JP2004363316A

JP2004363316A - Plasma treatment method

Info

Publication number: JP2004363316A
Application number: JP2003159754A
Authority: JP
Inventors: Taro Ikeda; 太郎池田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: JP4079834B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma treatment method which can shorten the processing time, and can perform a plasma treatment without being accompanied by difficulty of plasma ignition even if a shield member is located inside a treatment container. <P>SOLUTION: In performing the plasma treatment of a body to treated using a plasma treatment apparatus which is equipped with the shield member located inside the treatment container, the body to be treated is carried into the treatment container and is placed on a placement table (process 1), and a bias which is such that an absolute value of self-bias voltage may be 10V or less is applied to the placement table by means of a bias application means to conduct plasma ignition inside the treatment container (process 3), and thereafter, with the inside of the treatment container being kept at essentially the same pressure, high-frequency power is applied to a high-frequency antenna to form an inductively coupled plasma inside the treatment container, and a bias is applied to the placement table by means of the bias application means to carry out a plasma treatment on the body to be treated (process 4). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の表面部分を除去するプラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程においては、例えば、被処理体であるシリコンウエハに形成されたコンタクトホールの底部にＴｉを成膜し、Ｔｉと基板のＳｉとの相互拡散によりＴｉＳｉを形成し、その上にＴｉＮ等のバリア層を形成し、さらにその上にＡｌ層、Ｗ層、Ｃｕ層等を形成してホールの埋め込みと配線の形成が行われる。従来から、このような一連の工程を実施するためにクラスターツール型のような複数のチャンバーを有するメタル成膜システムが用いられている。このようなメタル成膜システムにおいては、良好なコンタクトを得るために成膜処理に先立って、シリコンウエハ上に形成された自然酸化膜やエッチングダメージ層等を除去する処理が施される。このような自然酸化膜を除去する装置としては、特許文献１に示されたような水素ガスとアルゴンガスを用いて誘導結合プラズマを形成するものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−３３６４２６号公報（図２およびその説明部分）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような誘導結合プラズマにより自然酸化膜等をエッチング除去する場合、一般的に、まずチャンバー内を比較的高圧にして、高周波アンテナに高周波電力を印加してプラズマを点火し、その後、チャンバー内の圧力を低下させるとともにウエハにバイアスを印加してエッチング処理を行うが、この場合には、プロセスの途中でチャンバー内圧力を変動させざるを得ず、エッチングの不均一性が生じたり、処理時間が長くなってしまうという問題が生じる。
【０００５】
ところで、近時、シリコンウエハの自然酸化膜と同時に、各膜間のコンタクト抵抗を低くするために金属膜のエッチングストッパーもエッチングされるような場合や、前の工程で形成された層、例えばＣｕ配線層の上に形成された酸化膜およびその上の金属バリア膜を一括して除去する場合等、金属膜をエッチングする場合に上記のような酸化膜除去装置を用いつつあるが、金属膜のような導電性材料をエッチングする場合には、装置の誘電体壁内面に導電性材料が付着し、このような誘導結合プラズマ処理におけるプラズマの点火の制御が難しいため、プラズマの安定性や均一性に悪影響を及ぼすという問題点がある。
【０００６】
このような問題点に対して、本発明者は先に、プラズマ処理の際に飛散して装置の誘電体壁に付着した導電性材料に誘導電界にともなう誘導電流が流れることを阻止するように、誘電体壁に付着する導電性材料を不連続にする前記処理容器内部に設けられたシールド部材を設けることを提案し、特許出願した（特願２００３−１１８４４）。
【０００７】
しかしながら、このようなシールド部材を設けた場合、処理容器内を比較的高圧の状態にして高周波アンテナに高周波電力を印加しても、プラズマを点火することが困難であるという問題点がある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、処理時間を短くすることができるプラズマ処理方法を提供することを目的とする。また、処理容器内にシールド部材を配置した場合であっても、プラズマ点火の困難性をともなわずにプラズマ処理を行うことができるプラズマ処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明第１の観点では、被処理体に対してプラズマ処理を行う、その壁部の少なくとも一部が誘電体壁で構成された処理容器と、前記誘電体壁の外側に設けられ、前記処理容器内に誘導電界を形成する高周波アンテナと、前記処理容器内にプラズマ処理を行うためのガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内で被処理体を載置する載置台に高周波バイアスを印加するバイアス印加手段とを具備するプラズマ処理装置を用いて被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、被処理体を前記処理容器内に搬入し、前記載置台に載置する工程と、前記バイアス印加手段により、自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下となるような高周波バイアスを前記載置台に印加して前記容器内でプラズマを点火する工程と、その後、前記処理容器内を実質的に同等の圧力に維持した状態で前記高周波アンテナに高周波電力を印加して前記処理容器内に誘導結合プラズマを形成するとともに、前記バイアス印加手段により前記載置台に高周波バイアスを印加して被処理体にプラズマ処理を施す工程とを具備することを特徴とするプラズマ処理方法を提供する。
【００１０】
このように、自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下となるような高周波バイアスを被処理体を載置する載置台に印加してプラズマを点火した後、処理容器内を実質的に同等の圧力に維持した状態で、高周波アンテナに高周波電力を印加して誘導結合プラズマを形成するとともにバイアス印加手段により載置台に高周波バイアスを印加してプラズマ処理を施すので、従来、プラズマを点火した後、処理容器内の圧力を変化させる際にかかっていた時間を実質的になくすことができ、処理時間を著しく短縮することができる。また、プラズマ点火時に印加する高周波バイアスは自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下であるから被処理体へイオンダメージ（プラズマダメージ）を及ぼすことはなく、被処理体の表面を良好で清浄な状態とすることができる。
【００１１】
上記第１の観点において、前記プラズマを点火する工程および前記プラズマ処理を施す工程は、いずれも前記処理容器内の圧力を０．０４Ｐａ以上に調整して行うことが好ましい。この場合に、前記プラズマを点火する工程は、２０Ｗ以下の高周波バイアスを載置台に印加することにより行うことができる。
【００１２】
本発明の第２の観点では、被処理体に対してプラズマ処理を行う、その壁部の少なくとも一部が誘電体壁で構成された処理容器と、前記誘電体壁の外側に設けられ、前記処理容器内に誘導電界を形成する高周波アンテナと、前記処理容器内にプラズマ処理を行うためのガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内で被処理体を載置する載置台に高周波バイアスを印加するバイアス印加手段と、プラズマ処理の際に前記誘電体壁の所定部分に付着物が付着することを防止する前記処理容器内部に設けられたシールド部材とを具備するプラズマ処理装置を用いて被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、被処理体を前記処理容器内に搬入し、前記載置台に載置する工程と、前記バイアス印加手段により、自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下となるような高周波バイアスを前記載置台に印加して前記処理容器内でプラズマを点火する工程と、その後、前記高周波アンテナに高周波電力を印加して前記処理容器内に誘導結合プラズマを形成するとともに、前記バイアス印加手段により前記載置台に高周波バイアスを印加して被処理体にプラズマ処理を施す工程とを具備することを特徴とするプラズマ処理方法を提供する。
【００１３】
このように、自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下となるような高周波バイアスを被処理体に印加することにより、処理容器内にシールド部材が存在していても困難性をともなわずにプラズマを点火することができ、しかも被処理体にダメージを与えることもない。また、このようにしてプラズマを点火した後に、高周波アンテナに高周波電力を印加して誘導結合プラズマを形成するとともに、バイアス印加手段により被処理体にバイアスを印加してプラズマ処理を施す際には、処理容器内の圧力を実質的に変化させる必要がないので、従来よりも処理時間を短縮することができる。
【００１４】
上記第２の観点において、前記プラズマを点火する工程は、前記処理容器内の圧力を６．６〜１３３．３Ｐａの範囲に調整して行うことが好ましい。この場合に、前記プラズマを点火する工程は、１００Ｗ以下の高周波バイアスを載置台に印加することにより行うことができる。
