KR20220057435A - 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

[과제] 플라즈마 처리 중의 기판의 과잉된 대전을 억제한다.
[해결수단] 플라즈마 처리 방법은, 공정 a), 공정 b) 및 공정 c)를 포함한다. 공정 a)에서는, 기판 흡착부에 마련된 전극에 전압을 공급함으로써, 기판 흡착부의 상면에 기판을 흡착시킨다. 공정 b)에서는, 기판 흡착부의 전극에 공급되는 전압이 안정된 후에, 전극에의 전압의 공급을 차단함으로써, 전극을 플로우팅 상태로 한다. 공정 c)에서는, 기판 흡착부의 전극에 공급되는 전압이 안정된 후에, 플라즈마에 의해, 기판 흡착부에 흡착되어 있는 기판의 표면에 미리 정해진 처리가 실시된다.

Description

플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치 {PLASMA PROCESSING METHOD AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 개시의 여러 가지 측면 및 실시형태는, 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
예컨대 하기 특허문헌 1에는, 정전 척에 흡착된 피흡착물을 빠르게 이탈시키기 위해, 불활성 가스의 플라즈마를 이용하여 정전 척에 흡착된 웨이퍼의 잔류 전하를 제거할 때에, 척 전극에 제전 전압을 인가하는 기술이 개시되어 있다. 제전 전압은, 플라즈마 인가 시의 웨이퍼의 셀프 바이어스 전위에 상당하는 전압이다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2004-47511호 공보
본 개시는 플라즈마 처리 중의 기판의 과잉된 대전을 억제할 수 있는 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
본 개시의 일측면은, 플라즈마 처리 방법으로서, 공정 a), 공정 b) 및 공정 c)를 포함한다. 공정 a)에서는, 기판 흡착부에 마련된 전극에 전압을 공급함으로써, 기판 흡착부의 상면에 기판을 흡착시킨다. 공정 b)에서는, 기판 흡착부의 전극에 공급되는 전압이 안정된 후에, 전극에의 전압의 공급을 차단함으로써, 전극을 플로우팅 상태로 한다. 공정 c)에서는, 기판 흡착부의 전극에 공급되는 전압이 안정된 후에, 플라즈마에 의해, 기판 흡착부에 흡착되어 있는 기판의 표면에 미리 정해진 처리가 실시된다.
본 개시의 여러 가지 측면 및 실시형태에 따르면, 플라즈마 처리 중의 기판의 과잉된 대전을 억제할 수 있다.
도 1은 본 개시의 제1 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 기판을 흡착시킬 때의 등가 회로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 비교예에 있어서의 플라즈마 처리 시의 등가 회로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 시의 등가 회로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 제1 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 제1 실시형태에 있어서의 제어 과정의 일례를 나타내는 타임 차트이다.
도 7은 플라즈마 처리 후의 기판의 잔류 전하의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 플라즈마 처리 후의 기판에 부착된 파티클의 수의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시의 제2 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 제2 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.
이하에, 개시되는 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치의 실시형태에 대해서, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시형태에 의해, 개시되는 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치가 한정되는 것은 아니다.
그런데, 플라즈마 처리 전에는, 기판의 흡착 처리가 행해진다. 흡착 처리에서는, 기판과 기판을 흡착하는 기판 흡착부 사이에 미리 정해진 크기의 정전기력이 발생하도록, 기판 흡착부 내의 전극에 미리 정해진 크기의 직류 전압이 공급된다. 그러나, 플라즈마 처리 중에는, 기판에 셀프 바이어스가 발생한다. 그 때문에, 플라즈마 처리 중에는, 기판과 기판 흡착부 사이의 정전기력의 강도가 미리 정해진 강도로부터 셀프 바이어스분 변동하여, 약해지면 기판이 기판 흡착부로부터 어긋나기 쉬워지고, 강해지면 하기에 나타내는 리스크가 발생한다.
기판과 기판 흡착부 사이의 정전기력이 강해지면, 기판과 기판 흡착부 사이의 마찰력이 커진다. 이에 의해, 기판과 기판 흡착부 사이의 열팽창률의 차에 따라 기판과 기판 흡착부 사이의 마찰에 의해 발생하는 파티클의 양이 증가하는 경우가 있다. 또한, 플라즈마 처리 중에 발생하는 셀프 바이어스에 의해 기판이 대전하면, 발생한 파티클이 기판에 부착하기 쉬워진다. 또한, 기판과 기판 흡착부 사이의 정전기력이 강해지면, 처리 후의 기판을 리프트 핀 등에 의해 기판 흡착부로부터 분리하는 경우에, 기판이 튀거나 기판이 깨지거나 하는 경우가 있다.
그래서, 본 개시는 플라즈마 처리 중의 기판의 과잉된 대전을 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
(제1 실시형태)
[플라즈마 처리 장치(100)의 구성]
도 1은 본 개시의 제1 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치(100)의 일례를 나타내는 도면이다. 플라즈마 처리 장치(100)는, 장치 본체(1) 및 제어부(2)를 포함한다. 장치 본체(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 가스 공급부(20), 전원(30) 및 배기 시스템(40)을 포함한다. 또한, 장치 본체(1)는, 기판 지지부(11) 및 가스 도입부를 포함한다. 가스 도입부는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 도입하도록 구성된다. 가스 도입부는, 샤워 헤드(13)를 포함한다. 기판 지지부(11)는, 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 배치되어 있다. 샤워 헤드(13)는, 기판 지지부(11)의 상방에 배치되어 있다. 일실시형태에 있어서, 샤워 헤드(13)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 천장부(Ceiling)의 적어도 일부를 구성한다.
플라즈마 처리 챔버(10)는, 샤워 헤드(13), 플라즈마 처리 챔버(10)의 측벽(10a) 및 기판 지지부(11)에 의해 규정된 플라즈마 처리 공간(10s)을 갖는다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s)에 공급하기 위한 적어도 하나의 가스 공급구와, 플라즈마 처리 공간(10s)으로부터 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 가스 배출구를 갖는다. 측벽(10a)은 접지된다. 샤워 헤드(13) 및 기판 지지부(11)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 케이스와는 전기적으로 절연된다.
