TW202040740A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題係減少基板處理中利用靜電吸盤吸附基板時之微粒，並且提高該基板處理之處理量。 本發明係一種處理基板之方法，其具有：載置步驟，其係將上述基板載置於設定為規定溫度之靜電吸盤上；第1吸附步驟，其係對上述靜電吸盤施加第1直流電壓，將上述基板吸附於該靜電吸盤上；保持步驟，其係一面對上述靜電吸盤施加上述第1直流電壓，一面保持利用上述靜電吸盤所進行之上述基板之吸附，直至上述靜電吸盤與上述基板之溫度差成為30℃以下為止；及第2吸附步驟，其係對上述靜電吸盤施加高於上述第1直流電壓之第2直流電壓，將上述基板吸附於該靜電吸盤上。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於一種基板處理方法及基板處理裝置。
於專利文獻1中揭示有：使將晶圓吸附於靜電吸盤之吸附面時之吸附前之晶圓溫度與吸附後之晶圓之最高溫度的差為50℃以下。進而於專利文獻1中亦揭示有：為了使上述差為50℃以下，對吸附於靜電吸盤前之晶圓進行預加熱。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2000-12664號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明之技術減少基板處理中利用靜電吸盤吸附基板時之微粒，並且提高該基板處理之處理量。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣係一種處理基板之方法，其具有：載置步驟，其係將上述基板載置於設定為規定溫度之靜電吸盤上；第1吸附步驟，其係對上述靜電吸盤施加第1直流電壓，將上述基板吸附於該靜電吸盤上；保持步驟，其係一面對上述靜電吸盤施加上述第1直流電壓，一面保持利用上述靜電吸盤所進行之上述基板之吸附，直至上述靜電吸盤與上述基板之溫度差成為30℃以下為止；及第2吸附步驟，其係對上述靜電吸盤施加高於上述第1直流電壓之第2直流電壓，將上述基板吸附於該靜電吸盤上。 [發明之效果]
根據本發明，可減少基板處理中利用靜電吸盤吸附基板時之微粒，並且提高該基板處理之處理量。
於半導體元件之製造步驟中，電漿處理裝置藉由使處理氣體激發而產生電漿，藉由該電漿對半導體晶圓(以下，稱為「晶圓」)進行處理。於該電漿處理裝置設置有載置並吸附晶圓之靜電吸盤(ESC：Electrostatic Chuck)，於晶圓吸附保持於該靜電吸盤上之狀態下進行電漿處理。
進行電漿處理時，需要根據蝕刻處理或成膜處理等目標製程，調節晶圓之溫度。例如，於使晶圓溫度成為高溫來進行電漿處理之情形時，需要將晶圓加熱(升溫)。因此，先前，藉由控制靜電吸盤之溫度，而調節吸附於該靜電吸盤上之晶圓之溫度。具體而言，例如，通常將常溫之晶圓載置於被控制為規定溫度之靜電吸盤上，與靜電吸盤進行熱傳遞，藉此調節晶圓之溫度。並且，於晶圓之溫度達到適合於電漿處理之溫度後，開始電漿處理。
於該情形時，因將晶圓載置於靜電吸盤上時所產生之靜電吸盤與晶圓之溫度差，而於該靜電吸盤與晶圓之間產生熱膨脹差。如此一來，晶圓於吸附於靜電吸盤之狀態下發生熱膨脹，故而存在晶圓之背面與靜電吸盤之表面摩擦，晶圓之背面磨耗而產生微粒之情形。
關於該方面，於專利文獻1所揭示之方法中，藉由使吸附前之晶圓溫度與吸附後之晶圓之最高溫度之差成為50℃以下，而謀求減少微粒。然而，於專利文獻1所揭示之方法中，為了使上述差成為50℃以下，而進行晶圓之預加熱，與該預加熱所需之時間相應地，晶圓處理之處理量降低。特別是與電漿處理裝置分開設置預加熱室之情形時，相對於預加熱室搬入搬出會耗費時間，處理量進一步降低。
另一方面，為了減少微粒，亦考慮使靜電吸盤之溫度升降，來代替對晶圓進行預加熱。即，將晶圓搬入至電漿處理裝置時，預先降低靜電吸盤之溫度，將晶圓載置於靜電吸盤上之後，升高靜電吸盤之溫度。於該情形時，亦需要使靜電吸盤之溫度升降之時間，故而晶圓處理之處理量降低。
