(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に配置され、基板が載置される下部電極と、前記処理容器内において前記下部電極に対向して配置される上部電極と、前記上部電極または前記下部電極に、プラズマ生成用の高周波電力を付与する高周波電源と、前記下部電極に、基板を静電吸着させるための高圧電力を付与する高圧電源と、前記高周波電源と前記高圧電源を制御する制御部を備えたプラズマ処理装置であって、
前記制御部は、
前記上部電極または前記下部電極に高周波電力を付与した後、プラズマ処理が終了するまでの間、高周波電力の値が一定となるように前記高周波電源を制御し、
前記下部電極への高圧電力の付与を開始する時は、前記下部電極に付与する電圧を段階的に下げるようにして前記下部電極に−１５００V以下の高圧電力を付与し、
前記下部電極への高圧電力の付与を終了する時は、前記下部電極に付与する電圧を段階的に上げるように、前記高圧電源を制御することを特徴とする、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記高周波電源によって前記上部電極または前記下部電極に高周波電力を付与した後、前記下部電極に高圧電力を付与するように、前記高圧電源を制御することを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記下部電極への高圧電力の付与を終了した後、前記上部電極または前記下部電極への高周波電力の付与を終了するように、前記高周波電源を制御することを特徴とする、請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記下部電極に載置される基板が、ＳＯＩ構造を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記下部電極の温度を調節する温度調節機構を有し、前記下部電極の上面には、前記下部電極に載置される基板の裏面に向けて伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給穴が設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
処理容器内に配置された下部電極の上面に基板が載置され、前記下部電極または前記下部電極に対向して配置される上部電極に、プラズマ生成用の高周波電力が付与されて、基板が処理されるプラズマ処理方法であって、
前記上部電極または前記下部電極に高周波電力が付与された後、プラズマ処理が終了するまでの間、高周波電力の値が一定となるように制御され、
前記下部電極への高圧電力の付与が開始される時は、前記下部電極に付与される電圧が段階的に下げられ、前記下部電極に−１５００V以下の高圧電力が付与されて、前記下部電極の上面に基板が静電吸着され、
前記下部電極への高圧電力の付与が終了される時は、前記下部電極に付与される電圧が段階的に上げられることを特徴とする、プラズマ処理方法。
【請求項７】
前記下部電極または前記上部電極に高周波電力が付与された後、前記下部電極に高圧電力が付与されることを特徴とする、請求項６に記載のプラズマ処理方法。
【請求項８】
前記下部電極への高圧電力の付与が終了した後、前記上部電極または前記下部電極への高周波電力の付与が終了することを特徴とする、請求項６または７に記載のプラズマ処理方法。
【請求項９】
前記下部電極に載置される基板が、ＳＯＩ構造を有することを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項１０】
プラズマ処理中、前記下部電極の温度が調節され、前記下部電極の上面と前記下部電極に載置された基板の裏面との間に伝熱ガスが供給されることを特徴とする、請求項６〜９のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項１１】
プラズマ処理中、前記下部電極の上面と前記下部電極に載置された基板の裏面との間に伝熱ガスが５Ｔｏｒｒ以上の圧力で供給されることを特徴とする、請求項１０に記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウェハやＬＣＤ用基板等の基板にプラズマエッチング処理等を施すプラズマ処理装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラズマによって、半導体ウェハやＬＣＤ用基板等の基板を処理するプラズマ処理方法が利用されている。例えば、半導体装置の製造工程においては、被処理基板としての半導体ウェハに、微細な電気回路を形成するための技術として、半導体ウェハ上に形成された酸化膜等を、プラズマを用いてエッチングして除去するプラズマエッチング処理が利用されている。
