TWI722089B - 載置台之表面處理方法、載置台及電漿處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種技術，於上部電極與兼做為下部電極之金屬製載置台之間施加高頻電力的電漿處理裝置中，使得處理容器內之電漿安定化。
對於設置在處理容器2內之兼用做為下部電極的金屬製載置台3之載置面吹附氧化鋁之微細粒子100來經過第1噴砂處理之後，進行吹附乾冰之微細粒子101的第2噴砂處理。是以，藉由吹附氧化鋁之微細粒子100所形成之凹凸的邊部成為圓滑。因此，從高頻電源51經由氣體供給部5(上部電極)、晶圓W以及載置台3到達地面之高頻電流路徑中，晶圓W與載置台3之間的阻抗變小。從而，由於從電漿產生區域朝處理容器2之側壁等的電流路徑形成受到抑制，故可使得電漿安定化，進行安定的電漿處理。

Description

載置台之表面處理方法、載置台及電漿處理裝置
本發明係關於一種使得處理氣體激發來生成電容耦合電漿而對基板進行電漿處理時所使用之載置台之表面處理方法、以該方法所處理過之載置台以及使用該載置台之電漿處理裝置。
於半導體製造製程中，有時對於半導體晶圓(以下稱為「晶圓」)等基板使用電容耦合電漿、感應耦合電漿等來進行蝕刻處理、成膜處理等電漿處理。使用電容耦合電漿之電漿處理裝置，構成上係於處理容器內具備下部電極之載置台上載置基板，對基板之上方側所設之上部電極與下部電極之間供給高頻電力來使得處理氣體電漿化。
電漿處理近年來有低溫化趨勢，係使用例如500℃以下(例如450℃程度)或是更低溫度的低溫電漿。若載置台之材質使用例如氧化鋁(Al2O3)，由於矽氧化膜(SiO2)膜上變得容易發生腐蝕，且會降低包含電漿之高頻電路上的電阻成分，乃檢討使用金屬製之載置台。
另一方面，為了抑制粒子的產生或是晶圓之滑動，係對於載置台之表面吹附例如氧化鋁(Al2O3)之微細粒子來進行噴砂處理，將表面做粗加工。但是若使用經過噴砂處理之金屬製載置台來進行電漿處理，有時電漿會成為不安定的狀態，恐變得無法實施良好的電漿處理。
專利文獻1中記載了為了對於淋灑頭部之金屬母材表面所附著之薄膜提高密接性而使用氧化鋁來進行噴砂處理之事；以及即便於此噴砂處理後，由於會有氧化鋁粒子脫落之情況故進而使用乾冰來進行噴砂處理之事。但是關於位於基板內面側之載置台與電漿之安定性的關連並無記載。
先前技術文獻
專利文獻1 日本特開2009-255277號公報
本發明係鑑於如此情事所得，其目的在於提供一種技術，針對在上部電極與兼做為下部電極之金屬製載置台之間施加高頻電力之電漿處理裝置，可使得處理容器內之電漿安定化。
本發明之載置台之表面處理方法，係對於金屬製載置台(兼用做為藉由被供給於載置台與上部電極之間的高頻電力來產生電漿的下部電極，並用以載置受電漿處理之基板)進行表面處理之方法，係進行：第1表面處理，對該基板之載置面吹附由非升華性材料所構成之非升華性噴砂材；第2表面處理，係於該第1表面處理之後，對該載置面吹附由升華性材料所構成之升華性噴砂材。
此外本發明之載置台之表面處理方法，係對於金屬製載置台進行表面處理，該金屬製載置台兼用做為藉由被供給於其與上部電極之間的高頻電力來產生電漿的下部電極，並用以載置受電漿處理之基板；係進行如下處理：第1表面處理，係對該基板之載置面吹附由非升華性材料所構成之非升華性噴砂材；以及第2表面處理，係於該第1表面處理之後，使得激發狀態之氬氣體衝撞於該基板之載置面。
本發明之載置台係藉由上述載置台之表面處理方法而受到表面處理者。
本發明之電漿處理裝置，係使得供給至處於真空氛圍下的處理容器內的處理氣體激發來產生電漿，而對基板進行電漿處理者；具備：上述載置台，係設置於該處理容器內；以及，上部電極，係以和載置於該載置台之基板的被處理面成為對向的方式所配置，對其與該載置台之間施加高頻電力。
