(57)【要約】【課題】ダイポール式のＪ−Ｒ電極を用い、安定な静電吸着の確保とプラズマ電位の上昇による異常放電の抑制が可能なプラズマ処理装置および方法を提供する。【解決手段】ダイポール式のＪ−Ｒ電極（内側吸着電極１５、外側吸着電極１６）を備えた静電吸着装置２を有するプラズマ処理装置において、内側吸着電極１５及び外側吸着電極１６から流れるリーク電流をリーク電流検出計３０で検出し、検出されたリーク電流の差が所定の範囲内となるように内側吸着電極１５及び外側吸着電極１６へ印加される電圧を制御部３１で制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空処理室と、前記真空処理室内に配置され、被処理材が設置される、ダイポール式の内側吸着電極と外側吸着電極とを備えた静電吸着装置と、前記内側吸着電極及び外側吸着電極へそれぞれ異なった静電吸着電圧を印加する直流電源と、前記静電吸着装置へバイアス電圧を印加するバイアス用高周波電源と、前記被処理材を処理するプラズマを発生する手段とを有するプラズマ処理装置において、
前記内側吸着電極から前記プラズマを経由して流れる第１のリーク電流を検出する第１のリーク電流検出手段と、
前記外側吸着電極から前記プラズマを経由して流れる第２のリーク電流を検出する第２のリーク電流検出手段と、
検出された前記第１のリーク電流と前記第２のリーク電流との電流差が所定の範囲内となるように、前記内側吸着電極及び外側吸着電極へそれぞれ異なった静電吸着電圧を印加する前記直流電源を制御する制御部とを有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、
前記制御部は、前記内側吸着電極及び外側電極の吸着電圧の差を一定に保ちながら静電吸着電圧を印加する前記直流電源を制御するものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、
前記電流差における前記所定の範囲は、±０．７ｍＡ以内であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、
予め求められた適正な吸着を得るための可変ウェハ電位差をΔＶｄｃ（Ｐ）としたとき、
前記制御部は、前記内側吸着電極及び前記外側吸着電極の電圧差を前記ΔＶｄｃ（Ｐ）の２倍となるように保ちつつ、前記第１のリーク電流と前記第２のリーク電流の電流差が０ｍＡとなるように前記直流電源を制御するものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
真空処理室内に配置され、ダイポール式の内側吸着電極と外側吸着電極とを備えた静電吸着装置の前記内側吸着電極と外側吸着電極へ予め設定された静電吸着電圧をそれぞれ印加するステップと、
前記内側吸着電極と外側吸着電極を通して流れるリーク電流をそれぞれ検出するステップと、
検出されたそれぞれの前記リーク電流の差が所定の範囲となるように、前記内側吸着電極と外側吸着電極へ印加する吸着電圧の差を一定に保ちながら前記内側吸着電極と外側吸着電極へ吸着電圧を印加する吸着電源を制御するステップと、を有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】
請求項５記載のプラズマ処理装置において、
前記電流差における前記所定の範囲は、±０．７ｍＡ以内であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等の電子部品の製造に用いられるプラズマ処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマエッチング装置では、真空の処理容器内に被処理材（ウェハ）が設置される基板電極に高周波電力が印加される。高周波電力はコンデンサ（静電吸着膜）を介した電極（載置台）に印加されることから、ウェハを静電的に吸着させることができる。したがって、静電吸着膜にはウェハにクランプされた直流的な負の電位いわゆる自己バイアス電圧と基板電極に印加する高周波電圧の差分の電圧が印加される。
【０００３】
