극에 인가되는 직류 전압을 소정의 값에서 대략 0V로 변경한다. 상기 소정의 값은, 직류 전압이 대략 0V일 때의 웨이퍼의 전위가 대략 0V가 되는 미리 구해진 값이다. 상기 소정 시간은, 플라스마에 의해 생성된 하전 입자가 소실되는 시간 또는 애프터 글로우 방전이 소실되는 시간에 기초하여 규정된 시간이다.
일본 특허 공개 제2004-47511호 공보 일본 특허 공개 제2018-22756호 공보
본 개시에 따른 기술은, 플라스마 처리 후의 기판의 제전 처리를 적절하게 행한다.
본 개시의 일 양태는, 기판을 처리하는 방법이며, (a) 정전 척 상에 상기 기판을 적재하고, 상기 정전 척에 직류 전압을 인가함으로써 상기 기판을 상기 정전 척에 흡착시키는 공정과, (b) 전극에 고주파 전력을 공급하여, 불활성 가스에 의해 플라스마를 생성하는 공정과, (c) 상기 정전 척에의 상기 직류 전압의 인가를 정지하는 공정과, (d) 상기 전극에 공급된 상기 고주파 전력을 서서히 저하시켜, 당해 고주파 전력을 0W로 하는 공정을 갖는다.
본 개시에 의하면, 플라스마 처리 후의 기판의 제전 처리를 적절하게 행할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 플라스마 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 설명도이다.
도 2는 본 실시 형태에서 웨이퍼의 이탈 처리의 처리 공정을 도시하는 설명도이다.
도 3은 웨이퍼의 이탈 처리에서의 웨이퍼의 전위, 리프터 핀의 속도, 하부 전극에 공급하는 고주파 전력의 경시 변화를 도시하고 있다.
도 4는 웨이퍼의 이탈 처리에서의 웨이퍼의 전위, 리프터 핀의 속도, 하부 전극에 공급하는 고주파 전력의 경시 변화를 도시하며, 실시예와 비교예를 비교한 것이다.
도 5는 웨이퍼의 이탈 처리에서의 웨이퍼의 전위, 리프터 핀의 속도, 하부 전극에 공급하는 고주파 전력의 경시 변화를 도시하고, 고주파 전력의 저하 시간을 변동시켜서 실시예와 비교예를 비교한 것이다.
도 6은 고주파 전력을 200W에서 0W로 저하시킨 경우에, 저하 시간을 변동시켰을 때의 웨이퍼의 전위 변동을 나타내는 그래프이다.
도 7은 다른 실시 형태에서 웨이퍼의 이탈 처리의 처리 공정을 도시하는 설명도이다.
도 8은 다른 실시 형태에서 웨이퍼의 이탈 처리의 처리 공정을 도시하는 설명도이다.
도 9는 다른 실시 형태에서 웨이퍼의 이탈 처리의 처리 공정을 도시하는 설명도이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서 플라스마 처리 장치에서는, 처리 가스를 여기시킴으로써 플라스마를 생성하여, 당해 플라스마에 의해 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함)를 처리한다. 이러한 플라스마 처리 장치에는, 웨이퍼를 적재해서 흡착하는 정전 척(ESC: Electrostatic Chuck)이 마련되고, 당해 정전 척 상에서 웨이퍼가 흡착 보유 지지된 상태에서 플라스마 처리가 행하여진다.
정전 척에 직류 전압을 인가함으로써, 정전 척과 웨이퍼의 사이에 쿨롱력을 발생시켜, 웨이퍼를 흡착 보유 지지한다. 이러한 경우, 정전 척으로부터 웨이퍼를 이탈시킬 때는, 웨이퍼에 전하가 잔류한다. 이 때문에, 웨이퍼에 대한 정전 척의 보유 지지력이 유지되어, 웨이퍼의 이탈이 적절하게 행하여지지 않아 웨이퍼의 위치 어긋남 또는 파손이 생기는 경우가 있다. 그래서 종래, 웨이퍼 이탈 시의 잔류 전하에 대한 대책이 다양하게 강구되어 왔다. 예를 들어, 플라스마를 사용해서 웨이퍼의 잔류 전하를 제거하는 방법이 있다.
그러나, 웨이퍼의 이탈이 적절하게 행하여질 정도로 웨이퍼의 잔류 전하를 제거할 수 있었다고 해도, 이 잔류 전하가 원인이 되어 웨이퍼에 파티클이 부착되는 경우가 있다. 즉, 웨이퍼에 전하가 잔류한 상태에서, 예를 들어 리프터 핀에 의해 웨이퍼를 리프트 업시키면, 잔류 전하에 위치적인 변화가 부여되므로, 전계에 변화가 생겨서, 웨이퍼 주위의 대전된 파티클이 웨이퍼에 전기적으로 끌어당겨진다.
여기서, 웨이퍼의 전하는 원칙적으로, 플라스마를 발생시킬 때의 고주파 전력(파워)에 비례한다. 그래서, 웨이퍼의 잔류 전하를 제거하기 위해서, 이 플라스마의 파워를 작게 하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 장치 구성 상, 플라스마의 파워의 제어에는 한계가 있어, 웨이퍼의 잔류 전하를 제로로 할 수는 없다.
또한, 제전 처리를 행할 때의 처리 압력을 높게 하여, 플라스마 인가 시의 웨이퍼의 셀프 바이어스 전위를 작게 하는 방법도 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우, 웨이퍼의 플라스마 처리에서 제전 처리로 전환할 때, 처리 가스의 교환을 충분히 행하는 것이 곤란해진다. 또한, 제전 처리의 처리 압력을 높게 해도, 웨이퍼의 잔류 전하를 제로로 할 수는 없다.
또한, 제전 처리를 행한 후, 처리 가스의 공급을 유지한 상태에서, 당해 처리 가스에 웨이퍼의 전하를 이동시켜서, 웨이퍼의 잔류 전하를 감소시키는 방법도 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우, 웨이퍼 처리의 스루풋이 대폭 악화된다.
