(57)【要約】【課題】静電チャック上に堆積した、チタンを含む反応生成物を除去できる、クリーニング方法を提供すること。【解決手段】  少なくとも基板を載置する静電チャックを有し、前記基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における、前記静電チャックに付着したチタンを含む堆積物を除去するクリーニング方法であって、前記チタンを含む堆積物を、還元性ガスを含む処理ガスのプラズマによって還元する、第１工程と、前記第１工程において還元された前記堆積物を、フッ素系ガスを含む処理ガスのプラズマによって除去する、第２工程と、前記第２工程によって前記静電チャック上に堆積したフルオロカーボン系の堆積物を、酸素を含む処理ガスのプラズマによって除去する、第３工程と、を含む、クリーニング方法。【選択図】図１
2015008211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基板を載置する静電チャックを有し、前記基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における、前記静電チャックに付着したチタンを含む堆積物を除去するクリーニング方法であって、
前記チタンを含む堆積物を、還元性ガスを含む処理ガスのプラズマによって還元する、第１工程と、
前記第１工程において還元された前記堆積物を、フッ素系ガスを含む処理ガスのプラズマによって除去する、第２工程と、
前記第２工程によって前記静電チャック上に堆積したフルオロカーボン系の堆積物を、酸素を含む処理ガスのプラズマによって除去する、第３工程と、
を含む、クリーニング方法。
【請求項２】
前記還元性ガスを含む処理ガスは、水素ガス及び窒素ガスの混合ガスを含む、
請求項１に記載のクリーニング方法。
【請求項３】
前記還元性ガスを含む処理ガスは、アンモニアガス又は水素ガスを含む、
請求項１に記載のクリーニング方法。
【請求項４】
前記フッ素系ガスを含む処理ガスは、三フッ化メタンガス及び酸素ガスの混合ガスを含む、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項５】
前記フッ素系ガスを含む処理ガスは、三フッ化メタンガスを含む、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項６】
前記チタンを含む堆積物は、チタン酸化物を含む、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項７】
前記クリーニング方法は、少なくとも窒化チタン膜が成膜された前記基板に対して、前記窒化チタン膜をマスクとして前記プラズマ処理を施した後に実施される方法であり、
前記クリーニング方法は、前記プラズマ処理の積算時間が所定の時間を超えた場合に、実施される、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項８】
前記第１工程及び前記第２工程の工程群を所定の回数繰り返し実施した後に、前記第３工程を実施する、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項９】
基板処理装置であって、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられた、基板を保持する静電チャックと、
前記処理容器内に設けられた、前記静電チャックと対向する電極板と、
前記静電チャックと前記電極板とに挟まれた空間に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記静電チャック又は前記電極板の少なくとも一方に高周波電力を供給することによって、前記ガス供給部により前記空間に供給された前記処理ガスをプラズマ化する高周波電源と、
前記基板処理装置を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、チタンを含む堆積物が付着した前記静電チャックに対して、
前記チタンを含む堆積物を、還元性ガスを含む処理ガスのプラズマによって還元する、第１工程と、
前記第１工程において還元された前記堆積物を、フッ素系ガスを含む処理ガスのプラズマによって除去する、第２工程と、
前記第２工程によって前記静電チャック上に堆積したフルオロカーボン系の堆積物を、酸素を含む処理ガスのプラズマによって除去する、第３工程と、
を含む工程を実施するよう前記基板処理装置を制御する、
