(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
希ガスのプラズマである第１プラズマの中で基板を単極式静電チャックに吸着した後に、前記第１プラズマの生成を停止する第１工程と、
ハロゲン系のエッチングガスのプラズマである第２プラズマの中で前記基板をエッチングした後に、前記第２プラズマの生成を停止する第２工程と、
を含み、
前記第１工程において、前記単極式静電チャックから前記基板に正電圧を印加した状態で前記第１プラズマの生成を停止し、
前記第２工程において、前記単極式静電チャックから前記基板に負電圧を印加した状態で前記第２プラズマの生成を停止する
プラズマエッチング方法。
【請求項２】
前記第１工程において、前記第１プラズマの生成を停止する前に、前記単極式静電チャックから前記基板に印加される電圧の極性を反転させる
請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項３】
前記第２工程において、前記第２プラズマの生成を停止する前に、前記単極式静電チャックから前記基板に印加する電圧の極性を反転させる
請求項１または２に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項４】
前記第１工程において、前記基板に印加される電圧の極性を一定の周期で反転させて、前記第１プラズマの生成される期間を、前記極性が正であるときまでの期間に設定する
請求項１から３のいずれか１つに記載のプラズマエッチング方法。
【請求項５】
前記第２工程において、前記基板に印加される電圧の極性を一定の周期で反転させて、前記第２プラズマの生成される期間を、前記極性が負であるときまでの期間に設定する
請求項１から４のいずれか１つに記載のプラズマエッチング方法。
【請求項６】
前記希ガスがアルゴンガスであり、前記エッチングガスが三塩化硼素である
請求項１から５のいずれか１つに記載のプラズマエッチング方法。
【請求項７】
チャンバと、
前記チャンバ内で基板を吸着する単極式静電チャックと、
前記チャンバ内に希ガスのプラズマである第１プラズマを生成する第１プラズマ生成部と、
前記チャンバ内にハロゲン系のエッチングガスのプラズマである第２プラズマを生成する第２プラズマ生成部と、
前記単極式静電チャックの駆動、前記第１プラズマ生成部の駆動、および、前記第２プラズマ生成部の駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１プラズマの中で前記単極式静電チャックを駆動して前記基板を前記単極式静電チャックに吸着した後に、前記単極式静電チャックから前記基板に正電圧を印加した状態で、前記第１プラズマ生成部によるプラズマの生成を停止し、
前記第２プラズマの中で前記単極式静電チャックを駆動して、前記単極式静電チャックから前記基板に負電圧を印加した状態で、前記第２プラズマ生成部によるプラズマの生成を停止する
プラズマエッチング装置。
【請求項８】
希ガスのプラズマである第１プラズマの中で基板を単極式静電チャックに吸着した後に、前記第１プラズマの生成を停止する第１工程と、
前記第１プラズマと異なる第２プラズマの中で前記基板を処理した後に、前記第２プラズマの生成を停止する第２工程と、
を含み、
前記第１工程において、前記単極式静電チャックから前記基板に正電圧を印加した状態で前記第１プラズマの生成を停止し、
前記第２工程において、前記単極式静電チャックから前記基板に負電圧を印加した状態で前記第２プラズマの生成を停止する
プラズマ処理方法。
【請求項９】
前記第１工程において、前記第１プラズマの生成を停止する前に、前記単極式静電チャックから前記基板に印加される電圧の極性を反転させる
請求項８に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１０】
前記第２工程において、前記第２プラズマの生成を停止する前に、前記単極式静電チャックから前記基板に印加する電圧の極性を反転させる
請求項８または９に記載のプラズマ処理方法。
【請求項１１】
前記第１工程において、前記基板に印加される電圧の極性を一定の周期で反転させて、前記第１プラズマの生成される期間を、前記極性が正であるときまでの期間に設定する
請求項８から１０のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
【請求項１２】
前記第２工程において、前記基板に印加される電圧の極性を一定の周期で反転させて、前記第２プラズマの生成される期間を、前記極性が負であるときまでの期間に設定する
請求項８から１１のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。
【請求項１３】
チャンバと、
前記チャンバ内で基板を吸着する単極式静電チャックと、
前記チャンバ内に希ガスのプラズマである第１プラズマを生成する第１プラズマ生成部と、
