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CN102117733A - 基板处理装置及其清洁方法 - Google Patents

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CN102117733A CN2010105615324A CN201010561532A CN102117733A CN 102117733 A CN102117733 A CN 102117733A CN 2010105615324 A CN2010105615324 A CN 2010105615324A CN 201010561532 A CN201010561532 A CN 201010561532A CN 102117733 A CN102117733 A CN 102117733A
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Abstract

提供一种基板处理装置及其清洁方法，不使下部电极的自偏压升高就能够提高基板载置台的附着物的去除率。在规定处理条件下清洁处理室(102)内时，按照根据下部电极(111)的自偏压以如下方式设定的流量比将含有O2气体和惰性气体的处理气体提供给处理室内，对下部电极(111)与上部电极(120)的电极之间施加高频电力来产生等离子体，该方式为：上述下部电极的自偏压的绝对值越小，上述O2气体的流量比越小，而惰性气体的流量比越大。

Description

基板处理装置及其清洁方法
技术领域
本发明涉及一种清洁处理室内的基板处理装置、其清洁方法以及记录有程序的记录介质，其中，该处理室内具备例如载置半导体晶圆、FPD基板等基板的基板载置台。
背景技术
制造半导体设备的基板处理装置构成为设置有载置台和处理室，其中，上述载置台例如载置半导体晶圆、液晶基板等基板并具备下部电极，上述处理室具备与上述下部电极相对地配置的上部电极。在这种基板处理装置中进行蚀刻、成膜等等离子体处理的情况下，在载置台上的静电卡盘等上载置并吸附保持基板，将规定的处理气体导入到处理室内，在电极之间产生等离子体，由此对基板实施等离子体处理。
在这种基板处理装置中，适当地去除在处理室内处理基板时产生的反应产物、从外部混入到处理室内的细颗粒等微粒(微细颗粒状的异物)变得重要。
例如微粒侵入到基板的背面侧，因此在载置有该基板的载置台上也附着微粒。特别是，在载置台的周缘部中容易附着微粒。如果放任不管而重复进行等离子体处理，则这样附着的附着物(例如CF共聚物)在重复进行等离子体处理时不断堆积，因此导致载置台吸附基板的吸附保持力降低或者在利用搬运臂将基板载置到载置台时产生基板位置偏差这种问题。
另外，如果载置在载置台上的基板的背面附着微粒，则有可能在下一个工序中问题会扩大。并且，当在处理室内残留微粒时，附着在基板上，由此有可能对该基板的处理带来影响，从而产生无法确保在基板上最终制造的半导体设备的质量等问题。
作为有效去除这种处理室内的微粒的方法，例如在专利文献1中记载了以下清洁方法：在从载置台取下基板的状态下将O2气体导入到处理室内来生成等离子体并产生自由基，使在该自由基与堆积在载置台上的附着物之间起化学反应，由此从载置台去除附着物。另外，在专利文献3至4中公开了以下清洁方法：使含有氧等氧化物的稀有气体进行等离子体化来产生自由基、离子，由此去除处理室内的微粒。
专利文献1：日本特开2006-19626号公报
专利文献2：日本特开平8-97189号公报
专利文献3：日本特开2005-142198号公报
专利文献4：日本特开2009-65170号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，微粒附着在载置台(或者兼作载置台的下部电极)而堆积的附着物会形成共聚物(例如CF共聚物)，因此即使将上述O2气体进行等离子体化来进行清洁，去除附着物也很费时。
这一点，为了提高附着物的去除率，认为例如尽可能降低处理室内压力或者增加施加到电极的高频电力，由此使下部电极的自偏压(self-bias voltage)升高来使自由基、离子的能量上升即可。
然而，在载置台上不载置基板而进行的无晶圆清洁时，载置台的表面暴露于等离子体，因此越使下部电极的自偏压升高，离子等的冲击越大，因此导致载置台的表面容易受到损伤这种问题。
因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种不使自偏压升高就能够提高附着物的去除率的清洁方法等。
用于解决问题的方案
