JP5596082B2

JP5596082B2 - 基板吸着離脱方法及び基板処理方法

Info

Publication number: JP5596082B2
Application number: JP2012137101A
Authority: JP
Inventors: 真之沢田石; 昭貴清水; 栄一西村
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2026-03-08
Also published as: JP2012195608A

Description

本発明は、基板吸着離脱方法及び基板処理方法に関し、特に、基板を吸着する静電チャックを有する基板処理装置を用いた基板吸着離脱方法及び基板処理方法に関する。

基板としてのウエハにプラズマ処理、例えば、エッチング処理を施す基板処理装置は、ウエハを収容する収容室と、該収容室内に配置された、ウエハを載置する載置台とを備える。この基板処理装置は収容室内にプラズマを発生させ、該プラズマによってウエハにエッチング処理を施す。

載置台は電極板を内部に有する絶縁性部材からなる静電チャックを上部に備え、ウエハは静電チャック上に載置される。ウエハにエッチング処理が施される間、電極板には直流電圧が印加され、該直流電圧によって発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力により、静電チャックはウエハを吸着する。

通常、静電チャックとしては２つ以上の電極板を内部に有する双極型のものと、１つの電極板を内部に有する単極型のものとがある。双曲型の静電チャックは２つ以上の電極板の間に電位差を与え（例えば、特許文献１及び２参照。）、単極型の静電チャックは電極板とウエハとの間に電位差を与えることによってウエハを吸着する。

特開平５−１９０６５４号公報特開平１０−２７０５３９号公報

しかしながら、静電チャックがウエハを吸着する際に、電極板に過剰な正の直流電圧を印加すると、吸着されたウエハの周縁部（エッジ）や静電チャックの周りを囲むように配置されるフォーカスリングから局所的な直流放電であるアーク放電が発生することがある。アーク放電では放電先、例えば、収容室の内壁面にエネルギーが集中するため、収容室の内壁面に付着した堆積物が剥離・飛散してパーティクルとなる。該パーティクルはウエハの表面に付着し、ウエハから製造される半導体デバイスの欠陥の原因となる。