前記チャンバ内に前記第１プラズマと異なる第２プラズマを生成する第２プラズマ生成部と、
前記単極式静電チャックの駆動、前記第１プラズマ生成部の駆動、および、前記第２プラズマ生成部の駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１プラズマの中で前記単極式静電チャックを駆動して前記基板を前記単極式静電チャックに吸着した後に、前記単極式静電チャックから前記基板に正電圧を印加した状態で、前記第１プラズマ生成部によるプラズマの生成を停止し、
前記第２プラズマの中で前記単極式静電チャックを駆動して、前記単極式静電チャックから前記基板に負電圧を印加した状態で、前記第２プラズマ生成部によるプラズマの生成を停止する
プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、単極式静電チャックに吸着された基板にプラズマによる処理を施すプラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置、プラズマ処理方法、およびプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上の薄膜をプラズマによってエッチングするプラズマエッチング方法は、ＬＥＤやディスプレイなどの各種のデバイスの製造工程に用いられている。こうしたエッチングにおける基板の位置の固定は、例えば、単極式静電チャックによる基板の吸着を利用している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、基板上の薄膜がプラズマによってエッチングされるとき、プラズマ中の反応による生成物は、基板の上方から基板の表面に落ちる場合がある。また、プラズマを生成するチャンバの内壁には、先に行われたエッチングによる生成物が堆積しているため、チャンバの内壁における温度の変化やプラズマ中の粒子と堆積物との衝突などによって、堆積物は剥がれ落ちる場合もある。結果として、エッチングの施された基板の表面には、チャンバの内壁から剥がれ落ちる堆積物や基板の上方から落ちる生成物によってパーティクルが発生してしまう。【０００５】
なお、エッチングの対象となる基板の表面にパーティクルが発生するという課題は、基板上の薄膜のエッチングに限らず、基板そのもののエッチングにおいても共通する。また、プラズマの生成する方式が、誘導結合方式であれ、容量結合方式であれ、マイクロ波方式であれ、プラズマによってエッチングを行うプラズマエッチング方法において、基板の表面にパーティクルが発生するという課題は共通する。さらには、プラズマエッチング以外の他のプラズマ処理、例えばプラズマＣＶＤやプラズマスパッタリングなどによって基板を処理する方法においても、同様に基板の表面にパーティクルが発生し得る。【０００６】
本開示の技術的は、基板の表面にパーティクルが発生することを抑えるプラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置、プラズマ処理方法、およびプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、および、その作用効果について記載する。
本開示の技術におけるプラズマエッチング方法の一態様は、希ガスのプラズマである第１プラズマの中で基板を単極式静電チャックに吸着した後に、前記第１プラズマの生成を停止する第１工程と、ハロゲン系のエッチングガスのプラズマである第２プラズマの中で前記基板をエッチングした後に、前記第２プラズマの生成を停止する第２工程と、を含む。そして、前記第１工程において、前記単極式静電チャックから前記基板に正電圧を印加した状態で前記第１プラズマの生成を停止し、前記第２工程において、前記単極式静電チャックから前記基板に負電圧を印加した状態で前記第２プラズマの生成を停止する。【０００８】
本開示の技術におけるプラズマエッチング装置の一態様は、チャンバと、前記チャンバ内で基板を吸着する単極式静電チャックと、前記チャンバ内に希ガスのプラズマである第１プラズマを生成する第１プラズマ生成部と、前記チャンバ内にハロゲン系のエッチングガスのプラズマである第２プラズマを生成する第２プラズマ生成部と、前記単極式静電チャックの駆動、前記第１プラズマ生成部の駆動、および、前記第２プラズマ生成部の駆動を制御する制御部と、を備える。そして、前記制御部は、前記第１プラズマの中で前記単極式静電チャックを駆動して前記基板を前記単極式静電チャックに吸着した後に、前記単極式静電チャックから前記基板に正電圧を印加した状態で、前記第１プラズマ生成部によるプラズマの生成を停止する。また、前記制御部は、前記第２プラズマの中で前記単極式静電チャックを駆動して、前記単極式静電チャックから前記基板に負電圧を印加した状態で、前記第２プラズマ生成部によるプラズマの生成を停止する。【０００９】