通常认为，在处理室内的清洁中使用O2气体和惰性气体的混合气体的情况下，越增加惰性气体的流量比，O2气体的分压越下降，因此附着物的去除率也变小。然而，本发明者们在处理室内压力、第一和第二高频电力较小的范围(例如下部电极的自偏压为50V以下或者160V以下的范围)、即离子能量较小的范围内尝试进行了实际的试验，意外发现了如下范围：以O2气体的流量比减小的方式增加惰性气体，附着物的去除率更高。以下发明是根据这种观点导出得到的。
为了解决上述问题，根据本发明的某一个观点，提供一种基板处理装置的清洁方法，对基板处理装置的处理室内进行清洁，该处理室构成为能够减压，在该处理室内相对置地配置上部电极和下部电极并且具备设置有上述下部电极的基板载置台，该基板处理装置的清洁方法的特征在于，在规定处理条件下清洁上述处理室内时，按照根据上述下部电极的自偏压以如下方式设定的流量比将含有O2气体和惰性气体的处理气体提供给上述处理室内，对上述上部电极和下部电极之间施加高频电力来产生等离子体，该方式为：上述下部电极的自偏压的绝对值越小，上述O2气体的流量比越小，而惰性气体的流量比越大。
为了解决上述问题，根据本发明的其它观点，提供一种基板处理装置，其特征在于，该基板处理装置设置有以下部分：处理室，其构成为能够减压；上部电极和下部电极，该上部电极和下部电极相对置地配置于上述处理室内；基板载置台，其设置有上述下部电极；电力供给装置，其将规定的高频电力提供给上述上部电极和下部电极之间；气体供给部，其将O2气体和惰性气体作为清洁用的处理气体提供给上述处理室内；排气部，其对上述处理室内进行排气来将上述处理室内减压到规定压力；存储部，其对在规定处理条件下清洁上述处理室内时的上述处理气体的流量比进行存储，该处理气体的流量比是根据上述下部电极的自偏压以如下方式设定的，该方式为：上述下部电极的自偏压的绝对值越小，上述O2气体的流量比越小，而惰性气体的流量比越大；以及控制部，其在清洁上述处理室内时，从上述存储部读取与上述自偏压对应的流量比，按照该流量比使上述气体供给部提供上述O2气体和上述惰性气体，使上述电力供给装置对上述上部电极和下部电极之间施加规定的高频电力来生成等离子体。
为了解决上述问题，根据本发明的其它观点，提供一种记录介质，是计算机可读取的记录介质，其特征在于，记录有执行上述清洁方法的程序。
另外，在上述清洁方法以及基板处理装置中，优选为，上述惰性气体为Ar气体，在上述自偏压的绝对值为50V以下的处理条件下进行清洁的情况下，以上述O2气体的流量比为上述处理气体整体的8％以上且小于33％的方式设定上述O2气体和上述Ar气体的流量比。
在这种情况下，还在上述自偏压的绝对值为大于50V且小于160V的处理条件下进行清洁的情况下，优选为以上述O2气体的流量比为上述处理气体整体的33％以上且小于100％的方式设定上述各气体的流量比。
此外，在本说明书中将1mTorr设为(10-3×101325/760)Pa，将1sccm设为(10-6/60)m3/sec。
发明的效果
根据本发明，根据下部电极的自偏压来设定为O2气体的流量比变小而Ar气体的流量比变大，由此不使自偏压升高就能够提高附着物的去除率。由此，能够抑制载置台的表面受到损伤，同时能够缩短去除附着物的时间。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的等离子体处理装置的截面图。
图2是图1示出的载置台的放大图。
图3A是用表来表示将处理室内压力设为100mTorr时的处理气体的流量比与去除率的关系的图。
图3B是用表来表示将处理室内压力设为200mTorr时的处理气体的流量比与去除率的关系的图。
图3C是用表来表示将处理室内压力设为400mTorr时的处理气体的流量比与去除率的关系的图。
图3D是用表来表示将处理室内压力设为750mTorr时的处理气体的流量比与去除率的关系的图。
图4A是表示用纵轴表示图3A～图3D的晶圆W的周缘部的去除率、用横轴表示处理气体的流量比来汇总的表的图。
图4B是表示在图4A中以Ar气体的流量比为0(O2气体为100％)的去除率来将各流量比的去除率基准化而得到的表的图。
图5A是表示在处理室内压力为100mTorr的情况下改变第一高频电力的大小时的处理气体的流量比与去除率的关系的图。
图5B是表示在图5A中以Ar气体的流量比为0(O2气体为100％)的去除率来将各流量比的去除率基准化而得到的表的图。
图6A是表示在处理室内压力为400mTorr的情况下改变第二高频电力的大小时的处理气体的流量比与去除率的关系的图。
图6B是表示在图5A中以Ar气体的流量比为0(O2气体为100％)的去除率来将各流量比的去除率基准化而得到的表的图。
图7A是表示在处理室内压力为100mTorr的情况下改变第二高频电力的大小时的处理气体的流量比与去除率的关系的图。