기판 지지부(11)는, 본체부(111) 및 링 어셈블리(112)를 포함한다. 본체부(111)는, 기판(W)을 지지하기 위한 중앙 영역인 기판 지지면(111a)과, 링 어셈블리(112)를 지지하기 위한 환상 영역인 링 지지면(111b)을 갖는다. 기판(W)은 웨이퍼라고 불리는 경우도 있다. 본체부(111)의 링 지지면(111b)은, 평면에서 보아 본체부(111)의 기판 지지면(111a)을 둘러싸고 있다. 기판(W)은, 본체부(111)의 기판 지지면(111a) 상에 배치되고, 링 어셈블리(112)는, 본체부(111)의 기판 지지면(111a) 상의 기판(W)을 둘러싸도록 본체부(111)의 링 지지면(111b) 상에 배치되어 있다.
본체부(111)는, 정전 척(1110) 및 베이스(1111)를 포함한다. 정전 척(1110)은, 기판 흡착부의 일례이다. 베이스(1111)는, 도전성 부재를 포함한다. 베이스(1111)의 도전성 부재는 하부 전극으로서 기능한다. 정전 척(1110)은, 베이스(1111)의 위에 배치되어 있다. 정전 척(1110)의 상면은, 기판 지지면(111a)이다. 정전 척(1110)에는, 전극(1110a)이 마련되어 있다. 전극(1110a)에는, 스위치(113)를 통해 직류 전원(114)이 접속된다. 정전 척(1110)은, 스위치(113)를 통해 직류 전원(114)으로부터 공급되는 직류 전압에 의해, 기판 지지면(111a)에 쿨롱력 등의 정전력을 발생시킨다. 이에 의해, 정전 척(1110)은, 기판 지지면(111a)의 위에 배치된 기판(W)을 흡착한다.
링 어셈블리(112)는, 1 또는 복수의 환상 부재를 포함한다. 1 또는 복수의 환상 부재 중 적어도 하나는 엣지링이다. 또한, 도시는 생략하지만, 기판 지지부(11)는, 정전 척(1110), 링 어셈블리(112) 및 기판(W) 중 적어도 1개를 타겟 온도로 조절하도록 구성되는 온도 조절 모듈을 포함하여도 좋다. 온도 조절 모듈은, 히터, 전열 매체, 유로, 또는 이들 조합을 포함하여도 좋다. 유로에는, 브라인이나 가스와 같은 전열 유체가 흐른다. 또한, 기판 지지부(11)는, 기판(W)과 기판 지지면(111a) 사이에 전열 가스를 공급하도록 구성된 전열 가스 공급부를 포함하여도 좋다.
또한, 정전 척(1110) 및 베이스(1111)에는, 정전 척(1110) 및 베이스(1111)를 관통하도록, 도시하지 않는 복수(예컨대 3개)의 리프트 핀이 마련되어 있다. 복수의 리프트 핀은, 정전 척(1110) 및 베이스(1111)를 관통하도록 상하로 이동 가능하다. 플라즈마 처리가 종료한 기판(W)은, 리프트 핀에 의해 들어올려져, 도시하지 않는 로보트 아암 등의 반송 장치에 의해 플라즈마 처리 챔버(10) 내로부터 반출된다.
샤워 헤드(13)는, 가스 공급부(20)로부터의 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 도입하도록 구성된다. 샤워 헤드(13)는, 적어도 하나의 가스 공급구(13a), 적어도 하나의 가스 확산실(13b) 및 복수의 가스 도입구(13c)를 갖는다. 가스 공급구(13a)에 공급된 처리 가스는, 가스 확산실(13b)을 통과하여 복수의 가스 도입구(13c)로부터 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 도입된다. 또한, 샤워 헤드(13)는, 도전성 부재를 포함한다. 샤워 헤드(13)의 도전성 부재는 상부 전극으로서 기능한다. 또한, 가스 도입부는, 샤워 헤드(13)에 더하여, 측벽(10a)에 형성된 1 또는 복수의 개구부에 부착되는 1 또는 복수의 사이드 가스 주입부(SGI: Side Gas Injector)를 포함하여도 좋다.
가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 가스 소스(21) 및 적어도 하나의 유량 제어기(22)를 포함하여도 좋다. 일실시형태에 있어서, 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스를, 대응하는 가스 소스(21)로부터 대응하는 유량 제어기(22)를 통해 샤워 헤드(13)에 공급하도록 구성되어 있다. 각 유량 제어기(22)는, 예컨대 매스 플로우 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기를 포함하여도 좋다. 또한, 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스의 유량을 변조 또는 펄스화하는 1 또는 그 이상의 유량 변조 디바이스를 포함하여도 좋다.
전원(30)은, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로를 통해 플라즈마 처리 챔버(10)에 결합되는 RF(Radio Frequency) 전원(31)을 포함한다. RF 전원(31)은, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호와 같은 적어도 하나의 RF 신호를, 기판 지지부(11)의 도전성 부재, 샤워 헤드(13)의 도전성 부재, 또는 그 양방에 공급하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s)에 공급된 적어도 하나의 처리 가스로부터 플라즈마가 형성된다. 따라서, RF 전원(31)은, 플라즈마 처리 챔버(10)에 있어서 1 또는 그 이상의 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성되는 플라즈마 생성부의 적어도 일부로서 기능할 수 있다. 또한, 바이어스 RF 신호를 기판 지지부(11)의 도전성 부재에 공급함으로써, 기판(W)에 바이어스 전위가 발생하여, 형성된 플라즈마 중의 이온 성분을 기판(W)에 인입할 수 있다.
일실시형태에 있어서, RF 전원(31)은, 제1 RF 생성부(31a) 및 제2 RF 생성부(31b)를 포함한다. 제1 RF 생성부(31a)는, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로를 통해 기판 지지부(11)의 도전성 부재, 샤워 헤드(13)의 도전성 부재, 또는 그 양방에 결합되며, 플라즈마 생성용의 소스 RF 신호를 생성하도록 구성된다. 소스 RF 신호는, 소스 RF 전력이라고 불러도 좋다. 일실시형태에 있어서, 소스 RF 신호는, 13 ㎒∼150 ㎒ 범위 내의 주파수의 신호를 갖는다. 일실시형태에 있어서, 제1 RF 생성부(31a)는, 다른 주파수를 갖는 복수의 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되어도 좋다. 생성된 1 또는 복수의 소스 RF 신호는, 기판 지지부(11)의 도전성 부재, 샤워 헤드(13)의 도전성 부재, 또는 그 양방에 공급된다.