本開示の技術における一態様によれば、第１プラズマの生成によって単極式静電チャックによる基板の吸着が可能であり、その第１プラズマの生成が停止する際には、単極式静電チャックから基板に正電圧が印加される。これに対して、基板にエッチングを施すための第２プラズマの生成が停止する際には、第１プラズマによる処理時とは反対の極性である負電圧が基板に印加される。そのため、第１プラズマに固有のパーティクルと、第２プラズマに固有のパーティクルとが、各々に適した極性を有する電圧の印加によって、基板の表面に発生することが抑えられる。結果として、プラズマエッチングの各工程において、工程ごとに固有のパーティクルの発生が抑えられる。【００１０】
本開示におけるプラズマエッチング方法の他の態様は、前記第１工程において、前記第１プラズマの生成を停止する前に、前記単極式静電チャックから前記基板に印加される電圧の極性を反転させる。【００１１】
本開示におけるプラズマエッチング方法の他の態様によれば、単極式静電チャックから基板に印加される電圧の極性が、第１プラズマの生成中に反転する。そのため、単極式静電チャックの印加する電圧の極性が反転しない構成と比べて、基板に電荷が蓄積されることが抑えられる。【００１２】
本開示におけるプラズマエッチング方法の他の態様は、前記第２工程において、前記第２プラズマの生成を停止する前に、前記単極式静電チャックから前記基板に印加する電圧の極性を反転させる。【００１３】
本開示におけるプラズマエッチング方法の他の態様によれば、単極式静電チャックから基板に印加される電圧の極性が、第２プラズマの生成中に反転する。そのため、単極式静電チャックの印加する電圧の極性が反転しない構成と比べて、基板に電荷が蓄積されることが抑えられる。【００１４】
本開示におけるプラズマエッチング方法の他の態様は、前記第１工程において、前記基板に印加される電圧の極性を一定の周期で反転させて、前記第１プラズマの生成される期間を、前記極性が正であるときまでの期間に設定する。【００１５】
本開示におけるプラズマエッチング方法の他の態様によれば、極性の反転の繰り返しと、正電圧が印加された状態での第１プラズマの生成の停止との両立が、極性の反転する周期の設定と、第１プラズマの生成される期間の設定とによって可能となる。【００１６】
本開示におけるプラズマエッチング方法の他の態様は、前記第２工程において、前記基板に印加される電圧の極性を一定の周期で反転させて、前記第２プラズマの生成される期間を、前記極性が負であるときまでの期間に設定する。【００１７】
本開示におけるプラズマエッチング方法の他の態様によれば、極性の反転の繰り返しと、正電圧が印加された状態でのプラズマの生成の停止との両立が、極性の反転する周期と、第２プラズマの生成される期間の設定とによって可能となる。【００１８】
本開示におけるプラズマエッチング方法の他の態様は、前記希ガスがアルゴンガスであり、前記エッチングガスが三塩化硼素である。
本開示におけるプラズマエッチング方法の他の態様によれば、アルゴンガスのプラズマの生成によるパーティクルの発生と、三塩化硼素のプラズマのエッチングによるパーティクルの発生とが抑えられる。【００１９】
本開示の技術におけるプラズマ処理方法の一態様は、希ガスのプラズマである第１プラズマの中で基板を単極式静電チャックに吸着した後に前記第１プラズマの生成を停止する第１工程と、前記第１プラズマと異なる第２プラズマの中で前記基板を処理した後に、前記第２プラズマの生成を停止する第２工程と、を含む。そして、前記第１工程において、前記単極式静電チャックから前記基板に正電圧を印加した状態で前記第１プラズマの生成を停止し、前記第２工程において、前記単極式静電チャックから前記基板に負電圧を印加した状態で前記第２プラズマの生成を停止する。【００２０】
本開示の技術におけるプラズマ処理装置の一態様は、チャンバと、前記チャンバ内で基板を吸着する単極式静電チャックと、前記チャンバ内に希ガスのプラズマである第１プラズマを生成する第１プラズマ生成部と、前記チャンバ内に前記第１プラズマと異なる第２プラズマを生成する第２プラズマ生成部と、前記単極式静電チャックの駆動、前記第１プラズマ生成部の駆動、および、前記第２プラズマ生成部の駆動を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記第１プラズマの中で前記単極式静電チャックを駆動して前記基板を前記単極式静電チャックに吸着した後に、前記単極式静電チャックから前記基板に正電圧を印加した状態で、前記第１プラズマ生成部によるプラズマの生成を停止する。また、前記制御部は、前記第２プラズマの中で前記単極式静電チャックを駆動して、前記単極式静電チャックから前記基板に負電圧を印加した状態で、前記第２プラズマ生成部によるプラズマの生成を停止する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本開示の技術の一実施形態におけるプラズマエッチング装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本開示の技術の一実施形態におけるチャック期間とエッチング期間との各々において、基板に印加される直流電圧の推移を示すタイミングチャートである。