本發明之技術減少晶圓處理中利用靜電吸盤吸附晶圓時之微粒，並且提高該晶圓處理之處理量。以下，參照圖式對本實施形態進行說明。再者，於本說明書及圖式中，對具有實質上相同之功能構成之要素標註相同之符號，藉此省略重複說明。
＜本發明之技術＞ 首先，參照圖1，對本發明之技術(以下，稱為「本技術」)進行說明。圖1係表示施加於靜電吸盤之直流電壓(圖1中之“ESC HV”)、靜電吸盤之溫度(圖1中之“ESC temp.”)及晶圓之溫度(圖1中之“Wafer temp.”)之經時變化的說明圖。又，圖1中亦示出表示晶圓(圖1中之“Wafer”)與靜電吸盤(圖1中之“ESC”)之狀態之模式性說明圖。再者，於圖1中，(a)表示先前技術，(b)表示本技術。
如上所述，為了減少微粒，考慮進行晶圓之預加熱或對靜電吸盤之溫度進行升降控制，但該等方法就晶圓處理之處理量之觀點而言不佳。因此，於本技術中，如圖1所示，將靜電吸盤之溫度固定為溫度T2。具體而言，靜電吸盤之溫度T2例如為對晶圓進行電漿處理之目標溫度。於該情形時，載置於靜電吸盤之前的晶圓之溫度T0例如為常溫，載置於靜電吸盤之後上升至溫度T2。本發明人等考慮以此方式使靜電吸盤之溫度T2固定後，減少微粒。
先前，如圖1(a)所示，將晶圓載置於靜電吸盤上之後，立即對靜電吸盤施加電壓V2。具體而言，施加於靜電吸盤之電壓V2係進行電漿處理時，靜電吸盤吸附晶圓時之電壓。並且，剛載置後，晶圓以吸附力F2吸附於靜電吸盤。於該情形時，將晶圓已載置於靜電吸盤上時，因晶圓之溫度T0與靜電吸盤之溫度T2之溫度差(T2－T0)，而於靜電吸盤與晶圓之間產生熱膨脹差。此時，晶圓以較大之吸附力F2吸附於靜電吸盤，故而晶圓之背面與靜電吸盤之表面摩擦，而產生微粒。
因此，本發明人等考慮抑制吸附力，直至藉由靜電吸盤加熱晶圓，該靜電吸盤與晶圓之溫度差一定程度上變小為止。並且，於本技術中，如圖1(b)所示，使載置晶圓後施加於靜電吸盤之電壓分2個階段上升。
Figure 02_image001
如圖1(b)所示，首先，將晶圓載置於靜電吸盤上(載置步驟S1)。其後，對靜電吸盤施加第1電壓V1(第1吸附步驟S2)。如此一來，晶圓以第1吸附力F1吸附於靜電吸盤。該第1吸附力F1小於電漿處理時之第2吸附力F2，故而即便靜電吸盤與晶圓產生溫度差，亦可抑制晶圓之背面與靜電吸盤之表面摩擦，可減少微粒。
其後，將施加於靜電吸盤之電壓維持為第1電壓V1，保持利用靜電吸盤所進行之晶圓之吸附(保持步驟S3)。然後，當晶圓之溫度上升至溫度T1後，使施加於靜電吸盤之電壓上升至第2電壓V2(第2吸附步驟S4)。此時，晶圓以大於第1吸附力F1之第2吸附力F2即電漿處理時之第2吸附力F2吸附於靜電吸盤上。然而，由於靜電吸盤與晶圓之溫度差(T2－T1)變得足夠小，故而可抑制晶圓之背面與靜電吸盤之表面摩擦，從而可減少微粒。
如上所述，根據本技術，可藉由使施加於靜電吸盤之電壓分2個階段上升而減少微粒，進而可藉由將靜電吸盤之溫度維持為固定而提高晶圓處理之處理量。
其次，本發明人等為了調查於第2吸附步驟S4中使施加於靜電吸盤之電壓自第1電壓V1上升至第2電壓V2之時點即靜電吸盤與晶圓之溫度差(T2－T1)，進行了實驗。將該實驗結果示於圖2。圖2之橫軸表示將晶圓載置於靜電吸盤上時該靜電吸盤與晶圓之溫度差，縱軸表示晶圓背面所產生之傷痕之長度。再者，傷痕之長度表示晶圓背面與靜電吸盤表面之摩擦之大小，進而表示微粒之產生量。
於圖2所示之實驗中，將施加於靜電吸盤之電壓維持為固定後，使靜電吸盤與晶圓之溫度差變動，測定晶圓背面所產生之傷痕之長度。具體而言，將溫度差變為32℃、42℃、62℃、82℃。又，實驗係針對施加於靜電吸盤之電壓為2500 V、2000 V、1500 V這3種情形進行。再者，於圖2中，除了針對各電壓以每個溫度差繪製了所測得之傷痕之長度以外，還圖示出回歸傷痕之長度與溫度差之關係所獲得之線。
參照圖2，若靜電吸盤與晶圓之溫度差較大，則傷痕之長度較大，若溫度差較小，則傷痕之長度亦較小。即，若溫度差變小，則可減少微粒。其原因在於：將晶圓載置於靜電吸盤上時，靜電吸盤與晶圓之間所產生之熱膨脹差變小，晶圓之背面與靜電吸盤之表面的摩擦受到抑制。並且，當溫度差為42℃時，施加於靜電吸盤之電壓為任一電壓之情形時傷痕之長度均大致為零，但在施加於靜電吸盤之電壓為2500 V之情形時，觀測到微小之傷痕。並且，溫度差為32℃時，施加於靜電吸盤之電壓為任一電壓之情形時均無法觀測到傷痕。因此，為了減少微粒，圖1所示之使施加於靜電吸盤之電壓自第1電壓V1上升至第2電壓V2之時點宜為靜電吸盤與晶圓之溫度差(T2－T1)為30℃以下。
