(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内部に配置され減圧された内側の空間でプラズマが形成される処理室と、この処理室内に配置され前記プラズマを用いた処理対象のウエハがその上面に載せられるステージと、前記ステージの上部に配置され前記ウエハを当該ステージ上面に静電吸着して保持する電力が供給される電極と、前記プラズマを用いた処理中に前記ステージに高周波電力を供給する高周波電源とを備え、複数枚の前記ウエハを一枚ずつ連続的に処理するプラズマ処理装置であって、
前記プラズマを用いた処理が異なる条件で実施される複数の処理ステップとこれら処理ステップ同士の間でプラズマの形成が停止されている複数の期間とを有し、
各々の前記プラズマの形成が停止されている期間において前記電極に供給される電圧を前記処理室内に浮遊して帯電した粒子の各極性のバランスに応じて変化させるプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記ステージの上方でその上面に対向して配置され前記処理室の天井面を構成する石英製のプレートと、前記ステージの上面の上方であって前記処理室の内側壁を構成する石英製の円筒部材とを備え、
任意の前記ウエハの前記処理の開始前に少なくとも前記プレート及び円筒部材の表面に皮膜を形成する工程が実施されるものであって、
前記任意のウエハの処理中の前記複数のプラズマが停止されている期間において前記電極に供給される所定の電圧により前記ウエハに電位が形成され、これら期間のうち任意の１つの期間における前記電位は当該期間の直前の期間における電位より大きくされるプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置であって、
前記複数のプラズマが停止されている期間において前記電極に供給される所定の電圧により前記ウエハに形成される電位が前記ウエハの処理の枚数の増加に伴って低下させるプラズマ処理装置。
【請求項４】
真空容器内部に配置され減圧された処理室の内側に配置されたステージ上面に処理対象のウエハを載せ、前記ステージの上部に配置された電極に電力を供給して前記ウエハを当該ステージ上面に静電吸着して保持し、前記処理室内にプラズマを形成して前記ステージに高周波電力を供給して前記ウエハの処理を実施するプラズマ処理方法であって、
前記ウエハの処理が異なる条件で実施される複数の処理ステップとこれら処理ステップ同士の間でプラズマの形成が停止される複数の期間とを有して構成され、
各々の前記プラズマの形成が停止される期間において前記電極に供給される電圧を前記処理室内に浮遊して帯電した粒子の各極性のバランスに応じて変化させるプラズマ処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載のプラズマ処理方法であって、
任意の前記ウエハの前記処理の開始前に少なくとも前記ステージの上方でその上面に対向して配置され前記処理室の天井面を構成する石英製のプレートと、前記ステージの上面の上方であって前記処理室の内側壁を構成する石英製の円筒部材との表面に皮膜を形成する工程を備え、
前記複数のプラズマが停止されている期間同士の間で前記電極に供給される所定の電圧により前記ウエハに形成される電位が一様に大きくされるプラズマ処理方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載のプラズマ処理方法であって、
前記複数のプラズマが停止されている期間において前記電極に供給される所定の電圧により前記ウエハに形成される電位が前記ウエハの処理の枚数の増加に伴って低下させ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、真空容器の内部の処理室内に配置された試料台上に載せられた処理対象のウエハを当該処理室内に形成したプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置に係り、特に、ウエハを試料台上に静電吸着する電極を備えたプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＲＡＭやマイクロプロセッサ等の半導体デバイスの製造工程において、プラズマエッチングが広く用いられている。プラズマを用いた半導体デバイスの加工における課題の１つに、ウエハに付着する異物粒子（以後、簡単に異物とも言う）の数を低減することが挙げられる。半導体デバイスのエッチング処理において異物粒子が微細パターン上に付着すると、その部分は局所的にエッチング処理が阻害され、断線やショートなどのパターン欠陥の原因となる。
【０００３】
これを防止するため、従来からウエハに付着する異物数を低減する種々の対策が考案されてきた。例えば、ウエハに付着する異物数を低減する手段としては、大きく分けて、処理室内壁から剥離する異物の量を低減させるものと内壁から剥離した異物の処理室内での輸送を適切に制御してウエハへ落下しないようにするものがある。
【０００４】
特に、後者の手段としては、ガス粘性力や帯電している異物粒子に対して、静電気力を用いて積極的にその輸送を制御することが有効である。一方で、文献１にあるように帯電した異物をウエハに近づけないようにするために、ウエハの電位（または処理室内の構成部品に対する相対電位）をゼロにして異物とウエハとの間に静電気力が働かないようにすることも考案されている。
【０００５】
このような従来技術の例としては、特開２０１３−２２９４４５号公報（特許文献１）に開示のものが知られている。本従来技術では、被処理基体Ｗの処理室内への搬入の前に、処理室内に配置され被処理基体Ｗが載せられる静電チャックのフォーカスリングに当該フォーカスリングと搬入される被処理基体Ｗとの間の電位差が小さくなるように電圧が印加される構成が開示されている。本従来技術は、このような構成によりフォーカスリングと被処理基体Ｗとの間の電位差によりフォーカスリングに付着していた微粒子が被処理基体Ｗの上面に移動して付着することを抑制しようとする技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２２９４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術では、次の点についての考慮が不十分であっため問題が生じていた。
【０００８】
すなわち、エッチング処理が異なる処理の条件（所謂、処理のレシピ）が異なる複数のステップで構成される場合、これらの前後するステップの間で放電を一端休止する場合がある。例えば、Ｎ番目の放電ステップとＮ＋１番目の放電ステップで処理ガスの種類が大きく異なる場合には、処理室内の処理ガスが完全に入れ替わってその組成がＮ＋１番目のステップに適したものとなるまでの間は、ウエハ表面に予め配置された膜構造のうち処理対象の膜の処理が進まないようにするためプラズマを生成しない場合がある。
【０００９】
