(57)【要約】【課題】プラズマ処理における試料の汚染や歩留りの低下を抑制する。【解決手段】処理室１０３と、処理室１０３にプラズマを生成するプラズマ生成部１１９と、ウエハ１１６を支持する試料台１０７と、ウエハ１１６を試料台１０７のウエハ載置面１０７ａに吸着する静電気力を形成する電極１０７ｂと、ウエハ１１６を試料台１０７に載置した状態で上記プラズマを形成してウエハ１１６を加熱する制御を行う制御部１２０と、を有するプラズマ処理装置１００である。プラズマ処理装置１００では、ウエハ１１６を上記プラズマによって所定の時間加熱した後、制御部１２０によって電極１０７ｂに電力を供給してウエハ１１６を試料台１０７上に静電吸着させ、ウエハ１１６を試料台１０７に静電吸着させた状態でウエハ１１６のプラズマ処理を行う。【選択図】図１
2017005177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器の内部に配置された処理部と、
前記処理部にプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記処理部内に設けられ、半導体ウエハを支持するウエハ載置面を備えた試料台と、
前記試料台に設けられ、前記半導体ウエハを前記ウエハ載置面に吸着する静電気力を形成する電極と、
前記処理部内を排気して減圧する真空排気部と、
前記半導体ウエハを前記ウエハ載置面に載置した状態で前記プラズマを形成して前記半導体ウエハを加熱する制御を行う制御部と、
を有し、
前記半導体ウエハを前記プラズマによって所定の時間加熱した後、前記制御部によって前記電極に電力を供給して前記半導体ウエハを前記試料台上に静電吸着させ、前記半導体ウエハを前記試料台に静電吸着させた状態で前記処理部内に処理用ガスを供給することで
前記プラズマを形成して前記半導体ウエハのプラズマ処理を行う、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において、
前記半導体ウエハが前記試料台の前記ウエハ載置面上に載置された状態で、前記制御部によって前記処理部内に不活性ガスを供給して所定の時間前記プラズマを形成して前記半導体ウエハの加熱が行われる、プラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記制御部は、前記不活性ガスを供給して前記処理部内の圧力を増加させて前記所定の時間だけ前記プラズマを形成して前記半導体ウエハを加熱し、前記所定の時間加熱した後に前記半導体ウエハを前記試料台上に吸着させる、プラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載のプラズマ処理装置において、
前記半導体ウエハが前記試料台上に載せられて吸着されていない状態で、前記制御部によって前記不活性ガスを供給して前記処理部内の圧力を増加させ、前記所定の時間だけ前記プラズマを形成して前記半導体ウエハの加熱を行う、プラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載のプラズマ処理装置において、
前記試料台の温度を調節する温調部を有する、プラズマ処理装置。
【請求項６】
（ａ）内部が真空排気によって減圧された真空容器内の処理部に配置された試料台のウエハ載置面に半導体ウエハを載置する工程、
（ｂ）前記半導体ウエハを前記試料台の前記ウエハ載置面に載置した状態で前記処理部内にプラズマを形成して前記半導体ウエハを加熱する工程、
（ｃ）前記半導体ウエハを前記プラズマによって所定の時間加熱した後、前記試料台に設けられた電極に電力を供給して前記半導体ウエハを前記試料台上に静電吸着させる工程、
（ｄ）前記試料台の前記ウエハ載置面に前記半導体ウエハを静電吸着した状態で前記処理部内に処理用ガスを供給することで、前記処理部内にプラズマを形成して前記半導体ウエハをプラズマ処理する工程、
を有する、プラズマ処理方法。
【請求項７】
請求項６に記載のプラズマ処理方法において、
前記（ｂ）工程では、前記半導体ウエハを前記試料台の前記ウエハ載置面上に載置した状態で前記処理部内に不活性ガスを供給して前記所定の時間だけ前記プラズマを形成して前記半導体ウエハを加熱する、プラズマ処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載のプラズマ処理方法において、
前記（ｂ）工程では、前記不活性ガスを供給して前記処理部内の圧力を増加させて前記所定の時間だけ前記プラズマを形成して前記半導体ウエハを加熱し、前記（ｂ）工程の後、前記（ｃ）工程で、前記半導体ウエハを前記試料台上に吸着させる、プラズマ処理方法。
【請求項９】
請求項８に記載のプラズマ処理方法において、
前記（ｂ）工程では、前記半導体ウエハが前記試料台上に載せられて吸着されていない状態で前記不活性ガスを供給して前記処理部内の圧力を増加させ、前記所定の時間だけ前記プラズマを形成して前記半導体ウエハを加熱する、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、プラズマを用いて半導体ウエハに処理を行うプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関し、特に試料台に半導体ウエハを載置して処理するプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置では、半導体ウエハ（以降、単にウエハとも言う）等の基板状の試料を試料台に載せた状態で保持し、処理室内の試料台の上方の空間に発生させたプラズマにより試料の処理を行っている。例えば、試料表面に予め形成されたマスクを含む複数の膜層を有する膜構造の処理対象の膜を切削や除去したり、あるいは試料表面に材料を堆積させて膜を積層したりするプラズマ処理では、プラズマ中の化学的に活性な粒子やイオン、電子等の荷電粒子と試料表面や膜層の材料との間での物理的または化学的反応等の相互の作用によって化学反応により処理が進行する。
【０００３】