【０００３】
かかるプラズマエッチング装置では、気密に閉塞された処理容器内に配置された下部電極（サセプタ）の上面に半導体ウェハが載置されるようになっている。また、処理容器内にプラズマを発生させる手段には、種々のタイプが知られている。そのうち、上下に対向するように設けられた一対の平行平板電極に高周波電力を供給してプラズマを発生させるタイプの装置では、処理容器内において下部電極に対向して上部電極が配置されている。そして、これら上部電極と下部電極の少なくとも一方に高周波電力が付与されて、処理容器内にプラズマが生成され、エッチングが行われる。
【０００４】
一方、プラズマ処理中は、下部電極上に載置された半導体ウェハを所望の温度にする必要がある。そこで、下部電極を所望の温度に調節し、下部電極の上面に半導体ウェハを密着させることで、半導体ウェハの温度を調節している。また、下部電極の温度を半導体ウェハに効率よく伝達させるために、下部電極の上面と基板の裏面との間に伝熱ガスを供給することも行われている。
【０００５】
ここで、下部電極の上面に半導体ウェハを密着させるために、下部電極に高圧電力を付与し、下部電極の上面に基板を静電吸着する方法が採用されている（例えば、特許文献１〜４参照）。この場合、プラズマ処理中、下部電極の上面に載置された基板は負の電位に帯電することが知られている。このため、基板を効率よく静電吸着するために、下部電極には正の高圧電力が付与されるのが一般的である。また、従来は、下部電極に負の高圧電力を付与した場合に比べて、正の高圧電力を付与した方が、基板へのパーティクルの付着量が少ないと考えられていた。
【０００６】
また一方、ポンプの吸引力によって下部電極の上面に半導体ウェハを密着させる方法も採用されている（例えば、特許文献５参照）。吸引ポンプで下部電極の上面に半導体ウェハを密着させることにより、静電吸着に伴う基板へのパーティクルの付着が抑制できるようになる。この場合、基板へのパーティクルの付着量を更に低減させるために、プラズマ処理中、基板と同程度の電位の負の電圧を下部電極に付与することも提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−９５９０９号公報
【特許文献２】特開２００５−２３６１３８号公報
【特許文献３】特開２００６−１６５０９３号公報
【特許文献４】特開２００６−８６１７３号公報
【特許文献５】特開２００２−１００６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年、ＳＯＩ(Silicon on Insulator)と呼ばれる構造を持った半導体ウェハが製造されている。一般的な集積回路上のMOSFETは、素子間分離をPN接合の逆バイアスによって形成するが、寄生ダイオードやサブストレートとの間に浮遊容量が生じ、信号の遅延やサブストレートへのリーク電流が発生していた。この浮遊容量を低減するため、MOSFETのチャネルの下に絶縁膜を形成し、浮遊容量を減らしたものがＳＯＩ構造である。かかるＳＯＩ構造によれば、例えばCMOS  LSIの高速性・低消費電力化を向上させることができる。また、素子間分離のためのウェルも小さくできるため、例えばPMOS-NMOS間の距離を小さくでき、素子の配置密度を高めることができる。
【０００９】
しかしながら、かかるＳＯＩ構造は繊細であり、静電吸着のために付与される高圧電力の影響で、半導体ウェハに形成されたＳＯＩ構造が破壊されてしまう懸念があった。