また、Ｎ番目とＮ＋１番目のステップにおいて、設定される処理中のウエハの温度が大きく異なる場合にはウエハが載せられて保持される試料台の温度を変更に要する時間が必要となり、この温度の変更が終了するまでの間は膜の処理が進まないようにするためプラズマを生成しない場合もある。
【００１０】
一方で、このようなステップ間でプラズマを生成していない間においても、処理室内壁の温度変化等により異物の原因となる粒子が内壁の表面から剥離して遊離して粒子がウエハに付着してしまい異物となってしまう虞が有る。このため、プラズマが形成されない処理のステップの間での異物によりウエハの処理の歩留まりが損なわれてしまうという課題について、上記従来技術では十分に考慮されていなかった。
【００１１】
本発明の目的は、処理の歩留まりを向上させたプラズマ処理装置またはプラズマ処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、プラズマを用いた処理が異なる条件で実施される複数の処理ステップとこれら処理ステップ同士の間でプラズマの形成が停止されている複数の期間とを有し、各々の前記プラズマの形成が停止されている期間において前記電極に供給される電圧を前記処理室内に浮遊して帯電した粒子の各極性のバランスに応じて変化させるプラズマ処理装置またはプラズマ処理方法により達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、異物の帯電バランスに応じてウエハの電位を調整することによって、ウエハに付着する異物数を低減できるようにした。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置の動作の流れを示すタイムチャートである。
【図３】プラズマ処理装置の処理室内で異物の原因となる粒子が飛散する軌跡を示す画像である。
【図４】図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置の処理室内に存在する粒子の帯電している極性毎の割合とウエハへ付着する粒子数との関係を模式的に示すグラフである。
【図５】図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置のウエハの処理の進行に伴う処理室の主要部の内壁面の状態の変化を模式的に示す縦断面図である。
【図６】図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置のウエハの処理の進行に伴う処理室の主要部の内壁面の状態の変化を模式的に示す縦断面図である。
【図７】図１に示す実施例の変形例に係るプラズマ処理装置の動作の流れを示すタイムチャートである。
【図８】図７に示す変形例のステップ間における処理の条件に対する処理室内壁に生じる作用の相関を示す表である。
【図９】図１に示す実施例のプラズマ処理装置において処理の累積の時間または枚数の増大に伴って調節されるウエハの全体的な電位の変化を示すグラフである。
【図１０】図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置において異物検査用のウエハを用いてエッチング処理を実施した場合のステップ間の条件の変化に対するウエハに付着した粒子の数の検出の結果の変化を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の実施例について、図１乃至５を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。特に、本発明を備えたプラズマ処理装置としてμ波−ＥＣＲプラズマエッチング装置を示すものである。
【００１８】
図１において、プラズマ処理装置は、大きく分けて、真空容器９とその内部に配置された円筒形を有した処理室１とを有した処理容器と、真空容器の上方に配置されプラズマを形成する電界を伝播するための導波管及びコイルを有したプラズマ形成部と、真空容器下方に配置され処理室１内のガスを排気するターボ分子ポンプ等の排気ポンプを有した排気部とを備えている。
【００１９】
処理室１は、真空容器９の内部の空間であって、その内側にプラズマが形成される室である。処理室１の中央下方には、処理対象の半導体ウエハ等の基板状の試料（以下、ウエハ２）がその上に載せられるステージ電極４が配置されている。円形を有してウエハ２が載せられるステージ電極４上面の上方には、これに対向して配置され処理室１の天井面を構成するシャワープレート５及びその上方で隙間を開けて配置された石英等の誘電体製の円板状の部材であって、真空容器を構成し円筒形の処理室１周囲の容器側壁の上端上方に処理室１の内外を気密に仕切るように間にシール部材を挟んで載せられた天板６が配置されている。
【００２０】
処理室１のステージ電極４の上面またはウエハ２よりも上方の空間、すなわちプラズマ形成用の空間は、当該空間を囲んで真空容器１内部に石英製の内筒３３が配置されている。つまり、円筒形を有した内筒３３の外周壁面は隙間を開けて真空容器の円筒形の側壁部材の内周面の内側で内周面をプラズマ形成用の空間から覆って配置され、内筒３３の内周壁面はプラズマ形成用の空間を囲んで配置されプラズマに面する構成である。
【００２１】
さらに、当該内筒３３の下方には図示しない接地電極と電気的に接続されて接地電位にされたリング状の部材であるアース３２が設置されている。アース３２の上部は、ステージ電極４の上方で処理室１を囲んで配置されてその内壁を構成する部材であって、内筒３３下部の内周面を覆って配置されプラズマと接するものである。このアース３２を構成する部材はアルミ等の金属の表面にイットリアがコーティングされた構造となっている。
【００２２】
シャワープレート５の中央部の所定の範囲には、処理室１内に供給されるガスが通流する複数の貫通孔が配置され、処理ガス供給手段４９から供給されて当該シャワープレート５と天板６との間の前記隙間に導入されたガスは、貫通孔を通りステージ電極４の上方から処理室１内に流入する。一方、処理室１の下部であってステージ電極４の直下方には、処理室１内に供給されたガスや内部で形成されるプラズマ、反応して生成された粒子等が処理室１外に排出される排気口が備えられている。
【００２３】
排気口は真空容器９の下方に配置されたターボ分子ポンプ４１の入り口と調圧バルブ４３を挟んで連結されて配置されている。調圧バルブ４３は、ターボ分子ポンプ４１の入り口と排気口との間を連通する排気流路を横切る方向に配置された軸周りに回転する複数の板状のフラップ（図示せず）を有し、これらのフラップの回転の角度に応じて排気流路の流路断面積を増減させるものである。本例では、ターボ分子ポンプ４１の排気の動作と調圧バルブ４３の回転角度位置の調節とにより処理室１内からの排気の量、速度が調節される。
【００２４】
