CN101645395B - 静电吸附装置的除电处理方法、基板处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供静电吸附装置的除电处理方法、基板处理装置，该静电吸附装置的除电处理方法能够将被处理基板从ESC电极上顺利地卸下。在对被处理基板的处理结束后，对腔室内进行真空处理(步骤3)，在此真空处理的期间，使ESC电极的电压稳定为与吸盘电压极性相同的电压，在ESC电极的电压稳定后，将除电用气体供给至腔室内(步骤4)，并使已供给至腔室内的除电用气体等离子体化(步骤5)，使被处理基板从ESC电极脱离，并且在被处理基板从ESC电极脱离后，使ESC电极为基准电位(步骤6)。

Description

静电吸附装置的除电处理方法、基板处理装置

技术领域

本发明涉及对被处理基板进行静电吸附的静电吸附装置，特别涉及静电吸附后实施的除电处理。

背景技术

在作为被处理基板的半导体晶片、平板显示器基板(以下称FPD基板)的蚀刻中，一般采用在高真空下进行的干蚀刻。干蚀刻能够是，例如，在腔室内配置被处理基板，并在腔室内形成等离子体，利用该等离子体进行蚀刻。

在干蚀刻中，被处理基板需要被固定在基板载置台上，例如，专利文献1所述的利用静电吸附力将被处理基板吸附并支承在载置台上的静电吸附装置被广泛应用。

此外，在专利文献1中记载有下述内容：在干蚀刻结束后，为了将被处理基板顺利地从静电吸附装置的静电吸盘电极(以下称为ESC电极)卸下，在静电吸附后实施除电处理(例如，参考段落0033至0034)。

专利文献1：日本特开平11-111830号公报

然而，即使实施了除电处理，在将被处理基板从ESC电极卸下时，偶而还是存在下述情况：在基板-ESC电极间发生吸附，卸下变得困难。推测其原因与残留在载置基板的ESC电极表面上的电荷有关。

在这样的情况下，如果使用升降销等使被处理基板从ESC电极强制脱离，则会产生错位、或导致被处理基板的断裂，成为成品率低下的原因。

发明内容

本发明的目的是提供能够将被处理基板从ESC电极顺利地卸下的静电吸附装置的除电处理方法，搭载有实施这样的除电处理方法的静电吸附装置的基板处理装置，以及存储有控制这样的基板处理处置的程序的存储介质。

为了达成上述目的，本发明的第一方面的静电吸附装置的除电处理方法，在将被静电吸附在静电吸盘电极上的被处理基板卸下时实施，其包括：对静电吸附装置的静电吸盘电极施加吸盘电压，使被处理基板被静电吸附在上述静电吸盘电极上的工序；在上述被处理基板被静电吸附在上述静电吸盘电极上的状态下，对上述被处理基板实施处理的工序；在对上述被处理基板的处理完成后，对腔室内进行真空排气的真空处理工序；在上述真空处理工序的期间，使上述静电吸盘电极的电压稳定为与上述吸盘电压极性相同的电压的工序；在上述静电吸盘电极的电压稳定后，将除电用气体供给至上述腔室内的工序；使已供给至上述腔室内的上述除电用气体等离子体化的工序；使上述被处理基板从上述静电吸盘电极脱离的工序；和在上述被处理基板从上述静电吸盘电极脱离后，使上述静电吸盘电极为基准电位的工序。

此外，本发明的第二方面的基板处理装置对被处理基板实施处理，其中，在载置上述被处理基板的载置部，使用上述第一方面的除电处理方法被实施的静电吸附装置。

此外，本发明的第三方面的存储介质存储有在计算机上运行、并对搭载有静电吸附装置的基板处理装置进行控制的程序，上述程序在执行时，使计算机对搭载有上述静电吸附装置的基板处理装置进行控制，以进行上述第一方面的除电处理方法。

根据本发明，能够提供一种能够将被处理基板从ESC电极顺利地卸下的静电吸附装置的除电处理方法，搭载有实施这样的除电处理方法的静电吸附装置的基板处理装置，以及存储有对这样的基板处理装置进行控制的程序的存储介质。

