WO2026014263A1 - プラズマ処理装置、静電チャックの製造方法及び静電チャックの再生方法 - Google Patents
プラズマ処理装置、静電チャックの製造方法及び静電チャックの再生方法Info
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- WO2026014263A1 WO2026014263A1 PCT/JP2025/023150 JP2025023150W WO2026014263A1 WO 2026014263 A1 WO2026014263 A1 WO 2026014263A1 JP 2025023150 W JP2025023150 W JP 2025023150W WO 2026014263 A1 WO2026014263 A1 WO 2026014263A1
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- electrostatic chuck
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- plasma processing
- plasma
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Definitions
- Exemplary embodiments of the present disclosure relate to a plasma processing apparatus, a method for manufacturing an electrostatic chuck, and a method for regenerating an electrostatic chuck.
- Patent Document 1 discloses technology related to semiconductor manufacturing equipment that can improve productivity.
- This disclosure provides a technique for repairing the surface of an electrostatic chuck.
- a plasma processing apparatus including: a plasma processing chamber; an electrostatic chuck disposed in the plasma processing chamber; a gas supply unit; a plasma generation unit; and a controller, wherein the controller is configured to perform the following steps: (a) controlling the gas supply unit to supply an organoaluminum-containing gas into the plasma processing chamber to deposit an organoaluminum-containing film on the electrostatic chuck; and (b) after step (a), controlling the gas supply unit and the plasma generation unit to generate O2 plasma in the plasma processing chamber to contact the O2 plasma with the organoaluminum-containing film to form an alumina-containing film on the electrostatic chuck.
- a technique for repairing the surface of an electrostatic chuck can be provided.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a plasma processing system.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of an inductively coupled plasma processing apparatus.
- FIG. 2 is a plan view illustrating an example of the configuration of an electrostatic chuck.
- 1A and 1B are diagrams for explaining a configuration example of an electrostatic chuck.
- 1 is a flowchart illustrating an example of the present processing method.
- FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional structure of the electrostatic chuck after step ST1 is performed.
- FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional structure of the electrostatic chuck 1111 after the process ST2 is performed.
- FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional structure of the electrostatic chuck 1111 after the process ST3 is performed.
- FIG. 10 is a plan view showing an example of a mask member MK that can be used when carrying out the present processing method.
- 10A and 10B are diagrams illustrating an example of a case where the present processing method is performed using the mask member MK of FIG. 9.
- FIG. 10 is a plan view showing another example in which a mask member MK is used when carrying out the present processing method.
- 12A and 12B are diagrams illustrating an example of a case where the present processing method is performed using the mask member MK of FIG. 11.
- FIG. 10 is a plan view showing yet another example in which a mask member MK is used when carrying out the present processing method.
- FIG. 14A and 14B are diagrams illustrating an example of a case where the present processing method is performed using the mask member MK of FIG. 13.
- 10 is a flowchart showing a modified example of the present processing method.
- 16 is a plan view for explaining an example of heater arrangement that can be used when performing the processing method shown in FIG. 15.
- FIG. 15 is a plan view for explaining an example of heater arrangement that can be used when performing the processing method shown in FIG. 15.
- a plasma processing apparatus including: a plasma processing chamber; an electrostatic chuck disposed in the plasma processing chamber; a gas supply unit; a plasma generator; and a controller, wherein the controller is configured to perform the following steps: (a) controlling the gas supply unit to supply an organoaluminum-containing gas into the plasma processing chamber to deposit an organoaluminum-containing film on the electrostatic chuck; and (b) after (a), controlling the gas supply unit and the plasma generator to generate O2 plasma in the plasma processing chamber to contact the O2 plasma with the organoaluminum-containing film to form an alumina-containing film on the electrostatic chuck.
- control unit is configured to repeat (a) and (b) above.
- the electrostatic chuck has a first zone including a first heater and a second zone including a second heater
- the control unit is configured to perform, between (a) and (b), (c) a step of controlling the first heater to heat the first zone of the electrostatic chuck, thereby removing the organic aluminum-containing film deposited on the first zone of the electrostatic chuck, and in (b), the alumina-containing film is selectively formed on the second zone of the electrostatic chuck.
- control unit is configured to control the first heater in (c) above to heat the first zone of the electrostatic chuck to 200°C or higher.
- control unit is configured to perform a step of placing a mask member on the electrostatic chuck before step (a), where the electrostatic chuck has one or more shielded portions covered by the mask member and one or more exposed portions not covered by the mask member, and steps (a) and (b) are performed with the mask member placed on the electrostatic chuck, thereby selectively forming the alumina-containing film on the one or more exposed portions of the electrostatic chuck.
- the electrostatic chuck has a plurality of protrusions on its surface, and the mask member is configured so that the upper surface of each of the plurality of protrusions corresponds to the one or more exposed portions.
- the electrostatic chuck has a central portion, an intermediate portion surrounding the central portion, and an outer peripheral portion surrounding the intermediate portion, and the mask member is configured so that at least one of the central portion, the intermediate portion, and the outer peripheral portion corresponds to the one or more exposed portions.
- the plasma processing apparatus further includes a base having a coolant flow path and a chiller unit configured to supply coolant to the coolant flow path, and the control unit is configured to control the chiller unit in (a) above to maintain the coolant at 0°C or below.
- a method for manufacturing an electrostatic chuck including the steps of: (a) providing an electrostatic chuck; (b) supplying an organoaluminum-containing gas to the electrostatic chuck to deposit an organoaluminum-containing film on the electrostatic chuck; and (c) after step (b), contacting the organoaluminum-containing film with an O plasma to form an alumina-containing film on the electrostatic chuck.
- steps (b) and (c) above are repeated.
- the method for manufacturing the electrostatic chuck further includes (d) a step between (b) and (c) of heating the first zone of the electrostatic chuck to remove the organoaluminum-containing film deposited on the first zone of the electrostatic chuck, and in (b), the alumina-containing film is selectively formed on the second zone of the electrostatic chuck.
- steps (b) and (c) are performed with a mask member placed on the electrostatic chuck, thereby selectively forming the alumina-containing film on one or more exposed portions of the electrostatic chuck that are not covered by the mask member.
- the electrostatic chuck has a plurality of protrusions on its surface, and the mask member is configured so that the upper surface of each of the plurality of protrusions corresponds to the one or more exposed portions.
- the electrostatic chuck has a central portion, an intermediate portion surrounding the central portion, and an outer peripheral portion surrounding the intermediate portion, and the mask member is configured so that at least one portion selected from the group consisting of the central portion, the intermediate portion, and the outer peripheral portion corresponds to the one or more exposed portions.
- a method for regenerating an electrostatic chuck comprising the steps of: (a) providing an electrostatic chuck; (b) supplying an organoaluminum-containing gas to the electrostatic chuck to deposit an organoaluminum-containing film on the electrostatic chuck; and (c) after step (b), contacting the organoaluminum-containing film with an O plasma to form an alumina-containing film on the electrostatic chuck.
- steps (b) and (c) above are repeated.
- the method for regenerating an electrostatic chuck further includes, between steps (b) and (c), (d) heating the first zone of the electrostatic chuck to remove the organoaluminum-containing film deposited on the first zone of the electrostatic chuck, and in step (b), the alumina-containing film is selectively formed on the second zone of the electrostatic chuck.
- steps (b) and (c) are performed with a mask member placed on the electrostatic chuck, thereby selectively forming the alumina-containing film on one or more exposed portions of the electrostatic chuck that are not covered by the mask member.
- the electrostatic chuck has a plurality of protrusions on its surface, and the mask member is configured so that the upper surface of each of the plurality of protrusions corresponds to the one or more exposed portions.
- the electrostatic chuck has a central portion, an intermediate portion surrounding the central portion, and an outer peripheral portion surrounding the intermediate portion, and the mask member is configured so that at least one portion selected from the group consisting of the central portion, the intermediate portion, and the outer peripheral portion corresponds to the one or more exposed portions.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a plasma processing system.
- the plasma processing system includes a load port, an atmospheric transfer module, a load lock module, a vacuum transfer module, a plasma processing device 1, and a control unit 2.
- the load port, atmospheric transfer module, load lock module, and vacuum transfer module are not shown in the figure.
- the plasma processing system is an example of a substrate processing system
- the plasma processing device 1 is an example of a substrate processing device.
- the plasma processing device 1 includes a plasma processing chamber 10, a substrate support 11, and a plasma generation unit 12.
- the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space.
- the plasma processing chamber 10 also has at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space and at least one gas exhaust port for exhausting gas from the plasma processing space.
- the gas supply port is connected to a gas supply unit 20 (described later), and the gas exhaust port is connected to an exhaust system 40 (described later).
- the substrate support 11 is disposed in the plasma processing space and has a substrate support surface for supporting a substrate.
- the plasma generation unit 12 is configured to generate plasma from at least one processing gas supplied into the plasma processing space.
- the plasma formed in the plasma processing space may be capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), electron-cyclotron-resonance plasma (ECR plasma), helicon wave plasma (HWP), or surface wave plasma (SWP), etc.
- various types of plasma generating units may be used, including alternating current (AC) plasma generating units and direct current (DC) plasma generating units.
- the AC signal (AC power) used in the AC plasma generating unit has a frequency in the range of 100 kHz to 10 GHz.
- AC signals include radio frequency (RF) signals and microwave signals.
- the RF signal has a frequency in the range of 100 kHz to 150 MHz.
- the control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform the various processes described in this disclosure.
- the control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to perform the various processes described herein. In one embodiment, part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing apparatus 1.
- the control unit 2 may include, for example, a computer 2a.
- the computer 2a may include, for example, a processing unit (CPU: Central Processing Unit) 2a1, a memory unit 2a2, and a communication interface 2a3.
- the processing unit 2a1 may be configured to perform various control operations by reading a program from the memory unit 2a2 and executing the read program. This program may be stored in the memory unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when needed.
- the acquired program is stored in the memory unit 2a2 and read from the memory unit 2a2 by the processing unit 2a1 for execution.
- the medium may be various storage media readable by the computer 2a, or it may be a communication line connected to the communication interface 2a3.
- the memory unit 2a2 may include RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), or a combination thereof.
- the communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example configuration of an inductively coupled plasma processing apparatus.
- the inductively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply unit 20, a power supply 30, and an exhaust system 40.
- the plasma processing chamber 10 includes a dielectric window 101.
- the plasma processing apparatus 1 also includes a substrate support unit 11, a gas introduction unit, and an antenna 14.
- the substrate support unit 11 is disposed within the plasma processing chamber 10.
- the antenna 14 is disposed on or above the plasma processing chamber 10 (i.e., on or above the dielectric window 101).
- the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by the dielectric window 101, a sidewall 102 of the plasma processing chamber 10, and the substrate support unit 11.
- the plasma processing chamber 10 is grounded.
- the substrate support 11 includes a main body 111 and a ring assembly 112.
- the main body 111 has a central region 111a for supporting a substrate W and an annular region 111b for supporting the ring assembly 112.
- a wafer is an example of a substrate W.
- the annular region 111b of the main body 111 surrounds the central region 111a of the main body 111 in a planar view.
- the substrate W is disposed on the central region 111a of the main body 111
- the ring assembly 112 is disposed on the annular region 111b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a of the main body 111. Therefore, the central region 111a is also called a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 111b is also called a ring support surface for supporting the ring assembly 112.
- the main body 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111.
- the base 1110 includes a conductive member.
- the conductive member of the base 1110 may function as a bias electrode.
- the electrostatic chuck 1111 is disposed on the base 1110.
- the electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within the ceramic member 1111a.
- the ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, the ceramic member 1111a also has an annular region 111b. Note that another member surrounding the electrostatic chuck 1111, such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may also have the annular region 111b.
- the ring assembly 112 may be disposed on the annular electrostatic chuck or the annular insulating member, or may be disposed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulating member.
- an RF or DC electrode may be disposed within the ceramic member 1111a, in which case the RF or DC electrode functions as the bias electrode. Note that both the conductive member of the base 1110 and the RF or DC electrode may function as two bias electrodes.
- the ring assembly 112 includes one or more annular members.
- the one or more annular members include one or more edge rings and at least one cover ring.
- the edge rings are formed of a conductive or insulating material, and the cover rings are formed of an insulating material.
- the substrate support 11 may also include a temperature control module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate to a target temperature.
- the temperature control module may include a heater, a heat transfer medium, a flow path 1110a, or a combination thereof.
- a heat transfer fluid such as brine or gas flows through the flow path 1110a.
- the flow path 1110a is formed in the base 1110, and one or more heaters are disposed in the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111.
- the plasma processing apparatus 1 includes a chiller unit configured to supply a coolant to the flow path 1110a.
- the chiller unit may include a temperature adjustment device and a pump.
- the chiller unit may be configured to adjust the coolant flowing into the chiller unit to a predetermined temperature before supplying the coolant to the flow path 1110a.
- the substrate support 11 may also include a heat transfer gas supply unit configured to supply a heat transfer gas between the back surface of the substrate W and the central region 111a.
- the gas inlet is configured to introduce at least one process gas from the gas supply unit 20 into the plasma processing space 10s.
- the gas inlet includes a center gas injector (CGI) 13.
- the center gas injector 13 is disposed above the substrate support 11 and attached to a central opening formed in the dielectric window 101.
- the center gas injector 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas flow path 13b, and at least one gas inlet port 13c.
- the process gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas flow path 13b and is introduced into the plasma processing space 10s from the gas inlet port 13c.
- the gas inlet may include one or more side gas injectors (SGI) attached to one or more openings formed in the sidewall 102.
- SGI side gas injectors
- the gas supply unit 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22.
- the gas supply unit 20 is configured to supply at least one process gas from a corresponding gas source 21 to the gas inlet via a corresponding flow controller 22.
- Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller.
- the gas supply unit 20 may include at least one flow modulation device that modulates or pulses the flow rate of the at least one process gas.
- the power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to the plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit.
- the RF power supply 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power), such as a source RF signal and a bias RF signal, to at least one bias electrode and the antenna 14. This causes a plasma to be formed from at least one processing gas supplied to the plasma processing space 10s. Therefore, the RF power supply 31 can function as at least a part of the plasma generation unit 12. Furthermore, by supplying a bias RF signal to at least one bias electrode, a bias potential is generated on the substrate W, and ions in the formed plasma can be attracted to the substrate W.
- RF signal such as a source RF signal and a bias RF signal
- the RF power supply 31 includes a first RF generating unit 31a and a second RF generating unit 31b.
- the first RF generating unit 31a is coupled to the antenna 14 via at least one impedance matching circuit and is configured to generate a source RF signal (source RF power) for plasma generation.
- the source RF signal has a frequency in the range of 10 MHz to 150 MHz.
- the first RF generating unit 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are supplied to the antenna 14.
- the second RF generating unit 31b is coupled to at least one bias electrode via at least one impedance matching circuit and is configured to generate a bias RF signal (bias RF power).
- the frequency of the bias RF signal may be the same as or different from the frequency of the source RF signal.
- the bias RF signal has a frequency lower than the frequency of the source RF signal.
- the bias RF signal has a frequency in the range of 100 kHz to 60 MHz.
- the second RF generating unit 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies.
- the generated one or more bias RF signals are supplied to at least one bias electrode.
- at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.
- the power supply 30 may also include a DC power supply 32 coupled to the plasma processing chamber 10.
- the DC power supply 32 includes a bias DC generator 32a.