再者，靜電吸盤之溫度T2係對晶圓進行電漿處理之目標溫度。具體而言，溫度T2例如假定為60℃、80℃、120℃。載置於靜電吸盤之前之晶圓之溫度T0通常為常溫。如此一來，為了使靜電吸盤與晶圓之溫度差(T2－T1)成為30℃以上，靜電吸盤之溫度T2較佳為60℃以上。
又，參照圖2，若施加於靜電吸盤之電壓變小為2500 V、2000 V、1500 V，則傷痕之長度亦變小。其原因在於：如圖1所示，若減小靜電吸盤之電壓，則靜電吸盤吸附晶圓之吸附力變小，晶圓之背面與靜電吸盤之表面之摩擦變小。並且，若靜電吸盤之電壓為1500 V，則無論靜電吸盤與晶圓之溫度差如何，均無法觀測到傷痕。因此，為了進一步減少微粒，圖1所示之施加於靜電吸盤之第1電壓V1較佳為1500 V以下。
再者，施加於靜電吸盤之第2電壓V2係進行電漿處理時，靜電吸盤吸附晶圓時之電壓，為2500 V以上。
此處，對吸附於靜電吸盤上之晶圓之溫度進行調節時，向靜電吸盤與晶圓之間(對晶圓之背面)供給He氣體或Ar氣體等熱傳遞用氣體(以下，稱為「傳熱氣體」)。藉由該傳熱氣體，可提高靜電吸盤與晶圓之間之熱傳遞性，從而高效率地對晶圓進行溫度調節。
於本技術中，使施加於靜電吸盤之電壓分2個階段上升，但第1吸附步驟S2中施加第1電壓V1時之第1吸附力F1小於第2吸附步驟S4中施加第2電壓V2時之第2吸附力F2。如上所述，傳熱氣體提高靜電吸盤與晶圓之間之導熱性，故而較佳為以儘可能高之壓力供給。然而，若傳熱氣體之壓力過高，則有超過靜電吸盤吸附晶圓之力，而無法維持利用靜電吸盤所進行之晶圓之吸附之虞。
因此，較佳為根據施加於靜電吸盤之電壓，即根據靜電吸盤吸附晶圓之吸附力，調節傳熱氣體之壓力。圖3係表示圖1(b)中進而作為傳熱氣體之He氣體之壓力(圖3中之“He B.P.”)之經時變化者。如圖3所示，第1吸附步驟S2中使施加於靜電吸盤之電壓上升至第1電壓V1後，於保持步驟S3中保持第1電壓V1期間，以第1壓力P1供給傳熱氣體(第1氣體供給步驟)。其後，第2吸附步驟S4中使施加於靜電吸盤之電壓上升至第2電壓V2後，以大於第1壓力P1之第2壓力P2供給傳熱氣體(第2氣體供給步驟)。於該情形時，可維持利用靜電吸盤所進行之晶圓之吸附，並且最大限度地供給傳熱氣體，從而可高效率地對晶圓進行溫度調節。
其次，參照圖式對應用以上之本技術之作為本實施形態之基板處理裝置之電漿處理裝置、及作為基板處理方法之電漿處理方法進行說明。
＜電漿處理裝置＞ 其次，對本實施形態之電漿處理裝置之構成進行說明。圖4係模式性地表示電漿處理裝置1之構成概況之縱剖視圖。再者，於本實施形態中，作為電漿處理裝置1，以RIE(Reactive Ion Etching，反應性離子蝕刻)型電漿處理裝置為例進行說明。
電漿處理裝置1例如具有鋁或不鏽鋼製之金屬製處理容器10。處理容器10電性接地。又，處理容器10具有可將內部密閉之圓筒形狀。於處理容器10之側壁安裝有於晶圓W搬入或搬出時開啟及關閉之閘閥11。
於處理容器10內設置有供載置作為基板之晶圓W之載置台20。載置台20具有載置台本體21及靜電吸盤22。靜電吸盤22設置於載置台本體21之上部，吸附晶圓W。載置台本體21經由絕緣性之筒狀保持部23支持於自處理容器10之底部向垂直上方延伸之筒狀支持部24。於筒狀保持部23之上表面設置有呈環狀包圍靜電吸盤22之外側之包含例如石英之聚焦環25。
載置台本體21例如包含鋁等導電性材料。於載置台本體21，經由匹配器31及饋電棒32電性連接有供給電漿產生用高頻電力之高頻電源30。高頻電源30將規定高頻、例如60 MHz之高頻電力供給至載置台20。如此，載置台本體21亦作為下部電極發揮功能。再者，下述簇射頭70作為上部電極發揮功能。來自高頻電源30之電漿產生用高頻電力以電容方式供給至載置台本體21與簇射頭70之間。