本発明の目的は、基板の表面にパーティクルが付着するのを防止することができる基板吸着離脱方法及び基板処理方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の基板吸着離脱方法は、収容室内でプラズマを生成させ、該プラズマを用いて静電チャックの基板載置面に吸着された基板に所定の処理を施す基板処理装置を用いた基板吸着離脱方法であって、前記基板処理装置は、前記基板を収容する収容室と、該収容室内に処理ガスを供給するガス導入部と、前記収容室内に配置され、前記基板を載置し、下部電極として機能する載置台と、該載置台に高周波電力を印加する高周波電源と、前記載置台の上部に配置され、内部に電極板を有する絶縁性部材で構成され、前記基板を載置する静電チャックと、該静電チャックの前記電極板に直流電圧を印加して前記基板を前記基板載置面に吸着させる直流電源と、を備え、前記基板吸着離脱方法は、前記基板を前記収容室内に搬入して前記静電チャックの基板載置面に載置する工程と、前記収容室内を減圧する工程と、前記収容室内に前記ガス導入部を介して処理ガスを導入し、前記高周波電源から前記載置台に前記高周波電力を印加する工程と、前記直流電源から前記電極板に負電圧を印加して前記基板を前記静電チャックの基板載置面に静電吸着させる工程と、前記基板が前記プラズマでエッチングされている間、前記電極板に前記負電位を印加し続け、前記エッチング終了後、前記高周波電力を印加した状態で前記負電位から正電位に切り替えて、前記電極板に所定の時間に亘って前記正電位を印加して前記基板を離脱させる工程と、前記電極板に前記正電位を所定の時間に亘って印加した後、前記正電位を停止する工程と、を有し、前記静電チャックの基板載置面に前記基板を静電吸着する際、前記電極板に−２５００Ｖから−３０００Ｖの負電位を印加し、且つ、前記基板を前記静電チャックの基板載置面から離脱させる際に、前記電極板に＋５００Ｖを超えて＋１５００Ｖ以下の正電位を印加することにより、前記基板を離脱させる際に前記電極板へ印加される電位の絶対値を、前記基板を静電吸着する際に前記電極板へ印加される電位の絶対値よりも小さくすることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の基板処理方法は、基板処理装置の収容室内でプラズマを生成させ、該プラズマを用いて静電チャックの基板載置面に吸着された基板に対し、所定の処理を施す基板処理方法であって、前記基板処理装置は、前記基板を収容する収容室と、該収容室内に処理ガスを供給するガス導入部と、前記収容室内に配置され、前記基板を載置し、下部電極として機能する載置台と、該載置台に第１の高周波電力を印加する第１の高周波電源と、前記載置台の上部に配置され、内部に電極板を有する絶縁性部材で構成され、前記基板を載置する静電チャックと、該静電チャックの前記電極板に直流電圧を印加して前記基板を前記基板載置面に吸着させる直流電源と、前記収容室内を排気する排気装置を接続する排気管と、を備え、前記基板処理方法は、前記基板を前記収容室内に搬入する工程と、前記搬入した基板を静電チャックの基板載置面に載置する工程と、前記収容室内を減圧する工程と、前記収容室内に前記ガス導入部を介して処理ガスを導入して高周波電力によりプラズマを生成する工程と、前記第１の高周波電源から前記載置台に前記第１の高周波電力を印加する工程と、前記直流電源から前記電極板に負電圧を印加して前記基板を前記静電チャックの基板載置面に静電吸着させる工程と、前記基板に対し、前記プラズマを用いてエッチング処理を施す工程と、前記エッチング処理の終了後、前記電極板に前記負電圧を印加し続け、前記載置台に前記第１の高周波電力を印加した状態で前記電極板への前記負電圧の印加から正電圧の印加に切り替えて、所定の時間に亘って正電位を前記電極板に印加して前記基板を離脱させる工程と、前記基板を離脱させた後、前記載置台への前記第１の高周波電力の印加を停止する工程と、前記基板を収容室内から搬出する工程と、を有し、前記静電チャックの基板載置面に前記基板を静電吸着する際、前記電極板に−２５００Ｖから−３０００Ｖの負電位を印加し、且つ、前記基板を前記静電チャックの基板載置面から離脱させる際に、前記電極板に＋５００Ｖを超えて＋１５００Ｖ以下の正電位を印加することにより、前記基板を離脱させる際に前記電極板へ印加される電位の絶対値を、前記基板を静電吸着する際に前記電極板へ印加される電位の絶対値よりも小さくすることを特徴とする。

本発明によれば、静電チャックが基板を吸着するときに直流電源は電極板に−２５００Ｖから−３０００Ｖの負電圧を印加する。電極板に負電圧が印加されると、静電チャックが吸着する基板の周縁部や基板の周りに配置された収容室内部品からの放電形態は局所的な直流放電ではないグロー放電となる。グロー放電は放電先でエネルギーが集中しないので、収容室の内壁面から堆積物が剥離・飛散することがなく、パーティクルが発生しない。また、電極板に負電圧が印加されると、基板における静電チャックと反対側の面である表面の電位は負となる。パーティクルが負に帯電している場合、該パーティクルは基板の表面から斥力を受ける。したがって、基板の表面にパーティクルが付着するのを防止することができる。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す断面図である。図１の基板処理装置における電極板に印加される正電圧の値とカウントされたパーティクルの数との関係を示すグラフである。実施の形態にかかる基板吸着方法としての高周波電力及び直流電力の印加シーケンスを示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す断面図である。この基板処理装置は基板としての半導体ウエハ上に形成されたポリシリコン層にエッチング処理を施すように構成されている。

図１において、基板処理装置１０は、例えば、直径が３００ｍｍの半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗを収容するチャンバ１１（収容室）を有し、該チャンバ１１内にはウエハを載置する載置台としての円柱状のサセプタ１２が配置されている。基板処理装置１０では、チャンバ１１の内側壁とサセプタ１２の側面とによって、サセプタ１２上方のガスをチャンバ１１の外へ排出する流路として機能する側方排気路１３が形成される。この側方排気路１３の途中にはバッフル板１４が配置される。チャンバ１１の内壁面は石英やイットリア（Ｙ２Ｏ３）で覆われる。