제2 RF 생성부(31b)는, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로를 통해 기판 지지부(11)의 도전성 부재에 결합되며, 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성된다. 바이어스 RF 신호는, 바이어스 RF 전력이라고 불러도 좋다. 일실시형태에 있어서, 바이어스 RF 신호는, 소스 RF 신호보다 낮은 주파수를 갖는다. 일실시형태에 있어서, 바이어스 RF 신호는, 400 ㎑∼13.56 ㎒ 범위 내의 주파수의 신호를 갖는다. 일실시형태에 있어서, 제2 RF 생성부(31b)는, 다른 주파수를 갖는 복수의 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성되어도 좋다. 생성된 1 또는 복수의 바이어스 RF 신호는, 기판 지지부(11)의 도전성 부재에 공급된다. 또한, 여러 가지의 실시형태에 있어서, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호 중 적어도 하나는 펄스화되어도 좋다.
또한, 전원(30)은, 플라즈마 처리 챔버(10)에 결합되는 DC(Direct Current) 전원(32)을 포함하여도 좋다. DC 전원(32)은, 제1 DC 생성부(32a) 및 제2 DC 생성부(32b)를 포함한다. 일실시형태에 있어서, 제1 DC 생성부(32a)는, 기판 지지부(11)의 도전성 부재에 접속되며, 제1 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 생성된 제1 DC 신호는, 기판 지지부(11)의 도전성 부재에 인가된다. 다른 실시형태에 있어서, 제1 DC 신호는, 정전 척(1110) 내의 전극(1110a)과 같은 다른 전극에 인가되어도 좋다. 일실시형태에 있어서, 제2 DC 생성부(32b)는, 샤워 헤드(13)의 도전성 부재에 접속되며, 제2 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 생성된 제2 DC 신호는, 샤워 헤드(13)의 도전성 부재에 인가된다. 여러 가지의 실시형태에 있어서, 제1 및 제2 DC 신호 중 적어도 하나는 펄스화되어도 좋다. 또한, 제1 DC 생성부(32a) 및 제2 DC 생성부(32b)는, RF 전원(31)에 더하여 마련되어도 좋고, 제1 DC 생성부(32a)가 제2 RF 생성부(31b) 대신에 마련되어도 좋다.
배기 시스템(40)은, 예컨대 플라즈마 처리 챔버(10)의 바닥부에 마련된 가스 배출구(10e)에 접속될 수 있다. 배기 시스템(40)은, 압력 조정 밸브 및 진공 펌프를 포함하여도 좋다. 압력 조정 밸브에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 압력이 조정된다. 진공 펌프는, 터보 분자 펌프, 드라이 펌프, 또는 이들의 조합을 포함하여도 좋다.
제어부(2)는, 본 개시에 있어서 서술되는 여러 가지의 공정을 장치 본체(1)에 실행시키는 컴퓨터 실행 가능한 명령을 처리한다. 제어부(2)는, 여기서 서술되는 여러 가지의 공정을 실행하도록 장치 본체(1)의 각 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 제어부(2)의 일부 또는 전부가 장치 본체(1)에 포함되어도 좋다. 제어부(2)는, 예컨대 컴퓨터(2a)를 포함하여도 좋다. 컴퓨터(2a)는, 예컨대, 처리부(2a1), 기억부(2a2) 및 통신 인터페이스(2a3)를 포함하여도 좋다. 처리부(2a1)는, 기억부(2a2)에 저장된 프로그램에 기초하여 여러 가지의 제어 동작을 행하도록 구성될 수 있다. 처리부(2a1)는, CPU(Central Processing Unit)를 포함하여도 좋다. 기억부(2a2)는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 또는 이들의 조합을 포함하여도 좋다. 통신 인터페이스(2a3)는, LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 통해 장치 본체(1)와의 사이에서 통신을 행한다.
[기판(W)의 흡착 처리]
기판(W)에 플라즈마 처리가 실시되는 경우, 기판(W)이 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 반입된다. 그리고, 정전 척(1110)의 위에 기판(W)이 배치된 후, 흡착 처리가 실행됨으로써, 기판(W)이 기판 지지면(111a)에 흡착된다. 흡착 처리에서는, 스위치(113)가 온(도통 상태)이 되어, 미리 정해진 크기의 직류 전압이 스위치(113)를 통해 직류 전원(114)으로부터 정전 척(1110) 내의 전극(1110a)에 공급된다. 그리고, 가스 공급부(20)로부터 샤워 헤드(13)를 통해 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 처리 가스가 공급되며, RF 전원(31)으로부터 기판 지지부(11)의 도전성 부재, 샤워 헤드(13)의 도전성 부재, 또는 그 양방에 RF 소스 신호가 공급된다. 또한, 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 공급되는 가스는, 아르곤 가스 등의 불활성 가스여도 좋다. 이에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 플라즈마가 생성되며, 예컨대 도 2에 나타내는 것 같은 폐회로가 형성된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(W)과 전극(1110a) 사이에는, 용량 C0의 용량 성분(115)이 존재한다. 또한, 기판(W)에는, 플라즈마에 의해 셀프 바이어스 Vdc0이 발생한다. 여기서, 흡착 처리에서는 플라즈마를 통해 폐회로를 형성하기 위해 플라즈마가 생성되는데, 플라즈마에 의해 발생하는 셀프 바이어스 Vdc0이 지나치게 크면, 처리 가스를 이용한 플라즈마에 의한 본래의 처리를 행하기 전에, 흡착 처리에서 기판(W)이 손상을 받는 경우가 있다. 그 때문에, 흡착 처리에서는, 셀프 바이어스 Vdc0이 작은, 약한 플라즈마가 생성된다.