靜電吸盤22係將包含導電膜之片狀吸盤電極40夾入一對介電構件即介電層部41、42之間而成者。即，靜電吸盤22係於介電體中僅形成有單極之所謂單極型靜電吸盤。於吸盤電極40，經由開關44連接有直流電源43。靜電吸盤22可藉由自直流電源43對吸盤電極40施加直流電壓，而以庫倫力吸附保持晶圓W。
又，於停止向吸盤電極40施加電壓之情形時，成為藉由開關44連接於接地部45之狀態。以下，停止向吸盤電極40施加電壓意指吸盤電極40接地之狀態。
於載置台本體21之內部設置有冷媒管50。經由配管51、52自冷卻器單元53向該冷媒管50循環供給規定溫度之冷媒、例如冷水。
於靜電吸盤22之內部設置有加熱器54。自交流電源(未圖示)向加熱器54施加所需之交流電壓。藉由該構成，靜電吸盤22上之晶圓W之處理溫度藉由冷卻器單元53之冷卻與加熱器54之加熱被調整為所需之溫度。
如上所述，來自靜電吸盤22之熱被傳遞至吸附於該靜電吸盤22之上表面之晶圓W。於該情形時，為了即便將處理容器10內減壓亦將熱高效率地傳遞至晶圓W，而自氣體供給線60朝向吸附於靜電吸盤22之上表面之晶圓W之背面供給He氣體或Ar氣體等傳熱氣體。氣體供給線60連接於傳熱氣體供給源61。
於處理容器10之頂壁設置有簇射頭70作為接地電位之上部電極。藉由上述高頻電源30，向載置台20與簇射頭70之間供給高頻電力。簇射頭70具有：電極板72，其具有多個氣體通氣孔71；及電極支持體73，其將該電極板72可裝卸地支持。於電極支持體73之內部設置有緩衝室74。於緩衝室74之氣體導入口75，經由氣體供給配管76連結有處理氣體供給源77。藉由該構成，自簇射頭70向處理容器10內供給所需之處理氣體。
於處理容器10之內側壁與筒狀支持部24之外側壁之間形成有排氣通路80。於排氣通路80安裝有環狀之隔板81。於排氣通路80之底部設置有排氣口82，該排氣口82經由排氣管83連接於排氣裝置84。排氣裝置84具有真空泵(未圖示)，將處理容器10內減壓至規定真空度。
於以上之電漿處理裝置1設置有作為控制部之控制裝置100。控制裝置100對安裝於電漿處理裝置1之各部、例如處理氣體供給源77、排氣裝置84、加熱器54、直流電源43、開關44、匹配器31、高頻電源30、傳熱氣體供給源61及冷卻器單元53進行控制。
控制裝置100例如為電腦，具有程式儲存部(未圖示)。於程式儲存部中儲存有對電漿處理裝置1中之晶圓W之處理進行控制之程式。又，於程式儲存部中儲存有用以由處理器控制各種處理之控制程式、或用以根據處理條件使電漿處理裝置1之各構成部執行處理之程式即處理配方。再者，上述程式可為記錄於電腦可讀取之記憶媒體中者，亦可為自該記憶媒體安裝於控制裝置100者。
＜電漿處理方法＞ 其次，對使用以如上方式構成之電漿處理裝置1所進行之電漿處理進行說明。於本實施形態中，作為電漿處理，例如進行乾式蝕刻處理。
圖5係表示電漿處理中之處理步驟之說明圖。圖5中示出施加於靜電吸盤22之直流電壓(圖5中之“ESC HV”)、靜電吸盤22之溫度(圖5中之“ESC temp.”)、晶圓W之溫度(圖5中之“Wafer temp.”)及He氣體(傳熱氣體)之壓力(圖5中之“He B.P.”)之經時變化。再者，圖5中之時間或電壓、溫度、壓力之數值為一例，根據電漿處理之配方而改變。
首先，打開閘閥11將晶圓W搬入至處理容器10內，載置於靜電吸盤22上(載置步驟S1)。此時，靜電吸盤22維持為規定溫度、例如120℃。又，載置於靜電吸盤22上時之晶圓W之溫度為常溫、例如27℃。載置於靜電吸盤22上之晶圓W尚未被吸附，其溫度不會大幅度地上升。
晶圓W搬入後，關閉閘閥11。然後，藉由排氣裝置84將處理容器10內減壓至規定真空度。
其次，自處理氣體供給源77經由簇射頭70向處理容器10內供給Ar氣體，調整處理容器10內之壓力。然後，藉由高頻電源30，向載置台20與簇射頭70之間供給高頻電力，產生電漿。其次，自直流電源43對靜電吸盤22之吸盤電極40施加第1電壓、例如1500 V，將晶圓W吸附於靜電吸盤22上(第1吸附步驟S2)。如此一來，晶圓W以第1吸附力吸附於靜電吸盤22。該第1吸附力小於電漿處理時之第2吸附力，故而即便靜電吸盤22與晶圓W產生溫度差，亦能夠抑制晶圓W之背面與靜電吸盤22之表面摩擦，從而可減少微粒。
