本公开涉及一种静电吸附方法和等离子体处理装置。
背景技术：
专利文献1公开了如下一种等离子体处理装置：在载置聚焦环的载置台的内部以与聚焦环相向的方式设置电极，在等离子体处理期间，对电极周期性地施加不同极性的电压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-206935号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
本公开提供一种简易地抑制环构件的吸附力的下降的技术。
用于解决问题的方案
在本公开的一个方式的静电吸附方法中，针对在用于载置基板和环构件的载置台的内部的至少与环构件对应的区域设置的电极，按等离子体处理的每个处理单位施加不同极性的电压，所述基板为等离子体处理的对象，所述环构件包围基板的周围。
发明的效果
根据本公开，能够简易地抑制吸附力的下降。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的等离子体处理装置的概要结构的截面图。
图2是表示第一实施方式所涉及的电极板的设置方式的一例的图。
图3是示意性地表示现有技术的电荷的迁移的图。
图4是示意性地表示第一实施方式所涉及的施加电压的变化模式的一例的图。
图5是示意性地表示第一实施方式所涉及的施加电压的变化模式的一例的图。
图6是说明等离子体处理和wldc的电压的施加模式的图。
图7是说明等离子体处理的电压的施加模式的图。
图8是表示对比较例的施加模式下的传热气体的泄漏量进行测定的实验的结果的一例的图。
图9是表示比较例的施加模式下的每个晶圆的传热气体的平均泄漏量的图。
图10是表示对实施方式的施加模式下的传热气体的泄漏量进行测定的实验的结果的一例的图。
图11是表示实施方式的施加模式下的每个晶圆的传热气体的平均泄漏量的图。
图12是示意性地表示第一实施方式所涉及的施加电压的变化模式的一例的图。
图13a是示意性地表示第一实施方式所涉及的施加电压的变化模式的一例的图。
图13b是示意性地表示第一实施方式所涉及的施加电压的变化模式的一例的图。
图14是表示第一实施方式所涉及的电极板的设置方式的一例的图。
图15是表示第二实施方式所涉及的等离子体处理装置的概要结构的截面图。
图16是示意性地表示第二实施方式所涉及的电荷移动信息的数据结构的一例的图。
附图标记说明
1：等离子体处理装置；10：处理容器；11：基座；21a：第一高频电源；21b：第二高频电源；25：静电吸盘；25a：中心部；25b：外周部；26：电极板；27：直流电源；28：直流电源；29：电极板；30：边缘环；50：控制部；51：工艺控制器；52：用户接口；53：存储部；53a：电荷移动信息；w：晶圆。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明本申请公开的静电吸附方法和等离子体处理装置的实施方式。此外，并不通过本实施方式来限定公开的静电吸附方法和等离子体处理装置。各实施方式在处理内容不矛盾的范围内能够适当组合。
另外，等离子体处理装置向载置台内的电极施加电压来对聚焦环等边缘环进行静电吸附，但有时会发生电荷从边缘环向静电吸盘移动的迁移而使得边缘环的吸附力下降。因此，在专利文献1中，在等离子体处理期间对电极周期性地施加不同极性的电压。但是，在等离子体处理期间周期性地施加不同极性的电压的情况下，需要使切换极性的定时、次数最优化。等离子体处理具有多种多样的制程，使各个制程最优化需要大量的工作量。因此，要求简易地抑制边缘环的吸附力的下降。
(第一实施方式)
接着，对实施方式所涉及的等离子体处理装置1进行说明。图1是表示第一实施方式所涉及的等离子体处理装置1的概要结构的截面图。此外，在第一实施方式中，对等离子体处理装置1为rie(reactiveionetching：反应离子蚀刻)型的等离子体处理装置的例子进行说明，但等离子体处理装置1可以为利用表面等离子体的等离子体蚀刻装置、等离子体cvd装置等。
在图1中，等离子体处理装置1具有安全接地的圆筒型的处理容器10，该处理容器10由金属制成，例如由铝或不锈钢制成。等离子体处理装置1在处理容器10内配设有用于载置半导体晶圆(下面称作“晶圆”。)w的圆板状的基座(下部电极)11，晶圆w是作为等离子体处理的对象的基板。基座11例如由铝构成，并且经由绝缘性的筒状保持构件12支承于筒状支承部13，该筒状支承部13从处理容器10的底部向垂直上方延伸。基座11为本公开的载置台的一例。
在处理容器10的侧壁与筒状支承部13之间形成有排气通路14。在排气通路14的入口或中途配设有环状的挡板15。处理容器10在排气通路14的底部设置有排气口16。该排气口16经由排气管17而与排气装置18连接。排气装置18具有真空泵，用于将处理容器10内的处理空间减压至规定的真空度。另外，排气管17具有作为为可调式蝶形阀的自动压力控制阀(automaticpressurecontrolvalve)(下面称作“apc”)(未图示)。apc自动地进行处理容器10内的压力控制。并且，在处理容器10的侧壁安装有用于将晶圆w的搬入搬出口19进行开闭的闸阀20。