このような相互作用、例えば化学反応や上記化学反応によって生成された反応生成物が気化され気体となって試料表面から脱離・放出される、あるいは反応生成物が試料表面に付着して堆積する量やその変化は、処理中の試料の温度に大きく影響されることが知られている。例えば、試料上の反応生成物の蒸気圧が低い材料からなる膜層をプラズマを用いて削る（エッチングする）場合には、反応生成物が気体となって試料の表面からの脱離・放出が生じる閾値よりプラズマ処理室の圧力を低くする、あるいは試料の温度を高くすることで、反応生成物の脱離・離脱を促進することができる。実際には、処理室内の圧力は、プラズマを安定的に形成し続けるために所定の値以上の圧力（圧力≧０．１Ｐａ程度）が必要であることから、半導体デバイスの製造工程の一部としてのプラズマ処理を実行するには試料の温度を十分に高くする必要がある。
【０００４】
なお、プラズマ処理装置では、試料台の温度を調節する構成として試料台の内部に同心状または螺旋状に配置された流路内にその温度が所定の範囲内のものに調節された熱交換用の液体を供給したり、試料台内部に配置されたヒータを用いて試料台または試料を加熱することが行われている。
【０００５】
試料の温度は、このような温度が調節される試料台との間で熱伝達がされることによって調節される。したがって、試料と試料台の試料載置面との間の熱伝達を効率よく行うために、試料と載置面とを静電吸着力等により吸着させて、かつ載置面との間に形成される隙間にＨｅガス等の熱伝達用ガスを供給することが一般的に行われている。さらに、このような試料の温度の調節は熱伝達の効率が大きな影響を与えるため、熱伝達を向上させるための試料を載置面上に保持する静電吸着の条件や吸着させる領域について、種々考慮されてきた。
【０００６】
また、プラズマ処理では、プラズマ処理前の試料は常温であり、処理前の試料は所定の温度に調節された試料台の上に載置された後に、試料台の上に吸着された状態で試料台と熱伝達することで温度が調節される。例えば、試料温度を２５０℃〜３００℃くらいの高温にしてプラズマ処理を行う場合は、試料台を常時高温に制御・維持して、試料は、高温に温度制御された試料台の上に載置された後に、静電吸着力によって試料台に吸着され、上記隙間に充満した熱伝導ガスを熱伝達媒体として加熱される。そして、ウエハ温度がプラズマ処理条件に適した温度になった後、プラズマ処理が開始される。
【０００７】
このような場合には、試料は試料台に吸着された状態で熱膨張するため、材質の違いから熱膨張率が異なり、試料裏面と試料台表面とが摩耗して、微小異物が発生したり、試料台表面の表面粗さが変化することで試料と試料台との間の接触熱伝達効率が変化して試料温度の制御性が低下したりする問題が生じてしまう。そのため、ウエハを静電吸着する複数の電極の内少なくとも一つに、電力を供給し、熱伝達媒体をウエハと試料台に導入することで、ウエハを所定の温度になるまで加熱し、その後、全ての電極に電力を印加してウエハを吸着させることで、微小異物の発生や、試料台表面の摩耗を抑制することが考えられてきた。
【０００８】
例えば、ウエハ温度と試料台の摩擦を抑制する技術として、特開２０１４−１１２１５号公報（特許文献１）に開示された技術が知られている。上記特許文献１には、「前記試料が前記試料台上に載置された状態で前記複数の電極のうちの少なくとも１つに電力を供給して前記試料の一部分を吸着して所定の温度になるまで前記試料の温度を加熱した後前記複数の電極のうちの他の電極に電力を供給してこの試料を広い範囲で吸着した後に前記プラズマを用いてこの試料の処理を開始するプラズマ処理装置。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１４−１１２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１に記載された技術は、次の点についての考慮が不十分であり、問題が生じている。すなわち、近年半導体デバイスの微細化により異物に対する要求が厳しくなっており、上記要求を満たすために必要となる微小な粒子がウエハ等の試料に付着することを抑制できず、試料の汚染や半導体デバイスの不具合が生起してしまう虞が有る。
【００１１】
また、試料を試料台の試料載置面上に吸着させる静電気力が小さいあるいは局所的に限定された状態で試料を試料台との間で熱伝達して加熱する構成であるため、高い真空度の圧力に調節される処理室内に配置される試料への熱伝達を十分に大きくすることが困難である。このため、所望の値まで試料の温度を変化させるまでの時間が相対的に長くなってしまい、試料の処理に要する時間が掛かり単位時間当たりの試料を処理する枚数（所謂スループット）が損なわれてしまう。
【００１２】
このようなスループットの低下に対して、処理室内にプラズマを形成して試料を加熱することが考えられる。しかしながら、上記特許文献１の技術では、試料の表面の処理対象の膜層の処理とその結果得られる加工後の形状に悪影響を与えることなく加熱するために必要十分なプラズマを形成する適切な期間（時間）について考慮されていない。このため、処理の歩留りが損なわれてしまうという問題が生じる。
【００１３】
本発明の目的は、プラズマ処理において、半導体ウエハ等の試料の汚染や歩留りの低下を抑制することができる技術を提供することにある。
【００１４】
本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１６】
本発明に係るプラズマ処理装置は、真空容器の内部に配置された処理部と、上記処理部にプラズマを生成するプラズマ生成部と、上記処理部内に設けられ、半導体ウエハを支持するウエハ載置面を備えた試料台と、上記試料台に設けられ、上記半導体ウエハを上記ウエハ載置面に吸着する静電気力を形成する電極と、を有するものである。さらに、上記処理部内を排気して減圧する真空排気部と、上記半導体ウエハを上記ウエハ載置面に載置した状態で上記プラズマを形成して上記半導体ウエハを加熱する制御を行う制御部と、を有する。さらに、上記半導体ウエハを上記プラズマによって所定の時間加熱した後、上記制御部によって上記電極に電力を供給して上記半導体ウエハを上記試料台上に静電吸着させ、上記半導体ウエハを上記試料台に静電吸着させた状態で上記処理部内に処理用ガスを供給することで上記プラズマを形成して上記半導体ウエハのプラズマ処理を行う。
【００１７】
また、本発明に係るプラズマ処理方法は、（ａ）内部が真空排気によって減圧された真空容器内の処理部に配置された試料台のウエハ載置面に半導体ウエハを載置する工程、（ｂ）上記半導体ウエハを上記試料台の上記ウエハ載置面に載置した状態で上記処理部内にプラズマを形成して上記半導体ウエハを加熱する工程、を有するものである。さらに、（ｃ）上記半導体ウエハを上記プラズマにより所定の時間加熱した後、上記試料台に設けられた電極に電力を供給して上記半導体ウエハを上記試料台上に静電吸着させる工程、（ｄ）上記試料台の上記ウエハ載置面に上記半導体ウエハを静電吸着した状態で上記処理部内に処理用ガスを供給することで上記処理部内にプラズマを形成して上記半導体ウエハをプラズマ処理する工程、を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１９】
