(57)【要約】【課題】ウェハの温度を適正に制御することが可能な静電チャックのコーティング方法及びプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】基板をプラズマ処理する前に、基板を静電チャックに載置しない状態でＣ及びＦを含有するガスを供給し、供給されたガスからプラズマを生成し、前記生成されたプラズマにより前記静電チャックのセンタ側に形成される膜が該静電チャックのエッジ側に形成される膜よりも厚く形成されるように該静電チャックの一部又は全部をコーティングする、工程を含む静電チャックのコーティング方法が提供される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をプラズマ処理する前に、基板を静電チャックに載置しない状態でＣ及びＦを含有するガスを供給し、供給されたガスからプラズマを生成し、
前記生成されたプラズマにより前記静電チャックのセンタ側に形成される膜が該静電チャックのエッジ側に形成される膜よりも厚く形成されるように該静電チャックの一部又は全部をコーティングする、
工程を含む静電チャックのコーティング方法。
【請求項２】
前記Ｃ及びＦを含有するガスは、Ｈを含有しないガスである、
請求項１に記載の静電チャックのコーティング方法。
【請求項３】
前記Ｃ及びＦを含有するガスは、Ｃ４Ｆ６ガス、Ｃ４Ｆ８ガス、Ｃ３Ｆ８ガスの少なくともいずれかのガスを含む、
請求項１又は２に記載の静電チャックのコーティング方法。
【請求項４】
基板をプラズマ処理する前に、基板を静電チャックに載置しない状態でＣ、Ｈ及びＦを含有するガスを供給し、供給されたガスからプラズマを生成し、
前記生成されたプラズマにより前記静電チャックのエッジ側の膜が該静電チャックのセンタ側の膜よりも厚く形成されるように該静電チャックの一部又は全部をコーティングする、
工程を含む静電チャックのコーティング方法。
【請求項５】
前記Ｃ、Ｈ及びＦを含有するガスは、ＣＨ２Ｆ２ガス、ＣＨＦ３ガス、ＣＨＦ２ガスの少なくともいずれかのガスを含有する、
請求項４のいずれか一項に記載の静電チャックのコーティング方法。
【請求項６】
前記静電チャックをコーティングする工程は、
基板をプラズマ処理する前に実行される、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の静電チャックのコーティング方法。
【請求項７】
前記静電チャックをコーティングする工程は、
基板を前記静電チャックに載置しない状態でクリーニングガスにより該静電チャックをドライクリーニングした後に実行される、
請求項６に記載の静電チャックのコーティング方法。
【請求項８】
基板をプラズマ処理する前に、静電チャックに形成される膜の厚さに関する複数のプロファイルを記憶部に記憶したレシピに基づき、該静電チャックに所望の厚さ分布の膜が形成されるようにＣ及びＦを含有するガス、又はＣ、Ｈ及びＦを含有するガスの供給を制御する制御部と、
前記制御部による制御に応じて基板を前記静電チャックに載置しない状態でＣ及びＦを含有するガス、又はＣ、Ｈ及びＦを含有するガスを供給するガス供給源と、を有し、
前記制御部は、前記供給されたガスから生成されたプラズマにより生成された膜で前記静電チャックの一部又は全部をコーティングするように制御する、
プラズマ処理装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記静電チャックの一部又は全部を生成された膜でコーティングした後にプロセスガスを供給させ、該プロセスガスから生成されたプラズマにより基板をプラズマ処理させる、
請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記基板がプラズマ処理された後であって、前記静電チャックの一部又は全部が所望の厚さ分布の膜でコーティングされる前にクリーニングガスを供給させ、該クリーニングガスから生成されたプラズマにより前記静電チャックをクリーニングさせる、
請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
静電チャックのコーティング方法及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハを載置しない状態でチャンバ内を洗浄するウェハレスドライクリーニング（ＷＬＤＣ：Wafer Less Dry Cleaning）が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１には、ウェハの処理前にウェハを載置しない状態でチャンバ内を洗浄し、洗浄後にチャンバ内にプレコートガスを流入させ、チャンバ内の表面にプレコート膜を形成後、ウェハを処理する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１３９０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、静電チャックの表面に付着した堆積物は、ウェハレスドライクリーニング時に静電チャックの表面がプラズマに暴露されることが主要因で付着したものであり、ウェハレスドライクリーニングにより除去することは困難である。