基座11经由第一匹配器22a而与第一高频电源21a连接。另外，基座11经由第二匹配器22b而与第二高频电源21b连接。第一高频电源21a用于产生等离子体，在进行等离子体处理时向基座11供给规定频率(例如100mhz)的高频电力。第二高频电源21b用于吸引离子(用于产生偏压)，在进行等离子体处理时，向基座11供给比第一高频电源21a低的规定频率(例如13mhz)的高频电力。在处理容器10的顶部配设有后述的作为上部电极的喷淋头24，该喷淋头24呈接地电位。由此，从第一高频电源21a和第二高频电源21b向基座11与喷淋头24之间施加两个频率的高频电压。
在基座11的上表面设置有通过静电吸附力来吸附晶圆w的静电吸盘25。静电吸盘25具有用于载置晶圆w的圆板状的中心部25a和以包围中心部25a的方式形成的环状的外周部25b。中心部25a相对于外周部25b向图中上方突出。在外周部25b的上表面以环状地包围中心部25a的方式配置有聚焦环等环状的边缘环30。边缘环30为本公开的环构件的一例。边缘环30通过等离子体处理而被消耗。另外，中心部25a是通过将包括导电膜的电极板26夹在一对介电膜之间来构成的。外周部25b是通过将包括导电膜的电极板29夹在一对介电膜之间来构成的。在本实施方式中，并排配置两个环状的电极板29。电极板26与直流电源27电连接。两个电极板29分别单独地与直流电源28电连接。直流电源27和直流电源28设为能够变更供给的直流电压的水平和极性。直流电源27通过后述的控制部50的控制向电极板26施加直流电压。直流电源28通过后述的控制部50的控制向两个电极板29分别单独地施加直流电压。静电吸盘25通过从直流电源27施加于电极板26的电压而产生库伦力等静电力，通过静电力将晶圆w吸附保持于静电吸盘25。另外，静电吸盘25通过从直流电源28施加于电极板29的电压而产生库伦力等静电力，通过静电力将边缘环30吸附保持于静电吸盘25。此外，在后文中叙述电极板29的设置方式的详情。
另外，在基座11的内部例如设置有沿圆周方向延伸的环状的制冷剂室31。从冷却装置32经由配管33、34向制冷剂室31循环供给规定温度的制冷剂、例如冷却水，通过该制冷剂的温度来控制静电吸盘25上的晶圆w的处理温度。
另外，静电吸盘25经由气体供给线路36而与传热气体供给部35连接。气体供给线路36分支为到达静电吸盘25的中心部25a的晶圆侧线路36a和到达静电吸盘25的外周部25b的边缘环侧线路36b。传热气体供给部35使用晶圆侧线路36a向夹在静电吸盘25的中心部25a与晶圆w之间的空间供给传热气体。另外，传热气体供给部35使用边缘环侧线路36b向夹在静电吸盘25的外周部25b与边缘环30之间的空间供给传热气体。作为传热气体，适合使用具有导热性的气体、例如he气体等。传热气体相当于热介质的一例，传热气体供给部35相当于供给热介质的供给部的一例。
顶部的喷淋头24具有：下表面的电极板37，其具有大量的通气孔37a；以及电极支承体38，其将该电极板37以可装卸的方式支承。另外，电极支承体38在内部设置有缓冲室39，并且在上表面设置有与缓冲室39导通的气体导入口38a。气体导入口38a与气体供给配管41连接。气体供给配管41与处理气体供给部40连接。另外，在处理容器10的周围配置有环状或同心状地延伸的磁体42。
该等离子体处理装置1的各构成要素与控制部50连接。例如，排气装置18、第一高频电源21a、第二高频电源21b、直流电源27、28、冷却装置32、传热气体供给部35以及处理气体供给部40与控制部50连接。控制部50例如为计算机，控制等离子体处理装置1的各构成要素。
控制部50具有用户接口52、存储部53以及具备cpu且控制等离子体处理装置1的各部的工艺控制器51。
用户接口52由用于工序管理者为了管理等离子体处理装置1而进行命令的输入操作的键盘、可视化地显示等离子体处理装置1的运行状况的显示器等构成。
在存储部53中保存有用于通过工艺控制器51的控制来实现由等离子体处理装置1执行的各种处理的控制程序(软件)、存储有处理条件数据等的制程。而且，根据需要通过来自用户接口52的指示等从存储部53调出任意的制程并且使工艺控制器51执行该制程，由此在工艺控制器51的控制下通过等离子体处理装置1进行期望的处理。
工艺控制器51读出并且执行存储部53中存储的控制程序和制程，由此控制等离子体处理装置1的各部来在等离子体处理装置1中执行期望的处理。例如，工艺控制器51控制等离子体处理装置1的各部来对晶圆w进行等离子体处理。另外，工艺控制器51进行用于对边缘环30进行静电吸附的静电吸附处理。此外，在后文中叙述通过控制部50执行的静电吸附处理的详情。
在进行等离子体处理时，在处理容器10内通过磁体42形成朝向一个方向的水平磁场，并且通过施加于基座11与喷淋头24之间的高频电压形成铅垂方向的rf电场。由此，在处理容器10内经由处理气体进行磁控放电，在基座11的表面附近由处理气体生成高密度的等离子体。
在等离子体处理装置1中，在进行干蚀刻处理时，首先将闸阀20设为打开状态来将作为处理对象的晶圆w搬入处理容器10内，并且载置于静电吸盘25之上。在等离子体处理装置1中，通过处理气体供给部40以规定的流量和流量比向处理容器10内导入处理气体(例如由规定的流量比率的c4f8气体、o2气体以及ar气体构成的混合气体)。在等离子体处理装置1中，通过排气装置18等将处理容器10内的压力设为规定值。在等离子体处理装置1中，通过第一高频电源21a和第二高频电源21b分别向基座11供给高频电力。在等离子体处理装置1中，通过直流电源27向静电吸盘25的电极板26施加直流电压，来将晶圆w吸附于静电吸盘25上。在等离子体处理装置1中，通过直流电源28向静电吸盘25的电极板29施加直流电压，来将边缘环30吸附于静电吸盘25上。从喷淋头24喷出的处理气体如上述的那样等离子体化，利用通过等离子体生成的自由基、离子来蚀刻晶圆w的表面。