上記自己バイアス電圧により、プラズマ中のイオン成分が加速されウェハに入射することで、エッチングの進行が促進される。そこで、従来の技術では（たとえば特許文献１）基板電極に可変の直流電圧を印加し、その値を変えながら被処理材と基板電極との間の直流漏れ電流を検出し、直流電圧の電圧値と直流漏れ電流の電流値の電圧電流特性に基づいて自己バイアス電圧を求めることにより、基板電極に所定の可変直流電圧を自動制御する方法を提示している。
【０００４】
また、特許文献２では、異常放電の発生を未然に抑止するため電極に流れ込む静電吸着直流電流のリーク電流を検出して静電吸着電圧の絶対値を小さくする方法が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５２２７６号公報
【特許文献２】特開２００７−０７３３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記の従来技術（特許文献１，２）では、次のような課題に対して十分な配慮がなされていない。近年被処理デバイスの高微細化に伴ってプラズマにさらされる真空処理室の内壁表面は耐プラズマ性の高い絶縁体材料で覆われており、処理室内のプラズマは直流的にはほぼフローティングの状態となっている。ウェハを静電吸着するために高電圧を印加するモノポール方式を用いた場合にはこのフローティング状態にあるプラズマ電位へ及ぼす影響が大きいため、現在は比較的低電圧で大きな吸着圧力を安定して得ることができるダイポール方式が主流になっている。このような環境下でダイポール方式の場合は、たとえば電気的に分離された２つの電極（ダイポール方式）にそれぞれ極性の異なる電圧（たとえば＋５００Ｖと−５００Ｖ）を印加して静電吸着を行っており、モノポール方式ほど大きくはないが、正電圧側電極からプラズマへのリーク電流が発生する。このとき、モノポール方式の場合と同様にプラズマからの電子供給によりウェハ表面は負にチャージしており、プラズマからウェハ、静電吸着膜を経由して負側電極に流れ出るリーク電流値は、正側電極からプラズマに流れ込むリーク電流値よりも小さく、プラズマの正電位へのチャージアップが進行しプラズマ電位が上昇した結果、チャンバ内壁表面の絶縁体層の絶縁破壊等に至る。
【０００７】
特許文献２では上記のプラズマ電位の上昇によるチャンバ内部品の破壊に着目し、異常放電を抑止するためリーク電流を検知し異常放電が起こらないように静電吸着電圧の絶対値を小さくする方法を示している。しかし、異常放電を抑制するため静電吸着電圧の絶対値を小さくする方法には以下の問題を引き起こす可能性がある。
【０００８】
近年、静電吸着を用いたプラズマエッチング装置においては静電吸着に必要な電圧を印加することにより吸着されたウェハ表面上の温度が上昇するため、基板電極表面の薄い溝に冷却ガスを流して基板電極裏面への冷却ガスの流入量と漏れ量の比率を一定とする制御方法が用いられており、この漏れ量は静電吸着力に依存して増減する。そこで、上記の特許文献２のように静電吸着電圧の絶対値を小さくすると静電吸着力が弱くなり、ウェハ裏面に流れている冷却ガスの流入量と漏れ量の比率が一定にならないため、ウェハが基板電極から飛んでしまい、安定な静電吸着の確保が困難である。
【０００９】
最近のプラズマエッチング処理装置では処理プロセスの高速化を図り、プラズマ除電における被処理材と静電吸着膜間に残された残留吸着力による問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、ダイポール式のＪ−Ｒ（Ｊｏｈｎｓｅｎ−Ｒａｈｂｅｋ）電極（電極内側と外側）を用い、安定な静電吸着の確保とプラズマ電位の上昇による異常放電の抑制が可能なプラズマ処理装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記課題を解決するため、真空処理室と被処理材を吸着するための静電吸着膜を有する基板電極と、電極保護カバーおよびダイポール式のＪ−Ｒ電極に接続された静電吸着用直流電源（内側と外側）とカップリングコンデンサを有するバイアス用高周波電源と真空処理室内にプラズマを生成させるためのプラズマ生成手段からなるプラズマ処理室を用いた被処理材のプラズマ処理方法において、基板電極へ印加した静電吸着電圧と高周波電力に対して電極表面の静電吸着膜およびウェハを経由して流れ込むプラズマに直流の微少なリーク電流をモニターして、モニターされたリーク電流を元に電極内側と外側の静電吸着用直流電圧を制御する。