一方、ポンプの吸引力によって下部電極の上面に半導体ウェハを密着させる方法によれば、高圧電力による構造破壊を回避できるが、吸引ポンプが別に必要になり、また、下部電極の構造も複雑になるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、ＳＯＩ構造などの素子を破壊させることなく、基板を静電吸着できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するために、本発明によれば、処理容器内に配置され、基板が載置される下部電極と、前記処理容器内において前記下部電極に対向して配置される上部電極と、前記上部電極または前記下部電極に、プラズマ生成用の高周波電力を付与する高周波電源と、前記下部電極に、基板を静電吸着させるための高圧電力を付与する高圧電源と、前記高周波電源と前記高圧電源を制御する制御部を備えたプラズマ処理装置であって、前記制御部は、前記上部電極または前記下部電極に高周波電力を付与した後、プラズマ処理が終了するまでの間、高周波電力の値が一定となるように前記高周波電源を制御し、前記下部電極への高圧電力の付与を開始する時は、前記下部電極に付与する電圧を段階的に下げるようにして前記下部電極に−１５００V以下の高圧電力を付与し、前記下部電極への高圧電力の付与を終了する時は、前記下部電極に付与する電圧を段階的に上げるように、前記高圧電源を制御することを特徴とする、プラズマ処理装置が提供される。なお、本明細書および特許請求の範囲において、「−１５００V以下の高圧電力」とは、例えば、−２５００V、−３０００V等、絶対値が１５００V以上である負の高圧電力を意味する。また、「下部電極に付与する電圧を下げる」とは、例えば、０Ｖから−１５００V以下の高圧電力にする等、負の高圧電力（０Ｖを含む）の絶対値を増やすことを意味する。また、「下部電極に付与する電圧を上げる」とは、例えば、−１５００V以下の高圧電力から０Ｖにする等、負の高圧電力（０Ｖを含む）の絶対値を減らすことを意味する。
【００１２】
このプラズマ処理装置において、前記制御部は、前記高周波電源によって前記上部電極または前記下部電極に高周波電力を付与した後、前記下部電極に高圧電力を付与するように、前記高圧電源を制御しても良い。また、前記制御部は、前記下部電極への高圧電力の付与を終了した後、前記上部電極または前記下部電極への高周波電力の付与を終了するように、前記高周波電源を制御しても良い。
【００１４】
また、前記下部電極に載置される基板は、例えば、ＳＯＩ構造を有している。また、前記下部電極の温度を調節する温度調節機構を有し、前記下部電極の上面には、前記下部電極に載置される基板の裏面に向けて伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給穴が設けられていても良い。
【００１５】
また、本発明によれば、処理容器内に配置された下部電極の上面に基板が載置され、前記下部電極または前記下部電極に対向して配置される上部電極に、プラズマ生成用の高周波電力が付与されて、基板が処理されるプラズマ処理方法であって、前記上部電極または前記下部電極に高周波電力が付与された後、プラズマ処理が終了するまでの間、高周波電力の値が一定となるように制御され、前記下部電極への高圧電力の付与が開始される時は、前記下部電極に付与される電圧が段階的に下げられ、前記下部電極に−１５００V以下の高圧電力が付与されて、前記下部電極の上面に基板が静電吸着され、前記下部電極への高圧電力の付与が終了される時は、前記下部電極に付与される電圧が段階的に上げられることを特徴とする、プラズマ処理方法が提供される。
【００１６】
このプラズマ処理方法において、前記下部電極または前記上部電極に高周波電力が付与された後、前記下部電極に高圧電力が付与されても良い。また、前記下部電極への高圧電力の付与が終了した後、前記上部電極または前記下部電極への高周波電力の付与が終了しても良い。
【００１８】
また、プラズマ処理中、前記下部電極の温度が調節され、前記下部電極の上面と前記下部電極に載置された基板の裏面との間に伝熱ガスが供給されても良い。この場合、プラズマ処理中、前記下部電極の上面と前記下部電極に載置された基板の裏面との間に伝熱ガスが５Ｔｏｒｒ以上の圧力で供給されても良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、下部電極に−１５００V以下の高圧電力を付与することにより、ＳＯＩ構造などの素子を破壊させることなく、基板を下部電極に静電吸着できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照にして説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置１の説明図である。図２は、プラズマ処理装置１が備える下部電極１２の平面図である。なお、以下では、基板としての半導体ウェハ（ウェハＷ）をプラズマエッチング処理するプラズマ処理装置１について説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