接着，对图1所示的电极板29的设置方式进行说明。图2是表示第一实施方式所涉及的电极板的设置方式的一例的图。如图2所示，两个电极板29设置于静电吸盘25的外周部25b的内部的与边缘环30对应的区域。下面，将两个电极板29中的内侧的电极板29设为内周侧电极板29-1，将外侧的电极板29设为外周侧电极板29-2。
内周侧电极板29-1环状地配置于边缘环30的内周侧。外周侧电极板29-2环状地配置于边缘环30的外周侧。内周侧电极板29-1及外周侧电极板29-2与直流电源28电连接。此外，在本实施方式中，对从一个直流电源28向内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2供给电力的情况进行说明，但也可以与内周侧电极板29-1及外周侧电极板29-2相对应地设置两个直流电源28，单独地供给电力。
等离子体处理装置1向内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加电压来对边缘环30进行静电吸附。但是，有时在边缘环30发生电荷移动即迁移而使得边缘环30的吸附力下降。
静电吸盘25的介电膜的材质为陶瓷。作为陶瓷，例如列举氧化铝板、氧化铝喷镀、氧化钇板、氧化钇喷镀等。这样的陶瓷具有温度越高则电阻越低的倾向。因此，在高温、高偏压环境中，发生由于产生从边缘环30向构成静电吸盘25的介电膜的电荷迁移而静电吸盘25的吸附力下降的现象。
图3是示意性地表示现有技术中的电荷迁移的图。在图3中简略地表示静电吸盘25的外周部25b的结构。静电吸盘25包括内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2。例如，如现有技术那样，对内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加固定的正电压来进行对边缘环30的吸附。在该情况下，例如如图3所示，边缘环30的负电荷向内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2上部的介电膜迁移，将边缘环30吸附于静电吸盘25的吸附力下降。
在等离子体处理装置1中，当将边缘环30吸附于静电吸盘25的吸附力下降时，供给至边缘环30与静电吸盘25之间的传热气体的泄漏增加。
在等离子体处理装置1中，当传热气体的泄漏增加时，自边缘环30散热的效率下降，由于来自等离子体处理的热而边缘环30变为高温，从而导致等离子体处理的处理特性发生变动。另外，在等离子体处理装置1中，当传热气体的泄漏增加时，真空度下降而等离子体的特性发生变化，从而导致等离子体处理的处理特性发生变动。
因此，例如如专利文献1那样，考虑在等离子体处理期间对内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2周期性地施加不同极性的电压。
但是，等离子体也受施加于内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2的电压所影响。因此，在想要在等离子体处理期间切换施加于内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2的电压来减少迁移的电荷量的情况下，需要使切换极性的定时、次数最优化。等离子体处理具有多种多样的制程。由于等离子体处理而迁移的电荷量根据等离子体处理的制程而不同。因此，使各个等离子体处理的制程最优化需要大量的工作量。
因此，在本实施方式所涉及的等离子体处理装置1中，按等离子体处理的每个处理单位，针对内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加不同极性的电压。控制部50按等离子体处理的每个处理单位控制直流电源28，使之周期性地施加不同极性的电压。优选的是，不同极性的电压除了极性不同以外为相同程度的电压。不同极性的电压例如设为绝对值相同而极性不同的电压，如 3000v和-3000v等。例如，在针对每个晶圆w对该晶圆w进行等离子体处理后实施后处理的情况下，控制部50按等离子体处理和后处理的单位控制直流电源28，使之向内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加绝对值相同而极性不同的电压。另外，例如在更换晶圆w来对各晶圆w连续地实施等离子体处理的情况下，控制部50每隔规定张数的晶圆w控制直流电源28，使之向内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加绝对值相同而极性不同的电压。
另外，在电极板29设置有多个的情况下，控制部50对相邻的电极板29施加极性不同的电压。例如，控制部50在各个处理单位中控制直流电源28，使之对内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加绝对值相同而极性不同的电压。