【００１５】
本発明の第３の観点では、被処理体に対してプラズマ処理を行う、その壁部の少なくとも一部が誘電体壁で構成された処理容器と、前記誘電体壁の外側に設けられ、前記処理容器内に誘導電界を形成する高周波アンテナと、前記処理容器内にプラズマ処理を行うためのガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内で被処理体を載置する載置台に高周波バイアスを印加するバイアス印加手段と、プラズマ処理の際に前記誘電体壁の所定部分に付着物が付着することを防止する前記処理容器内部に設けられたシールド部材とを具備するプラズマ処理装置を用いて被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、被処理体を前記処理容器内に搬入し、前記載置台に載置する工程と、前記高周波アンテナに高周波電力を印加すると同時に前記バイアス印加手段により前記載置台に自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下となるような高周波バイアスを印加して前記処理容器内でプラズマを点火する工程と、その後、前記高周波アンテナからの高周波電力をプラズマ処理用の値に調整して前記処理容器内に誘導結合プラズマを形成するとともに、前記バイアス印加手段により前記載置台に高周波バイアスを印加して被処理体にプラズマ処理を施す工程とを具備することを特徴とするプラズマ処理方法を提供する。
【００１６】
このように、処理容器内でプラズマを点火する際に、高周波アンテナに高周波を印加するとともに、バイアス印加手段により被処理体を載置する載置台に高周波バイアスを印加するので、処理容器内にシールド部材が存在していても処理容器内にプラズマ点火に十分な電界を形成することができ、困難性をともなうことなくプラズマを点火することができる。またこの際に、被処理体に印加する高周波バイアスが、自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下となるようなものであるため、被処理体にイオンダメージダメージ（プラズマダメージ）を与えることもなく、かつ被処理体の表面を良好で清浄な状態とすることができる。
【００１７】
上記第３の観点において、前記プラズマを点火する工程は、前記プラズマ処理を施す工程よりも前記処理容器内の圧力を高くして行うことが好ましい。また、前記プラズマを点火する工程は、前記処理容器内の圧力を６．６〜１３３．３Ｐａにして行うことが好ましい。この場合に、前記プラズマを点火する工程は、１００Ｗ以下の高周波バイアスを載置台に印加し、かつ５００〜３０００Ｗの高周波電力を前記高周波アンテナに印加することにより行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明のプラズマ処理方法を実施するためのプラズマ処理装置を示す断面図である。このプラズマ処理装置１００は、金属膜上に形成される金属酸化膜等をエッチング除去するためのものであり、略円筒状のチャンバー１と、チャンバー１の上方にチャンバー１と連続するように設けられた上部が閉塞された円筒状、例えばドーム型のベルジャー２と、チャンバー１の下方に設けられたチャンバー１内を均一に排気するための排気室３を有している。
【００１９】
チャンバー１は、アルミニウム等の導電性材料で構成されており、その内部には被処理体であるウエハＷを水平に支持するための誘電性材料からなるサセプタ（載置台）１１が円筒状の支持部材１２に支持された状態で配置されている。このサセプタ１１は、排気室３の底部中央から上方に延びる円筒状の支持部材１２により支持されている。サセプタ１１の上面にはウエハＷと略同形の凹部１１ａが形成されており、この凹部１１ａにウエハＷが落とし込まれるようになっている。サセプタ１１の外周には、サセプタ１１に載置されたウエハＷのエッジを覆うようにシャドウリング１３が昇降可能に設けられている。シャドウリング１３は、プラズマをフォーカスし、均一なプラズマを形成するのに役立つ。また、サセプタ１１をプラズマから保護する役割も有する。
【００２０】
サセプタ１１は、高熱伝導性のセラミック材料、例えばＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３等で構成されている。中でも最も熱伝導性が高いＡｌＮが好ましい。サセプタ１１内の上部には電極１４が水平に埋設されており、この電極１４には整合器１６を介してウエハに高周波バイアスをかけてイオンを引き込むための高周波電源１５が接続されている。ベルジャー２の天壁の上には対向電極として機能し、かつベルジャー２の保持機能を兼備した導電性部材１７が設けられている。また、サセプタ１１内には、電極１４の下方位置にヒーター１８が埋設されており、ヒーター電源１９からヒーター１８に給電することにより、ウエハＷを所定の温度に加熱可能に構成されている。なお、電極１４およびヒーター１８への給電線は支持部材１２の内部に挿通されている。
【００２１】
サセプタ１１には、ウエハＷを支持して昇降させるための３本（２本のみ図示）のウエハ昇降ピン２１が挿通されており、サセプタ１１の上面に対して突没可能に設けられている。これらウエハ昇降ピン２１は支持板２２に固定されており、エアシリンダ等の昇降機構２３により支持板２２を介して昇降される。
【００２２】
チャンバー１の内部には、その内壁に沿ってチャンバー１の内壁にプラズマエッチングにより生成された副生成物等が付着することを防止するための略円筒状をなすチャンバーシールド２４が着脱自在に設けられている。このチャンバーシールド２４はチャンバー１の底壁１ｂに数カ所（図では２カ所）ボルト２５により取り付けられており、ボルト２５を外すことにより、チャンバー１から取り外すことができ、チャンバー１内のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００２３】
チャンバー１の側壁は開口２６を有しており、チャンバー１１の外側の開口２６と対応する位置にはゲートバルブ２７が設けられ、このゲートバルブ２７を開にした状態でウエハＷが隣接するロードロック室（図示せず）とチャンバー１内との間で搬送されるようになっている。
【００２４】
ベルジャー２は、例えば石英やＡｌＮ等のセラミックス材料のような誘電体材料で形成されており、円筒状の側壁部２ａと、その上の天壁部２ｂとを有している。このベルジャー２の側壁部２ａの外側には高周波アンテナとしてのコイル５１が略水平方向に巻回（図では７巻）されており、コイル５１には整合器５３を介して高周波電源５２が接続されている。高周波電源５２は３００ｋＨｚ〜６０ＭＨｚの周波数を有している。好ましくは４５０ｋＨｚである。そして、高周波電源５２からコイル５１に高周波電力を供給することにより、誘電体材料からなるベルジャー２の側壁を介してベルジャー２の内側に誘導電磁界が形成されるようになっている。ベルジャー２の内部には、その内壁に沿ってベルジャー２の内壁への付着物を制御するシールド部材５４が設けられている。
【００２５】
シールド部材５４は例えばＡｌ等の金属で構成され、図２の斜視図に示すように、ベルジャー２の側壁部２ａに対応する円筒部７１と、ベルジャー２の天壁部２ｂに対応する天井部７２とを有しており、これらは一体的にベルジャー２の中に挿入される。円筒部７１は、その底部にスカート状に広がったスカート部７３とスカート部７３から外側に延出した取り付け部７４とを有している。また、円筒部７１には、縦方向に延びる短冊状（スリット状）を有する複数の窓部７５が全周に亘って略等間隔で形成されている。この窓部７５は、円筒部７１の底から高さｔｍｍの位置を下端として上方に天井部７２近傍位置まで延びている。円筒部７１の下端部のｔｍｍの部分により、プラズマ処理中に飛散する導電性材料がベルジャー２の内壁からガス導入部材３０に繋がって付着することを防止するようになっている。すなわち、ｔｍｍの部分は、ガス導入部材３０の上端からベルジャー２の内壁に付着する導電性材料の付着物の下端までの距離に相当し、３０ｍｍ程度以上であることが好ましい。これにより、このような効果をより有効に発揮することができる。また、窓部７５は所定間隔をおいて形成されて、周方向に不連続になっている。これによりベルジャー２の内壁における導電性材料の付着物に流れる誘導電流を極力小さくして効率良く安定なプラズマを生成することができる。円筒部７１には上端から下端まで延びる切り欠き部７６が形成されている。この切り欠き部７６によりシールド部材５４に流れる周方向の電流の抵抗を大きくすることができ、より安定したプラズマを形成・維持することができる。天井部７２はドーム状をなし、頂上から下端部に延びる縦方向の細長いスリット状（図では細長い扇形型）をなす複数の窓部７７が円筒部７１の窓部７５と同様に全周に亘って形成されている。なお、窓部７７と窓部７７の間の部分は略同じ形状であっても異なる大きさであってもよい。
【００２６】
チャンバー１とベルジャー２との間には、リング状をなすガス導入部材３０が設けられている。このガス導入部材３０はＡｌ等の導電性材料からなり、接地されている。ガス導入部材３０には、その内周面に沿って複数のガス吐出孔３１が形成されている。またガス導入部材３０の内部には環状のガス流路３２が設けられており、このガス流路３２にはガス供給機構４０から後述するようにＡｒガス、Ｈ_２ガス等が供給され、これらガスがガス流路３２から上記ガス吐出孔３１を介してベルジャー２内に吐出される。ガス吐出孔３１は、斜め上に向けて形成されており、これらガスがベルジャー２の中央部に向かって供給される。なお、ガス吐出孔３１はガスを水平に吐出するように形成してもよい。
【００２７】
ガス供給機構４０は、プラズマ処理用のガスをベルジャー２内に導入するためのものであり、所定のガスのガス供給源、開閉バルブ、および流量制御のためのマスフローコントローラ（いずれも図示せず）を有しており、ガス配管４１を介して上記ガス導入部材３０へ所定のガスを供給する。なお、各配管のバルブおよびマスフローコントローラは図示しないコントローラにより制御される。
【００２８】
プラズマ処理用のガスとしては、Ａｒ、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｋｒ、Ｘｅが例示され、それぞれ単体で用いることができる。また、Ａｒ、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｋｒ、ＸｅのいずれかとＨ_２との併用、またはＡｒ、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｋｒ、ＸｅのいずれかとＮＦ_３との併用であってもよい。これらの中では、Ａｒ単独、Ａｒ＋Ｈ_２が好ましい。プラズマ処理用のガスは、エッチングしようとするターゲットに応じて適宜選択される。
【００２９】
上記排気室３は、チャンバー１の底壁１ｂの中央部に形成された円形の穴１ｃを覆うように下方に向けて突出して設けられている。排気室３の側面には排気管６１が接続されており、この排気管６１には排気装置６２が接続されている。そしてこの排気装置６２を作動させることによりチャンバー１およびベルジャー２内を所定の真空度まで均一に減圧することが可能となっている。
【００３０】
次に、このように構成されるプラズマ処理装置１００を用いたプラズマ処理方法について説明する。
まず、第１の実施形態に係る方法について説明する。図３のフローチャートに示すように、最初に、ゲートバルブ２７を開にして、図示しない搬送アームによりチャンバー１内にウエハＷを搬入し、サセプタ１１から突出した昇降ピン２１の上にウエハＷを受け渡し、昇降ピン２１を下降させてウエハＷをサセプタ１１上面の凹部１１ａに挿入した状態で載置する（工程１）。
【００３１】