附图说明

图1是概略表示干蚀刻装置的一个例子的截面图。

图2是表示编入有一实施方式的除电处理方法的处理顺序的一个例子的图。

图3是表示一实施方式的除电处理方法的试验结果的图。

图4是示意性地表示吸附工艺的截面图。

图5是示意性地表示FPD基板的吸附原理的截面图。

图6是表示通过一实施方式的除电处理方法，FPD基板不会被吸附的原理的一个例子的截面图。

图7是表示编入有一实施方式的除电处理方法的处理顺序的另一个例子的图。

图8是表示编入有一实施方式的除电处理方法的处理顺序的又一个例子的图。

符号说明

1腔室

2载置台

4喷淋头

9处理气体供给系统

10静电吸附装置

11ESC电极

12绝缘层

13内部电极

16排气系统

21DC电源

24高频电源

30升降销

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。在进行此说明时，在全部附图中，对共用的部分标注共用的参照符号。

图1是概略表示应用本发明的一实施方式的静电吸附装置的除电处理方法的干蚀刻装置的一个例子的截面图。在本例中，作为被处理基板的绝缘性基板，例如举出FPD基板为例。作为FPD基板的一个例子，有在液晶显示装置(LCD)中使用的玻璃基板。但是，被处理基板并不限于玻璃基板。

如图1所示，干蚀刻装置具有构成为气密的腔室1。在腔室1的底部的大致中央，隔着绝缘部件7设置有用于水平支承作为被处理基板的FPD基板S的载置台2。

在载置台2的上表面，设置有用于吸附FPD基板S的静电吸附装置10。静电吸附装置10的结构包括ESC电极11、和DC电源21。ESC电极11具有：被固定在载置台2的上表面、由绝缘物例如聚酰亚胺、陶瓷等构成的绝缘层12；和埋设在该绝缘层12中、由导电物例如铜等构成的内部电极13。DC电源21向内部电极13施加DC电压。DC电源21被设置在腔室1之外，通过线缆22与内部电极13连接。在线缆22的接地侧设置有开关23。当将开关23与DC电源21侧的端子a连接时，对内部电极13供电，相反地当将开关23与接地侧的端子b连接时，内部电极13被接地，成为基准电位(接地电位)。

在载置台2和ESC电极11中，形成有插通有升降销30的插通孔31。升降销30在插通孔31中上下运动，将FPD基板S载置在ESC电极11的上表面，并且将FPD基板S从ESC电极11卸下。

在腔室1的顶壁附近，以与载置台2相对的方式设置有喷淋头4。喷淋头4在其下表面设置有多个气体喷出孔5，且在其上部具有气体导入部6。而且，气体导入部6被安装在腔室1的顶壁。

气体供给配管8与气体导入部6连接，在该气体供给配管8的另一端，连接有供给由蚀刻用的反应气体和稀释气体组成的处理气体的处理气体供给系统9。作为反应气体，例如使用CHF₃、CF₄等含卤气体，作为稀释气体，使用Ar气体等惰性气体。

此外，在腔室1的底壁形成有排气口(port)15，排气系统16与该排气口15连接。于是，通过使排气系统16的真空泵工作，能够通过排气口15对腔室1内进行排气，使腔室1内减压至规定的真空度。

高频电源24通过未图示的匹配盒与载置台2连接。高频电力从高频电源24被供给至载置台2，在喷淋头4与载置台2之间的空间形成高频电场。利用所形成的高频电场，在上述空间中形成处理气体的等离子体，形成在FPD基板S上的膜例如氧化膜等被蚀刻。