【図３】図３は、処理されたバッチの数に対するパーティクル数の推移を示すグラフであって、基板に正電圧を印加した状態で第１プラズマの生成を停止する実施例での推移と、基板に負電圧を印加した状態で第１プラズマの生成を停止する比較例での推移とを示す図である。
【図４】図４は、処理されたバッチの数に対するパーティクル数の推移を示すグラフであって、基板に負電圧を印加した状態で第２プラズマの生成を停止する実施例での推移と、基板に正電圧を印加した状態で第２プラズマの生成を停止する比較例での推移とを示す図である。
【図５】図５は、変形例のチャック期間とエッチング期間との各々において、基板に印加される直流電圧の推移を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は、変形例のチャック期間とエッチング期間との各々において、基板に印加される直流電圧の推移を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本開示におけるプラズマ処理方法、および、プラズマ処理装置を具体化した一実施形態について、図１、および、図２を参照して説明する。以下では、プラズマエッチング方法および装置を例に説明するが、本開示の技術は、プラズマエッチング以外の他のプラズマ処理（例えばプラズマＣＶＤやプラズマスパッタリング）によって基板を処理する方法および装置にも適用可能である。
【００２３】
［プラズマエッチング装置］
図１が示すように、プラズマエッチング装置は、チャンバ１１、ガス供給部１２、排気部１３、プラズマ生成部１４、静電チャック１５、第１高周波電源１６、第２高周波電源１７、直流電源１８、および、制御部２０を備えている。なお、プラズマ生成部１４は、第１プラズマ生成部および第２プラズマ生成部の一例である。制御部２０は、チャック期間とエッチング期間とを設定する。チャック期間は、静電チャック１５に基板Ｓを吸着するための期間である。エッチング期間は、静電チャック１５に吸着した基板Ｓにプラズマがエッチングを施す期間である。制御部２０は、チャック期間とエッチング期間との各々において、ガス供給部１２、排気部１３、第１高周波電源１６、第２高周波電源１７、および、直流電源１８の各々の駆動を制御する。
【００２４】
ガス供給部１２は、制御部２０から入力される制御信号に応じて、チャンバ１１の内部に希ガスとエッチングガスとを各別に供給する。チャック期間において、希ガスの流量が処理条件と一致するように、制御部２０はガス供給部１２の駆動を制御する。エッチング期間において、エッチングガスの流量が処理条件と一致するように、制御部２０はガス供給部１２の駆動を制御する。エッチングガスは、三塩化硼素ガス、塩化水素ガス、臭化水素ガスから構成される群から選択される少なくとも１つのハロゲン系ガスである。
【００２５】
排気部１３は、チャンバ１１の内部に接続し、制御部２０から入力される制御信号に応じて、チャンバ１１の内部を排気する。チャック期間およびエッチング期間の各々において、チャンバ１１の内部の圧力値が処理条件と一致するように、制御部２０は排気部１３の駆動を制御する。排気部１３は、例えば、チャンバ１１に接続する真空ポンプと、チャンバ１１とポンプとの間に位置するバルブとによって構成される。
【００２６】
プラズマ生成部１４は、チャンバ１１の上部に位置して、第１高周波電源１６に接続する電極を備えている。第１高周波電源１６は、制御部２０から入力される制御信号に応じて、プラズマ生成部１４の電極に高周波電力を供給する。プラズマ生成部１４の電極は、例えば、誘導コイルであってもよいし、平板電極であってもよいし、マグネトロン電極であってもよい。第１高周波電源１６は、プラズマ生成部１４に接続する電源として、例えば、１３．５６ＭＨｚの周波数で高周波電力を出力する高周波電源を含む。
【００２７】
チャック期間において、第１高周波電源１６の供給する高周波電力が処理条件と一致するように、制御部２０は第１高周波電源１６の駆動を制御する。そして、プラズマ生成部１４はその電極に印加される高周波電力に基づいて、チャンバ１１の内部に希ガスのプラズマである第１プラズマＰＬ１を生成する。また、エッチング期間において、第１高周波電源１６の供給する高周波電力が処理条件と一致するように、制御部２０は第１高周波電源１６の駆動を制御する。そして、プラズマ生成部１４はその電極に印加される高周波電力に基づいて、チャンバ１１の内部にエッチングガスのプラズマである第２プラズマＰＬ２を生成する。
【００２８】