또한, 특허문헌 1에 개시된 이탈 방법도, 플라스마를 사용해서 웨이퍼의 잔류 전하를 제거하는 방법이다. 구체적으로는, 플라스마 인가 시의 웨이퍼의 셀프 바이어스 전위에 상당하는 전압을 척 전극에 인가하여, 웨이퍼와 척 전극의 전위차를 거의 제로로 해서, 셀프 바이어스에 기초하는 흡착력을 거의 제로로 하는 것을 도모하고 있다. 여기서, 웨이퍼의 셀프 바이어스 전위는, 웨이퍼마다 반드시 일치하지는 않기 때문에, 본 이탈 방법을 실시하기 위해서는, 셀프 바이어스 전위를 정확하게 측정할 필요가 있다. 그러나, 이러한 셀프 바이어스 전위의 측정은 곤란해서, 실제 상, 웨이퍼의 잔류 전하를 제로로 할 수는 없다.
또한, 특허문헌 2에 개시된 이탈 방법에서는, 플라스마 생성용 고주파 전력의 공급을 정지한 후, 웨이퍼의 하전 입자의 소멸 시간을 고려하여, 미리 정해진 시간을 마련해서 시료대(정전 척)에 인가하는 직류 전압을 제로로 하고 있다. 그러나, 고주파 전력의 공급을 정지한 후에 정전 척에 인가하는 직류 전압을 제로로 하면, 웨이퍼의 전위가 크게 변화하여, 많은 파티클이 생겨 버린다.
여기서, 플라스마 처리로서 건식 에칭 처리를 행하면, 당해 건식 에칭 처리에 의해 웨이퍼에 형성된 배선 구조에 전하가 잔류한다. 그러면, 후속의 웨트 공정에서, 잔류 전하에 의해 배선 금속의 용출이나 부식과 같은 결함이 생기는 경우가 있다. 또한, 웨트 공정이란, 예를 들어 웨이퍼 상의 특정 층의 제거나 웨이퍼 상의 이물 제거를 목적으로 한 약액 처리 공정이다. 그리고, 상기 결함을 억제하기 위해서, 건식 에칭 처리의 종료 후에 웨이퍼의 잔류 전하를 최소화하는 방법이 요구되고 있다. 그러나, 상술한 종래의 웨이퍼의 제전 처리에서는, 웨이퍼의 잔류 전하를 제로로 할 수는 없다.
이상과 같이, 어느 방법을 사용한 경우에도, 정전 척으로부터 웨이퍼를 이탈시킬 때, 웨이퍼의 잔류 전하를 제로로 할 수는 없어, 당해 웨이퍼에 파티클이 부착된다. 또한, 건식 에칭 처리의 종료 후에도, 웨이퍼의 잔류 전하를 제로로 할 수는 없어, 후속의 웨트 공정에서 웨이퍼에 결함이 생길 우려가 있다. 따라서, 종래의 웨이퍼의 제전 방법에는 개선의 여지가 있다.
본 개시에 따른 기술은, 정전 척에 흡착 보유 지지된 기판을 이탈시킬 때, 파티클이 기판에 부착되는 것을 억제하여, 당해 기판의 이탈을 적절하게 행한다. 이하, 본 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 있어서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
<플라스마 처리 시스템>
우선, 일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템으로서의 플라스마 처리 시스템에 대해서 설명한다. 도 1은, 플라스마 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 종단면도이다.
일 실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 시스템(1)은, 플라스마 처리 장치(1a) 및 제어부(1b)를 포함한다. 플라스마 처리 장치(1a)는, 플라스마 처리 챔버(10), 가스 공급부(20), RF(Radio Frequency: 고주파) 전력 공급부(30) 및 배기 시스템(40)을 포함한다. 또한, 플라스마 처리 장치(1a)는, 지지부(11) 및 상부 전극 샤워 헤드(12)를 포함한다. 지지부(11)는, 플라스마 처리 챔버(10) 내의 플라스마 처리 공간(10s)의 하부 영역에 배치된다. 상부 전극 샤워 헤드(12)는, 지지부(11)의 상방에 배치되어, 플라스마 처리 챔버(10)의 천장부(ceiling)의 일부로서 기능할 수 있다.
지지부(11)는, 플라스마 처리 공간(10s)에서 웨이퍼(W)를 지지하도록 구성된다. 일 실시 형태에 있어서, 지지부(11)는, 하부 전극(111), 정전 척(112) 및 에지 링(113)을 포함한다. 정전 척(112)은, 하부 전극(111) 상에 배치되어, 정전 척(112)의 상면에서 웨이퍼(W)를 지지하도록 구성된다. 에지 링(113)은, 하부 전극(111)의 주연부 상면에서 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 배치된다. 또한, 도시는 생략하지만, 일 실시 형태에 있어서, 지지부(11)는, 당해 지지부(11)를 관통하여, 웨이퍼(W)의 하면에 맞닿아서 승강 가능하게 구성된 리프터 핀을 포함하고 있어도 된다. 또한, 도시는 생략하지만, 일 실시 형태에 있어서, 지지부(11)는, 정전 척(112) 및 웨이퍼(W) 중 적어도 하나를 타깃 온도로 조절하도록 구성되는 온도 조절 모듈을 포함해도 된다. 온도 조절 모듈은, 히터, 유로, 또는 이들의 조합을 포함해도 된다. 유로에는, 냉매, 전열 가스와 같은 온도 조절 유체가 흐른다.
상부 전극 샤워 헤드(12)는, 가스 공급부(20)로부터의 하나 또는 그 이상의 처리 가스를 플라스마 처리 공간(10s)에 공급하도록 구성된다. 일 실시 형태에 있어서, 상부 전극 샤워 헤드(12)는, 가스 입구(12a), 가스 확산실(12b) 및 복수의 가스 출구(12c)를 갖는다. 가스 입구(12a)는, 가스 공급부(20) 및 가스 확산실(12b)과 유체 연통하고 있다. 복수의 가스 출구(12c)는, 가스 확산실(12b) 및 플라스마 처리 공간(10s)과 유체 연통하고 있다. 일 실시 형태에 있어서, 상부 전극 샤워 헤드(12)는, 하나 또는 그 이상의 처리 가스를 가스 입구(12a)로부터 가스 확산실(12b) 및 복수의 가스 출구(12c)를 통해서 플라스마 처리 공간(10s)에 공급하도록 구성된다.