ウエハを所定の時間加熱した後に静電吸着によりウエハを吸着保持することで、ウエハ裏面の損傷や異物の発生を抑制することができる。その結果、ウエハ等の試料の汚染や歩留りの低下を抑制することができる。さらに、試料台のウエハ載置面の摩耗を低減することができ、試料台の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成の概略を示す概念図である。
【図２】比較例のプラズマ処理装置の時間の変化に伴う動作の流れを示すタイムチャートである。
【図３】図１に示す実施の形態に係るプラズマ処理装置の時間の変化に伴う動作の流れを示すタイムチャートである。
【図４】図１に示す実施の形態の変形例に係るプラズマ処理装置の時間変化に伴う動作の流れを示すタイムチャートである。
【図５】図１に示す実施の形態の他の変形例に係るプラズマ処理装置の時間変化に伴う動作の流れを示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２２】
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００２３】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００２４】
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２５】
また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲等についても同様である。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２７】
本実施の形態を図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成の概略を示す概念図である。
【００２８】
本実施の形態のプラズマ処理装置は、マイクロ波によるＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）を用いてプラズマ（マイクロ波ＥＣＲプラズマ）を形成するエッチング処理装置を示している。
【００２９】
プラズマ処理装置１００は、大きく分けて、内部に円筒形状のプラズマ処理用の処理室（処理部）１０３を有する真空容器１０１とその上方に配置された電界および磁界の供給手段を備えたプラズマ生成部１１９と、真空容器１０１の下方に配置され処理室１０３内からのガスや粒子を排気する真空ポンプを有した真空排気部である真空排気装置１０２とを備えている。真空排気装置１０２は、処理室１０３の内部を減圧された所定の真空度の圧力に調節するものである。さらに、プラズマ処理装置１００は、これを構成する部分各々の動作を検知した結果を受信し、かつ当該動作を調節するための指令信号を発信するコントローラ１１２を含む制御部１２０を有している。
【００３０】
真空容器１０１の上部は、円形の開口部を有しており、この開口部は円板形状の例えば石英製の誘電体窓１１４によって覆われている。そして、真空容器１０１の開口部を構成する上端部と誘電体窓１１４の外周縁部との間にシール部材が挟まれており、これにより、処理室１０３の内部と、大気圧の雰囲気の外部との間が気密に封止される。誘電体窓１１４の下側の処理室内にはプラズマ処理に用いられるエッチング用のガスが通流する複数の貫通孔を備えた誘電体製（例えば石英製）の円形のシャワープレート１１５が配置されている。
【００３１】
また、シャワープレート１１５と誘電体窓１１４との間にはこれらに挟まれた空間によりガスの供給路が形成され、ガス源とこれらのガスの流量、速度を調節する調節器とを備えたガス供給装置（図示省略）が連結されている。シャワープレート１１５の下面は、処理室の天井面を構成し、円筒形の処理室１０３内でその上下方向の軸同士を一致させて配置された円筒または円板形を有した試料台１０７の円形の上面（ウエハ載置面１０７ａ）と対向して配置されている。なお、試料台１０７は、ウエハ１１６を支持するウエハ載置面１０７ａを備えている。
【００３２】
また、真空容器１０１の下方には真空排気部が真空容器１０１の下面と連結されて配置されている。そして、真空排気部を構成するターボ分子ポンプ等の真空排気装置１０２は、試料台１０７の下方の処理室１０３の下部に配置された開口である真空排気口を介して処理室１０３の内部と連通されている。なお、真空排気部は、処理室１０３内を排気して減圧するものである。
【００３３】
また、図示していないが、真空排気装置１０２と真空排気口との間には複数枚の板形状を有し、かつ真空排気口を横切る方向に延在する軸の周りに回転するフラップを有している。このフラップの回転によって真空排気口の開口の度合や流路の形状、例えば開口の面積や流路断面積が増減されて上記真空排気口から流出する処理室１０３の内部からのガスや粒子の流量や速度が増減する。本実施の形態では、コントローラ１１２を含む制御部１２０からの指令信号に応じて上記開口の度合の増減と、シャワープレート１１５の複数の貫通孔からの処理用ガスの供給の流量、速度の増減とが調節され、これらのバランスにより処理室１０３の内部の圧力が所望の範囲内に調節される。
【００３４】
また、本実施の形態のプラズマ処理装置１００では、制御部１２０によりウエハ１１６を試料台１０７のウエハ載置面１０７ａに載置した状態でプラズマを形成し、さらに制御部１２０の制御でこのプラズマによってウエハ１１６を加熱する。
【００３５】
次に、真空容器１０１の上方側の構成について説明する。
【００３６】
真空容器１０１の上方に配置されたプラズマ生成部１１９は、誘電体窓１１４の上方でこれと連結されて配置された断面が円形および矩形を有する導波管１０５を備えている。導波管１０５の一方の端部である下端部は、下方の処理室１０３または誘電体窓１１４に対して開放された開口を有し、上端部である他端部にはマイクロ波の電界を発振するマグネトロン１０４が配置されている。マイクロ波の周波数は特に限定されないが、本実施の形態では、一例として２．４５ＧＨｚが使用される。