バッフル板１４は多数の孔を有する板状部材であり、チャンバ１１を上部と下部に仕切る仕切り板として機能する。バッフル板１４によって仕切られたチャンバ１１の上部（以下、「反応室」という。）１７には、後述するプラズマが発生する。また、チャンバ１１の下部（以下、「排気室（マニホールド）」という。）１８にはチャンバ１１内のガスを排出する粗引き排気管１５及び本排気管１６が開口する。粗引き排気管１５にはＤＰ（Dry Pump）（図示しない）が接続され、本排気管１６にはＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）（図示しない）が接続される。また、バッフル板１４は反応室１７の後述する処理空間Ｓにおいて発生するイオンやラジカルを捕捉又は反射してこれらのマニホールド１８への漏洩を防止する。

粗引き排気管１５、本排気管１６、ＤＰ及びＴＭＰ等は排気装置を構成し、粗引き排気管１５及び本排気管１６は反応室１７のガスをマニホールド１８を介してチャンバ１１の外部へ排出する。具体的には、粗引き排気管１５はチャンバ１１内を大気圧から低真空状態まで減圧し、本排気管１６は粗引き排気管１５と協働してチャンバ１１内を大気圧から低真空状態より低い圧力である高真空状態（例えば、１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。

サセプタ１２には下部高周波電源２０が整合器（Matcher）２２を介して接続されており、該下部高周波電源２０は所定の高周波電力をサセプタ１２に印加する。これにより、サセプタ１２は下部電極として機能する。また、整合器２２は、サセプタ１２からの高周波電力の反射を低減して高周波電力のサセプタ１２への供給効率を最大にする。

サセプタ１２の上部には、電極板２３を内部に有する絶縁性部材からなる円板状の静電チャック４２が配置されている。サセプタ１２がウエハＷを載置するとき、該ウエハＷは静電チャック４２上に配される。電極板２３には直流電源２４が電気的に接続されている。電極板２３に負の高直流電圧（以下、「負電圧」という。）が印加されると、ウエハＷにおける静電チャック４２側の面（以下、「裏面」という。）には正電位が発生し、さらに、静電チャック４２とは反対側の面（以下、「表面」という。）には負電位が発生する。そして、電極板２３及びウエハＷの裏面の間に電位差が生じ、該電位差に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック力によってウエハＷは静電チャック４２の上面に吸着保持される。

また、サセプタ１２の上部には、静電チャック４２の上面に吸着保持されたウエハＷの周りを囲うように円環状のフォーカスリング２５が配設される。このフォーカスリング２５は、処理空間Ｓに露出し、該処理空間ＳにおいてプラズマをウエハＷの表面に向けて収束し、エッチング処理の効率を向上させる。

また、サセプタ１２の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２６が設けられる。この冷媒室２６には、チラーユニット（図示しない）から冷媒用配管２７を介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水やガルデンが循環供給され、当該冷媒の温度によって静電チャック４２の上面に吸着保持されたウエハＷの処理温度が制御される。

静電チャック４２の上面のウエハＷが吸着保持される部分（以下、「吸着面」という。）には、複数の伝熱ガス供給孔２８が開口している。これら複数の伝熱ガス供給孔２８は、伝熱ガス供給ライン３０を介して伝熱ガス供給部（図示しない）に接続され、該伝熱ガス供給部は伝熱ガスとしてのヘリウム（Ｈｅ）ガスを、伝熱ガス供給孔２８を介して吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給する。吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給されたヘリウムガスはウエハＷの熱をサセプタ１２に伝熱する。

また、サセプタ１２の吸着面には、静電チャック４２の上面から突出自在なリフトピンとしての複数のプッシャーピン３３が配置されている。これらのプッシャーピン３３は、モータとボールねじ（いずれも図示しない）を介して接続され、ボールねじによって直線運動に変換されたモータの回転運動に起因して吸着面から自在に突出する。ウエハＷにエッチング処理を施すためにウエハＷを吸着面に吸着保持するときには、プッシャーピン３３はサセプタ１２に収容され、エッチング処理が施されたウエハＷをチャンバ１１から搬出するときには、プッシャーピン３３は静電チャック４２の上面から突出してウエハＷをサセプタ１２から離間させて上方へ持ち上げる。