- the bias DC generator 32a is connected to at least one bias electrode and configured to generate a bias DC signal. The generated bias DC signal is applied to the at least one bias electrode.
- the bias DC signal may be pulsed.
- a sequence of DC-based voltage pulses is applied to at least one bias electrode.
- the voltage pulses may have a rectangular, trapezoidal, triangular, or combination thereof pulse waveform.
- a waveform generator for generating the sequence of voltage pulses from the DC signal is connected between the bias DC generator 32a and at least one bias electrode.
- the bias DC generator 32a and the waveform generator constitute a voltage pulse generator.
- the voltage pulses may have positive or negative polarity.
- the sequence of voltage pulses may include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses within one cycle.
- the bias DC generator 32a may be provided in addition to the RF power supply 31 or may be provided in place of the second RF generator 31b.
- the antenna 14 includes one or more coils.
- the antenna 14 may include an outer coil and an inner coil arranged coaxially.
- the RF power supply 31 may be connected to both the outer coil and the inner coil, or to either the outer coil or the inner coil.
- the same RF generator may be connected to both the outer coil and the inner coil, or separate RF generators may be connected separately to the outer coil and the inner coil.
- the exhaust system 40 may be connected to, for example, a gas exhaust port 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10.
- the exhaust system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure in the plasma processing space 10s is adjusted by the pressure regulating valve.
- the vacuum pump may include a turbomolecular pump, a dry pump, or a combination thereof.
- FIG. 3 and 4 are diagrams illustrating an example of the configuration of the electrostatic chuck 1111.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the electrostatic chuck 1111 viewed from above.
- the electrostatic chuck 1111 may include a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within the ceramic member 1111a.
- the ceramic member 1111a may include alumina. That is, the ceramic member 1111a may be formed of alumina ceramics.
- the ceramic member 1111a may have a generally cylindrical shape.
- the ceramic member 1111a may include an upper surface 200, a plurality of protrusions 201, a seal band 202, and an annular region 111b.
- the upper surface 200 may be a circular horizontal surface.
- the upper surface 200 may have its center on the central axis of the ceramic member 1111a.
- the multiple protrusions 201 may be configured to support the back surface of the substrate W when the substrate is electrostatically attracted to the electrostatic chuck 1111.
- the multiple protrusions 201 may be arranged on the upper surface 200.
- Each protrusion 201 may protrude upward from the upper surface 200.
- Each protrusion 201 may have a roughly hemispherical shape with the highest point at the center.
- the protrusions 201 may be integral with the upper surface 200 or may be separate.
- the protrusions 201 may be made of a different material from the upper surface 200.
- the multiple protrusions 201 may be formed by machining and/or laser processing the surface of the ceramic member 1111a. Alternatively, the multiple protrusions 201 may be formed by adhering pre-formed protrusions to the surface of the ceramic member 1111a. When laser processing is used, the multiple protrusions 201 may be formed by using laser light to remove a portion of the upper surface 200 of the ceramic member 1111a, for example, an area where the protrusions 201 are not to be formed.
- the protrusions 201 may have a height in the range of 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
- the protrusions 201 may have a width (outer diameter) in the range of 0.1 mm or more and 3 mm or less.
- the multiple protrusions 201 may be arranged at intervals (pitch) within the range of 3 mm or more and 30 mm or less.
- the multiple protrusions 201 may be evenly spaced on the upper surface 200.
- the multiple protrusions 201 may be arranged concentrically, radially, or in a grid pattern relative to the center of the upper surface 200.
- the upper surface 200 and the plurality of protrusions 201 may each independently be made of a crystalline material or may each independently be made of an amorphous material. Furthermore, the upper surface 200 and the plurality of protrusions 201 may each independently be made of both a crystalline material and an amorphous material.
- the crystalline material may be crystalline alumina (Al 2 O 3 ). Also, as an example, the amorphous material may be amorphous alumina (Al 2 O 3 ).
- the seal band 202 may protrude upward from the upper surface 200 and be arranged in an annular shape around the outer periphery of the upper surface 200.
- the seal band 202 may be configured to come into contact with the back surface of the outer periphery of the substrate W when the substrate W is electrostatically attracted to the electrostatic chuck 1111.
- the seal band 202 may have the same height as the protrusion 201, or may have a height greater than or smaller than the protrusion 201.
- the seal band 202 may be an example of multiple protrusions. That is, the seal band 202 may be composed of a crystalline material and/or an amorphous material, like the protrusion 201.
- the annular region 111b may be arranged in an annular shape around the outer periphery of the seal band 202.
- the annular region 111b may have the same height as the protrusion 201, or may have a height greater than or smaller than the protrusion 201.
- the annular region 111b may be configured to support the ring assembly 112.
- the annular region 111b may be made of a crystalline material and/or an amorphous material.
- a gas outlet 300 through which the heat transfer gas flows out may be formed on the upper surface 200.
- the gas outlet 300 may be connected to a heat transfer gas supply unit 302 through a gas flow path 301.
- the gas flow path 301 may pass through the inside of the substrate support 11.
- the heat transfer gas supply unit 302 may be provided outside the plasma processing chamber 10.
- One or more gas outlets 300 may be arranged.
- the heat transfer gas may include helium gas.
- the electrostatic electrode 1111b may be connected to a direct current (DC) power supply 311 via a switch 310.
- DC direct current
- an electrostatic attractive force (Coulomb force) may be generated between the ceramic member 1111a and the substrate W.
- the substrate W may be attracted to the ceramic member 1111a by this electrostatic attractive force and may be adsorbed and held on the ceramic member 1111a.
- FIG. 5 is a flowchart showing an example of a plasma processing method (hereinafter also referred to as “this processing method”) according to an illustrative embodiment.
- this processing method includes a step ST1 of processing a substrate, a step ST2 of depositing a trimethylaluminum (an example of an organoaluminum, hereinafter also referred to as “TMA”)-containing film, a step ST3 of forming an alumina-containing film, and a determination step ST4.
- TMA trimethylaluminum
- step ST3 of forming an alumina-containing film
- step ST4 may or may not be performed.
- this processing method may be performed as a method for manufacturing an electrostatic chuck/a method for regenerating an electrostatic chuck.
- the method for manufacturing an electrostatic chuck may be performed, for example, as a method for manufacturing an electrostatic chuck having a second surface condition from an electrostatic chuck having a first surface condition.
- the electrostatic chuck manufacturing method/electrostatic chuck regeneration method may include (i) a step of attaching an electrostatic chuck having a first surface condition (a so-called used electrostatic chuck that has already been used in another plasma processing apparatus) to the plasma processing apparatus 1 before step ST1 or step ST2, and/or (ii) a step of removing the electrostatic chuck having a second surface condition after step ST4.
- the processing in each step may be performed in the plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 2 .
- a controller 2 controls each part of the plasma processing apparatus 1 to perform this processing method on a substrate W.
- Step ST1 Treating the substrate
- a substrate W is processed.
- a plurality of substrates W are processed in step ST1.
- the processing includes etching of the substrates W.
- the substrates W are etched in step ST1 will be described.
- the substrate W is carried into the plasma processing chamber 10 and placed on the substrate support 11.
- the substrate W is attracted and held by the electrostatic chuck 1111, as shown in FIG. 4.
- the substrate W is placed on the ceramic member 1111a, and the back surface of the substrate W contacts the protrusions 201 and the seal band 202.
- a DC voltage is applied to the electrostatic electrode 1111b, generating an electrostatic attraction between the electrostatic chuck 1111 and the substrate W, and the substrate W is attracted to the electrostatic chuck 1111.
- a coolant is supplied to the coolant flow path 1110a, and the temperature of the electrostatic chuck 1111 and the substrate W held by the electrostatic chuck 1111 is controlled.
- Heat transfer gas is supplied from the heat transfer gas supply unit 302 shown in Figure 4 to the gas outlet 300, and the heat transfer gas is supplied from the gas outlet 300 to the space formed between the substrate W and the upper surface 200.
- the heat transfer gas regulates the temperature of the substrate W from its back surface side.
- the processing gas is supplied to the shower head 13 by the gas supply unit 20 shown in FIG. 2, and then supplied from the shower head 13 to the plasma processing space 10s.
- the processing gas supplied at this time includes a gas that generates the activated species necessary for etching the substrate W.
- One or more RF signals are supplied from the RF power supply 31 to the upper electrode and/or lower electrode.
- the atmosphere in the plasma processing space 10s is exhausted through the gas exhaust port 10e, and the pressure inside the plasma processing space 10s may be reduced. In this way, plasma is generated on the substrate support 11 in the plasma processing space 10s, and the substrate W is etched.
- FIG. 6 is a diagram showing an example of the cross-sectional structure of the electrostatic chuck 1111 after performing process ST1.
- frictional wear may occur between the protrusions 201 and the back surface of the substrate W, and the surface condition of the ceramic member 1111a may change due to corrosion by the processing gas during etching, etc.
- changes in the surface condition include a decrease in the thickness of the protrusions 201 (see region R1 in Figure 6) and surface roughness of the protrusions 201 (see region R2 in Figure 6). If the thickness of the protrusions 201 decreases, the chucking force of the electrostatic chuck 1111 on the substrate W may increase excessively.
- the chucking force increases excessively, the temperature of the substrate W tends to decrease, and the substrate W tends to become more difficult to peel from the electrostatic chuck 1111 due to the influence of residual chucking. Furthermore, such changes in the surface condition may lead to an increase in the contact thermal resistance between the electrostatic chuck 1111 and the substrate W. Furthermore, after processing the substrate W, when the substrate W is removed from the electrostatic chuck 1111, discharge may occur to the electrostatic chuck 1111 due to residual charges on the substrate W. Such discharge may damage the ceramic member 1111a. In this processing method, the above-mentioned tendency can be eliminated by performing step ST2 and subsequent steps described below.
- Step ST2 Depositing a TMA-containing film
- the gas supply unit 20 is controlled to supply a trimethylaluminum-containing gas into the plasma processing chamber 10.
- the trimethylaluminum-containing gas is an example of an organic aluminum-containing gas.
- the organic aluminum-containing gas may be an alkyl aluminum such as triethylaluminum or triisobutylaluminum.
- This deposits a trimethylaluminum-containing film 201a on the electrostatic chuck 1111.
- the trimethylaluminum-containing gas supplied using the gas supply unit 20 is brought into contact with the electrostatic chuck 1111 to deposit the trimethylaluminum-containing film 201a on the electrostatic chuck 1111.
- FIG. 7 is a diagram showing an example of the cross-sectional structure of the electrostatic chuck 1111 after step ST2 is performed.
- the trimethylaluminum-containing film 201a is deposited on the protrusions 201 whose thickness was reduced in FIG. 6.
- the combined thickness of the protrusions 201 and the trimethylaluminum-containing film 201a may be equivalent to the thickness of the protrusions 201 before step ST1 is performed.
- a trimethylaluminum-containing film 201a is also deposited on the protrusions 201, which were rough in FIG. 6.
- the trimethylaluminum-containing film 201a can reduce the surface irregularities of the protrusions 201.
- FIG. 7 the trimethylaluminum-containing film 201a is deposited on the protrusions 201 whose thickness was reduced in FIG. 6.
- the combined thickness of the protrusions 201 and the trimethylaluminum-containing film 201a may be equivalent to the thickness of the
- a trimethylaluminum-containing film 201a is also deposited on the upper surface 200.
- the trimethylaluminum-containing film 201a can function as a protective film, thereby extending the service life of the electrostatic chuck 1111.
- micro-dielectric breakdown or poor voltage resistance may occur in the electrostatic chuck 1111 after etching in step ST1. Therefore, protecting such damaged areas with the trimethylaluminum-containing film 201a can improve voltage resistance.
- step ST1 particles may fall off (shed) from the particle interface on the surface of the electrostatic chuck 1111 due to physical damage (fracture) or damage (erosion) caused by a corrosive gas, and this may become a source of dust (particles).
- the trimethylaluminum-containing gas used in this processing method may deposit on damaged portions of the surface of the electrostatic chuck 1111 that are prone to particle shedding. Therefore, the trimethylaluminum-containing film 201a protects the particle interface and fixes particles that are likely to fall off at the interface between the electrostatic chuck 1111 and the trimethylaluminum-containing film 201a, thereby contributing to particle suppression.
- the temperature of the electrostatic chuck 1111 may be maintained at 0°C or below (hereinafter also referred to as the "low temperature region”). In one embodiment, in process ST2, the temperature of the electrostatic chuck 1111 may be maintained within a range of 100°C to 200°C (hereinafter also referred to as the "high temperature region”). In one embodiment, in process ST2, the temperature of the electrostatic chuck 1111 may be maintained within a range that does not fall into either the low temperature region or the high temperature region, for example, within a range greater than 0°C and less than 100°C. Such temperature control may use the temperature control module described above.
- control unit 2 is configured to control the chiller unit in process ST2 so as to maintain the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 1110a at 0°C or below.
- process ST2 is performed in the low temperature region, the amount of trimethylaluminum-containing film 201a deposited on the electrostatic chuck 1111 tends to increase. Therefore, in the example of FIG. 6 , for the protrusion 201 where a reduction in thickness was observed (see region R1 in FIG. 6 ), performing step ST2 in a low-temperature region can efficiently increase the thickness of the protrusion 201.
- step ST2 and ST3 when steps ST2 and ST3 are performed in a low-temperature region, the number of cycles of steps ST2 to ST3 (see step ST4 described below) can be reduced.
- step ST2 when step ST2 is performed in a high-temperature region, the amount of trimethylaluminum-containing film 201a deposited on the electrostatic chuck 1111 tends to decrease. Therefore, in the example of FIG. 6 , for the protrusion 201 where surface roughness was observed (see region R2 in FIG. 6 ), performing step ST2 in a high-temperature region can reduce the surface irregularities of the protrusion 201 without excessively increasing the thickness.
- the trimethylaluminum-containing gas may contain an inert gas as a carrier gas.
- the inert gas may be a noble gas such as He, Ar, Ne, Kr, or Xe, or nitrogen gas.
- Step ST3 Forming an alumina-containing film
- the gas supply unit 20 and the plasma generation unit 12 are controlled to generate O2 plasma in the plasma processing chamber 10.
- an alumina-containing film 201b is formed on the electrostatic chuck 1111.
- O2 plasma generated using the gas supply unit 20 and the plasma generation unit 12 is brought into contact with the trimethylaluminum-containing film 201a, thereby forming the alumina-containing film 201b on the electrostatic chuck 1111.
- the gas supply unit 20 may supply an O2 - containing gas into the plasma processing chamber 10.
- the O2- containing gas may be supplied into the plasma processing chamber 10 from the gas supply unit 20 through the gas inlet 13c of the central gas injection unit 13, for example.
- the plasma generation unit 12 may generate plasma from the O2- containing gas supplied into the plasma processing chamber 10 using the gas supply unit 20.
- a source RF signal is supplied to the antenna 14, which generates a high-frequency electric field between the antenna 14 and the electrostatic chuck 1111, generating plasma from the O2- containing gas in the plasma processing space 10s.
- a bias signal may be supplied to the electrostatic chuck 1111. In one embodiment, a bias signal does not need to be supplied to the electrostatic chuck 1111.
- the bias signal may be a bias RF signal supplied from the RF power supply 31 or a bias DC signal supplied from the DC power supply 32.