基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニング方法及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置として、プラズマを使用して半導体デバイス用のウエハ等の基板に対してエッチング等の所定の処理を施すプラズマ処理装置が広く知られている。プラズマ処理装置は、プラズマが内部で発生する処理容器、この処理容器内に配置されウエハを載置する載置台、及び、この載置台の上部に配置され、ウエハを支持する静電チャック（ＥＳＣ）等を有して構成される。
【０００３】
静電チャックは、一般的に、載置されるウエハよりもその径が小さく設計され、静電チャックの外周部とウエハの裏面との間に若干の隙間を生じる。プラズマの作用によりウエハをエッチングすると、この隙間や処理容器の壁面等に、反応生成物が堆積する。反応生成物が静電チャック上に堆積した場合、ウエハＷの吸着エラーの原因となり、良好なプラズマ処理の妨げとなる。
【０００４】
そのため、所定期間毎に処理容器内に堆積した反応生成物を除去するためのクリーニング処理や、処理容器内の雰囲気を整えるための処理が行われる。具体的には、特許文献１等には、反応生成物を除去する方法として、ウエハを使用せずにドライクリーニングするウエハレスドライクリーニング（Waferless Dry Cleaning:WLDC）処理が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５１９４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、シリコン系の膜をエッチング処理した後のクリーニング処理では、酸素（Ｏ２）ガスを使用したＷＬＤＣ処理が採用されてきた。しかしながら、近年、プラズマエッチング工程におけるエッチング対象膜のマスクとして、窒化チタン（ＴｉＮ）膜等のチタン含有膜が使用される場合がある。ＴｉＮ膜をマスクとして利用してエッチングした際に静電チャック等に堆積するチタン含有反応生成物は、Ｏ２ガスを使用したＷＬＤＣ処理では、除去することが困難であった。
【０００７】
上記課題に対して、静電チャック上に堆積した、チタンを含む反応生成物を除去できる、クリーニング方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一の様態では、少なくとも基板を載置する静電チャックを有し、前記基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における、前記静電チャックに付着したチタンを含む堆積物を除去するクリーニング方法であって、
前記チタンを含む堆積物を、還元性ガスを含む処理ガスのプラズマによって還元する、第１工程と、
前記第１工程において還元された前記堆積物を、フッ素系ガスを含む処理ガスのプラズマによって除去する、第２工程と、
前記第２工程によって前記静電チャック上に堆積したフルオロカーボン系の堆積物を、酸素を含む処理ガスのプラズマによって除去する、第３工程と、
を含む、クリーニング方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
静電チャック上に堆積した、チタンを含む反応生成物を除去できる、クリーニング方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る基板処理装置の一例の概略構成図である。
【図２】本実施形態の基板処理装置に係る、チタン含有膜をマスクとして利用したエッチング時の反応生成物の堆積形態を説明するための概略図である。
【図３】静電チャックによる、ウエハの吸着の原理を説明するための概略図である。
【図４】本実施形態に係るクリーニング方法の一例のフロー図である。
【図５】本実施形態に係るクリーニング方法の一例を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。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略する。
【００１２】
（基板処理装置）
先ず、本実施形態に係るクリーニング方法を実施できる基板処理装置の構成について、説明する。本実施形態に係るクリーニング方法を実施できる基板処理装置としては、特に限定されないが、被処理体としての半導体ウエハＷ（以後、ウエハＷと呼ぶ）にＲＩＥ（Reactive Ion Etching）処理やアッシング処理等のプラズマ処理を施すことができる、平行平板型（容量結合型とも言う）のプラズマ処理装置が挙げられる。
【００１３】
図１に、本実施形態に係る基板処理装置の一例の概略構成図を示す。
【００１４】
