JP4616605B2

JP4616605B2 - プラズマ処理方法、プラズマ処理装置及び記憶媒体

Info

Publication number: JP4616605B2
Application number: JP2004279432A
Authority: JP
Inventors: 勝杉本
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP2006093558A

Description

本発明は、例えば半導体ウエハなどの基板に対し、エッチングガスをプラズマ化したプラズマを用いてエッチングを行い、さらにアッシングガスをプラズマ化したプラズマによりアッシングを行うプラズマ処理方法及び記憶媒体に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、例えばキャパシタや素子の分離、あるいはコンタクトホールの形成をするために、例えば表面にレジストマスクが形成された基板例えば半導体ウエハ（以下、ウエハと呼ぶ）に対してドライエッチングが行われ、さらにエッチング後に表面に残ったレジストを除去するドライアッシングが行われている。これらの処理を行う手法の一つに枚葉式の平行平板型のプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理が用いられる。

この種のプラズマ処理装置の概略について図６を用いて簡単に述べておくと、当該プラズマ装置は、真空排気手段１０を備えた処理容器１の上下にガスシャワーヘッドを兼ねた上部電極１１、下部電極及び冷却プレートを兼ねた載置台１２が夫々設けられ、これら電極間に高周波電界を形成するための高周波電源１３と接続されている。また前記載置台１２上面に設けられた静電チャック１４におけるウエハ載置領域はウエハＷの裏面よりも小さく形成され、この載置領域の外に突出した部位の側周面及び裏面側周縁部と隙間を介して対向するリング部材１５例えば石英リングが全周に亘って設けられている。また静電チャック１４の表面には、ウエハＷ及び静電チャック１４の表面の僅かな凹凸により形成される隙間に中央から外に広がる伝熱用のヘリウムガスを供給するための図示しないガス供給孔が形成されている。

そして、例えば表面に例えばＳｉＯ_２からなる絶縁膜及び回路パターン状のレジストマスクが積層されたウエハＷを載置台１２に載置し、静電チャック１４にチャック電圧を印加し、真空排気手段１０により処理容器１内を真空排気した状態にて、先ず炭素（Ｃ）及び弗素（Ｆ）の化合物（例えばＣ_ＸＦ_Ｙ）を含むエッチングガス（以下、「ＣＦ系のガス」と呼ぶ）を供給し、高周波電界を形成してこのエッチングガスをプラズマ化することにより、前記絶縁膜がエッチングされる。続いてエッチングガスの供給を停止した後、酸素を含むアッシングガスを処理容器１内に供給し、高周波電界を形成してこのアッシングガスをプラズマ化することにより、プラズマに曝されたレジストがアッシング（灰化）されて除去され、これら一連の処理を行った後のウエハＷの表面には回路パターンに対応した凹部が形成された絶縁膜が残ることとなる。

ところで、ＣＦ系のガスのプラズマを用いてエッチングを行うと、図７に模式的に示すようにウエハＷの裏面側周縁部及び側端面に、エッチングガスの分解あるいは反応により生成した、ＣＦ_Ｘを主成分とするポリマーが付着してしまう。即ち、載置台１２はエッチングガスによる損傷を防止するためにウエハＷよりも小さいサイズに作られており、また通常はウエハＷの周囲には、フォーカスリングなどと呼ばれているプラズマ形状を調整するためのリング部材１５が設けられている。そしてウエハＷの裏面側へのガスの回り込みを抑えるために、リング部材１５の内側には、ウエハＷの裏面側の空間内に食い込むようには段部１５ａが形成されているが、プラズマが前記空間内に侵入することが避けられないことから、ウエハＷの周縁部の裏面側にはポリマーである堆積物（いわゆるデポ）が付着してしまう。
エッチング後におけるアッシング工程では、酸素を含むアッシングガスのプラズマがウエハＷの周縁部とリング部材１５との間の僅かな隙間を伝って前記空間に進入し、ウエハＷの周縁部の裏面側及び側端部に付着している堆積物も灰化していくが、完全に取りきるためには長い時間がかかり、また完全に取りきれない場合もある。