가스 공급부(20)는, 하나 또는 그 이상의 가스 소스(21) 및 하나 또는 그 이상의 유량 제어기(22)를 포함해도 된다. 일 실시 형태에 있어서, 가스 공급부(20)는, 하나 또는 그 이상의 처리 가스를, 각각에 대응하는 가스 소스(21)로부터 각각에 대응하는 유량 제어기(22)를 통해서 가스 입구(12a)에 공급하도록 구성된다. 각 유량 제어기(22)는, 예를 들어 매스 플로우 컨트롤러 또는 압력 제어식 유량 제어기를 포함해도 된다. 또한, 가스 공급부(20)는, 하나 또는 그 이상의 처리 가스의 유량을 변조 또는 펄스화하는 하나 또는 그 이상의 유량 변조 디바이스를 포함해도 된다.
RF 전력 공급부(30)는, RF 전력, 예를 들어 하나 또는 그 이상의 RF 신호를, 하부 전극(111), 상부 전극 샤워 헤드(12), 또는 하부 전극(111) 및 상부 전극 샤워 헤드(12) 양쪽과 같은 하나 또는 그 이상의 전극에 공급하도록 구성된다. 이에 의해, 플라스마 처리 공간(10s)에 공급된 하나 또는 그 이상의 처리 가스로부터 플라스마가 생성된다. 따라서, RF 전력 공급부(30)는, 플라스마 처리 챔버에서 하나 또는 그 이상의 처리 가스로부터 플라스마를 생성하도록 구성되는 플라스마 생성부의 적어도 일부로서 기능할 수 있다. 일 실시 형태에 있어서, RF 전력 공급부(30)는, 2개의 RF 생성부(31a, 31b) 및 2개의 정합 회로(32a, 32b)를 포함한다. 일 실시 형태에 있어서, RF 전력 공급부(30)는, 제1 고주파 전력(HF)의 제1 RF 신호를 제1 RF 생성부(31a)로부터 제1 정합 회로(32a)를 통해서 하부 전극(111)에 공급하도록 구성된다. 예를 들어, 제1 RF 신호는, 27MHz 내지 100MHz의 범위 내의 주파수를 가져도 된다.
또한, 일 실시 형태에 있어서, RF 전력 공급부(30)는, 제2 고주파 전력(LF)의 제2 RF 신호를 제2 RF 생성부(31b)로부터 제2 정합 회로(32b)를 통해서 하부 전극(111)에 공급하도록 구성된다. 예를 들어, 제2 RF 신호는, 제1 RF 신호의 주파수보다 낮은 주파수를 가지며, 400kHz 내지 13.56MHz의 범위 내의 주파수를 가져도 된다. 그 대신에, 제2 RF 생성부(31b) 대신에, DC(Direct Current) 펄스 생성부를 사용해도 된다.
또한, 도시는 생략하지만, 본 개시에서는 다른 실시 형태를 생각할 수 있다. 예를 들어, 대체 실시 형태에 있어서, RF 전력 공급부(30)는, 제1 RF 신호를 RF 생성부로부터 하부 전극(111)에 공급하고, 제2 RF 신호를 다른 RF 생성부로부터 하부 전극(111)에 공급하고, 제3 RF 신호를 또 다른 RF 생성부로부터 하부 전극(111)에 공급하도록 구성되어도 된다. 뿐만 아니라, 다른 대체 실시 형태에 있어서, DC 전압이 상부 전극 샤워 헤드(12)에 인가되어도 된다.
또한, 다양한 실시 형태에 있어서, 하나 또는 그 이상의 RF 신호(즉, 제1 RF 신호, 제2 RF 신호 등)의 진폭이 펄스화 또는 변조되어도 된다. 진폭 변조는, 온 상태와 오프 상태의 사이, 혹은 2 또는 그 이상의 다른 온 상태의 사이에서 RF 신호 진폭을 펄스화하는 것을 포함해도 된다.
배기 시스템(40)은, 예를 들어 플라스마 처리 챔버(10)의 저부에 마련된 배기구(10e)에 접속될 수 있다. 배기 시스템(40)은, 압력 밸브 및 진공 펌프를 포함해도 된다. 진공 펌프는, 터보 분자 펌프, 러프 진공 펌프 또는 이들의 조합을 포함해도 된다.
일 실시 형태에 있어서, 제어부(1b)는, 본 개시에서 설명되는 다양한 공정을 플라스마 처리 장치(1a)에 실행시키는 컴퓨터 실행 가능한 명령을 처리한다. 제어부(1b)는, 여기에서 설명되는 다양한 공정을 실행하도록 플라스마 처리 장치(1a)의 각 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시 형태에 있어서, 제어부(1b)의 일부 또는 모두가 플라스마 처리 장치(1a)에 포함되어도 된다. 제어부(1b)는, 예를 들어 컴퓨터(51)를 포함해도 된다. 컴퓨터(51)는, 예를 들어 처리부(CPU: Central Processing Unit)(511), 기억부(512), 및 통신 인터페이스(513)를 포함해도 된다. 처리부(511)는, 기억부(512)에 저장된 프로그램에 기초하여 다양한 제어 동작을 행하도록 구성될 수 있다. 기억부(512)는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 또는 이들의 조합을 포함해도 된다. 통신 인터페이스(513)는, LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 통해서 플라스마 처리 장치(1a)와의 사이에서 통신해도 된다.
이상, 다양한 예시적 실시 형태에 대해서 설명해 왔지만, 상술한 예시적 실시 형태에 한정되지 않고, 다양한 추가, 생략, 치환 및 변경이 이루어져도 된다. 또한, 다른 실시 형태에서의 요소를 조합해서 다른 실시 형태를 형성하는 것이 가능하다.
<플라스마 처리 방법>
이어서, 이상과 같이 구성된 플라스마 처리 시스템(1)을 사용해서 행하여지는 플라스마 처리에 대해서 설명한다. 또한, 플라스마 처리는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 건식 에칭 처리나 성막 처리 등이 있다.
우선, 플라스마 처리 챔버(10)의 내부에 웨이퍼(W)를 반입하여, 리프터 핀의 승강에 의해 정전 척(112) 상에 웨이퍼(W)를 적재한다. 그 후, 정전 척(112)의 전극에 직류 전압을 인가함으로써, 웨이퍼(W)는 쿨롱력에 의해 정전 척(112)에 정전 흡착되어 보유 지지된다. 또한, 웨이퍼(W)의 반입 후, 배기 시스템(40)에 의해 플라스마 처리 챔버(10)의 내부를 소정의 진공도까지 감압한다.