本發明係對於生成電容耦合電漿之平行平板方式的電漿處理裝置所使用之金屬製載置台中之基板載置面吹附由非升華性材料所構成之非升華性噴砂材，之後吹附由升華性材料所構成之升華性噴砂材、或是使得激發狀 態之氬氣體進行衝撞。從而，藉由非升華性材料之吹附所形成之表面凹凸的邊部會變成圓滑。因此，從高頻電源經由上部電極、基板以及下部電極到達地面之高頻電流路徑中，基板與載置台之間的阻抗變小。從而，由於可抑制從電漿產生區域朝處理容器之側壁等的電流路徑之形成，而可使得電漿安定化來進行安定之電漿處理。
2‧‧‧處理容器
3‧‧‧載置台
5‧‧‧氣體供給部
9‧‧‧控制部
30,50‧‧‧電流計
35‧‧‧電抗調整部
51‧‧‧高頻電源
W‧‧‧晶圓
圖1係本發明之實施形態相關之電漿處理裝置之縱截面圖。
圖2係顯示於前述電漿處理裝置所設載置台之表面處理製程之說明圖。
圖3係顯示前述電漿處理裝置之控制部之構成圖。
圖4係顯示上部電極側之電流值對電抗值之說明圖。
圖5係顯示下部電極側之電流值對電抗值之說明圖。
圖6係示意顯示於晶圓以及載置台所形成之等效電路之說明圖。
圖7係示意顯示電漿處理裝置內之等效電路之說明圖。
圖8係顯示和形成於晶圓處之膜厚與載置台之平均表面粗度Ra相對應之異常波形之發生率之特性圖。
圖9係顯示實施例1以及比較例1中之異常波形之發生率之特性圖。
圖10係顯示實施例1以及比較例1中之異常波形之發生率之特性圖。
以下，針對本發明之實施形態相關之電漿處理裝置之構成例，參見圖1來說明。此電漿處理裝置係實施例如以電漿CVD來形成Ti膜之處理。
電漿處理裝置具備有地面接地之氣密性金屬製大致圓筒狀的處理容器2。於處理容器2之底面中央部形成有朝下方突出之例如圓筒狀的排氣室21，於排氣室21之側面連接著排氣流路22。此排氣流路22之構成方式為：經由壓力調整部23(例如具備有由蝶型閥所構成之壓力調整閥等)而連接真空泵等真空排氣部24，處理容器2內可被減壓至既定真空壓力。此外於處理容器2之側面形成有搬送口25(用以在其與未圖示之搬送室之間來進行晶圓W之搬出入)，此搬送口25藉由閘閥26而構成為開閉自如。
處理容器2內設有載置台3，用以將晶圓W加以大致水平保持並由例如鎳(Ni)所構成。載置台3於進行了金屬零件之組裝、接合以及最終加工之後，以例如純水等來洗淨表面。圖2(a)係示意顯示表面洗淨後之載置台3之表面圖。之後如圖2(b)所示般，對於載置台3之全體表面進行屬於第1表面處理之第1噴砂處理製程，來將非升華性噴砂材(例如氧化鋁之微細粒子100)以例如氣體噴砂裝置來進行噴射。藉此，包含晶圓W載置面之載置台3之表面全體係藉由氧化鋁之微細粒子100之衝撞而形成凹凸。此外圖2(a)~2(c)所示表面狀態係誇大描繪。此時例如於載置台3之表面形成算術平均表面粗度為例如2μm~12μm之凹凸。所謂算術平均表面粗度(以下稱為「平均表面粗度Ra」)，係從粗度曲線在其平均線方向專特取出基準長度l，於基準長度l之平均線之方向取X軸，於縱倍率之方向取Y軸，將從基準長度l之平均線至測定曲線的偏差絕對值加以合計而平均所得之值。粗度曲線若以y=f(x)表示，則以下式求得。
Figure 106100922-A0202-12-0004-2
此第1噴砂處理係將構成載置台3之金屬零件的表面予以粗面化，來抑制粒子之發生。此外藉由將載置台3之表面予以粗面化來減少相對於晶圓W之接觸面積，使得基於晶圓W本身重量之靜摩擦力增大，且藉由將載置台3之表面予以粗面化，則回繞至晶圓W內面的氣體變得容易脫離，防止晶圓W因著滯留於晶圓W與載置台3之間隙處的氣體而上浮。從而晶圓W不易滑動於載置台3之表面。是以，載置台3表面之平均表面粗度Ra以5μm以上為佳。