一方、前記堆積物がウエハＷの裏面側（詳しくは側端部も含む）に付着していると、その後に剥離してパーティクルの要因になるし、また後工程の化学研磨プロセスにおいて堆積物が付着した部位付近にストレスがかかり研磨精度が低下するといった不具合が起こる。そのため、アッシングを終えたウエハＷは、洗浄槽にて洗浄液を用いて洗浄処理が行われるが、このときに堆積物がウエハＷから剥離して洗浄槽内に持ち込まれてしまい、別のウエハに転写してしまうおそれがある。このため洗浄槽内の洗浄液の交換サイクルを頻繁に行わなければならなくなる。これを回避する対策としてエッチングの後に行われるアッシングにおいて充分に堆積物を除去するためにアッシング時間を伸ばしてウエハＷの裏面側周縁部までプラズマを行き届かせようとすることが考えられるが、この場合絶縁膜の種類によっては膜が変質してしまうなどの不具合が生じる。
例えば誘電率が低いことからシリコン、酸素及び炭素の化合物であるいわゆるＳｉＯＣ膜が層間絶縁膜として注目されているが、この場合には酸素プラズマに曝される時間が長いと、酸化されて膜の表面部がＳｉＯＣからＳｉＯ2に変わってしまい、その後の洗浄によりＳｉＯ2が除去されて結果として線幅が広がってしまうという問題も起こる。更にまたアッシング時間を伸ばすことによりスループットが低下する要因にもなる。

ここでプラズマ処理のシーケンスとして、プラズマにより所定の処理を行った後、伝熱用のガスの供給を停止し、次いで静電チャックへのチャック電圧の印加を停止し、さらにその後にプラズマ発生用の電力の印加を停止することが知られている（特許文献１、特許文献２）。しかしながらこれらの文献には、その後の処理については何ら記載されていない。

特開平４−２９０２２５号公報特開平８−１５３７１３号公報

本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、基板に対してプラズマによりエッチングした後に、酸素を含むガスをプラズマ化してアッシングするにあたり、エッチング時に基板に付着した堆積物を短時間で充分に除去することのできるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置を提供することにある。

本発明は、処理容器内に設けられ、基板よりもサイズが小さい載置台に基板を載置し、この基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
レジストマスクが表面に形成された基板を載置台に載置し、静電チャックの電源部をオンにして基板を当該載置台に静電吸着させる工程と、
前記載置台の表面と基板の裏面との間に伝熱用ガスを供給することにより基板の熱を載置台側に伝熱させて当該基板を冷却しながら、エッチングガスをプラズマ化したプラズマにより基板の表面をエッチングする工程と、
次いで前記伝熱用ガスの供給を停止する工程と、
その後、酸素を含むアッシングガスをプラズマ化してそのプラズマにより基板上のレジストマスクをアッシングする工程と、を含むことを特徴とする。

本発明では前記伝熱用ガスの供給を停止した後に静電チャックへの電圧の印加を停止する工程を含み、この状態で基板に対してアッシングを行うことが好ましい。「伝熱用ガスの供給を停止した後に静電チャックへの電圧の印加を停止する」とは、静電チャックの電圧の印加を先に停止すると、伝熱用ガスにより基板が持ち上がってしまうことから、このようなシーケンスを組むようにしたものであり、伝熱用ガスの供給停止と静電チャックへの電圧の印加の停止とが同時のタイミングであっても基板が持ち上がらなければ、その場合も本発明でいう「伝熱用ガスの供給を停止した後」のタイミングに含まれる。またエッチングガスは例えば炭素及びフッ素の化合物であり、またその場合、エッチングの対象となる膜は例えば酸素を含む膜、例えばシリコン酸化膜やＳｉＯＣ膜などである。

他の発明は、処理容器内に設けられ、基板よりもサイズが小さく、冷却機能を有する載置台と、この載置台に設けられ、基板を静電吸着する静電チャックと、この静電チャックに電圧を印加するための電源部と、前記載置台の表面と基板の裏面との間に伝熱用ガスを供給する伝熱用ガス供給部と、を備え、レジストパターンが表面に形成された基板を載置台に載置して静電チャックにより静電吸着した後、伝熱用ガスの供給を行いながら、プラズマによりエッチングを行うプラズマ処理装置において、
プラズマによる基板の表面のエッチングを終了した後、伝熱用ガス供給部が伝熱用ガスの供給を停止するための命令と、
続いて酸素を含むアッシングガスをプラズマ化してそのプラズマにより基板のレジストをアッシングするための命令と、
を含むプログラムを備えた制御部を設けたことを特徴とする。前記プログラムは、伝熱用ガスの供給停止した後、前記レジストをアッシングする前に、静電チャックへの電圧の印加を停止するように前記電源部をオフにするための命令を含むことが好ましい。
また更に他の発明は、気密な処理容器内に設けられ、基板よりもサイズが小さい載置台に基板を載置し、この基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に使用されるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項１ないし４のいずれか一項に記載されたプラズマ処理方法を実施するように命令が組まれていることを特徴とする。