【発明の効果】
【００１２】
ダイポール式のＪ−Ｒ（Ｊｏｈｎｓｅｎ−Ｒａｈｂｅｋ）電極（電極内側と外側）を用いても、安定な静電吸着の確保とプラズマ電位の上昇による異常放電の抑制が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】発明を実施するための形態に係るプラズマ処理装置の概略断面図である。
【図２】図１に示したプラズマ処理装置の要部概略横断面図である。
【図３】本発明の第1の実施例に係るプラズマエッチング装置の内側吸着電極と外側吸着電極（ダイポール式のＪ−Ｒ電極）に流れ込むリーク電流の差とプラズマ電位との相関を示す図である。
【図４】本発明の第1の実施例１に係るプラズマエッチング装置のダイポール式のＪ−Ｒ電極を用いた、安定な静電吸着のためのウェハ表面電位（Ｖｄｃ）と静電吸着電圧（内側／外側）との相関を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係るプラズマエッチング装置の静電吸着装置部における動作手順を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の第1の実施例に係るプラズマエッチング装置の基板電極(静電吸着装置)からのリーク電流差（内側／外側）と静電吸着電圧（内側／外側）の相関を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係るプラズマ処理装置において、ウェハ電位Ｖｄｃが約−２００Ｖになるように高周波バイアス電源の出力を上げた場合の基板電極(静電吸着装置)からのリーク電流差（内側／外側）と静電吸着電圧（内側／外側）の相関を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施例に係るプラズマ処理装置の基板電極(静電吸着装置)からのリーク電流差（内側／外側）と静電吸着電圧（内側／外側）の相関を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明を適用するプラズマ処理装置のプラズマ生成部の詳細を示す。エッチング処理は真空チャンバ内の静電吸着装置２の上にウェハ１を設置し、プラズマ１００を発生させることで実行される。
【００１５】
詳細に説明すると、真空処理室６内にはガス供給系１０１から一定流量に制御されたプロセスガスが流される。また、真空処理室６の上には円盤状のアンテナ２４を設置する。アンテナ２４にはマイクロ波電源２１を、高周波をオン・オフするスイッチ２２、高周波印加の際にインピーダンスの整合をとるための整合器２３を介して接続する。
【００１６】
アンテナ２４にマイクロ波電源２１の電圧を印加して電磁波を生成し、生成した電磁波を真空処理室６に導入すると、真空チャンバ５の周囲に設置したコイル７によって生じる磁場との相互作用により、真空処理室６内には高密度なプラズマ１を生成することができる。なお、符号３は絶縁部材、符号４は保護カバー、符号８はシャワープレート、符号９は貫通孔、符号１０は蓋、符号２５はカップリングコンデンサ、符号２６はバイアス用高周波電源を示す。
【００１７】
図２は、本実施の形態を適用するダイポール式のＪ−Ｒ電極の横断面図を示す。まず、真空チャンバ５の内周りは、セラミックス材もしくは陽極酸化アルミの円筒で覆い、その内側には表面に誘電体膜を溶射したセラミックス材のアース電極がある。ウェハ１が設置された静電吸着装置２では静電吸着膜１３を介し、静電吸着装置２の外周部の表面に溶射によって形成したセラミックス層１４を備える。さらに、静電吸着装置２の外周部には外周部の被処理材（被処理材、ウェハ）載置面よりも低い部分をプラズマから保護するために石英製の保護カバー４を配置している。また、電極部には内側／外側の面積のバラツキによる不具合を抑えるために内側吸着電極１５(円形状)と外側吸着電極１６（リング状）の面積比を１対１になるように加工して設置する。このダイポール式のＪ−Ｒ電極にはそれぞれ静電吸着用電源を接続し、電圧を印加することによりウェハ１を静電吸着する。符号２７は静電吸着用電源(内)、符号２８は静電吸着用電源(外)、符号２９は静電吸着用電流計、符号３０はリーク電流検出計、符号３１は制御部を示す。なお、静電吸着用電源(内)(外)は２つの電源を用いる必要はなく、１つの電源を用いて分圧しても良い。