【０００５】
よって、ウェハレスドライクリーニングの実行に伴い、静電チャックの表面には堆積物が付着し、静電チャックの表面は経時的に変化する。このような静電チャックの表面の経時的変化は、ウェハの温度を適正に制御することを困難にするという課題を有する。
【０００６】
上記特許文献１では、チャンバ内の表面を酸素と親和性のある塩素等でプレコートすることで、プラズマ中の酸素ラジカルの量を減少させ、これにより、フォトレジストのエッチングにおける選択比を最適にする。よって、特許文献１に開示された技術では、静電チャックの表面に付着した堆積物による静電チャックの表面の経時的変化に基づき、ウェハの温度を適正に制御することは難しい。
【０００７】
上記課題に対して、一側面では、ウェハの温度を適正に制御することが可能な静電チャックのコーティング方法及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】
【０００８】
上記課題を解決するために、一の態様によれば、
基板をプラズマ処理する前に、基板を静電チャックに載置しない状態でＣ及びＦを含有するガスを供給し、供給されたガスからプラズマを生成し、
前記生成されたプラズマにより前記静電チャックのセンタ側に形成される膜が該静電チャックのエッジ側に形成される膜よりも厚く形成されるように該静電チャックの一部又は全部をコーティングする、
工程を含む静電チャックのコーティング方法が提供される。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、他の態様によれば、
基板をプラズマ処理する前に、基板を静電チャックに載置しない状態でＣ、Ｈ及びＦを含有するガスを供給し、供給されたガスからプラズマを生成し、
前記生成されたプラズマにより前記静電チャックのエッジ側の膜が該静電チャックのセンタ側の膜よりも厚く形成されるように該静電チャックの一部又は全部をコーティングする、
工程を含む静電チャックのコーティング方法が提供される。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、他の態様によれば、
基板をプラズマ処理する前に、静電チャックに形成される膜の厚さに関する複数種類のプロファイルを記憶部に記憶したレシピに基づき、該静電チャックに所望の厚さ分布の膜が形成されるようにＣ及びＦを含有するガス、又はＣ、Ｈ及びＦを含有するガスの供給を制御する制御部と、
前記制御部による制御に応じて基板を前記静電チャックに載置しない状態でＣ及びＦを含有するガス、又はＣ、Ｈ及びＦを含有するガスを供給するガス供給部と、を有し、
前記制御部は、前記供給されたガスから生成されたプラズマにより前記静電チャックの一部又は全部を所望の厚さ分布の膜でコーティングするように制御する、
プラズマ処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
一の態様によれば、ウェハの温度を適正に制御することが可能な静電チャックのコーティング方法及びプラズマ処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】未使用と使用済の静電チャックに対する温度制御の結果の一例を示した図。
【図２】一実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成図。
【図３】一実施形態に係るコーティング膜の厚さ分布の一例を示した図。
【図４】一実施形態に係るコーティング膜の有無とウェハ温度の一例を示した図。
【図５】一実施形態に係るコーティング膜の厚さとウェハ温度の一例を示した図。
【図６】一実施形態に係るコーティングのためのレシピ選択処理の一例を示したフローチャート。
【図７】一実施形態に係る第１のコーティング処理の一例を示したフローチャート。
【図８】一実施形態に係る第２のコーティング処理の一例を示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
（はじめに）
静電チャックの表面に付着した堆積物は、ウェハレスドライクリーニング時に静電チャックの表面がプラズマに暴露されることが主要因で付着したものであり、ウェハレスドライクリーニングにより除去することは困難である。
【００１４】
よって、ウェハレスドライクリーニングの実行に伴い、静電チャックの表面には堆積物が付着し、静電チャックの表面は経時的に変化する。このような静電チャックの表面の経時的変化は、ウェハの温度を適正に制御することを困難にする。
【００１５】
例えば、未使用の静電チャックと、数１０００時間以上使用された使用済の静電チャックとでは、静電チャックに対して同一の温度制御を行っても静電チャックの温度は異なる値に制御される場合がある。