本発明によれば、エッチングに続いて行われるアッシングを、基板の裏面側に供給される伝熱用ガスの供給を停止して行うようにしている。この伝熱用ガスは、プラズマ処理時にプラズマから基板に入熱された熱を載置台側に放熱するためのものであることから、これを停止することで基板から載置台側に放熱される熱が少なくなり、その分基板の温度が高い状態でアッシングが行われる。この結果堆積物の除去効率が高められ、また伝熱用ガスの停止に伴いプラズマが基板の裏面側に回り込みやすくなることから短時間のアッシングであっても当該堆積物を充分に除去することができ、その後の洗浄槽へのパーティクルの持ち込みを抑えられるし、またアッシング時間が短くて済むことから、基板の膜に対する不具合も低減できる。更にアッシング時に静電チャックへの電圧の印加を停止すれば、基板と載置台との隙間が広がるので、基板から載置台への伝熱効率が下がるために基板温度が高くなり、堆積物の除去効率がより高められる。

本発明に係る半導体製造装置の実施の形態について図１及び図２を参照しながら説明する。図中２は例えばアルミニウムなどの導電性部材からなり、気密に形成された気密な処理容器であり、この処理容器２は接地されている。また当該処理容器２には、所定のガスを導入するためのガス供給部であるガスシャワーヘッドを兼ねた上部電極３と、基板例えばウエハＷを載置するための下部電極を兼ねた載置台である載置台４とが互いに対向するようにして設けられている。

この載置台４はウエハＷのサイズよりも小さく作られており、載置台４の上面におけるウエハＷの載置領域は、当該ウエハＷの裏面よりも小さく設定され、ウエハＷの裏面側周縁部は例えば１．７ｍｍから２．０ｍｍ程度外側に突出された状態で載置されることとなる。また処理容器２の底部には排気管２１が接続されており、この排気管２１には真空排気手段例えばターボ分子ポンプやドライポンプなどの真空ポンプ２２が接続されている。更に処理容器２の側壁には、開閉自在なゲートバルブ２３を備えた、ウエハＷの搬入又は搬出するための開口部２３ａが設けられている。

前記上部電極３の下面側には、ガス供給路３１例えば配管と連通する多数のガス拡散孔３２が穿設されており、前記載置台４上に載置されたウエハＷに向かって所定の処理ガスであるエッチング用のガス（エッチングガス）及びアッシング用のガス（アッシングガス）のいずれか一方を噴射可能なように構成されている。前記ガス供給路３１は、その基端側がガス供給系３３に接続されている。このガス供給系３３について詳しくは、図示しないバルブや流量調整部などの制御機器及びガス供給源を各々備えたエッチングガスの流路系及びアッシングガスの供給系を備えており、流路切り替え部によりこれら流路を切り替えることによりＣＦ系のエッチングガス及び酸素を含むアッシングガスのいずれか一方を所定の流量でガス供給路３１を介して供給可能なように構成されている。

また上部電極３には、整合器３４を介して高周波電力を供給するための高周波電源部３５と、ローパスフィルタ３６とが接続されている。更にまた、上部電極３の周囲には、環状のシールドリング３７が上部電極３の外周部に嵌合されて設けられている。

前記載置台４は、導電性部材例えばアルミニウムなどから構成され、その表面に設けられた静電チャック４１を備えている。この静電チャック４１の内部には例えば箔状の電極４１ａが設けられており、この電極４１ａにはスイッチ４２を介して直流電源４３が接続され、直流電圧（チャック電圧）を印加することで静電力によりウエハＷは静電チャック４１の表面に静電吸着される。この例ではスイッチ４２及び直流電源４３は静電チャック４１へ電圧を印加するための電源部に相当する。
また静電チャック４１の周囲には、当該静電チャック４１に吸着保持されたウエハＷの周囲を囲むように例えば石英からなるフォーカスリング４４が設けられている。より詳しくは、既述のようにウエハＷは周縁部が載置台４よりも外側に突出して載置されており、フォーカスリング４４の内周面はこの突出部位のうちの裏面及び側周面と例えば１ｍｍ以上の僅かな隙間をあけて対向するように段部が形成されている。