ステージ電極４内には、図示しない高周波電源からの電力が供給される円板形状を有した金属製の電極が備えられている。電極の上方には、誘電体製の膜とその内部に配置されウエハ２を誘電体膜上で静電気により吸着保持するための直流電力が供給される内側の円形を有した電極３０−１及びその外周側のリング状の電極３０−２（外側）とを備えた静電チャックが配置されている。２つの電極３０−１，３０−２は、その上方から見た場合の誘電体膜の載置面での占有面積が両者で同一またはこれと見做せる程度に近似した値となるように構成されており、各々が別の静電吸着用の電源３１に電気的に接続されている。
【００２５】
天板６の上方には、プラズマ形成部として、円筒形を有してプラズマを処理室１内のステージ電極４の上方の空間に生成するために供給される電界が形成され伝播される導波管３と、当該導波管３の下端部と天板６との間に配置された円筒形の容器であって導波管３下端と連結された空洞共振部３７が配置されている。導波管３上部の端部にはマイクロ波電源２０が配置され、プラズマを形成するための電界がマイクロ波電源２０が発振することで形成される。また、真空容器９の処理室１周囲を囲む円筒形の側壁及び空洞共振部３７の外周囲、並びに空洞共振部３７の上方であって導波管３の外周を囲む位置には、磁場を形成するためのコイル３６が配置されている。
【００２６】
真空容器１の円筒部の下方の側壁に連結された図示しない搬送容器内部の搬送室内に配置された搬送用ロボットのアームの先端に載せられた処理前のウエハ２は、搬送室と処理室１との間の連通を開閉するゲートバルブが開放された状態で、前記搬送用ロボットのアームが伸長することによりアーム２上でこれに保持された状態で処理室１内のステージ電極４上の誘電体膜で構成された載置面の上方まで搬送されて保持される。その後、ゲートバルブが閉塞されて処理室１内が密封されウエハ２がステージ電極４に受け渡され載置面上に載せられる。
【００２７】
電源３１からの電力が電極３０−１，３０−２に供給され、誘電体膜とウエハ２との間に蓄積された電荷によって形成された静電気力が作用してウエハ２が誘電体膜２上に吸着され保持される。この状態で、シャワープレート５の貫通孔を通して処理室１内に処理用ガス供給手段４９からの処理用のガスが導入され、処理用ガスの供給の量、速度と排気口を通したターボ分子ポンプ等の排気ポンプによる排気の量、速度のバランスにより、処理室１内が処理に適した範囲内の圧力の値に調節される。
【００２８】
マイクロ波電源２０により形成されたマイクロ波の電界が、導波管３を伝播した後に処理室空洞共振部３７に導入されて内部で所定の電界のモードを増幅させた状態で、天板６及びシャワープレート５を介して処理室内１に導入される。天板６及びシャワープレート５を透過して処理室１内に供給されたマイクロ波の電界及びコイル３６により形成され処理室１内に供給された磁界との相互作用により、処理室１内の処理用ガスが励起されてプラズマが形成され、ステージ電極４内の電極に高周波電力が供給されるとともに、ウエハ２の表面に予め配置されたマスク層を含み複数層の膜が積層されて構成された膜構造のうちの処理対象の膜のエッチング処理が開始される。
【００２９】
その後、図示しない終点判定装置によりエッチング処理の終点が検出されると、高周波電力の供給が停止され、さらに電界と磁界との供給が停止されてプラズマの形成（放電）が停止される。エッチング処理が複数のステップを備えている場合は、任意のステップの処理が終了した後、予め設定された処理用ガスの組成、流量やステージ電極４の温度、処理室１の圧力、高周波電力の値等が次のステップの処理の条件に合わせて実現され、再度電界、磁界が供給されてプラズマが形成され高周波電力が供給されて次のステップの処理が開始される。
【００３０】
予め定められた複数のステップの処理が終了したことが検出されると、静電吸着を実現していた電荷が除かれた後、ウエハ２がステージ電極４の誘電体膜の載置面上方に持ち上げられ、ゲートバルブが開放されて連通した搬送室内から伸長して処理室１内に進入してきた前記搬送用ロボットのアームにウエハ２が受け渡され、アームの収縮によって処理室１外にウエハ２が搬出される。その後、未処理の別のウエハ２が搬送室に有る場合には、再度処理室１内に搬送されてステージ電極４に載せられて処理が実施される。未処理のウエハ２が無い場合には、ゲートバルブが閉塞されて一連の複数枚のウエハ２の処理が終了する。
【００３１】
従来の技術では、上記の処理の異なるステップ同士の間であってプラズマを生成していない（放電を停止している）期間（以後、特に言及が無い場合は２つの処理のステップの前のものの終了から後のものの開始までの期間であって放電が停止している期間を指してステップ間と呼称する）には、処理室１内に遊離して滞留している粒子が処理室１内のウエハに付着して異物が発生してしまうという問題が生じていた。本発明者らが検討した結果、ステップ間の異物を生起する粒子には、正に帯電しているものと負に帯電しているものと帯電していない粒子の３種類の粒子が混在していることが分かった。さらに、これらの各々に帯電した粒子の数のバランス、すなわち正に帯電している数と負に帯電している数と帯電していないものの数の比率は、異物粒子の材質、処理室内壁の表面の材質、処理室内壁の電位等の複数の要素に影響されることが分かった。
【００３２】
さらに、エッチング処理により処理室の内壁の状態が変わることによって、内壁の表面から異物起因の粒子が発生する場所やその成分が変化してしまい、これに伴って上記粒子の帯電バランスが変化することも明らかになった。加えて、当該帯電のバランスに大きな偏りがある場合、すなわち、正に帯電しているものの数が負に帯電しているものの数よりも所定の値以上の割合で多い場合、または逆に負に帯電している異物が正に帯電している異物よりも所定値以上の割合で多い場合、更には、正に帯電している異物と負に帯電している異物の量の差が所定の値以内で少ない場合があるため、ウエハの電位を変更することによって処理室内の電位分布を調整し、静電気力によって異物の輸送制御を行うことが有効である場合と逆効果である場合があるという知見を得た。
【００３３】
このことから、発明者らは、ステップ間にウエハに付着する異物の数を低減するためには処理室の内壁の状態に応じてステージ電極の表面に形成する静電気力を適切に制御する必要があるという知見を得て本発明を想起した。
【００３４】
次に、本実施例のプラズマ処理装置がウエハ２を処理する動作の流れについて図２を用いて説明する。図２は、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置の動作の流れを示すタイムチャートである。特に、任意の枚数としてのＭ枚目のウエハ２の処理を行う場合の複数の動作を時間の経過に沿って示したものである。
【００３５】