【００３７】
導波管１０５の断面が矩形である部分は、図１中の左右方向である水平方向にその軸が延在する管路であり、片方の端部のマグネトロン１０４で発信されて形成されたマイクロ波の電界は、水平方向に伝播して軸に沿ってもう片方の端部に向けて進行する。断面が矩形部でもう片方の端部において中心の軸が上下方向に延びる断面が円形の円筒部と連結され、マイクロ波の電界は円筒部の内部を伝播して下方の誘電体窓１１４あるいは処理室１０３の内部に向けて進行する。
【００３８】
また、真空容器１０１の外周部には、処理室１０３の内部に磁界を供給する磁場発生コイル１１３が処理室１０３の上方および側方の周囲を囲むように配置されている。磁場発生コイル１１３の磁場強度は、マグネトロン１０４で発振された２．４５ＧＨｚの電界に合わせて処理室１０３の内部に効率的にプラズマを形成できるように調節されている。
【００３９】
さらに、導波管１０５の円筒部の下端部は、その径が円筒部より大きく形成されて処理室１０３の径に合わせられた円筒形の拡大導波管部１０６の上部に接続されている。円筒部を伝播して拡大導波管部１０６内に進入した電界は、その内部で所定の電界モードで共振された後、上記電界モードの電界が誘電体窓１１４およびシャワープレート１１５を透過して処理室１０３の内部のシャワープレート１１５および試料台１０７の上部のウエハ載置面１０７ａの間に形成されたプラズマ生成用の空間内に導入される。
【００４０】
そして、処理室１０３に導入されたマイクロ波の電界は、磁場発生コイル１１３による磁場との相互作用よって、シャワープレート１１５を介して処理室１０３に供給されたエッチング用ガス（処理用ガス）を励起して処理室１０３にプラズマを生成させる。処理室１０３の内部のシャワープレート１１５の下方に処理室１０３を形成するよう間隔をあけて配置された試料台１０７は、その上面（ウエハ載置面１０７ａ）を構成している。さらに、溶射等の製造方法によって配置された誘電体製の膜または焼結板によって構成された誘電体部材（図示省略）が、試料台１０７の内部に配置された金属製の円板状または円筒形状を有した部材である基材の上部に配置され、この誘電体部材が処理対象の基板であるウエハ１１６支持用の円形の載置面（ウエハ載置面１０７ａ）を構成する。
【００４１】
また、試料台１０７の金属製の基材には、マッチング回路１１７を介して高周波電力を印加してウエハ１１６の上方にバイアス電位を形成するためにバイアス電源１０８が電気的に接続されて、基材は電極１０７ｂを構成している。本実施の形態では、バイアス電源１０８から供給される高周波バイアス電力は、数百Ｈｚ〜５０ＭＨｚ程度の範囲、より好ましくは４００Ｈｚ〜４０ＭＨｚの範囲の周波数を有している。なお、バイアス電源１０８はアースと電気的に接続されて接地されている。
【００４２】
なお、バイアス電源１０８が印加される基材は試料台１０７の内部に配置された電極１０７ｂであり、円板または円筒形状を有している。電極１０７ｂは、ウエハ１１６をウエハ載置面１０７ａに吸着する静電気力を形成する。そして、電極１０７ｂの下面とバイアス電源１０８との間を電気的に接続して電力が供給される給電経路上にマッチング回路１１７が試料台１０７の真空容器１０１の外側に配置されている。バイアス電源１０８およびマッチング回路１１７は、コントローラ１１２と通信手段を解して通信可能に接続され、コントローラ１１２からの指令信号を受信してその動作を指令信号に応じて調節するとともにその動作の状態を検知した結果の信号をコントローラ１１２に送信する。
【００４３】
また、試料台１０７の内部には、リフトピン１０９が複数本（本実施の形態では３本以上）配置されている。リフトピン１０９は、処理用ガスによる腐食やプラズマとの物理的、化学的な相互作用に高い耐久性を有して損耗し難い物質であり、例えばＡｌ2 Ｏ3 等のセラミクスで構成される。
【００４４】
このようなリフトピン１０９は、その下端部が図示しないアクチュエータやステッピングモータ等の駆動手段と連結されて上下方向に移動が可能に構成されている。駆動手段はコントローラ１１２と電気的に通信可能に接続され、当該コントローラ１１２からの動作指令の信号を受信してこれに基づいて駆動手段およびリフトピン１０９を昇降させる。
【００４５】
また、この昇降の際に複数のリフトピン１０９は全て同じ速度で、リフトピン１０９相互の先端が同じ高さと見なせる位置となるように移動する。リフトピン１０９が上昇してその最上端の位置では、これらの先端は試料台１０７の上面（ウエハ載置面１０７ａ）より高い所定の位置となる。
【００４６】
本実施の形態のリフトピン１０９が最上端となる状態でこれらの先端は試料台１０７のウエハ載置面１０７ａから１〜１０ｃｍ上方に突出している。一方、リフトピン１０９が下降して試料台１０７の貫通孔内に収納され最下端となる状態で、先端の位置は試料台１０７のウエハ載置面１０７ａより０．１〜１ｃｍ低い位置に配置される。
【００４７】
本実施の形態では、リフトピン１０９が下降した位置、すなわち貫通孔内にリフトピン１０９が収納された状態で、コントローラ１１２からの指令信号に基づいて動作する図示しないロボットアーム等のウエハ搬送用装置にウエハ１１６が載せられて試料台１０７のウエハ載置面１０７ａの上方に隙間を開けた位置に搬送され保持される。この状態で、コントローラ１１２からの指令信号を受けた駆動手段によりリフトピン１０９が上昇して所定の移動範囲の上端の位置まで移動する。
【００４８】
本実施の形態では、リフトピン１０９は、その先端が保持されたウエハ１１６の高さよりも高い位置まで移動可能である。このため、リフトピン１０９がその上昇動作を終了して上端の位置まで移動した状態で、ウエハ１１６は少なくとも３本のリフトピン１０９の先端がその裏面と接してウエハ１１６を保持した状態になる。その状態で、搬送用装置が真空容器１０１の内部から退出すると、コントローラ１１２からの指令に基づいてリフトピン１０９が下降して試料台１０７の貫通孔内に収納され、先端が試料台１０７のウエハ載置面１０７ａより下方に下がった下端の位置まで移動する。この状態で、ウエハ１１６は試料台１０７のウエハ載置面１０７ａ上に載置されている。
【００４９】