更にまた載置台４の下方側には例えばアルミニウムなどからなる支持体４５が設けられ、この支持体４５内には冷却媒体である冷媒が通流するための冷却手段をなす温調流体流路４６が設けられている。即ち、載置台４の表面部は、プラズマ反応により温度が上昇しようとするウエハＷから熱を奪って所定の温度例えば２０℃に冷却するための冷却プレートを兼ねている構成である。なお、図中４７は冷媒流入路であり、また４８は冷媒流出路である。また便宜上、載置台４と支持体４５とは符号を分けて説明しているが、支持体４５もウエハＷを載置する載置台の一部である。

ここで、静電チャック４１の表面又は、静電チャック４１上に載置されたウエハＷの表面について微視的に見ると、例えば製作精度の限界から表面に凹凸があり、そのため静電吸着させた状態においてもこの凹凸により静電チャック４１とウエハＷとの間に隙間が形成され、真空雰囲気された状態ではこの隙間の伝熱効率は著しく低い。その対策として、静電チャック４１の表面には、載置台４とウエハＷとの間に形成された隙間の伝熱効率を高めるための伝熱用ガス例えばヘリウムガス（Ｈｅ）をウエハＷの裏面に向かって噴射し、中央部から外に伝熱用ガスを広げるための伝熱用ガス供給部をなす多数の噴射口５が穿設されている（図２参照）。これら噴射口５は載置台４、支持体４５及び静電チャック４１内を通過する伝熱用ガス供給路５０と連通しており、この伝熱用ガス供給路５０には伝熱用ガス供給部５４が接続されている。この伝熱用ガス供給部５４はガス供給源、バルブ及び流量調整部などが設けられている。

また前記載置台４には、整合器５１を介してバイアス用の電力を印加する高周波電源部５２が接続されると共にハイパスフィルタ５３が接続されている。なお載置台４及び支持体４５の内部には、図示しない搬送アームに対してウエハＷの受け渡しを行うことが可能な図示しない昇降ピンが設けられている。

更にまた、当該プラズマ処理装置は、制御部５５を備えており、この制御部５５は排気管２１に設けられる図示しない圧力調整部、ゲートバルブ２３、高周波電源３５，５２、スイッチ４２、ガス供給系３３及び伝熱用ガス供給部５４などを制御する機能を備えており、所定のプロセスレシピを読み込みながら、記憶媒体であるメモリ内に記憶されたシーケンスプログラム５６に基づいてそのレシピに応じたプロセスを実行する。このプログラム５６は、後述の作用説明に記載された動作が行われるように種々の命令が書き込まれている。また制御部５５内のプログラムは、例えばコンパクトディスク、フレキシブルディスク、メモリスティックあるいはＭＯ（Magneto Optical Disk）などの記憶媒体からインストールされる。なお本発明の記憶媒体は、コンピュータに設けられ、インストールされたプログラムを保持し、必要に応じてメモリに展開するハードディスクやＲＯＭなども含むものである。

続いて上述のプラズマ処理装置を用いて基板例えばウエハＷの表面をプラズマ処理する手順について以下に説明する。先ずゲートバルブ２３を開放し、基板であるウエハＷを図示しないロードロック室から処理容器２内に搬入し、載置台４の表面にウエハＷを載置すると共にゲートバルブ２３を閉じ、図３に示すように時刻ｔ１にてエッチングガスであるＣＦ系のガス例えばＣ4Ｆ8ガスと不活性ガスであるアルゴンガスを所定の流量で上部電極３であるガスシャワーヘッドから処理容器２内に供給する。このとき処理容器２内に供給されたエッチングガスは、ウエハＷの表面に沿って径方向外方に向かって流れ、載置台４の周囲から排気される。

続いて時刻ｔ２にて静電チャック４１の電源部をオンにしてつまりスイッチ４２を閉じて、静電チャック４１にチャック電圧を印加しウエハＷを静電吸着する。次に時刻ｔ３にて伝熱用ガス供給部５４内のバルブを開いて伝熱用ガスである例えばＨｅガスをウエハＷの裏面側に供給する。これによりウエハＷの裏面側と載置台４の表面との間のわずかな隙間に伝熱用ガスが介在することになる。