직류 전원(114)으로부터 공급되는 직류 전압을 V0, 용량 성분(115)에 차지되는 전하를 Q0으로 하면, 용량 성분(115)에 의해 기판(W)과 전극(1110a) 사이에 발생하는 정전기력 F0은, 셀프 바이어스 Vdc0이 V0에 대하여 무시할 수 있을 정도로 작기 때문에, 예컨대 하기의 식 (1)과 같이 표시된다.
Figure pat00001
상기 식 (1)에 있어서, k는 정수이며, r은 기판(W)과 전극(1110a) 사이의 거리이다. 또한, 전극(1110a)에 공급되는 직류 전압 V0은, 정전기력 F0이 미리 정해진 크기가 되는 값으로 미리 설정된다.
[비교예에 있어서의 기판의 대전]
여기서, 스위치(113)를 온(도통 상태)으로 한 채로 플라즈마 처리를 행한 경우의 비교예에 대해서 설명한다. 도 3은 비교예에 있어서의 플라즈마 처리 시의 등가 회로의 일례를 나타내는 도면이다.
기판(W)에 대한 플라즈마 처리가 개시되면, 흡착 처리에 있어서의 셀프 바이어스 Vdc0보다 큰 셀프 바이어스 Vdc1이 발생한다. 또한, 플라즈마 처리가 개시되면, 플라즈마의 영향을 받아 기판(W)과 기판 지지면(111a) 사이의 흡착 상태가 변화하여, 기판(W)과 전극(1110a) 사이에 용량 성분(115)의 용량이 C1로 변화한다. 또한, 플라즈마 처리가 개시되면, 플라즈마의 영향을 받아 기판(W)의 온도나 정전 척(1110)의 표면의 상태가 변화하여, 기판(W)과 기판 지지면(111a)의 접촉면의 상태가 변화한다. 이에 의해, 기판(W)과 전극(1110a) 사이에 용량 C2의 용량 성분(116)이나 저항값 RC의 저항 성분(117)이 발생한다.
용량 성분(115)에 저장되는 전하 Q1, 용량 성분(116)에 저장되는 전하 Q2는, 예컨대 하기의 식 (2)와 같이 표시된다. 또한, 플라즈마 처리 중의 용량 성분(115)의 용량 C1은, 흡착 처리 시의 용량 성분(115)의 용량 C0과 거의 동일한 크기이다.
Figure pat00002
여기서, 흡착 처리 시에 용량 성분(115)에 저장되는 전하 Q0은 C0V0이기 때문에, 상기 식 (2)를 참조하면, 플라즈마 처리 시에는, 셀프 바이어스 Vdc1의 영향에 의해, 흡착 처리 시에 저장되는 전하 Q0보다 큰 전하 Q1 및 Q2가 기판(W)에 저장되어 있다. 이에 의해, 플라즈마 처리 중에 플라즈마 처리 공간(10s) 내에서 발생한 파티클이 기판(W)에 끌어당겨지기 쉬워진다.
또한, 용량 성분(115) 및 용량 성분(116)에 의해 기판(W)과 전극(1110a) 사이에 발생하는 정전기력 F는, 예컨대 하기의 식 (3)과 같이 표시된다.
Figure pat00003
여기서, 용량 성분(116)의 용량 C2는, 용량 성분(115)의 용량이 C1에 대하여 무시할 수 있을 정도로 작기 때문에, 기판(W)과 전극(1110a) 사이에 발생하는 정전기력 F는, 예컨대 하기의 식 (4)와 같이 근사할 수 있다.
Figure pat00004
상기 식 (4)와 전술한 식 (1)을 비교하면, 플라즈마 처리 시의 정전기력 F는, 셀프 바이어스 Vdc1의 영향에 의해, 흡착 처리 시의 정전기력 F0보다 커져 있다. 그 때문에, 비교예에서는, 플라즈마 처리 시에, 기판(W)과 정전 척(1110) 사이의 흡착력이 과대로 되어 있다고 생각된다. 또한, 셀프 바이어스 Vdc1은, 플라즈마 처리의 상태에 따라 변동하기 때문에, 셀프 바이어스 Vdc1을 가미한 크기의 직류 전압 V0을 미리 정확하게 설정하는 것은 어렵다.
기판(W)과 정전 척(1110) 사이의 흡착력이 과대해지면, 기판(W)과 기판 지지면(111a) 사이의 마찰력이 커진다. 이에 의해, 기판(W)과 기판 지지면(111a) 사이의 열팽창률의 차에 따라 기판(W)과 기판 지지면(111a) 사이의 마찰에 의해 발생하는 파티클의 양이 증가하는 경우가 있다. 또한, 기판(W)과 기판 지지면(111a) 사이의 흡착력이 과대해지면, 플라즈마 처리 후의 기판(W)을 리프트 핀 등에 의해 기판 지지면(111a)으로부터 분리하는 경우에, 기판(W)이 튀거나 기판(W)이 깨지거나 하는 경우가 있다.
[본 실시형태에 있어서의 기판의 대전]
도 4는 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 시간의 등가 회로의 일례를 나타내는 도면이다. 본 실시형태에서는, 흡착 처리에 있어서 정전 척(1110)의 전극(1110a)에 공급되는 전압이 안정된 후에, 스위치(113)가 오프(오픈 상태)가 되며, 플라즈마 처리가 실행된다. 스위치(113)가 오프가 됨으로써, 전극(1110a)은 플로우팅 상태가 된다.
본 실시형태에 있어서도, 기판(W)에 대한 플라즈마 처리가 개시되면, 흡착 처리에 있어서의 셀프 바이어스 Vdc0보다 큰 셀프 바이어스 Vdc1이 발생한다. 또한, 플라즈마 처리가 개시되면, 플라즈마의 영향을 받아 기판(W)과 기판 지지면(111a) 사이의 흡착 상태가 변화하여, 기판(W)과 전극(1110a) 사이에 용량 성분(115)의 용량이 C1로 변화한다. 또한, 플라즈마 처리가 개시되면, 플라즈마의 영향을 받아 기판(W)의 온도나 정전 척(1110)의 표면의 상태가 변화하여, 기판(W)과 전극(1110a) 사이에 용량 C2의 용량 성분(116)이나 저항값 RC의 저항 성분(117)이 발생한다.