【００１８】
本発明の実施の形態に係る、ダイポール式のＪ−Ｒ電極を有するプラズマ処理装置において、基板電極(静電吸着装置)へ印加した静電吸着電圧と高周波電力に対して電極表面の静電吸着膜およびウェハを経由して流れ込むプラズマに直流の微少なリーク電流をモニターし、電極内側と外側の静電吸着電圧の差を、ΔＶｄｃ（Ｐ）の２倍に保ちつつ、内側と外側のリーク電流差を０ｍＡ近傍になるように制御することから安定な静電吸着を得ながらプラズマ処理室中の異常放電を抑制することができる。
【００１９】
また、静電吸着装置２の電極内側と外側の可変ウェハ電位差（ΔＶｄｃ）を２倍に保ちつつ、内側と外側のリーク電流差を０ｍＡ近傍になるように制御することで、異なる基板電極表面材料や電極構造、また、表面状態により変動する電気抵抗率においても安定な静電吸着を得ながらプラズマ処理室中の異常放電を抑制することができる。
【００２０】
以下、実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
第１の実施例について、図３〜図６を用いて説明する。なお、発明を実施するための形態に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用できる。
【００２２】
図３は、本発明の第１の実施例に係るプラズマエッチング装置の内側吸着電極１５と外側吸着電極１６（ダイポール式のＪ−Ｒ電極）に流れ込むリーク電流の差とプラズマ電位（Ｖｐｌａｓｍａ）の相関を示す。先に述べたようにリーク電流値はウェハ表面電位（Ｖｄｃ）に依存するが、ウェハ表面の電位はピークトゥーピーク電圧（Ｖｐｐ）に大きく依存するため、ピークトゥーピーク電圧が変わることによってリーク電流値、さらにはプラズマ電位が変わる。すなわち、従来ではピークトゥーピーク電圧値（Ｖｐｐ）をモニターし、適正な静電吸着電圧を印加することによるプラズマ電位の制御がなされてきた。しかし、ダイポール式のＪ−Ｒ電極の場合は電極の内側（＋）と外側（−）に印加される静電吸着用直流電流から流れ込むリーク電流差を制御することが可能である。したがって、本実施例では静電吸着をするために静電吸着用電源の内側２７と外側２８に印加する直流電圧（たとえば内側：＋９００Ｖ〜＋１００Ｖ、外側：−１００Ｖ〜−９００Ｖ）によって、０．１ｍＡ〜１ｍＡ程度の直流電流が流れるようにして、この直流電流からプラズマ表面を経由して流れるリーク電流をリーク電流検出計３０で検出した。
【００２３】
測定の結果、電極内側と外側に流れるリーク電流の差が大きい程プラズマ電位が高くなり、プラズマ処理室の壁面を被覆する絶縁性材料表面付近で異常放電が発生することが判った。上記の現象は静電吸着をするために電極に印加する直流電位によって、０．１ｍＡ〜１ｍＡ程度の直流電流が流れようとするが、プラズマ処理室内が絶縁性の容器で構成されている場合、その直流電流をアース側で十分吸収できず、プラズマ電位が上昇に至るためである。安定な静電吸着に必要なリーク電流はたとえば内側で約０．２ｍＡ以上、外側で約−０．２ｍＡ以下であるが、プラズマ電位の上昇による異常放電を制御するためには図３に示すように電極内側と外側からのリーク電流差を約０．７ｍＡ以下にする必要がある。
【００２４】
図４は本実施例に係るプラズマ処理装置(プラズマエッチング装置)のダイポール式のＪ−Ｒ電極を用いた安定な静電吸着のためのウェハ表面電位（Ｖｄｃ）と静電吸着電圧（内側／外側）との相関を示す。装置構成は上記の図２と同様である。ダイポール式電極の場合、静電吸着用電源２７，２８から基板電極（静電吸着装置）を通して流れるリーク電流値はウェハ電位（Ｖｄｃ）に大きく依存するため、安定な静電吸着を得るためには、静電吸着電圧（内／外）を適切に調整する必要がある。そのため、仮に内側と外側のリーク電流差が０ｍＡであったとすると、内側と外側の可変ウェハ電位差（ΔＶｄｃ）はつり合っていることから、ΔＶｄｃ（内）＝ΔＶｄｃ（外）となる。しかし、可変ウェハ電位差ΔＶｄｃが異常に大きくなる場合、電極表面に残る残留吸着力が増加するため、除電の時、基板電極（静電吸着装置）からウェハが剥がれ難くなる可能性がある。一方、ΔＶｄｃが小さすぎるとウェハ１が基板電極（静電吸着装置）に吸着できなくなるため、適切なΔＶｄｃの制御が必要である。