プラズマ処理装置１は、例えばアルミニウムなどの導電性材料から成る円筒形状あるいは矩形状に成形された処理容器１０を有している。処理容器１０内には、モータなどの昇降機構１１により昇降運動自在に構成された、基板としてのウェハＷを載置させるための略円筒状の下部電極１２が収容される。この下部電極１２は、アルミニウムなどの導電性材料で構成される。下部電極１２の内部には、温度調節機構としての熱媒循環流路１３が設けられている。
【００２２】
熱媒循環流路１３には、図示しない温調手段により適当な温度に温調された熱媒が熱媒導入管１５を介して導入される。熱媒導入管１５から導入された熱媒は熱媒循環流路１３内を循環し、これにより、下部電極１２が所望の温度に調整される。そして、下部電極１２の熱が、下部電極１２の上面に載置されたウェハＷに伝達されて、ウェハＷが所望の温度に調節される。
【００２３】
なお、下部電極１２の温度を調節する温度調節機構は、冷却ジャケット、ヒータ等、その他の機構を用いることもできる。
【００２４】
下部電極１２の上部は、ウェハＷを静電吸着するための静電チャック２０に構成されている。静電チャック２０は、ウェハＷと同程度の直径の円板形状である。静電チャック２０は、ポリイミド樹脂などの高分子絶縁材料からなる２枚のフィルム２１、２２の間に、銅箔などの導電膜２３を配置した構造である。導電膜２３は、配線２４、コイル等のフィルタ２５を介して高圧電源２６に接続されている。プラズマ処理時には、高圧電源２６から、任意の直流電圧に設定された高圧電力が、フィルタ２５で高周波をカットされて、導電膜２３に付与される。こうして導電膜２３に付与された高圧電力で発生されたクーロン力により、下部電極１２の上面（静電チャック２０の上面（以下、同様））にウェハＷが静電吸着させられる。
【００２５】
下部電極１２の上面には、ウェハＷの裏面に向けて伝熱ガスを供給する多数の伝熱ガス供給穴３０が設けられている。図２に示すように、伝熱ガス供給穴３０は、下部電極１２の上面において、同心円状に配置されている。なお、説明のため、下部電極１２の上面において、最も内側に位置する円周上に配置された伝熱ガス供給穴３０を内側Ｐ１の伝熱ガス供給穴３０、最も外側に位置する円周上に配置された伝熱ガス供給穴３０を外側Ｐ３の伝熱ガス供給穴３０、これら内側Ｐ１の伝熱ガス供給穴３０と外側Ｐ３の伝熱ガス供給穴３０の間に配置された伝熱ガス供給穴３０を中間Ｐ２の伝熱ガス供給穴３０と定義する。
【００２６】
各伝熱ガス供給穴３０には、伝熱ガス供給管３１が接続されており、図示しないガス源よりヘリウムなどの伝熱ガスが、下部電極１２の上面とウェハＷの裏面との間に形成される微小空間に、例えば５Ｔｏｒｒ以上の圧力で供給される。これにより、下部電極１２の上面からウェハＷに効率よく熱が伝達される。
【００２７】
下部電極１２の上面の周囲には、下部電極１２の上面に載置されたウェハＷの外周を囲むように、環状のフォーカスリング３２が配置されている。フォーカスリング３２は、反応性イオンを引き寄せない絶縁性または導電性の材料からなり、反応性イオンを、内側のウェハＷにだけ効果的に入射せしめるように作用する。
【００２８】
下部電極１２と処理容器１０の内壁との間には、複数のバッフル孔が設けられた排気リング３３が配置されている。この排気リング３３により、処理ガスが処理容器１０内から均一に排気される。
【００２９】
下部電極１２の下面には、中空に成形された導体よりなる給電棒３５が接続されている。給電棒３５には、ブロッキングコンデンサなどから成る整合器３６を介して、第１の高周波電源３７が接続されている。プラズマ処理時には、第１の高周波電源３７から、例えば２ＭＨｚの高周波電力が、下部電極１２に付与される。
【００３０】
下部電極１２の上方には、上部電極４０が配置されている。下部電極１２の上面と上部電極４０の下面は、互いに平行に、所定の間隔をあけて対向して配置されている。下部電極１２の上面と上部電極４０の下面の間隔は、昇降機構１１により調整される。
【００３１】
上部電極４０には、ブロッキングコンデンサなどから成る整合器４１を介して第２の高周波電源４２が接続されている。プラズマ処理時には、第２の高周波電源４２から、例えば６０ＭＨｚの高周波電力が、上部電極４０に付与される。このように、第１の高周波電源３７と第２の高周波電源４２から下部電極１２と上部電極４０に高周波電力が付与されることにより、処理容器１０の内部にプラズマが生成される。