その後、ゲートバルブ２７を閉にして、排気装置６２によりチャンバー１およびベルジャー２内を排気しつつ、ガス供給機構４０から供給された所定のガス、例えばＡｒガスを１〜１０００ｍＬ／ｍｉｎ、好ましくは４００〜７００ｍＬ／ｍｉｎの流量でガス導入機構３０のガス吐出孔３１からベルジャー２内に吐出させ、チャンバー１およびベルジャー２内の圧力を好ましくは０．０４Ｐａ以上、例えば０．０６６Ｐａとする（工程２）。
【００３２】
これと同時に、高周波電源１５から、サセプタ１１内の電極１４に高周波電力を供給して載置台であるサセプタ１１に高周波バイアスを印加することにより、電極１４とコイル５１および導電性部材１７との間等に電界が生じ、ベルジャ２内に導入したガスを励起させてプラズマを点火する（工程３）。この場合に、高周波バイアスは、サセプタ１１（電極１４）の自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下になるような値に設定される。自己バイアス電圧は高周波電力およびベルジャー内圧力に依存するから、ベルジャー２内の圧力を上述のように０．０４Ｐａ以上、例えば０．０６６Ｐａにした場合には、高周波バイアスの電力を５〜１００Ｗ程度、例えば２０Ｗとすれば自己バイアス電圧の絶対値を１０Ｖ以下にしつつ、困難性をともなうことなくプラズマを点火することができるので好ましい。
【００３３】
このようにしてプラズマを点火した後、ベルジャー２内を実質的にプラズマ点火の際の圧力に維持した状態で、高周波電源５２から高周波アンテナであるコイル５１に所定の高周波電力を印加することによりベルジャー内に誘導電流を流して連続的に誘導結合プラズマを形成するとともに、サセプタ１１へ印加する高周波バイアスを調整することにより、プラズマ中のイオンを適度にウエハＷに引き込み、ウエハＷ上に形成された所定の金属膜上の金属酸化膜をプラズマエッチングして除去する（工程４）。この場合に、コイル５１への高周波電力は、好ましくは５００〜３０００Ｗ、例えば１５００Ｗであり、電極１４への高周波バイアスは、好ましくは５００Ｗ以下、例えば２００Ｗである。この際にサセプタ１１のヒーター１８によりウエハＷが２０〜５００℃の所定温度、好ましくは２０〜２００℃に維持される。また、電極１４への高周波電源の周波数は３００ｋＨｚ〜６０ＭＨｚであり、好ましくは１３．５６ＭＨｚである。
【００３４】
このようにして金属酸化膜を除去する際には、隣接して存在する金属膜もエッチングされるため、エッチングの際にベルジャー２内に金属が飛散することになる。従来の装置のようにベルジャーにシールド部材が設けられていない場合には、上述のようなエッチング処理を繰り返すと、ベルジャー２の内壁の全面に亘って導電性である金属膜が形成され、この金属膜が導電性材料からなるガス導入部材３０に達するとコイル５１からの誘導電流が付着した金属膜およびガス導入部材３０およびチャンバー１を経てグラウンドに流れるため、初期段階でベルジャー２内に生じる誘導磁界が弱くなる。また、金属膜が連続して形成され、そこにループ状に電流が流れることから、プラズマに寄与する誘導電流成分がその分減衰し、プラズマが不安定になりやすい。そのため、シールド部材５４を設けて、ベルジャー２に付着する金属膜がガス導入部材３０に達することなく、しかも周方向に連続しないようにして、このような不都合を防止する。
【００３５】
しかしながら、シールド部材５４を設けると、高周波アンテナであるコイル５１に高周波電力を供給した場合にベルジャー２内に形成される電界の強度が低くなり、従来のように最初にコイル５１に高周波電力を供給する方法では、プラズマの点火することが困難となる。
【００３６】
これに対して、本実施形態では、プラズマ点火の際に、サセプタ１１の電極１４に高周波バイアスを印加するので、電界強度を強めることができ、シールド部材５４が存在していても、条件を適切に設定することにより、困難性をともなうことなくプラズマを点火することができる。また、プラズマ点火の際のバイアスは、サセプタ１１（電極１４）の自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下になるような値に設定されるので、ウエハＷに悪影響を及ぼすことはない。
【００３７】
さらに、プラズマを点火してから、連続的に誘導結合プラズマを形成してプラズマ処理を行う場合に、従来は、ベルジャー２内の圧力を例えば１３．３Ｐａにしてプラズマ点火を行い、その後の誘導結合プラズマ処理の際には０．０６６Ｐａ程度まで圧力を低下せざるを得ず、この圧力低下および圧力の安定に時間がかかり、結果として処理時間が長くなってしまっていたが、本実施形態では、サセプタ１１に高周波バイアスを印加することにより、低い圧力でプラズマを点火することができ、プラズマ点火と、その後の連続的な誘導結合プラズマの形成はベルジャー２内を実質的に同じ圧力に保ったまま行うことができるので、ベルジャー２内の圧力を変動させる必要がなく、そのため処理時間を著しく短縮することができる。
【００３８】
なお、本実施形態の処理方法は、プラズマ処理装置がシールド部材５４を具備しないものである場合にも有効である。すなわち、従来のシールド部材が存在しないプラズマ処理装置の場合、ベルジャー２内の圧力を例えば１３．３Ｐａと高い圧力にして高周波アンテナであるコイル５１に例えば１２００Ｗの高周波電力を印加し、サセプタ１１には高周波バイアスを印加しない従来の条件により何等問題なくプラズマが点火されていたが、この場合にも上述のように、プラズマを点火してから、連続的に誘導結合プラズマを形成してプラズマ処理を行う際に、ベルジャー２内の圧力変動が必要となる。これに対して、サセプタ１１に高周波バイアスを印加することにより、ベルジャー２内にシールド部材５４が存在しない場合においても、低い圧力でプラズマを点火することができ、プラズマ点火と、その後の連続的な誘導結合プラズマの形成はベルジャー２内を実質的に同じ圧力に保ったまま行うことができるので、処理時間を著しく短縮することができるといった効果は維持される。
【００３９】
このようにシールド部材５４を用いない場合には、サセプタ１１（電極１４）に高周波電力を印加してプラズマを点火する工程３では、ベルジャー２内の圧力を０．０４Ｐａ以上にして行うことが好ましい。また、このプラズマを点火する工程３は、上述のように、サセプタ１１の自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下になるような値に設定されるが、自己バイアス電圧は高周波電力およびベルジャー内圧力に依存するから、ベルジャー２内の圧力を上述のように、０．０４Ｐａ以下にした場合には、高周波バイアスの電力を２０Ｗ以下とすればよい。また、プラズマ処理を行う工程４は、ベルジャー２内の圧力をプラズマ点火の際の圧力と実質的に同じ０．０４Ｐａ以上にし、コイル５１への高周波電力は、好ましくは５００〜３０００Ｗ、例えば１５００Ｗ、電極１４への高周波バイアスは、好ましくは２０Ｗ以下、例えば１０Ｗにして行う。
【００４０】
次に、第２の実施形態に係る方法について説明する。図４のフローチャートに示すように、最初に、第１の実施形態の工程１と同様、ゲートバルブ２７を開にして、図示しない搬送アームによりチャンバー１内にウエハＷを搬入し、サセプタ１１から突出した昇降ピン２１の上にウエハＷを受け渡し、昇降ピン２１を下降させてウエハＷをサセプタ１１上面の凹部１１ａに挿入した状態で載置する（工程１１）。
【００４１】
その後、ゲートバルブ２７を閉にして、排気装置６２によりチャンバー１およびベルジャー２内を排気しつつ、ガス供給機構４０から供給された所定のガス、例えばＡｒガスをガス導入機構３０のガス吐出孔３１からベルジャー２内に吐出させ、チャンバー１およびベルジャー２内の圧力を好ましくは１〜１３３．３Ｐａ、例えば１３．３Ｐａとする（工程１２）。
【００４２】
これと同時に、高周波電源１５および高周波電源５２から、それぞれサセプタ１１内の電極１４およびコイル５１に高周波電力を供給することにより、電極１４とコイル５１および導電性部材１７との間等に電界が生じ、ベルジャー２内に導入したガスを励起させてプラズマを点火する（工程１３）。この場合に、高周波バイアスは、サセプタ１１（電極１４）の自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下になるような値に設定される。自己バイアス電圧は高周波電力およびベルジャー内圧力に依存するから、ベルジャー２内の圧力を上述のように、１〜１３３．３Ｐａ、例えば１３．３Ｐａにした場合には、高周波バイアスの電力を１００Ｗ以下、例えば３５Ｗとすれば自己バイアス電圧の絶対値を１０Ｖ以下にしつつ、プラズマを点火することができるので好ましい。また、コイル５１に印加する高周波電力は、好ましくは５００〜３０００Ｗ、例えば１２００Ｗである。
【００４３】
このようにしてプラズマを点火した後、ベルジャー２内をプラズマ処理に適した圧力に変化させる（工程１４）。この際の圧力は、好ましくは０．０４Ｐａ以上、例えば０．０６６Ｐａである。
【００４４】
そして、高周波電源５２から高周波アンテナであるコイル５１への高周波電力を調整し、ベルジャー内に誘導電流を流して連続的に誘導結合プラズマを形成するとともに、サセプタ１１へ印加する高周波バイアスを調整することにより、プラズマ中のイオンを適度にウエハＷに引き込み、ウエハＷ上に形成された所定の金属膜上の金属酸化膜をプラズマエッチングして除去する（工程１５）。この場合に、コイル５１への高周波電力は、好ましくは５００〜３０００Ｗ、例えば１５００Ｗであり、電極１４への高周波バイアスは、好ましくは５００Ｗ以下、例えば２００Ｗである。この際にサセプタ１１のヒーター１８によりウエハＷが２０〜５００℃の所定温度、好ましくは２０〜２００℃に維持される。
【００４５】
本実施形態の場合には、プラズマ点火時に高周波アンテナであるコイル５１に高周波電力を供給すると同時に、サセプタ１１に高周波バイアスを印加するので、シールド部材５４が存在していても容易にプラズマを点火することができる。上記第１の実施形態では、サセプタ１１に高周波バイアスを印加するのみで、プラズマの点火を行っていたが、本実施形態では、これに加えて高周波アンテナであるコイル５１にも高周波電力を供給するので、より容易にプラズマを点火することができ、プラズマ点火が可能なプロセス条件の範囲をより広くすることができる。ただし、本実施形態では、プラズマ点火の際のベルジャー内圧力は、従来と同程度の高圧力であるため、その後ベルジャー内圧力を誘導結合プラズマを形成する際のより低い値に変化させる必要があり、処理時間の短縮効果は得られない。
【００４６】
次に、本発明に基づいて実際にプラズマ点火を行った結果について説明する。まず、図１の装置にシールド部材を装着せず、プラズマ点火時にコイルに高周波電力を印加しない上記第１の実施形態に対応する実験を行った。プラズマ点火の際におけるサセプタに印加する高周波バイアスパワーおよびチャンバー内の圧力を変化させ、その際のＶｄｃを求めた。その結果を図５に示す。図５は横軸にチャンバー内圧力をとり、縦軸にＶｄｃの絶対値をとって、各バイアスパワーにおけるこれらの関係を示す図である。図５に示すように、高周波バイアスの電力が２０Ｗ以下であれば、チャンバー内圧力に関わらずＶｄｃの絶対値を１０Ｖ以下にすることができ、エッチングの際と同程度の低い圧力で、かつＶｄｃの絶対値が１０Ｖ以下でプラズマ点火を行えることが確認された。
【００４７】