静電チャック１５は、基板Ｓが載置される基板ステージに単極の直流電圧を印加する単極式静電チャックである。基板ステージは、第２高周波電源１７と直流電源１８とに接続するステージ電極１５Ｐを内蔵している。第２高周波電源１７は、制御部２０から入力される制御信号に応じて、ステージ電極１５Ｐに高周波電力を供給する。直流電源１８は、制御部２０から入力される制御信号に応じて、接地電位に対する正電圧と、接地電位に対する負電圧とをステージ電極１５Ｐに印加する。直流電源１８は、例えば、５．０ｋＶの正電圧と−５．０ＫＶの負電圧とを交互に印加する。
【００２９】
チャック期間において、正電圧の印加と負電圧の印加とが一定の周期で交互に繰り返され、かつ正電圧が印加される状態で第１プラズマＰＬ１の生成が停止するように、制御部２０は直流電源１８の駆動を制御する。また、エッチング期間において、正電圧の印加と負電圧の印加とが一定の周期で交互に繰り返され、かつ負電圧が印加される状態で第２プラズマＰＬ２の生成が停止するように、制御部２０は直流電源１８の駆動を制御する。また、エッチング期間において、第２高周波電源１７からステージ電極１５Ｐに印加される高周波電力が処理条件と一致するように、制御部２０は第２高周波電源１７の駆動を制御する。
【００３０】
ステージ電極１５Ｐに印加される直流電圧は、絶縁性を有する基板Ｓを基板ステージの表面に吸着する機能を有している。ステージ電極１５Ｐに印加される直流電圧の極性の反転は、過剰な静電荷が基板Ｓに蓄積することを抑える。ステージ電極１５Ｐに印加される高周波電力は、プラズマ中のエッチャントを基板Ｓの表面に引き込む機能を有している。
【００３１】
なお、静電チャック１５は、基板ステージの表面に載置された基板Ｓと基板ステージの表面との間に、冷媒として機能するヘリウムガスを供給してもよいし、基板ステージの表面に単に基板Ｓを載置する構成であってもよい。また、直流電圧の極性が反転するときに、基板ステージの表面から基板Ｓが離れないように、基板Ｓの縁を基板ステージに押し付けるためのクランプが、別途、基板ステージに備えられてもよい。
【００３２】
［プラズマエッチング方法］
プラズマエッチング装置が実行するプラズマエッチング方法について図２を参照して説明する。
【００３３】
まず、プラズマエッチング方法の開始に先だって、エッチングの対象である基板Ｓが、基板ステージに載置される。エッチングの対象である基板Ｓは、例えば、ＬＥＤを製造するための基材であって絶縁性を有する基板の一例であるサファイア基板である。基板Ｓの表面は、例えば、エッチングによって加工が施されるガリウム膜や窒化ガリウム膜を有していてもよし、サファイア基板の上面が基板Ｓの上面であってもよい。そして、基板ステージに基板Ｓが載置された状態で、制御部２０は、排気部１３を駆動して所定の圧力値までチャンバ１１を排気する。
【００３４】
次いで、タイミングｔ０において、制御部２０は、ガス供給部１２に希ガスの供給を開始させて、チャック期間の開始であるタイミングｔ１において、制御部２０は、高周波電力を第１高周波電源１６に供給させて第１プラズマＰＬ１を生成する。続いて、制御部２０は、正電圧（ＰＯＳ）と負電圧（ＮＥＧ）とが一定の周期Ｔで交互に繰り返されるように、直流電源１８に直流電圧を印加させる。直流電圧の印加による静電力は、静電チャック１５の表面に基板Ｓを吸着させる。
【００３５】
なお、直流電圧の極性の反転の繰り返しは、基板Ｓにおける静電荷の蓄積を抑えて、基板Ｓに作用する静電力が、直流電圧の印加の開始時よりも過剰に小さくなることを抑える。こうした基板Ｓにおける静電力の維持は、基板Ｓの位置を安定させる。また、基板ステージの表面と基板Ｓとの間にヘリウムガスが供給される構成であれば、基板Ｓにおける静電力の維持は、基板ステージと基板Ｓとの間からヘリウムが過剰に漏れることを抑える。
【００３６】
そして、直流電源１８が正電圧を印加しているタイミングｔ２において、制御部２０は、プラズマ生成部１４への高周波電力の供給を第１高周波電源１６に停止させる。すなわち、直流電源１８が正電圧を印加している状態で、制御部２０は第１プラズマＰＬ１の生成を停止する。これによって、制御部２０は、基板ステージの表面に基板Ｓを吸着させるチャック期間を終了する。
【００３７】
次いで、タイミングｔ３において、制御部２０は、ガス供給部１２にエッチングガスの供給を開始させて、エッチング期間の開始であるタイミングｔ４において、制御部２０は、高周波電力を第１高周波電源１６に供給させて第２プラズマＰＬ２を生成する。また、制御部２０は、高周波電力を第２高周波電源１７に供給させ、続いて、正電圧と負電圧とが一定の周期Ｔで交互に繰り返されるように、直流電源１８に直流電圧を印加させる。直流電圧の印加による静電力は、静電チャック１５の表面に基板Ｓを吸着させる。なお、直流電圧の極性の反転の繰り返しは、チャック期間と同様に、基板Ｓにおける静電荷の蓄積を抑えて、基板Ｓに作用する静電力が直流電圧の印加の開始時よりも過剰に小さくなることを抑える。そして、静電チャック１５に対する高周波電力の供給は、静電チャック１５に吸着した基板Ｓに向けてプラズマ中のエッチャントを引き込み、基板Ｓにおけるエッチングの進行する方向に異方性を与える。