本実施形態の基板処理装置１は、例えばアルミニウム又はステンレス鋼等の金属製の円筒型チャンバ（処理容器１０）を有している。処理容器１０は接地されている。処理容器１０内では、被処理体に対して、後述する本実施形態のクリーニング方法や、エッチング処理等のプラズマ処理が施される。
【００１５】
処理容器１０内には、被処理体としての半導体ウエハＷ(以下、ウエハＷと称呼する)を載置する載置台１２が設けられている。載置台１２は、例えばアルミニウムから構成され、絶縁性の筒状保持部１４を介して処理容器１０の底から垂直上方に延びる筒状支持部１６に支持されている。筒状保持部１４の上面には、載置台１２の上面を環状に囲む例えば石英から構成されるフォーカスリング１８が配置されている。フォーカスリング１８は、載置台１２の上方に発生したプラズマをウエハＷに向けて収束させる。
【００１６】
処理容器１０の内側壁と筒状支持部１６の外側壁との間には、排気路２０が形成されている。排気路２０には環状のバッフル板２２が取り付けられている。排気路２０の底部には排気口２４が設けられ、排気管２６を介して排気装置２８に接続されている。
【００１７】
排気装置２８は、図示しない真空ポンプを有しており、処理容器１０内を所定の真空度まで減圧する。処理容器１０の側壁には、ウエハＷの搬入又は搬出時に開閉するゲートバルブ３０が取り付けられている。
【００１８】
載置台１２には、給電棒３６および整合器３４を介してプラズマ生成用の高周波電源３２が電気的に接続されている。高周波電源３２は、例えば６０ＭＨｚの高周波電力を載置台１２に印加する。このようにして載置台１２は下部電極としても機能する。
【００１９】
処理容器１０の天井部には、シャワーヘッド３８が接地電位の上部電極として設けられている。高周波電源３２からのプラズマ生成用の高周波電力は、載置台１２とシャワーヘッド３８との間に容量的に印加される。
【００２０】
載置台１２の上面には、ウエハＷを静電吸着力で保持するための静電チャック（ＥＳＣ）４０が設けられている。静電チャック４０は導電膜からなるシート状のチャック電極４０ａを一対の誘電部材である誘電層部４０ｂ、４０ｃの間に挟み込んだものである。直流電圧源４２は、スイッチ４３を介してチャック電極４０ａに接続されている。なお、一般的に、静電チャック４０におけるウエハＷの載置面には、後述する図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように、凸部４０ｄと凹部４０ｅとが形成されている。この凸部４０ｄ及び凹部４０ｅは、例えば、静電チャック４０をエンボス加工することにより形成することができる。
【００２１】
静電チャック４０は、直流電圧源４２から電圧が印加されることにより、クーロン力でウエハＷをチャック上に吸着保持する。また、チャック電極４０ａへの電圧を印加しない場合にはスイッチ４３によって接地部４４へ接続された状態となっている。以下、チャック電極４０ａに電圧印加しない状態は、チャック電極４０ａが接地された状態のことを意味する。
【００２２】
静電チャック４０は、誘電層部４０ｂ，４０ｃの体積抵抗率が１×１０１４Ωｃｍ以上であるクーロン型の静電チャックと、体積抵抗率が１×１０9〜１２Ωｃｍ程度であるＪＲ（ジョンセン−ラーベック）力型の静電チャックと、体積抵抗率が１×１０１２〜１４Ωｃｍのアルミナ等を溶射したＪＲ力型＋クーロン型の静電チャックとが存在する。本実施形態の基板処理装置１においては、いずれの型の静電チャックを使用しても良い。
【００２３】
伝熱ガス供給源５２は、ヘリウム（Ｈｅ）ガス等の伝熱ガスを、ガス供給ライン５４を介して、静電チャック４０上のウエハＷ裏面に供給する。
【００２４】
天井部のシャワーヘッド３８は、多数のガス通気孔５６ａを有する電極板５６と、この電極板５６を着脱可能に支持する電極支持体５８とを有する。電極支持体５８の内部には、バッファ室６０が設けられている。バッファ室６０のガス導入口６０ａには、ガス供給配管６４を介してガス供給源６２が連結されている。このような構成により、シャワーヘッド３８から処理容器１０内に、所望の処理ガスが供給される。
【００２５】
天井部のシャワーヘッド３８は、多数のガス通気孔５６ａを有する電極板５６と、この電極板５６を着脱可能に支持する電極支持体５８とを有する。電極支持体５８の内部にはバッファ室６０が設けられている。バッファ室６０のガス導入口６０ａにはガス供給配管６４を介してガス供給源６２が連結されている。ガス供給源６２は、少なくとも後述する本実施形態のクリーニング方法における各種処理ガスが、各々独立して制御され、処理容器１０内に供給される。これにより、シャワーヘッド３８から処理容器１０内に所望のガスが供給される。
【００２６】
