JP7519877B2 - プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 - Google Patents
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Description
[プラズマ処理装置100の構成]
図1は、本開示の第1の実施形態におけるプラズマ処理装置100の一例を示す図である。プラズマ処理装置100は、装置本体1および制御部2を含む。装置本体1は、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30、および排気システム40を含む。また、装置本体1は、基板支持部11およびガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置されている。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置されている。一実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(Ceiling)の少なくとも一部を構成する。
基板Wにプラズマ処理が施される場合、基板Wがプラズマ処理チャンバ10内に搬入される。そして、静電チャック1110の上に基板Wが配置された後、吸着処理が実行されることにより、基板Wが基板支持面111aに吸着される。吸着処理では、スイッチ113がオン(導通状態)にされ、予め定められた大きさの直流電圧がスイッチ113を介して直流電源114から静電チャック1110内の電極1110aに供給される。そして、ガス供給部20からシャワーヘッド13を介してプラズマ処理空間10s内に処理ガスが供給され、RF電源31から基板支持部11の導電性部材、シャワーヘッド13の導電性部材、またはその両方にRFソース信号が供給される。なお、プラズマ処理空間10s内に供給されるガスは、アルゴンガス等の不活性ガスであってもよい。これにより、プラズマ処理空間10s内にプラズマが生成され、例えば図2に示されるような閉回路が形成される。
ここで、スイッチ113をオン(導通状態)にしたままプラズマ処理を行った場合の比較例について説明する。図3は、比較例におけるプラズマ処理時の等価回路の一例を示す図である。
図4は、本実施形態におけるプラズマ処理時の等価回路の一例を示す図である。本実施形態では、吸着処理において静電チャック1110の電極1110aに供給される電圧が安定した後に、スイッチ113がオフ(オープン状態)にされ、プラズマ処理が実行される。スイッチ113がオフにされることにより、電極1110aはフローティング状態となる。
図5は、本開示の第1の実施形態におけるプラズマ処理方法の一例を示すフローチャートである。例えば、静電チャック1110上に処理前の基板Wが配置されることにより、図5に例示された処理が開始される。図5に例示された各処理は、制御部2が装置本体1の各部を制御することにより実現される。以下では、図6に示されるタイムチャートを参照しながら説明を行う。
図7は、プラズマ処理後の基板Wの残留電荷の一例を示す図である。図7において、「Float」は、プラズマ処理時に電極1110aをフローティング状態とする本実施形態のプラズマ処理方法における残留電荷の測定結果を示す。一方、図7において、「HV」は、プラズマ処理時に電極1110aに直流電圧を継続的に供給する比較例のプラズマ処理方法における残留電荷の測定結果を示す。
プラズマ処理中において、基板Wと電極1110aとの間には、例えば図4に示されるように、抵抗値RCの抵抗成分117が存在する。そのため、容量成分115および容量成分116に溜まった電荷の一部は、抵抗成分117によって消費される。プラズマ処理の時間が長い場合には、容量成分115および容量成分116に溜まった電荷の減少により、基板Wと電極1110aとの間の静電気力F’が低下する場合がある。
図9は、本開示の第2の実施形態におけるプラズマ処理装置100の一例を示す図である。なお、以下に説明する点を除き、図9において、図1と同じ符号を付した構成は、図1における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
図10は、本開示の第2の実施形態におけるプラズマ処理方法の一例を示すフローチャートである。なお、以下に説明する点を除き、図10において、図5と同じ符号を付した処理は、図5における処理と同様であるため説明を省略する。
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
100 プラズマ処理装置
1 装置本体
2 制御部
2a コンピュータ
10 プラズマ処理チャンバ
10s プラズマ処理空間
11 基板支持部
111 本体部
111a 基板支持面
111b リング支持面
1110 静電チャック
1110a 電極
1111 基台
112 リングアセンブリ
113 スイッチ
114 直流電源
115 容量成分
116 容量成分
117 抵抗成分
118 可変直流電源
120 測定装置
13 シャワーヘッド
20 ガス供給部
30 電源
31 RF電源
32 DC電源
40 排気システム
Claims (8)
- 電極を有し、前記電極に供給された電圧により基板を吸着する基板吸着部と、