接著利用純水進行洗淨處理，將附著於表面之氧化鋁的微細粒子100加以去除。之後，如圖2(c)所示般，進行屬於第2表面處理之第2噴砂處理製程，來朝載置台3之全體表面將升華性噴砂材(例如乾冰之微細粒子101)以例如氣體噴砂裝置加以噴射。諸如乾冰之微細粒子101此類升華性噴砂材由於一旦衝撞於材料即會迅速升華，故衝撃弱。是以不會如同使用氧化鋁之微細粒子100的第1噴砂處理般形成大的凹凸。如後述實施例2所示般，第1噴砂處理後之平均表面粗度Ra為10.36μm，相對於此，第2噴砂處理後之平均表面粗度Ra為10.22μm。如此般，第2噴砂處理後之平均表面粗度Ra幾乎維持 在藉由第1噴砂處理所形成之平均表面粗度Ra。從而，若以乾冰之微細粒子101來進行第2噴砂處理製程，則藉由第1噴砂處理所形成之凹凸的邊部變圓，凸部中局部性高的部位、凹部中局部性低的部位會變少。此外附著於載置台3表面的乾冰之微細粒子101會成為二氧化碳(CO2)而升華。此外於第1噴砂處理後所進行之純水洗淨並未被去除之氧化鋁的微細粒子100會藉由乾冰之微細粒子101之衝撞而彈出並去除。
之後，以純水進行了最終洗淨之載置台3，如圖1所示般，在其下面之中心部連接著金屬製之支撐構件31。支撐構件31之下端係形成凸緣33，凸緣33經由接地間隔固定用之分隔件34而固定於排氣室21之底面。支撐構件31經由分隔件34以及做為阻抗調整部之電抗調整部35來接地。電抗調整部35係用以對於從後述高頻電源51經由後述上部電極(氣體供給部5)、處理容器2內之電漿、晶圓W、載置台3、支撐構件31以及分隔件34到接地為止的電抗(阻抗)進行調整者，由例如包含可變電容器的電路所構成。此外，於分隔件34與電抗調整部35之間設有用以定載置台3側(下部電極側)之電流值的電流計30。此外，於支撐構件31與處理容器2之間為絕緣。此外，可將支撐構件31與電抗調整部35加以電性連接，例如以絕緣材料來構成分隔件34。
此外，於載置台3埋設加熱器36，基於來自後述控制部9之控制訊號，藉由從未圖示之電源部進行供電而將晶圓W加熱至設定溫度(例如500℃以下之溫度、更具體而言為450℃程度之溫度)。於載置台3之表面形成有用以保持晶圓W之凹部亦即袋部32，晶圓W被載置於袋部32內。此外也可於載置台3表面之周緣部設置用以引導晶圓W之引導環。再者，於載置台3之周向上例如形成3個貫通孔37，此貫通孔37中設有3根以上(例如3根)的升降銷41，成為用以保持載置台3上之晶圓W並使其升降之升降構件。此等升降銷41係藉由例如氧化鋁等陶瓷、石英所構成。升降銷41係經由支撐體42以及升降軸43來和設置於處理容器2外部處的例如汽缸所構成之升降機構44來連接著。例如升降機構44設置於排氣室21之下部，在排氣室21下面所形成之升降軸43用的開口部211與升降機構44之間設有波紋管體45。
於處理容器2之天花板部，經由絕緣構件28設有成為上部電極之金屬製的氣體供給部5，此氣體供給部5經由匹配器511連接著高頻電源51。從而， 本發明之電漿處理裝置係以平行平板型電漿處理裝置的方式構成，而對處理容器2內供給激發之氣體並對於成為上部電極之氣體供給部5與成為下部電極之載置台3之間施加高頻電力來產生電漿。此外，於匹配器511與氣體供給部5之間設有用以測定上部電極側電流值的電流計50。
於氣體供給部5之內部形成有氣體供給室52，於氣體供給室52之下面例如均等配置有用以對處理容器2內分散供給處理氣體之多數的孔53。此外於氣體供給部5之例如氣體供給室52之上方側埋設有加熱機構54，基於來自後述控制部9之控制訊號而從未圖示之電源部對加熱機構54進行供電而被加熱至設定溫度。