載置台１２の内部には、外部の図示しない搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを昇降させる支持ピン８１が複数（例えば３本）設けられている。複数の支持ピン８１は、連結部材８２を介して伝えられるモータ８４の動力により上下動する。処理容器１０の外部へ向けて貫通する支持ピン８１の貫通孔には底部ベローズ８３が設けられ、処理容器１０内の真空側と大気側との間の気密を保持する。
【００２７】
また、処理容器１０の周囲には、環状又は同心状に延在する図示しない磁石が、例えば上下２段に配置されていても良い。
【００２８】
載置台１２の内部には、通常、冷媒管７０が設けられている。この冷媒管７０には、配管７２，７３を介してチラーユニット７１から所定温度の冷媒が循環供給される。また、静電チャック４０の内部には、ヒータ７５が埋設されている。ヒータ７５には図示しない交流電源から所望の交流電圧が印加される。チラーユニット７１による冷却とヒータ７５による加熱とによって、静電チャック４０上のウエハＷの処理温度は所望の温度に調整される。
【００２９】
基板処理装置１は、ウエハＷの裏面に供給される伝熱ガスの圧力や、伝熱ガスがウエハＷの裏面から漏れる漏れ（流）量を監視するための、モニタ８０を有する構成であっても良い。伝熱ガスの圧力を監視する場合、伝熱ガスの圧力値Ｐは、ウエハＷの裏面に取り付けられた図示しない圧力センサにより測定される。また、伝熱ガスの漏れ（流）量Ｆは、例えばウエハＷの側面近傍等に取り付けられる、図示しない流量センサにより測定される。
【００３０】
基板処理装置１には、例えばガス供給源６２、排気装置２８、ヒータ７５、直流電圧源４２、スイッチ４３、整合器３４、高周波電源３２、伝熱ガス供給源５２、モータ８４、およびチラーユニット７１の動作を制御する制御部１００が設けられている。制御装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit），ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）を有している。ＣＰＵは、これらの記憶領域に格納された各種レシピに従って、少なくとも後述する本実施形態に係る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、各種処理ガス流量、チャンバ内温度（例えば、上部電極温度、チャンバの側壁温度、ＥＳＣ温度）等が記載されている。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良いし、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構成されていても良い。
【００３１】
（静電チャックに係る問題点）
図２（ａ）及び図２（ｂ）に、本実施形態の基板処理装置に係る、チタン含有膜をマスクとして利用したエッチング時の反応生成物の堆積形態を説明するための概略図を示す。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１の静電チャック近傍の概略図である。
【００３２】
前述したように、静電チャック４０は、載置台１２の上面に設けられ、ウエハＷを静電吸着力で保持する機能を有する。この際、静電チャック４０の上面と、ウエハＷの裏面とが対向するように、ウエハＷが静電チャック４０に載置される。静電チャック４０は、一般的に、載置されるウエハＷよりも、その径が一回り小さく設計され、静電チャック４０の外周部とウエハＷの裏面との間には、若干の隙間が生じる。そのため、チタン含有膜をマスクとして利用してエッチングする際には、図２（ａ）の矢印で示すように、チタンを含む反応生成物１３０が、静電チャック４０の表面や、シャワーヘッド３８及びフォーカスリング１８の表面等に付着、堆積する。
【００３３】
特に、静電チャック４０の表面に堆積する反応生成物１３０は、後述するように、静電チャック４０によるウエハＷの吸着エラーとなる。そのため、後述する所定のタイミングで、処理容器１０内の反応生成物を除去するためのクリーニング処理が行われる。しかしながら、従来のＯ２ガスを使用したＷＬＤＣ処理では、図２（ｂ）に示すように、チタンを含む反応生成物１３０が酸化されてＴｉＯやＴｉＯ２等のチタン酸化物を形成し、反応生成物１３０を除去できないという問題点を有していた。
【００３４】
図３（ａ）〜図３（ｄ）に、静電チャック４０による、ウエハＷの吸着の原理を説明するための概略図を示す。なお、図３（ａ）〜図３（ｄ）は、図１における、静電チャック４０近傍の概略図である。
【００３５】