【００３８】
そして、直流電源１８が負電圧を印加しているタイミングｔ５において、制御部２０は、高周波電力の供給を第１高周波電源１６および第２高周波電源１７に停止させる。すなわち、直流電源１８が負電圧を印加している状態で、制御部２０は第２プラズマＰＬ２の生成を停止する。これによって、制御部２０は、基板Ｓにエッチングを施すエッチング期間を終了する。
【００３９】
ここで、第１プラズマＰＬ１を用いた吸着が基板Ｓに対して施されるとき、第１プラズマＰＬ１を生成するチャンバ１１の内壁には、先に行われたエッチングによる生成物が堆積している。そのため、チャンバ１１の内壁における温度の変化や第１プラズマＰＬ１中の粒子と堆積物との衝突などによって、堆積物は剥がれ落ちる場合もある。パーティクルの要因となるサイズを有した粒子の一部は、第１プラズマＰＬ１の状態に応じた電荷を帯びて、第１プラズマＰＬ１の中で浮遊する。そして、第１プラズマＰＬ１の生成が停止する際には、静電チャック１５に吸着した基板Ｓの表面において電場の状態が大きく変わるため、基板Ｓ上に浮遊していた粒子の挙動も変わる。
【００４０】
また、第２プラズマＰＬ２を用いたエッチングが基板Ｓに対して施されるとき、第２プラズマＰＬ２中の反応による生成物は、基板Ｓの上方から基板Ｓの表面に落ちる場合がある。ここでも、パーティクルの要因となるサイズを有した粒子の一部は、第２プラズマＰＬ２の状態に応じた電荷を帯びて、第２プラズマＰＬ２の中で浮遊する。そして、第２プラズマＰＬ２の生成が停止する際には、静電チャック１５に吸着した基板Ｓの表面において電場の状態が変わるため、基板Ｓ上に浮遊していた粒子の挙動も変わる。そして、希ガスのプラズマである第１プラズマＰＬ１によって帯びる電荷と、エッチングガスのプラズマである第２プラズマＰＬ２によって帯びる電荷とが、浮遊している粒子において相互に異なる。
【００４１】
この点で、上述した構成であれば、第１プラズマＰＬ１の生成が停止する際には、静電チャック１５から基板Ｓに正電圧が印加されている一方で、第２プラズマＰＬ２の生成が停止する際には、第１プラズマＰＬ１による処理時とは反対の極性である負電圧が基板Ｓに印加されている。そのため、第１プラズマＰＬ１に固有のパーティクルと、第２プラズマＰＬ２に固有のパーティクルとが、各々のパーティクルを遠ざける極性を有した電圧が基板Ｓに印加されることによって、基板Ｓ上から遠ざけられる。結果として、基板Ｓを吸着するチャック期間を含む第１工程と、基板Ｓをエッチングするエッチング期間を含む第２工程とにおいて、工程ごとに固有のパーティクルの発生が抑えられる。
【００４２】
［実施例］
図３、および、図４を参照して、プラズマエッチング装置によって処理されたバッチの数に対するパーティクル数の推移を説明する。図３は、基板Ｓに正電圧を印加した状態で第１プラズマＰＬ１の生成を停止し、かつ、基板Ｓに負電圧を印加した状態で第２プラズマＰＬ２の生成を停止する実施例での推移を示す。また、図３は、基板Ｓに負電圧を印加した状態で第１プラズマＰＬ１の生成を停止することのみを実施例から変更した比較例１での推移を示す。図４は、図３と同じ実施例での推移と、基板Ｓに正電圧を印加した状態で第２プラズマＰＬ２の生成を停止することのみを実施例から変更した比較例２での推移とを示す。これら実施例、および、比較例における処理条件を以下に示す。
・基板Ｓ              ：サファイア基板
・エッチング対象      ：サファイア
・プラズマ生成部１４  ：誘導コイル
・第１高周波電源１６  ：周波数１３．５６ＭＨｚ／出力１５００Ｗ
・第２高周波電源１７  ：周波数１２．５ＭＨｚ／出力１５００Ｗ
・希ガス              ：アルゴンガス／流量１００ｓｃｃｍ
・エッチングガス      ：三塩化硼素／流量１００ｓｃｃｍ
・チャック期間        ：１９０秒
・エッチング期間      ：１６００秒
・極性の反転する周期  ：６秒
・直流電源１８が印加する正電圧      ：５．０ｋＶ
・直流電源１８が印加する負電圧      ：５．０ｋＶ
・ヘリウム冷却        ：あり
図３が示すように、実施例におけるパーティクル数は、バッチ数が２００までの範囲において、低いレベルで推移し、バッチ数が２００を越える範囲において、バッチ数の増加と共に徐々に増える。一方で、比較例１のパーティクル数は、バッチ数が５０までの範囲において、実施例と同じく低いレベルで推移する一方で、バッチ数が５０を越える範囲において、バッチ数の増加と共に急激に増える。こうしたパーティクル数の推移から、基板Ｓに正電圧を印加した状態で第１プラズマＰＬ１の生成を停止することは、基板Ｓに負電圧を印加した状態で第１プラズマＰＬ１を停止することよりも、基板Ｓの表面にパーティクルが発生することを抑えられることが認められた。