在此，说明使针对电极板29的施加电压发生变化的变化模式的具体例。首先，说明按等离子体处理和后处理的单位使针对电极板29的施加电压发生变化的变化模式。
图4是示意性地表示第一实施方式所涉及的施加电压的变化模式的一例的图。在图4中表示对连续的两张晶圆w分别依次实施等离子体处理和后处理的情况下的内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2的施加电压的变化模式。后处理设为无晶圆干洗，如在不载置晶圆w的状态下对由于等离子体处理产生的沉积物进行清洗等。下面，将无晶圆干洗也称作wldc。此外，后处理并不限定为无晶圆干洗，可以为在等离子体处理之后实施的任何处理。
控制部50按等离子体处理和后处理(例如wldc)的单位控制直流电源28，使之对内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加不同极性的电压。另外，控制部50在各个处理单位中控制直流电源28，使之对内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加不同极性的电压。
例如，在图4的情况下，在第一张晶圆w的等离子体处理中，对内周侧电极板29-1施加极性为正的规定电压，对外周侧电极板29-2施加极性为负的规定电压。由此，在边缘环30的内侧，由于向内周侧电极板29-1施加了正电压而在边缘环30产生负电荷，边缘环30被吸附。产生的负电荷的一部分迁移(migration)至静电吸盘25的介电膜。在边缘环30的外侧，由于向外周侧电极板29-2施加了负电压而在边缘环30产生正电荷，边缘环30被吸附。产生的正电荷的一部分迁移至静电吸盘25的介电膜。
在第一张的wldc中，切换向内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加的电压的极性，向内周侧电极板29-1施加极性为负的规定电压，向外周侧电极板29-2施加极性为正的规定电压。由此，在边缘环30的内侧，由于向内周侧电极板29-1施加了负电压而在边缘环30产生正电荷。另外，在边缘环30的外侧，由于向外周侧电极板29-2施加了正电压而在边缘环30产生负电荷。在边缘环30的内侧，由于向内周侧电极板29-1施加了负电压，并且还存在在第一张的等离子体处理中迁移至静电吸盘25的介电膜的负电荷，因此边缘环30的吸附力提升。在边缘环30的外侧也是，由于向外周侧电极板29-2施加了正电压，并且还存在在第一张的等离子体处理中迁移至静电吸盘25的介电膜的正电荷，因此边缘环30的吸附力提升。在边缘环30的内侧，迁移至静电吸盘25的介电膜的负电荷逐渐迁移至边缘环30。在边缘环30的外侧，迁移至静电吸盘25的介电膜的正电荷逐渐迁移至边缘环30。此外，下面将迁移至静电吸盘25的介电膜的电荷发生迁移后返回边缘环30的情况称作回迁(remigration)。
在第二张晶圆w的等离子体处理中，与第一张的wldc同样地，向内周侧电极板29-1施加极性为负的规定电压，向外周侧电极板29-2施加极性为正的规定电压。由此，在边缘环30的内侧，由于向内周侧电极板29-1施加了负电压而在边缘环30产生正电荷。另外，在边缘环30的外侧，由于向外周侧电极板29-2施加了正电压而在边缘环30产生负电荷。在边缘环30的内侧，由于向内周侧电极板29-1施加了负电压，并且还存在在第一张的等离子体处理中迁移至静电吸盘25的介电膜的负电荷，因此边缘环30的吸附力提升。在边缘环30的外侧也同样，由于向外周侧电极板29-2施加正电压，并且还存在在第一张的等离子体处理中迁移至静电吸盘25的介电膜的正电荷，因此边缘环30的吸附力提升。在边缘环30的内侧，迁移至静电吸盘25的介电膜的负电荷回迁至边缘环30。在边缘环30的外侧，迁移至静电吸盘25的介电膜的正电荷回迁至边缘环30。
在第二张的wldc中，切换向内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加的电压的极性，向内周侧电极板29-1施加极性为正的规定电压，向外周侧电极板29-2施加极性为负的规定电压。由此，在边缘环30的内侧，由于向内周侧电极板29-1施加了正电压而在边缘环30产生负电荷，边缘环30被吸附。在边缘环30的外侧，由于向外周侧电极板29-2施加了负电压而在边缘环30产生正电荷，边缘环30被吸附。
在此，由于等离子体处理而迁移的电荷量根据等离子体处理的制程而不同。另外，一般地说，在针对晶圆w的等离子体处理和wldc中，由于在高温、高偏压环境中实施针对晶圆w的等离子体处理且处理时间也长，因此迁移的电荷量变多。例如，在将由于晶圆w的等离子体处理而迁移的电荷量设为ma、将由于wldc而回迁的电荷量设为ra的情况下，电荷量的差δa如以下的式(1)所示。
δa＝ma-ra>0···(1)
因此，例如在单纯地在等离子体处理和wldc中切换向内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加的电压的极性的情况下，每当晶圆w的处理张数增加时，电荷量的差δa累积。其结果是，边缘环30的吸附力下降，供给至边缘环30与静电吸盘25之间的传热气体的泄漏增加。