【００２５】
基板電極表面材料等によって、安定かつ適正なウェハの吸着力を得るためのΔＶｄｃは異なるが、本実施例の基板電極においてはΔＶｄｃ＝５００Ｖ程度（４５０〜５５０Ｖ）が適正であった。
【００２６】
したがって、異常放電を起こさない吸着力の安定性を維持しつつ残留吸着の問題を解決するためには、内側と外側のリーク電流差を０ｍＡ近傍に保ちつつ、静電吸着電圧（内）−静電吸着電圧（外）＝１０００Ｖにすると、内側と外側の可変ウェハ電位差ΔＶｄｃ（内／外）＝５００Ｖとなり最適な静電吸着が得られることが判った。
【００２７】
つまり、基板電極に対して適正な吸着を得るためのΔＶｄｃをΔＶｄｃ（Ｐ）とすると、安定な静電吸着を得ながらプラズマ処理室中の異常放電を抑制するためには、内側と外側の静電吸着電圧の差を、ΔＶｄｃ（Ｐ）の２倍に保ちつつ、内側と外側のリーク電流差を０ｍＡ近傍になるように制御することで実現可能であることが判明した。
【００２８】
図５は本実施例に係るプラズマ処理装置(プラズマエッチング装置)の静電吸着装置部における動作手順を示すフローチャート図である。ステップ１において、静電吸着用電源２７、２８は、内側吸着電極１５および外側吸着電極１６に静電吸着電圧（吸着スタート時用に設定された吸着電圧値）を印加する。ステップ２において、内側吸着電極１５および外側吸着電極１６を通して流れるリーク電流値はリーク電流検出計３０により検知する。ステップ３において、制御部３１はリーク電流検出計で検知された内側と外側のリーク電流差を元に静電吸着用電源２７、２８が印加する内側と外側の静電吸着電圧を内側と外側の吸着電圧の差を一定（ΔＶｄｃ（Ｐ）の２倍）に保ちながら制御する。なお、図５では内側電極と外側電極の可変ウェハ電位差ΔＶｄｃ（内／外）＝５００Ｖとしたが、この値は基板電極材料の電気特性により適正値は変わる。したがって、装置毎にΔＶｄｃを求めることが望ましい。
【００２９】
図６は本実施例に係るプラズマ処理装置（プラズマエッチング装置）の基板電極(静電吸着装置)からのリーク電流差（内側／外側）と静電吸着電圧（内側／外側）の相関を示す図である。装置構成は図２と同様である。
【００３０】
上記で述べたように内側と外側のリーク電流差が約０．７ｍＡ以上の領域ではプラズマ処理室壁面の絶縁材料表面で異常放電を起こすため、リーク電流差が０．７ｍＡ以上にならないように静電吸着電圧（内側／外側）を可変させる必要がある。また、この静電吸着電圧を可変させて安定な吸着力を得るためには、静電吸着電圧（内）−静電吸着電圧（外）＝１０００Ｖになる電圧でリーク電流差が０ｍＡになる静電吸着電圧を探せばよい。
【００３１】
したがって、図６のようにウェハ電位Ｖｄｃが０Ｖ、つまり、高周波バイアス電源がほぼ０Ｗに近い条件において、静電吸着電圧（内／外）を可変し、適正な静電吸着力およびプラズマ異常放電の抑制効果が得られる範囲の静電吸着電圧（内／外）を調べた。
【００３２】
たとえば、図６の（１）は静電吸着電圧（内）−静電吸着電圧（外）＝１０００Ｖとなる直線を示す。まず、この直線上の（２）（＋５００Ｖ（内）、−５００Ｖ（外））の場合、内側の静電吸着電圧と外側の静電吸着電圧が等しいことからリーク電流差が０ｍＡとなり、異常放電を起こせず、さらに静電吸着力も安定であることが判明した。
【００３３】
一方、図６の（３）（＋７００Ｖ（内）、−３００Ｖ（外））の場合は、安定な静電吸着が得られるが、ウェハ電位Ｖｄｃ＝０Ｖに対してリーク電流差が大きくなり、異常放電を起こす領域（０．７ｍＡ）の境界に位置することが判った。
【００３４】
図６の（４）（＋２００Ｖ（内）、−２００Ｖ（外））はリーク電流差が０ｍＡであるが、静電吸着に必要な静電吸着電圧が弱いため、ウェハ裏面に流れている冷却ガスの流入量と漏れ量の比率が一定にならず、ウェハが基板電極から飛んでしまい異常放電以上の問題を引き起こす境界領域であることが判った。
【００３５】
一方、図６の（５）（＋８００Ｖ（内）、−８００Ｖ（外））の場合は、図６の（２）や（４）と同様に電極内側と外側のリーク電流差が０ｍＡであるが、静電吸着に必要以上の電圧が印加され、速やかに静電吸着力が除電できなくなる残留吸着の問題が発生する境界領域であることが判明した。
【００３６】