图7B是表示在图5A中以Ar气体的流量比为0(O2气体为100％)的去除率来将各流量比的去除率基准化而得到的表的图。
图8是用表来表示自偏压的绝对值与去除率的关系的图。
附图标记说明
100：等离子体处理装置；102：处理室；104：筒状部；106：筒状保持部；108：闸阀；110：载置台；111：下部电极；112：静电卡盘；114：静电卡盘电极；115：直流电源；116：冷却介质室；118：导热气体供给线；119：聚焦环；120：上部电极；122：处理气体供给部；123：配管；124：电极板；125：气体通气孔；126：电极支承体；127：缓冲室；128：气体导入口；130：排气通路；132：隔板；134：排气口；136：排气部；140：电力供给装置；142：第一高频电力供给机构；144：第一滤波器；146：第一匹配器；148：第一电源；152：第二高频电力供给机构；154：第二滤波器；156：第二匹配器；158：第二电源；160：控制部；162：操作部；164：存储部；170：磁场形成部；172：上部磁环(magnet ring)；174：下部磁环；W：晶圆。
具体实施方式
下面，参照附图来详细说明本发明的优选实施方式。此外，在本发明的说明书以及附图中，对实质上具有相同功能结构的结构要素附加相同附图标记而省略重复说明。
(基板处理装置的结构例)
首先，参照附图来说明本发明的实施方式所涉及的基板处理装置的结构例。在此，作为基板处理装置以等离子体处理装置为例来进行说明，该等离子体处理装置对一个电极(下部电极)重叠施加例如具有40MHz的较高频率的第一高频电力(等离子体产生用高频电力)以及例如具有13.56MHz的较低频率的第二高频电力(偏压用高频电力)，来对形成于晶圆上的被蚀刻膜进行蚀刻。图1是表示本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1示出的等离子体处理装置100具备处理室(反应室)102，该处理室(反应室)102具有处理容器，该处理容器由例如表面被阳极氧化处理(铝阳极化处理)的铝或者不锈钢等金属构成为呈圆筒形状。处理室102被接地连接。在处理室102内设置有基板载置台(下面简单称为“载置台”)110，该基板载置台110载置基板、例如半导体晶圆(下面还简单称为“晶圆”)W。载置台110具备圆板状的下部电极(基座)111，在该下部电极111的上方相对置地配置有上部电极120，该上部电极120兼作导入处理气体、吹扫气体等的喷头。
下部电极111例如由铝构成。通过绝缘性的筒状保持部106，下部电极111被保持在从处理室102的底部向垂直上方延伸的筒状部104上。在下部电极111上表面设置有静电卡盘112，该静电卡盘112用于通过静电吸附力来保持晶圆W。静电卡盘112构成为例如在绝缘膜内夹持包括导电膜的静电卡盘电极114。直流电源115与静电卡盘电极114进行电连接。通过使用该静电卡盘112，利用来自直流电源115的直流电压并通过库仑力能够将晶圆W吸附保持在静电卡盘112上。
在下部电极111内部设置有冷却机构。该冷却机构构成为例如通过配管将来自未图示的冷却装置的规定温度的冷却介质(例如冷却水)循环提供给下部电极111内的在圆周方向上延伸的冷却室116。能够通过冷却介质的温度来控制静电卡盘112上的晶圆W的处理温度。
在下部电极111与静电卡盘112上以朝向晶圆W的背面的方式配置有导热气体供给线118。例如将He气体等导热气体(back gas)导入到导热气体供给线118，提供给静电卡盘112上表面和晶圆W背面之间。由此，加快下部电极111与晶圆W之间的热传导。以包围载置在静电卡盘112上的晶圆W的周围的方式配置有聚焦环119。聚焦环119例如由石英、硅构成，被设置于筒状保持部106上表面。
将上部电极120设置于处理室102的顶部。上部电极120被接地连接。处理气体供给部122通过配管123与上部电极120相连接，该处理气体供给部122提供在处理室102内的处理所需的气体。处理气体供给部122包括气体供给源、对来自气体供给源的气体的导入进行控制的阀以及质量流量控制器，其中，上述气体供给源提供例如对处理室102内的晶圆进行工艺处理、对处理室102内进行清洁处理等所需的处理气体、吹扫气体等。
上部电极120具有电极板124和电极支承体126，该电极板124具有多个气体通气孔125并作为上部电极120的下表面，该电极支承体126可拆卸地支承该电极板124。在电极支承体126内部设置有缓冲室127。上述处理气体供给部122的配管123与该缓冲室127的气体导入口128相连接。
在图1中为了简单进行说明，利用一个系统的气体线来表现处理气体供给部122，但是处理气体供给部122并不限于提供单一气体种类的处理气体的情况，也可以供给多个气体种类作为处理气体。在这种情况下，也可以设置多个气体供给源，将处理气体供给部122构成为多个系统的气体线，在各气体线上设置质量流量控制器。