因此，在本实施方式中，按等离子体处理和wldc的单位使针对电极板29的施加电压发生变化。在图4中，在实施等离子体处理后且实施wldc之前的定时切换向电极板29施加的电压。由此，如图4所示，在第一张的等离子体处理和第二张的等离子体处理中、以及第一张的wldc和第二张的wldc中，施加于内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2的电压的极性相反。即，以两张为一组的第一张和第二张的施加于内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2的电压的极性相反。关于第一张和第二张的等离子体处理和wldc，除了施加于内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2的电压的极性以外为相同的制程，因此可以认为迁移的电荷量是相同的。在第一张和第二张中，电压的极性相反，因此迁移的电荷量的差δa相反，因此如以下的式(2)所示，能够以两张为一组地消除电荷的迁移。
δa(第一张)-δa(第二张)＝0···(2)
由此，即使在晶圆w的处理张数增加了的情况下，也能够维持将边缘环30吸附于静电吸盘25的吸附力。由此，能够抑制供给至边缘环30与静电吸盘25之间的传热气体的泄漏。
接着，说明在更换晶圆w来对各晶圆w连续地实施等离子体处理的情况下，按规定张数的晶圆w单位使针对电极板29的施加电压发生变化的变化模式。图5是示意性地表示第一实施方式所涉及的施加电压的变化模式的一例的图。在图5中表示连续地对四张晶圆w实施等离子体处理的情况下的内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2的施加电压的变化模式。控制部50每处理一张晶圆w时，控制直流电源28使之对内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加不同极性的规定电压。在图5的例子中，每处理一张晶圆w时，对内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2相互交替地施加正和负的规定电压。在该情况下，也能够以两张为一组地消除迁移的电荷量。例如，在将由于晶圆w的等离子体处理而迁移的电荷量设为ma的情况下，在第一张和第二张中，电荷量ma相反，因此如以下的式(3)所示，能够以两张为一组地消除电荷的迁移。
ma(第一张)-ma(第二张)＝0···(3)
由此，即使在晶圆w的处理张数增加了的情况下，也能够维持将边缘环30吸附于静电吸盘25的吸附力。由此，能够抑制供给至边缘环30与静电吸盘25之间的传热气体的泄漏。
接着，说明对传热气体的泄漏量进行测定的实验的结果。在实验中，更换晶圆w并且对每个晶圆w分别实施等离子体处理和后处置。后处置设为无晶圆干洗(wldc)。作为本实施方式的例子，实施了如图6的“实施方式”所示的电压的施加模式。图6是说明等离子体处理和wldc的电压的施加模式的图。在图6中示意性地表示在等离子体处理和wldc中对内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加的电压的施加模式。在实施方式中，与图4同样地按等离子体处理和wldc的单位在等离子体处理和wldc之间切换施加的电压的极性。另外，在实施方式中，与图4同样地进行切换，使得向内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加不同极性的电压。等离子体处理的“ ，-/-， ”和wldc的“-， / ，-”表示以两张为一组的各种电压的施加模式。“/”的左侧表示第一张的电压的施加模式，“/”的右侧表示第二张的电压的施加模式。另外，在第一张和第二张的电压的施加模式中，“，”的左侧表示内周侧电极板29-1的电压的施加模式，“，”的右侧表示外周侧电极板29-2的电压的施加模式。例如，“ ，-/-， ”表示：对第一张的内周侧电极板29-1施加正电压，对第一张的外周侧电极板29-2施加负电压。另外，“ ，-/-， ”表示：对第二张的内周侧电极板29-1施加负电压，对第二张的外周侧电极板29-2施加正电压。
进行了实验的等离子体处理包括工艺p1～p4这四个工序。图7是说明等离子体处理的电压的施加模式的图。在等离子体处理的工艺p1～p4中，使向内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加的电压不变，维持相同的状态。
例如，“bipolar”表示以两张为一组的第一张晶圆w的等离子体处理的工艺p1～p4中的电压的施加模式。“，”的左侧表示内周侧电极板29-1的电压的施加模式，“，”的右侧表示外周侧电极板29-2的电压的施加模式。例如，与图4同样地，在以两张为一组的第一张晶圆w的等离子体处理中，对内周侧电极板29-1施加正电压，对外周侧电极板29-2施加负电压。“antibipolar”表示以两张为一组的第二张晶圆w的等离子体处理的工艺p1～p4中的电压的施加模式。在以两张为一组的第二张晶圆w的等离子体处理中，向内周侧电极板29-1施加负电压，向外周侧电极板29-2施加正电压。