於氣體供給室52連接著氣體供給流路6之下游側端部，此氣體供給流路6之上游側則有供給含四氯化鈦(TiCl4)之原料氣體而成為供給用流路之TiCl4氣體供給管611、供給還原氣體之氫(H2)氣體供給管621、供給氮化用之氨(NH3)氣體之NH3氣體供給管631、以及氬(Ar)氣體供給管641彼此合流。於TiCl4氣體供給管611之上游側端部連接著TiCl4氣體供給源61，從上游側介設有流量調整部M1、閥V1。於H2氣體供給管621之上游側端部連接著H2氣體供給源62，從上游側介設有流量調整部M2、閥V2。於NH3氣體供給管631之上游側端部連接著NH3氣體供給源63，從上游側介設有流量調整部M3、閥V3。於Ar氣體供給管641之上游側端部連接著Ar氣體供給源64，從上游側介設有流量調整部M4、閥V4。此外，本實施形態中雖未圖示，但為了控制處理容器2內之壓力，也可連接著供給氮(N2)氣體等惰性氣體之惰性氣體的氣體供給管以及氣體供給源。
電漿處理裝置具備有用以進行裝置全體動作控制之由電腦所構成之控制部9。如圖3所示般，控制部9具備有CPU91、記憶體92a,92b以及工作記憶體93。此外圖中90為匯流排。記憶體92a中儲存有寫入了程序順序等之處理配方。記憶體92b中則儲存有測定程式，用以在進行晶圓W處理之前使得電抗調整部35之電抗值變動而分別於氣體供給部5側(上部電極側)與載置台3側(下部電極側)來測定電流值之變化。處理配方以及測定程式係從硬碟、光碟、光磁碟、記憶卡、軟碟等記憶媒體安裝至控制部9內。
其次，針對藉由測定程式之步驟群所實行之測定動作來說明。例如若 形成有矽氧化膜之監控用晶圓W載置於載置台3，則從氣體供給部5供給Ar氣體。之後，開啟高頻電源51，對氣體供給部5與載置台3之間施加高頻電力，於處理容器2內產生Ar電漿。然後，使得電抗調整部35之電抗值做變化，將上部電極側之電流計50對各電抗值之測定值以及下部電極側之電流計30對各電抗值之測定值記錄於工作記憶體93，而例如於顯示部94分別顯示和電抗值、上部電極側之電流值以及下部電極側之電流值相對應之圖。此外一連串的測定動作也可在載置台3上未載置著晶圓W之狀態下來實施。此外，關於產生電漿之際的氣體雖舉出僅供給Ar氣體之例，但也可流經Ar氣體與H2氣體之混合氣體甚至是TiCl4氣體來產生電漿。
其次，針對上述實施形態相關之電漿處理裝置之作用來說明。例如將新品之載置台3裝設於電漿處理裝置後，監控用晶圓W藉由升降銷41與外部搬送機構之偕同動作作用而載置於載置台3之基板載置面處。其次，為了進行在處理容器2內所形成之電漿之調整，乃調整電抗調整部35之電抗值。亦即，調整從做為下部電極之載置台3上的晶圓W到接地為止之電抗值。於調整電抗值之際，藉由測定程式來進行當使得電抗值變化時之上部電極側以及下部電極側的電流值之測定。如上述般，首先從Ar氣體供給管641對處理容器2內供給Ar氣體，之後從高頻電源51對氣體供給部5施加高頻電力。藉此，由成為上部電極之氣體供給部5與成為下部電極之載置台3來形成平行平板電極，使得Ar氣體被激發來產生電容耦合電漿。
在此狀態下，使得電抗調整部35之電抗值從例如-40Ω變化為130Ω，測定上部電極側之電流值與下部電極側之電流值。然後，使得顯示圖4、5所示電抗值與上部電極側之電流值以及下部電極側之電流值的各關係之圖顯示於顯示部94處。亦即，此圖顯示了電流值相對於電抗值(阻抗值)之變化的變化圖案，而於後續說明中則是將此變化圖案權宜上稱為波形。操作者係該圖之波形讀取例如上部電極側之電流值成為最大值的電抗值，以成為該電抗值的方式設定電抗調整部35以抑制於上部電極與處理容器2之壁部之間等的異常放電使得電漿成為安定狀態。
此處說明對於載置台3所進行之前述第1噴砂處理以及第2噴砂處理和電流值之波形的關連性。如後述實施例1所示般，對載置台3進行第1噴砂處 理後，在不進行第2噴砂處理之情況下，在上部電極側之電流值會如圖4中以實線所示(1)之圖般出現所顯示的波形當電抗值為約-10Ω程度時電流值成為最大的正常波形，且如圖4中以虛線所示(1)'之圖般出現當電抗值為5Ω程度時電流值成為最大值之異常波形。或是，有時會於(1)之圖中一部分的電抗值出現偏離正常波形之異常值(此種例也視為異常波形)。