次いで、シールド部材を装着した図１の装置を用いてプラズマ点火時にコイルに高周波電力を印加し、かつサセプタに高周波バイアスを印加する上記第２の実施形態に対応する実験を行った。チャンバー内の圧力を１３．３Ｐａと一定にし、コイルに印加するＩＣＰパワーおよびサセプタに印加する高周波バイアスパワーを変化させ、その際のＶｄｃを求めた。その結果を図６に示す。図６は横軸にＩＣＰパワーをとり、縦軸にＶｄｃの絶対値をとって各バイアスパワーにおけるこれらの関係を示す図である、図６に示すように、チャンバー内圧力が１３．３Ｐａでは、ＩＣＰパワーが２０００Ｗまで、バイアスパワーが５０Ｗまでにおいて、Ｖｄｃの絶対値が１０Ｖ以下でプラズマ点火を行えることが確認された。
【００４８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、シールド部材５４は上記実施形態のものに限る必要はなく、種々の目的の様々なシールド部材を設けたプラズマ処理装置で実施することができる。また、プラズマ処理装置の構成も上記実施形態に限るものではなく、プロセス条件についても上記実施形態に限るものではない。
【００４９】
また、上記実施形態では本発明を自然酸化膜の除去を行う装置に適用した場合を示したが、本発明はコンタクトエッチング等を行う他のプラズマエッチング装置に適用することも可能であり、さらには、本発明を他のプラズマ処理装置に適用することも可能である。さらに、被処理体として半導体ウエハを用いた例について示したが、これに限らず、ＬＣＤのようなフラットディスプレイパネル（ＦＰＤ）基板等、他の被処理体に対しても適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下となるような高周波バイアスを被処理体を載置する載置台に印加してプラズマを点火した後、処理容器内を実質的に同等の圧力に維持した状態で、高周波アンテナに高周波電力を印加して誘導結合プラズマを形成するとともにバイアス印加手段により載置台に高周波バイアスを印加してプラズマ処理を施すので、従来、プラズマを点火した後、処理容器内の圧力を変化させる際にかかっていた時間を実質的になくすことができ、処理時間を著しく短縮することができる。また、プラズマ点火時に印加する高周波バイアスは自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下であるから被処理体に悪影響を及ぼすことはない。
【００５１】
また、本発明によれば、処理容器内にシールド部材が配置されているプラズマ処理装置において、自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下となるような高周波バイアスを被処理体に印加するので、処理容器内にシールド部材が存在していても困難性をともなわずにプラズマを点火することができ、しかも被処理体にダメージを与えることもない。また、このようにしてプラズマを点火した後に、高周波アンテナに高周波電力を印加して誘導結合プラズマを形成するとともに、バイアス印加手段により被処理体に高周波バイアスを印加してプラズマ処理を施す際には、処理容器内の圧力を実質的に変化させる必要がないので、従来よりも処理時間を短縮することができる。
【００５２】
さらに、本発明によれば、処理容器内にシールド部材が配置されているプラズマ処理装置において、処理容器内でプラズマを点火する際に、高周波アンテナに高周波を印加するとともに、バイアス印加手段により被処理体を載置する載置台に高周波バイアスを印加するので、処理容器内にシールド部材が存在していても処理容器内にプラズマ点火に十分な電界を形成することができ、困難性をともなうことなくプラズマを点火することができる。またこの際に、被処理体に印加する高周波バイアスが、自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下となるようなものであるため、被処理体にダメージを与えることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマ処理方法を実施するためのプラズマ処理装置を示す断面図。
【図２】図１のプラズマ処理装置に用いられるシールド部材を示す斜視図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る方法を説明するためのフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る方法を説明するためのフローチャート。
【図５】各バイアスパワーにおけるチャンバー内圧力とＶｄｃの絶対値との関係を示す図。
【図６】チャンバー内圧力が１３．３Ｐａのときの各バイアスパワーにおけるＩＣＰパワーとＶｄｃの絶対値との関係を示す図。
【符号の説明】
１；チャンバー
２；ベルジャー
１１；サセプタ
１４；電極
１５，５２；高周波電源
１７；導電性部材
３０；ガス導入部材（導電性部材）
４０；ガス供給機構
５１；コイル（高周波アンテナ）
５４；シールド部材
Ｗ；半導体ウエハ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma processing method for removing a surface portion of a substrate.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor manufacturing process, for example, a Ti film is formed on the bottom of a contact hole formed in a silicon wafer to be processed, TiSi is formed by mutual diffusion between Ti and Si on a substrate, and TiN or the like is formed thereon. Is formed, and an Al layer, a W layer, a Cu layer, and the like are further formed thereon to embed holes and form wiring. Conventionally, a metal film forming system having a plurality of chambers, such as a cluster tool type, has been used to perform such a series of steps. In such a metal film forming system, a process for removing a natural oxide film, an etching damage layer, and the like formed on a silicon wafer is performed prior to a film forming process in order to obtain a good contact. As an apparatus for removing such a natural oxide film, an apparatus for forming an inductively coupled plasma using a hydrogen gas and an argon gas as disclosed in Patent Document 1 is known.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-4-336426 (FIG. 2 and its description).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When etching a native oxide film or the like by such inductively coupled plasma, generally, first, the inside of the chamber is set to a relatively high pressure, high-frequency power is applied to a high-frequency antenna to ignite the plasma, and then, the inside of the chamber is ignited. The etching process is performed by lowering the pressure and applying a bias to the wafer, but in this case, the pressure in the chamber must be changed during the process, resulting in non-uniformity of the etching and the processing time. The problem that it becomes long arises.
[0005]
By the way, recently, in the case where the etching stopper of the metal film is also etched simultaneously with the natural oxide film of the silicon wafer to lower the contact resistance between the films, or the layer formed in the previous step, for example, Cu When the metal film is etched, such as when the oxide film formed on the wiring layer and the metal barrier film thereon are collectively removed, the above-described oxide film removing apparatus is being used. When etching such a conductive material, the conductive material adheres to the inner surface of the dielectric wall of the device, and it is difficult to control the ignition of the plasma in such an inductively coupled plasma process. Has the problem of adversely affecting
[0006]
In order to cope with such a problem, the present inventor has previously attempted to prevent an induced current caused by an induced electric field from flowing into a conductive material scattered during plasma processing and adhered to a dielectric wall of the device. A patent application was filed (Japanese Patent Application No. 2003-11844), in which a shielding member provided inside the processing container to make the conductive material attached to the dielectric wall discontinuous was proposed.