实施方式的电压的施加模式为对内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2重复进行以下动作：在等离子体处理中施加与之前的wldc同样的电压，在wldc中切换施加的电压的极性。
另外，作为比较例，实施了如图6的“比较例”所示的电压的施加模式。比较例的施加模式为单纯地对等离子体处理和wldc切换了向内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加的电压的极性。在等离子体处理中，向内周侧电极板29-1施加正电压，向外周侧电极板29-2施加负电压。在wldc中，向内周侧电极板29-1施加负电压，向外周侧电极板29-2施加正电压。在等离子体处理中，仅进行图7的“bipolar”所示的模式的电压的施加。
图8是表示对比较例的施加模式下的传热气体的泄漏量进行测定的实验的结果的一例的图。图8表示在使用图6所示的比较例的施加模式对十五张晶圆w实施了处理的情况下的、关于第一张和第十五张晶圆w的工艺p1～p4的传热气体(he气体)的泄漏量。如图8所示，在比较例的施加模式中，第十五张的工艺p1～p4的传热气体的泄漏量相比于第一张增加了。图9是表示比较例的施加模式下的每个晶圆w的传热气体的平均泄漏量的图。图9表示在使用图6所示的比较例的施加模式对十五张晶圆w实施了处理的情况下的第一张至第十五张的工艺p1～p4中的传热气体(he气体)的平均泄漏量。能够判断出：在工艺p1～p4中，从第一张至第十五张，平均泄漏量增加，随着张数增加而传热气体的泄漏量增加。关于泄漏量像这样增加的理由，认为是如上述那样每当晶圆w的处理张数增加时电荷量的差δa累积。
图10是表示对实施方式的施加模式下的传热气体的泄漏量进行测定的实验的结果的一例的图。图10表示使用上述的图6和图7所示的实施方式的施加模式对十五张晶圆w实施了处理的情况下的第一张和第十五张晶圆w中的传热气体(he气体)的泄漏量。如图10所示，在实施方式的施加模式中，呈第一张和第十五张的工艺p1～p4的传热气体的泄漏量同等低的状态。图11是表示实施方式的施加模式下的每个晶圆w的传热气体的平均泄漏量的图。图11表示使用图6所示的实施方式的施加模式对十五张晶圆w实施了处理的情况下的第一张至第十五张的工艺p1～p4中的传热气体(he气体)的平均泄漏量。能够判断出：在工艺p1～p4中，从第一张至第十五张，平均泄漏量不增加，大致固定地推移。
像这样，实施方式的施加模式即使在晶圆w的处理张数增加了的情况下也能够抑制传热气体的泄漏。
此外，施加电压的变化模式并不限定于此。例如如图4的例子所示，在按等离子体处理和后处理的单位对内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加不同极性的电压的情况下，可以在后处理与下一个等离子体处理之间切换电压的极性。图12是示意性地表示第一实施方式所涉及的施加电压的变化模式的一例的图。在图12的例子中，在第一张的wldc和第二张的等离子体处理之间切换向内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加的电压的极性。在该情况下，也是以两张为一组的第一张和第二张的施加于内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2的电压的极性相反。因此，能够以两张为一组地消除电荷的迁移。
另外，在图4的例子中，说明了使以两张为一组的第一张和第二张的施加于内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2的电压的极性相反的情况，但并不限定于此。可以将2n张(n为1以上的自然数)设为一组，使第一张至第n张与第n 1张至第2n张的施加于内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2的电压的极性相反。
另外，在图5的例子中，说明了每处理一张晶圆w时切换施加于电极板29的电压的极性的情况，但不限定于此。可以每处理几张晶圆w时切换施加于电极板29的电压的极性。
另外，电极板29可以在外周部25b形成有一个，也可以形成有三个以上。
图13a是示意性地表示第一实施方式所涉及的施加电压的变化模式的一例的图。图13a的例子表示在外周部25b形成有一个电极板29的情况下的施加电压的变化模式的一例。例如，控制部50可以按等离子体处理的处理单位控制直流电源28，来对电极板29施加不同的极性的电压。例如，在针对每个晶圆w对该晶圆w实施等离子体处理后实施后处理的情况下，控制部50按等离子体处理和后处理的单位控制直流电源28，来对电极板29施加绝对值相同而极性不同的电压。另外，例如在更换晶圆w来对各晶圆w连续地实施等离子体处理的情况下，控制部50按规定张数的晶圆w控制直流电源28，来对内周侧电极板29-1和外周侧电极板29-2施加绝对值相同而极性不同的电压。