前記電極と前記電極に電圧を供給する電源との間の配線に設けられたスイッチと、
前記基板吸着部を収容する容器と、
前記容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記容器内にRF電力を供給するRF電力供給部と、
制御部と
を備え、
前記制御部は、
a) 前記電極に前記電源からの電圧が供給されるように前記スイッチを制御することにより、前記基板吸着部の上面に前記基板を吸着させる工程と、
b) 前記電極に供給される電圧が安定した後に、前記電極への前記電源からの電圧の供給が遮断されるように前記スイッチを制御することにより、前記電極をフローティング状態にする工程と、
c) 前記電極に供給される電圧が安定した後に、前記容器内に前記RF電力を供給するように前記RF電力供給部を制御することにより、前記容器内に供給された処理ガスをプラズマ化し、プラズマにより、前記基板吸着部に吸着されている前記基板の表面に予め定められた処理を施す工程と
を実行し、
前記c)には、
c-1) 前記プラズマによる処理が開始された際の前記電極の電圧を測定し、測定された前記電極の電圧の値を保持する工程と、
c-2) 前記プラズマによる処理の間、前記電極の電圧を測定し、測定された前記電極の電圧が予め定められた閾値未満である場合、前記c-1)で保持された値の電圧を前記電極に供給する工程と
が含まれるプラズマ処理装置。 - 電極を有し、前記電極に供給された電圧により基板を吸着する基板吸着部と、
前記電極と前記電極に電圧を供給する電源との間の配線に設けられたスイッチと、
前記基板吸着部を収容する容器と、
前記容器内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記容器内にRF電力を供給するRF電力供給部と、
制御部と
を備え、
前記制御部は、
a) 前記電極に前記電源からの電圧が供給されるように前記スイッチを制御することにより、前記基板吸着部の上面に前記基板を吸着させる工程と、
b) 前記電極に供給される電圧が安定した後に、前記電極への前記電源からの電圧の供給が遮断されるように前記スイッチを制御することにより、前記電極をフローティング状態にする工程と、
c) 前記電極に供給される電圧が安定した後に、前記容器内に前記RF電力を供給するように前記RF電力供給部を制御することにより、前記容器内に供給された処理ガスをプラズマ化し、プラズマにより、前記基板吸着部に吸着されている前記基板の表面に予め定められた処理を施す工程と
を実行し、
前記c)には、
c-1) 前記プラズマによる処理が開始された際の前記電極の電圧を測定し、測定された前記電極の電圧の値を保持する工程と、
c-2) 前記プラズマによる処理の継続時間が予め定められた時間以上となった場合、前記c-1)で保持された値の電圧を前記電極に供給する工程と
が含まれるプラズマ処理装置。 - 前記b)は、前記c)が実行される前に実行される請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。
- 前記制御部は、
d) プラズマの停止後に、前記電極に溜まった電荷を除去する工程をさらに実行する請求項1から3のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 - a) 基板吸着部に設けられた電極に電圧を供給することにより、前記基板吸着部の上面に基板を吸着させる工程と、
b) 前記電極に供給される電圧が安定した後に、前記電極への電圧の供給を遮断することにより、前記電極をフローティング状態にする工程と、
c) 前記電極に供給される電圧が安定した後に、プラズマにより、前記基板吸着部に吸着されている前記基板の表面に予め定められた処理を施す工程と
を含み、
前記c)は、
c-1) 前記プラズマによる処理が開始された際の前記電極の電圧を測定し、測定された前記電極の電圧の値を保持する工程と、
c-2) 前記プラズマによる処理の間、前記電極の電圧を測定し、測定された前記電極の電圧が予め定められた閾値未満である場合、前記c-1)で保持された値の電圧を前記電極に供給する工程と
を含むプラズマ処理方法。 - a) 基板吸着部に設けられた電極に電圧を供給することにより、前記基板吸着部の上面に基板を吸着させる工程と、
b) 前記電極に供給される電圧が安定した後に、前記電極への電圧の供給を遮断することにより、前記電極をフローティング状態にする工程と、
c) 前記電極に供給される電圧が安定した後に、プラズマにより、前記基板吸着部に吸着されている前記基板の表面に予め定められた処理を施す工程と
を含み、
前記c)は、
c-1) 前記プラズマによる処理が開始された際の前記電極の電圧を測定し、測定された前記電極の電圧の値を保持する工程と、
c-2) 前記プラズマによる処理の継続時間が予め定められた時間以上となった場合、前記c-1)で保持された値の電圧を前記電極に供給する工程と
を含むプラズマ処理方法。 - 前記b)は、前記c)が実行される前に実行される請求項5または6に記載のプラズマ処理方法。
- d) プラズマの停止後に、前記電極に溜まった電荷を除去する工程をさらに含む請求項5から7のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
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