【００１６】
図１には、未使用の静電チャック（Ｎｅｗ  ＥＳＣ）と、数１０００時間以上使用された使用済の静電チャック（Ｕｓｅｄ  ＥＳＣ）（以下、単に「使用済の静電チャック」ともいう。）とに対して同一の温度制御を行ったときのウェハの温度分布の一例を示す。このとき、使用済の静電チャックの表面には、ウェハレスドライクリーニング（ＷＬＤＣ）の際に炭素（Ｃ）とフッ素（Ｆ）とを含む有機化合物（ポリマー）が付着している。
【００１７】
横軸に示したＣＦ化合物の堆積量（ｎｍ）に対し、縦軸に示したウェハの温度を考察すると、未使用の静電チャックを使用した場合、使用済の静電チャックを使用した場合よりもウェハのセンタからミドル付近の温度がエッジ付近の温度よりも高くなった。これは、使用済の静電チャックでは、主にＣＦ化合物がチャックの表面に付着して、温度を低下させることにより生じると考えられる。このような静電チャックの表面の経時的変化に基づくウェハの温度制御の結果のバラツキは、エッチングレート等のプラズマプロセスの特性に影響を及ぼすため好ましくない。
【００１８】
そこで、以下では、ウェハの温度を適正に制御することが可能な静電チャックのコーティング方法及び当該コーティング方法を実行するプラズマ処理装置の一実施形態について説明する。
【００１９】
［プラズマ処理装置の全体構成］
まず、本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置を例に挙げて説明する。プラズマ処理装置は、静電チャックのコーティング方法を実行し、静電チャックにコーティング膜を成膜可能な装置である。図２は、本実施形態にかかるプラズマ処理装置１の断面図である。ここではチャンバ内に下部電極２０（載置台）と上部電極２５（シャワーヘッド）とを対向配置し、上部電極２５から処理ガスをチャンバ内に供給する平行平板型のプラズマ処理装置を例に挙げて説明する。
【００２０】
プラズマ処理装置１は、例えばアルミニウム等の導電性材料からなるチャンバ１０及びチャンバ１０内にガスを供給するガス供給源１５を有する。チャンバ１０は、接地されている。ガス供給源１５は、コーティング工程、エッチング工程及びウェハレスドライクリーニング（ＷＬＤＣ）工程の各工程においてそれぞれ特定のガスを供給する。
【００２１】
チャンバ１０は電気的に接地されており、チャンバ１０内には下部電極２０と、これに対向して平行に配置された上部電極２５とが設けられている。下部電極２０は、半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）を載置する載置台としても機能する。ウェハは、エッチング対象である基板の一例である。
【００２２】
載置台（下部電極２０）の上面には、ウェハを静電吸着するための静電チャック１０６が設けられている。静電チャック１０６は、絶縁体１０６ｂの間にチャック電極１０６ａを挟み込んだ構造となっている。チャック電極１０６ａには直流電圧源１１２が接続され、直流電圧源１１２から電極１０６ａに直流電圧が印加されることにより、クーロン力によってウェハが静電チャック１０６に吸着される。
【００２３】
載置台（下部電極２０）は、支持体１０４により支持されている。支持体１０４の内部には、冷媒流路１０４ａが形成されている。冷媒流路１０４ａには、冷媒入口配管１０４ｂ及び冷媒出口配管１０４ｃが接続されている。冷媒流路１０４ａには、適宜冷媒として例えば冷却水等が循環される。
【００２４】
伝熱ガス供給源８５は、ヘリウムガス（Ｈｅ）やアルゴンガス（Ａｒ）等の伝熱ガスをガス供給ライン１３０に通して静電チャック１０６上のウエハＷの裏面に供給する。かかる構成により、静電チャック１０６は、冷媒流路１０４ａに循環させる冷却水と、ウエハＷの裏面に供給する伝熱ガスとによって温度制御される。この結果、ウェハを所定の温度に制御することができる。
【００２５】
下部電極２０には、２周波重畳電力を供給する電力供給装置３０が接続されている。電力供給装置３０は、第１周波数の第１高周波電力（プラズマ生起用高周波電力）を供給する第１高周波電源３２と、第１周波数よりも低い第２周波数の第２高周波電力（バイアス電圧発生用高周波電力）を供給する第２高周波電源３４を備える。第１高周波電源３２は、第１整合器３３を介して下部電極２０に電気的に接続される。第２高周波電源３４は、第２整合器３５を介して下部電極２０に電気的に接続される。第１高周波電源３２は、例えば、４０ＭＨｚの第１高周波電力を供給する。第２高周波電源３４は、例えば、３．２ＭＨｚの第２高周波電力を供給する。
【００２６】
第１及び第２整合器３３、３５は、それぞれ第１及び第２高周波電源３２、３４の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるためのものであり、チャンバ１０内にプラズマが生成されているときに第１、第２高周波電源３２、３４の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。