まず、本実施例のプラズマ処理装置では、Ｍ−１枚目のウエハ２が処理室１内から搬出された時刻ｔ０から次のＭ枚目のウエハ２が搬入される時刻ｔ２までの間に、ステージ電極４上面を構成する誘電体膜上にウエハ２が戴置されていない状態で、Ｓｉを含む処理ガス（例えばＳｉＣｌ4を含むガス）が処理室１内に供給され、これを用いて生成されたプラズマにより処理室１の内壁にＳｉＯｘやＳｉＯｘＮｙなどのＳｉを含む物質により構成された膜を付着させる内壁コーティング処理の工程を行う。すなわち、Ｍ−１枚目のウエハ２の搬出が終了し時刻ｔ０においてＡｒ等の希ガスが処理室１内に導入された後、時刻ｔ１においてＳｉＣｌ4を含むコーティング処理用のガスが処理室１に導入されるとともに電界と磁界とが供給されてプラズマが形成される。
【００３６】
このプラズマと処理室１の内壁面との間の相互作用によって内壁面上にＳｉを含む膜が形成される。この工程の実施によって、複数枚のウエハ２を連続的に処理する場合において、処理室１の内壁は各々のウエハ２の処理の開始時に所定の状態かこれと見做せる程度に近似した条件の状態になるように構成される。
【００３７】
なお、この内壁コーティング処理の工程においては、まずＭ−１枚目の処理の前に形成されたコーティング層の残りを除去するためのプラズマを形成して行なうクリーニング放電を行った後、Ｍ枚目のウエハ２の処理用の新しいコーティング膜を付着させるプラズマの形成を実施する。このような処理の工程をＩＳＣＣ（In-Situ Cleaning and Coating）と呼ぶ。
【００３８】
次に、内壁コーティング処理が終了した後、時刻ｔ２にＭ枚目のウエハ２が処理室１内に搬入されステージ電極４上に載せられて吸着保持された後、Ｍ枚目のウエハ２の表面に予め形成された膜構造の処理対象の膜のエッチング処理が実施される（時刻ｔ４〜ｔ１２）。図２の例では，当該エッチング処理での処理の条件（レシピ）は大きくは４つの放電ステップ（ステップ１〜ステップ４）から構成され、各ステップの間（ステップ間１〜ステップ間３）では放電が休止（すなわち放電電力をゼロに）される。
【００３９】
そして、静電吸着の電圧は、各処理のステップにおいて内側と外側の電圧の絶対値が同じで極性を逆（内側が＋１５００．外側が−１５００Ｖ）にされているが、処理ステップ１（時刻ｔ５〜ｔ６）とステップ２（ｔ７〜ｔ８）との間のステップ間１（ｔ６〜ｔ７）ではそれぞれの電圧値を減少させ、内側を＋１２００Ｖ、外側を−１８００Ｖにする。これにより、ウエハ２の電位（本例では（内側の電圧＋外側の電圧）／２と見做している）を−３００Ｖとして負の電位にしている。
【００４０】
次に、処理ステップ２とステップ３（ｔ９〜ｔ１０）との間のステップ間２（ｔ８〜ｔ９）では内側と外側との電圧の絶対値は同じで極性のみを逆にしている（内側＋１５００、外側−１５００Ｖ）。このとき、ウエハ２の電位はゼロである。
【００４１】
そして、処理ステップ３とステップ４（ｔ１１〜ｔ１２）との間のステップ間３（ｔ１０〜ｔ１１）では内側の電極３０−１、外側の電極３０−２ともにプラス側に３００Ｖシフトさせて、電極３０−１の電圧値を＋１８００Ｖ、電極３０−２の電圧値を−１２００Ｖとする。このことでウエハ２の電位は＋３００Ｖ（正の電位）にされる。
【００４２】
なお、ウエハ２が処理室１内に搬入されステージ電極４に戴置されてから処理ステップ１のプラズマの形成によるエッチング処理が開始されるまでの間（時刻ｔ３〜ｔ５）においても、電極３０−１の電圧値を＋１２００Ｖに、電極３０−２の電圧値を−１８００Ｖにされ、これがエッチング処理の開始の時刻ｔ５まで維持される。このことによってウエハ２がステージ電極４に載置されて電極３０−１，３０−２に静電吸着用の電力が印加されウエハ２が吸着保持される時刻ｔ３からプラズマが形成されて処理が開始される時刻ｔ５までの間のウエハ２の電位はマイナス（−３００Ｖ）にされている。
【００４３】
また、ステップ間１のガスの流量は、処理のステップ１から低減されたステップ２の処理用ガスの流量に合わされて低減されている。また、処理のステップ２でのプラズマ形成用の電力はステップ１より相対的に低減される。また、一方で、処理のステップ３では、処理用ガスの流量はステップ１より大きくされプラズマ形成用の電力も大きくされる。処理のステップ４では、処理用ガスの流量はステップ１とステップ２との間の値にされプラズマ形成用の電力はステップ２とほぼ等しくされている。
【００４４】
時刻ｔ１１からｔ１２までの処理のステップ４が終了すると、時刻ｔ１２において処理用ガスの供給が停止され、代わりに希ガスが処理室１内に供給されるとともに、Ｍ枚目のウエハ２の処理室１外への搬出が開始される。別の処理対象のウエハ２が存在する場合には、時刻ｔ１における内壁コーティング処理の開始に戻り、Ｍ枚目のウエハ２の場合と同様に、時刻ｔ２からｔ１２までの時間の経過に伴ったエッチング処理の各ステップとステップ間とで供給される静電吸着用の電力の値、ガスの種類とその組成及び流量速度が調節されてＭ＋１枚目のウエハ２のエッチング処理が実施される。
【００４５】
本実施例において、このような処理のステップの進行とこれに伴うステップ間での静電チャック用の電極３０へ印加される電圧の値の調節は、図示しない制御装置からの指令信号に応じて実施される。
【００４６】
次に、このように複数のステップ間でプラズマの形成を停止している間に静電チャックの電極の電圧あるいはウエハの全体的な電位を変えることでウエハ２の電位を調整している理由について述べる。発明者らは、プラズマ処理装置の減圧された真空容器内部処理室内において飛遊して異物の原因となる粒子の飛跡を実験において測定した。図３は、プラズマ処理装置の処理室内で異物の原因となる粒子が飛散する軌跡を示す画像である。実験に用いられたプラズマ処理装置は、文献（H. Kobayashi Japan. J. Appl. Phys. ５０ (２０１１) ０８JE０１）と同様のものである。
【００４７】
測定においては、処理室内を真空にした状態で図上の左側方向から右側方向に向かってテスト粒子を処理室内に散乱させた。当該処理室内に所定の方向からレーザー光を照射した状態でテスト粒子を散乱させレーザー光の中を異物粒子が横切ることで生じる散乱光をＣＣＤカメラで計測することによって異物粒子の軌跡を線、または、連続した点の集合として検出した。なお、レーザーをパルス駆動しているため、早い速度の異物の軌跡は点の集合として、遅い異物の軌跡は線として計測される。
【００４８】
図３（ｂ）に示したように、実験の装置では、図３（ａ）に示す画像の上端に相当する位置の直上に直流（ＤＣ）電力を印加するための電極が設置されており、検出する領域の付近に上下方向の電界を生成できるようにされている。本図に示す実験では、上部の電極に−５００Ｖを印加し上向きの電界を生成した。
【００４９】
帯電していない粒子の場合、速度が速いときは直線に近い軌跡、速度が遅いときは上に凸で左右対称の放物線状の軌跡となる。また、帯電している粒子でも速度が速い、あるいは、粒子径が大きい（質量が重い）粒子は直線に近い軌跡となる。
【００５０】
一方で、図３（ａ）のａで示した粒子の軌跡は下に凸となっており、この粒子は上側に引っ張られていることが分かる。これは当該粒子が正に帯電していることを示している。
【００５１】