なお、試料台１０７のウエハ載置面１０７ａを構成する誘電体製の部材の内部には、タングステン等の金属の導電体材料から構成された膜状の静電吸着用の電極１０７ｂが配置されている。静電吸着用の電極１０７ｂには高周波フィルター回路（図示省略）を介して静電吸着用直流電源１１０が電気的に接続されて、ウエハ１１６が誘電体製部材上に載せられた状態でこの電源からの電力が電極１０７ｂに供給されて誘電体製部材およびウエハ１１６内に形成された電荷の分極により生じる静電気力を用いてウエハ１１６がウエハ載置面１０７ａに吸着されて試料台１０７上に保持される。
【００５０】
また、金属製の基材の内部であって誘電体製部材の下方には、後述する温調器（温度調整器、温調部）１１１により所定の範囲の温度に調節された熱交循環液が通流する流路（図示省略）が、円板または円筒形の基材の中心の周りにら旋あるいは同心の多重の円弧状に配置されている。当該流路はその入口および出口が温調器１１１と連結された管路と基材の下面で接続されている。これにより、試料台１０７は、温調器１１１によってその温度が調節される。
【００５１】
また、本実施の形態の試料台１０７は、試料台１０７の基材の内部であってその上面と熱交換媒体の流路との間、あるいは基材上に配置された誘電体製部材の内部であって静電吸着用の電極１０７ｂの下方に配置され、図示しない直流電源と電気的に接続され供給された電力により発熱するヒータを備えていても良い。通流する熱交換媒体は全体として試料台１０７または基材と比較して熱容量が大きいため、その温度の値を所定のものに変化させるまでの時間が相対的に長く要する一方で、流路よりウエハ１１６に近接した位置にヒータを配置する。これにより、ウエハ１１６の温度の変化に要する時間が短縮され、ウエハ１１６上の膜構造の処理対象の膜層を異なる温度で実行されるべき複数の処理ステップで処理する場合に要する時間を短縮することができ、スループットの低減化を抑制することができる。
【００５２】
この場合、ウエハ１１６の処理中に流路に供給される熱交換媒体の温度は処理中または試料台１０７に載せられる前のウエハ１１６の温度より低い値に設定され、ウエハ１１６を冷却可能なものにする一方で、ヒータはその電力の供給の断続によって専らウエハ１１６の加熱の停止と開始とを実行するように構成されていても良い。
【００５３】
さらに、試料台１０７には少なくとも１つの貫通孔（図示省略）が誘電体製部材の表面に配置された開口と連通されて配置されている。これにより、ウエハ１１６が誘電体製部材の上面に静電吸着されて保持された状態で、この貫通孔を通してヘリウムガス（Ｈｅ）が流量制御器１１８によってその流量または速度が調節されてウエハ１１６とウエハ載置面１０７ａを構成する誘電体製部材の上面との間の隙間に供給される。供給されたヘリウムガスによりウエハ１１６と試料台１０７との間の熱伝達が促進される。また、流量制御器１１８は、コントローラ１１２と電気的に通信可能に接続されて当該コントローラ１１２からの指令信号に基づいて前記隙間または貫通孔内のヘリウムガスの圧力を検知する圧力計（図示省略）からの出力を受信したコントローラ１１２により検出される圧力値が所定の値となるように、その動作が調節される。
【００５４】
次に、本願発明者が比較検討を行った比較例の技術に係るプラズマ処理装置において、試料が処理室に搬入されてからプラズマ処理が開始されるまでの間の動作を、図２を用いて説明する。図２は比較例のプラズマ処理装置の時間の変化に伴う動作の流れを示すタイムチャートである。
【００５５】
処理対象のウエハ１１６は、真空容器１０１の側壁と連結され内部が処理室１０３と同じ程度の真空度まで減圧された搬送容器から真空容器１０１の側壁上に配置された開口であるゲート（図示省略）を通してロボットアーム等の搬送手段に載せられて処理室１０３内に搬送され、試料台１０７上でリフトピン１０９に受け渡される。ゲートは、搬送容器の内部に配置され、上下方向に移動するゲートバルブにより開口部が開放および気密に閉塞される。
【００５６】
ウエハ１１６がリフトピン１０９に受け渡されると、ロボットアームは処理室１０３から搬送容器内に退出してゲートバルブによりゲートが気密に閉塞される。リフトピン１０９は下降し、ウエハ１１６は試料台１０７のウエハ載置面１０７ａ上に載せられる。この後、試料台１０７に設けられた静電吸着用の電極１０７ｂに電力が印加されてウエハ１１６がウエハ載置面１０７ａ上に静電吸着されて保持されると、試料台１０７の温度がウエハ１１６に伝搬される。
【００５７】
試料台１０７のウエハ載置面１０７ａの表面には皮膜が平滑に形成されているが、ミクロサイズでは凹凸があり、ウエハ１１６とは点で接触するため、ウエハ１１６の温度は徐々に上昇する。その後、流量制御器１１８を介してヘリウムガスがウエハ１１６の裏面と試料台１０７との間に充填され、試料台１０７の熱がウエハ１１６に効率よく伝達することで、ウエハ１１６の温度が上昇し、ウエハ１１６が膨張する。その後、処理室１０３内には処理用ガスが導入され、さらに内部の圧力が処理に適した所定の値に調節され、処理室内に電界および磁界が供給された結果、処理用ガスが励起されてプラズマが形成される。
【００５８】
そして、試料台１０７の基材内部の電極１０７ｂ、あるいは基材に高周波電力がバイアス電源１０８から供給され、その結果、ウエハ１１６の上方のプラズマとの間に所定の電位差を有するバイアス電位が形成されてウエハ１１６上の膜構造のプラズマを用いた処理、本実施の形態ではエッチング処理が開始される。
【００５９】
このような比較例の技術では、ウエハ１１６が試料台１０７に静電吸着された状態で、ウエハ１１６の温度が上昇する。図２のタイムチャートにおいて、［静電吸着電圧印加開始］の後に、［ウエハ温度］が上昇している。この時、ウエハ１１６と試料台１０７のそれぞれの材料の熱膨張係数に差が生じているため、ウエハ１１６が熱膨張する際に、試料台１０７の吸着界面との間でズレが生じ、擦れることで、ウエハ１１６が削られて異物が発生するという問題が生じる。
【００６０】
そこで、本実施の形態のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法について説明する。ここでは、図１に示す本実施の形態に係るプラズマ処理装置１００において、試料（ウエハ１１６）が処理室に搬入されてからプラズマ処理が開始されるまでの本発明のシーケンスの処理動作を図３を用いて説明する。図３は図１に示す実施の形態に係るプラズマ処理装置の時間の変化に伴う動作の流れを示すタイムチャートである。
【００６１】