【００２７】
上部電極２５は、その周縁部を被覆するシールドリング４０を介してチャンバ１０の天井部に取り付けられている。上部電極２５は、図１に示すように電気的に接地してもよく、また図示しない可変直流電源を接続して上部電極２５に所定の直流（ＤＣ）電圧が印加されるように構成してもよい。
【００２８】
上部電極２５には、ガス供給源１５からガスを導入するためのガス導入口４５が形成されている。また、上部電極２５の内部にはガス導入口４５から分岐して導入されたガスを拡散するセンタ側の拡散室５０ａ及びエッジ側の拡散室５０ｂが設けられている。
【００２９】
上部電極２５には、この拡散室５０からのガスをチャンバ１０内に供給する多数のガス供給孔５５が形成されている。各ガス供給孔５５は、下部電極２０に載置されたウェハＷと上部電極２５との間にガスを供給できるように配置されている。
【００３０】
ガス供給源１５からのガスはガス導入口４５を介して拡散室５０ａ、５０ｂに供給され、ここで拡散して各ガス供給孔５５に分配され、ガス供給孔５５から下部電極２０に向けて吐出される。以上から、かかる構成の上部電極２５は、ガスを供給するガスシャワーヘッドとしても機能する。
【００３１】
チャンバ１０の底面には排気口６０が形成されており、排気口６０に接続された排気装置６５によって排気が行われることによって、チャンバ１０内を所定の真空度に維持することができる。チャンバ１０の側壁にはゲートバルブＧが設けられている。ゲートバルブＧは、チャンバ１０からウェハＷの搬入及び搬出を行う際に搬出入口を開閉する。
【００３２】
プラズマ処理装置１には、装置全体の動作を制御する制御部１００が設けられている。制御部１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０５と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１１０及びＲＡＭ（Random  Access  Memory）１１５の記録領域とを有している。ＣＰＵ１０５は、これらの記憶領域に格納された各種レシピに従って、後述されるコーティング処理、エッチング等の所望の処理、クリーニング処理を実行する。レシピにはプロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、圧力（ガスの排気）、高周波電力や電圧、各種プロセスガス流量、チャンバ内温度（上部電極温度、チャンバの側壁温度、ＥＳＣ温度など）などが記載されている。なお、これらのプログラムや処理条件を示すレシピは、ハードディスクや半導体メモリに記憶されていてもよく、またＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で記憶領域の所定位置にセットするようになっていてもよい。
【００３３】
以上、本実施形態に係るプラズマ処理装置１の全体構成について説明した。かかる構成のプラズマ処理装置１によって、後述されるコーティング処理→エッチング等の処理→ウェハレスドライクリーニング処理の順に処理が繰り返される。
【００３４】
コーティング処理では、ウェハＷを静電チャック１０６に載置しない状態でガス供給源１５からコーティング用のガス及び高周波電力がチャンバ１０内に供給され、プラズマが生成される。生成されたプラズマにより静電チャック１０６の表面に所望のコーティング膜が成膜される。
【００３５】
エッチング等の処理では、ゲートバルブＧの開閉が制御され、ウェハＷがチャンバ１０に搬入され、下部電極２０に載置される。次いで、エッチング等のプロセスガス、高周波電力がチャンバ１０内に供給され、生成されたプラズマによりウェハＷにプラズマエッチング等の所望の処理が施される。処理後、ゲートバルブＧの開閉が制御され、ウェハＷがチャンバ１０から搬出される。
【００３６】
ウェハレスドライクリーニング処理では、ウェハＷを静電チャック１０６に載置しない状態でガス供給源１５からクリーニングガス及び高周波電力がチャンバ１０内に供給され、プラズマが生成される。生成されたプラズマによりチャンバ１０内が洗浄される。これにより、静電チャック１０６の表面のコーティング膜は除去される。
【００３７】
以下では、本実施形態に係る静電チャックのコーティング方法を中心に説明する。
【００３８】
[コーティング]
静電チャックの表面に凸プロファイルの分布を有する膜をコーティングした場合のウェハの温度変化について、図３〜図５を参照しながら説明する。図３は、一実施形態に係るコーティング膜の厚さ分布の一例と当該厚さ分布のコーティング膜を成膜するプロセス条件を示す。図４は、一実施形態に係るコーティング膜の有無とウェハ温度の一例を示す。図５は、一実施形態に係るコーティング膜の厚さとウェハ温度の一例を示す。
【００３９】