여기서, 본 실시형태에서는, 스위치(113)가 오프(오픈 상태)가 된다. 그 때문에, 흡착 처리 시에 용량 성분(115)에 저장된 전하 Q0과, 플라즈마 처리 시에 용량 성분(115)에 저장되는 전하 Q1' 및 용량 성분(116)에 저장되는 전하 Q2' 사이에는, 전하 보존칙에 따라 이하의 식 (5)에 나타내는 관계가 성립한다.
Figure pat00005
또한, 플라즈마 처리 시에 용량 성분(115)에 저장되는 전하 Q1' 및 용량 성분(116)에 저장되는 전하 Q2'는, 각각 하기의 식 (6)과 같이 표시된다.
Figure pat00006
플라즈마 처리 중의 전극(1110a)의 전압 Va로 하면, 상기 식 (5) 및 (6)으로부터, 전압 Va는, 예컨대 하기의 식 (7)과 같이 표시된다.
Figure pat00007
또한, 상기한 식 (6) 및 (7)로부터, 플라즈마 처리 시에 용량 성분(115)에 저장되는 전하 Q1' 및 용량 성분(116)에 저장되는 전하 Q2'는, 각각 하기의 식 (8)과 같이 표시된다.
Figure pat00008
상기 식 (5) 및 (8)을 참조하면, 플라즈마 처리 시라도, 기판(W)에는, 셀프 바이어스 Vdc1의 크기에 상관없이, 흡착 처리 시에 저장되는 전하 Q0과 동등한 전하가 저장되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 플라즈마 처리 시에 스위치(113)가 오프(오픈 상태)가 되며, 전극(1110a)이 플로우팅 상태가 됨으로써, 플라즈마 처리 중에 있어서 기판(W)의 과잉된 대전이 억제된다. 그 때문에, 플라즈마 처리 중에 플라즈마 처리 공간(10s) 내에서 발생한 파티클이 기판(W)에 끌어당겨지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 용량 성분(115) 및 용량 성분(116)에 의해 기판(W)과 전극(1110a) 사이에 발생하는 정전기력 F'는, 예컨대 하기의 식 (9)와 같이 표시된다.
Figure pat00009
여기서, 용량 성분(116)의 용량 C2는, 용량 성분(115)의 용량이 C1에 대하여 무시할 수 있을 정도로 작기 때문에, 기판(W)과 전극(1110a) 사이에 발생하는 정전기력 F'는, 예컨대 하기의 식 (10)과 같이 근사할 수 있다.
Figure pat00010
용량 성분(115)의 용량 C1은, 흡착 처리 시의 용량 성분(115)의 용량 C0과 거의 동일하다. 그 때문에, 상기 식 (1) 및 식 (10)을 참조하면, 플라즈마 처리 시라도, 기판(W)에는, 셀프 바이어스 Vdc1의 크기에 상관없이, 흡착 처리 시에 기판(W)과 전극(1110a) 사이에 발생하는 정전기력 F0과 동등한 정전기력 F'가 발생한다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 플라즈마 처리 시에 스위치(113)가 오프(오픈 상태)가 되며, 전극(1110a)이 플로우팅 상태가 됨으로써, 플라즈마 처리 중에 있어서 기판(W)과 전극(1110a) 사이에 과잉된 정전기력이 발생하는 것이 억제된다. 이에 의해, 기판(W)과 기판 지지면(111a) 사이의 마찰력의 증대가 억제되어, 기판(W)과 기판 지지면(111a) 사이의 열팽창률의 차에 따라 기판(W)과 기판 지지면(111a) 사이의 마찰에 의해 발생하는 파티클이 억제된다. 또한, 기판(W)과 기판 지지면(111a) 사이의 흡착력의 증대가 억제되기 때문에, 플라즈마 처리 후의 기판(W)을 리프트 핀 등에 의해 기판 지지면(111a)으로부터 분리하는 경우에, 기판(W)이 튀거나 기판(W)이 깨지거나 하는 것을 억제할 수 있다.
[플라즈마 처리 방법]
도 5는 본 개시의 제1 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다. 예컨대, 정전 척(1110) 상에 처리 전의 기판(W)이 배치됨으로써, 도 5에 예시된 처리가 개시된다. 도 5에 예시된 각 처리는, 제어부(2)가 장치 본체(1)의 각 부를 제어함으로써 실현된다. 이하에서는, 도 6에 나타내는 타임 차트를 참조하면서 설명을 행한다.
먼저, 흡착 처리가 실행되는 (S10). 단계 S10은, 공정 a)의 일례이다. 단계 S10에서는, 예컨대 도 6의 타이밍 t1에 있어서, 스위치(113)가 온(도통 상태)이 되며, 미리 정해진 크기의 직류 전압이 스위치(113)를 통해 직류 전원(114)으로부터 전극(1110a)에 공급된다. 그리고, 가스 공급부(20)로부터 샤워 헤드(13)를 통해 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 처리 가스가 공급되며, RF 전원(31)으로부터 기판 지지부(11)의 도전성 부재, 샤워 헤드(13)의 도전성 부재, 또는 그 양방에 RF 소스 신호가 공급된다. 또한, 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 공급되는 가스는, 아르곤 가스 등의 불활성 가스여도 좋다. 이에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 플라즈마가 생성되며, 예컨대 도 2에 나타내는 것 같은 폐회로가 형성된다. 그리고, 기판(W)과 전극(1110a) 사이의 용량 성분(115)에 저장된 전하 Q0에 기인하는 정전기력 F0에 의해, 기판(W)이 기판 지지면(111a)에 흡착된다.
다음에, 전극(1110a)에 공급되는 직류 전압이 안정된 후의 타이밍 t2(도 6 참조)에 있어서, 스위치(113)가 오프(오픈 상태)가 됨으로써, 전극(1110a)에의 직류 전압의 공급이 차단된다(S11). 단계 S11은, 공정 b)의 일례이다. 이에 의해, 전극(1110a)은 플로우팅 상태가 된다. 본 실시형태에서는, 기판(W)에 대한 플라즈마 처리가 개시되기 전에, 전극(1110a)이 플로우팅 상태가 된다. 이에 의해, 플라즈마 처리 중의 기판(W)의 과잉된 대전을 억제할 수 있다.