图13b是示意性地表示第一实施方式所涉及的施加电压的变化模式的一例的图。图13b的例子表示在外周部25b形成有三个电极板29(29-1、29-2、29-3各一个)的情况下的施加电压的变化模式的一例。例如，控制部50可以按等离子体处理的处理单位控制直流电源28，来对电极板29-1、29-2、29-3施加不同极性的电压。例如，在针对每个晶圆w对该晶圆w实施等离子体处理后实施后处理的情况下，控制部50按等离子体处理和后处理的单位控制直流电源28，来对电极板29-1、29-2、29-3施加绝对值相同而极性不同的电压。另外，例如在更换晶圆w来对各晶圆w连续地实施等离子体处理的情况下，控制部50按规定张数的晶圆w控制直流电源28，来对电极板29-1、29-2、29-3施加绝对值相同而极性不同的电压。另外，控制部50在设置有多个电极板29的情况下，对相邻的电极板29施加极性不同的电压。例如，控制部50控制直流电源28来对电极板29-1、29-3施加正电压，对电极板29-2施加负电压。另外，控制部50控制直流电源28来对电极板29-1、29-3施加负电压，对电极板29-2施加正电压。
另外，可以在外周部25b以沿环状的周向排列的方式配置多个电极板29。
图14是表示第一实施方式所涉及的电极板的设置方式的一例的图。在图14中，在上部表示从上方观察静电吸盘25的外周部25b得到的概要图，在下部表示从侧面观察静电吸盘25的外周部25b得到的概要图。在图14的例子中，在外周部25b以沿周向排列的方式配置有三个电极板29(29-1、29-2、29-3)。在该情况下，控制部50也按等离子体处理的处理单位控制直流电源28，来对电极板29-1、29-2、29-3施加不同极性的电压。
另外，关于本实施方式所涉及的等离子体处理装置1，说明了控制部50控制直流电源28来将施加于电极板29的电压周期性地切换为不同极性的情况，但并不限定于此。等离子体处理装置1也可以是直流电源28自主地将施加于电极板29的电压周期性地切换为不同的极性。
像这样，第一实施方式所涉及的等离子体处理装置1具有载置台(基座11)、电极(电极板29)以及电压施加部(直流电源28)。载置台用于载置作为等离子体处理的对象的基板(晶圆w)和包围基板的周围的环构件(边缘环30)。电极设置于载置台的内部的至少与环构件对应的区域中。电压施加部按等离子体处理的每个处理单位对电极施加不同极性的电压。由此，等离子体处理装置1即使在实施多种多样的制程的等离子体处理的情况下，也能够简易地抑制环构件(边缘环30)的吸附力的下降。其结果是，等离子体处理装置1能够确保夹在静电吸盘25和边缘环30之间的空间的密闭性，在等离子体处理期间，能够抑制供给至夹在边缘环30和静电吸盘25之间的空间的传热气体的泄漏量的增大。
另外，在第一实施方式中，在更换基板来对各基板连续地实施等离子体处理的情况下，将等离子体处理的处理单位设为规定张数的基板单位。另外，在针对每个基板对该基板实施等离子体处理后实施后处理的情况下，将等离子体处理的处理单位设为等离子体处理和后处理的单位。由此，等离子体处理装置1能够消除电荷的迁移，因此能够抑制边缘环30的吸附力的下降。
另外，在第一实施方式中，电极(电极板29-1、29-2、29-3)在环构件的径向设置有多个。由此，等离子体处理装置1能够控制施加于每个电极板29的电压，因此能够针对每个电极板29控制吸附力。
另外，在第一实施方式中，对相邻的电极(电极板29-1、29-2、29-3)施加极性不同的电压。由此，等离子体处理装置1能够提高每个电极板29的吸附力。
(第二实施方式)
接着，对第二实施方式进行说明。图15是表示第二实施方式所涉及的等离子体处理装置1的概要结构的截面图。第二实施方式所涉及的等离子体处理装置1为与图1所示的第一实施方式所涉及的等离子体处理装置1局部相同的结构，因此对相同的部分标注相同的标记并且省略说明，主要说明不同的部分。
在第二实施方式所涉及的等离子体处理装置1中，在存储部53中存储电荷移动信息53a。在电荷移动信息53a中按等离子体处理的每个种类存储有静电吸盘25与边缘环30之间的电荷的移动量。
图16是示意性地表示第二实施方式所涉及的电荷移动信息53a的数据结构的一例的图。在电荷移动信息53a中按等离子体处理的每个种类存储有迁移的电荷量。通过实验、模拟求出并且设定等离子体处理的每个种类的迁移的电荷量。例如，在电荷移动信息53a中将等离子体处理a的迁移的电荷量存储为3，将等离子体处理b的迁移的电荷量存储为1，将等离子体处理c的迁移的电荷量存储为12。
在基板处理开始前，控制部50基于与实施的等离子体处理的种类相应的电荷移动信息53a，根据实施的等离子体处理的种类，针对实施的等离子体处理的每个处理单位决定施加于电极板29的电压的极性的施加模式，以使静电吸盘25与边缘环30之间的迁移的电荷量不超过某个阈值。阈值例如为由于电荷从边缘环30向静电吸盘25移动而边缘环30的吸附力下降并且边缘环30从静电吸盘25剥离时的迁移的电荷量。电荷量的阈值可以存储于存储部53中，也可以通过用户接口52等从外部设定该电荷量的阈值。例如，在存储部53中将电荷量的阈值存储为10。在等离子体处理a开始前，控制部50根据等离子体处理a的电荷移动信息53a和阈值来决定要施加于电极板29的电压的极性的施加模式。具体地说，在等离子体处理a的迁移的电荷量为3、阈值为10的情况下，通过等离子体处理a处理四张基板时迁移的电荷量为3×4＝12，超过阈值，因此能够以相同极性施加的张数最多为三张。因此，控制部50决定为进行每三张切换极性的控制。但是，控制部50也可以决定为进行每一张或每两张切换极性的控制。另外，作为其它例，在等离子体处理a和后处理即等离子体处理b中的处理开始前，根据等离子体处理a、等离子体处理b的电荷移动信息53a和阈值来决定要施加于电极板29的电压的极性的施加模式。