図３の（ａ）は、直径が３００ｍｍのウェハの径方向の位置（以下、「ウェハ位置」という。）における静電チャックの表面への堆積量（すなわち、コーティング膜の厚さ）を示す。Ｘ、Ｙは直交する径のそれぞれのウェハ位置における堆積量を示す。
【００４０】
図３の（ａ）は、静電チャックの表面のセンタからミドルのコーティング膜が、ミドルからエッジのコーティング膜よりも厚くなる凸プロファイルの分布を有する膜を示す。図３の（ａ）の膜厚分布を有するコーティング膜を形成するためのプロセス条件を以下に示す。
＜プロセス条件：凸プロファイル＞
圧力                    ４００ｍＴｏｒｒ（５３．３Ｐａ）
第１高周波電力のパワー  ８００Ｗ
第２高周波電力のパワー  ０Ｗ
ガス種及びガス流量      Ｃ４Ｆ６（ヘキサフルオロ１，３ブタジエン）／Ｃ４Ｆ８（パーフルオロシクロブタン）／Ｃ３Ｆ８（八フッ化プロパン）／Ａｒ（アルゴン）＝１００／８５／９５／１００ｓｃｃｍ
ガス供給比（シャワーヘッド）  センタ：エッジ＝５０：５０
静電チャックの温度制御  ２０℃
成膜時間                ２０秒
上記プロセス条件の下、本実施形態にかかるプラズマ処理装置１を用いて成膜処理が実行される。その際、制御部１００は、ウェハを静電チャック１０６に載置しない状態でガス供給源１５から炭素（Ｃ）とフッ素（Ｆ）とを含むコーティング用のガスが供給されるように制御する。また、制御部１００は、上記パワーの第１高周波電力がチャンバ１０内に供給されるように制御する。その結果生成されたプラズマにより、予め定められた成膜時間、成膜処理が施される。この結果、静電チャックの表面に炭素（Ｃ）とフッ素（Ｆ）とを含有する化合物が付着し、静電チャックのセンタからミドルの膜厚がミドルからエッジの膜厚よりも厚くなる図３の（ａ）に示した厚さ分布のＣＦ系のコーティング膜が成膜される。
【００４１】
静電チャックの表面が、図３の（ａ）に示した厚さ分布のコーティング膜でコーティングされる効果の一例について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４及び図５にて示されるウェハの温度は、コーティングされている静電チャック及びコーティングされていない静電チャックに対して同じ温度制御を行った結果得られるウェハの温度の一例である。
【００４２】
その結果、コーティング前の静電チャックに対して温度制御した場合、ウェハの平均温度は、６２．５℃であった。このとき、ウェハのセンタの温度は６２．２℃、エッジの温度は６４．９℃であった。
【００４３】
これに対して、図３の（ａ）に示した凸プロファイルのコーティング膜でコーティングした後の静電チャックに対して温度制御した場合、ウェハの平均温度は、５７．５℃であった。このとき、ウェハのセンタの温度は５３．８℃、エッジの温度は６４．７℃であった。
【００４４】
さらに、上記コーティング膜を除去した後の静電チャックに対して温度制御した場合、ウェハの平均温度は、６２．０℃であった。このとき、ウェハのセンタの温度は６０．９℃、エッジの温度は６３．６℃であった。
【００４５】
この結果から、センタからミドルの膜厚がミドルからエッジの膜厚よりも厚いＣＦ系のコーティング膜を静電チャックにコーティングすると、ウェハのセンタ付近の温度が低下し、コーティング膜を静電チャックから除去すると、コーティング前の温度制御状態に概ね戻ることがわかる。
【００４６】
この結果は、図５にも示されている。図５は、一実施形態に係るコーティング膜の厚さ（ＣＦ化合物の堆積量）に対するウェハ温度の一例を示した図である。図５に示されるように、静電チャックの表面のコーティング膜は、１００ｎｍ以下の膜厚のとき、ウェハの温度を低下させる効果があり、１００ｎｍ以上の膜厚では、ウェハ温度が下げ止まり、ほとんど変化しない。つまり、最適な膜厚は所望のウェハ温度を目標として、膜厚を変化させることで可能となる。
【００４７】
以上から、静電チャックにＣＦ系のコーティング膜を成膜することにより、センタからミドルの温度がミドルからエッジの温度よりも低下するようにウェハの温度を制御することができる。特に、未使用の静電チャックの表面は、堆積物が付着していないため、温度制御が困難な場合がある。その場合においても、未使用の静電チャックにＣＦ系のコーティング膜を成膜することにより、ウェハを所望の温度分布に制御することができる。特に、凸プロファイルのプロセス条件に基づき成膜されるコーティング膜は、ウェハのセンタからミドルまでの領域の温度を低下させるように制御したい場合に有効である。
【００４８】
なお、凸プロファイルのプロセス条件では、コーティング用のガスとして、ＣとＦ等を含む混合ガス（ＣＦ系ガス）を用いたが、ＣＦ系ガスは単ガスでもよいし、混合ガスでもよい。また、コーティング用のガスは、水素Ｈは含まれないガスである。
【００４９】
コーティング用のガスには、アルゴンガス（Ａｒ）、酸素ガス（Ｏ２）、ヘリウムガス（Ｈｅ）が含まれてもよいし、含まれなくてもよい。これらのガスは、主に成膜速度を低下させる用途、又は均一性制御（コーティング膜のプロファイルの調整）の用途で用いられる。