다음에, 스위치(113)가 오프(오픈 상태)가 된 후의 타이밍 t3(도 6 참조)에 있어서, 기판(W)에 대한 플라즈마 처리가 실행된다(S12). 단계 S12는, 공정 c)의 일례이다. 단계 S12에서는, 가스 공급부(20)로부터 샤워 헤드(13)를 통해 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 처리 가스가 공급되며, RF 전원(31)으로부터 기판 지지부(11)의 도전성 부재, 샤워 헤드(13)의 도전성 부재, 또는 그 양방에 RF 소스 신호가 공급된다. 이에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 플라즈마가 생성되며, 예컨대 도 4에 나타내는 것 같은 폐회로가 형성된다. 그리고, RF 전원(31)으로부터 기판 지지부(11)의 도전성 부재에 바이어스 RF 신호가 공급됨으로써 기판(W)에 바이어스 전위가 발생하여, 플라즈마 중의 이온 성분이 기판(W)에 인입되고, 기판(W)에 에칭 등의 처리가 실시된다.
다음에, 플라즈마 처리가 종료한 후의 타이밍 t4(도 6 참조)에 있어서, 스위치(113)에 의해 전극(1110a)이 접지된다(S13). 또한, 단계 S13에서는, 스위치(113)에 의해, 정전 척(1110)의 전극(1110a)에, 흡착 처리 시의 직류 전압 V0과는 역극성의 미리 정해진 크기의 직류 전압이 공급되어도 좋다.
다음에, 제전 처리가 실행된다(S14). 단계 S13 및 단계 S14는, 공정 d)의 일례이다. 단계 S14에서는, 가스 공급부(20)로부터 샤워 헤드(13)를 통해 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 아르곤 가스 등의 불활성 가스가 공급된다. 그리고, RF 전원(31)으로부터 기판 지지부(11)의 도전성 부재, 샤워 헤드(13)의 도전성 부재, 또는 그 양방에 RF 소스 신호가 공급된다. 이에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 플라즈마가 생성되며, 기판(W)에 저장되어 있었던 전하가 제거된다.
다음에, 기판(W)에 저장되어 있던 전하가 충분히 제거된 타이밍 t5(도 6 참조)에 있어서, 기판(W)은, 도시하지 않는 리프트 핀에 의해 들어올려져, 도시하지 않는 로보트 아암 등의 반송 장치에 의해 플라즈마 처리 챔버(10) 내로부터 반출된다(S15). 그리고, 본 흐름도에 나타낸 플라즈마 처리 방법이 종료한다.
[실험 결과]
도 7은 플라즈마 처리 후의 기판(W)의 잔류 전하의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7에 있어서, 「Float」는, 플라즈마 처리 시에 전극(1110a)을 플로우팅 상태로 하는 본 실시형태의 플라즈마 처리 방법에 있어서의 잔류 전하의 측정 결과를 나타낸다. 한편, 도 7에 있어서, 「HV」는, 플라즈마 처리 시에 전극(1110a)에 직류 전압을 계속적으로 공급하는 비교예의 플라즈마 처리 방법에 있어서의 잔류 전하의 측정 결과를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 본 실시형태 및 비교예 중 어느 것에 있어서도, 전극(1110a)에 공급되는 직류 전압이 커질수록 기판(W)의 잔류 전하가 커지는 경향이 있다. 그러나, 어느 쪽의 직류 전압의 크기에 있어서도, 본 실시형태의 플라즈마 처리 방법은, 비교예의 플라즈마 처리 방법에 비해서, 기판(W)의 잔류 전하가 대폭 저감되어 있다.
도 8은 플라즈마 처리 후의 기판(W)에 부착된 파티클의 수의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 본 실시형태의 플라즈마 처리 방법은, 비교예의 플라즈마 처리 방법에 비해서, 기판(W)에 부착되는 파티클의 수가 대폭 저감되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 플라즈마 처리 시에 전극(1110a)이 플로우팅 상태가 됨으로써, 플라즈마 처리 중에 있어서 기판(W)의 과잉된 대전이 억제된다. 이에 의해, 플라즈마 처리 중에 플라즈마 처리 공간(10s) 내에서 발생한 파티클이 기판(W)에 끌어당겨지는 것이 억제된다.
이상, 제1 실시형태에 대해서 설명하였다. 상기한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 방법은, 공정 a), 공정 b) 및 공정 c)를 포함한다. 공정 a)에서는, 정전 척(1110)에 마련된 전극(1110a)에 전압을 공급함으로써, 정전 척(1110)의 상면에 기판(W)을 흡착시킨다. 공정 b)에서는, 정전 척(1110)의 전극(1110a)에 공급되는 전압이 안정된 후에, 전극(1110a)에의 전압의 공급을 차단함으로써, 전극(1110a)을 플로우팅 상태로 한다. 공정 c)에서는, 정전 척(1110)의 전극(1110a)에 공급되는 전압이 안정된 후에, 플라즈마에 의해, 정전 척(1110)에 흡착되어 있는 기판(W)의 표면에 미리 정해진 처리가 실시된다. 이에 의해, 플라즈마 처리 중의 기판(W)의 과잉된 대전을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 공정 b)는, c)가 실행되기 전에 실행된다. 이에 의해, 기판(W)이 과잉으로 대전하기 전에, 전극(1110a)을 플로우팅 상태로 할 수 있다. 그 때문에, 플라즈마 처리 중의 기판(W)의 과잉된 대전을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 방법은, 플라즈마의 정지 후에, 정전 척(1110)의 전극(1110a)에 저장된 전하를 제거하는 공정 d)를 더 포함한다. 이에 의해, 처리 후의 기판(W)을 반출할 때에 기판(W)이 튀거나 기판(W)이 깨지거나 하는 것을 억제할 수 있다.