作为通过这种处理气体供给部122来提供到处理室102内的处理气体，例如在氧化膜的蚀刻中使用含有Cl等的卤素气体。具体地说，在对SiO2膜等硅氧化膜进行蚀刻的情况下，使用CHF3气体等作为处理气体。在对HfO2、HfSiO2、ZrO2、ZrSiO4等高电解质薄膜进行蚀刻的情况下，将BCl3气体作为处理气体而使用，或者将BCl3气体和O2气体的混合气体作为处理气体而使用。在对多晶硅膜进行蚀刻的情况下，将HBr气体和O2气体的混合气体等作为处理气体而使用。
另外，在处理室102内的清洁中，例如使用O2气体的单一气体、O2气体与惰性气体(Ar气体、He气体等)的混合气体。在本实施方式所涉及的清洁处理中以使用O2气体与Ar气体的混合气体作为其处理气体的情况为例来进行说明。
在处理室102的侧壁与筒状部104之间形成排气通路130，在该排气通路130的入口或者两端之间安装环状的隔板132，并且在排气通路130的底部设置有排气口134。排气部136通过排气管与该排气口134相连接。排气部136例如具备真空泵，能够将处理室102内减压到规定的真空度为止。另外，在处理室102的侧壁安装有闸阀108，该闸阀108关闭和打开晶圆W的搬入搬出口。
供给双频重叠电力的电力供给装置140与下部电极111相连接。电力供给装置140包括第一高频电力供给机构142和第二高频电力供给机构152，该第一高频电力供给机构142提供第一频率的第一高频电力(等离子体产生用高频电力)，该第二高频电力供给机构152提供低于第一频率的第二频率的第二高频电力(偏压产生用高频电力)。
第一高频电力供给机构142具有从下部电极111侧依次进行连接的第一滤波器144、第一匹配器146以及第一电源148。第一滤波器144防止第二频率的电力成分侵入到第一匹配器146侧。第一匹配器146对第一高频电力成分进行匹配。
第二高频电力供给机构152具有从下部电极111侧依次进行连接的第二滤波器154、第二匹配器156以及第二电源158。第二滤波器154防止第一频率的电力成分侵入到第二匹配器156侧。第二匹配器156对第二高频电力成分进行匹配。
以包围处理室102周围的方式配置磁场形成部170。磁场形成部170具备沿着处理室102的周围而上下分开地配置的上部磁环172和下部磁环174，使处理室102内产生包围等离子体处理空间的勾形磁场(Cusp Magnetic Field)。
控制部(整体控制装置)160与等离子体处理装置100相连接，由该控制部160对等离子体处理装置100的各部进行控制。另外，操作部162与控制部160相连接，该操作部162包括键盘、显示器等，其中，操作员为了管理等离子体处理装置100而对上述键盘输入操作命令等，上述显示器以可视化的方式对等离子体处理装置100的运行状况进行显示。
并且，存储部164与控制部160相连接，该存储部164存储有通过控制部160的控制来实现在等离子体处理装置100中执行的各种处理(对晶圆W进行等离子体处理等)的程序、执行程序所需的处理条件(制程程序)等。
在存储部164中例如存储有多个处理条件(制程程序)。各处理条件是汇总对等离子体处理装置100的各部进行控制的控制参数、设定参数等多个参数值而得到的。各处理条件例如具有处理气体的流量比、处理室内压力以及高频电力等参数值。
此外，可以将这些程序、处理条件存储在硬盘、半导体存储器，并且也可以在CD-ROM、DVD等便携式的可由计算机读取的存储介质中容纳的状态下设定于存储部164的规定位置。
控制部160根据来自操作部162的指示等从存储部164读取期望的程序、处理条件来控制各部，由此执行等离子体处理装置100的期望的处理。另外，能够通过来自操作部162的操作来编辑处理条件。
(等离子体处理装置的动作)
接着，说明上述结构的等离子体处理装置100的动作。例如在对晶圆W进行等离子体蚀刻处理的情况下，将未处理晶圆W通过未图示的搬运臂从闸阀108搬入到处理室102。当将晶圆W载置到载置台110上、即静电卡盘112上时，接通直流电源115将晶圆W吸附保持在静电卡盘112上，由此开始进行等离子体蚀刻处理。
根据预先设定的工艺制程程序来执行等离子体蚀刻处理。具体地说，将处理室102内减压到规定的压力，将规定的处理气体(例如含有C4F8气体、O2气体以及Ar气体的混合气体)从上部电极120以规定流量以及流量比导入到处理室102内。