- a bias potential is generated between the plasma and the electrostatic chuck 1111. Active species such as ions and radicals in the plasma are attracted to the electrostatic chuck 1111, and the active species form the alumina-containing film 201b from the trimethylaluminum-containing film 201a.
- the bias signal may have a power of 300 W or more and 1500 W or less, or may have a power of 300 W or more and 900 W or less.
- the plasma generating unit 12 may generate plasma from an O2- containing gas supplied outside the plasma processing chamber 10 using the gas supply unit 20. In this case, a so-called remote plasma method may be used in which O2 plasma is supplied into the plasma processing chamber 10 by a plasma supply means (not shown).
- FIG. 8 shows an example of the cross-sectional structure of the electrostatic chuck 1111 after step ST3 has been performed.
- the trimethylaluminum-containing film 201a deposited on the protrusions 201 in FIG. 7 has all been converted into alumina-containing films 201b. That is, the alumina-containing film 201b can be formed by O 2 plasma oxidizing the aluminum by removing methyl groups from the trimethylaluminum-containing film 201a. Since the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111 also contains alumina, the alumina-containing film 201b and the ceramic member 1111a have a high affinity for each other, and they are easily integrated.
- the alumina-containing film 201b is less likely to detach from the electrostatic chuck 1111. Therefore, the electrostatic chuck 1111 after step ST3 can be used for substrate processing as is, which can contribute to improved throughput. If the alumina constituting the ceramic member 1111a is crystalline, the alumina-containing film 201b formed from the trimethylaluminum-containing film 201a deposited thereon also tends to be crystalline. Furthermore, if the alumina constituting the ceramic member 1111a is amorphous, the alumina-containing film 201b formed from the trimethylaluminum-containing film 201a deposited thereon also tends to be amorphous.
- the alumina in the surface layer tends to become amorphous.
- steps ST2 and ST3 are performed on such an electrostatic chuck 1111, the alumina-containing film 201b formed tends to grow as amorphous alumina.
- compositional flow deformation tends to occur with a smaller force, resulting in reduced contact thermal resistance.
- the amorphous alumina-containing film 201b may be pushed out toward the outer periphery in the surface direction, exposing the crystalline alumina disposed below the alumina-containing film 201b. If steps ST2 and ST3 are performed in this state, alumina grows based on the crystalline state of the base, i.e., the crystalline alumina-containing film 201b grows, thereby suppressing excessive frictional wear.
- step ST4 it is determined whether a given condition for terminating the present processing method is satisfied.
- steps ST2 and ST3 may be repeated.
- the given condition may be that a cycle of steps ST2 to ST3 has been performed a predetermined number of times. The number of times may be once, less than five times, five or more times, or ten or more times.
- step ST4 if it is determined that the given condition is not satisfied, the process returns to step ST2. If it is determined that the given condition is satisfied, the present processing method terminates.
- the given condition may be a condition regarding the thickness of the alumina-containing film 201b at the end of step ST3.
- step ST3 it may be determined whether the thickness of the alumina-containing film 201b has reached a given value or range, and the cycle of steps ST2 to ST3 may be repeated until the given value or range is reached.
- the thickness of the alumina-containing film 201b may be measured using an optical measurement device.
- the given condition may be, for example, the processing time for steps ST and ST3.
- the operation at the end of this processing method may be stopping the supply of the source RF signal, the bias RF signal, the bias DC signal, the trimethylaluminum-containing gas, and the O2- containing gas.
- steps ST2 and ST3 may be performed with a mask member disposed on the electrostatic chuck 1111.
- the mask member may be appropriately selected from a metal material, an inorganic material, and an organic material.
- the mask member is configured to prevent the trimethylaluminum-containing gas or O2 plasma from contacting at least a portion of the electrostatic chuck 1111.
- step ST1 when the surface of the electrostatic chuck 1111 contacts the substrate W, frictional wear may be caused depending on the difference in linear expansion between them.
- the surface roughness of the multiple protrusions 201 on the electrostatic chuck 1111 may become noticeable.
- the thickness of the seal band 202 on the electrostatic chuck 1111 may become significantly reduced.
- steps ST2 and ST3 are performed using a mask member, a trimethylaluminum-containing film 201a may be selectively deposited and an alumina-containing film 201b may be formed on portions of the electrostatic chuck 1111 where surface roughness or thickness reduction may occur.
- the portion of electrostatic chuck 1111 where the change in the surface state is significant can be selectively protected by alumina-containing film 201b.
- FIG. 9 is a plan view showing an example of a mask member MK that can be used when performing this processing method.
- FIG. 10 is a view showing an example of performing this processing method using the mask member MK of FIG. 9.
- the control unit 2 controls the substrate processing system 1 to transfer the mask member MK into the plasma processing chamber 10 and place it on the electrostatic chuck 1111.
- the mask member MK is stored in a storage container on a load port and transferred from the storage container into the plasma processing chamber 10 via an atmospheric transfer module, a load lock module, and a vacuum transfer module.
- the mask member MK is stored in a first stocker attached to the atmospheric transfer module and transferred from the first stocker into the plasma processing chamber 10 via the atmospheric transfer module, the load lock module, and a vacuum transfer module. In this case, the first stocker is maintained in an atmospheric atmosphere. In one embodiment, the mask member MK is stored in a second stocker attached to a vacuum transfer module and transferred from the second stocker into the plasma processing chamber 10 via the vacuum transfer module. In this case, the second stocker is maintained in a vacuum atmosphere. In the example of FIGS. 9 and 10 , the mask member MK has multiple openings OP formed therein, through which steps ST2 and ST3 can be performed.
- the electrostatic chuck 1111 has one or more shielded portions (corresponding to portions of the mask member MK other than the openings OP) covered by the mask member MK and one or more exposed portions (corresponding to the openings OP) not covered by the mask member MK.
- the multiple openings OP are formed to correspond to the positions of the three central protrusions 201 among the multiple protrusions 201 on the electrostatic chuck 1111.
- a methylaluminum-containing film 201a may be selectively deposited on the three central protrusions 201 of the upper surface 200, the seal band 202, and the annular region 111b.
- step ST3 when step ST3 is performed in this state, an alumina-containing film 201b may be selectively formed on the three central protrusions 201 of the upper surface 200, the seal band 202, and the annular region 111b.
- steps ST2 and ST3 are performed in this manner, the three central protrusions 201 may be selectively protected by the alumina-containing film 201b while minimizing the effects on the surface conditions of the upper surface 200, the seal band 202, and the annular region 111b.
- FIG. 10 illustrates the mask member MK separated from the electrostatic chuck 1111. In this modification, steps ST2 and ST3 may be performed with the mask member MK in contact with the electrostatic chuck 1111.
- FIG. 11 is a plan view showing another example in which a mask member MK is used when performing this processing method.
- FIG. 12 is a view showing an example in which this processing method is performed using the mask member MK of FIG. 11.
- one opening OP is formed in the mask member MK, and steps ST2 and ST3 can be performed through the opening OP.
- the electrostatic chuck 1111 may have, in its planar direction, a central portion A1, an intermediate portion A2 surrounding the central portion A1, and an outer peripheral portion A3 surrounding the intermediate portion A2.
- the central portion A1 may correspond to the upper surface 200 and the multiple protrusions 201.
- the intermediate portion A2 may correspond to the seal band 202.
- the outer peripheral portion A3 may correspond to the annular region 111b.
- the opening OP is formed to correspond to the positions of the upper surface 200 and the multiple protrusions 201 of the electrostatic chuck 1111.
- a methylaluminum-containing film 201a can be selectively deposited on the upper surface 200 and the plurality of protrusions 201 of the seal band 202 and the annular region 111b.
- an alumina-containing film 201b can be selectively formed on the upper surface 200 and the plurality of protrusions 201 of the seal band 202 and the annular region 111b.
- steps ST2 and ST3 are performed in this manner, the upper surface 200 and the plurality of protrusions 201 can be selectively protected by the alumina-containing film 201b while minimizing the influence on the surface conditions of the upper surface 200, the seal band 202, and the annular region 111b.
- FIG. 11 illustrates the mask member MK separated from the electrostatic chuck 1111. In this modification, steps ST2 and ST3 can be performed with the mask member MK in contact with the electrostatic chuck 1111.
- FIG. 13 is a plan view showing another example of using a mask member MK when performing this processing method.
- FIG. 14 is a view showing an example of performing this processing method using the mask member MK of FIG. 13.
- the mask member MK is formed in a disk shape, and steps ST2 and ST3 can be performed through the mask member MK.
- the mask member MK is formed to correspond to the positions of the upper surface 200 and the multiple protrusions 201 of the electrostatic chuck 1111.
- a methylaluminum-containing film 201a can be selectively deposited on the seal band 202 and the annular region 111b of the upper surface 200 and the multiple protrusions 201.
- an alumina-containing film 201b can be selectively formed on the seal band 202 and the annular region 111b of the upper surface 200 and the multiple protrusions 201.
- a heat transfer gas such as helium gas may be circulated between the substrate W and the electrostatic chuck 1111.
- the heat transfer gas tends to leak from the seal band 202.
- FIG. 14 illustrates the mask member MK separated from the electrostatic chuck 1111.
- steps ST2 and ST3 may be performed with the mask member MK in contact with the electrostatic chuck 1111.
- FIG. 15 is a flowchart illustrating a modified example of the present processing method.
- the processing method of this modification includes step ST1 of processing a substrate, step ST2 of depositing a TMA-containing film, step ST2A of partially removing the TMA-containing film, step ST3 of forming an alumina-containing film, and step ST4 of determining whether the substrate is alumina-containing.
- Steps ST1, ST2, ST3, and ST4 in the processing method of this modification can be performed in the same manner as steps ST1, ST2, ST3, and ST4 described above with respect to the present processing method.
- Step ST2A can be performed between steps ST2 and ST3.
- the electrostatic chuck 1111 may have a first zone including a first heater and a second zone including a second heater. In one embodiment, the set temperature of the first heater is higher than the set temperature of the second heater. In one embodiment, in step ST2A, the first heater may be controlled to heat the first zone of the electrostatic chuck 1111, thereby removing at least a portion of the methylaluminum-containing film 201a deposited on the first zone of the electrostatic chuck 1111. In this case, in the subsequent step ST3, the alumina-containing film 201b may be selectively formed on the second zone of the electrostatic chuck 1111. In this way, when step ST2A is performed between step ST2 and step ST3, the alumina-containing film 201b may be selectively formed in a region without requiring a mask member.
- FIG. 16 is a plan view illustrating an example of heater arrangement that can be used when performing the processing method shown in FIG. 15.
- the electrostatic chuck 1111 may have a boundary B1 surrounding a portion of the upper surface 200 (the central portion within the surface), a boundary B2 along the outer edge of the upper surface 200, a boundary B3 along the outer edge of the seal band 202, and a boundary B4 along the outer edge of the outer periphery 111b.
- the electrostatic chuck 1111 may have one or more heaters in a ring-shaped region (hereinafter also referred to as "region R1") with boundary B4 and boundary B1 as the outer and inner peripheries, respectively. That is, by treating region R1 as the first zone and heating region R1 to 200°C or higher, the trimethylaluminum-containing film 201a deposited in region R1 can be selectively removed. In this case, in the subsequent process ST3, an alumina-containing film 201b is formed from the trimethylaluminum-containing film 201a deposited in the region excluding region R1 (second zone), thereby selectively repairing the central portion of the upper surface 200.
- region R1 ring-shaped region
- the electrostatic chuck 1111 may have one or more heaters in a ring-shaped region (hereinafter also referred to as "region R2") whose outer and inner circumferences are boundary B4 and boundary B2, respectively. That is, region R2 is set as a first zone, and by heating region R2 to 200°C or higher, the trimethylaluminum-containing film 201a deposited in region R2 can be selectively removed. In this case, in the subsequent process ST3, an alumina-containing film 201b is formed from the trimethylaluminum-containing film 201a deposited in the region excluding region R2 (second zone), thereby repairing the entire upper surface 200.
- the electrostatic chuck 1111 may have one or more heaters in a ring-shaped region (hereinafter also referred to as "region R3") whose outer and inner circumferences are boundary B4 and boundary B3, respectively, and in a circular region (hereinafter also referred to as "region R4") whose outer circumference is boundary B2. That is, by treating regions R3 and R4 as a first zone and heating regions R3 and R4 to 200°C or higher, the trimethylaluminum-containing film 201a deposited in regions R3 and R4 can be selectively removed.
- an alumina-containing film 201b is formed from the trimethylaluminum-containing film 201a deposited in the region excluding regions R3 and R4 (second zone), thereby selectively repairing the seal band 202.
- the electrostatic chuck 1111 is used in an inductively coupled plasma device, but this is not limited to this and the electrostatic chuck 1111 may be used in other types of plasma devices, such as a capacitively coupled plasma device.
- the electrostatic chuck 1111 may also be used in a plasma device equipped with means for performing processing using remote plasma.
- the electrostatic chuck 1111 may be used in other substrate processing devices, not limited to plasma processing devices.
- (Appendix 1) a plasma processing chamber; an electrostatic chuck disposed within the plasma processing chamber; a gas supply unit; a plasma generating unit; a control unit;
- the control unit (a) controlling the gas supply to supply an organoaluminum-containing gas into the plasma processing chamber to deposit an organoaluminum-containing film on the electrostatic chuck; (b) after (a), controlling the gas supply unit and the plasma generation unit to generate O2 plasma in the plasma processing chamber, and forming an alumina-containing film on the electrostatic chuck by contact of the O2 plasma with the organoaluminum-containing film; configured to perform Plasma processing equipment.
- the electrostatic chuck has a first zone including a first heater and a second zone including a second heater;
- the control unit between (a) and (b), (c) controlling the first heater to heat the first zone of the electrostatic chuck to perform the step of removing an organoaluminum-containing film deposited on the first zone of the electrostatic chuck; 3.
- the plasma processing apparatus according to claim 1, wherein in (b), the alumina-containing film is selectively formed on the second zone of the electrostatic chuck.
- control unit is configured to control the first heater to heat the first zone of the electrostatic chuck to 200° C. or higher.
- control unit 5 the control unit is configured to perform a step of placing a mask member on the electrostatic chuck before (a), wherein the electrostatic chuck has one or more shielding portions covered by the mask member and one or more exposed portions not covered by the mask member; 5.
- steps (a) and (b) are performed with the mask member disposed on the electrostatic chuck, thereby selectively forming the alumina-containing film on the one or more exposed portions of the electrostatic chuck.
- the electrostatic chuck has a plurality of protrusions on a surface thereof; 6.
- the mask member is configured such that an upper surface of each of the plurality of protrusions corresponds to the one or more exposed portions.
- the electrostatic chuck has a central portion, an intermediate portion surrounding the central portion, and an outer periphery surrounding the intermediate portion, 6.
- the electrostatic chuck has a plurality of protrusions on a surface thereof; 13.
- the electrostatic chuck has a central portion, an intermediate portion surrounding the central portion, and an outer periphery surrounding the intermediate portion, 13.
- (Appendix 15) (a) providing an electrostatic chuck; (b) supplying an organoaluminum-containing gas to the electrostatic chuck to deposit an organoaluminum-containing film on the electrostatic chuck; (c) after (b), contacting the organoaluminum-containing film with O2 plasma to form an alumina-containing film on the electrostatic chuck;
- a method for regenerating an electrostatic chuck comprising:
- the electrostatic chuck has a plurality of protrusions on a surface thereof; 19.