[0007]
However, when such a shield member is provided, there is a problem that it is difficult to ignite the plasma even when applying high-frequency power to the high-frequency antenna with the inside of the processing container at a relatively high pressure.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a plasma processing method capable of shortening a processing time. It is another object of the present invention to provide a plasma processing method capable of performing plasma processing without difficulty in plasma ignition even when a shield member is arranged in a processing container.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, a plasma processing is performed on an object to be processed, at least a part of a wall of the processing container includes a dielectric wall, A high-frequency antenna that is provided outside and forms an induced electric field in the processing container; a gas supply unit that supplies a gas for performing plasma processing in the processing container; and a processing target placed in the processing container. A plasma processing method for performing plasma processing on an object to be processed by using a plasma processing apparatus including a bias applying unit that applies a high-frequency bias to a mounting table, wherein the object is loaded into the processing container, Mounting on the mounting table, and applying a high frequency bias to the mounting table by the bias applying means so that the absolute value of the self-bias voltage is 10 V or less to ignite the plasma in the container. And thereafter, applying high frequency power to the high frequency antenna while maintaining the inside of the processing container at substantially the same pressure to form inductively coupled plasma in the processing container, Applying a high-frequency bias to the mounting table to perform a plasma process on the object to be processed.
[0010]
As described above, after applying a high-frequency bias such that the absolute value of the self-bias voltage becomes 10 V or less to the mounting table on which the object is mounted and igniting the plasma, the inside of the processing chamber is set to a substantially equivalent pressure. In the maintained state, high-frequency power is applied to the high-frequency antenna to form inductively coupled plasma and plasma processing is performed by applying a high-frequency bias to the mounting table by the bias applying means. The time required for changing the internal pressure can be substantially eliminated, and the processing time can be significantly reduced. Further, since the absolute value of the self-bias voltage of the high frequency bias applied at the time of plasma ignition is 10 V or less, it does not cause ion damage (plasma damage) to the object to be processed, and the surface of the object to be processed is in a good and clean state. can do.
[0011]
In the first aspect, it is preferable that both the step of igniting the plasma and the step of performing the plasma processing are performed by adjusting the pressure in the processing container to 0.04 Pa or more. In this case, the step of igniting the plasma can be performed by applying a high-frequency bias of 20 W or less to the mounting table.
[0012]
In a second aspect of the present invention, a plasma processing is performed on an object to be processed, and at least a part of a wall portion of the processing container is formed of a dielectric wall, and the processing container is provided outside the dielectric wall, A high-frequency antenna for generating an induction electric field in the processing container, gas supply means for supplying a gas for performing plasma processing in the processing container, and a high-frequency bias on a mounting table for mounting an object to be processed in the processing container; And a shield member provided inside the processing container for preventing a substance from adhering to a predetermined portion of the dielectric wall during plasma processing. A plasma processing method for performing plasma processing on a processing target, wherein the processing target is loaded into the processing container and mounted on the mounting table, and the bias applying unit controls a self-bias voltage. A step of applying a high-frequency bias having a logarithmic value of 10 V or less to the mounting table to ignite plasma in the processing container, and thereafter applying high-frequency power to the high-frequency antenna and inductively coupling the processing container; Forming a plasma and applying a high-frequency bias to the mounting table by the bias applying means to perform a plasma process on the object to be processed.
[0013]
As described above, by applying a high-frequency bias to the object to be processed such that the absolute value of the self-bias voltage becomes 10 V or less, the plasma can be ignited without difficulty even if the shield member is present in the processing container. And does not damage the object. Further, after igniting the plasma in this manner, applying high-frequency power to the high-frequency antenna to form inductively coupled plasma and applying a bias to the object to be processed by the bias applying means to perform the plasma processing, Since it is not necessary to substantially change the pressure in the processing container, the processing time can be reduced as compared with the conventional case.
[0014]
In the second aspect, it is preferable that the step of igniting the plasma be performed by adjusting a pressure in the processing container to a range of 6.6 to 133.3 Pa. In this case, the step of igniting the plasma can be performed by applying a high-frequency bias of 100 W or less to the mounting table.
[0015]
In a third aspect of the present invention, a plasma processing is performed on an object to be processed, at least a part of a wall of the processing container is formed of a dielectric wall, and the processing container is provided outside the dielectric wall, A high-frequency antenna for generating an induction electric field in the processing container, gas supply means for supplying a gas for performing plasma processing in the processing container, and a high-frequency bias on a mounting table for mounting an object to be processed in the processing container; And a shield member provided inside the processing container for preventing a substance from adhering to a predetermined portion of the dielectric wall during plasma processing. A plasma processing method for performing plasma processing on a processing target, wherein the processing target is loaded into the processing container and mounted on the mounting table, and simultaneously applying high frequency power to the high frequency antenna. A step of applying a high-frequency bias such that the absolute value of the self-bias voltage is 10 V or less to the mounting table to ignite the plasma in the processing container by the bias applying unit, and thereafter, the high-frequency power from the high-frequency antenna is Forming an inductively coupled plasma in the processing chamber by adjusting the value to a value for plasma processing, and applying a high-frequency bias to the mounting table by the bias applying means to perform plasma processing on the object to be processed. A plasma processing method is provided.
[0016]
As described above, when igniting the plasma in the processing container, the high frequency is applied to the high frequency antenna and the high frequency bias is applied to the mounting table on which the target object is mounted by the bias applying means. Even if the member exists, an electric field sufficient for plasma ignition can be formed in the processing container, and plasma can be ignited without difficulty. At this time, since the high-frequency bias applied to the object to be processed is such that the absolute value of the self-bias voltage is 10 V or less, no ion damage (plasma damage) is caused to the object to be processed. In addition, the surface of the object to be processed can be in a good and clean state.
[0017]
In the third aspect, it is preferable that the step of igniting the plasma be performed at a higher pressure in the processing container than the step of performing the plasma processing. Further, it is preferable that the step of igniting the plasma be performed by setting the pressure in the processing container to 6.6 to 133.3 Pa. In this case, the step of igniting the plasma can be performed by applying a high frequency bias of 100 W or less to the mounting table and applying a high frequency power of 500 to 3000 W to the high frequency antenna.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing a plasma processing apparatus for carrying out the plasma processing method of the present invention. This plasma processing apparatus 100 is for etching and removing a metal oxide film or the like formed on a metal film, and is provided with a substantially cylindrical chamber 1 and above the chamber 1 so as to be continuous with the chamber 1. It has a cylindrical, for example, dome-shaped bell jar 2 whose upper part is closed, and an exhaust chamber 3 provided below the chamber 1 for uniformly exhausting the inside of the chamber 1.
[0019]
The chamber 1 is made of a conductive material such as aluminum. Inside the chamber 1, a susceptor (mounting table) 11 made of a dielectric material for horizontally supporting a wafer W as an object to be processed has a cylindrical support. It is arranged while being supported by the member 12. The susceptor 11 is supported by a cylindrical support member 12 extending upward from the center of the bottom of the exhaust chamber 3. On the upper surface of the susceptor 11, a recess 11a having substantially the same shape as the wafer W is formed, and the wafer W is dropped into the recess 11a. A shadow ring 13 is provided on the outer periphery of the susceptor 11 so as to be able to move up and down so as to cover the edge of the wafer W placed on the susceptor 11. The shadow ring 13 serves to focus the plasma and form a uniform plasma. Also, it has a role of protecting the susceptor 11 from plasma.
[0020]
The susceptor 11 is made of a ceramic material having high thermal conductivity, for example, AlN, Al ₂ O ₃ And so on. Among them, AlN having the highest thermal conductivity is preferable. An electrode 14 is horizontally buried in the upper part of the susceptor 11, and a high-frequency power supply 15 for applying a high-frequency bias to the wafer to draw in ions through a matching unit 16 is connected to the electrode 14. On the top wall of the bell jar 2, there is provided a conductive member 17 which functions as a counter electrode and also has a function of holding the bell jar 2. Further, a heater 18 is embedded in the susceptor 11 below the electrode 14, and is configured to be able to heat the wafer W to a predetermined temperature by supplying power to the heater 18 from a heater power supply 19. The power supply lines to the electrode 14 and the heater 18 are inserted inside the support member 12.
[0021]
Three (only two are shown) wafer elevating pins 21 for supporting and elevating the wafer W are inserted through the susceptor 11, and are provided so as to be able to protrude and retract from the upper surface of the susceptor 11. These wafer elevating pins 21 are fixed to a support plate 22 and are moved up and down via the support plate 22 by an elevating mechanism 23 such as an air cylinder.
[0022]
Inside the chamber 1, a substantially cylindrical chamber shield 24 for preventing by-products generated by plasma etching from adhering to the inner wall of the chamber 1 along the inner wall is detachably provided. ing. The chamber shield 24 is attached to the bottom wall 1b of the chamber 1 at several places (two places in the figure) by bolts 25. By removing the bolts 25, the chamber shield 24 can be removed from the chamber 1 and maintenance inside the chamber 1 can be easily performed. It can be carried out.
[0023]
The side wall of the chamber 1 has an opening 26, and a gate valve 27 is provided at a position corresponding to the opening 26 outside the chamber 11. It is configured to be transported between a chamber (not shown) and the inside of the chamber 1.
[0024]
The bell jar 2 is formed of a dielectric material such as a ceramic material such as quartz or AlN, and has a cylindrical side wall 2a and a top wall 2b thereon. A coil 51 as a high-frequency antenna is wound substantially horizontally (7 windings in the figure) on the outside of the side wall 2a of the bell jar 2, and a high-frequency power supply 52 is connected to the coil 51 via a matching device 53. ing. The high frequency power supply 52 has a frequency of 300 kHz to 60 MHz. Preferably, it is 450 kHz. By supplying high-frequency power from the high-frequency power supply 52 to the coil 51, an induction electromagnetic field is formed inside the bell jar 2 via the side wall of the bell jar 2 made of a dielectric material. Inside the bell jar 2, a shield member 54 is provided along the inner wall for controlling the attachment to the inner wall of the bell jar 2.