図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、静電チャック４０にチタンを含む反応生成物１３０が堆積されていない場合の、静電チャック４０によるウエハＷの吸着の形態について、説明する。図３（ａ）に示すように、直流電圧源４２（図１参照）によってチャック電極４０ａに正の直流電圧が印加された場合、チャック電極４０ａは正の電荷１３２を帯び、静電チャック４０の上面に載置されたウエハＷは負の電荷１３４を帯びる。この正の電荷１３２と負の電荷１３４とは平衡しており、この電位差に起因してクーロン力又はＪＲ力が発生し、ウエハＷは静電チャック４０に吸着保持される。そして、直流電圧源４２によるチャック電極４０ａへの正の直流電圧が解除されると、図３（ｂ）に示すように、ウエハＷの電荷が除電され、支持ピン８１（図１参照）によってウエハＷを静電チャック４０から離脱させることができる。
【００３６】
一方、図３（ｃ）及び図３（ｄ）を参照して、静電チャック４０の表面の凸部４０ｄ及び凹部４０ｅにチタンを含む反応生成物１３０が堆積している場合の、静電チャック４０によるウエハＷの吸着の形態について、説明する。図３（ｃ）に示すように、直流電圧源４２（図１参照）によってチャック電極４０ａに正の直流電圧が印加された場合、チャック電極４０ａは、図３（ａ）の実施形態と同様に、正の電荷１３２を帯びる。しかしながら、静電チャック４０の上面に載置されたウエハＷが有する負の電荷１３４の少なくとも一部は、図３（ｄ）の矢印で示すように、静電チャック４０の凹部４０ｅの反応生成物１３０上へと移動する。そのため、正の電荷１３２と負の電荷１３４との間の電位差が小さくなり、静電チャック４０によるウエハＷの吸着力が小さくなる。また、直流電圧源４２によるチャック電極４０ａへの正の直流電圧が解除された場合であっても、凹部４０ｅの反応生成物１３０上の負の電荷１３４と、ウエハＷ上の残留した正の電荷１３２とが平衡して、これらの電位差によって、ウエハＷが静電チャック４０へと吸着される。そのため、支持ピン８１によるウエハＷの離脱時における、支持ピン８１の駆動トルクが大きくなる。
【００３７】
ウエハＷの吸着力の低下は、例えば、伝熱ガス供給源５２（図１参照）によるＨｅガス等の伝熱ガスの漏れ量を、モニタ８０（図１参照）で測定することで確認することができる。静電チャック４０の表面への、反応生成物１３０の堆積量が大きくなった場合、伝熱ガスの漏れ量が大きくなる。また、残留した電荷によって静電吸着力が残った状態で、支持ピン８１を上昇させてウエハＷを離脱させた場合、ウエハＷに割れやズレが生じることがある。そのため、静電チャック４０に堆積した、チタンを含む反応生成物１３０の除去技術は、非常に重要である。
【００３８】
（本実施形態に係るクリーニング方法）
本発明者らは、チタンを含む反応生成物１３０を除去する方法について鋭意研究した結果、後述するクリーニング方法により、反応生成物１３０を効率良く除去できることを見出し、本発明に到達した。
【００３９】
図４に、本実施形態に係るクリーニング方法の一例のフロー図を示す。図４に示すように、本実施形態に係るクリーニング方法は、少なくとも基板を載置する静電チャックを有し、前記基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における、前記静電チャックに付着したチタンを含む堆積物を除去するクリーニング方法であって、
前記チタンを含む堆積物を、還元性ガスを含む処理ガスのプラズマによって還元する、第１工程（Ｓ２００）と、
前記第１工程において還元された前記堆積物を、フッ素系ガスを含む処理ガスのプラズマによって除去する、第２工程（Ｓ２１０）と、
前記第２工程によって前記静電チャック上に堆積したフルオロカーボン系の堆積物を、酸素を含む処理ガスのプラズマによって除去する、第３工程（Ｓ２２０）と、
を含む。
【００４０】
各々の工程について、詳細に説明する。
【００４１】
図５に、本実施形態に係るクリーニング方法の一例を説明するための概略図を示す。先ず、Ｓ２００の第１工程では、図５（ａ）に示すように、静電チャック４０上に堆積したチタンを含む反応生成物１３０を、還元性ガスを含む処理ガスのプラズマによって、還元する。
【００４２】
静電チャック４０上に堆積したチタンを含む反応生成物１３０は、系内の酸素等により酸化され、主としてＴｉＯやＴｉＯ２等のチタン酸化物として存在する。チタン酸化物は、Ｏ２ガスを用いた従来のＷＬＤＣ処理では除去できない。そのため、Ｓ２００の第１工程では、還元性ガスを含む処理ガスのプラズマによって、チタン酸化を還元する。
【００４３】