- the electrostatic chuck has a central portion, an intermediate portion surrounding the central portion, and an outer periphery surrounding the intermediate portion, 19.
- 1... plasma processing apparatus 10... plasma processing chamber, 12... plasma generation unit, 20... gas supply unit, 1111... electrostatic chuck, 1111a... ceramic member, 1111b... electrostatic electrode, 200... upper surface, 201... protrusion, 201a... TMA-containing film, 201b... alumina-containing film, 202... seal band, 111b... outer periphery, MK... mask member, OP... opening, W... substrate
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
プラズマ処理チャンバと、前記プラズマ処理チャンバ内に配置され、かつ、アルミナを含む、静電チャックと、ガス供給部と、プラズマ生成部と、制御部であって、前記制御部は、(a)前記プラズマ処理チャンバ内において、前記ガス供給部を用いて供給されたトリメチルアルミニウム含有ガスを前記静電チャックに接触させて、前記静電チャック上にトリメチルアルミニウム含有膜を堆積させる制御と、(b)前記(a)の後、前記プラズマ処理チャンバ内において、前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を用いて生成されたO2プラズマを前記トリメチルアルミニウム含有膜に接触させて、前記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する制御と、を含む制御を実行するように構成される、制御部と、を備える、プラズマ処理装置。
Description
本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置、静電チャックの製造方法及び静電チャックの再生方法に関する。
特許文献1には、生産性の向上を図ることのできる半導体製造装置に関する技術が開示されている。
本開示は、静電チャックの表面を修復する技術を提供する。
本開示の一つの例示的実施形態において、プラズマ処理チャンバと、上記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックと、ガス供給部と、プラズマ生成部と、制御部とを備え、上記制御部は、(a)上記プラズマ処理チャンバ内に有機アルミニウム含有ガスを供給するように上記ガス供給部を制御して、上記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、(b)上記(a)の後、上記プラズマ処理チャンバ内においてO2プラズマを生成するように上記ガス供給部及び上記プラズマ生成部を制御して、上記O2プラズマの上記有機アルミニウム含有膜への接触により、上記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、を実行するように構成される、プラズマ処理装置が提供される。
本開示の一つの例示的実施形態によれば、静電チャックの表面を修復する技術を提供することができる。
以下、本開示の各実施形態について説明する。
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理チャンバと、上記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックと、ガス供給部と、プラズマ生成部と、制御部とを備え、上記制御部は、(a)上記プラズマ処理チャンバ内に有機アルミニウム含有ガスを供給するように上記ガス供給部を制御し、上記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、(b)上記(a)の後、上記プラズマ処理チャンバ内においてO2プラズマを生成するように上記ガス供給部及び上記プラズマ生成部を制御して、上記O2プラズマの上記有機アルミニウム含有膜への接触により、上記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、を実行するように構成される、プラズマ処理装置が提供される。
一つの例示的実施形態において、制御部は、上記(a)及び上記(b)を繰り返すように構成される。
一つの例示的実施形態において、静電チャックは、第1のヒータを含む第1のゾーンと、第2のヒータを含む第2のゾーンとを有し、上記制御部は、上記(a)と上記(b)との間において、(c)上記静電チャックの上記第1のゾーンを加熱するように上記第1のヒータを制御して、上記静電チャックの上記第1のゾーンに堆積された有機アルミニウム含有膜を除去する工程を実行するように構成され、上記(b)において、上記静電チャックの上記第2のゾーン上に上記アルミナ含有膜が選択的に形成される。
一つの例示的実施形態において、上記制御部は、上記(c)において、上記静電チャックの上記第1のゾーンを200℃以上に加熱するように上記第1のヒータを制御するように構成される。
一つの例示的実施形態において、上記制御部は、上記(a)の前に、上記静電チャック上にマスク部材を配置する工程であり、上記静電チャックは、上記マスク部材により覆われる1又は複数の遮蔽部分と、上記マスク部材に覆われない1又は複数の露出部分とを有する、工程を実行するように構成され、上記(a)及び上記(b)は、上記静電チャック上に上記マスク部材が配置された状態で実行され、これにより、上記静電チャックの上記1又は複数の露出部分上に上記アルミナ含有膜が選択的に形成される。
一つの例示的実施形態において、上記静電チャックは、表面上に複数の突起を有し、上記マスク部材は、上記複数の突起の各々の上面が上記1又は複数の露出部分に対応するように構成される。
一つの例示的実施形態において、上記静電チャックは、中央部と、上記中央部を囲う中間部と、上記中間部を囲う外周部と、を有し、上記マスク部材は、上記中央部、上記中間部及び上記外周部の少なくともいずれかが上記1又は複数の露出部分に対応するように構成される。
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、冷媒流路を有する基台と、上記冷媒流路に冷媒を供給するように構成されるチラーユニットと、をさらに備え、上記制御部は、上記(a)において、上記冷媒を0℃以下に維持するように上記チラーユニットを制御するように構成される。
一つの例示的実施形態において、(a)静電チャックを提供する工程と、(b)上記静電チャックに有機アルミニウム含有ガスを供給して、上記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、(c)上記(b)の後、O2プラズマを上記有機アルミニウム含有膜に接触させて、上記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、を含む、静電チャックの製造方法が提供される。
一つの例示的実施形態において、上記(b)及び上記(c)を繰り返す。
一つの例示的実施形態において、上記静電チャックの製造方法は、(d)上記(b)と上記(c)との間において、上記静電チャックの第1のゾーンを加熱して、上記静電チャックの上記第1のゾーンに堆積された有機アルミニウム含有膜を除去する工程をさらに含み、上記(b)において、上記静電チャックの第2のゾーン上に上記アルミナ含有膜が選択的に形成される。
一つの例示的実施形態において、上記(b)及び(c)は、上記静電チャック上にマスク部材が配置された状態で実行され、これにより、上記静電チャックの、上記マスク部材に覆われていない1又は複数の露出部分上に上記アルミナ含有膜が選択的に形成される。
一つの例示的実施形態において、上記静電チャックは、表面上に複数の突起を有し、上記マスク部材は、上記複数の突起の各々の上面が上記1又は複数の露出部分に対応するように構成される。
一つの例示的実施形態において、上記静電チャックは、中央部と、上記中央部を囲う中間部と、上記中間部を囲う外周部と、を有し、上記マスク部材は、上記中央部、上記中間部及び上記外周部からなる群より選択される少なくとも1つが上記1又は複数の露出部分に対応するように構成される。
一つの例示的実施形態において、(a)静電チャックを提供する工程と、(b)上記静電チャックに有機アルミニウム含有ガスを供給して、上記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、(c)上記(b)の後、O2プラズマを上記有機アルミニウム含有膜に接触させて、上記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、を含む、静電チャックの再生方法が提供される。
一つの例示的実施形態において、上記(b)及び上記(c)を繰り返す。
一つの例示的実施形態において、上記静電チャックの再生方法は、(d)上記(b)と上記(c)との間において、上記静電チャックの第1のゾーンを加熱して、上記静電チャックの上記第1のゾーンに堆積された有機アルミニウム含有膜を除去する工程をさらに含み、上記(b)において、上記静電チャックの第2のゾーン上に上記アルミナ含有膜が選択的に形成される。
一つの例示的実施形態において、上記(b)及び(c)は、上記静電チャック上にマスク部材が配置された状態で実行され、これにより、上記静電チャックの、上記マスク部材に覆われていない1又は複数の露出部分上に上記アルミナ含有膜が選択的に形成される。
一つの例示的実施形態において、上記静電チャックは、表面上に複数の突起を有し、上記マスク部材は、上記複数の突起の各々の上面が上記1又は複数の露出部分に対応するように構成される。
一つの例示的実施形態において、上記静電チャックは、中央部と、上記中央部を囲う中間部と、上記中間部を囲う外周部と、を有し、上記マスク部材は、上記中央部、上記中間部及び上記外周部からなる群より選択される少なくとも1つが上記1又は複数の露出部分に対応するように構成される。
以下、図面を参照して、本開示の各実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づいて上下左右等の位置関係を説明する。図面の寸法比率は実際の比率を示すものではなく、また、実際の比率は図示の比率に限られるものではない。
<プラズマ処理システムの一例>
図1は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、ロードポート、大気搬送モジュール、ロードロックモジュール、真空搬送モジュール、プラズマ処理装置1及び制御部2を含む。ここでは、ロードポート、大気搬送モジュール、ロードロックモジュール、及び真空搬送モジュールの図示を省略する。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置1は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、基板支持部11及びプラズマ生成部12を含む。プラズマ処理チャンバ10は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部20に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム40に接続される。基板支持部11は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
図1は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、ロードポート、大気搬送モジュール、ロードロックモジュール、真空搬送モジュール、プラズマ処理装置1及び制御部2を含む。ここでは、ロードポート、大気搬送モジュール、ロードロックモジュール、及び真空搬送モジュールの図示を省略する。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置1は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、基板支持部11及びプラズマ生成部12を含む。プラズマ処理チャンバ10は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部20に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム40に接続される。基板支持部11は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
プラズマ生成部12は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ(CCP;Capacitively Coupled Plasma)、誘導結合プラズマ(ICP;Inductively Coupled Plasma)、ECRプラズマ(Electron-Cyclotron-resonance plasma)、ヘリコン波励起プラズマ(HWP:Helicon Wave Plasma)、又は、表面波プラズマ(SWP:Surface Wave Plasma)等であってもよい。また、AC(Alternating Current)プラズマ生成部及びDC(Direct Current)プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ACプラズマ生成部で用いられるAC信号(AC電力)は、100kHz~10GHzの範囲内の周波数を有する。従って、AC信号は、RF(Radio Frequency)信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、RF信号は、100kHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。
制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1に含まれてもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aを含んでもよい。コンピュータ2aは、例えば、処理部(CPU:Central Processing Unit)2a1、記憶部2a2、及び通信インターフェース2a3を含んでもよい。処理部2a1は、記憶部2a2からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部2a2に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部2a2に格納され、処理部2a1によって記憶部2a2から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ2aに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース2a3に接続されている通信回線であってもよい。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース2a3は、LAN(Local Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1との間で通信してもよい。
以下に、プラズマ処理装置1の一例としての誘導結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図2は、誘導結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。誘導結合型のプラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。プラズマ処理チャンバ10は、誘電体窓101を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11、ガス導入部及びアンテナ14を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。アンテナ14は、プラズマ処理チャンバ10上又はその上方(すなわち誘電体窓101上又はその上方)に配置される。プラズマ処理チャンバ10は、誘電体窓101、プラズマ処理チャンバ10の側壁102及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は接地される。
基板支持部11は、本体部111及びリングアセンブリ112を含む。本体部111は、基板Wを支持するための中央領域111aと、リングアセンブリ112を支持するための環状領域111bとを有する。ウェハは基板Wの一例である。本体部111の環状領域111bは、平面視で本体部111の中央領域111aを囲んでいる。基板Wは、本体部111の中央領域111a上に配置され、リングアセンブリ112は、本体部111の中央領域111a上の基板Wを囲むように本体部111の環状領域111b上に配置される。従って、中央領域111aは、基板Wを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域111bは、リングアセンブリ112を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。
一実施形態において、本体部111は、基台1110及び静電チャック1111を含む。基台1110は、導電性部材を含む。基台1110の導電性部材はバイアス電極として機能し得る。静電チャック1111は、基台1110の上に配置される。静電チャック1111は、セラミック部材1111aとセラミック部材1111a内に配置される静電電極1111bとを含む。セラミック部材1111aは、中央領域111aを有する。一実施形態において、セラミック部材1111aは、環状領域111bも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック1111を囲む他の部材が環状領域111bを有してもよい。この場合、リングアセンブリ112は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック1111と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、RF又はDC電極がセラミック部材1111a内に配置されてもよく、この場合、RF又はDC電極がバイアス電極として機能する。なお、基台1110の導電性部材とRF又はDC電極との両方が2つのバイアス電極として機能してもよい。
リングアセンブリ112は、1又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、1又は複数の環状部材は、1又は複数のエッジリングと少なくとも1つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。