[0025]
The shield member 54 is made of, for example, a metal such as Al, and as shown in a perspective view of FIG. 2, a cylindrical portion 71 corresponding to the side wall portion 2 a of the bell jar 2 and a ceiling portion 72 corresponding to the top wall portion 2 b of the bell jar 2. And these are integrally inserted into the bell jar 2. The cylindrical portion 71 has a skirt portion 73 extending in a skirt shape at the bottom thereof, and a mounting portion 74 extending outward from the skirt portion 73. In the cylindrical portion 71, a plurality of windows 75 having a strip shape (slit shape) extending in the vertical direction are formed at substantially equal intervals over the entire circumference. The window 75 extends upward from the bottom of the cylindrical portion 71 to a position near the ceiling 72 with a position at a height of tmm being a lower end. The tmm portion at the lower end of the cylindrical portion 71 prevents the conductive material scattered during the plasma processing from being connected to the gas introducing member 30 from the inner wall of the bell jar 2 and attached thereto. That is, the tmm portion corresponds to the distance from the upper end of the gas introducing member 30 to the lower end of the conductive material attached to the inner wall of the bell jar 2, and is preferably about 30 mm or more. Thereby, such an effect can be more effectively exerted. The windows 75 are formed at predetermined intervals and are discontinuous in the circumferential direction. As a result, the induced current flowing through the deposit of the conductive material on the inner wall of the bell jar 2 can be minimized to generate a stable plasma efficiently. The cylindrical portion 71 has a cutout portion 76 extending from the upper end to the lower end. The notch 76 can increase the resistance of the circumferential current flowing through the shield member 54, and can form and maintain more stable plasma. The ceiling portion 72 has a dome shape, and a plurality of windows 77 having a vertically elongated slit shape (an elongated fan shape in the figure) extending from the top to the lower end extend over the entire circumference similarly to the window portion 75 of the cylindrical portion 71. It is formed. The portions between the windows 77 may have substantially the same shape or different sizes.
[0026]
A ring-shaped gas introducing member 30 is provided between the chamber 1 and the bell jar 2. The gas introduction member 30 is made of a conductive material such as Al and is grounded. A plurality of gas discharge holes 31 are formed in the gas introduction member 30 along the inner peripheral surface. An annular gas flow path 32 is provided inside the gas introduction member 30, and an Ar gas, a H gas, ₂ Gas and the like are supplied, and these gases are discharged from the gas flow path 32 into the bell jar 2 through the gas discharge holes 31. The gas discharge holes 31 are formed obliquely upward, and these gases are supplied toward the center of the bell jar 2. The gas discharge holes 31 may be formed so as to discharge gas horizontally.
[0027]
The gas supply mechanism 40 is for introducing a gas for plasma processing into the bell jar 2, and includes a gas supply source for a predetermined gas, an opening / closing valve, and a mass flow controller for controlling a flow rate (none of them is shown). And a predetermined gas is supplied to the gas introduction member 30 through the gas pipe 41. The valves and the mass flow controller of each pipe are controlled by a controller (not shown).
[0028]
Examples of the plasma processing gas include Ar, Ne, He, Kr, and Xe, each of which can be used alone. In addition, any of Ar, Ne, He, Kr, and Xe and H ₂ Or NF with any of Ar, Ne, He, Kr, and Xe ₃ May be used in combination. Among them, Ar alone, Ar + H ₂ Is preferred. The plasma processing gas is appropriately selected depending on the target to be etched.
[0029]
The exhaust chamber 3 is provided so as to protrude downward so as to cover a circular hole 1c formed at the center of the bottom wall 1b of the chamber 1. An exhaust pipe 61 is connected to a side surface of the exhaust chamber 3, and an exhaust device 62 is connected to the exhaust pipe 61. By operating the exhaust device 62, the inside of the chamber 1 and the bell jar 2 can be uniformly depressurized to a predetermined degree of vacuum.
[0030]
Next, a plasma processing method using the plasma processing apparatus 100 configured as described above will be described.
First, a method according to the first embodiment will be described. As shown in the flowchart of FIG. 3, first, the gate valve 27 is opened, the wafer W is loaded into the chamber 1 by the transfer arm (not shown), and the wafer W is transferred onto the elevating pins 21 protruding from the susceptor 11. Then, the wafer W is placed on the susceptor 11 in a state of being inserted into the recess 11a on the susceptor 11 by lowering the elevating pins 21 (step 1).
[0031]
Thereafter, the gate valve 27 is closed, and while the inside of the chamber 1 and the bell jar 2 is evacuated by the exhaust device 62, a predetermined gas, for example, Ar gas supplied from the gas supply mechanism 40 is 1 to 1000 mL / min, preferably 400 The gas is discharged from the gas discharge hole 31 of the gas introduction mechanism 30 into the bell jar 2 at a flow rate of up to 700 mL / min, and the pressure in the chamber 1 and the bell jar 2 is preferably set to 0.04 Pa or more, for example, 0.066 Pa (Step 2). .
[0032]
At the same time, a high-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 15 to the electrode 14 in the susceptor 11 to apply a high-frequency bias to the susceptor 11 serving as a mounting table. An electric field is generated in such a manner as to excite the gas introduced into the bell jar 2 to ignite the plasma (step 3). In this case, the high frequency bias is set to a value such that the absolute value of the self-bias voltage of the susceptor 11 (electrode 14) becomes 10 V or less. Since the self-bias voltage depends on the high-frequency power and the pressure in the bell jar, when the pressure in the bell jar 2 is 0.04 Pa or more, for example, 0.066 Pa as described above, the power of the high-frequency bias is about 5 to 100 W, For example, it is preferable to set the power to 20 W because the plasma can be ignited without difficulty while the absolute value of the self-bias voltage is set to 10 V or less.
[0033]
After the plasma has been ignited in this manner, a predetermined high-frequency power is applied from the high-frequency power supply 52 to the coil 51 as a high-frequency antenna while the inside of the bell jar 2 is substantially maintained at the pressure at the time of the plasma ignition. Inductively coupled plasma was continuously formed by flowing an induced current into the wafer, and the high frequency bias applied to the susceptor 11 was adjusted, whereby ions in the plasma were appropriately drawn into the wafer W and formed on the wafer W. The metal oxide film on the predetermined metal film is removed by plasma etching (step 4). In this case, the high frequency power to the coil 51 is preferably 500 to 3000 W, for example, 1500 W, and the high frequency bias to the electrode 14 is preferably 500 W or less, for example, 200 W. At this time, the wafer W is maintained at a predetermined temperature of 20 to 500 ° C., preferably 20 to 200 ° C. by the heater 18 of the susceptor 11. The frequency of the high-frequency power supply to the electrode 14 is 300 kHz to 60 MHz, and preferably 13.56 MHz.
[0034]
When the metal oxide film is removed in this manner, the metal film existing adjacently is also etched, so that the metal scatters in the bell jar 2 during the etching. When the bell jar is not provided with a shield member as in the conventional apparatus, by repeating the above-described etching process, a conductive metal film is formed over the entire inner wall of the bell jar 2. When the film reaches the gas introducing member 30 made of a conductive material, the induced current from the coil 51 flows to the ground through the attached metal film and the gas introducing member 30 and the chamber 1, so that the induced magnetic field generated in the bell jar 2 in the initial stage Becomes weaker. In addition, since the metal film is formed continuously and the current flows in a loop therethrough, the induced current component contributing to the plasma is attenuated accordingly, and the plasma tends to be unstable. Therefore, the shield member 54 is provided so that the metal film adhering to the bell jar 2 does not reach the gas introducing member 30 and is not continuous in the circumferential direction, thereby preventing such inconvenience.
[0035]
However, when the shield member 54 is provided, the strength of the electric field formed in the bell jar 2 when the high-frequency power is supplied to the coil 51 serving as the high-frequency antenna is reduced, and the high-frequency power is supplied to the coil 51 first as in the related art. In this method, it is difficult to ignite the plasma.
[0036]
On the other hand, in the present embodiment, a high-frequency bias is applied to the electrode 14 of the susceptor 11 at the time of plasma ignition, so that the electric field strength can be increased. By setting to, plasma can be ignited without difficulty. Further, the bias at the time of plasma ignition is set to a value such that the absolute value of the self-bias voltage of the susceptor 11 (electrode 14) becomes 10 V or less, so that the wafer W is not adversely affected.
[0037]
Further, when plasma is ignited and then plasma processing is performed by continuously forming inductively coupled plasma, plasma ignition is conventionally performed by setting the pressure in the bell jar 2 to 13.3 Pa, for example, and then performing inductive coupling. In the case of plasma processing, the pressure had to be reduced to about 0.066 Pa, and it took time to stabilize the pressure drop and pressure, and as a result, the processing time became longer. By applying a high frequency bias to the susceptor 11, the plasma can be ignited at a low pressure, and the plasma ignition and subsequent formation of a continuous inductively coupled plasma can be performed while maintaining substantially the same pressure in the bell jar 2. Since it can be performed, there is no need to change the pressure in the bell jar 2, so that the processing time can be significantly reduced.