이어서, 가스 공급부(20)로부터 상부 전극 샤워 헤드(12)를 통해서 플라스마 처리 공간(10s)에 처리 가스를 공급한다. 또한, RF 전력 공급부(30)에 의해 플라스마 생성용 제1 고주파 전력(HF)을 하부 전극(111)에 공급하여, 처리 가스를 여기시켜서 플라스마를 생성한다. 이때, RF 전력 공급부(30)에 의해 이온 인입용 제2 고주파 전력(LF)을 공급해도 된다. 그리고, 생성된 플라스마의 작용에 의해, 웨이퍼(W)에 플라스마 처리가 실시된다.
또한, 플라스마 처리 중, 온도 조절 모듈에 의해, 정전 척(112)에 흡착 보유 지지된 웨이퍼(W)의 온도를 조정한다. 이때, 웨이퍼(W)에 열을 효율적으로 전달시키기 위해서, 정전 척(112)의 상면에 흡착된 웨이퍼(W)의 이면을 향해서, He 가스나 Ar 가스 등의 전열 가스를 공급한다.
플라스마 처리를 종료할 때는, 우선, RF 전력 공급부(30)로부터의 제1 고주파 전력(HF)의 공급 및 가스 공급부(20)에 의한 처리 가스의 공급을 정지한다. 또한, 플라스마 처리 중에 제2 고주파 전력(LF)을 공급하고 있었을 경우에는, 당해 제2 고주파 전력(LF)의 공급도 정지한다. 이어서, 웨이퍼(W)의 이면에의 전열 가스의 공급을 정지하고, 정전 척(112)에 의한 웨이퍼(W)의 흡착 보유 지지를 정지한다.
그 후, 리프터 핀에 의해 웨이퍼(W)를 상승시켜, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이탈시킨다. 또한, 이 웨이퍼(W)의 이탈 방법의 상세는 후술한다. 그리고, 플라스마 처리 챔버(10)로부터 웨이퍼(W)를 반출하여, 웨이퍼(W)에 대한 일련의 플라스마 처리가 종료된다.
<웨이퍼 이탈 방법>
이어서, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)에 플라스마 처리를 행한 후, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이탈시키는 방법에 대해서, 도 2 및 도 3을 사용해서 설명한다.
도 2는, 웨이퍼(W)의 이탈 처리에서의 처리 공정을 도시하는 설명도이다. 도 2에서는, 다음의 파라미터의 경시 변화를 도시하고 있다. "RF"는, 하부 전극(111)에 공급하는 고주파 전력(HF)을 나타낸다. "B. He"는, 전열 가스(본 실시 형태에서는, He 가스)의 압력을 나타낸다. "ESC HV"는, 정전 척(112)에 인가하는 직류 전압을 나타낸다. "Chamber Press"는, 플라스마 처리 챔버(10)의 내부의 압력을 나타낸다. "Pin"은, 리프터 핀을 승강시키는 타이밍을 나타낸다. 또한 도 2에서, "Dechuck-Step"은 웨이퍼(W)의 이탈 처리를 나타내고, "Pre-Step"은 웨이퍼(W)를 이탈시키기 전의 처리(플라스마 처리 등을 포함함)를 나타내고 있다. 또한, 도 2에서의 전력(파워)이나 전압, 압력의 수치는 일례이며, 플라스마 처리의 레시피에 따라서 변경된다.
도 3은, 웨이퍼(W)의 이탈 처리에서의, 웨이퍼(W)의 전위(도 3 중의 "Wafer V"), 리프터 핀의 속도(도 3 중의 "Pin SPD"), 하부 전극(111)에 공급하는 고주파 전력(도 3 중의 "HF")의 경시 변화를 도시하고 있다. 도 3에서는, 웨이퍼(W)의 이탈 처리의 개시 시(도 2 중의 "Dechuck-Step"의 개시 시)를 0초로 하고, 2초 이후에 있어서의 상기 파라미터의 경시 변화를 도시하고 있다. 또한, 도 3에서의 웨이퍼(W)의 전위(도 3 중의 "Voltage"), 고주파 전력(도 3 중의 "RF Power")의 수치도 일례이며, 플라스마 처리의 레시피에 따라서 변경된다.
이하의 설명에서는, 웨이퍼(W)의 이탈 처리를 스텝 S1 내지 스텝 S4로 나누어서 설명한다.
(스텝 S1)
스텝 S1은, 플라스마 처리가 종료된 직후의 스텝이다. 스텝 S1에서는, 하부 전극(111)에의 고주파 전력의 공급이 정지되어 고주파 전력이 0W로 되고, 또한 웨이퍼(W)의 이면에의 전열 가스의 공급이 정지되어 전열 가스의 압력이 0Torr로 된다. 또한, 가스 공급부(20)로부터 Ar 가스가 예를 들어 600sccm의 유량으로 공급되어, 플라스마 처리 챔버(10) 내의 압력이 50mTorr부터 100mTorr 내지 250mTorr까지, 본 실시 형태에서는 100mTorr까지 상승된다. 이렇게 플라스마 처리 챔버(10) 내의 압력을 크게 하는 것은, 웨이퍼(W)의 셀프 바이어스 전위를 작게 하여, 웨이퍼(W)의 이탈을 용이하게 하기 위해서이다. 또한, 스텝 S1에서는, 정전 척(112)에의 직류 전압의 인가는 계속해서 행하여져, 정전 척(112)에 웨이퍼(W)가 흡착 보유 지지되어 있다.