また、基板支持部11は、静電チャック1111、リングアセンブリ112及び基板のうち少なくとも1つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路1110a、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路1110aには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路1110aが基台1110内に形成され、1又は複数のヒータが静電チャック1111のセラミック部材1111a内に配置される。一実施形態において、プラズマ処理装置1は、流路1110aに冷媒を供給するように構成されるチラーユニットを備える。一実施形態において、チラーユニットは、温度調整装置及びポンプを含んでよい。一例として、チラーユニットは、当該チラーユニットに流入した冷媒を所定の温度に調整した上で流路1110aに冷媒を供給するように構成されていてよい。また、基板支持部11は、基板Wの裏面と中央領域111aとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。
ガス導入部は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。一実施形態において、ガス導入部は、中央ガス注入部(CGI:Center Gas Injector)13を含む。中央ガス注入部13は、基板支持部11の上方に配置され、誘電体窓101に形成された中央開口部に取り付けられる。中央ガス注入部13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス流路13b、及び少なくとも1つのガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス流路13bを通過してガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。なお、ガス導入部は、中央ガス注入部13に加えて又はその代わりに、側壁102に形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。
ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してガス導入部に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも1つの流量変調デバイスを含んでもよい。
電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、ソースRF信号及びバイアスRF信号のような少なくとも1つのRF信号(RF電力)を、少なくとも1つのバイアス電極及びアンテナ14に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ生成部12の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を少なくとも1つのバイアス電極に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオンを基板Wに引き込むことができる。
一実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。第1のRF生成部31aは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してアンテナ14に結合され、プラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。一実施形態において、ソースRF信号は、10MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、アンテナ14に供給される。
第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つのバイアス電極に結合され、バイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。バイアスRF信号の周波数は、ソースRF信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスRF信号は、100kHz~60MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、少なくとも1つのバイアス電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。
また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、バイアスDC生成部32aを含む。一実施形態において、バイアスDC生成部32aは、少なくとも1つのバイアス電極に接続され、バイアスDC信号を生成するように構成される。生成されたバイアスDC信号は、少なくとも1つのバイアス電極に印加される。
種々の実施形態において、バイアスDC信号は、パルス化されてもよい。この場合、DCに基づく電圧パルスのシーケンスが少なくとも1つのバイアス電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、DC信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部がバイアスDC生成部32aと少なくとも1つのバイアス電極との間に接続される。従って、バイアスDC生成部32a及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、1周期内に1又は複数の正極性電圧パルスと1又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、バイアスDC生成部32aは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。
アンテナ14は、1又は複数のコイルを含む。一実施形態において、アンテナ14は、同軸上に配置された外側コイル及び内側コイルを含んでもよい。この場合、RF電源31は、外側コイル及び内側コイルの双方に接続されてもよく、外側コイル及び内側コイルのうちいずれか一方に接続されてもよい。前者の場合、同一のRF生成部が外側コイル及び内側コイルの双方に接続されてもよく、別個のRF生成部が外側コイル及び内側コイルに別々に接続されてもよい。
排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排出口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
<静電チャックの構成例>
図3及び図4は、静電チャック1111の構成例を説明するための図である。図3は、静電チャック1111を上から見た一例を示す図である。一実施形態において、静電チャック1111は、セラミック部材1111aと、セラミック部材1111a内に配置された静電電極1111bを備えてよい。セラミック部材1111aはアルミナを含んでよい。すなわち、セラミック部材1111aはアルミナセラミックスで形成されていてよい。
図3及び図4は、静電チャック1111の構成例を説明するための図である。図3は、静電チャック1111を上から見た一例を示す図である。一実施形態において、静電チャック1111は、セラミック部材1111aと、セラミック部材1111a内に配置された静電電極1111bを備えてよい。セラミック部材1111aはアルミナを含んでよい。すなわち、セラミック部材1111aはアルミナセラミックスで形成されていてよい。
セラミック部材1111aは、略円柱形状を有してよい。セラミック部材1111aは、上面200と、複数の突起201と、シールバンド202と、環状領域111bを含んでよい。
上面200は、円形の水平面であってよい。上面200は、セラミック部材1111aの中心軸上に中心を有してよい。
複数の突起201は、基板が静電チャック1111に静電吸着される際に、基板Wの裏面を支持するように構成されてよい。複数の突起201は、上面200上に配置されてよい。各突起201は、上面200から上方に突出してよい。各突起201は、中心が最も高くなるような略半球体形状を有してよい。突起201は、上面200と一体であっても別体であってもよい。突起201は、上面200と異種の材料で構成されてよい。
複数の突起201は、セラミック部材1111aの表面を機械加工、又は/及びレーザ加工することで形成してよい。また、複数の突起201は、予め成型された突起体をセラミック部材1111aの表面に接着することで形成してよい。レーザ加工を使用する場合、複数の突起201は、セラミック部材1111aの上面200の一部、例えば突起201が形成されない領域をレーザ光で削ることで形成されてよい。
突起201は、5μm以上50μm以下の範囲内の高さを有してよい。突起201は、0.1mm以上3mm以下の範囲内の幅(外径)を有してよい。
複数の突起201は、3mm以上30mm以下の範囲内の間隔(ピッチ)で配置されてよい。複数の突起201は、上面200において均等配置されてよい。複数の突起201は、上面200の中心に対し同心円状、放射状、或いは格子状に配置されてよい。
上面200及び複数の突起201は、各々独立して、結晶質の材料で構成されていてよく、非晶質(アモルファス)の材料で構成されていてもよい。また、上面200及び複数の突起201は、各々独立して、結晶質の材料及び非晶質の材料の双方で構成されていてもよい。一例として、結晶質の材料は、結晶質のアルミナ(Al2O3)であってよい。また、一例として、非晶質の材料は、非晶質のアルミナ(Al2O3)であってよい。
図3及び図4に示すように、シールバンド202は、上面200から上方に突出し、上面200の外周に環状に配置されてよい。シールバンド202は、基板Wが静電チャック1111に静電吸着される際に、基板Wの外周部の裏面が接触するように構成されてよい。シールバンド202は、突起201と同じ高さを有してよいし、突起201より大きい高さ、あるいは小さい高さを有してよい。シールバンド202は、複数の突起の一例であってよい。すなわち、シールバンド202は、突起201と同様に、結晶質の材料及び/又は非晶質の材料で構成されていてよい。環状領域111bは、シールバンド202の外周に環状に配置されてよい。環状領域111bは、突起201と同じ高さを有してよいし、突起201より大きい高さ、あるいは小さい高さを有してよい。環状領域111bは、リングアセンブリ112を支持するように構成されてよい。環状領域111bは、突起201と同様に、結晶質の材料及び/又は非晶質の材料で構成されていてよい。
上面200には、伝熱ガスが流出するガス流出口300が形成されてよい。図4に示すように、ガス流出口300は、ガス流路301を通じて伝熱ガス供給部302に接続されてよい。ガス流路301は、基板支持部11の内部を通過してよい。伝熱ガス供給部302は、プラズマ処理チャンバ10の外部に設けられてよい。ガス流出口300は、一つ又は複数配置されてよい。伝熱ガスは、ヘリウムガスを含むものであってよい。
静電電極1111bは、スイッチ310を介して直流(DC)電源311に接続されてよい。静電電極1111bに直流電源311からの直流電圧が印加されると、セラミック部材1111aと基板Wとの間に静電引力(クーロン力)が発生し得る。基板Wは、その静電引力によってセラミック部材1111aに引き付けられて、セラミック部材1111a上に吸着保持され得る。
<プラズマ処理方法の一例>
図5は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法(以下「本処理方法」ともいう。)の一例を示すフローチャートである。図5に示すように、本処理方法は、基板を処理する工程ST1と、トリメチルアルミニウム(有機アルミニウムの一例であり、以下では「TMA」ともいう。)含有膜を堆積する工程ST2と、アルミナ含有膜を形成する工程ST3と、判断工程ST4とを含む。なお、工程ST1は、実行されてもされなくてもよい。また、工程ST4は、実行されてもされなくてもよい。一例として、工程ST1、工程ST2工程ST3及び工程ST4が実行される場合、本処理方法は、静電チャックの製造方法/静電チャックの再生方法として実行されてよい。静電チャックの製造方法は、例えば、第1の表面状態を有する静電チャックから第2の表面状態を有する静電チャックを製造する方法として実行されてよい。一実施形態において、静電チャックの製造方法/静電チャックの再生方法は、(i)工程ST1又は工程ST2の前に、プラズマ処理装置1に第1の表面状態を有する静電チャック(既に他のプラズマ処理装置で使用された、いわゆる使用済みの静電チャック)を取り付ける工程及び/又は(ii)工程ST4の後に、第2の表面状態を有する静電チャックを取り出す工程を含んでいてもよい。一実施形態において、各工程における処理は、図2に示すプラズマ処理装置1において実行されてよい。以下では、制御部2がプラズマ処理装置1の各部を制御して、基板Wに対して本処理方法を実行する場合を例に説明する。
図5は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法(以下「本処理方法」ともいう。)の一例を示すフローチャートである。図5に示すように、本処理方法は、基板を処理する工程ST1と、トリメチルアルミニウム(有機アルミニウムの一例であり、以下では「TMA」ともいう。)含有膜を堆積する工程ST2と、アルミナ含有膜を形成する工程ST3と、判断工程ST4とを含む。なお、工程ST1は、実行されてもされなくてもよい。また、工程ST4は、実行されてもされなくてもよい。一例として、工程ST1、工程ST2工程ST3及び工程ST4が実行される場合、本処理方法は、静電チャックの製造方法/静電チャックの再生方法として実行されてよい。静電チャックの製造方法は、例えば、第1の表面状態を有する静電チャックから第2の表面状態を有する静電チャックを製造する方法として実行されてよい。一実施形態において、静電チャックの製造方法/静電チャックの再生方法は、(i)工程ST1又は工程ST2の前に、プラズマ処理装置1に第1の表面状態を有する静電チャック(既に他のプラズマ処理装置で使用された、いわゆる使用済みの静電チャック)を取り付ける工程及び/又は(ii)工程ST4の後に、第2の表面状態を有する静電チャックを取り出す工程を含んでいてもよい。一実施形態において、各工程における処理は、図2に示すプラズマ処理装置1において実行されてよい。以下では、制御部2がプラズマ処理装置1の各部を制御して、基板Wに対して本処理方法を実行する場合を例に説明する。
(工程ST1:基板を処理)
工程ST1では、基板Wを処理する。一実施形態において、工程ST1では、複数の基板Wを処理する。一実施形態において、上記処理は、基板Wのエッチングを含む。以下、工程ST1において基板Wをエッチングする場合を例に説明する。
工程ST1では、基板Wを処理する。一実施形態において、工程ST1では、複数の基板Wを処理する。一実施形態において、上記処理は、基板Wのエッチングを含む。以下、工程ST1において基板Wをエッチングする場合を例に説明する。
まず、図2に示すように、基板Wがプラズマ処理チャンバ10内に搬入され、基板支持部11に載置される。基板Wは、図4に示すように静電チャック1111に吸着保持される。このとき、基板Wは、セラミック部材1111a上に載置され、基板Wの裏面が突起201とシールバンド202に接触する。静電電極1111bに直流電圧が印加され、静電チャック1111と基板Wとの間に静電引力が生じ、基板Wが静電チャック1111に吸着される。
図2に示す基板支持部11において、冷媒流路1110aに冷媒が供給され、静電チャック1111及び、静電チャック1111に保持された基板Wが温調される。
図4に示す伝熱ガス供給部302からガス流出口300に伝熱ガスが供給され、ガス流出口300から、基板Wと上面200との間に形成される空間に伝熱ガスが供給される。伝熱ガスは、基板Wをその裏面側から温調する。
次に、処理ガスが、図2に示すガス供給部20によりシャワーヘッド13に供給され、シャワーヘッド13からプラズマ処理空間10sに供給される。このとき供給される処理ガスは、基板Wのエッチング処理のために必要な活性種を生成するガスを含む。
1又は複数のRF信号がRF電源31から上部電極及び/又は下部電極に供給される。プラズマ処理空間10s内の雰囲気はガス排出口10eから排気され、プラズマ処理空間10sの内部は減圧されてもよい。こうして、プラズマ処理空間10sの基板支持部11上にプラズマが生成され、基板Wがエッチング処理される。
図6は、工程ST1を実行した後における静電チャック1111の断面構造の一例を示す図である。工程ST1においては、突起201と基板Wの裏面との間で摩擦摩耗が生じ得る他、エッチングの際の処理ガスによる腐食等により、セラミック部材1111aの表面状態が変化し得る。一例として、表面状態の変化は、突起201の厚さの減少(図6の領域R1参照)や、突起201の表面荒れ(図6の領域R2参照)を含む。突起201の厚さが減少する場合、静電チャック1111の基板Wに対する吸着力が過度に上昇し得る。上記吸着力が過度に上昇すると、基板Wの温度が下がる傾向にあり、残留吸着の影響で基材Wが静電チャック1111から剥がれにくくなる傾向にある。また、上記のような表面状態の変化は、静電チャック1111と基板Wとの間の接触熱抵抗の上昇に繋がり得る。さらに、基板Wの処理後、基板Wを静電チャック1111から取り外す際、基板Wの残留電荷に起因して静電チャック1111への放電が生じ得る。かかる放電により、セラミック部材1111aにダメージが生じ得る。本処理方法においては、後述する工程ST2以降を実行することによって上記した傾向を解消し得る。
(工程ST2:TMA含有膜を堆積)
工程ST2では、プラズマ処理チャンバ10内にトリメチルアルミニウム含有ガスを供給するようにガス供給部20を制御する。トリメチルアルミニウム含有ガスは、有機アルミニウム含有ガスの一例である。一実施形態において、有機アルミニウム含有ガスは、トリエチルアルミニウムやトリイソブチルアルミニウム等のアルキルアルミニウムであってよい。これにより、静電チャック1111上にトリメチルアルミニウム含有膜201aを堆積させる。例えば、プラズマ処理チャンバ10内において、ガス供給部20を用いて供給されたトリメチルアルミニウム含有ガスを静電チャック1111に接触させて、静電チャック1111上にトリメチルアルミニウム含有膜201aを堆積させる。図7は、工程ST2を実行した後における静電チャック1111の断面構造の一例を示す図である。図7の例では、図6において厚さの減少が見られた突起201上に、トリメチルアルミニウム含有膜201aが堆積されている。この突起201とトリメチルアルミニウム含有膜201aとを合わせた厚さは、工程ST1を実行する前の突起201の厚さと同等となり得る。また、図7の例では、図6において表面荒れが見られた突起201にも、トリメチルアルミニウム含有膜201aが堆積されている。かかるトリメチルアルミニウム含有膜201aにより、突起201における表面の凹凸が低減され得る。また、図7の例では、上面200上にも、トリメチルアルミニウム含有膜201aが堆積されている。例えば、上面200が工程ST1における処理ガスで腐食されていた場合や、基板Wの残留電荷に起因した放電ダメージが生じていた場合であっても、トリメチルアルミニウム含有膜201aが保護膜として機能し得るため、静電チャック1111の耐用時間を延ばし得る。また、例えば、工程ST1においてエッチングに供された後の静電チャック1111においては、微小絶縁破壊や耐電圧不良が生じ得るため、そのようなダメージ箇所をトリメチルアルミニウム含有膜201aで保護することにより、耐電圧性が向上し得る。なお、工程ST1を実行した後の静電チャック1111の表面においては、物理的なダメージ(破砕)や腐食ガスによるダメージ(浸食)等に起因して、粒子界面から粒子の脱落(脱粒)が生じ、それ発塵源(パーティクル)となり得る。一方、本処理方法で用いるトリメチルアルミニウム含有ガスは、静電チャック1111の表面において脱粒が生じやすいダメージ部分にも堆積し得るため、トリメチルアルミニウム含有膜201aは、粒子界面を保護し、脱落しそうな粒子を静電チャック1111とトリメチルアルミニウム含有膜201aとの界面で固定することにより、パーティクルの抑制にも寄与し得る。