(제2 실시형태)
플라즈마 처리 중에 있어서, 기판(W)과 전극(1110a) 사이에는, 예컨대 도 4에 나타내는 바와 같이, 저항값(RC)의 저항 성분(117)이 존재한다. 그 때문에, 용량 성분(115) 및 용량 성분(116)에 저장된 전하의 일부는, 저항 성분(117)에 의해 소비된다. 플라즈마 처리의 시간이 긴 경우에는, 용량 성분(115) 및 용량 성분(116)에 저장된 전하의 감소에 의해, 기판(W)과 전극(1110a) 사이의 정전기력 F'가 저하하는 경우가 있다.
그래서, 본 실시형태에서는, 플라즈마 처리의 개시 시에 용량 성분(115) 및 용량 성분(116)에 저장되어 있는 전하에 따른 전압을 측정하고, 측정값을 보존한다. 그리고, 플라즈마 처리 중에 용량 성분(115) 및 용량 성분(116)에 저장되어 있는 전하에 따른 전압을 측정하고, 측정된 전압의 값이 미리 정해진 값 미만이 된 경우에, 보존하고 있는 측정값에 대응하는 전압을 전극(1110a)에 공급한다. 이에 의해, 플라즈마 처리의 시간이 긴 경우라도, 기판(W)과 전극(1110a) 사이의 정전기력 F'의 저하를 억제할 수 있다.
[플라즈마 처리 장치(100)의 구성]
도 9는 본 개시의 제2 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치(100)의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 이하에 설명하는 점을 제외하고, 도 9에 있어서, 도 1과 동일한 부호를 붙인 구성은, 도 1에 있어서의 구성과 동일하거나 또는 동일한 기능을 갖기 때문에 설명을 생략한다.
정전 척(1110)의 전극(1110a)에는, 스위치(113)를 통해 가변 직류 전원(118)이 접속되어 있다. 가변 직류 전원(118)으로부터 출력되는 전압의 크기는 제어부(2)에 의해 제어된다. 또한, 전극(1110a)에는, 측정 장치(120)가 접속되어 있다. 측정 장치(120)는, 전극(1110a)의 전압을 측정하고, 측정 결과를 제어부(2)에 출력한다. 본 실시형태에 있어서, 측정 장치(120)는, 예컨대 표면 전위계이다.
[플라즈마 처리 방법]
도 10은 본 개시의 제2 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다. 또한, 이하에 설명하는 점을 제외하고, 도 10에 있어서, 도 5와 동일한 부호를 붙인 처리는, 도 5에 있어서의 처리와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서의 단계 S12에서는, 먼저, 기판(W)에 대한 플라즈마 처리가 개시된다(S120). 단계 S120에서는, 가스 공급부(20)로부터 샤워 헤드(13)를 통해 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 처리 가스가 공급되며, RF 전원(31)으로부터 기판 지지부(11)의 도전성 부재, 샤워 헤드(13)의 도전성 부재, 또는 그 양방에 RF 소스 신호가 공급된다. 이에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 플라즈마가 생성되며, 예컨대 도 4에 나타내는 것 같은 폐회로가 형성된다. 그리고, RF 전원(31)으로부터 기판 지지부(11)의 도전성 부재에 바이어스 RF 신호가 공급됨으로써 기판(W)에 바이어스 전위가 발생하여, 플라즈마 중의 이온 성분이 기판(W)에 인입되고, 기판(W)에의 에칭 등의 처리가 개시된다.
다음에, 제어부(2)는, 측정 장치(120)에 전극(1110a)의 전압 VE0을 측정시킨다(S121). 제어부(2)는, 플라즈마가 안정된 후에, 측정 장치(120)에 전극(1110a)의 전압 VE0을 측정시키는 것이 바람직하다. 그리고, 제어부(2)는, 측정 장치(120)에 의해 측정된 전극(1110a)의 전압 VE0의 값을 기억부(2a2)에 보존한다(S122). 단계 S121 및 단계 S122는, 공정 c-1)의 일례이다.
다음에, 제어부(2)는, 측정 장치(120)에 전극(1110a)의 전압 VE를 측정시킨다(S123). 그리고, 제어부(2)는, 측정 장치(120)에 의해 측정된 전극(1110a)의 전압 VE의 값이, 미리 정해진 임계값 VTH 미만인지의 여부를 판정한다(S124). 측정 장치(120)에 의해 측정된 전극(1110a)의 전압 VE의 값이, 임계값 VTH 이상인 경우(S124: No), 제어부(2)는, 단계 S126에 나타낸 처리를 실행한다.
한편, 측정 장치(120)에 의해 측정된 전극(1110a)의 전압 VE의 값이, 임계값 VTH 미만인 경우(S124: Yes), 제어부(2)는, 단계 S122에서 보존된 전극(1110a)의 전압 VE0의 값을 기억부(2a2)로부터 읽어낸다. 그리고, 제어부(2)는, 읽어낸 값에 대응하는 전압 VE0을 출력하도록 가변 직류 전원(118)을 제어하며, 스위치(113)를 온(도통 상태)으로 제어한다. 이에 의해, 전극(1110a)의 전압이 전압 VE0까지 회복된다. 단계 S123∼S125는, 공정 c-2)의 일례이다.
다음에, 제어부(2)는, 플라즈마 처리가 종료하였는지의 여부를 판정한다(S126). 플라즈마 처리가 종료하지 않은 경우(S126: No), 재차 단계 S123에 나타낸 처리가 실행된다. 한편, 플라즈마 처리가 종료한 경우(S126: Yes), 단계 S13에 나타낸 처리가 실행된다.
이상, 제2 실시형태에 대해서 설명하였다. 상기한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 방법에 있어서, 공정 c)는, 공정 c-1) 및 공정 c-2)를 포함한다. 공정 c-1)에서는, 플라즈마에 의한 처리가 개시되었을 때의 전극(1110a)의 전압이 측정되고, 측정된 전극(1110a)의 전압의 값이 보존된다. 공정 c-2)에서는, 플라즈마 처리 동안, 전극(1110a)의 전압이 측정되고, 측정된 전극(1110a)의 전압이 미리 정해진 임계값 미만인 경우, 공정 c-1)에서 유지된 값의 전압이 전극(1110a)에 공급된다. 이에 의해, 플라즈마 처리의 시간이 긴 경우라도, 기판(W)과 전극(1110a) 사이의 정전기력 F'의 저하를 억제할 수 있다.