(스텝 S2)
스텝 S2에서는, 하부 전극(111)에 고주파 전력(HF)을 공급하여, 불활성 가스에 의해 플라스마를 생성한다. 구체적으로는, 가스 공급부(20)로부터 상부 전극 샤워 헤드(12)를 통해서 플라스마 처리 공간(10s)에, Ar 가스만으로 이루어지는 불활성 가스를 공급한다. 또한, RF 전력 공급부(30)에 의해 고주파 전력을 공급하여, 불활성 가스를 여기시켜서 플라스마를 생성한다. 급격하게 고주파 전력을 변화시킨 경우에는 정합 회로(32a)의 추종이 불충분해져 플라스마가 불안정화되는 경우가 있다. 이것을 방지하기 위해서, 고주파 전력은, 0W의 상태에서 서서히 상승시켜, 예를 들어 100W 내지 400W, 본 실시 형태에서는 200W로 한다. 또한, 이 고주파 전력의 100W 내지 400W의 근거에 대해서는 후술한다.
또한, 스텝 S2에서는, 정전 척(112)에의 직류 전압의 인가를 정지한다. 이 직류 전압의 인가 정지의 타이밍은, 고주파 전력이 200W에 도달하여, 플라스마가 생성된 후, 미리 정해진 시간을 경과한 후이다. 이 미리 정해진 시간은, 고주파 전력이 안정되기에 충분한 시간이며, 예를 들어 2초이다. 그리고, 생성된 플라스마를 사용하여, 정전 척(112)에의 직류 전압의 인가를 정지한 후, 웨이퍼에 잔존하는 전하를 제거한다.
(스텝 S3)
스텝 S3에서는, 하부 전극(111)에 공급된 고주파 전력을 서서히 저하시켜, 당해 고주파 전력을 0W로 한다. 이 고주파 전력의 저하 개시의 타이밍은, 정전 척(112)에의 직류 전압의 인가를 정지하고 나서, 미리 정해진 시간(이하, 「지연 시간」이라고 함)을 경과한 후이다. 지연 시간을 마련하는 것은, 플라스마가 안정적으로 생성되어 있는 상태에서 정전 척(112)에의 직류 전압의 인가를 정지함으로써, 웨이퍼(W)의 주위의 전계 변화의 영향을 억제하기 위해서이다. 지연 시간은, 예를 들어 1초이다. 그리고, 고주파 전력을 일정 속도로 저하시켜, 즉 직선적으로 저하시킨다. 또한, 고주파 전력을 저하시키는 시간은, 예를 들어 0.5초 내지 4초이다. 또한, 이 저하 시간의 0.5초 내지 4초의 근거에 대해서는 후술한다.
여기서, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 하부 전극(111)에 공급된 고주파 전력을 200W에서 순식간에 0W로 저하시키면, 웨이퍼(W)에 셀프 바이어스 전위에 기인하는 전하가 잔류하여, 웨이퍼(W)의 전위를 완전하게 제로로는 할 수 없음을 알았다. 웨이퍼(W)의 셀프 바이어스 전위는, 플라스마를 발생시킬 때의 고주파 전력에 비례한다. 그래서 본 발명자들은, 하부 전극(111)에 공급된 고주파 전력을 서서히 저하시킴으로써, 웨이퍼(W)의 잔류 전하를 감소시킬 수 있다고 생각하였다. 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 스텝 S3에서 고주파 전력을 서서히 저하시킴으로써, 웨이퍼(W)의 잔류 전하를 대략 제로로 해서, 웨이퍼(W)의 전위를 대략 제로로 할 수 있음을 알았다.
(스텝 S4)
스텝 S4에서는, 리프터 핀에 의해 웨이퍼(W)를 상승시켜, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이격시켜서 이탈시킨다. 도 3을 참조하면, 리프터 핀의 속도에 대해서, 3개의 피크(P1 내지 P3)가 있다. 첫번째 피크(P1)는, 리프터 핀이 웨이퍼(W)의 하면에 맞닿을 때까지의 리프터 핀의 속도이다. 스루풋을 향상시키기 위해서, 리프터 핀의 속도를 상승시키고 있다. 두번째 피크(P2)는, 리프터 핀이 웨이퍼(W)의 하면에 맞닿은 직후, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이탈시켜서 상승시킬 때의 리프터 핀의 속도이다. 세번째 피크(P3)는, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이탈시킨 후, 웨이퍼(W)를 반출하는 위치까지 웨이퍼(W)를 상승시킬 때의 리프터 핀의 속도이다. 이때, 정전 척(112)과 웨이퍼(W)의 사이에 흡착력은 생기지 않으며, 스루풋을 향상시키기 위해서, 리프터 핀의 속도를 상승시키고 있다.
여기서, 두번째의 피크(P2)에 있어서, 웨이퍼(W)에 전하가 남아 있으면, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이탈시킬 때, 정전 척(112)의 상면과 웨이퍼(W)의 사이의 정전 용량이 감소하여, 웨이퍼(W)의 전위도 변동된다. 이 점, 본 실시 형태에서는, 스텝 S3에서 고주파 전력을 서서히 저하시킴으로써, 웨이퍼(W)의 잔류 전하를 대략 제로로 하고 있으므로, 웨이퍼(W)의 전위 변동은 대략 제로가 된다.
이상의 실시 형태에 따르면, 스텝 S3에서 하부 전극(111)에 공급된 고주파 전력을 서서히 저하시키고 있으므로, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이탈시킬 때, 웨이퍼(W)의 잔류 전하를 대략 제로로 해서, 웨이퍼(W)의 전위를 대략 제로로 할 수 있다. 즉, 플라스마 처리 후의 웨이퍼(W)의 제전 처리를 적절하게 행할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)에 파티클이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 파티클은, 예를 들어 Si, O, C, Al 등으로 구성되며, 예를 들어 20nm 내지 100nm의 직경을 갖는다.
또한, 이와 같이 웨이퍼(W)의 전위를 대략 제로로 할 수 있으므로, 정전 척(112)과 웨이퍼(W)의 사이에 작용하는 쿨롱력을 저하시킬 수 있고, 리프터 핀에 의해 웨이퍼(W)를 상승시킬 때, 원활한 리프트 업을 행할 수 있다. 또한 이에 의해, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이탈시킬 때, 웨이퍼(W)가 손상되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 중심 위치가 어긋나는 것을 억제하는 것도 가능하게 된다.
<본 실시 형태의 효과>
이상의 실시 형태에 따르면, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)의 전위를 대략 제로로 할 수 있다. 이하에 있어서, 이 효과에 대해서 설명한다.