チャンバ１１の天井部には、サセプタ１２と対向するようにガス導入シャワーヘッド３４が配置されている。ガス導入シャワーヘッド３４には整合器３５を介して上部高周波電源３６が接続されており、上部高周波電源３６は所定の高周波電力をガス導入シャワーヘッド３４に印加するので、ガス導入シャワーヘッド３４は上部電極として機能する。なお、整合器３５の機能は上述した整合器２２の機能と同じである。

ガス導入シャワーヘッド３４は、多数のガス穴３７を有する天井電極板３８と、該天井電極板３８を着脱可能に支持する電極支持体３９とを有する。また、該電極支持体３９の内部にはバッファ室４０が設けられ、このバッファ室４０には処理ガス導入管４１が接続されている。ガス導入シャワーヘッド３４は、処理ガス導入管４１からバッファ室４０へ供給された処理ガス、例えば、臭素系ガス又は塩素系ガスにＯ２ガス及びＨｅ等の不活性ガスを添加した混合ガスをガス穴３７を経由して反応室１７内へ供給する。

また、チャンバ１１の側壁には、プッシャーピン３３によってサセプタ１２から上方へ持ち上げられたウエハＷの高さに対応する位置にウエハＷの搬出入口４３が設けられ、搬出入口４３には、該搬出入口４３を開閉するゲートバルブ４４が取り付けられている。

この基板処理装置１０の反応室１７内では、上述したように、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド３４に高周波電力を印加して、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド３４の間の処理空間Ｓに高周波電力を印加することにより、該処理空間Ｓにおいてガス導入シャワーヘッド３４から供給された処理ガスを高密度のプラズマにしてイオンやラジカルを発生させ、該イオン等によってウエハＷにエッチング処理を施す。

上述した基板処理装置１０の各構成部品の動作は、基板処理装置１０が備える制御部（図示しない）のＣＰＵがエッチング処理に対応するプログラムに応じて制御する。

なお、上述した基板処理装置１０の構成は、従来の基板処理装置の構成と同じである。

本発明者は、本発明に先立ち、電極板に印加される直流電圧の極や大きさとパーティクルの発生数との関係を探るべく、基板処理装置１０において、ガス導入シャワーヘッド３４やその他のパージ管（図示しない）から反応室１７へ多量のＮ２ガスを導入しつつ、直流電源２４によって電極板２３に正の高直流電圧（以下、「正電圧」という。）及び負電圧を交互に印加した。このとき、負電圧の値を−３０００Ｖに設定し、正電圧の値を変化させた。また、サセプタ１２上にウエハＷを載置しなかった。

発明者は、このとき、反応室１７にて発生し且つ粗引き排気管１５によってチャンバ１１の外部へ排出されるパーティクルの数をパーティクルモニタ（ISPM）によってカウントした。また、チャンバ１１の側壁に設けられた観察窓（図示しない）から静電チャック４２やフォーカスリング２５からチャンバ１１の内壁面を覆う石英やイットリアに向けた直流放電の放電形態を観察した。そして、観察された放電形態を表１に示し、計測されたパーティクルの数を図２のグラフに示した。

表１に示すように、正電圧の値を小さくすると、正電圧印加時の放電形態が局所的な直流放電であるアーク放電から局所的な直流放電ではないグロー放電に移行することが分かった。また、負電圧印加時の放電形態が局所的な直流放電ではないグロー放電であることが分かった。さらに、図２のグラフに示すように、正電圧の値を小さくすると、排気管１５によってチャンバ１１の外部へ排出されるパーティクルの数、すなわち、反応室１７において発生するパーティクルの数が減少することが分かった。具体的には正電圧の値が１５００Ｖ以下であれば、ほぼパーティクルが反応室１７において発生しないことが分かった。

正電圧の値を小さくすると発生するパーティクルの数が減少するメカニズムについて、正電圧印加時における放電形態の観察の結果、本発明者は、以下に説明する仮説を類推するに至った。

すなわち、正電圧の値を小さくすると、静電チャック４２等からチャンバ１１の内壁面に向けた直流放電の放電形態がグロー放電に移行する。グロー放電は放電先であるチャンバ１１の内壁面でエネルギーが集中しないので、内壁面に付着した堆積物が剥離・飛散することがない。したがって、反応室１７において発生するパーティクルの数が減少する。