其次，一面對靜電吸盤22施加第1電壓(1500 V)，一面保持利用靜電吸盤22所進行之晶圓W之吸附(保持步驟S3)。於該保持步驟S3中，靜電吸盤22吸附晶圓W之力足夠小，故而亦能夠抑制晶圓W之背面與靜電吸盤22之表面摩擦。
再者，於保持步驟S3中，自傳熱氣體供給源61以第1壓力、例如20 Torr向靜電吸盤22與晶圓W之間供給He氣體(第1氣體供給步驟)。較理想為第1壓力於晶圓W不因傳熱氣體之壓力而脫離靜電吸盤22之範圍內變高。於該情形時，即便晶圓W之第1吸附力較小，晶圓W亦不會脫離靜電吸盤22，而最大限度地供給He氣體，故而可高效率地對晶圓W進行溫度調節。因此，可縮短保持步驟S3之時間，且可提高晶圓處理之處理量。又，因傳熱氣體之壓力而對晶圓W脫離靜電吸盤22之方向施加力，故而可進一步抑制晶圓W之背面與靜電吸盤22之表面摩擦。
然後，當晶圓W之溫度上升至例如100℃，靜電吸盤22與晶圓W之溫度差成為20℃時，使施加於靜電吸盤22之電壓上升至第2電壓、例如2500 V(第2吸附步驟S4)。此時，晶圓W以大於第1吸附力之第2吸附力、即電漿處理時之第2吸附力吸附於靜電吸盤22。然而，由於靜電吸盤22與晶圓W之溫度差變得足夠小，為20℃，故而可抑制晶圓W之背面與靜電吸盤22之表面摩擦，從而可減少微粒。再者，如使用圖2所說明般，只要靜電吸盤22與晶圓W之溫度差為30℃以下即可，但於本實施形態中，考慮到裕度，將溫度差設為20℃。
若使施加於靜電吸盤22之電壓上升至第2電壓(2500 V)，則使供給至靜電吸盤22與晶圓W之間之He氣體之壓力自第1壓力上升至高於第1壓力之第2壓力、例如30 Torr(第2氣體供給步驟)。其原因在於：由於晶圓W藉由大於保持步驟S3中之第1吸附力之第2吸附力被吸附，故而即便以高於第1壓力之第2壓力供給傳熱氣體，亦能夠利用靜電吸盤22保持晶圓W。如此，藉由以高於保持步驟S3之壓力供給He氣體，可更高效率地對晶圓W進行溫度調節。因此，可縮短使晶圓W上升至電漿處理時之目標溫度、例如120℃之時間，可進一步提高晶圓處理之處理量。
又，若施加於靜電吸盤22之電壓成為第2電壓，晶圓W以第2吸附力吸附於靜電吸盤22，則停止供給高頻電力。並且，繼續進行電漿處理(處理步驟S5)。具體而言，自處理氣體供給源77將處理氣體(蝕刻氣體)以規定流量供給至處理容器10內之晶圓W之上方。此時，藉由排氣裝置84將處理容器10內維持為規定真空度。進而，自高頻電源30將規定功率之高頻電力供給至載置台本體21。如此一來，自簇射頭70呈噴淋狀導入之處理氣體藉由來自高頻電源30之高頻電力而電漿化，藉此，於上部電極(簇射頭70)與下部電極(載置台本體21)之間之電漿產生空間中產生電漿。然後，藉由所產生之電漿中之自由基或離子蝕刻晶圓W之主面。
於結束電漿蝕刻處理之情形時，首先，停止自高頻電源30供給高頻電力及停止藉由處理氣體供給源77供給處理氣體。其次，停止向晶圓W之背面供給He氣體，靜電吸盤22之吸附保持亦停止。再者，於停止靜電吸盤22之吸附保持之情形時，亦可進而施加負電壓進行去靜電。其後，分別停止藉由排氣裝置84進行之減壓。
其後，打開閘閥11將晶圓W自處理容器10中搬出。如此，結束對晶圓W之一系列電漿處理。
根據以上之實施形態，使載置晶圓W後施加於靜電吸盤22之電壓分2個階段上升，故而可抑制晶圓W之背面與靜電吸盤22之表面摩擦，從而可減少微粒。實際上，本發明人等實施本實施形態對晶圓W進行電漿處理後，拍攝該晶圓W之正面進行觀察，結果，附著於晶圓W之正面之微粒幾乎不存在。
又，根據本實施形態，將靜電吸盤22之溫度維持為固定，故而與如先前般進行晶圓W之預加熱之情形或對靜電吸盤22之溫度進行升降控制之情形相比，可提高晶圓處理之處理量。實際上，經本發明人等調查得出，與對靜電吸盤22之溫度進行升降控制之情形相比，於如本實施形態般將靜電吸盤22之溫度維持為固定之情形時，可使藉由靜電吸盤22使晶圓W升溫至規定溫度之時間約為一半。