도 4에서는, 웨이퍼(W)의 이탈 처리에서의, 웨이퍼(W)의 전위, 리프터 핀의 속도, 하부 전극(111)에 공급하는 고주파 전력의 경시 변화를 도시하며, 본 실시 형태의 예(이하, 「실시예」라고 함)와 비교예를 비교한 것이다. 도 4의 (a)는 비교예 1이며, 플라스마 처리 챔버(10) 내의 압력이 100mTorr이고, 하부 전극(111)에 공급되는 고주파 전력을 200W에서 순식간에 0W로 저하시킨 예를 도시한다. 도 4의 (b)는 비교예 2이며, 플라스마 처리 챔버(10) 내의 압력이 250mTorr이고, 하부 전극(111)에 공급되는 고주파 전력을 100W에서 순식간에 0W로 저하시킨 예를 도시한다. 도 4의 (c)는 실시예 1이며, 플라스마 처리 챔버(10) 내의 압력이 100mTorr이고, 하부 전극(111)에 공급되는 고주파 전력을 200W에서 0W로 2초에 걸쳐 서서히 저하시킨 예를 도시한다.
상술한 바와 같이, 리프터 핀의 속도에서의 두번째 피크(P2)에 있어서, 웨이퍼(W)에 전하가 남아 있으면, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이탈시킬 때, 웨이퍼(W)의 전위가 변동된다. 그래서, 실시예 1과 비교예 1, 2를, 웨이퍼(W)의 전위 변동을 비교한다. 또한, 이 웨이퍼(W)의 전위의 변동을, 도 4의 (a)에서 "ΔV"로 나타내고 있다.
도 4의 (a)에 도시하는 비교예 1에서 웨이퍼(W)의 전위 변동(ΔV)은 -470V이며, 도 4의 (b)에 도시하는 비교예 2에서 웨이퍼(W)의 전위 변동(ΔV)은 -95V이었다. 이 결과는, 비교예 1, 2에서는, 웨이퍼(W)의 이탈 시에, 웨이퍼(W)에 전하가 남아 있음을 의미하고 있다.
한편, 도 4의 (c)에 도시한 실시예 1에서, 웨이퍼(W)의 전위 변동(ΔV)은 -10V이었다. 이 -10V는 오차 범위이며, 실질적으로는 제로이다. 따라서, 실시예 1에서는, 웨이퍼(W)의 이탈 시에 있어서의 잔류 전하는 대략 제로이며, 웨이퍼(W)에 파티클이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도 4의 (a)에 도시한 비교예 1과 도 4의 (c)에 도시한 실시예 1을, 복수의 웨이퍼(W)에 대해서 행하였다. 그리고, 복수의 웨이퍼(W)에 부착된 파티클의 수를 측정하여, 1매의 웨이퍼(W)당 평균값을 산출한 결과, 비교예 1에서는 8.5개이었던 것에 비해, 실시예 1에서는 3.5개이었다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 실제로 웨이퍼(W)에 파티클이 부착되는 것을 억제할 수 있음을 알았다.
<스텝 S3의 조건>
이어서, 상술한 바와 같이 스텝 S3에서, 하부 전극(111)에 공급된 고주파 전력을 서서히 저하시킬 때의, 저하 시간과 저하 개시 시의 고주파 전력(파워)의 적합한 범위에 대해서 설명한다.
도 5에서는, 웨이퍼(W)의 이탈 처리에서의, 웨이퍼(W)의 전위, 리프터 핀의 속도, 하부 전극(111)에 공급하는 고주파 전력의 경시 변화를 도시하고, 저하 시간을 변동시켜서 비교한 것이다. 도 5의 (a)는 도 4의 (a)와 동일한 비교예 1이며, 저하 시간이 0초이고, 즉, 고주파 전력을 순식간에 저하시킨 예를 도시한다. 도 5의 (b)는 도 4의 (c)와 동일한 실시예 1이며, 저하 시간이 2초이다. 도 5의 (c)는 실시예 2이며, 저하 시간이 4초이다. 또한, 도 5의 (a) 내지 (c)에서, 고주파 전력은 200W에서 0W로 저하시켰다.
도 5의 (a)에 도시하는 비교예 3에서, 웨이퍼(W)의 전위 변동(ΔV)은 -470V이었다. 따라서, 비교예 3에서는, 웨이퍼(W)의 이탈 시에, 웨이퍼(W)에 전하가 남았다.
한편, 도 5의 (b)에 도시하는 실시예에 있어서 웨이퍼(W)의 전위 변동(ΔV)은 -10V이며, 도 5의 (c)에 도시하는 실시예 2에서 웨이퍼(W)의 전위 변동(ΔV)은 23V이었다. 이들 -10V와 23V는 각각 오차 범위이며, 실질적으로는 제로이다. 따라서, 실시예 1, 2에서는, 웨이퍼(W)의 이탈 시에 있어서의 잔류 전하는 대략 제로이며, 웨이퍼(W)에 파티클이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
도 6은, 고주파 전력을 200W에서 0W로 저하시킨 경우에, 저하 시간을 변동시켰을 때의 웨이퍼(W)의 전위 변동(ΔV)을 나타내는 그래프이다. 즉, 도 6에서, 횡축은 저하 시간을 나타내고, 종축은 웨이퍼(W)의 전위 변동(ΔV)을 나타내고 있다.
도 6을 참조하면, 고주파 전력의 저하 시간이 0.5초 내지 4초이면, 웨이퍼(W)의 전위 변동(ΔV)이 절댓값으로 65V 이하로, 실질적으로 대략 제로가 되는 것을 알 수 있다. 바꾸어 말하면, 저하 시간의 적합한 범위는, 0.5초 내지 4초이다. 또한, 저하 시간이 너무 짧으면, 웨이퍼(W)를 완전히 제전할 수 없음을 의미하며, 이에 의해 저하 시간의 하한값이 정해진다. 또한, 저하 시간이 너무 길면, 제전용 플라스마를 유지할 수 없어, 역시 웨이퍼(W)를 완전히 제전할 수 없음을 의미하며, 이에 의해 저하 시간의 상한값이 정해진다.