さらに、本発明者は負電圧印加時の放電形態がグロー放電であることから、電極板２３に負電圧を印加することによって静電チャック４２にウエハＷを吸着させれば、例え、ウエハＷの周縁部等からチャンバ１１の内壁面への直流放電が生じても、反応室１７においてパーティクルの発生を抑制できると推定した。

本発明は以上得られた知見に基づくものである。

以下、本発明の実施の形態に係る基板吸着方法について説明する。

図３は、本実施の形態に係る基板吸着方法としての高周波電力及び直流電力の印加シーケンスを示す図である。

図３において、表面にポリシリコン層が形成されたウエハＷをチャンバ１１内に搬入してサセプタ１２の静電チャック４２上に載置し、上述した排気装置がチャンバ１１内を大気圧から高真空状態まで減圧すると、まず、上部高周波電源３６が所定の高周波電力（上部ＲＦ）をガス導入シャワーヘッド３４に印加し、時間Ｔ１経過後に、下部高周波電源２０が所定の高周波電力（下部ＲＦ）をサセプタ１２に印加する。このとき、ガス導入シャワーヘッド３４及びサセプタ１２から高周波電力が処理空間Ｓに印加され、該処理空間Ｓにおいて処理ガスからプラズマが発生する。プラズマ中では電荷が中性であるため、電子と正イオン数が同数になるが、電子の方が正イオンより軽いため静電チャック４２上のウエハＷ近傍では電子がウエハＷに早く到達する。その結果、ウエハＷの近くに電子の非常に少ない領域であるシースが発生する。シースは電子が少ない領域であるため、全体として正に帯電する。また、パーティクルは一般に負に帯電するものが多いことが知られている。したがって、シースはウエハＷに向かうパーティクルに斥力を作用させて該パーティクルを減速し、ウエハＷの上方から排斥する。

さらに、時間Ｔ２経過後に、直流電源２４が電極板２３に負電圧（−ＨＶ：negative High Voltage）、例えば、−２５００Ｖを印加する。このとき、ウエハＷの裏面には正電位が発生するため、電極板２３及びウエハＷの裏面の間に電位差が生じ、該電位差に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック力によってウエハＷは静電チャック４２の上面に吸着保持される。電極板２３に負電圧を印加すると、ウエハＷの周縁部等からの放電形態はグロー放電となり、放電先であるチャンバ１１の内壁面においてエネルギーが集中することがないので、内壁面に付着した堆積物が剥離・飛散することがない。また、ウエハＷの表面には負電位が発生するため、負に帯電するパーティクルはウエハＷの表面からも斥力を受け、ウエハＷの上方から排斥される。

次いで、ウエハＷのポリシリコン層にエッチング処理が施されている間、直流電源２４は電極板２３に負電圧を印加し続ける。エッチング処理が終了すると、直流電源２４は電極板２３に正電圧（＋ＨＶ：positive High Voltage）、例えば、＋１２００Ｖを印加する。ウエハＷの裏面には正電位が発生しているため、ウエハＷ及び電極板２３の間に斥力が作用してウエハＷは静電チャック４２から離脱する。また、ウエハＷが静電チャック４２から離脱する際の電極板２３に印加される正電圧の値が＋１２００Ｖであるため、殆どアーク放電は発生せず（表１参照。）、反応室１７においてパーティクルが発生することがない（図２参照。）。

そして、時間Ｔ３経過後に、直流電源２４は電極板２３への電圧印加を停止する。

図３の印加シーケンスによれば、静電チャック４２がウエハＷを吸着するときに直流電源２４は電極板２３に負電圧を印加する。電極板２３に負電圧が印加されると、ウエハＷの周縁部やフォーカスリング２５からの放電形態はグロー放電となる。グロー放電は放電先でエネルギーが集中しないので、放電先であるチャンバ１１の内壁面から堆積物が剥離・飛散することがなく、パーティクルが発生しない。また、電極板２３に負電圧が印加されると、ウエハＷの表面には負電位が発生するため、負に帯電するパーティクルはウエハＷの表面から斥力を受ける。したがって、静電チャック４２がウエハＷを吸着するときに、ウエハＷの表面にパーティクルが付着するのを防止することができる。