処理ガスとしては、チタン酸化物を還元することができれば特に制限はないが、本実施形態においては水素（Ｈ２）ガス及び窒素（Ｎ２）ガスの混合ガスを用いた。即ち、Ｈ２ガスを用いたプラズマによりチタン酸化物を還元すると共に、Ｎ２ガスを用いたプラズマにより、チタン酸化物をＴｉＮへと窒化させた。この処理により、反応生成物１３０中のＯＨ成分や水（Ｈ２Ｏ）成分等が除去される。しかしながら、本発明はこの点において限定されず、例えば、アンモニア（ＮＨ３）ガス等の還元性ガスを使用しても良い。
【００４４】
次に、Ｓ２１０の第２工程では、主としてＴｉＮを含む反応生成物１３０を、フッ素系ガスを含む処理ガスのプラズマによって、除去する。この処理により、反応生成物１３０中のＴｉ成分、ＮＨ成分、ＯＨ成分、Ｈ２Ｏ成分等が除去される。
【００４５】
処理ガスとしては、フッ素系ガスを含む処理ガスであれば特に制限はなく、本実施形態においては、三フッ化メタン（ＣＨＦ３）ガスとＯ２ガスとの混合ガスを使用した。なお、ＣＨＦ３ガス等のフッ素系ガスを単独で使用しても良い。主としてＴｉＮを含む反応生成物１３０は、この第２工程によって除去されるが、フッ素系ガスを含む処理ガスのプラズマを用いたプラズマ処理では、フルオロカーボン（ＣＦ）系の反応生成物１３１が、静電チャック４０上に堆積する。
【００４６】
そのため、Ｓ２２０の第３工程では、主としてＣＦ系の反応生成物１３１を、Ｏ２ガスを含む処理ガスのプラズマによって除去する。この処理により、ＣＦ系の反応生成物１３１が除去される。
【００４７】
本実施形態のクリーニング方法は、第３工程が最後に実施されれば、第１工程、第２工程及び第３工程を繰り返し処理しても良い。例えば、第１工程、第２工程及び第３工程の工程群を繰り返し処理しても良いし、第１工程及び第２工程の工程群を繰り返し処理し、最後に第３工程を実施する工程であっても良い。
【００４８】
なお、本実施形態のクリーニング方法は、窒化チタン（ＴｉＮ）膜等のチタン含有膜をマスクとしたエッチング処理が、例えば、１枚のウエハに関して行われた後に、実施しても良い。また、前述のエッチング処理が、複数枚、例えば５０枚のウエハに関して行われた後に、本実施形態のクリーニング方法を実施しても良い。また、例えばチタン含有膜をマスクとしてエッチング処理した際の、処理時間を積算しておき、積算時間が所定の時間を超えた場合に、本実施形態のクリーニング方法を実施する構成であっても良い。
【００４９】
以上、本実施形態に係るクリーニング方法は、静電チャック４０上に堆積したチタンを含む反応生成物１３０を、第１工程により還元し、第２工程により除去する。そして、第２工程により静電チャック４０上に堆積したＣＦ系の反応生成物１３１を、第３工程により除去する。上記構成を有する本実施形態に係るクリーニング方法は、効率良く静電チャック４０上の堆積物を除去できる。
【００５０】
以下、実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【００５１】
（第１の実施形態）
本実施形態に係るクリーニング方法により、静電チャックを効率良くクリーニングできることを確認した実施形態について、説明する。
【００５２】
図１の基板処理装置１を用いて、ＴｉＮ膜が成膜されたウエハを、ＴｉＮ膜をマスクとしてプラズマエッチング処理した。プラズマエッチング処理の積算時間が１６９時間の静電チャックと、９９６時間の静電チャックとに関して、下記の分析を行った。
【００５３】
静電チャック上にウエハを載置した状態で、静電チャックのチャック電極に１．０ｋＶ、１．５ｋＶ、２．０ｋＶ又は２．５ｋＶを印加して、ウエハを静電チャックに吸着させた。次に、静電チャック上のウエハ裏面に、供給されるガスの設定圧力が１０、１５、２０、２５又は３０Ｔｏｒｒとなるように、Ｈｅガスを供給した。なお、以降の全ての実施形態において、図１のヒータ７５によるウエハの加熱温度は６０℃に設定し、図１のチラーユニット７１における冷媒の温度は１０℃に設定した。
【００５４】
そして、各々の条件における、ウエハの裏面から漏れたＨｅガスの流量を測定した。なお、ウエハの裏面から漏れるＨｅガスの流量は、１ｓｃｃｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
表１に、積算時間が１６９時間の静電チャックの測定結果を示し、表２に、積算時間が９９６時間の静電チャックの分析結果を示す。
【００５６】
【表１】
2015008211.tif 000003
【００５７】
【表２】
2015008211.tif 000004
表１と表２との比較から明らかであるように、積算時間が９９６時間である静電チャックは、Ｈｅガスの漏れ量が多い。
【００５８】
積算時間が９９６時間である静電チャックについて、図１の基板処理装置１を用いて、クリーニング処理を実施した。クリーニング処理においては、第１工程（Ｓ２００）ではＨ２ガス及びＮ２ガスを含む処理ガスを使用し、第２工程（Ｓ２１０）ではＣＨＦ３ガス及びＯ２ガスを含む処理ガスを使用し、第３工程（Ｓ２２０）ではＯ２ガスを含む処理ガスを使用した。