【００５０】
次に、凹プロファイルの分布を有する膜をコーティングする場合のプロセス条件について説明する。図３の（ｂ）は、静電チャックの表面のミドルからエッジのコーティング膜が、センタからミドルのコーティング膜よりも厚くなる凹プロファイルの分布を有する膜を示す。図３の（ｂ）の膜厚分布を有するコーティング膜を形成するためのプロセス条件を以下に示す。
＜プロセス条件：凹プロファイル＞
圧力                    ２００ｍＴｏｒｒ（２６．７Ｐａ）
第１高周波電力のパワー  ８００Ｗ
第２高周波電力のパワー  ０Ｗ
ガス種及びガス流量      ＣＨ２Ｆ２（二フッ化メタン）／ＣＨＦ３（三フッ化メチル）＝２００／１００  ｓｃｃｍ
ガス供給比（シャワーヘッド）  センタ：エッジ＝５０：５０
静電チャックの温度制御  ２０℃（固定）
成膜時間                ６０秒
上記プロセス条件の下、本実施形態にかかるプラズマ処理装置１を用いて成膜処理が実行される。その際、制御部１００は、ウェハを静電チャック１０６に載置しない状態でガス供給源１５から上記炭素（Ｃ）と水素（Ｈ）とフッ素（Ｆ）とを含むコーティング用のガスが供給されるように制御する。また、制御部１００は、上記パワーの第１高周波電力がチャンバ１０内に供給されるように制御する。その結果生成されたプラズマにより、予め定められた成膜時間、成膜処理が施される。この結果、静電チャックのミドルからエッジの膜厚がセンタからミドルの膜厚よりも厚くなる図３の（ｂ）に示した厚さ分布のコーティング膜が成膜される。
【００５１】
以上から、静電チャックにＣＨＦ系のコーティング膜を成膜することにより、ミドルからエッジの温度がセンタからミドルの温度よりも低下するようにウェハの温度を制御することができる。特に、未使用の静電チャックの表面は、堆積物が付着していないため、温度制御が困難な場合がある。その場合においても、未使用の静電チャックにＣＨＦ系のコーティング膜を成膜することにより、ウェハを所望の温度分布に制御することができる。特に、凹プロファイルのプロセス条件に基づき成膜されるコーティング膜は、ウェハのミドルからエッジまでの領域の温度を下げたい場合に有効である。
【００５２】
なお、凹プロファイルのプロセス条件では、コーティング用のガスとして、ＣとＨとＦとを含む混合ガス（ＣＨＦ系ガス）を用いたが、ＣＨＦ系ガスは単ガスでもよいし、混合ガスでもよい。コーティング用のガスには、アルゴンガス（Ａｒ）、酸素ガス（Ｏ２）、ヘリウムガス（Ｈｅ）が含まれてもよいし、含まれなくてもよい。
【００５３】
以上、本実施形態に係る静電チャックのコーティング膜（凸プロファイル及び凹プロファイル）にかかるプロセス条件と、静電チャックへのコーティングの有無によるウェハの温度制御に対する効果について説明した。
【００５４】
[コーティング工程]
次に、上記コーティング膜を成膜するコーティング、エッチング等のプロセス及びクリーニングを含む処理について説明する。図６は、一実施形態に係るコーティングのためのレシピ選択処理の一例を示したフローチャートである。図７は、一実施形態に係る第１のコーティング処理の一例を示したフローチャートである。図８は、一実施形態に係る第２のコーティング処理の一例を示したフローチャートである。
【００５５】
（レシピ選択処理）
図６に示したコーティングのためのレシピ選択処理が開始されると、制御部１００は、コーティングの条件を取得する（ステップＳ１０）。例えば、制御部１００は、コーティングの条件として、センタからミドルの領域の温度低下を条件とすることやミドルからエッジの領域の温度低下を条件とすること等の条件を取得する。この条件の取得は、管理者等に条件に関する情報を入力させることにより行われてもよい。
【００５６】
次に、制御部１００は、取得した条件に基づき、プロファイルの種類を判定する（ステップＳ１２）。センタからミドルの領域の温度低下を条件とする場合、プロファイルの種類は凸プロファイルと判定され、制御部１００は、凸プロファイルに応じたレシピを取得し（ステップＳ１４）、第１のコーティング処理（図７）へ進む（ステップＳ１６）。凸プロファイルに応じたレシピは、予めＲＡＭ１１５等の記憶部に記憶されている。
【００５７】
一方、ミドルからエッジの領域の温度低下を条件とする場合、ステップＳ１２においてプロファイルの種類は凹プロファイルと判定され、制御部１００は、凹プロファイルに応じたレシピを記憶部から取得し（ステップＳ１８）、第２のコーティング処理（図８）等へ進む（ステップＳ２０）。凹プロファイルに応じたレシピは、予めＲＡＭ１１５等の記憶部に記憶されている。
【００５８】
[第１のコーティング処理]
（コーティング処理）
図６のステップＳ１６にて呼び出される、図７に示した第１のコーティング処理が開始されると、制御部１００は、本実施形態にかかる静電チャックのコーティング方法を実行する。即ち、制御部１００は、凸プロファイルに応じたレシピに基づき、静電チャックへのコーティング処理を実行する（ステップＳ１６０）。