此外，同樣地若測定下部電極側之電流值，則如圖5中以實線表示之(2)之圖般，會出現電抗值為50Ω程度時顯示峰值之正常波形，並如圖5中以虛線表示之(2)'之圖般，會出現電抗值為75Ω程度時顯示最大值之異常波形。或是出現(2)之圖中一部分的電抗值從正常波形偏離之異常值。對此，對載置台3進行了第1噴砂處理後，在進行了第2噴砂處理之情況下，上部電極側之電流值相關之波形僅會出現圖4中以實線表示之(1)之圖般的正常波形，而下部電極側之電流值相關之波形僅會出現圖5中以實線表示之(2)之圖般的正常波形。
針對出現此異常波形的理由進行考察。如後述驗證試驗所示，當對載置台3進行第1噴砂處理而未進行第2噴砂處理之情況，會在所載置之晶圓W形成有厚的矽氧化膜之情況或是當載置台3表面之平均表面粗度Ra設定為大的情況(例如5μm以上之情況)，有時會出現異常波形。於電漿處理裝置中，當對於上部電極側施加高頻電力之時，在包括載置台3以及載置於載置台3處的晶圓W之處理容器2內，表觀上存在著圖6、圖7所示等效電路。此外圖7中係簡化記載了電漿處理裝置。如圖6所示般，當對於上部電極施加高頻電力時從晶圓W表面至載置台3之內部會存在著因晶圓W表面側之矽氧化膜等氧化層102之膜厚所致阻抗Z1、因晶圓W內面側之氧化層103之膜厚所致阻抗Z2、以及於載置台3之表面經過噴砂處理而形成有凹凸之部位的阻抗Z3。再者，從載置台3之內部至接地電位之間，如圖7所示般，存在著例如起因於凸緣33、分隔件34以及用以固定載置台3之螺絲構件等的載置台3之組裝部的阻抗Z4。
此外以電漿產生區域與處理容器2之間的阻抗為Zr時，當Z1+Z2+Z3+Z4之值相較於Zr值為相對低的情況，高頻電流係從電漿產生區域朝載置台3流動。是以，電漿之位置、密度分布取決於在上部電極與下部電極之間 所生之高頻電場。此時電抗調整部35之上部電極側之電流值對電抗值以及下部電極側之電流值對電抗值所分別顯示之波形成為正常波形。
但是，若Z1+Z2+Z3+Z4之值相較於Zr值成為相對高的情況，則高頻電流變得容易流向處理容器2側(Zr側)。此外若於Zr側形成電流路徑將會發生異常放電，形成於處理容器2內之電漿的密度分布會紊亂。從而，當變化電抗值來測定上部電極側以及下部電極側個別的電流值時，上部電極側之電流值對電抗值以及下部電極側之電流值對電抗值所分別顯示之波形係產生不同於正常波形之波形(亦即異常波形)。
若就決定Z1~Z4之阻抗的主因進行考察，則如後述驗證試驗所示般，一旦晶圓W表面所形成之矽氧化膜102、103(熱氧化膜)之膜厚變厚，則變得容易發生異常波形。一般認為此乃由於若於晶圓W所形成之矽氧化膜102、103之膜厚變厚則靜電電容會減少，而阻抗Z1、Z2會增加。從而，推測對於形成有膜厚為厚之矽氧化膜102、103的晶圓W進行電漿處理之情況將容易產生異常波形。
此外如後述驗證試驗所示，若載置台3之平均表面粗度Ra變大則容易出現異常波形。從而，一般認為若載置台3之平均表面粗度Ra變大則阻抗Z3會增加。當於載置台3之表面形成有凹凸之時，凸部之前端、凹部之底部有容易產生電荷集中之傾向，因著特定集中之電荷而帶電形成靜電電容。此外若平均表面粗度Ra變大，由於凸部前端的高度位置與凹部底部的高度位置之差變大，故晶圓W與載置台3之電性距離會變大。是以，由於靜電電容變小故阻抗Z3增加。此外關於阻抗Z4，一般認為係由例如凸緣33安裝時之接觸電阻、凸緣33之導電部彼此接近之部位的絕緣性等所決定。從而當形成於晶圓W之矽氧化膜102、103之厚度變厚之情況、或是載置台3之平均表面粗度Ra變大之情況，Z1+Z2+Z3+Z4之值會變大而容易發生異常波形。
此處，如後述實施例1所示般對載置台3之表面進行第1噴砂處理，其次基於乾冰之微細粒子101之噴射來進行第2噴砂處理以抑制異常波形之發生。此外如後述實施例2所示般，可知藉由基於乾冰之噴射來進行第2噴砂處理，則於載置台3之表面的凸部前端以及凹部底部，局部高的部分以及局部低的部分之面積會變少。從而可推測起因於凹凸之前尖程度變小(帶圓滑) 可抑制異常波形之發生。