図３の印加シーケンスでは、静電チャック４２がウエハＷを離脱させるときに直流電源２４は電極板２３に正電圧を印加し、該正電圧の値は＋１２００Ｖである。正電圧の値が１５００Ｖ以下であれば、放電形態は殆ど局所的な直流放電であるアーク放電とならないので、ほぼパーティクルが反応室１７において発生しない。したがって、ウエハＷが静電チャック４２から離脱するときにも、ウエハＷの表面にパーティクルが付着するのを防止することができる。

また、図３の印加シーケンスでは、サセプタ１２に接続された下部高周波電源２０は、直流電源２４が電極板２３に正電圧を印加する前に、サセプタ１２に高周波電力を印加する。サセプタ１２に高周波電力が印加されると、サセプタ１２上にシースが発生する。該シースは負に帯電するパーティクルをウエハＷの上方から排斥する。したがって、反応室１７内においてパーティクルが発生しても、該パーティクルがウエハＷの表面に付着するのを確実に防止することができる。

なお、上述したプラズマ処理装置１０においてエッチング処理等が施される基板は半導体ウエハに限られず、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＦＰＤ（Flat Panel Display）等に用いる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であってもよい。

また、本発明の目的は、上述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、装置に供給し、その装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

次に、本発明の実施例を具体的に説明する。

実施例
まず、パーティクルカウント用のウエハ（以下、「パーティクルウエハ」という。）を準備し、基板処理装置１０のチャンバ１１内に搬入してサセプタ１２の静電チャック４２上に載置した。次いで、上部高周波電源３６によって所定の高周波電力をガス導入シャワーヘッド３４に印加し、さらに、下部高周波電源２０によって所定の高周波電力をサセプタ１２に印加することにより、処理空間Ｓにおいてプラズマを発生させた。

その後、直流電源２４によって電極板２３に−２５００Ｖの負電圧を印加して静電チャック４２にパーティクルウエハを吸着させ、所定の時間の経過後、直流電源２４によって電極板２３に＋１２００Ｖの正電圧を印加して静電チャック４２からパーティクルウエハを離脱させた。

次いで、該パーティクルウエハをチャンバ１１から搬出し、さらに、サーフスキャン方式のパーティクルカウンタに搬入した。その後、パーティクルウエハの表面における単位面積当たりのパーティクル数をカウントした。カウントされたパーティクル数の平均値は３１個であった。

比較例
実施例と同様に、パーティクルウエハを静電チャック４２上に載置し、上部高周波電源３６及び下部高周波電源２０によって所定の高周波電力をガス導入シャワーヘッド３４及びサセプタ１２にそれぞれ印加することにより、処理空間Ｓにおいてプラズマを発生させた。

その後、直流電源２４によって電極板２３に＋２５００Ｖの正電圧を印加して静電チャック４２にパーティクルウエハを吸着させ、所定の時間の経過後、直流電源２４によって電極板２３に−１２００Ｖの負電圧を印加して静電チャック４２からパーティクルウエハを離脱させた。

次いで、実施例と同様に、パーティクルウエハの表面における単位面積当たりのパーティクル数をカウントした。カウントされたパーティクル数の平均値は３２８個であった。

実施例と比較例とを比較した結果、電極板２３に負電圧を印加して静電チャック４２にウエハを吸着させると、ウエハの表面にパーティクルが付着するのを防止することができることが分かった。

Ｓ処理空間
Ｗ半導体ウエハ
１０基板処理装置
１１チャンバ
１２サセプタ
２０下部高周波電源
２３電極板
２４直流電源
３４ガス導入シャワーヘッド
３６上部高周波電源
４２静電チャック