工程ST2では、プラズマ処理チャンバ10内にトリメチルアルミニウム含有ガスを供給するようにガス供給部20を制御する。トリメチルアルミニウム含有ガスは、有機アルミニウム含有ガスの一例である。一実施形態において、有機アルミニウム含有ガスは、トリエチルアルミニウムやトリイソブチルアルミニウム等のアルキルアルミニウムであってよい。これにより、静電チャック1111上にトリメチルアルミニウム含有膜201aを堆積させる。例えば、プラズマ処理チャンバ10内において、ガス供給部20を用いて供給されたトリメチルアルミニウム含有ガスを静電チャック1111に接触させて、静電チャック1111上にトリメチルアルミニウム含有膜201aを堆積させる。図7は、工程ST2を実行した後における静電チャック1111の断面構造の一例を示す図である。図7の例では、図6において厚さの減少が見られた突起201上に、トリメチルアルミニウム含有膜201aが堆積されている。この突起201とトリメチルアルミニウム含有膜201aとを合わせた厚さは、工程ST1を実行する前の突起201の厚さと同等となり得る。また、図7の例では、図6において表面荒れが見られた突起201にも、トリメチルアルミニウム含有膜201aが堆積されている。かかるトリメチルアルミニウム含有膜201aにより、突起201における表面の凹凸が低減され得る。また、図7の例では、上面200上にも、トリメチルアルミニウム含有膜201aが堆積されている。例えば、上面200が工程ST1における処理ガスで腐食されていた場合や、基板Wの残留電荷に起因した放電ダメージが生じていた場合であっても、トリメチルアルミニウム含有膜201aが保護膜として機能し得るため、静電チャック1111の耐用時間を延ばし得る。また、例えば、工程ST1においてエッチングに供された後の静電チャック1111においては、微小絶縁破壊や耐電圧不良が生じ得るため、そのようなダメージ箇所をトリメチルアルミニウム含有膜201aで保護することにより、耐電圧性が向上し得る。なお、工程ST1を実行した後の静電チャック1111の表面においては、物理的なダメージ(破砕)や腐食ガスによるダメージ(浸食)等に起因して、粒子界面から粒子の脱落(脱粒)が生じ、それ発塵源(パーティクル)となり得る。一方、本処理方法で用いるトリメチルアルミニウム含有ガスは、静電チャック1111の表面において脱粒が生じやすいダメージ部分にも堆積し得るため、トリメチルアルミニウム含有膜201aは、粒子界面を保護し、脱落しそうな粒子を静電チャック1111とトリメチルアルミニウム含有膜201aとの界面で固定することにより、パーティクルの抑制にも寄与し得る。
一実施形態において、工程ST2では、静電チャック1111の温度が0℃以下(以下「低温領域」ともいう。)に維持されてよい。一実施形態において、工程ST2では、静電チャック1111の温度が100℃から200℃の範囲内(以下「高温領域」ともいう。)に維持されてよい。一実施形態において、工程ST2では、静電チャック1111の温度が低温領域及び高温領域のいずれにも該当しない範囲に維持されてよく、例えば0℃超100℃未満の範囲内に維持されてよい。かかる温度制御においては、前述した温調モジュールを用いてよい。例えば、低温領域を実現する場合、制御部2は、工程ST2において、冷媒流路1110aを流れる冷媒を0℃以下に維持するようにチラーユニットを制御するように構成される。工程ST2が、低温領域で実行される場合、静電チャック1111へのトリメチルアルミニウム含有膜201aの堆積量が増加する傾向にある。そのため、図6の例において、厚さの減少が見られた突起201(図6の領域R1参照)に対しては、低温領域で工程ST2が実行されることで効率よく突起201の厚さを増加させ得る。このように、低温領域で工程ST2及び工程ST3を実行する場合、工程ST2から工程ST3を1サイクルとする処理の回数(後述する工程ST4参照)を低減し得る。一方、工程ST2が、高温領域で実行される場合、静電チャック1111へのトリメチルアルミニウム含有膜201aの堆積量が減少する傾向にある。そのため、図6の例において、表面荒れが見られた突起201(図6の領域R2参照)に対しては、高温領域で工程ST2が実行されることで厚さを過度に増加させることなく突起201表面の凹凸を低減させ得る。
一実施形態において、トリメチルアルミニウム含有ガスは、不活性ガスをキャリアガスとして含んでよい。一例として、不活性ガスは、He、Ar、Ne、Kr、Xe等の貴ガスや窒素ガスであってよい。
(工程ST3:アルミナ含有膜を形成)
工程ST3では、プラズマ処理チャンバ10内においてO2プラズマを生成するようにガス供給部20及びプラズマ生成部12を制御する。これにより、静電チャック1111上にアルミナ含有膜201bを形成する。例えば、プラズマ処理チャンバ10内において、ガス供給部20及びプラズマ生成部12を用いて生成されたO2プラズマをトリメチルアルミニウム含有膜201aに接触させて、静電チャック1111上にアルミナ含有膜201bが形成される。一実施形態において、ガス供給部20は、プラズマ処理チャンバ10内にO2含有ガスを供給してよい。O2含有ガスは、例えば、ガス供給部20から中央ガス注入部13のガス導入口13cを介してプラズマ処理チャンバ10内に供給されてよい。一実施形態において、プラズマ生成部12は、ガス供給部20を用いてプラズマ処理チャンバ10内に供給されたO2含有ガスからプラズマを生成させてよい。一実施形態において、アンテナ14にソースRF信号が供給され、これにより、アンテナ14と静電チャック1111との間で高周波電界が生成され、プラズマ処理空間10s内のO2含有ガスからプラズマが生成される。一実施形態において、静電チャック1111にバイアス信号が供給されてよい。一実施形態において、静電チャック1111にバイアス信号が供給されなくてもよい。バイアス信号は、RF電源31から供給されるバイアスRF信号又は、DC電源32から供給されるバイアスDC信号であってよい。この場合、プラズマと静電チャック1111との間にバイアス電位が発生する。プラズマ中のイオン、ラジカル等の活性種は、静電チャック1111に引きよせられ、当該活性種によって、トリメチルアルミニウム含有膜201aからアルミナ含有膜201bが形成される。一実施形態において、バイアス信号は、300W以上1500W以下の電力を有してよく、300W以上900W以下の電力を有してよい。一実施形態において、プラズマ生成部12は、ガス供給部20を用いてプラズマ処理チャンバ10外に供給されたO2含有ガスからプラズマを生成させてよい。この場合、図示しないプラズマ供給手段によりプラズマ処理チャンバ10内にO2プラズマを供給する、いわゆるリモートプラズマ方式であってもよい。
工程ST3では、プラズマ処理チャンバ10内においてO2プラズマを生成するようにガス供給部20及びプラズマ生成部12を制御する。これにより、静電チャック1111上にアルミナ含有膜201bを形成する。例えば、プラズマ処理チャンバ10内において、ガス供給部20及びプラズマ生成部12を用いて生成されたO2プラズマをトリメチルアルミニウム含有膜201aに接触させて、静電チャック1111上にアルミナ含有膜201bが形成される。一実施形態において、ガス供給部20は、プラズマ処理チャンバ10内にO2含有ガスを供給してよい。O2含有ガスは、例えば、ガス供給部20から中央ガス注入部13のガス導入口13cを介してプラズマ処理チャンバ10内に供給されてよい。一実施形態において、プラズマ生成部12は、ガス供給部20を用いてプラズマ処理チャンバ10内に供給されたO2含有ガスからプラズマを生成させてよい。一実施形態において、アンテナ14にソースRF信号が供給され、これにより、アンテナ14と静電チャック1111との間で高周波電界が生成され、プラズマ処理空間10s内のO2含有ガスからプラズマが生成される。一実施形態において、静電チャック1111にバイアス信号が供給されてよい。一実施形態において、静電チャック1111にバイアス信号が供給されなくてもよい。バイアス信号は、RF電源31から供給されるバイアスRF信号又は、DC電源32から供給されるバイアスDC信号であってよい。この場合、プラズマと静電チャック1111との間にバイアス電位が発生する。プラズマ中のイオン、ラジカル等の活性種は、静電チャック1111に引きよせられ、当該活性種によって、トリメチルアルミニウム含有膜201aからアルミナ含有膜201bが形成される。一実施形態において、バイアス信号は、300W以上1500W以下の電力を有してよく、300W以上900W以下の電力を有してよい。一実施形態において、プラズマ生成部12は、ガス供給部20を用いてプラズマ処理チャンバ10外に供給されたO2含有ガスからプラズマを生成させてよい。この場合、図示しないプラズマ供給手段によりプラズマ処理チャンバ10内にO2プラズマを供給する、いわゆるリモートプラズマ方式であってもよい。
図8は、工程ST3を実行した後における静電チャック1111の断面構造の一例を示す図である。図8の例では、図7において突起201上に堆積されたトリメチルアルミニウム含有膜201aがいずれもアルミナ含有膜201bに変化している。すなわち、O2プラズマにより、トリメチルアルミニウム含有膜201aにおけるメチル基が脱離してアルミニウムが酸化されることで、アルミナ含有膜201bが形成され得る。静電チャック1111もセラミック部材1111aにおいてアルミナを含むことから、アルミナ含有膜201bとセラミック部材1111aとの親和性が高く、これらは一体化しやすい。このように、アルミナ含有膜201bは静電チャック1111から脱離し難く、工程ST3を実行した後の静電チャック1111をそのまま基板処理に使用することができることから、スループットの改善に寄与し得る。なお、セラミック部材1111aを構成するアルミナが結晶質である場合、その上に堆積されたトリメチルアルミニウム含有膜201aから形成されたアルミナ含有膜201bも結晶質となる傾向にある。また、セラミック部材1111aを構成するアルミナが非晶質である場合、その上に堆積されたトリメチルアルミニウム含有膜201aから形成されたアルミナ含有膜201bも非晶質となる傾向にある。例えば、工程ST1においてプラズマに晒された後の静電チャック1111においては、表層のアルミナが非晶質化する傾向にある。かかる静電チャック1111に対して工程ST2及び工程ST3を実行し、形成されるアルミナ含有膜201bは、アモルファス状態のアルミナとして成長する傾向にある。この場合、静電チャック1111の表面と基板Wとの接触の際、より小さい力で組成流動変形が生じる傾向にあり、結果として接触熱抵抗を低減し得る。なお、静電チャック1111の表面と基板Wとの間での摩擦摩耗が大きくなると、非晶質のアルミナ含有膜201bは、面方向外周側に押し出され、アルミナ含有膜201bの下に配置された結晶性アルミナが露出する場合がある。ここで工程ST2及び工程ST3を実行すれば、下地の結晶状態に基づいてアルミナが成長する、すなわち結晶質のアルミナ含有膜201bが成長するため、過度な摩擦摩耗を抑制し得る。
(工程ST4:判断工程)
工程ST4では、本処理方法を終了するための所与の条件が満たされているか否かが判定される。本処理方法において、工程ST2及び工程ST3は繰り返されてよく、所与の条件は、工程ST2から工程ST3を1サイクルとする処理が、予め設定された回数行われたことであり得る。当該回数は、1回、5回未満、5回以上、10回以上であってよい。工程ST4では、所与の条件が満たされていないと判断された場合には、工程ST2に戻り、所与の条件が満たされていると判断された場合には、本処理方法が終了する。例えば、所与の条件は、工程ST3の終了時における、アルミナ含有膜201bの厚さに関する条件でもよい。すなわち、工程ST3の終了時に、アルミナ含有膜201bの厚さが所与の値や範囲に達したか否かを判断し、当該所与の値や範囲に達するまで工程ST2から工程ST3のサイクルを繰り返してよい。アルミナ含有膜201bの厚さは、光学的な測定装置で測定されてよい。また、所与の条件は、例えば、工程ST及び工程ST3に係る処理時間であってよい。本処理方法の終了時における操作は、ソースRF信号、バイアスRF信号、バイアスDC信号、トリメチルアルミニウム含有ガス、O2含有ガスの供給の停止であってよい。
工程ST4では、本処理方法を終了するための所与の条件が満たされているか否かが判定される。本処理方法において、工程ST2及び工程ST3は繰り返されてよく、所与の条件は、工程ST2から工程ST3を1サイクルとする処理が、予め設定された回数行われたことであり得る。当該回数は、1回、5回未満、5回以上、10回以上であってよい。工程ST4では、所与の条件が満たされていないと判断された場合には、工程ST2に戻り、所与の条件が満たされていると判断された場合には、本処理方法が終了する。例えば、所与の条件は、工程ST3の終了時における、アルミナ含有膜201bの厚さに関する条件でもよい。すなわち、工程ST3の終了時に、アルミナ含有膜201bの厚さが所与の値や範囲に達したか否かを判断し、当該所与の値や範囲に達するまで工程ST2から工程ST3のサイクルを繰り返してよい。アルミナ含有膜201bの厚さは、光学的な測定装置で測定されてよい。また、所与の条件は、例えば、工程ST及び工程ST3に係る処理時間であってよい。本処理方法の終了時における操作は、ソースRF信号、バイアスRF信号、バイアスDC信号、トリメチルアルミニウム含有ガス、O2含有ガスの供給の停止であってよい。
<マスク部材を用いる例>
本処理方法においては、静電チャック1111上にマスク部材を配置した状態で、工程ST2及び工程ST3を実行し得る。一実施形態において、マスク部材は、金属材料、無機材料、有機材料から適宜選択し得る。一実施形態において、マスク部材は、静電チャック1111の少なくとも一部に対してトリメチルアルミニウム含有ガスやO2プラズマが接触しないように構成されている。工程ST1において、静電チャック1111の表面と基板Wとが接触する際、これらの間の線膨張差に応じて摩擦摩耗が引き起こされ得る。一実施形態において、工程ST1の終了時、静電チャック1111における複数の突起201の表面荒れが顕著になり得る。一実施形態において、工程ST1の終了時、静電チャック1111におけるシールバンド202の厚さの減少が顕著になり得る。一例として、マスク部材を用いて工程ST2及び工程ST3を実行する場合、静電チャック1111の表面において生じ得る表面荒れが生じた部分や厚さが減少した部分に選択的にトリメチルアルミニウム含有膜201aを堆積及びアルミナ含有膜201bを形成し得る。このように、工程ST1の終了時、静電チャック1111における表面状態の変化が顕著となっている部分に対して選択的にアルミナ含有膜201bによって保護し得る。
本処理方法においては、静電チャック1111上にマスク部材を配置した状態で、工程ST2及び工程ST3を実行し得る。一実施形態において、マスク部材は、金属材料、無機材料、有機材料から適宜選択し得る。一実施形態において、マスク部材は、静電チャック1111の少なくとも一部に対してトリメチルアルミニウム含有ガスやO2プラズマが接触しないように構成されている。工程ST1において、静電チャック1111の表面と基板Wとが接触する際、これらの間の線膨張差に応じて摩擦摩耗が引き起こされ得る。一実施形態において、工程ST1の終了時、静電チャック1111における複数の突起201の表面荒れが顕著になり得る。一実施形態において、工程ST1の終了時、静電チャック1111におけるシールバンド202の厚さの減少が顕著になり得る。一例として、マスク部材を用いて工程ST2及び工程ST3を実行する場合、静電チャック1111の表面において生じ得る表面荒れが生じた部分や厚さが減少した部分に選択的にトリメチルアルミニウム含有膜201aを堆積及びアルミナ含有膜201bを形成し得る。このように、工程ST1の終了時、静電チャック1111における表面状態の変化が顕著となっている部分に対して選択的にアルミナ含有膜201bによって保護し得る。
(変形例1)
図9は、本処理方法を実行する際に用い得るマスク部材MKの一例を示す平面図である。図10は、図9のマスク部材MKを用いて本処理方法を実行する場合の一例を示す図である。工程ST2及び工程ST3の前に、マスク部材MKは、基板処理システム1により、プラズマ処理チャンバ10内に搬送され、静電チャック1111上に置かれる。従って、制御部2は、マスク部材MKをプラズマ処理チャンバ10内に搬送して静電チャック1111上に置くように基板処理システム1を制御する。一実施形態において、マスク部材MKは、ロードポート上の保管容器内に保管され、大気搬送モジュール、ロードロックモジュール及び真空搬送モジュールを介して保管容器からプラズマ処理チャンバ10内に搬送される。一実施形態において、マスク部材MKは、大気搬送モジュールに取り付けられた第1のストッカ内に保管され、大気搬送モジュール、ロードロックモジュール及び真空搬送モジュールを介して第1のストッカからプラズマ処理チャンバ10内に搬送される。この場合、第1のストッカは、大気雰囲気に維持される。一実施形態において、マスク部材MKは、真空搬送モジュールに取り付けられた第2のストッカ内に保管され、真空搬送モジュールを介して第2のストッカからプラズマ処理チャンバ10内に搬送される。この場合、第2のストッカは真空雰囲気に維持される。図9及び図10の例において、マスク部材MKには、複数の開口OPが形成されており、開口OPを介して工程ST2及び工程ST3を実行し得る。静電チャック1111は、マスク部材MKにより覆われる1又は複数の遮蔽部分(マスク部材MKにおける開口OP以外の部分に対応)と、マスク部材MKに覆われない1又は複数の露出部分(マスク部材MKにおける開口OPに対応)とを有する。図9及び図10の例において、複数の開口OPは、静電チャック1111における複数の突起201のうち、中央3つの突起201の位置に対応するように形成されている。この状態で工程ST2を実行する場合、上面200、シールバンド202及び環状領域111bに対し、中央3つの突起201に選択的にメチルアルミニウム含有膜201aが堆積され得る。更にこの状態で工程ST3を実行する場合、上面200、シールバンド202及び環状領域111bに対し、中央3つの突起201に選択的にアルミナ含有膜201bが形成され得る。このように工程ST2及び工程ST3を実行する場合、上面200、シールバンド202及び環状領域111bの表面状態への影響を抑えつつ、中央3つの突起201を選択的にアルミナ含有膜201bによって保護し得る。なお、図10においては、説明の便宜上、静電チャック1111から離してマスク部材MKを図示している。一方、本変形例においては、マスク部材MKを静電チャック1111に接触させた状態で工程ST2及び工程ST3を実行し得る。