在这种状态下，从第一电源148向下部电极111提供10MHz以上的、例如100MHz的高频电力作为第一高频电力，从第二电源158向下部电极111提供2MHz以上且小于10MHz的、例如3MHz的高频电力作为第二高频电力。由此，在下部电极111与上部电极120之间通过第一高频电力的作用产生处理气体的等离子体，并且在下部电极111中通过第二高频电力的作用产生自偏压(-Vdc)，能够对晶圆W执行等离子体蚀刻处理。这样，将第一高频电力和第二高频电力提供到下部电极111并使该第一高频电力和第二高频电力重叠，由此能够适当地控制等离子体来进行良好的等离子体蚀刻处理。
当结束蚀刻处理时，断开直流电源115来去除静电卡盘112的吸附保持力，将晶圆W通过未图示的搬运臂从闸阀108搬出。
当执行这种晶圆W的等离子体蚀刻处理时，在处理室102内产生等离子体处理的反应产物等微粒。该微粒不仅附着于处理室102内的侧壁，还附着于配置在处理室102内的载置台110等。例如图2示出的微粒还进入到晶圆W与聚焦环119之间而还附着于静电卡盘112的周缘部的上侧。
当放任不管这样附着的附着物(例如CF共聚物)时，每次重复进行等离子体处理时附着物不断堆积，因此导致使晶圆W的吸附保持力降低或者在利用搬运臂将晶圆W载置到静电卡盘112上时晶圆W产生位置偏差这种问题。另外，当附着物的一部分被切削而分离时，有时还附着于晶圆W上。当附着于晶圆W时，导致由此制造的半导体设备的布线短路等，成为成品率下降的主要原因。
因此，在等离子体处理装置100中，以固定定时对处理室102内进行清洁处理。例如可以在每次对一个晶圆W进行等离子体蚀刻处理结束时进行清洁处理，并且也可以在每次对一批(例如二十五个)晶圆W进行等离子体蚀刻处理结束时进行清洁处理。
在清洁处理中，将清洁用的处理气体导入到处理室102内，保持规定压力。在这种状态下，从第一电源148向下部电极111提供10MHz以上的、例如100MHz的高频电力作为第一高频电力，从第二电源158向下部电极111提供2MHz以上且小于10MHz的、例如3MHz的高频电力作为第二高频电力。由此，在下部电极111与上部电极120之间通过第一高频电力的作用产生处理气体的等离子体，并且在下部电极111中通过第二高频电力的作用产生自偏压，由此能够对处理室102内执行清洁处理。
(在清洁处理中使用的处理气体)
在这种清洁处理中，通常使用O2气体作为处理气体来利用O2等离子体来去除附着物。然而，O2等离子体存在去除率较低并费时这种问题。特别是，附着于图2示出的静电卡盘112的周缘部的上侧的附着物形成共聚物(例如CF共聚物)，因此去除时费时。
这一点，为了提高附着物的去除率，例如尽可能降低处理室102内的压力或者增加施加到各电极的高频电力，由此最容易使下部电极111的自偏压升高。然而，在静电卡盘112上不载置晶圆W而进行的无晶圆清洁时，静电卡盘112的表面暴露于等离子体。因此，越使下部电极111的自偏压升高，离子冲击就越大，因而导致静电卡盘112的表面容易受到损伤。
因此，通过进行各种试验本发明者们发现：使用O2气体和惰性气体(例如Ar气体)的混合气体作为清洁处理的处理气体，仅改变其流量比而不使自偏压升高就能够提高去除率。由此，能够抑制静电卡盘112的表面受到损伤，同时能够提高附着物的去除率。
更具体地进行说明，发明者们通过试验确认了处理室102内的压力、第一高频电力(等离子体产生用高频电力)以及第二高频电力(偏压产生用高频电力)相对于O2气体和惰性气体的流量比的关系，得到了出乎意料的结果。
通常认为，在使用O2气体和惰性气体的混合气体的情况下，越增大惰性气体的流量比，O2气体的分压越下降，因此附着物的去除率也变小。然而，在实际试验中，由试验结果判明如下范围：根据处理室内压力、第一和第二高频电力的大小，以减小O2气体的流量比的方式增加Ar气体，附着物的去除率更高。
下面，参照附图来说明这些试验结果。首先，说明关于改变清洁处理中的处理室内压力时的处理气体的流量比与附着物的去除率的关系的试验结果。在该试验中，使用O2气体和Ar气体的混合气体作为处理气体，在与清洁处理条件相同的条件下对直径300mm的晶圆W进行蚀刻，测量其蚀刻率作为附着物的去除率，其中，该晶圆W形成有与附着于下部电极的成分相同的CF共聚物。
图3A～图3D分别为用曲线图表示将处理室内压力设为100mTorr、200mTorr、400mTorr、750mTorr时改变处理气体的流量比来测量得到的去除率的图。将处理气体整体的流量作为1000sccm并改变O2气体和Ar气体的流量比来进行蚀刻(清洁)。
具体地说，在图3A～图3D中如通常例那样也通过O2气体的流量比/Ar气体的流量比来表示时，分别以1000sccm/0sccm(O2气体100％)、750sccm/250sccm(O2气体75％)、500sccm/500sccm(O2气体50％)、150sccm/850sccm(O2气体15％)、50sccm/950sccm(O2气体5％)、10sccm/990sccm(O2气体1％)进行蚀刻来测量了去除率。此外，其它处理条件为以下处理条件。