[그 외]
또한, 본원에 개시된 기술은, 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 그 요지의 범위 내에서 수많은 변형이 가능하다.
예컨대, 상기한 각 실시형태에서는, 플라즈마 처리가 개시되기 전에, 전극(1110a)에의 전압의 공급을 차단하여, 전극(1110a)을 플로우팅 상태로 하는데, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 전극(1110a)을 플로우팅 상태로 하는 타이밍은, 플라즈마 처리가 개시된 후여도 좋다. 플라즈마 처리가 개시된 직후라면, 플라즈마에 의해 발생하는 셀프 바이어스는 그다지 크지 않기 때문에, 기판(W)의 대전량은 그다지 커지지 않는다. 그 때문에, 전극(1110a)을 플로우팅 상태로 하는 타이밍은, 플라즈마 처리의 개시 직후여도 좋다.
또한, 상기한 제2 실시형태에 있어서, 제어부(2)는, 플라즈마 처리 중에 전극(1110a)의 전압 VE를 측정 장치(120)에 측정시키고, 측정된 전압 VE의 값이 임계값 VTH 미만이 된 경우에, 전극(1110a)에 전압 VE0을 공급한다. 그러나, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 다른 형태로서, 제어부(2)는, 플라즈마 처리의 계속 시간이 미리 정해진 시간 이상이 된 경우에, 전극(1110a)에 전압 VE0을 공급하여도 좋다. 미리 정해진 시간이란, 예컨대, 플라즈마 처리가 개시되고 나서, 전극(1110a)의 전압이 임계값 VTH 미만이 되기까지의 시간이다.
또는, 플라즈마 처리의 계속 시간이 미리 정해진 시간 이상이 된 경우에, 제어부(2)는, 플라즈마를 일시 정지시키고, 스위치(113)를 온(도통 상태)으로 제어하여, 흡착 처리를 재차 실행하여도 좋다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 플라즈마원의 일례로서, 용량 결합형 플라즈마(CCP)를 이용하여 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치(100)를 설명하였지만, 플라즈마원은 이에 한정되지 않는다. 용량 결합형 플라즈마 이외의 플라즈마원으로서는, 예컨대, 유도 결합 플라즈마(ICP), 마이크로파 여기 표면파 플라즈마(SWP), 전자 사이클로톤 공명 플라즈마(ECP) 및 헬리콘파 여기 플라즈마(HWP) 등을 들 수 있다.
또한, 이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 실제로, 상기한 실시형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기 실시형태는, 첨부된 청구범위 및 그 취지를 일탈하는 일없이, 여러 가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.

Claims (6)

  1. a) 기판 흡착부에 마련된 전극에 전압을 공급함으로써, 상기 기판 흡착부의 상면에 기판을 흡착시키는 공정과,
    b) 상기 전극에 공급되는 전압이 안정된 후에, 상기 전극에의 전압의 공급을 차단함으로써, 상기 전극을 플로우팅 상태로 하는 공정과,
    c) 상기 전극에 공급되는 전압이 안정된 후에, 플라즈마에 의해, 상기 기판 흡착부에 흡착되어 있는 상기 기판의 표면에 미리 정해진 처리를 실시하는 공정
    을 포함하는 플라즈마 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 b)는 상기 c)가 실행되기 전에 실행되는 것인, 플라즈마 처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, d) 플라즈마의 정지 후에, 상기 전극에 저장된 전하를 제거하는 공정을 더 포함하는, 플라즈마 처리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 c)는,
    c-1) 상기 플라즈마에 의한 처리가 개시되었을 때의 상기 전극의 전압을 측정하고, 측정된 상기 전극의 전압의 값을 유지하는 공정과,
    c-2) 상기 플라즈마에 의한 처리 동안, 상기 전극의 전압을 측정하고, 측정된 상기 전극의 전압이 미리 정해진 임계값 미만인 경우, 상기 c-1)에서 유지된 값의 전압을 상기 전극에 공급하는 공정
    을 포함하는 것인, 플라즈마 처리 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 c)는,
    c-1) 상기 플라즈마에 의한 처리가 개시되었을 때의 상기 전극의 전압을 측정하고, 측정된 상기 전극의 전압의 값을 유지하는 공정과,
    c-2) 상기 플라즈마에 의한 처리의 계속 시간이 미리 정해진 시간 이상이 된 경우, 상기 c-1)에서 유지된 값의 전압을 상기 전극에 공급하는 공정
    을 포함하는 것인, 플라즈마 처리 방법.
  6. 전극을 가지며, 상기 전극에 공급된 전압에 의해 기판을 흡착하는 기판 흡착부와,
    상기 전극과 상기 전극에 전압을 공급하는 전원 사이에 마련된 스위치와,
    상기 기판 흡착부를 수용하는 용기와,
    상기 용기 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 용기 내에 RF 전력을 공급하는 RF 전력 공급부와,
    제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는,
    a) 상기 전극에 상기 전원으로부터의 전압이 공급되도록 상기 스위치를 제어함으로써, 상기 기판 흡착부의 상면에 상기 기판을 흡착시키는 공정과,
    b) 상기 전극에 공급되는 전압이 안정된 후에, 상기 전극에의 상기 전원으로부터의 전압의 공급이 차단되도록 상기 스위치를 제어함으로써, 상기 전극을 플로우팅 상태로 하는 공정과,
    c) 상기 전극에 공급되는 전압이 안정된 후에, 상기 용기 내에 상기 RF 전력을 공급하도록 상기 RF 전력 공급부를 제어함으로써, 상기 용기 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마화하고, 플라즈마에 의해, 상기 기판 흡착부에 흡착되어 있는 상기 기판의 표면에 미리 정해진 처리를 실시하는 공정
    을 실행하는 것인, 플라즈마 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6505027B2 (ja) * 2016-01-04 2019-04-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料の離脱方法およびプラズマ処理装置
US10720313B2 (en) * 2017-08-23 2020-07-21 Tokyo Electron Limited Measuring device, measurement method, and plasma processing device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004047511A (ja) 2002-07-08 2004-02-12 Tokyo Electron Ltd 離脱方法、処理方法、静電吸着装置および処理装置

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