Claims

収容室内でプラズマを生成させ、該プラズマを用いて静電チャックの基板載置面に吸着された基板に所定の処理を施す基板処理装置を用いた基板吸着離脱方法であって、
前記基板処理装置は、
前記基板を収容する収容室と、
該収容室内に処理ガスを供給するガス導入部と、
前記収容室内に配置され、前記基板を載置し、下部電極として機能する載置台と、
該載置台に高周波電力を印加する高周波電源と、
前記載置台の上部に配置され、内部に電極板を有する絶縁性部材で構成され、前記基板を載置する静電チャックと、
該静電チャックの前記電極板に直流電圧を印加して前記基板を前記基板載置面に吸着させる直流電源と、
を備え、
前記基板吸着離脱方法は、
前記基板を前記収容室内に搬入して前記静電チャックの基板載置面に載置する工程と、
前記収容室内を減圧する工程と、
前記収容室内に前記ガス導入部を介して処理ガスを導入し、前記高周波電源から前記載置台に前記高周波電力を印加する工程と、
前記直流電源から前記電極板に負電圧を印加して前記基板を前記静電チャックの基板載置面に静電吸着させる工程と、
前記基板が前記プラズマでエッチングされている間、前記電極板に前記負電位を印加し
続け、前記エッチング終了後、前記高周波電力を印加した状態で前記負電位から正電位に切り替えて、前記電極板に所定の時間に亘って前記正電位を印加して前記基板を離脱させる工程と、
前記電極板に前記正電位を所定の時間に亘って印加した後、前記正電位の印加を停止する工程と、
を有し、
前記静電チャックの基板載置面に前記基板を静電吸着する際、前記電極板に−２５００Ｖから−３０００Ｖの負電位を印加し、且つ、前記基板を前記静電チャックの基板載置面から離脱させる際に、前記電極板に＋５００Ｖを超えて＋１５００Ｖ以下の正電位を印加することにより、前記基板を離脱させる際に前記電極板へ印加される電位の絶対値を、前記基板を静電吸着する際に前記電極板へ印加される電位の絶対値よりも小さくすることを特徴とする基板吸着離脱方法。
基板処理装置の収容室内でプラズマを生成させ、該プラズマを用いて静電チャックの基板載置面に吸着された基板に対し、所定の処理を施す基板処理方法であって、
前記基板処理装置は、
前記基板を収容する収容室と、
該収容室内に処理ガスを供給するガス導入部と、
前記収容室内に配置され、前記基板を載置し、下部電極として機能する載置台と、
該載置台に第１の高周波電力を印加する第１の高周波電源と、
前記載置台の上部に配置され、内部に電極板を有する絶縁性部材で構成され、前記基板を載置する静電チャックと、
該静電チャックの前記電極板に直流電圧を印加して前記基板を前記基板載置面に吸着させる直流電源と、
前記収容室内を排気する排気装置を接続する排気管と、
を備え、
前記基板処理方法は、
前記基板を前記収容室内に搬入する工程と、
前記搬入した基板を静電チャックの基板載置面に載置する工程と、
前記収容室内を減圧する工程と、
前記収容室内に前記ガス導入部を介して処理ガスを導入して高周波電力によりプラズマを生成する工程と、
前記第１の高周波電源から前記載置台に前記第１の高周波電力を印加する工程と、
前記直流電源から前記電極板に負電圧を印加して前記基板を前記静電チャックの基板載置面に静電吸着させる工程と、
前記基板に対し、前記プラズマを用いてエッチング処理を施す工程と、
前記エッチング処理の終了後、前記電極板に前記負電圧を印加し続け、前記載置台に前記第１の高周波電力を印加した状態で前記電極板への前記負電圧の印加から正電圧の印加に切り替えて、所定の時間に亘って正電位を前記電極板に印加して前記基板を離脱させる工程と、
前記基板を離脱させた後、前記載置台への前記第１の高周波電力の印加を停止する工程と、
前記基板を収容室内から搬出する工程と、
を有し、
前記静電チャックの基板載置面に前記基板を静電吸着する際、前記電極板に−２５００Ｖから−３０００Ｖの負電位を印加し、且つ、前記基板を前記静電チャックの基板載置面から離脱させる際に、前記電極板に＋５００Ｖを超えて＋１５００Ｖ以下の正電位を印加することにより、前記基板を離脱させる際に前記電極板へ印加される電位の絶対値を、前記基板を静電吸着する際に前記電極板へ印加される電位の絶対値よりも小さくすることを特徴とする基板処理方法。
前記プラズマは、上部電極として機能する前記ガス導入部に第２の高周波電力を印加して生成されることを特徴とする請求項２記載の基板処理方法。
前記プラズマは、前記載置台に前記第１の高周波電力を供給する前に、前記第２の高周波電力を前記ガス導入部に印加して生成されることを特徴とする請求項３記載の基板処理方法。