[0038]
Note that the processing method of the present embodiment is also effective when the plasma processing apparatus does not include the shield member 54. That is, in the case of a conventional plasma processing apparatus having no shield member, the pressure in the bell jar 2 is increased to, for example, 13.3 Pa, and high-frequency power of, for example, 1200 W is applied to the coil 51 as a high-frequency antenna. Plasma was ignited without any problem under the conventional conditions in which no high-frequency bias was applied. In this case, however, plasma was ignited and plasma processing was performed by continuously forming inductively coupled plasma as described above. At this time, pressure fluctuation in the bell jar 2 is required. On the other hand, by applying a high frequency bias to the susceptor 11, even when the shield member 54 does not exist in the bell jar 2, the plasma can be ignited at a low pressure, and the plasma ignition and the subsequent continuous Since the inductively coupled plasma can be formed while maintaining the inside of the bell jar 2 at substantially the same pressure, the effect that the processing time can be remarkably reduced is maintained.
[0039]
When the shield member 54 is not used, it is preferable that the pressure in the bell jar 2 be set to 0.04 Pa or more in the step 3 of applying high-frequency power to the susceptor 11 (electrode 14) to ignite plasma. . In the step 3 of igniting the plasma, the absolute value of the self-bias voltage of the susceptor 11 is set to a value of 10 V or less as described above. Therefore, when the pressure in the bell jar 2 is set to 0.04 Pa or less as described above, the power of the high frequency bias may be set to 20 W or less. In the step 4 of performing the plasma treatment, the pressure in the bell jar 2 is set to 0.04 Pa or more, which is substantially the same as the pressure at the time of plasma ignition, and the high-frequency power to the coil 51 is preferably 500 to 3000 W, for example, 1500 W. The high-frequency bias applied to the electrode 14 is preferably set to 20 W or less, for example, 10 W.
[0040]
Next, a method according to the second embodiment will be described. As shown in the flowchart of FIG. 4, first, similarly to Step 1 of the first embodiment, the gate valve 27 is opened, and the wafer W is loaded into the chamber 1 by the transfer arm (not shown), and is projected from the susceptor 11. The wafer W is transferred to the lift pins 21, and the lift pins 21 are lowered to place the wafer W in a state of being inserted into the recess 11 a on the upper surface of the susceptor 11 (step 11).
[0041]
Thereafter, the gate valve 27 is closed, and while the inside of the chamber 1 and the bell jar 2 is exhausted by the exhaust device 62, a predetermined gas, for example, Ar gas supplied from the gas supply mechanism 40 is supplied to the gas discharge holes 31 of the gas introduction mechanism 30. From the chamber 1 and the pressure in the chamber 1 and the bell jar 2 is preferably set to 1 to 133.3 Pa, for example, 13.3 Pa (Step 12).
[0042]
At the same time, by supplying high-frequency power from the high-frequency power supply 15 and the high-frequency power supply 52 to the electrode 14 and the coil 51 in the susceptor 11, respectively, an electric field is generated between the electrode 14, the coil 51, and the conductive member 17. Then, the gas introduced into the bell jar 2 is excited to ignite the plasma (step 13). In this case, the high frequency bias is set to a value such that the absolute value of the self-bias voltage of the susceptor 11 (electrode 14) becomes 10 V or less. Since the self-bias voltage depends on the high-frequency power and the pressure in the bell jar, as described above, when the pressure in the bell jar 2 is 1 to 133.3 Pa, for example, 13.3 Pa, the power of the high-frequency bias is 100 W or less. For example, it is preferable to use 35 W because plasma can be ignited while the absolute value of the self-bias voltage is 10 V or less. The high-frequency power applied to the coil 51 is preferably 500 to 3000 W, for example, 1200 W.
[0043]
After the plasma is ignited in this manner, the pressure inside the bell jar 2 is changed to a pressure suitable for plasma processing (step 14). The pressure at this time is preferably 0.04 Pa or more, for example, 0.066 Pa.
[0044]
Then, high-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 52 to the coil 51 serving as a high-frequency antenna, an induction current is caused to flow in the bell jar to continuously form inductively coupled plasma, and a high-frequency bias applied to the susceptor 11 is adjusted. As a result, ions in the plasma are appropriately drawn into the wafer W, and the metal oxide film on the predetermined metal film formed on the wafer W is removed by plasma etching (step 15). In this case, the high frequency power to the coil 51 is preferably 500 to 3000 W, for example, 1500 W, and the high frequency bias to the electrode 14 is preferably 500 W or less, for example, 200 W. At this time, the wafer W is maintained at a predetermined temperature of 20 to 500 ° C., preferably 20 to 200 ° C. by the heater 18 of the susceptor 11.
[0045]
In the case of the present embodiment, high-frequency power is supplied to the coil 51, which is a high-frequency antenna, and a high-frequency bias is applied to the susceptor 11 at the time of plasma ignition, so that plasma is easily ignited even if the shield member 54 is present. be able to. In the first embodiment, the plasma is ignited only by applying a high-frequency bias to the susceptor 11, but in the present embodiment, high-frequency power is also supplied to the coil 51, which is a high-frequency antenna, in addition to this. Therefore, plasma can be ignited more easily, and the range of process conditions in which plasma ignition can be performed can be broadened. However, in the present embodiment, the pressure in the bell jar at the time of plasma ignition is as high as the conventional pressure.Therefore, it is necessary to change the pressure in the bell jar to a lower value when forming inductively coupled plasma thereafter. However, the effect of reducing the processing time cannot be obtained.
[0046]
Next, the result of actually performing plasma ignition based on the present invention will be described. First, an experiment corresponding to the above-described first embodiment in which no shield member was attached to the apparatus of FIG. 1 and no high-frequency power was applied to the coil during plasma ignition was performed. The high frequency bias power applied to the susceptor and the pressure in the chamber during plasma ignition were varied, and Vdc at that time was determined. The result is shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between these bias powers, with the horizontal axis representing the chamber pressure and the vertical axis representing the absolute value of Vdc. As shown in FIG. 5, when the power of the high frequency bias is 20 W or less, the absolute value of Vdc can be made 10 V or less regardless of the pressure in the chamber, and the pressure is as low as Vdc at the time of etching. It has been confirmed that plasma ignition can be performed when the absolute value of is not more than 10V.
[0047]
Next, an experiment corresponding to the second embodiment in which high-frequency power was applied to the coil and high-frequency bias was applied to the susceptor at the time of plasma ignition using the apparatus of FIG. 1 equipped with a shield member was performed. The pressure in the chamber was kept constant at 13.3 Pa, the ICP power applied to the coil and the high frequency bias power applied to the susceptor were changed, and Vdc at that time was determined. FIG. 6 shows the result. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between these bias powers by taking the ICP power on the horizontal axis and the absolute value of Vdc on the vertical axis. As shown in FIG. 6, when the chamber pressure is 13.3 Pa, It has been confirmed that plasma ignition can be performed with an absolute value of Vdc of 10 V or less when the ICP power is up to 2000 W and the bias power is up to 50 W.
[0048]
The present invention can be variously modified without being limited to the above embodiment. For example, the shield member 54 need not be limited to the above-described embodiment, and can be implemented by a plasma processing apparatus provided with various shield members for various purposes. Further, the configuration of the plasma processing apparatus is not limited to the above embodiment, and the process conditions are not limited to the above embodiment.
[0049]
Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to an apparatus for removing a natural oxide film has been described. However, the present invention can be applied to another plasma etching apparatus for performing contact etching or the like. The present invention can be applied to other plasma processing apparatuses. Furthermore, although an example in which a semiconductor wafer is used as the object to be processed has been described, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to other objects to be processed, such as a flat display panel (FPD) substrate such as an LCD.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the plasma is ignited by applying a high-frequency bias such that the absolute value of the self-bias voltage is 10 V or less to the mounting table on which the object to be processed is mounted. While maintaining the pressure at substantially the same pressure, high-frequency power is applied to the high-frequency antenna to form inductively coupled plasma, and a plasma application is performed by applying a high-frequency bias to the mounting table by the bias applying means. After igniting the plasma, the time required to change the pressure in the processing container can be substantially eliminated, and the processing time can be significantly reduced. Further, since the absolute value of the self-bias voltage of the high-frequency bias applied at the time of plasma ignition is 10 V or less, it does not adversely affect the object to be processed.
[0051]
Further, according to the present invention, in the plasma processing apparatus in which the shield member is disposed in the processing container, a high-frequency bias such that the absolute value of the self-bias voltage is 10 V or less is applied to the processing target. The plasma can be ignited without any difficulty even if a shield member is present inside, and the workpiece is not damaged. In addition, after the plasma is ignited in this way, high-frequency power is applied to the high-frequency antenna to form inductively coupled plasma, and when a high-frequency bias is applied to the object to be processed by the bias applying means to perform plasma processing. Since it is not necessary to substantially change the pressure in the processing container, the processing time can be reduced as compared with the conventional case.
[0052]
Further, according to the present invention, in a plasma processing apparatus in which a shield member is disposed in a processing container, when plasma is ignited in the processing container, a high frequency is applied to a high-frequency antenna, and the plasma Since a high-frequency bias is applied to the mounting table on which the body is mounted, a sufficient electric field for plasma ignition can be formed in the processing container even if a shield member is present in the processing container, and without difficulty. The plasma can be ignited. In this case, since the high-frequency bias applied to the object to be processed is such that the absolute value of the self-bias voltage is 10 V or less, the object to be processed is not damaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a plasma processing apparatus for performing a plasma processing method of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a shield member used in the plasma processing apparatus of FIG.