以上述べたように、本実施例によれば、ダイポール式のＪ−Ｒ電極を用い、内側電極と外側電極との電位差とリーク電流差とを制御することにより、安定な静電吸着の確保とプラズマ電位の上昇による異常放電の抑制が可能なプラズマ処理装置および方法を提供することができる。
【実施例２】
【００３７】
次に、第２の実施例について図７を用いて説明する。なお、発明を実施するための形態や実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用できる。
【００３８】
図７は本実施例に係る、ダイポール式のＪ−Ｒ電極を有するプラズマ処理装置において、ウェハ電位Ｖｄｃが約−２００Ｖになるように高周波バイアス電源の出力を上げた場合の基板電極からのリーク電流差（内側／外側）と静電吸着電圧（内側／外側）の相関を示す図である。ウェハ電位Ｖｄｃ＝−２００Ｖでは、実施例１で得られた最適な静電吸着電圧（＋５００Ｖ（内）、−５００Ｖ（外））を印加すると、リーク電流差が約０．７ｍＡとなり異常放電を起こす境界領域になることが判った。
【００３９】
この結果から基板電極に直接印加する高周波バイアスパワーの増加によりウェハ電位が負（−）側にシフトするため、安定な吸着力およびプラズマ異常放電の抑制を得るためには、静電吸着電圧（内／外）を負（−）側にシフトさせる必要がある。すなわち、本実施例ではウェハ電位Ｖｄｃが０Ｖから−２００Ｖと負（−）側に変動した分、適正な静電吸着電圧を＋５００Ｖ（内）、−５００Ｖ（外）からそれぞれ負（−）側に２００Ｖシフトした＋３００Ｖ（内）、−７００Ｖの静電吸着電圧を印加すれば安定な静電吸着が確保でき、さらにプラズマ異常放電も防止できる。
【００４０】
一般的に、誘電体膜を流れるリーク電流がウェハと誘電体膜間のギャップにチャージして吸着力が発生するダイポール式のＪ−Ｒ電極は，比較的低電圧で大きな吸着圧力を安定して得ることができるためエッチング装置への適用がすすめられている。しかしながらＪ−Ｒ型電極では，誘電体膜の抵抗率や表面状態が変わるとリーク電流が変化するため，吸着力と残留吸着力も変化することが知られている。さらに、Ｊ−Ｒ型電極は電極材料が有する電気抵抗率により、電極の溶射膜とウェハ表面のギャップから発生する表面抵抗率で安定な吸着に必要な静電吸着電圧が決められる。さらに、基板電極の抵抗率は温度の変化にも影響を受けるため、安定な吸着力が得られるΔＶｄｃの値は変わる。
【００４１】
以上述べたように、本実施例によれば、ダイポール式のＪ−Ｒ電極を用い、被処理基板の電位を考慮し、内側電極と外側電極との電位差とリーク電流差とを制御することにより、安定な静電吸着の確保とプラズマ電位の上昇による異常放電の抑制が可能なプラズマ処理装置および方法を提供することができる。
【実施例３】
【００４２】
第３の実施例について図８を用いて説明する。なお、発明を実施するための形態や実施例１、２に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用できる。
【００４３】
図８は本実施例に係るプラズマ処理装置の基板電極(静電吸着装置)からのリーク電流差（内側／外側）と静電吸着電圧（内側／外側）の相関を示す図である。
【００４４】
本実施例においては、ダイポール式のＪ−Ｒ電極において、上記のような適正なΔＶｄｃの値が異なる場合においても、安定な静電吸着を得ながらプラズマ処理室中の異常放電を抑制することができる手法を示す。たとえば、安定かつ適正なウェハの吸着力が得られるためのΔＶｄｃ（Ｐ）が４００Ｖとする。この値は予め求めることができる。この時、実施例１で説明したように、静電吸着電圧（内）の静電吸着電圧（外）の差を８００Ｖに保ちつつ、ウェハ電位Ｖｄｃ＝０Ｖでの内側と外側のリーク電流差が０ｍＡになるようにすると、可変ウェハ電位差（ΔＶｄｃ）はつり合っていることからΔＶｄｃ（内）＝ΔＶｄｃ（外）＝４００Ｖとなる。このように、内側と外側のリーク電流差を０ｍＡ近傍に保ちつつ、静電吸着電圧（内）の静電吸着電圧（外）の差を８００Ｖにすると安定な静電吸着力および異常放電の抑制が得られることが判った。
【００４５】
つまり、異なる電気抵抗による適正な吸着をえるためのΔＶｄｃが変動しても、内側と外側の静電吸着電圧の差を、ΔＶｄｃ（Ｐ）の２倍に保ちつつ、内側と外側のリーク電流差を０ｍＡ近傍になるように制御することで安定な静電吸着を得ながらプラズマ処理室中の異常放電を抑制が実現可能であることが判明した。