[处理条件]
第一高频电力：500W
第二高频电力：0W
上部电极温度：60deg
侧壁温度：60deg
下部电极温度：40deg
处理时间：30sec
根据图3A～图3D，如果整体地观察晶圆W的面内位置，则在图3A、图3B示出的100mTorr、200mTorr的情况下，越是以减小O2气体的流量比的方式增加Ar气体，去除率越下降。与此相对，在图3C、图3D示出的400mTorr、750mTorr的情况下，越是以减小O2气体的流量比的方式增加Ar气体，去除率越提高。而且，可知当减小O2气体的流量比时，周缘部的去除率高于晶圆W的中央部。因此，特别是，不会损伤静电卡盘112的中央部而能够提高周缘部的附着物的去除效率这一点效果较大。
因此，当用纵轴表示图3A～图3D的晶圆W的周缘部的去除率、用横轴表示处理气体的流量比来汇总时，形成图4A、图4B示出的状态。图4A、图4B的横轴是以Ar气体/(Ar气体+O2气体)的百分率来表示处理气体的流量比，因此流量比0％为O2气体100％，流量比100％为O2气体0％。
图4A是将从晶圆W的外缘向中心部的1mm的位置(在图3A～图3D中-149mm的位置)的去除率按照每个压力用表来表示的图。图4B是将图4A的Ar气体的流量比0(O2气体100％)的去除率设为基准(1)而使各流量比的去除率基准化的图。即，将各流量比的去除率除以Ar气体的流量比0(O2气体100％)的去除率而得到的值作为曲线图而用表来表示的图。此外，在图4A、图4B中还添加O2气体的流量比/Ar气体的流量比为250sccm/750sccm(O2气体25％)、30sccm/970sccm(O2气体3％)的情况下的试验数据。
根据图4A、图4B，在晶圆W的周缘部的去除率表现为：在100mTorr的情况下，越是以O2气体的流量比减小的方式增加Ar气体，去除率越下降。与此相对，随着压力变高到200mTorr、400mTorr、750mTorr，以O2气体的流量比减小的方式增加Ar气体，去除率变大。特别是，在400mTorr以上时存在与O2气体100％的情况相比去除率大幅变大至大致1.75倍的流量比。但是，在任何压力的情况下O2气体过于低时，去除率也变小，因此优选使用去除率最大处附近的流量比。
另外，当将处理室102内的压力升高到200mTorr、400mTorr、750mTorr时，离子能量减小。于是，根据上述试验结果认为：以O2气体的流量比减小的方式增加Ar气体时，在离子能量越低的范围，去除率越变大，因此进行了试验以验证该情况。
在此，首先，说明即使增加Ar气体去除率也没有那样程度提高的条件、即在处理室内压力为100mTorr、200mTorr时改变施加到下部电极111的第一高频电力的大小来进行的试验结果。具体地说，将第二高频电力固定为0W来改变第一高频电力的大小而进行了与图3A(100mTorr)、图3B(200mTorr)的情况相同的试验。图5A、图5B是在100mTorr的情况下与图4A、图4B同样地用横轴表示晶圆W的周缘部(-149mm的位置)的去除率、用纵轴表示处理气体的流量比来汇总的图。图6A、图6B是在200mTorr的情况下与图4A、图4B同样地用横轴表示晶圆W的周缘部(-149mm的位置)的去除率、用纵轴表示处理气体的流量比来汇总的图。
根据图5A、图5B、图6A、图6B可知，在处理室内压力为100mTorr的情况与200mTorr的情况下，将第一高频电力从500W减小到200W，以减小O2气体的流量比的方式增加Ar气体时的去除率的上升率变大。根据图6A、图6B可知，在200mTorr的情况下去除率的上升率更明显变大。由此可知，即使在处理室内压力为100mTorr的情况与200mTorr的情况下，当通过减小第一高频电力来减小离子能量时，与图3C(400mTorr)、图3D(750mTorr)的情况同样地存在Ar气体增加的效果所呈现的趋势。
接着，说明增加Ar气体时去除率提高的条件、即处理室内压力为400mTorr的情况下增加施加到下部电极111的第二高频电力来增加离子能量的情况下的试验结果。具体地说，将第一高频电力固定为500W来改变第二高频电力的大小而进行了与图3C(400mTorr)的情况相同的试验。图7A、图7B是在400mTorr的情况下与图4A、图4B同样地用横轴表示晶圆W的周缘部(-149mm的位置)的去除率、用纵轴表示处理气体的流量比来汇总的图。
根据图7A、图7B可知，与0W相比，当将第二高频电力升高到150W、300W来增加离子能量时，以O2气体的流量比减小的方式增加Ar气体，去除率也不会提高。由此可知，即使在处理室内压力为400mTorr的情况下，当增加第二高频电力并增加离子能量时，与图3A(100mTorr)、图3B(200mTorr)的情况同样地存在Ar气体增加的效果减弱的趋势。