FIG. 3 is a flowchart for explaining a method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the chamber pressure and the absolute value of Vdc at each bias power.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the ICP power and the absolute value of Vdc at each bias power when the pressure in the chamber is 13.3 Pa.
[Explanation of symbols]
1; chamber
2: Bell jar
11; susceptor
14; electrode
15, 52; high frequency power supply
17; conductive member
30; gas introduction member (conductive member)
40; gas supply mechanism
51; coil (high frequency antenna)
54; shield member
W; semiconductor wafer

Claims

被処理体に対してプラズマ処理を行う、その壁部の少なくとも一部が誘電体壁で構成された処理容器と、前記誘電体壁の外側に設けられ、前記処理容器内に誘導電界を形成する高周波アンテナと、前記処理容器内にプラズマ処理を行うためのガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内で被処理体を載置する載置台に高周波バイアスを印加するバイアス印加手段とを具備するプラズマ処理装置を用いて被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
被処理体を前記処理容器内に搬入し、前記載置台に載置する工程と、
前記バイアス印加手段により、自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下となるような高周波バイアスを前記載置台に印加して前記容器内でプラズマを点火する工程と、
その後、前記処理容器内を実質的に同等の圧力に維持した状態で前記高周波アンテナに高周波電力を印加して前記処理容器内に誘導結合プラズマを形成するとともに、前記バイアス印加手段により前記載置台に高周波バイアスを印加して被処理体にプラズマ処理を施す工程と
を具備することを特徴とするプラズマ処理方法。A plasma processing is performed on an object to be processed, and at least a part of a wall portion of the processing chamber is formed of a dielectric wall, and an induction electric field is provided inside the processing chamber provided outside the dielectric wall. A high-frequency antenna, gas supply means for supplying a gas for performing plasma processing in the processing container, and bias applying means for applying a high-frequency bias to a mounting table for mounting an object to be processed in the processing container. A plasma processing method for performing plasma processing on an object to be processed using a plasma processing apparatus,
A step of loading the object to be processed into the processing container and mounting the object on the mounting table,
A step of applying a high-frequency bias such that an absolute value of a self-bias voltage is 10 V or less to the mounting table and igniting plasma in the container by the bias applying unit;
Thereafter, while applying high-frequency power to the high-frequency antenna while maintaining the inside of the processing container at substantially the same pressure to form inductively coupled plasma in the processing container, the bias applying means causes the mounting table to be mounted on the mounting table. Applying a high-frequency bias to perform plasma processing on the object to be processed.

前記プラズマを点火する工程および前記プラズマ処理を施す工程は、いずれも前記処理容器内の圧力を０．０４Ｐａ以上に調整して行うことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理方法。2. The plasma processing method according to claim 1, wherein both the step of igniting the plasma and the step of performing the plasma processing are performed by adjusting the pressure in the processing container to 0.04 Pa or more.

前記プラズマを点火する工程は、２０Ｗ以下の高周波バイアスを前記載置台に印加することにより行うことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理方法。3. The plasma processing method according to claim 2, wherein the step of igniting the plasma is performed by applying a high frequency bias of 20 W or less to the mounting table.

被処理体に対してプラズマ処理を行う、その壁部の少なくとも一部が誘電体壁で構成された処理容器と、前記誘電体壁の外側に設けられ、前記処理容器内に誘導電界を形成する高周波アンテナと、前記処理容器内にプラズマ処理を行うためのガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内で被処理体を載置する載置台に高周波バイアスを印加するバイアス印加手段と、プラズマ処理の際に前記誘電体壁の所定部分に付着物が付着することを防止する前記処理容器内部に設けられたシールド部材とを具備するプラズマ処理装置を用いて被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
被処理体を前記処理容器内に搬入し、前記載置台に載置する工程と、
前記バイアス印加手段により、自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下となるような高周波バイアスを前記載置台に印加して前記処理容器内でプラズマを点火する工程と、
その後、前記高周波アンテナに高周波電力を印加して前記処理容器内に誘導結合プラズマを形成するとともに、前記バイアス印加手段により前記載置台にバイアスを印加して被処理体にプラズマ処理を施す工程と
を具備することを特徴とするプラズマ処理方法。A plasma processing is performed on an object to be processed, and at least a part of a wall portion of the processing chamber is formed of a dielectric wall, and an induction electric field is provided inside the processing chamber provided outside the dielectric wall. A high-frequency antenna, a gas supply unit that supplies a gas for performing a plasma process in the processing container, a bias application unit that applies a high-frequency bias to a mounting table that mounts an object to be processed in the processing container, and a plasma. A plasma processing apparatus for performing a plasma process on a target object using a plasma processing apparatus including: a shield member provided inside the processing container for preventing a deposit from adhering to a predetermined portion of the dielectric wall during processing. Processing method,
A step of loading the object to be processed into the processing container and mounting the object on the mounting table,
A step of applying a high-frequency bias such that the absolute value of the self-bias voltage is 10 V or less to the mounting table and igniting plasma in the processing container by the bias applying unit;
Then, applying high-frequency power to the high-frequency antenna to form inductively coupled plasma in the processing container, and applying a bias to the mounting table by the bias applying unit to perform a plasma process on the object to be processed. A plasma processing method comprising:

前記プラズマを点火する工程は、前記処理容器内の圧力を６．６〜１３３．３Ｐａの範囲に調整して行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理方法。3. The plasma processing method according to claim 1, wherein the step of igniting the plasma is performed by adjusting a pressure in the processing container to be in a range of 6.6 to 133.3 Pa. 4.

前記プラズマを点火する工程は、１００Ｗ以下の高周波バイアスを前記載置台に印加することを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理方法。The plasma processing method according to claim 5, wherein in the step of igniting the plasma, a high-frequency bias of 100 W or less is applied to the mounting table.

被処理体に対してプラズマ処理を行う、その壁部の少なくとも一部が誘電体壁で構成された処理容器と、前記誘電体壁の外側に設けられ、前記処理容器内に誘導電界を形成する高周波アンテナと、前記処理容器内にプラズマ処理を行うためのガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内で被処理体を載置する載置台に高周波バイアスを印加するバイアス印加手段と、プラズマ処理の際に前記誘電体壁の所定部分に付着物が付着することを防止する前記処理容器内部に設けられたシールド部材とを具備するプラズマ処理装置を用いて被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
被処理体を前記処理容器内に搬入し、前記載置台に載置する工程と、
前記高周波アンテナに高周波電力を印加すると同時に前記バイアス印加手段により前記載置台に自己バイアス電圧の絶対値が１０Ｖ以下となるような高周波バイアスを印加して前記処理容器内でプラズマを点火する工程と、
その後、前記高周波アンテナからの高周波電力をプラズマ処理用の値に調整して前記処理容器内に誘導結合プラズマを形成するとともに、前記バイアス印加手段により前記載置台に高周波バイアスを印加して被処理体にプラズマ処理を施す工程と
を具備することを特徴とするプラズマ処理方法。A plasma processing is performed on an object to be processed, and at least a part of a wall portion of the processing chamber is formed of a dielectric wall, and an induction electric field is provided inside the processing chamber provided outside the dielectric wall. A high-frequency antenna, a gas supply unit that supplies a gas for performing a plasma process in the processing container, a bias application unit that applies a high-frequency bias to a mounting table that mounts an object to be processed in the processing container, and a plasma. A plasma processing apparatus for performing a plasma process on a target object using a plasma processing apparatus including: a shield member provided inside the processing container for preventing a deposit from adhering to a predetermined portion of the dielectric wall during processing. Processing method,
A step of loading the object to be processed into the processing container and mounting the object on the mounting table,
Simultaneously applying high frequency power to the high frequency antenna, applying a high frequency bias such that the absolute value of the self-bias voltage is 10 V or less to the mounting table by the bias applying unit, and igniting plasma in the processing chamber;
Thereafter, the high-frequency power from the high-frequency antenna is adjusted to a value for plasma processing to form inductively-coupled plasma in the processing container, and a high-frequency bias is applied to the mounting table by the bias applying unit, so that the object to be processed is Performing a plasma treatment on the substrate.

前記プラズマを点火する工程は、前記プラズマ処理を施す工程よりも前記処理容器内の圧力を高くして行うことを特徴とする請求項７に記載のプラズマ処理方法。8. The plasma processing method according to claim 7, wherein the step of igniting the plasma is performed by increasing the pressure in the processing container compared to the step of performing the plasma processing.

前記プラズマを点火する工程は、前記処理容器内の圧力を６．６〜１３３．３Ｐａにして行うことを特徴とする請求項７または請求項８に記載のプラズマ処理方法。9. The plasma processing method according to claim 7, wherein the step of igniting the plasma is performed by setting the pressure in the processing container to 6.6 to 133.3 Pa. 10.

前記プラズマを点火する工程は、１００Ｗ以下の高周波バイアスを前記載置台に印加し、かつ５００〜３０００Ｗの高周波電力を前記高周波アンテナに印加することを特徴とする請求項９に記載のプラズマ処理方法。The plasma processing method according to claim 9, wherein in the step of igniting the plasma, a high frequency bias of 100 W or less is applied to the mounting table, and a high frequency power of 500 to 3000 W is applied to the high frequency antenna.