進而，根據本實施形態，根據施加於靜電吸盤22之電壓(第1電壓與第2電壓)對He氣體之壓力分2個階段進行調節，故而可維持利用靜電吸盤22所進行之晶圓W之吸附，並且最大限度地供給He氣體。其結果，可高效率地對晶圓W進行溫度調節，從而可進一步提高晶圓處理之處理量。
＜保持步驟之時間設定＞ 於以上之實施形態中，使施加於靜電吸盤22之電壓自第1電壓上升至第2電壓之時點為靜電吸盤22與晶圓W之溫度差成為20℃之情形。該時點可測定晶圓W之溫度而設定，亦可由控制裝置100自動設定。即，控制裝置100可自動設定保持步驟S3之時間。
首先，導出靜電吸盤22之溫度與保持步驟S3之時間之相關關係。將該相關關係之一例示於圖6。圖6之橫軸表示靜電吸盤22之溫度，縱軸表示保持步驟S3之時間。
導出相關關係時，對將靜電吸盤22之溫度設定為60℃與120℃之情形時之保持步驟S3之時間進行了測定。具體而言，將常溫、例如27℃之晶圓W載置於維持為60℃之靜電吸盤22上。並且，對靜電吸盤22施加第1電壓即1500 V，測定靜電吸盤22與晶圓W之溫度差成為20℃之時間，為2秒。該2秒為保持步驟S3之時間。又，對維持為120℃之靜電吸盤22亦以相同方式測定保持步驟S3之時間，結果為5秒。
於圖6中，對保持步驟S3相對於該等靜電吸盤22之溫度60℃、120℃之時間2秒、5秒進行繪製，進而對其等進行線性回歸，導出相關關係(相關直線)。施加於靜電吸盤22之電壓固定，自該靜電吸盤22傳遞至晶圓W之熱固定，故而晶圓W之溫度上升亦固定。因此，導出相關關係時，以上述方式對2點之測定點進行線性回歸。
再者，於圖6中，標註有斜線之部分係無需如本實施形態般使施加於靜電吸盤22之電壓分2個階段上升之區域。具體而言係靜電吸盤22之溫度為30℃以下之區域。
如上所述，若導出靜電吸盤22之溫度與保持步驟S3之時間之相關關係，則於控制裝置100可根據靜電吸盤22之溫度自動設定保持步驟S3之時間。詳細而言，例如若操作員輸入靜電吸盤22之溫度T，則控制裝置100可自動計算保持步驟S3之時間X，製成製程配方。
於該情形時，不需要繁雜之控制便可簡易地設定保持步驟S3之時間，可實現本實施形態之利用靜電吸盤22所進行之晶圓W之2階段吸附。又，進而，除保持步驟S3以外之配方亦自動產生，藉此亦能夠自動產生整個處理之配方。
再者，圖6所示之相關關係為一例，相關關係會因施加於靜電吸盤22之第1電壓等而發生變化。相關關係只要根據所要求之製程導出即可。
又，圖6所示之相關關係係進行實驗而測定出保持步驟S3之時間，但亦可進行模擬而推定保持步驟S3之時間。
應認為此次所揭示之實施形態於所有方面均為例示而非限制性者。上述實施形態亦可不脫離隨附之申請專利範圍及其主旨地以各種形態進行省略、置換、變更。
例如，上述實施形態對在靜電吸盤22上對晶圓W進行加熱(升溫)之情形進行了說明，但本技術對在靜電吸盤22上對晶圓W進行冷卻(降溫)之情形亦有用。即，於靜電吸盤22上對晶圓W進行冷卻時，亦可使施加於靜電吸盤22之電壓分2個階段上升，利用該靜電吸盤22以2個階段吸附晶圓W。
例如，於對晶圓W進行冷卻之情形時，亦因靜電吸盤與晶圓之溫度差而於靜電吸盤與晶圓之間產生熱膨脹差。如此一來，與加熱晶圓之情形相同，可能產生如下問題：晶圓之背面與靜電吸盤之表面摩擦，晶圓之背面磨耗而產生微粒。因此，於該情形時，亦可藉由應用本技術，而減少微粒。
又，於本實施形態中，以第1電壓與第2電壓分為2次施加電壓，但亦可分為3次以上施加電壓。例如，施加第1電壓(或第2電壓)時，亦可階段性地施加電壓。又，亦可於進行第2吸附步驟後，進行大於第2電壓之第3電壓下之第3吸附步驟、第2保持步驟及大於第3電壓之第4電壓下之第4吸附步驟。於該情形時，可於第3吸附步驟之後進行高於第2壓力之第3壓力下之第3氣體供給步驟，於第4吸附步驟之後進行高於第3壓力之第4壓力下之第4氣體供給步驟。又，於需要將靜電吸盤22之溫度(電漿處理之溫度)設定得較高之情形時，可於第2吸附步驟與第3吸附步驟之間使靜電吸盤22之溫度上升。
又，例如上述電漿處理裝置1係以RIE型電漿處理裝置為例進行了說明，但本實施形態可用於任意電漿處理裝置。