【００４３】
図４が示すように、比較例２におけるパーティクル数は、バッチ数が１００までの範囲において、実施例と同じく低いレベルで安定する一方で、バッチ数が１００を越えた範囲において、急激に増える。こうしたパーティクル数の推移から、基板Ｓに負電圧を印加した状態で第２プラズマＰＬ２の生成を停止することは、基板Ｓに正電圧を印加した状態で第２プラズマＰＬ２を停止することよりも、基板Ｓの表面にパーティクルが発生することを抑えられることが認められた。
【００４４】
結果として、基板Ｓの表面にパーティクルが発生することを抑える直流電源１８の電圧は、第１プラズマＰＬ１の生成の停止時においては正電圧である一方で、第２プラズマＰＬ２の生成の停止時においては負電圧であることが認められた。そして、こうした直流電圧の極性に応じたパーティクル数の抑制傾向は、アルゴンガスのプラズマと三塩化硼素ガスのプラズマとの組み合わせに限らず、希ガスのプラズマである第１プラズマＰＬ１と、ハロゲン系ガスのプラズマである第２プラズマＰＬ２との間において共通して認められた。
【００４５】
以上説明したように、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
（１）第１プラズマＰＬ１に固有のパーティクルと、第２プラズマＰＬ２に固有のパーティクルとが、各々の工程（プラズマ）に適した極性を有する電圧の印加によって、基板Ｓの表面に発生することが抑えられる。特に、アルゴンガスのプラズマの生成によるパーティクルと、三塩化硼素のプラズマのエッチングによるパーティクルとの発生が抑えられる。
【００４６】
（２）チャック期間において、静電チャック１５から基板Ｓに印加される電圧の極性が、第１プラズマＰＬ１の生成中に反転する。そのため、電圧の極性が反転しない構成と比べて、基板Ｓに電荷が蓄積されることが抑えられる。
【００４７】
（３）エッチング期間においても同様に、静電チャック１５から基板Ｓに印加される電圧の極性が、第２プラズマＰＬ２の生成中に反転するため、電圧の極性が反転しない構成と比べて、基板Ｓに電荷が蓄積されることが抑えられる。
【００４８】
（４）（２）に準じた極性の反転の繰り返しと、正電圧が印加された状態での第１プラズマＰＬ１の生成の停止との両立が、周期Ｔの設定と、第１プラズマＰＬ１の生成期間の設定とによって実現される。そして、第１プラズマＰＬ１をチャック期間だけ生成する制御と、極性を周期Ｔで反転させる制御とが、相互に独立しているため、正電圧の印加と第１プラズマＰＬ１の生成の停止とを同期させる構成が簡素である。
【００４９】
（５）（３）に準じた極性の反転の繰り返しと、負電圧が印加された状態での第２プラズマＰＬ２の生成の停止との両立が、周期Ｔの設定と、第２プラズマＰＬ２の生成期間の設定とによって実現される。そして、第２プラズマＰＬ２をエッチング期間だけ生成する制御と、極性を周期Ｔで反転させる制御とが、相互に独立しているため、負電圧の印加と第２プラズマＰＬ２の生成の停止とを同期させる構成が簡素である。
【００５０】
（６）正電圧が印加された状態で第１プラズマＰＬ１の生成を停止させるために、チャック期間の長さが周期Ｔに合わせて変わるとしても、周期Ｔの長さは、チャック期間の長さの５％以下のように十分に短い。また、負電圧が印加された状態で第２プラズマＰＬ２の生成を停止させるために、エッチング期間の長さが周期Ｔに合わせて変わるとしても、周期Ｔの長さは、エッチング期間の長さの０．５％以下のように十分に短い。そのため、チャック期間を経たプロセスの結果、および、エッチング期間を経たプロセスの結果が大きく変わることも抑えられる。
【００５１】
上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・１つの静電チャック１５が、相互に異なる複数のステージ電極１５Ｐを有してもよい。この際に、複数のステージ電極１５Ｐは、チャック期間の途中において、基板Ｓを吸着するための電圧として、相互に同じ極性を有していてもよいし、基板Ｓを吸着するための電圧として相互に異なる極性を有していてもよい。また、複数のステージ電極１５Ｐは、エッチング期間の途中において、基板Ｓを吸着するための電圧として、相互に同じ極性を有していてもよいし、基板Ｓを吸着するための電圧として相互に異なる極性を有していてもよい。要するに、複数のステージ電極１５Ｐの各々において、ステージ電極１５Ｐから基板Ｓに正電圧を印加した状態で第１プラズマＰＬ１の生成が停止され、かつ、ステージ電極１５Ｐから基板Ｓに負電圧を印加した状態で第２プラズマＰＬ２の生成を停止する構成であればよい。
【００５２】