進而推測藉由進行第2噴砂處理使得邊部圓滑，而於凸部前端以及凹部底部減少局部高的部分以及局部低的部分之面積，則相較於凸部前端以及凹部底部為銳利之情況，帶電區域之面積會變廣。因此載置台3之表面與晶圓W之內面之間的靜電電容會增加，阻抗會減少。從而推察因可壓低Z1+Z2+Z3+Z4之值，故藉由電抗調整部35來變動電抗值之時，前述異常波形變得不易發生。
此外以成為上部電極側之電流值之峰值的方式來調整電抗調整部35之電抗值，以處理容器2內得到安定電漿的方式做設定後，對晶圓W進行成膜處理。首先，進行成膜處理之晶圓W藉由升降銷41與外部搬送機構之偕同動作作用而載置於載置台3之基板載置面。載置台3以及氣體供給部5因加熱機構54而被加熱，晶圓W被載置於載置台3上，加熱至例如450℃。此外處理容器2內藉由真空排氣部24而被設定為設定壓力。此外將做為成膜用氣體之TiCl4氣體、Ar氣體以及H2氣體經由氣體供給部5來供給至處理容器2內，並從高頻電源51對氣體供給部5施加高頻電力。藉此，以成為氣體供給部5之上部電極與成為載置台3之下部電極來形成平行平板電極，故於電漿產生區域產生電容耦合電漿。如此般使得TiCl4氣體與H2氣體被活性化並反應，於晶圓W表面形成Ti膜。
接著停止TiCl4氣體、Ar氣體以及H2氣體之供給，並停止對氣體供給部5供給高頻，對處理容器2內進行排氣而從處理容器2內排出TiCl4、Ar氣體以及H2氣體。其次對處理容器2內供給NH3氣體、Ar氣體以及H2氣體，將Ti膜表面以NH3氣體來氮化，形成TiN(氮化鈦)之層。可進而積層TiN之層，為了防止於後續製程出現Ti膜之膜剝離而以TiN膜來覆蓋晶圓W表面。於Ti成膜之際，由於如上述般使得處理容器2內之電漿安定化，可使得對於晶圓W之電漿處理成為安定。
依據上述實施形態，對於設置在處理容器2內之兼用為下部電極的金屬製載置台3之載置面吹附氧化鋁之微細粒子100來進行第1噴砂處理之後，再吹送乾冰之微細粒子101來進行第2噴砂處理。是以，藉由氧化鋁之微細粒子100之吹附所形成之凹凸的邊部會變圓滑。因此，從高頻電源51經由氣體 供給部5(上部電極)、晶圓W以及載置台3而到達地面之高頻電流路徑中，晶圓W與載置台3之間的阻抗會變小。從而，由於可抑制從電漿產生區域朝處理容器2之側壁等的電流路徑之形成，可使得電漿安定化而進行安定的電漿處理。此外，藉由將載置台3之表面加以粗面化來抑制粒子的發生，並將載置台3之表面粗面化來減少其與晶圓W之接觸面積，可增加晶圓W本身重量所致靜摩擦力，且可容易引出回繞至晶圓W內面的氣體，從而晶圓W變得不易滑動。是以，載置台3之表面的平均表面粗度Ra以5μm以上為佳。
[第2實施形態]
此外做為第2實施形態相關之電漿處理裝置，所使用之載置台3也可是接續於屬於第1表面處理之第1噴砂處理，再朝載置台3之表面進行屬於第2表面處理之對表面照射Ar電漿之處理。例如進行第1噴砂處理並進行純水洗淨之後，設置於圖1所示電漿處理裝置之載置台3之位置。接著對處理容器2內供給Ar氣體，從高頻電源51供給高頻電力。藉此，激發後的Ar氣體被拉引至載置台3而進行衝撞。此結果和進行過圖2(c)所示第2噴砂處理的載置台3之表面同樣地，可將以第1噴砂處理所形成之凹凸的邊部利用Ar電漿之衝撞來圓滑。結束Ar電漿之處理後，也可例如卸除載置台3來進行最終洗淨之後，再次安裝於電漿處理裝置。即便是以此方式構成之情況，由於可使得載置台3之表面凹凸的邊部成為圓滑，故藉由將該載置台3裝設於電漿處理裝置，可抑制上部電極側之電流值對電抗值以及下部電極側之電流值對電抗值的波形中之異常波形的發生。此外第1噴砂處理、第2噴砂處理只要是至少在載置台3之載置晶圓W之載置面進行處理即可。同樣地基於Ar電漿之處理只要是在載置台3之載置面來進行即可得到所希望之效果。