また、ｂで示した軌跡は右側に向かうにつれて下がっているが、この軌跡は左右対称の放物線とはなっていないことから、この粒子は下側方向に力を受けていることが分かる。これはこの粒子が負に帯電していることを示している。
【００５２】
図３の実験と同様にして、上側の電極に＋５００Ｖを印加したときにも、上側に力を受けている粒子の軌跡および下側に力を受けている粒子の軌跡の双方を検出することができる。また、発明者らがシミュレーションにより得られた軌跡計算と結果と図３に示す検出の結果とを比較、検討した結果、帯電していない異物も多数あることを確認した。これより、プラズマを形成していない状態では処理室１内を飛散する粒子には、正に帯電している異物粒子と、負に帯電している異物粒子と、帯電していない異物粒子の３つの種類の異物粒子が混在していることが分かった。
【００５３】
また、本発明者らが内壁材料や発生する異物の成分を変えたり、異物粒子の発生場所が変わるようにしたりして、ウエハに落下する異物数がウエハ電位、あるいはＥＳＣ電圧によってどのように変化するかを調べた。その結果、図４に示すように３つのパターンがあることが分かった。
【００５４】
図４は、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置の処理室内に存在する粒子の帯電している極性毎の割合とウエハへ付着する粒子数との関係を模式的に示すグラフである。図４（ａ）では、ウエハ２の電位を正にした場合にウエハ２へ落下して付着する異物の数が減少する例を示している。これは、負側の値に帯電している異物よりも正に帯電している異物の方が有意に多い場合を示すものと考えられる。
【００５５】
一方で、図４（ｂ）では、ウエハ２の電位を負にした場合にはウエハ２へ落下する異物の数が減少する例を示しており、これは正に帯電している異物よりも負に帯電している異物の方が有意に多い場合を示すものと考えられる。そして、図４（ｃ）では、ウエハ２の電位をゼロにした場合にはウエハ２へ落下する異物の数が最も少なくなる例を示しており、正に帯電している異物と負に帯電している異物の量の差が少ない場合を示している。
【００５６】
さらに、本発明者らは、処理室１内において帯電の状態が正、負、中性に分けられる３種類の粒子が混在していることに着目し、粒子の輸送シミュレーションを行って、異物が処理室１の内壁の表面から剥離する際および内壁表面で反射する際の帯電の確率の変化に対して、ウエハ２に落下する異物の数がウエハ２の電位によってどのように変化するかを検討した。その結果、例えば、正に帯電する確率が５０％、負に帯電する確率が２５％とし、正に帯電している異物数が負に帯電している異物数よりも有意に多いと仮定すると図４（ａ）と同様の傾向を示すことが分かった。すなわち、ウエハ２の電位を正の値にすると負の値に帯電している異物を引き寄せてしまうが、より数量の多い正に帯電している異物を積極的にウエハ２の表面に近づけないようにすることで、全体としてウエハ２に付着する異物の数を低減できることが判った。
【００５７】
逆に、負に帯電する確率が５０％、正に帯電する確率が２５％など、負に帯電している異物数が正に帯電している異物数よりも有意に多い場合では図４（ｂ）と同様の傾向となった。すなわち、ウエハ２電位を負の値にすると、正に帯電している異物を引き寄せてしまうが、より数の多い負に帯電している異物をウエハに近づけないようにすることで、全体としてウエハ２に付着する異物の数を低減することができる。
【００５８】
また、正に帯電している異物数が４０％、負に帯電している異物数も４０％など、正に帯電している異物数と負に帯電している異物数が同等、または、一定の差以下となっている場合には、図４（ｃ）と同様の結果となることが判った。すなわち、この場合では、静電気力が働かないようにすることでウエハ２に付着する異物の数を低減できることが判った。
【００５９】
次に、異物となる各粒子が３種類の状態のうちで何れに帯電するのか、３種類の状態各々で帯電する粒子数のバランスを決定する要因について述べる。本発明者らが検討した結果、少なくとも異物や壁面の材質、壁面の電位によって決定されることが分かった。そして、図１に示した構成の装置においては、シャープレート５から発生する異物は負に帯電している傾向があり、アース３２から発生する異物は正に帯電している傾向があると考えられることから、ウエハ２に付着する異物の数のウエハ２の電位への依存性がうまく説明できる場合があることが分かった。この物理的な理由としては以下のように考えることができる。
【００６０】
図１に示した有磁場のＥＣＲによるプラズマを用いる装置では、プラズマを消火した際の処理室１内に残留しているイオンと電子との移動は有磁場での両極性拡散が生じていることを考えなければならない。すなわち、磁場に垂直になっている内壁表面ではイオンよりも電子のフラックスが相対的に大きくなりやすく、この内壁面は相対的には負の電位になる傾向が強くなる。逆に磁場に平行な内壁表面では電子よりもイオンのフラックスが相対的に多くなり、この内壁面は相対的にはプラスの電位になる傾向が強くなる。
【００６１】
そして、図１に示すように円筒形を有した処理室１の上方及び側方の周囲に配置されたコイル３６によって形成される磁場の磁力線は、円筒形の処理室１の内壁面と比較して処理室１の天井面を構成するシャワープレート５に対して相対的に垂直に近い角度で交わることになる。このことからシャワープレート５は側壁面またはこれの処理室１の中心側に配置されてこれを覆うアース３２に対して相対的に負の電位になり易く、ここから遊離または剥離する粒子は、傾向としては負に帯電し易いと考えられる。
【００６２】
一方で、上記磁力線が並行またはこれに近い角度で斜めに交わるアース３２においては、シャワープレート５と比較すると相対的に正の電位になり易く、このアース３２からは正に帯電している遊離または剥離する粒子が相対的に大きくなると考えられる。
【００６３】
次に、図２に示した処理のステップ間における静電吸着用の電極３０−１，３０−２の電圧値の大きさについて図５及び図６を用いて説明する。図５及び図６は、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置のウエハの処理の進行に伴う処理室の主要部の内壁面の状態の変化を模式的に示す縦断面図である。
【００６４】
内壁コーティング処理の実施により、処理室１の内壁面、特にプラズマに面するシャワープレート５、内筒３３、アース３２の内側表面にＳｉを含む材料からなる皮膜が形成される（図５（ａ））。一方で、次に実施されるステップ１の処理中においては、正の電位を有した荷電粒子であるイオンが入射することにより消耗が大きいアース３２の表面では、処理の開始前の内壁コーティング処理において形成されたＳｉを含む物質から構成されたコーティング層８３が薄くなり、一方で、シャワープレートや内筒には厚いコーティングが残っている。
【００６５】