しかる後、時刻ｔ４にて高周波電源部３５及び高周波電源部５２をオンにして上部電極３及び載置台である下部電極４との間に高周波電圧を印加してエッチングガスをプラズマ化する。また高周波電源部５２によりバイアス用の電力が印加されることでプラズマ中の活性種がウエハＷに高い垂直性をもって衝突し、そのプラズマにより例えばウエハＷ上のＳｉＣＯ膜がエッチングされる。またこのときプラズマがウエハＷとリング部材４４との間の隙間からウエハＷの裏面側に回り込みウエハＷの裏面及び側端部に、Ｃ4Ｆ8ガスの分解生成物あるいは反応生成物であるポリマーが堆積物として付着する。

ウエハＷはプラズマから入熱されるが、載置台４は冷却されていて、その間に伝熱用ガスが介在しているので、ウエハＷに入熱された熱が伝熱用ガスを介して載置台４側に放熱され、その熱バランスによりウエハＷが例えば予定している１０〜４０℃程度に設定される。所定の時間エッチングが行われると、時刻ｔ５にて高周波電源３５及び５２をオフにして高周波電力の印加を停止すると共にエッチングガスの供給を停止してエッチングを停止し、更に僅かに遅れて伝熱用ガスの供給を停止すると共に酸素を含むアッシングガス例えば酸素ガスをガス供給系３３からシャワーヘッド（上部電極）３を介して処理容器２内に供給する。

その後時刻ｔ６にて高周波電源部３５及び５２をオンにしてアッシングガスをプラズマ化すると共に、静電チャック４１の電源部をオフにする（スイッチ４２をオフにする）。このとき伝熱用ガスの供給が止められているため、載置台４（静電チャック４１）とウエハＷとの間の隙間が高い真空度とされ、更に静電吸着状態から開放されているため、当該隙間は広がっている。この結果ウエハＷと載置台４との間の伝熱性が悪く、ウエハＷの温度はプラズマの熱により高い温度例えば６０〜７８℃程度に維持されてアッシングが行われる。

酸素ガスがプラズマ化されて生成された酸素の活性種によりウエハＷ表面のレジストが灰化して除去されるが、プラズマがウエハＷとリング部材４４との間の隙間からウエハＷの裏面側に回り込み、エッチング時にウエハＷの裏面側に付着した堆積物が除去される。このとき伝熱用ガスがウエハＷの裏面側から吹き出してこないため、またウエハＷと載置台４との間の隙間が広がっているため、プラズマがウエハＷの裏面側に回り込みやすい状態になり、またウエハＷの温度が高いため、前記堆積物とプラズマとの反応が活発化され、この結果、前記堆積物が除去されやすくなっている。なお、チャック電圧の印加を停止するタイミングは、伝熱用ガスの供給を停止した後か又は停止とほぼ同時に行うようにすればよいが、こうすることで静電吸着状態から開放されたウエハＷが伝熱用ガスの噴射圧で吹き飛ばされることがない。しかる後、時刻ｔ７にて高周波電源部３５及び５２をオフにしてプラズマの発生を停止し、少し遅れてアッシングガスの導入を停止する。その後、ゲートバルブ２３を開いてウエハＷを搬出する。こうした一連の処理は制御部５５内のメモリに格納されたプログラムに基づいて行われる。

上述の実施の形態によれば、ウエハＷの裏面に供給される伝熱用ガスの供給を停止した状態で、酸素を含むアッシングガスのプラズマにウエハＷを曝して、エッチングガスのプラズマに曝された際に当該ウエハＷの表面に付着した堆積物を除去する構成としたことにより、既に詳述したようにウエハＷとフォーカスリング４４との間の隙間へプラズマが容易に入り込み、更に伝熱用ガスを停止した分においてウエハＷの温度を上昇させて堆積物の除去反応を促進させることができる。その結果、短時間のアッシングであっても当該堆積物を充分に除去することができる。このためプラズマ処理を終えたウエハＷの裏面に仮に堆積物が付着していたとしても従来よりはその量が少なく、このため後工程である洗浄工程において、洗浄槽内に持ち込まれる異物の量が少ないので、洗浄液の交換サイクルが長くなる。