図9は、本処理方法を実行する際に用い得るマスク部材MKの一例を示す平面図である。図10は、図9のマスク部材MKを用いて本処理方法を実行する場合の一例を示す図である。工程ST2及び工程ST3の前に、マスク部材MKは、基板処理システム1により、プラズマ処理チャンバ10内に搬送され、静電チャック1111上に置かれる。従って、制御部2は、マスク部材MKをプラズマ処理チャンバ10内に搬送して静電チャック1111上に置くように基板処理システム1を制御する。一実施形態において、マスク部材MKは、ロードポート上の保管容器内に保管され、大気搬送モジュール、ロードロックモジュール及び真空搬送モジュールを介して保管容器からプラズマ処理チャンバ10内に搬送される。一実施形態において、マスク部材MKは、大気搬送モジュールに取り付けられた第1のストッカ内に保管され、大気搬送モジュール、ロードロックモジュール及び真空搬送モジュールを介して第1のストッカからプラズマ処理チャンバ10内に搬送される。この場合、第1のストッカは、大気雰囲気に維持される。一実施形態において、マスク部材MKは、真空搬送モジュールに取り付けられた第2のストッカ内に保管され、真空搬送モジュールを介して第2のストッカからプラズマ処理チャンバ10内に搬送される。この場合、第2のストッカは真空雰囲気に維持される。図9及び図10の例において、マスク部材MKには、複数の開口OPが形成されており、開口OPを介して工程ST2及び工程ST3を実行し得る。静電チャック1111は、マスク部材MKにより覆われる1又は複数の遮蔽部分(マスク部材MKにおける開口OP以外の部分に対応)と、マスク部材MKに覆われない1又は複数の露出部分(マスク部材MKにおける開口OPに対応)とを有する。図9及び図10の例において、複数の開口OPは、静電チャック1111における複数の突起201のうち、中央3つの突起201の位置に対応するように形成されている。この状態で工程ST2を実行する場合、上面200、シールバンド202及び環状領域111bに対し、中央3つの突起201に選択的にメチルアルミニウム含有膜201aが堆積され得る。更にこの状態で工程ST3を実行する場合、上面200、シールバンド202及び環状領域111bに対し、中央3つの突起201に選択的にアルミナ含有膜201bが形成され得る。このように工程ST2及び工程ST3を実行する場合、上面200、シールバンド202及び環状領域111bの表面状態への影響を抑えつつ、中央3つの突起201を選択的にアルミナ含有膜201bによって保護し得る。なお、図10においては、説明の便宜上、静電チャック1111から離してマスク部材MKを図示している。一方、本変形例においては、マスク部材MKを静電チャック1111に接触させた状態で工程ST2及び工程ST3を実行し得る。
(変形例2)
図11は、本処理方法を実行する際にマスク部材MKを用いる場合の別の例を示す平面図である。図12は、図11のマスク部材MKを用いて本処理方法を実行する場合の一例を示す図である。図11及び図12の例において、マスク部材MKには、開口OPが一つ形成されており、開口OPを介して工程ST2及び工程ST3を実行し得る。図12に示すように、静電チャック1111は、その面方向において、中央部A1と、中央部A1を囲う中間部A2と、中間部A2を囲う外周部A3と、を備えていてよい。中央部A1は、上面200及び複数の突起201に対応し得る。中間部A2は、シールバンド202に対応し得る。外周部A3は、環状領域111bに対応し得る。図11及び図12の例において、開口OPは、静電チャック1111における上面200及び複数の突起201の位置に対応するように形成されている。この状態で工程ST2を実行する場合、シールバンド202及び環状領域111bに対し、上面200及び複数の突起201に選択的にメチルアルミニウム含有膜201aが堆積され得る。更にこの状態で工程ST3を実行する場合、シールバンド202及び環状領域111bに対し、上面200及び複数の突起201に選択的にアルミナ含有膜201bが形成され得る。このように工程ST2及び工程ST3を実行する場合、上面200、シールバンド202及び環状領域111bの表面状態への影響を抑えつつ、上面200及び複数の突起201を選択的にアルミナ含有膜201bによって保護し得る。なお、図11においては、説明の便宜上、静電チャック1111から離してマスク部材MKを図示している。一方、本変形例においては、マスク部材MKを静電チャック1111に接触させた状態で工程ST2及び工程ST3を実行し得る。
図11は、本処理方法を実行する際にマスク部材MKを用いる場合の別の例を示す平面図である。図12は、図11のマスク部材MKを用いて本処理方法を実行する場合の一例を示す図である。図11及び図12の例において、マスク部材MKには、開口OPが一つ形成されており、開口OPを介して工程ST2及び工程ST3を実行し得る。図12に示すように、静電チャック1111は、その面方向において、中央部A1と、中央部A1を囲う中間部A2と、中間部A2を囲う外周部A3と、を備えていてよい。中央部A1は、上面200及び複数の突起201に対応し得る。中間部A2は、シールバンド202に対応し得る。外周部A3は、環状領域111bに対応し得る。図11及び図12の例において、開口OPは、静電チャック1111における上面200及び複数の突起201の位置に対応するように形成されている。この状態で工程ST2を実行する場合、シールバンド202及び環状領域111bに対し、上面200及び複数の突起201に選択的にメチルアルミニウム含有膜201aが堆積され得る。更にこの状態で工程ST3を実行する場合、シールバンド202及び環状領域111bに対し、上面200及び複数の突起201に選択的にアルミナ含有膜201bが形成され得る。このように工程ST2及び工程ST3を実行する場合、上面200、シールバンド202及び環状領域111bの表面状態への影響を抑えつつ、上面200及び複数の突起201を選択的にアルミナ含有膜201bによって保護し得る。なお、図11においては、説明の便宜上、静電チャック1111から離してマスク部材MKを図示している。一方、本変形例においては、マスク部材MKを静電チャック1111に接触させた状態で工程ST2及び工程ST3を実行し得る。
(変形例3)
図13は、本処理方法を実行する際にマスク部材MKを用いる場合の更に別の例を示す平面図である。図14は、図13のマスク部材MKを用いて本処理方法を実行する場合の一例を示す図である。図13及び図14の例において、マスク部材MKは、円盤状に形成されており、マスク部材MKを介して工程ST2及び工程ST3を実行し得る。図11及び図12の例において、マスク部材MKは、静電チャック1111における上面200及び複数の突起201の位置に対応するように形成されている。この状態で工程ST2を実行する場合、上面200及び複数の突起201に対し、シールバンド202及び環状領域111bに選択的にメチルアルミニウム含有膜201aが堆積され得る。更にこの状態で工程ST3を実行する場合、上面200及び複数の突起201に対し、シールバンド202及び環状領域111bに選択的にアルミナ含有膜201bが形成され得る。工程ST1においては、基板Wと静電チャック1111との間に、ヘリウムガス等の伝熱ガスが流通される場合がある。ここで、シールバンド202の厚さが減少していると、シールバンド202から伝熱ガスがリークする傾向にある。上記のように、シールバンド202及び環状領域111bを選択的にアルミナ含有膜201bで保護することにより、伝熱ガスのリークが抑制され得る。なお、図14においては、説明の便宜上、静電チャック1111から離してマスク部材MKを図示している。一方、本変形例においては、マスク部材MKを静電チャック1111に接触させた状態で工程ST2及び工程ST3を実行し得る。
図13は、本処理方法を実行する際にマスク部材MKを用いる場合の更に別の例を示す平面図である。図14は、図13のマスク部材MKを用いて本処理方法を実行する場合の一例を示す図である。図13及び図14の例において、マスク部材MKは、円盤状に形成されており、マスク部材MKを介して工程ST2及び工程ST3を実行し得る。図11及び図12の例において、マスク部材MKは、静電チャック1111における上面200及び複数の突起201の位置に対応するように形成されている。この状態で工程ST2を実行する場合、上面200及び複数の突起201に対し、シールバンド202及び環状領域111bに選択的にメチルアルミニウム含有膜201aが堆積され得る。更にこの状態で工程ST3を実行する場合、上面200及び複数の突起201に対し、シールバンド202及び環状領域111bに選択的にアルミナ含有膜201bが形成され得る。工程ST1においては、基板Wと静電チャック1111との間に、ヘリウムガス等の伝熱ガスが流通される場合がある。ここで、シールバンド202の厚さが減少していると、シールバンド202から伝熱ガスがリークする傾向にある。上記のように、シールバンド202及び環状領域111bを選択的にアルミナ含有膜201bで保護することにより、伝熱ガスのリークが抑制され得る。なお、図14においては、説明の便宜上、静電チャック1111から離してマスク部材MKを図示している。一方、本変形例においては、マスク部材MKを静電チャック1111に接触させた状態で工程ST2及び工程ST3を実行し得る。
(変形例4)
図15は、本処理方法の変形例を示すフローチャートである。図15に示すように、本変形例の処理方法は、基板を処理する工程ST1と、TMA含有膜を堆積する工程ST2と、TMA含有膜を一部除去する工程ST2Aと、アルミナ含有膜を形成する工程ST3と、判断工程ST4とを含む。本変形例の処理方法における工程ST1、工程ST2、工程ST3及び工程ST4は、それぞれ、前述した本処理方法に関して説明した工程ST1、工程ST2、工程ST3及び工程ST4と同様に実行することができる。工程ST2Aは、工程ST2と工程ST3との間において実行することができる。一実施形態において、静電チャック1111は、第1のヒータを含む第1のゾーンと、第2のヒータを含む第2のゾーンとを有してよい。一実施形態において、第1のヒータの設定温度は、第2のヒータの設定温度よりも高い。一実施形態において、工程ST2Aにおいては、静電チャック1111の第1のゾーンを加熱するように第1のヒータを制御して、静電チャック1111の第1のゾーンに堆積されたメチルアルミニウム含有膜201aの少なくとも一部を除去してよい。この場合、後続する工程ST3において、静電チャック1111の第2のゾーン上にアルミナ含有膜201bが選択的に形成され得る。このように、工程ST2と工程ST3との間において工程ST2Aを実行する場合、マスク部材を要することなく領域選択的にアルミナ含有膜201bを形成し得る。
図15は、本処理方法の変形例を示すフローチャートである。図15に示すように、本変形例の処理方法は、基板を処理する工程ST1と、TMA含有膜を堆積する工程ST2と、TMA含有膜を一部除去する工程ST2Aと、アルミナ含有膜を形成する工程ST3と、判断工程ST4とを含む。本変形例の処理方法における工程ST1、工程ST2、工程ST3及び工程ST4は、それぞれ、前述した本処理方法に関して説明した工程ST1、工程ST2、工程ST3及び工程ST4と同様に実行することができる。工程ST2Aは、工程ST2と工程ST3との間において実行することができる。一実施形態において、静電チャック1111は、第1のヒータを含む第1のゾーンと、第2のヒータを含む第2のゾーンとを有してよい。一実施形態において、第1のヒータの設定温度は、第2のヒータの設定温度よりも高い。一実施形態において、工程ST2Aにおいては、静電チャック1111の第1のゾーンを加熱するように第1のヒータを制御して、静電チャック1111の第1のゾーンに堆積されたメチルアルミニウム含有膜201aの少なくとも一部を除去してよい。この場合、後続する工程ST3において、静電チャック1111の第2のゾーン上にアルミナ含有膜201bが選択的に形成され得る。このように、工程ST2と工程ST3との間において工程ST2Aを実行する場合、マスク部材を要することなく領域選択的にアルミナ含有膜201bを形成し得る。
図16は、図15に示す処理方法を実行する際に用い得るヒータの配置例を説明するための平面図である。図16に示すように、静電チャック1111は、上面200の一部(面内中央部)を囲う境界B1と、上面200の外縁に沿う境界B2と、シールバンド202の外縁に沿う境界B3と、外周部111bの外縁に沿う境界B4とを有してよい。
一実施形態において、静電チャック1111は、境界B4及び境界B1をそれぞれ外周及び内周とするリング状の領域(以下「領域R1」ともいう。)において1又は複数のヒータを有してよい。すなわち、領域R1を第1のゾーンとし、領域R1を200℃以上に加熱することにより、領域R1に堆積されたトリメチルアルミニウム含有膜201aを領域選択的に除去し得る。この場合、後続する工程ST3においては、領域R1を除く領域(第2のゾーン)に堆積されたトリメチルアルミニウム含有膜201aからアルミナ含有膜201bが形成されるため、上面200の中央部を選択的に補修し得る。
一実施形態において、静電チャック1111は、境界B4及び境界B2をそれぞれ外周及び内周とするリング状の領域(以下「領域R2」ともいう。)において1又は複数のヒータを有してよい。すなわち、領域R2を第1のゾーンとし、領域R2を200℃以上に加熱することにより、領域R2に堆積されたトリメチルアルミニウム含有膜201aを領域選択的に除去し得る。この場合、後続する工程ST3においては、領域R2を除く領域(第2のゾーン)に堆積されたトリメチルアルミニウム含有膜201aからアルミナ含有膜201bが形成されるため、上面200を全体的に補修し得る。
一実施形態において、静電チャック1111は、境界B4及び境界B3をそれぞれ外周及び内周とするリング状の領域(以下「領域R3」ともいう。)並びに境界B2を外周とする円形状の領域(以下「領域R4」ともいう。)において1又は複数のヒータを有してよい。すなわち、領域R3及び領域R4を第1のゾーンとし、領域R3及び領域R4を200℃以上に加熱することにより、領域R3及び領域R4に堆積されたトリメチルアルミニウム含有膜201aを領域選択的に除去し得る。この場合、後続する工程ST3においては、領域R3及び領域R4を除く領域(第2のゾーン)に堆積されたトリメチルアルミニウム含有膜201aからアルミナ含有膜201bが形成されるため、シールバンド202を選択的に補修し得る。
以上の実施の形態では、静電チャック1111が、誘導結合型のプラズマ装置に用いられる例について説明したが、これに限定されるものではなく、容量結合型のプラズマ装置等の他の型のプラズマ装置に用いられてよい。また、静電チャック1111は、リモートプラズマによる処理を実行するための手段を備えたプラズマ装置に用いられてよい。さらに、静電チャック1111は、プラズマ処理装置に限られず、他の基板処理装置に用いられてよい。
本開示の実施形態は、以下の態様をさらに含む。
(付記1)
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックと、
ガス供給部と、
プラズマ生成部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
(a)前記プラズマ処理チャンバ内に有機アルミニウム含有ガスを供給するように前記ガス供給部を制御して、前記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、
(b)前記(a)の後、前記プラズマ処理チャンバ内においてO2プラズマを生成するように前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御して、前記O2プラズマの前記有機アルミニウム含有膜への接触により、前記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、
を実行するように構成される、
プラズマ処理装置。
プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックと、
ガス供給部と、
プラズマ生成部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
(a)前記プラズマ処理チャンバ内に有機アルミニウム含有ガスを供給するように前記ガス供給部を制御して、前記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、
(b)前記(a)の後、前記プラズマ処理チャンバ内においてO2プラズマを生成するように前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御して、前記O2プラズマの前記有機アルミニウム含有膜への接触により、前記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、
を実行するように構成される、
プラズマ処理装置。
(付記2)
前記制御部は、前記(a)及び前記(b)を繰り返すように構成される、付記1に記載のプラズマ処理装置。
前記制御部は、前記(a)及び前記(b)を繰り返すように構成される、付記1に記載のプラズマ処理装置。
(付記3)
前記静電チャックは、第1のヒータを含む第1のゾーンと、第2のヒータを含む第2のゾーンとを有し、
前記制御部は、前記(a)と前記(b)との間において、
(c)前記静電チャックの前記第1のゾーンを加熱するように前記第1のヒータを制御して、前記静電チャックの前記第1のゾーンに堆積された有機アルミニウム含有膜を除去する工程を実行するように構成され、
前記(b)において、前記静電チャックの前記第2のゾーン上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、付記1又は2に記載のプラズマ処理装置。
前記静電チャックは、第1のヒータを含む第1のゾーンと、第2のヒータを含む第2のゾーンとを有し、
前記制御部は、前記(a)と前記(b)との間において、
(c)前記静電チャックの前記第1のゾーンを加熱するように前記第1のヒータを制御して、前記静電チャックの前記第1のゾーンに堆積された有機アルミニウム含有膜を除去する工程を実行するように構成され、
前記(b)において、前記静電チャックの前記第2のゾーン上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、付記1又は2に記載のプラズマ処理装置。
(付記4)
前記制御部は、前記(c)において、前記静電チャックの前記第1のゾーンを200℃以上に加熱するように前記第1のヒータを制御するように構成される、付記3に記載のプラズマ処理装置。
前記制御部は、前記(c)において、前記静電チャックの前記第1のゾーンを200℃以上に加熱するように前記第1のヒータを制御するように構成される、付記3に記載のプラズマ処理装置。
(付記5)
前記制御部は、前記(a)の前に、前記静電チャック上にマスク部材を配置する工程であり、前記静電チャックは、前記マスク部材により覆われる1又は複数の遮蔽部分と、前記マスク部材に覆われない1又は複数の露出部分とを有する、工程を実行するように構成され、
前記(a)及び前記(b)は、前記静電チャック上に前記マスク部材が配置された状態で実行され、これにより、前記静電チャックの前記1又は複数の露出部分上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、付記1~4のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
前記制御部は、前記(a)の前に、前記静電チャック上にマスク部材を配置する工程であり、前記静電チャックは、前記マスク部材により覆われる1又は複数の遮蔽部分と、前記マスク部材に覆われない1又は複数の露出部分とを有する、工程を実行するように構成され、
前記(a)及び前記(b)は、前記静電チャック上に前記マスク部材が配置された状態で実行され、これにより、前記静電チャックの前記1又は複数の露出部分上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、付記1~4のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