再者，如下構成亦屬於本發明之技術範圍。 (1)一種基板處理方法，其係處理基板之方法，且具有：載置步驟，其係將上述基板載置於設定為規定溫度之靜電吸盤上；第1吸附步驟，其係對上述靜電吸盤施加第1直流電壓，將上述基板吸附於該靜電吸盤上；保持步驟，其係一面對上述靜電吸盤施加上述第1直流電壓，一面保持利用上述靜電吸盤所進行之上述基板之吸附，直至上述靜電吸盤與上述基板之溫度差成為30℃以下為止；及第2吸附步驟，其係對上述靜電吸盤施加高於上述第1直流電壓之第2直流電壓，將上述基板吸附於該靜電吸盤上。 根據上述(1)，使載置基板後施加於靜電吸盤之電壓分2個階段上升而吸附基板，故而可抑制基板之背面與靜電吸盤之表面摩擦，從而可減少微粒。進而，根據上述(1)，靜電吸盤之溫度被維持為規定溫度，故而可提高基板處理之處理量。
(2)如上述(1)所記載之基板處理方法，其於上述第1吸附步驟與上述保持步驟之間，進而具有第1氣體供給步驟，該第1氣體供給步驟係以第1壓力對上述基板之背面供給傳熱氣體。 (3)如上述(2)所記載之基板處理方法，其於上述第2吸附步驟之後，進而具有第2氣體供給步驟，該第2氣體供給步驟係以高於上述第1壓力之第2壓力對上述基板之背面供給傳熱氣體。 根據上述(2)與上述(3)，根據施加於靜電吸盤之電壓，調節傳熱氣體之壓力，故而可適當地維持利用靜電吸盤所進行之基板之吸附，並且最大限度地供給傳熱氣體。其結果，可高效率地對基板進行溫度調節，可進一步提高基板處理之處理量。
(4)如上述(1)至上述(3)中任一項所記載之基板處理方法，其中上述第1直流電壓為1500 V以下之電壓。 (5)如上述(1)至上述(4)中任一項所記載之基板處理方法，其中上述第2直流電壓為2500 V以上之電壓。 (6)如上述(1)至上述(5)中任一項所記載之基板處理方法，其中上述規定溫度為處理上述基板之目標溫度。 (7)如上述(6)所記載之基板處理方法，其中上述規定溫度為60℃以上。
(8)如上述(1)至上述(7)中任一項所記載之基板處理方法，其於上述第2吸附步驟之後，進而具有處理步驟，該處理步驟係向上述基板之上方供給處理氣體，藉由上述處理氣體產生電漿而進行電漿處理。 根據上述(8)，於第2吸附步驟中基板適當地吸附於靜電吸盤上之狀態下，進行處理步驟，故而可對該基板適當地進行電漿處理。
(9)如上述(1)至上述(8)中任一項所記載之基板處理方法，其於上述載置步驟之前，進而具有設定上述保持步驟之時間之設定步驟；且於上述設定步驟中，基於預先導出之上述靜電吸盤之溫度與上述保持步驟之時間之相關關係，根據處理上述基板時之上述靜電吸盤之溫度，設定上述保持步驟之時間。
(10)一種基板處理裝置，其係處理基板者，且具有：靜電吸盤，其供載置上述基板；及控制部，其控制上述靜電吸盤；且上述控制部控制上述靜電吸盤以執行如下步驟：載置步驟，其係將上述基板載置於設定為規定溫度之靜電吸盤上；第1吸附步驟，其係對上述靜電吸盤施加第1直流電壓，將上述基板吸附於該靜電吸盤上；保持步驟，其係一面對上述靜電吸盤施加上述第1直流電壓，一面保持利用上述靜電吸盤所進行之上述基板之吸附，直至上述靜電吸盤與上述基板之溫度差成為30℃以下為止；及第2吸附步驟，其係對上述靜電吸盤施加高於上述第1直流電壓之第2直流電壓，將上述基板吸附於該靜電吸盤上。
(11)如上述(10)所記載之基板處理裝置，其中上述控制部預先導出上述靜電吸盤之溫度與上述保持步驟之時間之相關關係，且基於上述相關關係，根據處理上述基板時之上述靜電吸盤之溫度，設定上述保持步驟之時間。 根據上述(11)，控制部可基於相關關係自動設定保持步驟之時間，故而不進行繁雜之控制便可進行利用上述靜電吸盤之基板之2階段吸附(第1吸附步驟與第2吸附步驟)。
1:電漿處理裝置 10:處理容器 11:閘閥 20:載置台 21:載置台本體 22:靜電吸盤 23:筒狀保持部 24:筒狀支持部 25:聚焦環 30:高頻電源 31:匹配器 32:饋電棒 40:吸盤電極 41:介電層部 42:介電層部 43:直流電源 44:開關 45:接地部 50:冷媒管 51:配管 52:配管 53:冷卻器單元 54:加熱器 60:氣體供給線 61:傳熱氣體供給源 70:簇射頭 71:氣體通氣孔 72:電極板 73:電極支持體 74:緩衝室 75:氣體導入口 76:氣體供給配管 77:處理氣體供給源 80:排氣通路 81:隔板 82:排氣口 83:排氣管 84:排氣裝置 100:控制裝置 F1:第1吸附力 F2:第2吸附力 P1:第1壓力 P2:第2壓力 S1:載置步驟 S2:第1吸附步驟 S3:保持步驟 S4:第2吸附步驟 S5:處理步驟 T0:溫度 T1:溫度 T2:溫度 V1:第1電壓 V2:第2電壓 W:晶圓