そのため、ステップ１とステップの２の間のステップ間１では、ステージ電極４上方の処理室１内に飛遊する粒子はシャワープレート５や内筒３３のコーティング層８３から剥離するＳｉを含む物質の粒子が主要な割合を占めていると考えられる（図５（ｂ））。そして、当該コーティング層８３がやや導電性を有しているため、処理室１の上部及び天井面を覆うコーティング層の電位はシャワープレート５の電位に引きずられて全体に負の電位となっていると想定される。
【００６６】
ことから処理室１内を浮遊しているＳｉを含む物質の粒子は正に帯電している割合よりも負に帯電している割合の方が多いと考えられる。そして、この場合のウエハ２へ付着する異物の数のウエハ２の電位の依存性は図４（ｂ）に示されるになる。以上のことから、本実施例では、ステップ間１においてウエハ２の全体的な電位が負となるように構成されている。
【００６７】
次に、ステップ２におけるプラズマ処理では、アース３２のコーティング層８３はプラズマとの相互作用によってさらに削れることになり、条件によってはコーティング層８３が全て取り除かれてしまいアース３２の部材の表面が露出してしまう場所が生じてしまう虞が有る。このような場合には、図６（ａ）に示すように、ステップ２とステップ３の間のステップ間２でアース３２の部材の表面から剥離し浮遊する粒子には、アース３２の表面の皮膜を構成するイットリア（Ｙ2Ｏ3）を含む粒子とシャワープレート５を覆うコーティング層８３から剥離するＳｉを含む物質の粒子との両方が有意に混在するものとなると考えられる。
【００６８】
上記の通り、プラズマが形成されていない状態において正に帯電しているアース３２表面から遊離するイットリアを含む物質の粒子は正に帯電する傾向にある一方で、処理室１上部または天井面から遊離するＳｉを含む物質の粒子は負に帯電する傾向がある。そのため、ステップ間２においては、正及び負に帯電している粒子の量の差が、ステップ間１よりも少なくなる傾向にある。
【００６９】
そして、この場合のウエハ２へ付着する異物の数がウエハ２の電位に依存する傾向は、図４（ｃ）に示されるようになる。このことから、本実施例では、相対的に正に帯電したアース３２表面からの粒子の数が増大するステップ間２では、ウエハ２の全体的な電位をゼロまたはこれに近づけた値にして静電気力が帯電している異物に働かないようにすることが望ましい。
【００７０】
そして、次の処理のステップ３では、シャワープレート５や内筒３３表面上に形成されたコーティング層８３の消耗は更に進行して広い面積でその厚さが小さくなってしまい、条件によっては、一部で完全に除去されて当初覆われていた下方の部材の表面がプラズマに露出する箇所の面積が大きくなる。このような状態にされた後の期間であるステップ間３では、図６（ｂ）に示したように、アース３２の表面から発生する粒子ではアース３２の表面の皮膜を構成するイットリアを含むものの数が支配的となり、処理室１内に浮遊する粒子のうちで正に帯電したものの数が相対的に大きくなると想定される。
【００７１】
そして、この場合には、ウエハ２に付着する異物の数のウエハ２の電位への依存の傾向は図４（ａ）に示されたもののようになる。このことから、本実施例では、その後の期間であるステップ間３においては、ウエハ２の全体的な電位を正にして正に帯電した粒子がウエハに付着しないようにされる。
【００７２】
以上述べたように、上記の実施例では、処理のステップの進行に伴って内側壁のコーティング層８３の厚さが変化し、粒子の発生場所或いは粒子が帯電した極性のバランスの変化するものにおいて、これに応じてステップ間１乃至３の各々でウエハ２の電位を異物の原因となる粒子の付着を抑制できる最適な値に調整される。また、ステップ間１乃至３のみでなくウエハ２が搬入された後からプラズマの形成が開始されるまでの期間（時刻ｔ２〜ｔ５）においても、ウエハ２の電位を調整することは異物を抑制する上で有効である。
【００７３】
図２では、粒子が遊離する場所等はステップ間１と同様であるため、ウエハ２の電位を負の値となるように調節している。これは図５（ａ）に示したように、このような期間で処理室１内に浮遊する粒子では、処理室１内において処理室１の上部や天井面から発生するＳｉを含む物質の粒子が支配的であるからである。
【００７４】
次に、実施例の変形例について図７，８を用いて説明する。図７は、図１に示す実施例の変形例に係るプラズマ処理装置の動作の流れを示すタイムチャートである。本例では、図１に示すプラズマ処理装置において実施されるエッチング処理の動作の流れを示しており、図２に示す動作の流れの例との相違は内壁コーティング処理の有無に有る。
【００７５】
図１に示すプラズマ処理装置において、処理室１の内壁面を構成する部材の主な材料がイットリアである場合には、異物の原因となる粒子の主な成分はイットリアである場合が多い。この理由は、半導体デバイスがＳｉやＳｉＯ2などＳｉ系の材料を主体としており、このような材料をエッチング処理して加工する際には内壁面の石英もイットリアと比較してより大きく消耗することになる。
【００７６】
すなわち、内壁を構成する石英製の部材を起因とするＳｉ系の粒子の元となる粒子や反応生成物の粒子が内壁に付着していても、ウエハ２上面の材料をエッチング処理する際に削れてしまい最終的には消失してしまうことになる。一方で、イットリアはプラズマに対する耐性が相対的に大きいため、イットリアを含む物質の粒子が内壁面に付着するとプラズマが形成される処理のステップ中にほとんど消耗されずに長期間内壁面に残留してしまう。
【００７７】
そして、残留した粒子が堆積した堆積物の一部がプラズマとの相互作用により内壁から剥離して処理室１内に浮遊し一部がウエハ２に付着してこれを汚染してしまう。このように、ウエハ２に付着する粒子としてはイットリアを成分として含むものが多くなると考えられる。
【００７８】
また、アース３２を構成する部材の材料としてイットリアを用いると、ウエハ２に印加されるバイアス電力の一部がアース３２側にも印加されることにより、イットリア表面が削れ、イットリウム（Ｙ）原子やＹｘＯｙやＹｘＦｙ（Ｆを含む処理ガスを用いている場合）などのＹを含む活性粒子（ラジカル）が放出される。この原子やラジカルの一部は石英製の内筒３３や石英製のシャワープレート５などの処理室１内壁表面に付着することになる。
【００７９】
そして、このようなＹ原子やＹ系ラジカルが付着して堆積する速度が遅い場合には、プラズマとの相互作用によって石英が消耗されると共にＹ原子やＹ系ラジカルの粒子も内壁の表面からも除去されてしまい、厚い堆積膜になる可能性は少ない。一方で、一定の速度以上で堆積すると、そこにはＹ系の堆積膜が形成され、これがＹ系異物の発生源となる場合がある。
【００８０】
このようにシャワープレート５表面やアース３２の表面にもＹを含む物質の粒子が剥離するような状態において、エッチング処理が複数のステップから構成され、且つステップ間においてプラズマの形成を停止（放電を停止）するエッチング処理の工程において、静電吸着用の電極３０に供給される電圧の値を適切に調整する例を説明する。本例では、ウエハ２の表面に予め形成された複数の膜が積層された膜構造は、樹脂製のレジストから構成される反射防止膜、カーボンを含む物質の膜、ＳｉＯ2膜、下地膜をこの順で上から備えたものである。