여기서, 고주파 전력과 웨이퍼(W)의 셀프 바이어스 전위는 비례하여, 고주파 전력이 크면 웨이퍼(W)의 셀프 바이어스 전위도 커진다. 이 때문에, 고주파 전력은 가능한 한 작은 것이 바람직하며, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 그 상한값은 400W임을 알았다. 또한, 현실적으로는 플라스마 안정성의 관점에서 고주파 전력을 낮게 하는 것에는 한계가 있어, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 고주파 전력의 하한값은 100W임을 알았다. 따라서, 저하 개시 시의 고주파 전력(파워)의 적합한 범위는 100W 내지 400W이다.
<다른 실시 형태>
이상의 실시 형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이 스텝 S2에서, 정전 척(112)에의 직류 전압의 인가를 정지하고 나서, 지연 시간을 경과한 후, 스텝 S3에서의 하부 전극(111)에의 고주파 전력의 저하를 개시하였다. 이 점, 도 7에 도시하는 바와 같이 지연 시간이 제로이어도 된다. 단, 정전 척(112)에의 직류 전압의 인가에 의한 웨이퍼(W)의 주위의 전계 변화가 확실하게 저하되고 나서 고주파 전력의 저하를 개시할 수 있기 때문에, 지연 시간을 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 이상의 실시 형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이 스텝 S2에서, 정전 척(112)에의 직류 전압의 인가를 순식간에 정지했지만, 도 8에 도시하는 바와 같이 당해 직류 전압의 인가를 서서히 저하시켜서 정지해도 된다. 이러한 경우, 웨이퍼(W)의 주위의 전계 변화를 최소한으로 억제할 수 있어, 웨이퍼(W)에 전기적으로 끌어당겨지는 파티클을 감소시킬 수 있다.
또한, 이상의 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1a)는, 제1 고주파 전력(HF)을 하부 전극(111)에 공급하도록 구성되어 있었지만, 당해 제1 고주파 전력(HF)은, 상부 전극 샤워 헤드(12)에 공급되도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 이러한 경우, 제2 고주파 전력(LF)은 하부 전극(111)에 공급하도록 구성되어 있어도 된다.
이렇게 제1 고주파 전력(HF)을 상부 전극 샤워 헤드(12)에 공급하는 경우에도, 플라스마 인가 시의 웨이퍼의 셀프 바이어스 전위는 제로가 아니다. 따라서, 상기 실시 형태와 같이 스텝 S3에서, 하부 전극(111)에 공급된 고주파 전력을 서서히 저하시킴으로써, 웨이퍼(W)의 전위를 대략 제로로 할 수 있다는 효과를 향수할 수 있다.
단, 제1 고주파 전력(HF)을 하부 전극(111)에 공급하는 경우 쪽이, 플라스마 인가 시의 웨이퍼의 셀프 바이어스 전위는 크다. 이 때문에, 상술한 웨이퍼(W)의 전위를 대략 제로로 할 수 있다는 효과는 더욱 커진다.
이상의 실시 형태에서는, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이탈시킬 때, 하부 전극(111)에 높은 주파수를 갖는 고주파 전력(HF)을 공급했지만, 낮은 주파수를 갖는 고주파 전력(LF)을 공급해도 된다. 이러한 경우에도, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과를 향수할 수 있으며, 즉, 웨이퍼(W)의 전위를 대략 제로로 할 수 있다. 단, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이탈시킬 때 공급하는 고주파 전력은, 고주파 전력(HF) 또는 고주파 전력(LF)의 어느 한쪽이다.
<다른 실시 형태>
이상의 실시 형태에서는, 스텝 S2에서 생성된 플라스마에 의해 웨이퍼(W)의 전하가 제거되고, 또한 스텝 S3에서 하부 전극(111)에 공급된 고주파 전력을 서서히 저하시킴으로써 웨이퍼(W)의 셀프 바이어스 전위에 기인하는 잔류 전하를 삭감할 수 있다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 전위를 대략 제로로 할 수 있다. 그러나, 정전 척(112)의 표면 상태에 따라서는, 정전 척(112)에의 직류 전압의 인가를 정지해도, 정전 척(112)의 표면에 전하가 잔류하는 경우가 있다. 예를 들어, 정전 척(112)의 표면에의 퇴적물의 부착이나, 정전 척(112)의 표면이 거듭되는 플라스마 처리에 의해 변질되었을 경우를 들 수 있다. 이러한 경우, 정전 척(112)의 표면에 잔류한 전하의 영향에 의해, 웨이퍼(W)에 전하가 잔류하는 경우가 있다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 스텝 S2에서 생성된 플라스마를 소실시키기 전에 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이격시켜서 이탈시키고, 그 후, 하부 전극(111)에 공급된 고주파 전력을 서서히 저하시켜서 플라스마를 소실시킨다. 이러한 경우, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 정전 척(112)의 표면 상태의 영향을 받지 않고 웨이퍼(W)의 전하를 제거할 수 있으며, 또한 스텝 S2에서 플라스마를 생성할 때 생기는, 웨이퍼(W)의 셀프 바이어스 전위에 기인하는 잔류 전하를 삭감할 수 있음을 알았다. 그 결과, 보다 확실하게 웨이퍼(W)의 전위를 대략 제로로 할 수 있다.
이어서, 본 실시 형태에서, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이탈시키는 방법에 대해서, 도 9를 사용해서 설명한다. 도 9는, 웨이퍼(W)의 이탈 처리에서의 처리 공정을 도시하는 설명도이다. 도 9는, 상기 실시 형태의 도 2에 대응하고 있으며, 도면 중의 용어도 대응하고 있다.
이하의 설명에서는, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 이탈 처리를 스텝 T1 내지 스텝 T4로 나누어서 설명한다.
(스텝 T1)
스텝 T1은, 플라스마 처리가 종료된 직후의 스텝이다. 스텝 T1에서는, 상기 실시 형태의 스텝 S1과 마찬가지의 처리가 행하여진다.
(스텝 T2)
스텝 T2에서는, 하부 전극(111)에 고주파 전력(LF)을 공급하여, 불활성 가스에 의해 플라스마를 생성한다. 스텝 T2에서는, 고주파 전력으로서, 상기 실시 형태의 스텝 S2에서의 제1 고주파 전력(HF) 대신에 제2 고주파 전력(LF)이 사용되지만, 이 점을 제외하고, 상기 실시 형태의 스텝 S2와 마찬가지의 처리가 행하여진다.