具体地说，在等离子体处理a、等离子体处理b的迁移的电荷量分别为3、1并且阈值为10的情况下，在一张基板处理中迁移的电荷量为3 1＝4，因此当处理三张基板时迁移的电荷量为4×3＝12，超过阈值，因此能够以相同极性施加的张数最多为两张。因此，控制部50决定为进行每两张切换极性的控制。但是，控制部50也可以决定为进行每一张切换极性的控制。作为等离子体处理a和作为后处理的等离子体处理b的处理例，设是等离子体处理a和等离子体处理b为相同极性(如果等离子体处理a中的内周侧电极板29-1： 、外周侧电极板29-2：-，则等离子体处理b中的内周侧电极板29-1： 、外周侧电极板29-2：-)来计算迁移的电荷量，但也可以切换等离子体处理a和等离子体处理b的极性(如果等离子体处理a中的内周侧电极板29-1： 、外周侧电极板29-2：-，则等离子体处理b中的内周侧电极板29-1：-、外周侧电极板29-2： )来进行计算。也就是说，在一张基板处理中迁移的电荷量为3 (-1)＝2，因此当处理六张基板时迁移的电荷量为2×6＝12，超过阈值，因此能够以相同极性施加的张数最多为5张。因此，控制部50可以决定为进行每五张切换极性的控制，在该情况下，还可以决定为进行每一张～四张切换极性的控制。此外，在等离子体处理c中的处理开始前将等离子体处理c的迁移的电荷量和阈值分别存储为12和10，控制部50当根据这些信息直接开始处理时，在第一张基板处理中边缘环可能会从静电吸盘剥离，因此可以输出禁止开始处理的通知。
像这样，第二实施方式所涉及的等离子体处理装置1在基板处理开始前，基于与实施的等离子体处理的种类相应的电荷移动信息和阈值来决定实施的等离子体处理的每个处理单位的电压的极性的施加模式，来使施加于电极的电压的极性变化。例如，等离子体处理装置1基于电荷移动信息53a，根据实施的等离子体处理的种类，针对实施的等离子体处理的每个处理单位改变施加于电极的电压的极性，以使电荷的移动少。由此，等离子体处理装置1即使在实施各种等离子体处理的情况下，也能够抑制边缘环30的吸附力的下降，另外，能够预防在第一张的基板处理中边缘环从静电吸盘剥离这样的故障。
以上说明了实施方式，但应该认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非限制性的。实际上，上述的实施方式能够以多种方式具体实现。另外，上述的实施方式在不脱离权利要求书及其主旨的情况下可以以各种方式进行省略、置换、变更。
例如，在实施方式中，以将等离子体处理装置1设为电容耦合等离子体(ccp：capacitivelycoupledplasma)的等离子体蚀刻装置的结构的情况为例进行了说明，但不限定为上述的实施方式，能够构成各种变形方式。例如，上述的等离子体处理装置1为ccp类型的等离子体处理装置1，但能够采用任意的等离子体处理装置1。例如，等离子体处理装置1能够应用于电感耦合等离子体(inductivelycoupledplasma(icp))、径向线缝隙天线(radiallineslotantenna)、电子回旋共振等离子体(electroncyclotronresonanceplasma(ecr))、螺旋波等离子体(heliconwaveplasma(hwp))等任意类型。
另外，在实施方式中，以将基板设为半导体晶圆的情况为例进行了说明，但并不限定于此。半导体晶圆可以为硅，也可以为gaas、sic、gan等化合物半导体。并且，基板不限定于半导体晶圆，也能够应用于在液晶显示装置等fpd(平板显示器)中使用的玻璃基板、陶瓷基板等。
1.一种静电吸附方法，在该静电吸附方法中，
针对在用于载置基板和环构件的载置台的内部的至少与所述环构件对应的区域设置的电极，按等离子体处理的每个处理单位施加不同极性的电压，所述基板为等离子体处理的对象，所述环构件包围所述基板的周围。
2.根据权利要求1所述的静电吸附方法，其特征在于，
在更换所述基板来对各基板连续地实施等离子体处理的情况下，所述处理单位设为规定张数的基板单位，在针对每个所述基板对该基板实施等离子体处理后实施后处理的情况下，所述处理单位设为所述等离子体处理和所述后处理的单位。
3.根据权利要求1或2所述的静电吸附方法，其特征在于，
所述电极在所述环构件的径向上设置有多个。
4.根据权利要求3所述的静电吸附方法，其特征在于，
对相邻的所述电极施加极性不同的电压。
5.根据权利要求2所述的静电吸附方法，其特征在于，
所述后处理为在所述载置台上不载置所述基板的状态下实施的干洗。
6.根据权利要求5所述的静电吸附方法，其特征在于，
在所述等离子体处理与所述干洗之间切换施加于所述电极的电压的极性。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的静电吸附方法，其特征在于，
在基板处理开始前，基于与实施的等离子体处理的种类相应的电荷移动信息以及阈值，决定按实施的等离子体处理的每个处理单位进行的电压的极性的施加模式，来改变施加于电极的电压的极性。
8.一种等离子体处理装置，具有：
载置台，其用于载置作为等离子体处理的对象的基板和包围所述基板的周围的环构件；以及
电极，其设置于所述载置台的内部的至少与环构件对应的区域；以及
电压施加部，其按等离子体处理的每个处理单位对所述电极施加不同极性的电压。
技术总结