【００８１】
図７では、時刻ｔ５〜ｔ６において実施されるステップ１はレジストの反射防止膜をエッチングするステップ、ステップ２はカーボン系の膜をエッチングするステップ、ステップ３はＳｉＯ2膜をエッチングするステップ、ステップ４はレジストをアッシングするステップである。それぞれ、処理ガスとしてはステップ１ではＣＦを組成として含むもの、ステップ２ではＯ2やＮ2を含むガス、ステップ３ではＣＦを、ステップ４ではＯ2、Ｎ2、Ｈ2などを主成分として含む処理ガスを用いる。
【００８２】
これらの処理ステップのうち、ＣＦ系の処理ガスを用いるステップ１とステップ３では石英製の内筒３３やシャワープレート５が相対的に大きく消耗する。そのため、これらの部材の表面に付着しているＹを材料として含む付着物は剥離し易くなっている。
【００８３】
また、ステージ電極４に供給されるバイアス電位形成用の高周波電力に着目すると、ステップ２とステップ３とで大きくなっており、これらのステップではアース３２の消耗が大きくなることから、アース３２からＹを含む物質の粒子が剥離し易くなっていると言える。
【００８４】
上記の特性を図８にまとめた。図８は、図６に示す変形例のステップ間における処理の条件に対する処理室内壁に生じる作用の相関を示す表である。
【００８５】
本図に示すように、本例において処理室１の内壁面に生じるプラズマとの間の相互作用は、単純には処理ガスの種類とバイアス形成用の電力の大きさによってその特性が変化するものであり、また粒子が発生する場所の分布も変化する。そして、このような変化に伴って粒子が帯電する極性のバランスも変化している。
【００８６】
すなわち、ステップ１では、Ｆを組成として含む処理用のガスを用いており内壁の部材を構成する石英の消耗は相対的に大きいが、ステージ電極４に供給されるバイアス形成用電力は相対的に小さいためアースの消耗は小さいものとなる。このため、処理室１内に浮遊する粒子は、石英製の内壁を構成する部材の表面から剥離するＹを含む物質の粒子が主成分となる。
【００８７】
そして、シャワープレート５から剥離する粒子の数が支配的になると、負に帯電している粒子の数が正に帯電しているものよりも多くなる。そのため、本変形例でも図２の実施例と同様に、電極３０−１，３０−２に印加される電圧の値を負の側に変化させて（１２００Ｖおよび−１８００Ｖ）、処理のステップ１の後のステップ間１ではウエハ２の全体的な電位を負の値にしている。このことにより、負の電位に帯電した粒子がウエハ２に付着することが抑制される。
【００８８】
ここで、石英製の内筒３３ではなく、石英製のシャワープレート５がＹを含む粒子が遊離する主要な箇所であるとした理由は、図１に示すプラズマ処理装置において、内筒３３の円筒形の内表面はＥＣＲ面が横切っている場合が多く、この場合には内筒３３の内表面は強いプラズマに曝されることになるため、消耗する速度はシャワープレート５よりも大きいものとなる。これにより、Ｙを含む粒子は内筒３３の表面よりもシャワープレート５の表面に堆積、成長し易く、処理室１内に浮遊するＹを含む粒子はシャワープレート５の表面からのものが多いと考えられる。
【００８９】
次に、ステップ間２について説明する。その前の処理のステップ２ではＦを含まない処理ガスを用いているため、内壁を構成する石英製の部材の表面の消耗は相対的に少ないものとなり、ステップ２終了後のステップ間２においてはこのような部材の表面からのＹを含む物質の粒子を原因とする異物の発生は少ない。一方で、ステージ電極４に供給されるバイアス形成用電力は大きいため、石英製のアース３２の消耗は相対的に大きいものとなる。
【００９０】
そのため、ステップ間２においては、処理室１内に浮遊する粒子はアース３２の表面から剥離するＹを含む物質の粒子の割合が多くなる。このような粒子では、正に帯電している粒子の割合が負に帯電しているものの割合に対して有意に大きくなるため、ステップ間２においてウエハ２の全体的な電位は正にされている。
【００９１】
より具体的には、本変形例でも図２の実施例と同様に、電極３０−１，３０−２に印加される電圧の値を共に正の側に変化させて（１８００Ｖおよび−１２００Ｖ）いる。このことにより、正の電位に帯電した粒子がウエハ２に付着することが抑制される。
【００９２】
次に、ステップ間３について説明する。その前の処理であるステップ３ではＦを含む処理用のガスを用いているため、内壁を構成する石英製の部材の消耗は相対的に大きいものとなり、ステップ３の後のステップ間３ではこのような部材の表面からのＹを含む物質から構成される付着物がより剥離し易い状態になっている。そして、このような部材の表面から剥離あるいは遊離する粒子は正に帯電しているものが多いものとなる。
【００９３】
一方で、バイアス形成用の電力も相対的に大きくされているためアース３２の消耗も大きいものとなり、アース３２の表面から剥離、遊離するＹを含む物質の粒子も多くなる。このような粒子は正に帯電している割合が負に帯電している異物の割合に対して有意に大きい。その結果、ステップ間３において処理室１内に浮遊している粒子のうち負に帯電しているものと正に帯電しているものの数の差は少なくなる。
【００９４】
そのため、本変形例においてはステップ間３においてウエハ２の全体的な電位は０またはこれに近似した値にされる。具体的には、ステップ間３において、電極３０−１，３０−２に供給される直流電力の電圧は＋１５００Ｖ，−１５００Ｖにされている。このことにより、処理室１内に浮遊する粒子がウエハ２へ付着することが抑制される。
【００９５】
すなわち、本変形例では、ステップ間３の前の処理のステップ３において、処理室１の内壁部材のどの部分の消耗量が多いか（どのような処理ガスで処理を行ったか、どれくらいのバイアス電力を投入したか等）の条件に応じて、その後のステップ間３における粒子の付着量を低減できるようにウエハ２の全体的な電位を調節する。
【００９６】
上記のように、アース３２の内壁表面にイットリアを含む材料の皮膜を配置している場合には、Ｙ（イットリウム）を組成として含む物質が処理室１内の石英製の他の部材の表面に付着してしまうとこのような処理室１の内壁表面を構成する部材の表面からもＹを含む物質から構成され異物の原因となる粒子が剥離あるいは浮遊してしまう。
【００９７】
しかし、ＷＥＴ洗浄等の処理室１内壁の表面に付着あるいは堆積した物質を除去する工程を実施した後では、上記Ｙを含む物質から構成された粒子が剥離、浮遊し始める箇所（発生源）はアース３２のみにできる。そして、ウエハ２を処理した累積の時間の増大（ウエハ２の処理枚数の増加）とともに石英製のシャワープレート５や石英製の内筒３３等の内壁を構成する部材の表面にＹを含む物質が付着、蓄積した結果これらの表面から当該物質の粒子や欠片が遊離して処理室１内に浮遊してしまう。
【００９８】