図１に示すプラズマ処理装置１００において、処理対象のウエハ１１６は、真空容器１０１の側壁と連結され、内部が処理室１０３と同じ程度の真空度まで減圧された搬送容器から真空容器１０１の側壁上に配置された開口部であるゲート（図示省略）を通してロボットアーム等の搬送手段に載せられて処理室１０３内に搬送され、試料台１０７上でリフトピン１０９に受け渡される。ゲートは、搬送容器の内部に配置され、上下方向に移動するゲートバルブにより開口部が開放および気密に閉塞される。
【００６２】
ウエハ１１６がリフトピン１０９に受け渡されるとロボットアームは処理室１０３から搬送容器内に退出してゲートバルブによりゲートが気密に閉塞される。リフトピン１０９は下降し、ウエハ１１６は試料台１０７の誘電体製部材上に載せられる（図３に示す［試料を試料台に載置］）。この段階では、ウエハ１１６の加熱も静電吸着も行われていない。
【００６３】
その後、コントローラ１１２からの指令信号に基づいて、処理室１０３内に不活性ガス、本実施の形態ではアルゴンガス等の希ガス（不活性ガス）が導入される（図３に示す［プラズマ処理室Ａｒガス導入開始］）。この不活性ガスの導入とともに、内部の圧力が処理に適した所定の値に調節される。この時、処理室１０３の内部の圧力が上昇を開始すると、ウエハ１１６の温度も徐々に高くなる。そして、処理室１０３内の圧力が所定の圧力に調整され、処理室内に電界および磁界が供給された結果、処理用ガスが励起されてプラズマが形成される。これにより、プラズマに面するウエハ１１６がプラズマにより加熱され、ウエハ１１６の温度がさらに上昇していく（図３に示す［プラズマ加熱開始］）。
【００６４】
そして、プラズマによるウエハ１１６の加熱が所定の時間ｔ１だけ行われる。つまり、プラズマが形成されて所定の時間ｔ１が経過すると、電界および磁界の供給がコントローラ１１２からの指令信号に基づいて停止され、これにより、処理室１０３内のプラズマが消失し、プラズマによるウエハ１１６の加熱も終了する（図３に示す［プラズマ加熱終了］）。
【００６５】
詳細には、上記所定の時間ｔ１の間に、試料台１０７上のウエハ１１６は、その上方に形成されたプラズマと面することによって加熱され、試料台１０７に載せられる前の常温または装置が配置された建屋内の室温の状態から試料台１０７の温度±３０℃の範囲内の値に加熱される。プラズマの消失後に、アルゴンガスの供給が停止され（図３に示す［プラズマ処理用ガス導入終了］）、真空排気装置１０２の動作により処理室１０３の内部が排気されて処理室１０３内は減圧される。
【００６６】
この状態で、ウエハ１１６は静電吸着されていない、あるいは相対的に小さいか局所的に限定された静電気力で試料台１０７のウエハ載置面１０７ａに吸着されている状態であって処理室１０３の高い真空度の圧力下に在るため、ウエハ１１６の上下の面および外周縁は試料台１０７との間および処理室１０３内のガスとの間での熱伝達が抑制され、ウエハ１１６の温度の変化は抑制される。
【００６７】
本実施の形態では、プラズマの消失後の特定の時刻に試料台１０７の誘電体製部材内の静電吸着用の電極１０７ｂに電力が印加され（図３に示す［静電吸着電圧印加開始］）、ウエハ１１６の全体が試料台１０７の誘電体製部材の表面上に静電吸着されて保持される。また、静電吸着電圧印加開始後、処理室１０３の内部にヘリウムガスを導入する（図３に示す［ヘリウムガス導入開始］) 。供給されたヘリウムガスによりウエハ１１６と試料台１０７との間の熱伝達が促進される。
【００６８】
その後、処理室１０３内はウエハ１１６の上面に予め形成され、かつ配置されたマスクを含む複数の膜層を有する膜構造の処理対象の膜層を処理するのに適した処理用ガスが導入される（図３に示す［プラズマ処理室エッチング用ガス導入開始］）とともに、処理室１０３の内部の圧力が処理に適した所定の値に調節される。この状態で、処理室１０３内に電界および磁界が供給されて、処理用ガスの原子または分子が励起されて試料台１０７の上方の処理室１０３内にプラズマが形成される。
【００６９】
試料台１０７の基材内部の電極１０７ｂ、あるいは基材に所定の周波数の高周波電力がバイアス電源１０８から供給された結果、ウエハ１１６上方にプラズマとの間に所定の電位差を有するバイアス電位が形成されて、プラズマ中の荷電粒子が電位差によりウエハ１１６に誘引されて上面の膜構造の処理、本実施の形態ではエッチング処理が開始される（図３に示す［プラズマ処理開始］）。
【００７０】
以上のように本実施の形態のプラズマ処理方法では、ウエハ１１６が試料台１０７上に載せられてかつ静電吸着されていない状態で、コントローラ１１２を含む制御部１２０によって不活性ガスを供給して処理室１０３内の圧力を増加させ、所定の時間（図３のｔ１）だけプラズマを形成してウエハ１１６の加熱を行う。そして、ウエハ１１６をプラズマによって所定の時間だけ加熱した後、制御部１２０によって電極１０７ｂに電力を供給してウエハ１１６を試料台１０７上に静電吸着させる。すなわち、ウエハ１１６を試料台１０７によって静電吸着保持する。その後、ウエハ１１６を試料台１０７に静電吸着保持させた状態で処理室１０３内に処理用ガスを供給することでプラズマを形成してウエハ１１６のプラズマ処理（本実施の形態ではエッチング処理）を行う。
【００７１】
なお、ウエハ１１６をプラズマで加熱する際、高圧のプラズマ形成時にウエハ１１６が
エッチングされないようにすることが必要であるため、希ガス（アルゴンガス）によって加熱用のプラズマを生成している。そこで、本実施の形態では、ヘリウムガスを導入していない状態でプラズマによるウエハ加熱を行っている。
【００７２】
また、上記のウエハ１１６が第１のプラズマ（ウエハ加熱に用いられるプラズマ）により加熱された後、アルゴンガスの導入が停止されてウエハ１１６の全体が試料台１０７の誘電体製部材の表面上に静電吸着されて保持された際に、ウエハ１１６と試料台１０７の上部の誘電体製部材の表面の温度差は十分に小さい。このため、吸着保持された時点からのウエハ１１６の膨張は相対的に十分小さいため、ウエハ１１６または誘電体部材の表面の損傷や欠け、当該表面からの粒子の遊離、離脱を低減することができる。
【００７３】
また、本実施の形態では、上記所定の時間ｔ１の間に形成される第１のプラズマ（ウエハ加熱に用いられるプラズマ）は、ウエハ１１６の上面の膜構造の当該エッチング処理対象の膜層を実質的に処理しない。もしくは、その後に実施される第２のプラズマ（ウエハ１１６の膜加工時のプラズマ）による当該エッチング処理、あるいはそのエッチング処理後の形状に及ぼす悪影響が抑制される条件で形成される。