【００４６】
以上述べたように、本実施例によれば、ダイポール式のＪ−Ｒ電極を用い、内側電極と外側電極との電位差とリーク電流差とを制御することにより、安定な静電吸着の確保とプラズマ電位の上昇による異常放電の抑制が可能なプラズマ処理装置および方法を提供することができる。
【００４７】
以上、本願発明を詳細に説明したが、以下に主な発明の形態を列挙する。  
（１）真空処理室と、前記真空処理室内に配置され、被処理材が設置される、ダイポール式の内側吸着電極と外側吸着電極とを備えた静電吸着装置と、前記内側吸着電極及び外側吸着電極へそれぞれ異なった静電吸着電圧を印加する直流電源と、前記静電吸着装置へバイアス電圧を印加するバイアス用高周波電源と、前記被処理材を処理するプラズマを発生する手段とを有するプラズマ処理装置において、
前記内側吸着電極から前記プラズマを経由して流れる第１のリーク電流を検出する第１のリーク電流検出手段と、
前記外側吸着電極から前記プラズマを経由して流れる第２のリーク電流を検出する第２のリーク電流検出手段と、
検出された前記第１のリーク電流と前記第２のリーク電流との電流差が所定の範囲内となるように、前記内側吸着電極及び外側吸着電極へそれぞれ異なった静電吸着電圧を印加する前記直流電源を制御する制御部とを有することを特徴とするプラズマ処理装置。  
（２）前項（１）記載のプラズマ処理装置において、
前記制御部は、前記内側吸着電極及び外側電極の吸着電圧の差を一定に保ちながら静電吸着電圧を印加する前記直流電源を制御するものであることを特徴とするプラズマ処理装置。  
（３）前項（１）記載のプラズマ処理装置において、
前記電流差における前記所定の範囲は、±０．７ｍＡ以内であることを特徴とするプラズマ処理装置。  
（４）前項（１）記載のプラズマ処理装置において、
予め求められた適正な吸着を得るための可変ウェハ電位差をΔＶｄｃ（Ｐ）としたとき、
前記制御部は、前記内側吸着電極及び前記外側吸着電極の電圧差を前記ΔＶｄｃ（Ｐ）の２倍となるように保ちつつ、前記第１のリーク電流と前記第２のリーク電流の電流差が０ｍＡとなるように前記直流電源を制御するものであることを特徴とするプラズマ処理装置。  
（５）真空処理室内に配置され、ダイポール式の内側吸着電極と外側吸着電極とを備えた静電吸着装置の前記内側吸着電極と外側吸着電極へ予め設定された静電吸着電圧をそれぞれ印加するステップと、
前記内側吸着電極と外側吸着電極を通して流れるリーク電流をそれぞれ検出するステップと、
検出されたそれぞれの前記リーク電流の差が所定の範囲となるように、前記内側吸着電極と外側吸着電極へ印加する吸着電圧の差を一定に保ちながら前記内側吸着電極と外側吸着電極へ吸着電圧を印加する吸着電源を制御するステップと、を有することを特徴とするプラズマ処理方法。  
（６）前項（５）記載のプラズマ処理方法において、
前記電流差における前記所定の範囲は、±０．７ｍＡ以内であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【符号の説明】
【００４８】
１…ウェハ、
２…静電吸着装置、
３…絶縁部材、
４…保護カバー、
５…真空チャンバ、
６…真空処理室、
７…コイル、
８…シャワープレート、
９…貫通孔、
１０…蓋、
１３…静電吸着膜、
１４…セラミックス層、
１５…内側吸着電極、
１６…外側吸着電極、
２１…マイクロ波電源、
２２…スイッチ、
２３…整合器、
２４…アンテナ、
２５…カップリングコンデンサ、
２６…バイアス用高周波電源、
２７…静電吸着用電源（内）、
２８…静電吸着用電源（外）、
２９…静電吸着用電流計、
３０…リーク電流検出計、
３１…制御部、
１００…プラズマ、
１０１…処理ガス供給系。
【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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【図７】
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【図８】
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