このため、処理室１内に浮遊する粒子は、ＷＥＴ洗浄等の処理室１内壁を清浄化する工程の直後は正に帯電した異物の割合が相対的に多いのに対して、洗浄工程終了から時間が経過するに伴って負に帯電した粒子の割合が増加することになる。このような現象に対して、洗浄工程後の最初のステップ間のウエハ２の全体的な電位を正にし、累積のプラズマ形成時間または処理時間あるいは処理したウエハの枚数が増大して所定の値を超えた際にウエハ２の全体的な電位を０に、さらには当該累積の時間や枚数が増大して閾値を超えた際にはウエハ２の全体的な電位を負にすることで、ウエハ２に付着する処理室１内の粒子の数を抑制することができる。
【００９９】
このように処理の累積の時間や枚数の増大に伴う処理室１内に浮遊する粒子の正に帯電しているものの割合及び負に帯電している割合に応じてウエハ２全体の電位を調整する態様としては、図９に示すように、ステップ間におけるウエハ２の全体的な電位を一様に増大または現象させるものと、ステップ間毎に所定の値にするものが考えられる。
【０１００】
図９の最も下のグラフは、複数のステップ間に亘り一様にウエハ２の電位を減少させる例を実線で、ステップ間毎に異なる所定値に維持する且つ枚数の増大に伴って所定値を低減させる例を破線で示している。図９は、図１に示す実施例のプラズマ処理装置において処理の累積の時間または枚数の増大に伴って調節されるウエハの全体的な電位の変化を示すグラフである。何れの例でも異物を低減する効果を奏することができるが、一様に変化させるほうがより効果が大きい。一方で、一様に変化させ場合、十分な低減効果を得るためには的確に調整する必要がある。
【０１０１】
上記の例では、異物の原因となる処理室１内で浮遊する粒子が遊離または剥離する箇所やこれらの粒子が帯電している極性のバランス等の状態が予測できる場合の例を説明した。一方で、異物の帯電の状態の予測が難しい場合においてステップ間のウエハ２の電位を設定する場合の例を図１０を用いて説明する。
【０１０２】
まず、図１に示した実施例と同様に、半導体デバイスを製造するためのエッチング処理は４つの処理のステップから構成され、前後するステップ同士の間の３つの期間（ステップ間）ではすべてプラズマの形成を停止するエッチング処理の工程であるとする。予め、半導体デバイス製造用のウエハ２の処理の開始の前に、異物検査用のウエハをステージ電極４上に吸着保持し、半導体デバイス製造用のウエハ２の処理と同様の条件でステップ１乃至４から構成されるエッチング処理の工程を実施して、当該異物検査用のウエハに落下した異物の数を計数する。尚、この測定において、前後する処理のステップの間のステップ間１，２，３の各々においてウエハ２の全体的な電位は０またはこれと見做せる程度に近似した値にされる。
【０１０３】
そして次に、別の異物検査用のウエハをステージ電極４上に保持し、ステップ間１においてウエハの電位を正にしてステップ間２，３はウエハの電位０にして、先の測定と同様に半導体デバイスを製造するためのエッチング処理の工程を実施して検査用のウエハに付着する異物の数を計数する。次に、ステップ間１のウエハの電位を負として同様にエッチング処理の工程を実施して検査用のウエハに付着する異物の数を計数する。
【０１０４】
次に、ステップ間１及びステップ間３でウエハの電位を０にしステップ間２においてウエハの電位を正及び負に変えた２つの条件でエッチング処理の工程を実施して検査用のウエハに付着する異物の数を計数する。さらに同様に、ステップ間１及びステップ間２でウエハの電位を０にしステップ間３においてウエハの電位を正及び負に変えた２つの条件でエッチング処理の工程を実施して検査用のウエハに付着する異物の数を計数する。
【０１０５】
上記の測定の結果を表として纏めたものを図１０に示す。上記の測定の結果から、ウエハ２に付着する粒子の数がより少なくなるように、各ステップ間におけるウエハ２の電位を設定する。各ステップ間で最適なウエハ電位を求め、これを実際の量産に適用する。また、ウエハ２を搬入してステージ電極４上に戴置してからステップ１の処理を開始するまでの間にも、ウエハ２の電圧を最適な値に調整することが望ましい。
【０１０６】
なお、上記の例において、プラズマ処理装置のウエハ２の搬送やステージ電極４への受け渡し、静電吸着の開始や解除、プラズマの形成と消火、バイアス形成用の高周波電力の供給の開始と停止等の動作や、静電吸着用の電極３０へ供給される電圧の大きさの調節は、図示しない制御装置からの指令信号に基づいて実施される。制御装置は、内部にマイクロプロセッサ等の演算器、演算器が動作の指令信号を算出するアルゴリズムが記載されたプログラムや上記の動作の算出がこれに基づいて行われるデータが記憶されるＤＲＡＭやフラッシュＲＯＭ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶装置、発信され受信されて指令信号に基づいて動作する上記プラズマ処理装置の各部分や動作の状態を検知するためのセンサと信号が送受信される外部とのインターフェースとが有線または無線により信号を送受信可能に接続されている。
【０１０７】
また、長期的な処理室１内壁の付着物の量の変動等の表面の状態の変化により、異物の原因となる粒子が発生する箇所やその組成が変わる可能性が有る。そこで、上記の測定を予め適切に定めた間隔で複数回実施してステップ間でのウエハの電圧の設定値を更新しつつ複数枚のウエハ２の処理を連続的に実施しても良い。
【０１０８】
なお、上記の実施例、変形例では、有磁場放電方式のプラズマ処理装置について説明したが、このようなプラズマを形成する手段に限られるものではない。他のプラズマ形成の手段によるプラズマ処理装置においても内壁の電位の分布がばらついて異物の発生する箇所やその材料、組成等がウエハの処理の累積の時間、枚数の増大に伴って変化するものに対しては、プラズマの形成を停止する複数の処理ステップの間の期間での浮遊する粒子の帯電のバランスを考慮してウエハの全体的な電位を調整することによって当該粒子がウエハに付着する量を低減するという、実施例の作用・効果を奏することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１…処理室、２…ウエハ、３…導波管、４…ステージ電極、５…シャワープレート、６…天板、９…真空容器、２０…マイクロ波電源、２１…バイアス電源、２６…コイル、３０…電極、３１…静電吸着用の電源、３２…アース、３３…内筒、３７…空洞共振部、４９…処理ガス供給手段、８３…コーティング膜。
【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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【図９】
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【図１０】
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