根据上述试验结果可知，使附着物的去除率提高的Ar气体和O2气体的流量比与离子能量具有紧密关系。离子能量与下部电极的自偏压(-Vdc)的大小对应，因此，在此从上述各试验结果汇总自偏压(-Vdc)与附着物的去除率的关系。图8是用表来表示该关系的图。
图8是选择上述各试验结果中适合于提高去除率的处理气体的流量比来求出此时的自偏压(-Vdc)并用横轴表示其绝对值、用纵轴表示附着物的去除率并用表来表示它们的关系的图。具体地说，根据图4A、图4B等的试验结果在去除率变得最大的范围内选择了处理气体流量比。在此，使用如下情况下的数据：按照O2气体的流量相比于由O2气体和Ar气体构成的处理气体整体的比例8％、33％、100％来进行试验求出去除率。
根据图8，当分别对O2气体8％、33％、100％的数据图进行直线近似时，形成各直线y8、y33、y100。即，这些直线y8、y33、y100的倾斜不同。这些直线y8、y33、y100中的越是出现在上侧的直线越能够提高去除率，因此根据自偏压的范围不同而出现在上侧的直线也发生变化。由此可知，根据自偏压的范围不同，适合于提高去除率的处理气体的流量比发生变化。
例如在自偏压(-Vdc)的绝对值为非常大的160V以上的情况下，直线y100处于最上侧，因此在O2气体100％的情况下，去除率最高。与此相对，在自偏压的绝对值为比上述低的50V以上160V以下的情况下，直线y33处于最上侧，因此在O2气体33％的情况下，去除率最高。并且，在自偏压的绝对值为较低的50V以下的情况下，直线y8处于最上侧，因此在O2气体8％的情况下，去除率最高。
因此考虑，即使在自偏压较小的范围内以O2气体的流量比减小的方式增加Ar气体也能够提高去除率的原因是例如等离子体密度，根据该观点考虑以下情况。Ar气体能够在电离时耗费能量而容易变成Ar离子，与此相对，O2气体离解为氧自由基也需要较多能量，因此仅利用O2气体无法提高等离子体密度。因此，越增加Ar气体，自偏压越降低，因此难以保持较高的去除率，但是相应地Ar离子的数量增加而离子密度、电子密度也增加，因此加快O2气体的离解。因而推断，在自偏压较小的范围中，增加Ar气体会使O2气体容易电离，由此能够大幅提高附着物的去除效率。
因此，在本实施方式的清洁处理中，在规定处理条件下对处理室102内进行清洁时，按照根据下部电极111的自偏压以如下方式设定的流量比将含有O2气体和Ar气体的处理气体提供给处理室102内，对电极之间施加高频电力来产生等离子体，该方式为：上述下部电极的自偏压的绝对值越小，O2气体的流量比越小，而Ar气体的流量比越大。
更具体地说，在使用自偏压(-Vdc)的绝对值为50V以下的处理条件的情况下，以O2气体8％以上且小于33％的方式设定O2气体和Ar气体的流量比。另外，在使用自偏压的绝对值大于50V且小于160V的处理条件的情况下，以O2气体33％以上且小于100％的方式设定O2气体和Ar气体的流量比。也可以预先将这些处理气体的流量比与其它处理条件一起存储在存储部164中，在执行清洁时读取这些处理气体的流量比来使用。
这样，本发明的发明者们发现了自偏压(-Vdc)与处理气体的流量比之间具有固定关联性，得到了仅根据自偏压(-Vdc)来改变使用于清洁的处理气体的流量比就能够有效地提高去除率。
由此，不提高自偏压(-Vdc)就能够提高对附着物的去除率，因此能够抑制静电卡盘112的表面受到损伤，同时能够缩短去除附着在静电卡盘112的周缘部的附着物所需的时间。
此外，在使用自偏压的绝对值为160V以上的处理条件的情况下，也可以是，以O2气体100％以上的方式设定O2气体和Ar气体的流量比。但是，为了抑制载置台110的表面(静电卡盘112的表面)受到损伤的同时通过增加Ar气体来提高附着物的去除率，则优选在自偏压的绝对值小于160V的范围、小于50V的范围的处理条件下进行清洁。
另外，在上述实施方式中，以将Ar气体作为惰性气体加入到O2气体中作为清洁用的处理气体为例进行了说明，但是并不限于此。作为这种惰性气体除了使用Ar气体以外，例如还能够使用He气体、Ne气体、Kr气体等。
另外，本发明还能够通过以下方式来实现：将存储有实现上述实施方式的功能的软件的程序的存储介质等介质提供给系统或者装置，该系统或者装置的计算机(或者CPU、MPU)读取存储在存储介质等介质中的程序并执行。
在这种情况下，从存储介质等介质读取的程序本身可实现上述实施方式的功能，存储有该程序的存储介质等介质构成本发明。作为用于提供程序的存储介质等介质，例如可举出软盘(注册商标)、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW、磁带、非易失性存储卡以及ROM等。另外，还能够将程序通过网络下载到介质来提供。