【００３２】
静電チャック２０の導電膜２３に高圧電力を付与する高圧電源２６、下部電極１２に高周波電力を付与する第１の高周波電源３７、上部電極４０に高周波電力を付与する第２の高周波電源４２は、制御部４５によって制御される。なお、制御部４５による制御については、後に詳しく説明する。
【００３３】
上部電極４０の内部には中空部５０が形成されている。中空部５０には、処理ガス供給管５１が接続されている。処理ガス源５２から供給される処理ガスが、流量制御器（ＭＦＣ）５３で流量制御され、処理ガス供給管５１を介して、上部電極４０の中空部５０に導入される。処理ガスには、例えば、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２）、酸素（Ｏ２）等を含むプロセスガスが用いられる。
【００３４】
中空部５０の内部には、処理ガスの均一拡散を促進するためのバッフル板５５が設けられている。バッフル板５５には、多数の小孔が設けられている。上部電極４０の下面には、中空部５０から処理容器１０の内部に処理ガスを噴出させる多数の処理ガス噴出口５６が設けられている。
【００３５】
処理容器１０の下方には、真空ポンプなどからなる排気系に連通する排気管５７が接続されている。この排気管５７を通じて、処理容器１０の内部の圧力は、例えば１００ｍＴｏｒｒ以下に減圧される。
【００３６】
処理容器１０の側方には、ゲートバルブ６０を介してロードロック室６１が設置されている。ロードロック室６１の内部には、搬送アーム６２を備えた搬送機構６３が設置されている。ゲートバルブ６０を開き、搬送アーム６２によってウェハＷが、処理容器１０内に搬入され、処理容器１０内から搬出される。
【００３７】
以上のように構成されたプラズマ装置１において、ゲートバルブ６０が開かれ、処理対象であるウェハＷが、搬送アーム６２によって処理容器１０内に搬入され、下部電極１２の上面に載置される。その後、搬送アーム６２が処理容器１０内から退出し、ゲートバルブ６０が閉じられる。
【００３８】
次に、処理容器１０内において、下部電極１２の上面に載置されたウェハＷに対するプラズマ処理が開始される。プラズマ処理中、処理容器１０の内部は、排気管５７を通じて、例えば１００ｍＴｏｒｒに減圧される。また、処理ガス源５２から供給された処理ガスが、上部電極４０の下面の処理ガス噴出口５６から、処理容器１０の内部に均一に供給される。
【００３９】
そして、第１の高周波電源３７から下部電極１２に、例えば２ＭＨｚの高周波電力が付与され、第２の高周波電源４２から上部電極４０に、例えば６０ＭＨｚの高周波電力が付与される。これにより、処理容器１０の内部に供給された処理ガスがプラズマ化され、ウェハＷに対するプラズマ処理が行われる。
【００４０】
また、プラズマ処理中は、例えば−２５００V、−３０００V等の、−１５００V以下の直流電圧に設定された高圧電力が、高圧電源２６から静電チャック２０の導電膜２３に付与される。こうして静電チャック２０に付与された高圧電力で発生されたクーロン力により、下部電極１２の上面にウェハＷが静電吸着させられる。
【００４１】
ここで、高圧電源２６から下部電極１２（静電チャック２０）への高圧電力の付与、第１の高周波電源３７と第２の高周波電源４２から下部電極１２と上部電極４０への高周波電力の付与は、制御部４５により、例えば次のように制御される。
【００４２】
即ち、図３に示すように、先ず、時刻ｔ１において、第１の高周波電源３７と第２の高周波電源４２から下部電極１２と上部電極４０へ、プラズマ生成用の高周波電力ＲＦが付与される。そして、プラズマ生成用の高周波電力ＲＦの付与が開始された後、時刻ｔ２において、高圧電源２６から下部電極１２へ、静電吸着させるための高圧電力ＨＶの付与が開始される。下部電極１２への高圧電力ＨＶの付与が開始される場合は、例えば、時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４の順に、高圧電力ＨＶが０Ｖから−１５００V以下の直流電圧まで段階的に下げられていく。
【００４３】
こうして、処理容器１０内において生成されたプラズマにより、ウェハＷに対してプラズマエッチング処理が施される。そして、処理容器１０内における所定のプラズマ処理が終了すると、排気管５７を通じた減圧が停止され、処理容器１０内への処理ガスの供給も停止される。また、下部電極１２および上部電極４０への高周波電力ＲＦの付与が停止され、下部電極１２（静電チャック２０）への高圧電力ＨＶの付与も停止される。