(付記6)
前記静電チャックは、表面上に複数の突起を有し、
前記マスク部材は、前記複数の突起の各々の上面が前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、付記5に記載のプラズマ処理装置。
前記静電チャックは、表面上に複数の突起を有し、
前記マスク部材は、前記複数の突起の各々の上面が前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、付記5に記載のプラズマ処理装置。
(付記7)
前記静電チャックは、中央部と、前記中央部を囲う中間部と、前記中間部を囲う外周部と、を有し、
前記マスク部材は、前記中央部、前記中間部及び前記外周部の少なくともいずれかが前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、付記5に記載のプラズマ処理装置。
前記静電チャックは、中央部と、前記中央部を囲う中間部と、前記中間部を囲う外周部と、を有し、
前記マスク部材は、前記中央部、前記中間部及び前記外周部の少なくともいずれかが前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、付記5に記載のプラズマ処理装置。
(付記8)
冷媒流路を有する基台と、
前記冷媒流路に冷媒を供給するように構成されるチラーユニットと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記(a)において、前記冷媒を0℃以下に維持するように前記チラーユニットを制御するように構成される、付記1~7のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
冷媒流路を有する基台と、
前記冷媒流路に冷媒を供給するように構成されるチラーユニットと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記(a)において、前記冷媒を0℃以下に維持するように前記チラーユニットを制御するように構成される、付記1~7のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
(付記9)
(a)静電チャックを提供する工程と、
(b)前記静電チャックに有機アルミニウム含有ガスを供給して、前記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、
(c)前記(b)の後、O2プラズマを前記有機アルミニウム含有膜に接触させて、前記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、
を含む、静電チャックの製造方法。
(a)静電チャックを提供する工程と、
(b)前記静電チャックに有機アルミニウム含有ガスを供給して、前記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、
(c)前記(b)の後、O2プラズマを前記有機アルミニウム含有膜に接触させて、前記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、
を含む、静電チャックの製造方法。
(付記10)
前記(b)及び前記(c)を繰り返す、付記9に記載の静電チャックの製造方法。
前記(b)及び前記(c)を繰り返す、付記9に記載の静電チャックの製造方法。
(付記11)
(d)前記(b)と前記(c)との間において、前記静電チャックの第1のゾーンを加熱して、前記静電チャックの前記第1のゾーンに堆積された有機アルミニウム含有膜を除去する工程をさらに含み、
前記(b)において、前記静電チャックの第2のゾーン上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、付記9又は10に記載の静電チャックの製造方法。
(d)前記(b)と前記(c)との間において、前記静電チャックの第1のゾーンを加熱して、前記静電チャックの前記第1のゾーンに堆積された有機アルミニウム含有膜を除去する工程をさらに含み、
前記(b)において、前記静電チャックの第2のゾーン上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、付記9又は10に記載の静電チャックの製造方法。
(付記12)
前記(b)及び前記(c)は、前記静電チャック上にマスク部材が配置された状態で実行され、これにより、前記静電チャックの、前記マスク部材に覆われていない1又は複数の露出部分上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、付記9~11のいずれか1つに記載の静電チャックの製造方法。
前記(b)及び前記(c)は、前記静電チャック上にマスク部材が配置された状態で実行され、これにより、前記静電チャックの、前記マスク部材に覆われていない1又は複数の露出部分上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、付記9~11のいずれか1つに記載の静電チャックの製造方法。
(付記13)
前記静電チャックは、表面上に複数の突起を有し、
前記マスク部材は、前記複数の突起の各々の上面が前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、付記12に記載の静電チャックの製造方法。
前記静電チャックは、表面上に複数の突起を有し、
前記マスク部材は、前記複数の突起の各々の上面が前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、付記12に記載の静電チャックの製造方法。
(付記14)
前記静電チャックは、中央部と、前記中央部を囲う中間部と、前記中間部を囲う外周部と、を有し、
前記マスク部材は、前記中央部、前記中間部及び前記外周部からなる群より選択される少なくとも1つが前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、付記12に記載の静電チャックの製造方法。
前記静電チャックは、中央部と、前記中央部を囲う中間部と、前記中間部を囲う外周部と、を有し、
前記マスク部材は、前記中央部、前記中間部及び前記外周部からなる群より選択される少なくとも1つが前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、付記12に記載の静電チャックの製造方法。
(付記15)
(a)静電チャックを提供する工程と、
(b)前記静電チャックに有機アルミニウム含有ガスを供給して、前記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、
(c)前記(b)の後、O2プラズマを前記有機アルミニウム含有膜に接触させて、前記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、
を含む、静電チャックの再生方法。
(a)静電チャックを提供する工程と、
(b)前記静電チャックに有機アルミニウム含有ガスを供給して、前記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、
(c)前記(b)の後、O2プラズマを前記有機アルミニウム含有膜に接触させて、前記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、
を含む、静電チャックの再生方法。
(付記16)
前記(b)及び前記(c)を繰り返す、付記15に記載の静電チャックの再生方法。
前記(b)及び前記(c)を繰り返す、付記15に記載の静電チャックの再生方法。
(付記17)
(d)前記(b)と前記(c)との間において、前記静電チャックの第1のゾーンを加熱して、前記静電チャックの前記第1のゾーンに堆積された有機アルミニウム含有膜を除去する工程をさらに含み、
前記(b)において、前記静電チャックの第2のゾーン上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、付記15又は16に記載の静電チャックの再生方法。
(d)前記(b)と前記(c)との間において、前記静電チャックの第1のゾーンを加熱して、前記静電チャックの前記第1のゾーンに堆積された有機アルミニウム含有膜を除去する工程をさらに含み、
前記(b)において、前記静電チャックの第2のゾーン上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、付記15又は16に記載の静電チャックの再生方法。
(付記18)
前記(b)及び(c)は、前記静電チャック上にマスク部材が配置された状態で実行され、これにより、前記静電チャックの、前記マスク部材に覆われていない1又は複数の露出部分上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、付記15~17のいずれか1つに記載の静電チャックの再生方法。
前記(b)及び(c)は、前記静電チャック上にマスク部材が配置された状態で実行され、これにより、前記静電チャックの、前記マスク部材に覆われていない1又は複数の露出部分上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、付記15~17のいずれか1つに記載の静電チャックの再生方法。
(付記19)
前記静電チャックは、表面上に複数の突起を有し、
前記マスク部材は、前記複数の突起の各々の上面が前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、付記18に記載の静電チャックの再生方法。
前記静電チャックは、表面上に複数の突起を有し、
前記マスク部材は、前記複数の突起の各々の上面が前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、付記18に記載の静電チャックの再生方法。
(付記20)
前記静電チャックは、中央部と、前記中央部を囲う中間部と、前記中間部を囲う外周部と、を有し、
前記マスク部材は、前記中央部、前記中間部及び前記外周部からなる群より選択される少なくとも1つが前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、付記18に記載の静電チャックの再生方法。
前記静電チャックは、中央部と、前記中央部を囲う中間部と、前記中間部を囲う外周部と、を有し、
前記マスク部材は、前記中央部、前記中間部及び前記外周部からなる群より選択される少なくとも1つが前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、付記18に記載の静電チャックの再生方法。
以上の各実施形態は、説明の目的で記載されており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。以上の各実施形態は、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく種々の変形をなし得る。例えば、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態に追加することができる。また、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態の対応する構成要素と置換することができる。
1……プラズマ処理装置、10……プラズマ処理チャンバ、12……プラズマ生成部、20……ガス供給部、1111……静電チャック、1111a……セラミック部材、1111b……静電電極、200……上面、201……突起、201a……TMA含有膜、201b……アルミナ含有膜、202……シールバンド、111b……外周部、MK…マスク部材、OP…開口、W…基板
Claims (20)
- プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される静電チャックと、
ガス供給部と、
プラズマ生成部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
(a)前記プラズマ処理チャンバ内に有機アルミニウム含有ガスを供給するように前記ガス供給部を制御して、前記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、
(b)前記(a)の後、前記プラズマ処理チャンバ内においてO2プラズマを生成するように前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御して、前記O2プラズマの前記有機アルミニウム含有膜への接触により、前記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、
を実行するように構成される、
プラズマ処理装置。 - 前記制御部は、前記(a)及び前記(b)を繰り返すように構成される、請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記静電チャックは、第1のヒータを含む第1のゾーンと、第2のヒータを含む第2のゾーンとを有し、
前記制御部は、前記(a)と前記(b)との間において、
(c)前記静電チャックの前記第1のゾーンを加熱するように前記第1のヒータを制御して、前記静電チャックの前記第1のゾーンに堆積された有機アルミニウム含有膜を除去する工程を実行するように構成され、
前記(b)において、前記静電チャックの前記第2のゾーン上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 前記制御部は、前記(c)において、前記静電チャックの前記第1のゾーンを200℃以上に加熱するように前記第1のヒータを制御するように構成される、請求項3に記載のプラズマ処理装置。
- 前記制御部は、前記(a)の前に、前記静電チャック上にマスク部材を配置する工程であり、前記静電チャックは、前記マスク部材により覆われる1又は複数の遮蔽部分と、前記マスク部材に覆われない1又は複数の露出部分とを有する、工程を実行するように構成され、
前記(a)及び前記(b)は、前記静電チャック上に前記マスク部材が配置された状態で実行され、これにより、前記静電チャックの前記1又は複数の露出部分上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 前記静電チャックは、表面上に複数の突起を有し、
前記マスク部材は、前記複数の突起の各々の上面が前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、請求項5に記載のプラズマ処理装置。 - 前記静電チャックは、中央部と、前記中央部を囲う中間部と、前記中間部を囲う外周部と、を有し、
前記マスク部材は、前記中央部、前記中間部及び前記外周部の少なくともいずれかが前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、請求項5に記載のプラズマ処理装置。 - 冷媒流路を有する基台と、
前記冷媒流路に冷媒を供給するように構成されるチラーユニットと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記(a)において、前記冷媒を0℃以下に維持するように前記チラーユニットを制御するように構成される、請求項1~7のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。 - (a)静電チャックを提供する工程と、
(b)前記静電チャックに有機アルミニウム含有ガスを供給して、前記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、
(c)前記(b)の後、O2プラズマを前記有機アルミニウム含有膜に接触させて、前記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、
を含む、静電チャックの製造方法。 - 前記(b)及び前記(c)を繰り返す、請求項9に記載の静電チャックの製造方法。
- (d)前記(b)と前記(c)との間において、前記静電チャックの第1のゾーンを加熱して、前記静電チャックの前記第1のゾーンに堆積された有機アルミニウム含有膜を除去する工程をさらに含み、
前記(b)において、前記静電チャックの第2のゾーン上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、請求項9に記載の静電チャックの製造方法。 - 前記(b)及び前記(c)は、前記静電チャック上にマスク部材が配置された状態で実行され、これにより、前記静電チャックの、前記マスク部材に覆われていない1又は複数の露出部分上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、請求項9に記載の静電チャックの製造方法。
- 前記静電チャックは、表面上に複数の突起を有し、
前記マスク部材は、前記複数の突起の各々の上面が前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、請求項12に記載の静電チャックの製造方法。 - 前記静電チャックは、中央部と、前記中央部を囲う中間部と、前記中間部を囲う外周部と、を有し、
前記マスク部材は、前記中央部、前記中間部及び前記外周部からなる群より選択される少なくとも1つが前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、請求項12に記載の静電チャックの製造方法。 - (a)静電チャックを提供する工程と、
(b)前記静電チャックに有機アルミニウム含有ガスを供給して、前記静電チャック上に有機アルミニウム含有膜を堆積させる工程と、
(c)前記(b)の後、O2プラズマを前記有機アルミニウム含有膜に接触させて、前記静電チャック上にアルミナ含有膜を形成する工程と、
を含む、静電チャックの再生方法。 - 前記(b)及び前記(c)を繰り返す、請求項15に記載の静電チャックの再生方法。
- (d)前記(b)と前記(c)との間において、前記静電チャックの第1のゾーンを加熱して、前記静電チャックの前記第1のゾーンに堆積された有機アルミニウム含有膜を除去する工程をさらに含み、
前記(b)において、前記静電チャックの第2のゾーン上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、請求項15に記載の静電チャックの再生方法。 - 前記(b)及び(c)は、前記静電チャック上にマスク部材が配置された状態で実行され、これにより、前記静電チャックの、前記マスク部材に覆われていない1又は複数の露出部分上に前記アルミナ含有膜が選択的に形成される、請求項15に記載の静電チャックの再生方法。
- 前記静電チャックは、表面上に複数の突起を有し、
前記マスク部材は、前記複数の突起の各々の上面が前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、請求項18に記載の静電チャックの再生方法。 - 前記静電チャックは、中央部と、前記中央部を囲う中間部と、前記中間部を囲う外周部と、を有し、
前記マスク部材は、前記中央部、前記中間部及び前記外周部からなる群より選択される少なくとも1つが前記1又は複数の露出部分に対応するように構成される、請求項18に記載の静電チャックの再生方法。
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2025
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