【００５９】
具体的には、制御部１００は、凸プロファイルに応じたレシピに応じてチャンバ内を制御する。これにより、ウェハを静電チャックに載置しない状態でガス供給源１５からＣ４Ｆ６ガス、Ｃ４Ｆ８ガス、Ｃ３Ｆ８ガス及びＡｒガスがチャンバ内に供給される。また、電力供給装置３０から８００Ｗの第１高周波電力が供給される。これによってプラズマが生成される。生成されたプラズマにより、静電チャックのセンタ側に形成される膜が静電チャックのエッジ側に形成される膜よりも厚く形成されるように、静電チャックの一部又は全部がＣＦ系の膜でコーティングされる。コーティングされた膜の一例としては、図３の（ａ）に示されるように、静電チャックのセンタからミドルの膜厚が、ミドルからエッジの膜厚よりも厚いコーティング膜が挙げられる。
【００６０】
なお、ガス供給源１５から供給されるガスは、Ｃ４Ｆ６ガス、Ｃ４Ｆ８ガス及びＣ３Ｆ８ガスの少なくともいずれかの単一ガスであってもよく、混合ガスであってもよい。また、Ａｒガスは含まれなくてもよい。すなわち、ガス供給源１５から供給されるガスは、Ｃ及びＦを含有するガスであればよい。第１のコーティング処理では、供給されるガスにＨガスは含有されない。
【００６１】
（エッチング等の所望の処理）
次に、制御部１００は、ウェハを静電チャックに載置し、所望のプロセスガスをチャンバ内に供給させ、例えば、３０００〜４０００Ｗの第１高周波電力のパワーによりプラズマを生成させる。生成されたプラズマにより、ウェハにエッチングや成膜等の所望の処理が施される（ステップＳ１６２）。このとき、静電チャックは、冷媒流路１０４ａに循環させる冷却水と、ウエハＷの裏面に供給する伝熱ガスとによって温度制御される。特に、本実施形態では、静電チャックがプリコーティングされ、プリコーティングされた膜は、静電チャックのセンタからミドルの膜厚がミドルからエッジの膜厚よりも厚い。よって、本実施形態では、上記膜厚のコーティング膜により、静電チャックのセンタからミドル側の温度を低下させ、ウェハの温度制御性を高めることができる。
【００６２】
（ウェハレスドライクリーニング処理）
処理済みのウェハをチャンバから搬出後、制御部１００は、ウェハを静電チャックに載置しない状態で、クリーニングガスをチャンバ内に供給させ、高周波電力によりプラズマを生成させる。生成されたプラズマにより、静電チャックの表面を含む、チャンバ内が洗浄される（ステップＳ１６４）。これにより、静電チャックの表面のコーティング膜を除去できる。クリーニングガスの一例としては、ヘリウムガス（Ｈｅ）、水素ガス（Ｈ）、酸素ガス（Ｏ）を含むガスであってもよい。
【００６３】
[第２のコーティング処理]
（コーティング処理）
図６のステップＳ２０にて呼び出される、図８に示した第２のコーティング処理が開始されると、制御部１００は、本実施形態にかかる静電チャックのコーティング方法を実行する。即ち、制御部１００は、凹プロファイルに応じたレシピに基づき、静電チャックへのコーティング処理を実行する（ステップＳ２００）。
【００６４】
具体的には、制御部１００は、凸プロファイルに応じたレシピに応じてチャンバ内を制御する。これにより、ウェハを静電チャックに載置しない状態でガス供給源１５からＣＨ２Ｆ２ガス及びＣＨＦ３ガスがチャンバ内に供給される。また、電力供給装置３０から８００Ｗの第１高周波電力が供給される。これによってプラズマが生成される。生成されたプラズマにより、静電チャックのエッジ側に形成される膜が静電チャックのセンタ側に形成される膜よりも厚く形成されるように、静電チャックの一部又は全部がＣＨＦ系の膜でコーティングされる。コーティングされた膜の一例としては、図３の（ｂ）に示されるように、静電チャックのミドルからエッジの膜厚が、センタからミドルの膜厚よりも厚いコーティング膜が挙げられる。
【００６５】
なお、ガス供給源１５から供給されるガスは、ＣＨ２Ｆ２ガス、ＣＨＦ３ガス及びＣＨＦ２ガスの少なくともいずれかの単一ガスであってもよく、混合ガスであってもよい。すなわち、ガス供給源１５から供給されるガスは、Ｃ、Ｈ及びＦを含有するガスであればよい。第２のコーティング処理では、供給されるガスにＨガスが含有される。
【００６６】
（エッチング等の所望の処理）
次に、制御部１００は、ウェハを静電チャックに載置し、所望のプロセスガスをチャンバ内に供給させ、例えば、３０００〜４０００Ｗの第１高周波電力のパワーによりプラズマを生成させる。生成されたプラズマにより、ウェハにエッチングや成膜等の所望の処理が施される（ステップＳ２０２）。このとき、静電チャックは、冷媒流路１０４ａに循環させる冷却水と、ウエハＷの裏面に供給する伝熱ガスとによって温度制御される。特に、本実施形態では、静電チャックがプリコーティングされ、プリコーティングされた膜は、静電チャックのミドルからエッジの膜厚がセンタからミドルの膜厚よりも厚い。よって、本実施形態では、上記膜厚のコーティング膜により、静電チャックのミドルからエッジ側の温度を低下させ、ウェハの温度制御性を高めることができる。