再者，若長期間使用載置台3，則受到晶圓W與載置台3之摩擦的影響，平均表面粗度Ra會變低。是以，有時從電漿處理裝置卸除載置台3，對載置台3之表面進行氧化鋁之噴砂處理，進行提高載置台3之平均表面粗度Ra的再生處理。於此情況也是在剛對於載置台3之表面進行過氧化鋁之噴砂處理後，由於形成於載置台3表面的凹凸之凸部前端、凹部底部為銳利，故容易於上部電極側之電流值對電抗值以及下部電極側之電流值對電抗值的波形中發生異常波形。是以，即便是進行再生處理之情況，也和載置台3之製造 製程同樣地，對於載置台3之表面將氧化鋁之微細粒子100以例如氣體噴砂裝置來噴射而進行第1噴砂處理製程之後，接著藉由純水來進行載置台3表面之洗淨處理。之後，朝載置台3之全體表面將例如乾冰之微細粒子101以氣體噴砂裝置來噴射而進行第2噴砂處理製程。之後，經過最終洗淨後，安裝於電漿處理裝置，可抑制上部電極側之電流值對電抗值以及下部電極側之電流值對電抗值的波形中之異常波形的發生。
[驗證試驗1]
為了調查載置台3之平均表面粗度Ra以及形成於晶圓W的矽氧化膜(矽層經加熱氧化而成之所謂的熱氧化膜)之膜厚與異常波形發生率的關係而進行了以下之試驗。
(樣品1)
對於圖1所示電漿處理裝置的載置台3進行氧化鋁之第1噴砂處理使得平均表面粗度Ra成為2μm。此外，針對矽氧化膜成膜為1000、3000、4000以及10000Å之厚度的晶圓W，各膜厚使用6片，將各晶圓W載置於載置台3，對於矽氧化膜之各膜厚測定當電抗值從-40Ω變動至+130Ω時之上部電極側之電流值對電抗值以及下部電極側之電流值對電抗值的波形中之異常波形之發生率。
(樣品2)
除了將載置台3之平均表面粗度Ra設定為9.3μm、使用矽氧化膜形成為1000以及5500Å之厚度的晶圓W以外，係和樣品1以同樣方式進行，此例做為樣品2。
(樣品3)
除了將載置台3之平均表面粗度Ra設定為9.5μm、使用矽氧化膜形成為1000、3000、4000、5500、7500以及10000Å之厚度的晶圓W以外，係和樣品1以同樣方式進行，此例做為樣品3。
(樣品4)
除了將載置台3之平均表面粗度Ra設定為9.8μm、使用矽氧化膜形成為1000、1500、3000、5500、7500以及10000Å之厚度的晶圓W以外，係和樣品1以同樣方式進行，此例做為樣品4。
(樣品5)
除了將載置台3之平均表面粗度Ra設定為10μm、使用矽氧化膜形成為1000、3000以及5500Å之厚度的晶圓W以外，係和樣品1以同樣方式進行，此例做為樣品5。
(樣品6)
除了將載置台3之平均表面粗度Ra設定為10.5μm、使用矽氧化膜形成為1000、3000以及5500Å之厚度的晶圓W以外，係和樣品1以同樣方式進行，此例做為樣品6。
(樣品7)
除了將載置台3之平均表面粗度Ra設定為10.8μm、使用矽氧化膜形成為500、750、1000、1200、2000、3000、4000以及10000Å之厚度的晶圓W以外，係和樣品1以同樣方式進行，此例做為樣品7。
測定各樣品中不同晶圓W膜厚之異常波形之發生率，圖8中，橫軸以座標表示載置台3之平均表面粗度Ra、縱軸以座標表示於晶圓W所形成之矽氧化膜之膜厚而成之等高線圖，以各樣品中異常波形之發生率為高度，於顯示該樣品之座標位置進行繪點來製作等高線圖顯示。此外各樣品中，於顯示經過測定之矽氧化膜之膜厚的座標位置處附加記號，顯示該樣品之異常波形之發生率。記號之○表示異常波形之發生率為0%，△表示異常波形之發生率為1~99%，╳表示異常波形之發生率為100%。
如圖8所示般，平均表面粗度Ra定為2μm之樣品1，於所有的晶圓W中均未發生異常波形。平均表面粗度Ra定為9.3μm之樣品2，當矽氧化膜之膜厚定為5500Å時會見到異常波形之發生。此外平均表面粗度Ra定為9.5~10μm之樣品3~5，當矽氧化膜之膜厚定為5500μm以上之時，所有的晶圓W會發生異常波形，再者，平均表面粗度Ra定為10.8μm之樣品7，所有的晶圓W會見到異常波形，當矽氧化膜之膜厚定為1000Å以下之情況也會見到異常波形。依據此結果，可說矽氧化膜之膜厚愈厚愈容易發生異常波形。再者，可說若加大載置台3之平均表面粗度Ra則變得容易發生異常波形。