此外，不仅通过执行计算机所读取的程序来实现上述实施方式的功能被包括在本发明中，以下情况也被包括在本发明中：在计算机上运行的OS(操作系统)等根据该程序的指示来进行实际处理的一部分或者全部，通过该处理来实现上述实施方式的功能。
并且，以下情况也被包括在本发明中：从存储介质等介质读取的程序被写入到插入到计算机的功能扩展卡、与计算机相连接的功能扩展单元所具备的存储器中之后，该功能扩展卡、功能扩展单元所具备的CPU等根据该程序的指示来进行实际处理的一部分或者全部，通过该处理来实现上述实施方式的功能。
以上，参照附图说明了本发明的优选实施方式，但是，当然本发明并不限于上述例子。本领域技术人员在权利要求的范围中记载的范畴内能够想到各种变更例或者修改例是显而易见的，当然，这些也属于本发明的技术范围内。
例如在上述实施方式中作为基板处理装置，以仅对下部电极重叠并施加两种高频电力来产生等离子体的类型的等离子体处理装置为例进行了说明，但是并不限于此，也可以应用于其它类型例如仅对下部电极施加一种高频电力的类型、将两种高频电力分别施加到上部电极与下部电极的类型的等离子体处理装置。并且，作为能够应用本发明的基板处理装置，并不限于等离子体处理装置，也可以应用于进行成膜处理的加热处理装置。
产业上的可利用性
能够将本发明应用于清洁处理室内的基板处理装置、其清洁方法以及记录有程序的记录介质，其中，该处理室内具备例如载置半导体晶圆、FPD基板等基板的基板载置台。

Claims (6)

1.一种基板处理装置的清洁方法，对基板处理装置的处理室内进行清洁，该处理室构成为能够减压，在该处理室内相对置地配置有上部电极和下部电极并且具备设置有上述下部电极的基板载置台，该基板处理装置的清洁方法的特征在于，
在规定处理条件下清洁上述处理室内时，按照根据上述下部电极的自偏压以如下方式设定的流量比将含有O2气体和惰性气体的处理气体提供给上述处理室内，对上述上部电极和上述下部电极之间施加高频电力来产生等离子体，该方式为：上述下部电极的自偏压的绝对值越小，上述O2气体的流量比越小，而惰性气体的流量比越大。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置的清洁方法，其特征在于，
上述惰性气体为Ar气体，
在上述自偏压的绝对值为50V以下的处理条件下进行清洁的情况下，以上述O2气体的流量比为上述处理气体整体的8％以上且小于33％的方式设定上述O2气体和上述Ar气体的流量比。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置的清洁方法，其特征在于，
在上述自偏压的绝对值为大于50V且小于160V的处理条件下进行清洁的情况下，以上述O2气体的流量比为上述处理气体整体的33％以上且小于100％的方式设定上述O2气体和上述Ar气体的流量比。
4.一种基板处理装置，其特征在于，该基板处理装置设置有以下部分：
处理室，其构成为能够减压；
上部电极和下部电极，该上部电极和下部电极相对置地配置于上述处理室内；
基板载置台，其设置有上述下部电极；
电力供给装置，其将规定的高频电力提供给上述上部电极和上述下部电极之间；
气体供给部，其将O2气体和惰性气体作为清洁用的处理气体提供给上述处理室内；
排气部，其对上述处理室内进行排气来将上述处理室内减压到规定压力；
存储部，其对在规定处理条件下清洁上述处理室内时的上述处理气体的流量比进行存储，该处理气体的流量比是根据上述下部电极的自偏压以如下方式设定的，该方式为：上述下部电极的自偏压的绝对值越小，上述O2气体的流量比越小，而惰性气体的流量比越大；以及
控制部，其在清洁上述处理室内时，从上述存储部读取与上述自偏压对应的流量比，按照该流量比使上述气体供给部提供上述O2气体和上述惰性气体，使上述电力供给装置对上述上部电极和上述下部电极之间施加规定的高频电力来产生等离子体。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
上述惰性气体为Ar气体，
在上述自偏压的绝对值为50V以下的处理条件下进行清洁的情况下，将上述O2气体的流量比为上述处理气体整体的8％以上且小于33％的上述O2气体和上述Ar气体的流量比存储到上述存储部。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述自偏压的绝对值为大于50V且小于160V的处理条件下进行清洁的情况下，将上述O2气体的流量比为上述处理气体整体的33％以上且小于100％的上述O2气体和上述Ar气体的流量比存储到上述存储部。
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