【００５９】
また、第１工程及び第２工程の工程群を３回繰り返した後、第３工程を実施した。
【００６０】
クリーニング処理後の静電チャックに関して、前述と同様の分析を行った。分析結果を表３に示す。
【００６１】
【表３】
2015008211.tif 000005
表２と表３との比較から、本実施形態に係るクリーニング方法を実施することにより、ほとんどの測定条件において、Ｈｅガスの漏れ量が改善されることがわかった。即ち、本実施形態に係るクリーニング方法によって、静電チャック上に堆積したチタンを含む反応生成物を除去できることがわかった。
【００６２】
（第２の実施形態）
本実施形態に係るクリーニング方法により、静電チャックを効率良くクリーニングできることを確認した他の実施形態について、説明する。
【００６３】
第１の実施形態と同様に、図１の基板処理装置１を用いて、ＴｉＮ膜が成膜されたウエハを、ＴｉＮ膜をマスクとしてプラズマエッチング処理した。プラズマエッチング処理の積算時間が８４１時間の静電チャックに関して、第１の実施形態と同様の分析を行った。分析結果を表４に示す。
【００６４】
【表４】
2015008211.tif 000006
この静電チャックについて、図１の基板処理装置１を用いて、クリーニング処理を実施した。クリーニング処理においては、第１の実施形態と同様、第１工程（Ｓ２００）ではＨ２ガス及びＮ２ガスを含む処理ガスを使用し、第２工程（Ｓ２１０）ではＣＨＦ３ガス及びＯ２ガスを含む処理ガスを使用し、第３工程（Ｓ２２０）ではＯ２ガスを含む処理ガスを使用した。
【００６５】
なお、クリーニング処理においては、
第１工程及び第２工程の工程群を３回繰り返した後、第３工程を実施する処理（第１パターン）と、
第１工程及び第２工程の工程群を９回繰り返した後、第３工程を実施する処理（第２パターン）と、
第１工程及び第２工程の工程群を３０回繰り返した後、第３工程を実施する処理（第３パターン）と、
の３パターンで実施した。
【００６６】
各々のパターンでのクリーニング処理後の静電チャックに関して、前述と同様の分析を行った。第１パターン、第２パターン及び第３パターンでの分析結果を、各々、表５、表６及び表７に示す。
【００６７】
【表５】
2015008211.tif 000007
【００６８】
【表６】
2015008211.tif 000008
【００６９】
【表７】
2015008211.tif 000009
表４と、表５〜表７との比較から、本実施形態に係るクリーニング方法を実施することにより、Ｈｅガスの漏れ量が改善されることがわかった。また、第１工程及び第２の工程の工程群を繰り返した後、第３工程を実施することにより、クリーニング効率が向上することがわかった。
【００７０】
以上、本実施形態に係るクリーニング方法によって、静電チャック上に堆積したチタンを含む反応生成物を、効率的に除去できることがわかった。
【００７１】
なお、上記本実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１              プラズマ処理装置
１０            処理容器
１２            載置台（下部電極）
２８            排気装置
３２            高周波電源
３８            シャワーヘッド(上部電極)
４０            静電チャック（ＥＳＣ）
４０ａ          チャック電極
４０ｂ、４０ｃ  誘電層部（誘電部材）
４２            直流電圧源
５２            伝熱ガス供給源
６２            ガス供給源
７１            チラーユニット
７５            ヒ−タ
８０            モニタ
８１            支持ピン
８４            モータ
１００          制御装置
１０５          プロセス実行部
１１０          取得部
１１５          制御部
１２０          記憶部
１３０          チタンを含む反応生成物
１３１          ＣＦ系の反応生成物
１３２          正の電荷
１３４          負の電荷
Ｗ      ウエハ
【図１】
2015008211.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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