[實施例1]
進行過第1噴砂處理後，再進行第2噴砂處理，製作出平均表面粗度Ra 設定為10μm之載置台3。實施例1之載置台3係製作出4台，分別做為實施例1-1~1-4。此外，除了不進行第2噴砂處理，係製作出和實施例1經過同樣處理之載置台3做為比較例1。比較例1之載置台3係製作3台，分別做為比較例1-1~1-3。於實施例1以及比較例1個別之載置台3係分別使用6片形成為膜厚1000Å之矽氧化膜的晶圓W與形成為膜厚3000Å之矽氧化膜的晶圓W，來測定異常波形之發生率。
圖9、10顯示此結果，當中顯示分別載置了形成有膜厚1000Å之矽氧化膜的晶圓W與形成有膜厚3000Å之矽氧化膜的晶圓W而進行測定時之實施例1-1~1-4以及比較例1-1~1-3之各載置台3之異常波形之發生率。不論是使用矽氧化膜之膜厚為1000Å或是3000Å之任一晶圓W之情況，在比較例1-1~1-3中，大致所有的晶圓W都檢測出異常波形。對此，實施例1-1~1-4中，所有的晶圓W均未檢測出異常波形。依據此結果，可說進行過第1噴砂處理之後，藉由進行第2噴砂處理，可抑制上部電極側之電流值對電抗值以及下部電極側之電流值對電抗值之波形中的異常波形之發生。
[實施例2]
在實施例2方面，係於經過第1噴砂處理之後，再進行第2噴砂處理，製作出表面之Ra設定為10μm之載置台3。此外在比較例2方面，除了未進行第2噴砂處理，係製作出和實施例2經過同樣處理之載置台3。實施例2以及比較例2中之載置台3之表面照片係以掃描型電子顯微鏡(SEM)來攝影，算出表面之對比數值，將顯示出某閾值以上值之區域當作高度局部性高的部位(凸部前端部)，測定其面積。此外，將顯示出對比數值在某閾值以下之值的區域當作高度局部性低的部位(凹部底部)，測定其面積。此外實施例2以及比較例2中之平均表面粗度Ra之值分別為10.22μm以及10.36μm，平均表面粗度Ra均為10μm以上。
此結果，實施例2中，凸部前端部之面積相對於全面積之比例為10.9%，凹部底部之面積比例為0.2%。比較例2中，凸部前端部之面積相對於全面積之比例為11.1%，凹部底部之面積比例為1.8%。依據此結果，可知實施例2相較於比較例2在成為凸部前端部或凹部底部之區域的面積變少。據推測此乃由於藉由乾冰之微細粒子101之噴砂處理使得邊部圓滑，凸部前端部、凹 部底部變少之故。
3‧‧‧載置台
100‧‧‧氧化鋁之微細粒子
101‧‧‧乾冰之微細粒子

Claims (4)

  1. 一種載置台之表面處理方法，係對於金屬製載置台進行表面處理，該金屬製載置台兼用做為藉由被供給於其與上部電極之間的高頻電力來產生電漿的下部電極，並用以載置受電漿處理之基板；係進行如下處理：第1表面處理，係對該基板之載置面吹附由非升華性材料所構成之非升華性噴砂材；以及第2表面處理，係於該第1表面處理之後，使得激發狀態之氬氣體衝撞於該基板之載置面。
  2. 如申請專利範圍第1項之載置台之表面處理方法，其中該載置台之載置面的平均表面粗度Ra為5μm以上。
  3. 一種載置台，係藉由如申請專利範圍第1或2項之表面處理方法來經過表面處理者。
  4. 一種電漿處理裝置，係使得供給至處於真空氛圍下的處理容器內的處理氣體激發來產生電漿，而對基板進行電漿處理者；具備：如申請專利範圍第3項之載置台，係設置於該處理容器內；以及上部電極，係以和載置於該載置台之基板的被處理面成為對向的方式所配置，對其與該載置台之間施加高頻電力。
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