【００７４】
以上のように本実施の形態のプラズマ処理方法では、ウエハ１１６をプラズマで所定の時間加熱した後に静電吸着によりウエハ１１６を吸着保持することで、試料台１０７とウエハ１１６との間の温度差による熱膨張の量の差と、これに起因する両者の摩擦とを低減することができ、ウエハ裏面の損傷や異物の発生を抑制することができる。
【００７５】
その結果、ウエハ１１６（試料）の汚染や歩留りの低下を抑制することができる。さらに、試料台１０７のウエハ載置面１０７ａの摩耗を低減することができ、試料台１０７の長寿命化を図ることができる。
【００７６】
次に、本実施の形態における所定の時間ｔ１の算出方法について説明する。ウエハ１１６を加熱するプラズマと同じ条件の時のウエハの温度をｔ０の時間だけ測定する。ここで使用するウエハは温度測定用のウエハを使用する。温度測定用のウエハとして、センサレｉ４（ケーエルエーテンコール製）が一般に知られている。
【００７７】
また、ｔ０は、温度測定用のウエハが温度上昇により壊れない範囲で決める必要がある。本実施の形態では、ｔ０は１０秒とし、１秒毎に測定した。ウエハは真空断熱されており、プラズマの入熱により時間に対して線形にウエハの温度が上昇する。測定したウエハの温度結果から、時間との関数で近似直線を算出し、式１を作成する。
【００７８】
Ｔ＝ａ０×ｔ＋ｂ・・・（式１）
ここで、Ｔはウエハ温度（℃）、ｔは時間（秒）、ａ０は温度測定用のウエハの温度上昇速度（℃／秒）、ｂは初期温度（℃）を表す。
【００７９】
温度上昇速度は、入熱と熱容量によって変化する。本試験において、入熱は一定であり、熱容量は、試料のウエハによって異なる。そのため、試料となるウエハ１１６の温度上昇速度は、式２となる。
【００８０】
ａ１＝Ｃ０／Ｃ１×ａ０・・・（式２）
ここで、Ｃ０は温度測定用のウエハの熱容量、Ｃ１は試料となるウエハ１１６の熱容量を表す。
【００８１】
試料台１０７の温度をＴ１とすると、ｔ１は下記の式３により求めることができる。
【００８２】
ｔ１＝（Ｔ１−ｂ）×Ｃ１／（Ｃ０×ａ０）・・・（式３）
このようにして、試料台１０７の温度Ｔ１に応じて、試料の加熱時間である所定の時間ｔ１を算出することができる。
【００８３】
＜変形例＞
次に、本実施の形態の変形例を図４を用いて説明する。図４は、図１に示す実施の形態の変形例に係るプラズマ処理装置の時間変化に伴う動作の流れを示すタイムチャートである。
【００８４】
本実施の形態の変形例において、処理対象のウエハ１１６は、真空容器１０１の側壁と連結され、かつ内部が処理室１０３と同じ程度の真空度まで減圧された搬送容器から真空容器１０１の側壁上に配置された開口部であるゲート（図示省略）を通してロボットアーム等の搬送手段に載せられて処理室１０３内に搬送され、試料台１０７上でリフトピン１０９に受け渡される。ゲートは、搬送容器内部に配置され上下方向に移動するゲートバルブにより開口部が開放および気密に閉塞される。
【００８５】
そして、ウエハ１１６がリフトピン１０９に受け渡されると、ロボットアームは処理室１０３から搬送容器内に退出してゲートバルブによりゲートが気密に閉塞される。リフトピン１０９は下降し、ウエハ１１６は試料台１０７の皮膜上（ウエハ載置面１０７ａ上）に載せられる（図４に示す［試料を試料台に載置］）。この段階では、ウエハ１１６の加熱も静電吸着も行われていない。
【００８６】
その後、処理室１０３内に処理用ガスの内で不活性ガスが導入される。本実施の形態では、不活性ガスとしてアルゴンガスが導入される（図４に示す［プラズマ処理室Ａｒガス導入開始］）。不活性ガスの導入とともに、処理室１０３の内部の圧力が上昇を開始すると、ウエハ１１６の温度も徐々に高くなる。そして、処理室１０３内の圧力が処理に適した所定の値に調節され、処理室１０３内に電界および磁界が供給された結果、処理ガスが励起されプラズマが形成される。これにより、プラズマに面するウエハ１１６がプラズマにより加熱され、ウエハ１１６の温度がさらに上昇していく（図４に示す［プラズマ加熱開始］）。
【００８７】
プラズマによるウエハ１１６の加熱を所定の時間ｔ１行った後、試料台１０７の皮膜内の静電吸着用の電極１０７ｂに電力が印加されて（図４に示す［静電吸着電圧印加開始］）、ウエハ１１６が静電吸着されて保持される。すなわち、ウエハ１１６が試料台１０７のウエハ載置面１０７ａ上に静電吸着されて保持される。なお、静電吸着開始後も、しばらくの間はプラズマによるウエハ１１６の加熱は行われている。
【００８８】
静電吸着開始後、ヘリウムガスが流量制御器１１８よりウエハ１１６と試料台１０７の間に導入され（図４に示す［ヘリウムガス導入開始］）、試料台１０７の熱がウエハ１１６に伝達される。この時、ウエハ１１６と試料台１０７の温度差は±３０℃以内であり、ウエハ１１６の膨張による試料台１０７との擦れによって異物が発生することはない。
【００８９】
ヘリウムガスの導入開始後、電界および磁界の供給が断たれ、プラズマが鎮火する。すなわち、処理室１０３内のプラズマが消失し、プラズマによるウエハ１１６の加熱も終了する（図４に示す［プラズマ加熱終了］）。
【００９０】
さらに、プラズマ鎮火（消失）後に、処理用ガスの導入が止められ（図４に示す［プラズマ処理用ガス導入終了］）、処理室１０３内は排気され減圧される。
【００９１】
その後、処理室１０３内に処理用ガスが導入される（図４に示す［プラズマ処理室エッチング用ガス導入開始］）とともに、内部の圧力が処理に適した所定の値に調節され、処理室１０３内に電界および磁界が供給された結果、処理用ガスが励起されてプラズマが形成される。
【００９２】
その後、試料台１０７の基材内部の電極、あるいは基材に高周波電力がバイアス電源１０８から供給された結果、ウエハ１１６の上方のプラズマとの間に所定の電位差を有するバイアス電位が形成されてウエハ１１６上の膜構造のプラズマを用いた処理、本実施の形態ではエッチング処理が開始される（図４に示す［プラズマ処理開始］）。
【００９３】
以上、本実施の形態の変形例のプラズマ処理方法においても、ウエハ１１６をプラズマで所定の時間加熱した後に静電吸着によりウエハ１１６を吸着保持することで、試料台１０７とウエハ１１６との間の温度差による熱膨張の量の差と、これに起因する両者の摩擦とを低減することができ、ウエハ裏面の損傷や異物の発生を抑制することができる。
【００９４】