圖1(a)、(b)係表示施加於靜電吸盤之直流電壓、靜電吸盤之溫度及晶圓之溫度之經時變化的說明圖。 圖2係表示靜電吸盤與晶圓之溫度差、和晶圓之背面所產生之傷痕之長度之關係的說明圖。 圖3係表示施加於靜電吸盤之直流電壓、靜電吸盤之溫度、晶圓之溫度及傳熱氣體之壓力之經時變化的說明圖。 圖4係模式性地表示本實施形態之電漿處理裝置之構成概況之縱剖視圖。 圖5係表示本實施形態之電漿處理中之處理步驟之說明圖。 圖6係表示靜電吸盤之溫度與保持步驟之時間之相關關係的說明圖。
F1:第1吸附力
F2:第2吸附力
S1:載置步驟
S2:第1吸附步驟
S3:保持步驟
S4:第2吸附步驟
T0:溫度
T1:溫度
T2:溫度
V1:第1電壓
V2:第2電壓

Claims (11)

  1. 一種基板處理方法，其係處理基板之方法，且具有： 載置步驟，其係將上述基板載置於設定為規定溫度之靜電吸盤上； 第1吸附步驟，其係對上述靜電吸盤施加第1直流電壓，將上述基板吸附於該靜電吸盤上； 保持步驟，其係一面對上述靜電吸盤施加上述第1直流電壓，一面保持利用上述靜電吸盤所進行之上述基板之吸附，直至上述靜電吸盤與上述基板之溫度差成為30℃以下為止；及 第2吸附步驟，其係對上述靜電吸盤施加高於上述第1直流電壓之第2直流電壓，將上述基板吸附於該靜電吸盤上。
  2. 如請求項1之基板處理方法，其於上述第1吸附步驟與上述保持步驟之間，進而具有第1氣體供給步驟，該第1氣體供給步驟係以第1壓力對上述基板之背面供給傳熱氣體。
  3. 如請求項2之基板處理方法，其於上述第2吸附步驟之後，進而具有第2氣體供給步驟，該第2氣體供給步驟係以高於上述第1壓力之第2壓力對上述基板之背面供給傳熱氣體。
  4. 如請求項1至3中任一項之基板處理方法，其中上述第1直流電壓為1500 V以下之電壓。
  5. 如請求項1至4中任一項之基板處理方法，其中上述第2直流電壓為2500 V以上之電壓。
  6. 如請求項1至5中任一項之基板處理方法，其中上述規定溫度為處理上述基板之目標溫度。
  7. 如請求項6之基板處理方法，其中上述規定溫度為60℃以上。
  8. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其於上述第2吸附步驟之後，進而具有處理步驟，該處理步驟係對上述基板之上方供給處理氣體，藉由上述處理氣體產生電漿而進行電漿處理。
  9. 如請求項1至8中任一項之基板處理方法，其於上述載置步驟之前，進而具有設定上述保持步驟之時間之設定步驟；且 於上述設定步驟中，基於預先導出之上述靜電吸盤之溫度與上述保持步驟之時間的相關關係，根據處理上述基板時之上述靜電吸盤之溫度，設定上述保持步驟之時間。
  10. 一種基板處理裝置，其係處理基板者，且具有： 靜電吸盤，其供載置上述基板；及 控制部，其控制上述靜電吸盤；且 上述控制部控制上述靜電吸盤以執行如下步驟： 載置步驟，其係將上述基板載置於設定為規定溫度之靜電吸盤上； 第1吸附步驟，其係對上述靜電吸盤施加第1直流電壓，將上述基板吸附於該靜電吸盤上； 保持步驟，其係一面對上述靜電吸盤施加上述第1直流電壓，一面保持利用上述靜電吸盤所進行之上述基板之吸附，直至上述靜電吸盤與上述基板之溫度差成為30℃以下為止；及 第2吸附步驟，其係對上述靜電吸盤施加高於上述第1直流電壓之第2直流電壓，將上述基板吸附於該靜電吸盤上。
  11. 如請求項10之基板處理裝置，其中上述控制部預先導出上述靜電吸盤之溫度與上述保持步驟之時間之相關關係，且 基於上述相關關係，根據處理上述基板時之上述靜電吸盤之溫度，設定上述保持步驟之時間。
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