・基板Ｓを吸着するための電圧は、第１プラズマＰＬ１の生成されている経過時間に基づいて設定されてもよい。例えば、図５が示すように、制御部２０は、第１高周波電源１６の駆動されている時間を、第１プラズマＰＬ１の生成されている経過時間として計時する機能を備え、その計時した時間がチャック期間よりも期間Ｔ１だけ短いときに、基板Ｓを吸着するための電圧を正電圧に設定してもよい。こうした印加の制御によっても、静電チャック１５による正電圧の印加と、第１プラズマＰＬ１の生成の停止とを同期させることは可能であって、上記（１）から（３）に準じた効果は得られる。
【００５３】
・基板Ｓを吸着するための電圧は、第２プラズマＰＬ２の生成されている経過時間に基づいて設定されてもよい。例えば、図５が示すように、制御部２０は、第１高周波電源１６および第２高周波電源１７の駆動されている時間を、第２プラズマＰＬ２の生成されている経過時間として計時する機能を備え、その計時した時間がエッチング期間よりも期間Ｔ２だけ短いときに、基板Ｓを吸着するための電圧を負電圧に設定してもよい。こうした印加の制御によっても、静電チャック１５による負電圧の印加と、第２プラズマＰＬ２の生成の停止とを同期させることは可能であって、上記（１）から（３）に準じた効果は得られる。
【００５４】
・基板Ｓを吸着するための電圧における極性の反転は、チャック期間において、例えば、正極性の保たれる期間と負極性の保たれる期間とが相互に異なるように、非周期的であってもよい。また、基板Ｓを吸着するための電圧における極性の反転は、エッチング期間において非周期的であってもよい。
【００５５】
・基板Ｓを吸着するための電圧の有する波形は、チャック期間において、極性の反転による矩形波に限らず、例えば、サイン波や三角波であってもよい。また、基板Ｓを吸着するための電圧の有する波形は、エッチング期間において、極性の反転による矩形波に限らず、サイン波や三角波であってもよい。
【００５６】
・図６が示すように、基板Ｓを吸着するための電圧は、チャック期間において同じ極性を保ち、かつ、増加と減少とを交互に繰り返してもよい。さらに、基板Ｓを吸着するための電圧は、チャック期間において同じ極性を保ち、かつ、一定であってもよい。
【００５７】
・基板Ｓを吸着するための電圧は、エッチング期間において同じ極性を保ち、かつ、増加と減少とを交互に繰り返してもよい。さらに、基板Ｓを吸着するための電圧は、エッチング期間において同じ極性を保ち、かつ、一定であってもよい。
【００５８】
基板ステージに基板Ｓを吸着するために要する吸着力は、基板Ｓの材料、基板Ｓの大きさ、基板Ｓを冷却するためのヘリウムの有無などによって異なる。そのため、基板ステージに基板Ｓを吸着するための電圧は、これらの条件に応じて、反転の周期、反転の有無、波形などを適宜変更することが好ましい。
【００５９】
要するに、静電チャック１５から基板Ｓに正電圧を印加した状態で第１プラズマＰＬ１の生成を停止し、かつ、静電チャック１５から基板Ｓに負電圧を印加した状態で第２プラズマＰＬ２の生成を停止する構成であればよい。
【００６０】
・プラズマエッチング装置は、チャンバ１１の外周に沿った磁場コイルを備えて、チャンバ１１の内部に、プラズマ密度を高めるための磁気中性線を形成する構成であってもよい。
【００６１】
・絶縁性を有する基板Ｓは、静電チャック１５の電圧の印加によって静電チャック１５に吸着力を発現させる程度の絶縁性を有する基板であればよく、例えば、石英基板、ガラス基板、および、窒化ケイ素基板などであってもよい。
【００６２】
・第１工程と第２工程との間に、これら第１工程および第２工程とは異なる他の工程が含まれてもよい。例えば、エッチングされる薄膜が、上層と下層とから構成される二層構造であるとき、第２工程は、下層をエッチングする工程であってもよく、この場合、第１工程と第２工程との間には、上層をエッチングする工程が含まれてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
ＰＬ１…第１プラズマ、ＰＬ２…第２プラズマ、１０…プラズマエッチング装置、１１…チャンバ、１２…ガス供給部、１３…排気部、１４…プラズマ生成部、１５…静電チャック、１５Ｐ…ステージ電極、１６…第１高周波電源、１７…第２高周波電源、１８…直流電源、２０…制御部。
【要約】希ガスのプラズマである第１プラズマ（ＰＬ１）の中で基板（Ｓ）を単極式静電チャック（１５）に吸着した後に、第１プラズマの生成を停止する第１工程と、ハロゲン系のエッチングガスのプラズマである第２プラズマ（ＰＬ２）の中で基板（Ｓ）をエッチングした後に、第２プラズマの生成を停止する第２工程とを含む。そして、第１工程において、単極式静電チャック（１５）から基板（Ｓ）に正電圧を印加した状態で第１プラズマ（ＰＬ１）の生成を停止し、第２工程において、単極式静電チャック（１５）から基板（Ｓ）に負電圧を印加した状態で第２プラズマ（ＰＬ２）の生成を停止する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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