更に上述の実施の形態によれば、ウエハＷを静電吸着状態から開放した状態（静電チャック４１への電圧の印加を停止した状態）で、アッシングを行っているので、静電吸着状態では静電チャック４１の表面形状に応じて隙間を塞ぐように僅かながら変形していたウエハＷが元の状態に復帰され、これによりウエハＷと
静電チャック４１との間の隙間が大きくなり、ウエハＷと載置台４との伝熱効率が低くなってウエハＷの温度が高くなり、また酸素プラズマがウエハＷの裏面側に回り込みやすくなる。従ってウエハＷの裏面側（側端部も含む）に付着していた堆積物の除去を促進させることができる。そしてアッシング時においてウエハＷの温度を高くすることだけを目的とするなら、載置台４側にヒータを設けることが考えられるが、そうすると載置台４の温度が設定温度から変わってしまうので、後続のエッチング処理に支障をきたす。これにたいして実施の形態の手法によれば載置台４側の温度はそのままにしているので、後続のエッチング処理に支障をきたすおそれはなく、この点においても優れた手法である。

本発明においては、伝熱用ガスの供給の停止、及びチャック電圧の印加の停止の両方を行う構成に限られず、伝熱用ガスの供給の停止のみを行うようにしてもよい。この場合であっても、程度は異なるものの上述の場合と同様の効果を得ることができる。反対に、チャック電圧の印加の停止のみを行う構成であってもよいが、この場合、伝熱用ガスの噴射圧でウエハＷが吹き飛ばされてしまうことを防止するため、流量を下げてからチャック電圧の印加を停止するようにする。この発明においては、このように伝熱用ガスの流量を下げる場合も伝熱用ガスを停止することと実質変わらず、そのメリットもないので、この場合も伝熱用ガスを停止することに含まれ、特許請求の範囲の技術的範囲に含まれる。

また本発明において、炭素及びフッ素の化合物であるエッチングガスは、Ｃ5Ｆ8などであってもよいし、またエッチングの対象となる酸素を含む膜は、ＳｉＯ2膜などであってもよい。

続いて本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
（実施例１）
本例は、既述の実施の形態に基づいてウエハＷに対しエッチング及びアッシングを行った実施例である。バイアス電力を印加した状態でのアッシング（ウエハアッシング）時間は１５秒及び２０秒に設定した。その他の詳しい処理条件は以下に列記する。処理後のウエハに対し図４に示す部位に堆積物が付着しているか否か、付着している場合にはその厚みを測定した。測定部位について簡単に述べておくと、ウエハＷの平坦面の外縁を部位Ａ（０．０ｍｍ）、部位Ａから内側０．５ｍｍのところを部位Ｂ（０．５ｍｍ）、内側１．０ｍｍのところを部位Ｃ（１．０ｍｍ）、湾曲した側周面のうち裏面側３０度のところを部位Ｄ（３０度）、４５度のところを部位Ｅ（４５度）とした。これらの部位の測定結果を図５（ａ）に示す。
・ウエハＷ；８インチ（エッチング対象はＳｉＣＯ膜）
・エッチングガス；Ｃ4Ｆ8ガス＋アルゴンガス
・エッチング時間；１６０〜１７０秒
・アッシングガス；酸素ガス（１０００ｓｃｃｍ）
・アッシング圧力；８００ｍＴｏｒｒ
・アッシング時の高周波電力；１０００Ｗ
・アッシング時のバイアス電力；３００Ｗ
・処理容器洗浄アッシング時間（バイアス電圧印加停止）；２５秒
・ウエハアッシング時間（バイアス電圧印加状態）；１５秒、２０秒

（実施例２）
本例は、チャック電圧の印加を停止しなかったことを除いて実施例１と同じ処理を行った実施例である。ウエハアッシング時間は２５秒及び３５秒に設定した。堆積物について測定した結果を図５（ｂ）に示す。

（比較例１）
本例は、伝熱用ガスの供給の停止、及びチャック電圧の印加の停止を行わなかったことを除いて実施例１と同じ処理を行った比較例である。ウエハアッシング時間は２５秒、３５秒、４５秒及び６０秒に設定した。堆積物について測定した結果を図５（ｃ）に示す。