【００４４】
この場合、例えば図３に示すように、先ず、時刻ｔ５、ｔ６、ｔ７の順に、高圧電力ＨＶが−１５００V以下の直流電圧から０Ｖまで段階的に上げられていく。そして、下部電極１２への高圧電力ＨＶの付与が終了した後、時刻ｔ８において、第１の高周波電源３７と第２の高周波電源４２から下部電極１２と上部電極４０への高周波電力ＲＦの付与が終了する。
【００４５】
そして、ウェハＷへのプラズマ処理が終了すると、ゲートバルブ６０が開かれ、処理済みのウェハＷが、搬送アーム６２によって処理容器１０内から搬出される。
【００４６】
このプラズマ処理装置１によれば、下部電極１２に−１５００V以下の高圧電力ＨＶを付与することにより、ウェハＷに形成された素子を破壊させることなく、ウェハＷを下部電極１２に静電吸着できる。このため、ＳＯＩ構造などの繊細な素子を有するウェハＷに対してもプラズマ処理を好適に実施することができる。
【００４７】
なお、下部電極１２に付与する静電吸着用の高圧電力ＨＶを負にすると、ウェハＷの吸着力が低下することが懸念される。このため、下部電極１２に付与する高圧電力ＨＶは、例えば−１５００V〜−３０００Vであることが望ましい。
【００４８】
また、図３で説明したように、プラズマ生成用の高周波電力ＲＦの付与が開始された後、下部電極１２へ静電吸着用の高圧電力ＨＶの付与が開始され、下部電極１２への高圧電力ＨＶの付与が終了した後、高周波電力ＲＦの付与が終了することにより、静電吸着に伴うウェハＷへのパーティクルの付着が抑制される。また、下部電極１２への高圧電力ＨＶの付与が−１５００V以下の直流電圧まで段階的に下げられ、−１５００V以下の直流電圧から０Ｖまで段階的に上げられることにより、静電吸着に伴うウェハＷへのダメージが軽減される。
【００４９】
なお、下部電極１２の上面に設けられた伝熱ガス供給穴３０からウェハＷの裏面に向けてヘリウム等の伝熱ガスを例えば５Ｔｏｒｒ以上の圧力で供給することにより、下部電極１２の上面からウェハＷに効率よく熱が伝達され、ウェハＷの温度を精度よく制御できるようになる。一方、図４に示すように、ウェハＷの裏面には、ＳｉＯ２からなる酸化膜Ｗ’が形成されている。この酸化膜Ｗ’は、ウェハＷに対して行われる種々の薬液処理などにより減っていくが、下部電極１２の上面とウェハＷの裏面との間に供給される伝熱ガスの影響で、薬液処理などに対する酸化膜Ｗ’の抵抗力が低下し、特に、伝熱ガス供給穴３０に対応する部分３０’において、酸化膜Ｗ’が減りやすくなってしまう事態が生じた。このような酸化膜Ｗ’の劣化は、ウェハＷの電気的特性劣化、汚染等の要因になる可能性がある。しかるに、このプラズマ処理装置１によれば、下部電極１２に−１５００V以下の高圧電力ＨＶが付与されることにより、伝熱ガスの影響によるウェハＷの裏面の酸化膜Ｗ’の劣化が抑制されることが判明した。
【００５０】
以上、本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５１】
例えば、上記の実施の形態では、プラズマ生成用の高周波電力ＲＦが下部電極１２と上部電極４０の両方へ付与される例を説明した。しかしながら、下部電極１２と上部電極４０のどちらか一方のみにプラズマ生成用の高周波電力ＲＦが付与されても良い。また、プラズマエッチング装置を例に挙げて説明したが、その他にも、処理容器内でプラズマ処理を行う各種装置、例えばプラズマＣＶＤ装置、アッシング装置などにも適用することが可能である。また、本発明のプラズマ処理装置で処理される基板は、半導体ウェハ、有機ＥＬ基板、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用の基板等のいずれのものであってもよい。
【実施例】
【００５２】
本発明者らは、下部電極に半導体ウェハを静電吸着させる高圧電力について種々の検討を行った。その結果を以下に示す。
【００５３】
先ず、下部電極に＋２５００Ｖを付与してウェハを静電吸着した場合と、−２５００Ｖを付与してウェハを静電吸着した場合における、ウェハのダメージを比較した。プラズマ処理条件は、処理容器内圧３０ｍＴｏｒｒ、上部電極への高周波電力２０００Ｗ、下部電極への高周波電力２５００Ｗ、処理ガスＣ４Ｆ８系ガス、処理時間１０ｓｅｃである。ウェハに対するダメージのアンテナ比は、１Ｍ、１００Ｋ、１０Ｋとした。