その結果、ウエハ１１６（試料）の汚染や歩留りの低下を抑制することができる。さらに、試料台１０７のウエハ載置面１０７ａの摩耗を低減することができ、試料台１０７の長寿命化を図ることができる。
【００９５】
次に、本実施の形態の他の変形例を図５を用いて説明する。図５は、図１に示す実施の形態の他の変形例に係るプラズマ処理装置の時間変化に伴う動作の流れを示すタイムチャートである。
【００９６】
本実施の形態の他の変形例において、処理対象のウエハ１１６は、真空容器１０１の側壁と連結され、かつ内部が処理室１０３と同じ程度の真空度まで減圧された搬送容器から真空容器１０１の側壁上に配置された開口部であるゲート（図示省略）を通してロボットアーム等の搬送手段に載せられて処理室１０３内に搬送される。そして、試料台１０７上でロボットアームの手動作停止後（図５に示す［ロボットアーム動作停止後］）、リフトピン１０９が上昇し、ウエハ１１６がリフトピン１０９に受け渡される。ゲートは、搬送容器内部に配置され、かつ上下方向に移動するゲートバルブにより開口部が開放および気密に閉塞される。
【００９７】
ウエハ１１６がリフトピン１０９に受け渡されると、ロボットアームは処理室１０３から搬送容器内に退出してゲートバルブによりゲートが気密に閉塞される。その後、処理室１０３内に処理用ガスの内で不活性ガスが導入される（図５に示す［プラズマ処理室Ａｒガス導入開始］）。本実施の形態では、アルゴンガスが導入される。不活性ガスの導入とともに、処理室１０３の内部の圧力が上昇を開始すると、ウエハ１１６の温度も徐々に高くなる。そして、処理室１０３内の圧力が処理に適した所定の値に調節され、処理室１０３内に電界および磁界が供給された結果、処理用ガスが励起されプラズマが形成される。これにより、プラズマに面するウエハ１１６がプラズマにより加熱され、ウエハ１１６の温度がさらに上昇していく（図５に示す［プラズマ加熱開始］）。
【００９８】
プラズマによるウエハ１１６の加熱を所定の時間ｔ１行い、その後、電界および磁界の供給が断たれ、プラズマが鎮火する。すなわち、処理室１０３内のプラズマが消失し、プラズマによるウエハ１１６の加熱も終了する（図５に示す［プラズマ加熱終了］）。
【００９９】
なお、所定の時間ｔ１の間に、ウエハ１１６はプラズマによって加熱され、試料台１０７の温度±３０℃に加熱される。ウエハ１１６は、処理室１０３の内部の真空中に配置されているため、真空断熱により温度が保持される。
【０１００】
プラズマ鎮火後に、処理用のガスの導入が止められ（図５に示す［プラズマ処理用ガス導入終了］）、処理室１０３内は排気されて減圧される。その後、リフトピン１０９は下降し（図５に示す［リフトピン下げ］）、ウエハ１１６は試料台１０７の皮膜上（ウエハ載置面１０７ａ上）に載せられる。さらに、試料台１０７の皮膜内の静電吸着用の電極１０７ｂに電力が印加されて（図５に示す［静電吸着電圧印加開始］）、ウエハ１１６が静電吸着されて保持される。すなわち、ウエハ１１６が試料台１０７のウエハ載置面１０７ａ上に静電吸着されて保持される。
【０１０１】
その後、ヘリウムガスが流量制御器１１８よりウエハ１１６と試料台１０７との間に導入され（図５に示す［ヘリウムガス導入開始］）、試料台１０７の熱がウエハ１１６に伝達される。この時、ウエハ１１６と試料台１０７の温度差は±３０℃以内であり、ウエハ１１６の膨張による試料台１０７との擦れによって異物が発生することはない。
【０１０２】
その後、処理室１０３内に処理用ガスが導入される（図５に示す［プラズマ処理室エッチング用ガス導入開始］）とともに、内部の圧力が処理に適した所定の値に調節され、処理室１０３内に電界および磁界が供給された結果、処理用ガスが励起されてプラズマが形成される。
【０１０３】
その後、試料台１０７の基材内部の電極、あるいは基材に高周波電力がバイアス電源１０８から供給された結果、ウエハ１１６の上方のプラズマとの間に所定の電位差を有するバイアス電位が形成されてウエハ１１６上の膜構造のプラズマを用いた処理、本実施の形態ではエッチング処理が開始される（図５に示す［プラズマ処理開始］）。
【０１０４】
以上、本実施の形態の他の変形例のプラズマ処理方法においても、ウエハ１１６をプラズマで所定の時間加熱した後に静電吸着によりウエハ１１６を吸着保持することで、試料台１０７とウエハ１１６との間の温度差による熱膨張の量の差と、これに起因する両者の摩擦とを低減することができ、ウエハ裏面の損傷や異物の発生を抑制することができる。      
【０１０５】
その結果、ウエハ１１６（試料）の汚染や歩留りの低下を抑制することができる。さらに、試料台１０７のウエハ載置面１０７ａの摩耗を低減することができ、試料台１０７の長寿命化を図ることができる。
【０１０６】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１０７】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【０１０８】
また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。なお、図面に記載した各部材や相対的なサイズは、本発明を分かりやすく説明するため簡素化・理想化しており、実装上はより複雑な形状となる。
【０１０９】
上記実施の形態では、ウエハ１１６をプラズマで所定の時間加熱する制御を行うコントローラ１１２（制御部１２０）と、試料台１０７の電極１０７ｂに電力を供給してウエハ１１６を試料台１０７上に静電吸着させるコントローラ１１２（制御部１２０）とが、同一の場合を説明した。しかし、ウエハ１１６をプラズマで所定の時間加熱する制御部と、ウエハ１１６を試料台１０７上に静電吸着させる制御部とは別々に設けられた制御部であってもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１００  プラズマ処理装置
１０１  真空容器
１０２  真空排気装置（真空排気部）
１０３  処理室（処理部）
１０７  試料台
１０７ａ  ウエハ載置面
１０７ｂ  電極
１１１  温調器（温調部）
１１６  ウエハ（半導体ウエハ、試料、基板）
１１９  プラズマ生成部
１２０  制御部
【図１】
2017005177.tif 000003
【図２】
2017005177.tif 000004
【図３】
2017005177.tif 000005
【図４】
2017005177.tif 000006
【図５】
2017005177.tif 000007