（比較例２）
本例は、ウエハアッシングを行わなかったことを除いて実施例１と同様の処理を行った比較例である。堆積物について測定した結果を図５（ｄ）に示す。

（実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２の結果と考察）
図５（ａ）〜（ｄ）の結果から明らかなように、ウエハアッシングを行わなかった比較例１では部位Ａ〜Ｄのいずれにも堆積物が付着している。これに対しウエハアッシングを行った実施例１、２及び比較例１では堆積物の厚みが小さく、ウエハアッシングにより除去されたことが分かる。更にこれらの結果を比較していくと、伝熱用ガスの供給停止及びチャック電圧の印加停止の両方を行った実施例１では、１５秒のアッシングでは堆積物が残っているが２０秒においては堆積物が完全に除去されていた。一方、伝熱用ガスの供給停止のみを行った実施例２では２５秒のアッシングでは堆積物が残っており、３５秒のアッシングで堆積物が完全に除去されていた。これに対し、伝熱用ガスの供給停止及びチャック電圧の印加停止のいずれも行わなかった比較例１では６０秒のアッシングにおいてようやく堆積物が除去される。以上の結果から、伝熱用ガスの供給停止を行うことにより堆積物の除去効率を高めることができ、更に伝熱用ガスの供給停止及びチャック電圧の印加停止の両方を行えば相乗効果が起きてより確実に高い除去効率を得られることが確認された。言い換えると、除去効率が高い分においてアッシング時間の短縮化を図ることができる。

本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置を示す縦断面図である。上記プラズマ処理装置の載置台を示す説明図である。上記プラズマ処理装置をウエハを処理する工程を示す工程図である。本発明の効果を確認するために行った実施例における堆積物の測定部位を示す説明図である。本発明の効果を確認するために行った実施例の結果を示す特性図である。従来のプラズマ処理装置を示す説明図である。プラズマ処理されたウエハの周縁部の様子を示す説明図である。

符号の説明

Ｗウエハ
２処理容器
３上部電極
３３ガス供給系
３５高周波電源
４載置台
４１静電チャック
５噴射口
５２高周波電源

Claims

気密な処理容器内に設けられ、基板よりもサイズが小さい載置台に基板を載置し、この基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
レジストマスクが表面に形成された基板を載置台に載置し、静電チャックの電源部をオンにして基板を当該載置台に静電吸着させる工程と、
前記載置台の表面と基板の裏面との間に伝熱用ガスを供給することにより基板の熱を載置台側に伝熱させて当該基板を冷却しながら、エッチングガスをプラズマ化したプラズマにより基板の表面をエッチングする工程と、
次いで前記伝熱用ガスの供給を停止する工程と、
その後、酸素を含むアッシングガスをプラズマ化してそのプラズマにより基板上のレジストマスクをアッシングする工程と、
を含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
前記伝熱用ガスの供給を停止した後に静電チャックへの電圧の印加を停止する工程を含み、この状態で基板に対してアッシングを行うことを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理方法。
エッチングガスは炭素及びフッ素の化合物であることを特徴とする請求項１または２記載のプラズマ処理方法。
前記エッチングする工程は、基板の表面における酸素を含む膜をエッチングする工程であることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理方法。
処理容器内に設けられ、基板よりもサイズが小さく、冷却機能を有する載置台と、この載置台に設けられ、基板を静電吸着する静電チャックと、この静電チャックに電圧を印加するための電源部と、前記載置台の表面と基板の裏面との間に伝熱用ガスを供給する伝熱用ガス供給部と、を備え、レジストマスクが表面に形成された基板を載置台に載置して静電チャックにより静電吸着した後、伝熱用ガスの供給を行いながら、プラズマによりエッチングを行うプラズマ処理装置において、
プラズマによる基板の表面のエッチングを終了した後、伝熱用ガス供給部が伝熱用ガスの供給を停止するための命令と、
続いて酸素を含むアッシングガスをプラズマ化してそのプラズマにより基板のレジストをアッシングするための命令と、
を含むプログラムを備えた制御部を設けたことを特徴とするプラズマ処理装置。
前記プログラムは、伝熱用ガスの供給を停止した後、前記レジストマスクをアッシングする前に、静電チャックへの電圧の印加を停止するように前記電源部をオフにするための命令を含むことを特徴とする請求項５記載のプラズマ処理装置。
気密な処理容器内に設けられ、基板よりもサイズが小さい載置台に基板を載置し、この基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に使用されるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項１ないし４のいずれか一項に記載されたプラズマ処理方法を実施するように命令が組まれていることを特徴とする記憶媒体。