【００５４】
その結果、図５に示すように、高圧電力ＨＶが−２５００Ｖの場合、アンテナ比が１Ｍ、１００Ｋ、１０Ｋのいずれの場合も、ダメージ評価率（Ｙｉｅｌｄ）はほぼ１００％となり、静電吸着に伴うウェハへのダメージがほとんど発生しなかった。一方、高圧電力ＨＶが＋２５００Ｖの場合、アンテナ比が１Ｍの場合に、ダメージ評価（Ｙｉｅｌｄ）は８５％となった。静電吸着が＋２５００Ｖの場合、ＳＯＩ構造などの繊細な素子を有するウェハに対して、悪影響が心配される。
【００５５】
次に、ウェハの裏面における伝熱ガス供給穴に対応する部分（図４の３０’）における、酸化膜の減り具合について検討した。先ず、下部電極に＋２５００Ｖを付与してウェハを静電吸着した場合と、−２５００Ｖを付与してウェハを静電吸着した場合のそれぞれにより、プラズマ処理を行った。プラズマ処理条件は、いずれも処理容器内圧５０ｍＴｏｒｒ、上部電極への高周波電力５００Ｗ、下部電極への高周波電力５００Ｗ、処理ガスＣＦ４系ガス、内側Ｐ１および中間Ｐ２の伝熱ガス供給穴からの伝熱ガス（Ｈｅ）の供給圧１０Ｔｏｒｒ、外側Ｐ３の伝熱ガス供給穴からの伝熱ガスの供給圧３０Ｔｏｒｒ、処理時間６０ｓｅｃである。プラズマ処理後、各ウェハを０．５％ＨＦ薬液で５分間処理し、純水でリンス後、伝熱ガス供給穴に対応する部分における、酸化膜の減り具合を比較した。
【００５６】
その結果、図６に示すように、高圧電力ＨＶが−２５００Ｖの場合、酸化膜の削れがほとんど発生しなかった。一方、高圧電力ＨＶが＋２５００Ｖの場合、内側Ｐ１、中間Ｐ２、外側Ｐ３のいずれの伝熱ガス供給穴に対応する部分において、酸化膜の削れが発生した。
【００５７】
次に、伝熱ガスの供給圧とウェハの裏面における酸化膜の減り具合の関係について検討した。先ず、下部電極に＋２５００Ｖを付与してウェハを静電吸着し、プラズマ処理を行った。プラズマ処理条件は、処理容器内圧５０ｍＴｏｒｒ、上部電極への高周波電力５００Ｗ、下部電極への高周波電力５００Ｗ、処理ガスＣＦ４系ガス、処理時間６０ｓｅｃである。内側Ｐ１および中間Ｐ２の伝熱ガス供給穴からの伝熱ガス（Ｈｅ）の供給圧と、外側Ｐ３の伝熱ガス供給穴からの伝熱ガスの供給圧の比（Ｐ１、Ｐ２／Ｐ３は、０Ｔｒｒ／０Ｔｒｒ、１０Ｔｒｒ／３０Ｔｒｒ、４０Ｔｒｒ／５０Ｔｒｒの３種類とした。プラズマ処理後、各ウェハを０．５％ＨＦ薬液で５分間処理し、純水でリンス後、伝熱ガス供給穴に対応する部分における、酸化膜の減り具合を比較した。
【００５８】
その結果、図７に示すように、Ｐ１、Ｐ２／Ｐ３が１０Ｔｒｒ／３０Ｔｒｒになると、内側Ｐ１、中間Ｐ２、外側Ｐ３のいずれの伝熱ガス供給穴に対応する部分において、酸化膜の削れが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、例えば半導体の製造分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の説明図である。
【図２】下部電極の平面図である。
【図３】高周波電力の付与と高周波電力の付与の関係を示すタイミングチャートである。
【図４】伝熱ガス供給穴に対応する部分の酸化膜の減りの様子を示す説明図である。
【図５】下部電極に付与される高圧電力とダメージ評価率の関係を示すグラフである。
【図６】下部電極に付与される高圧電力とウェハの裏面の酸化膜の削れ量の関係を示すグラフである。
【図７】伝熱ガスの供給圧とウェハの裏面の酸化膜の削れ量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
Ｗ  ウェハ
１  プラズマ処理装置
１０  処理容器
１２  下部電極
１３  熱媒循環流路
２０  静電チャック
２６  高圧電源
３０  伝熱ガス供給穴
３７  第１の高周波電源
４０  上部電極
４２  第２の高周波電源
４５  制御部
５２  処理ガス源
５７  排気管
６０  ゲートバルブ
６１  ロードロック室
６２  搬送アーム
【図１】
0005317509.tif 000002
【図２】
0005317509.tif 000003
【図３】
0005317509.tif 000004
【図４】
0005317509.tif 000005
【図５】
0005317509.tif 000006
【図６】
0005317509.tif 000007
【図７】
0005317509.tif 000008