(스텝 T3)
스텝 T3에서는, 스텝 T2에서의 하부 전극(111)에의 고주파 전력의 공급을 유지한 상태에서, 즉 플라스마의 생성을 유지한 상태에서, 리프터 핀에 의해 웨이퍼(W)를 상승시켜, 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이격시켜서 이탈시킨다.
(스텝 T4)
스텝 T4에서는, 하부 전극(111)에 공급된 고주파 전력을 서서히 저하시켜, 당해 고주파 전력을 0W로 해서, 플라스마를 소실시킨다. 여기서, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 하부 전극(111)에 공급된 고주파 전력을 200W에서 순식간에 0W로 저하시키면, 웨이퍼(W)에 셀프 바이어스 전위에 기인하는 전하가 잔류하여, 웨이퍼(W)의 전위를 완전하게 제로로는 할 수 없다. 그래서, 하부 전극(111)에 공급된 고주파 전력을 서서히 저하시킴으로써, 웨이퍼(W)의 잔류 전하를 감소시킨다. 그리고, 스텝 T4에서 고주파 전력을 서서히 저하시킴으로써, 웨이퍼(W)의 잔류 전하를 대략 제로로 해서, 웨이퍼(W)의 전위를 대략 제로로 할 수 있다. 게다가, 이때, 정전 척(112)의 표면 상태의 영향을 받지 않고, 웨이퍼(W)의 잔류 전하를 대략 제로로 할 수 있다.
이상의 실시 형태에 따르면, 스텝 T3에서 정전 척(112)으로부터 웨이퍼(W)를 이격시켜서 이탈시킨 후, 스텝 T4에서 하부 전극(111)에 공급된 고주파 전력을 서서히 저하시키고 있으므로, 웨이퍼(W)의 잔류 전하를 대략 제로로 해서, 웨이퍼(W)의 전위를 대략 제로로 할 수 있다. 즉, 플라스마 처리 후의 웨이퍼(W)의 제전 처리를 적절하게 행할 수 있다.
여기서 상술한 바와 같이, 플라스마 처리로서 건식 에칭 처리를 행한 경우, 웨이퍼(W) 상의 배선 구조에 전하가 잔류하면, 후속의 웨트 공정에서, 잔류 전하에 의해 배선 금속의 용출이나 부식과 같은 결함이 생기는 경우가 있다. 본 실시 형태에 따르면, 플라스마 처리 후의 웨이퍼(W)의 전위를 대략 제로로 할 수 있으므로, 이러한 결함을 억제할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태에서 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (16)

  1. 기판을 처리하는 방법이며,
    (a) 정전 척 상에 상기 기판을 적재하고, 상기 정전 척에 직류 전압을 인가함으로써 상기 기판을 상기 정전 척에 흡착시키는 공정과,
    (b) 전극에 고주파 전력을 공급하여, 불활성 가스에 의해 플라스마를 생성하는 공정과,
    (c) 상기 정전 척에의 상기 직류 전압의 인가를 정지하는 공정과,
    (d) 상기 전극에 공급된 상기 고주파 전력을 서서히 저하시켜, 당해 고주파 전력을 0W로 하는 공정
    을 포함하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (d) 공정 후에 있어서,
    (e) 상기 기판을 상승시켜, 상기 기판을 상기 정전 척으로부터 이격시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공정 (c)와 상기 공정 (d)의 사이에 있어서,
    (e) 상기 기판을 상승시켜, 상기 기판을 상기 정전 척으로부터 이격시키는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 (a)와 상기 공정 (b)의 사이에 있어서,
    (f) 상기 전극에 제1 고주파 전력을 공급하여, 상기 기판을 플라스마 처리하는 공정과,
    (g) 상기 제1 고주파 전력의 공급을 정지하는 공정
    을 포함하는, 기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 공정 (f)에서, 상기 전극에 대하여 상기 제1 고주파 전력과, 당해 제1 고주파 전력과는 주파수가 다른 제2 고주파 전력을 공급하는, 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 고주파 전력의 주파수는, 상기 제2 고주파 전력의 주파수보다 높은, 기판 처리 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 (a)와 상기 공정 (b)의 사이에 있어서,
    (h) 상기 기판의 이면에 전열 가스를 공급하는 공정과,
    (i) 상기 전열 가스의 공급을 정지하는 공정
    을 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 (d)에서, 상기 고주파 전력을 0.5초 내지 4초에 걸쳐서 서서히 저하시키는, 기판 처리 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 (d)에서, 상기 고주파 전력을 일정 속도로 저하시키는, 기판 처리 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 (c)에서, 상기 직류 전압을 서서히 저하시키는, 기판 처리 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 (b)에서, 상기 고주파 전력을 서서히 상승시키는, 기판 처리 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 (b)에서, 상기 불활성 가스는 아르곤 가스만으로 이루어지는, 기판 처리 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 (b)에서, 상기 고주파 전력은 100W 내지 400W인, 기판 처리 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극은, 상기 정전 척의 하부에 배치된 하부 전극인, 기판 처리 방법.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극은, 상기 정전 척의 상부에 배치된 상부 전극인, 기판 처리 방법.
  16. 기판을 처리하는 시스템이며,
    기판을 흡착 보유 지지하는 정전 척과,
    전극과,
    상기 전극에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급부와,
    불활성 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 정전 척, 상기 고주파 전력 공급부 및 상기 가스 공급부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    (a) 상기 정전 척 상에 상기 기판을 적재하고, 상기 정전 척에 직류 전압을 인가함으로써 상기 기판을 상기 정전 척에 흡착시키는 공정과,
    (b) 상기 전극에 상기 고주파 전력을 공급하여, 불활성 가스에 의해 플라스마를 생성하는 공정과,
    (c) 상기 정전 척에의 상기 직류 전압의 인가를 정지하는 공정과,
    (d) 상기 전극에 공급된 상기 고주파 전력을 서서히 저하시켜, 당해 고주파 전력을 0W로 하는 공정을 실행하도록 상기 정전 척, 상기 고주파 전력 공급부 및 상기 가스 공급부를 제어하는, 기판 처리 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004047511A (ja) 2002-07-08 2004-02-12 Tokyo Electron Ltd 離脱方法、処理方法、静電吸着装置および処理装置
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