【００６７】
（ウェハレスドライクリーニング処理）
処理済みのウェハをチャンバから搬出後、制御部１００は、ウェハを静電チャックに載置しない状態で、クリーニングガスをチャンバ内に供給させ、高周波電力によりプラズマを生成させる。生成されたプラズマにより、静電チャックの表面を含む、チャンバ内が洗浄される（ステップＳ２０４）。これにより、静電チャックの表面のコーティング膜を除去できる。クリーニングガスの一例としては、ヘリウムガス（Ｈｅ）、水素ガス（Ｈ）、酸素ガス（Ｏ）を含むガスであってもよい。
【００６８】
以上、本実施形態に係る静電チャックのコーティング方法について説明した。以上に説明したプラズマによるコーティング処理、エッチング等の所望の処理、及びウェハレスドライクリーニング処理を繰り返し実行することで、エッチング等の所望の処理前の静電チャックの表面をコーティング膜によりコーティングすることができる。これにより、静電チャックの表面の経時的変化によってもウェハの温度を適正に制御することができる。特に、未使用の静電チャックにおいても所望のウェハの温度分布に制御できる。更に、ウェハレスドライクリーニング処理により、コーティング膜は容易に除去可能である。よって、製品種毎にコーティングの膜厚及び分布を変化させることができるため、汎用性が高い。
【００６９】
本実施形態に係る静電チャックのコーティング方法では、凸プロファイルの場合、Ｃ及びＦを含有するガスを供給する。これにより、静電チャックのセンタからミドルの膜厚がミドルからエッジの膜厚よりも厚くなる図３の（ａ）に示した厚さ分布のＣＦ系のコーティング膜が成膜される。これにより、ウェハのセンタ側の温度を低下させることで所望のウェハの温度分布を実現できる。
【００７０】
また、本実施形態に係る静電チャックのコーティング方法では、凹プロファイルの場合、Ｃ、Ｈ及びＦを含有するガスを供給する。これにより、静電チャックのミドルからエッジの膜厚がセンタの膜厚よりも厚くなる図３の（ｂ）に示した厚さ分布のＣＨＦ系のコーティング膜が成膜される。これにより、ウェハのエッジ側の温度を低下させることで所望のウェハの温度分布に制御できる。
【００７１】
なお、ウェハレスドライクリーニング処理は、省略することができる。その場合には、コーティング処理及びエッチング等の処理が繰り返し実行される。ただし、チャンバ内の洗浄のためにクリーニング処理は行われることが好ましい。
【００７２】
また、静電チャックへのコーティング処理のタイミングは、所望のプロセスの前であればよい。静電チャックへのコーティング処理の前にチャンバ内のコンディションを整えるためのシーズニングを行ってもよい。
【００７３】
以上、静電チャックのコーティング方法及びプラズマ処理装置を上記実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。また、上記実施形態及び変形例を矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【００７４】
例えば、本発明に係るプラズマ処理装置にてプラズマを発生させる手段としては、容量結合型プラズマ(ＣＣＰ:Capacitively Coupled Plasma)発生手段、誘導結合型プラズマ(ＩＣＰ:Inductively Coupled Plasma)発生手段、ヘリコン波励起型プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）発生手段、ラジアルラインスロットアンテナから生成したマイクロ波プラズマやＳＰＡ（Slot Plane Antenna）プラズマを含むマイクロ波励起表面波プラズマ発生手段、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Resonance Plasma）発生手段、上記発生手段を用いたリモートプラズマ発生手段等を用いることができる。
【００７５】
本発明において処理を施される基板は、上記実施形態にて説明に使用した（半導体）ウェハに限られず、例えば、フラットパネルディスプレイ（Flat Panel Display)用の大型基板、ＥＬ素子又は太陽電池用の基板であってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１：プラズマ処理装置
１０：チャンバ
１５：ガス供給源
２０：下部電極
２５：上部電極
３２：第１高周波電源
３４：第２高周波電源
８５：伝熱ガス供給源
１００：制御部
１０４ａ：冷媒流路
１０６：静電チャック
１３０：ガス供給ライン
【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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