控制部40具有：工艺控制器(process controller)41、用户接口42、和存储部43。

工艺控制器41由微型处理器(计算机)构成。

用户接口42包括：操作员为了管理干蚀刻装置而进行命令的输入操作等的键盘、对基板处理系统的运行状况进行可视化显示的显示器等。

存储部43存储有用于通过工艺控制器41的控制实现在干蚀刻装置中实施的各种处理的控制程序，和用于根据各种数据和处理条件在干蚀刻装置中实施处理的程序(方案)。方案被存储在存储部43中的存储介质中。存储介质可以是硬盘，也可以是CD-ROM、DVD、闪存器等可移动性存储介质。此外，也可以从其他装置，例如通过专用线路适当地传送方案。任意的方案根据来自用户接口42的指示等从存储部43被调出，并在工艺控制器41中被执行，从而基于工艺控制器41的控制，在干蚀刻装置中实施对FPD基板S的规定的处理。进一步，在本例中，在上述方案中编入下面说明的除电处理方法。

图2是表示编入有本发明的一实施方式的除电处理方法的处理顺序(sequence)的一个例子的图。

首先，使用未图示的搬送臂将FPD基板S搬入腔室1内，并载置在从ESC电极11的上表面突出的升降销30上。在FPD基板S从搬送臂被交接至升降销30上之后，使升降销30下降，将FPD基板S载置在ESC电极11的基板载置面上。

接着，在保持腔室1内气密的状态下，使设置在排气系统16中的真空泵工作，使腔室1内的压力成为例如0.5Pa以下的高真空状态。

接着，从处理气体供给系统9，将处理气体通过喷淋头4的气体喷出孔5供给至腔室1内。此时，根据被供给的处理气体的流量，腔室1内的压力被调整至例如13.3Pa(步骤1：实处理调压)。进一步，在此实处理调压时，将开关23置于端子a侧，从DC电源21通过线缆22向内部电极13施加吸盘电压。吸盘电压的一个例子是正的DC电压，电压值的一个例子是3000V。

接着，从高频电源24向载置台2供给规定的频率例如13.56MHz的高频电力，在喷淋头4与载置台2之间的空间中形成高频电场。利用该高频电场，在上述空间中处理气体的等离子体被形成(步骤2：实处理放电)。在腔室1内的压力例如是13.3Pa、且存在等离子体的状态下，当向内部电极13施加吸盘电压时，在FPD基板S的表面生成与吸盘电压极性相反的电荷。由于在本例中向内部电极13施加正的DC电压，因此在FPD基板S上累积来自等离子体的负电荷。由此，在FPD基板S上的负电荷与内部电极13间产生库仑力，FPD基板S被静电吸附在ESC电极11上。在FPD基板S被静电吸附在ESC电极11上的状态下，将处理气体的流量和高频电力的条件设定为规定的值，利用被形成的处理气体的等离子体，对FPD基板S的规定的层实施处理，在本例中为蚀刻处理。

接着，停止处理气体的供给，使设置在排气系统16中的真空泵工作，进行真空排气，使腔室1内的压力为例如0.5Pa以下的高真空状态(步骤3：真空处理)。进一步，在该真空处理时，将开关23切换至端子b侧，使内部电极13接地。由此，来自DC电源21的电压施加被停止，且内部电极13为基准电位(在本例中为接地电位)。进一步，在本例中，在真空处理时，再次将开关23切换回端子a侧，将与在步骤1、2中已施加的吸盘电压极性相同的电压，再次施加于内部电极13。再次施加的电压的值的一个例子是与吸盘电压相同的值，例如3000V。但是，再次施加的电压，根据在后面叙述的试验结果可知，只要与吸盘电压极性相同即可，电压的值是任意的。

接着，在向内部电极13再次施加的电压稳定后(电压稳定)，从处理气体供给系统9，例如通过喷淋头4的气体喷出孔5将除电用气体供给至腔室1内。此时，根据被供给的除电用气体的流量，腔室1内的压力被调整为例如6.7～26.7Pa，在本例中被调整为13.3Pa(步骤4：除电调压)。作为除电用气体的例子，能够举出Ar气体、或O₂气体、或He气体等。

接着，从高频电源24将规定的频率例如13.56MHz的高频电力供给至载置台2。由此，在喷淋头4与载置台2之间的空间中形成除电用气体的等离子体(步骤5：除电放电)。通过等离子体的形成，在FPD基板S上累积的电荷，在本例中为负电荷，与等离子体中的正离子结合而被中和。由此，FPD基板S被除电。

接着，在载置台2被供给有高频电力的状态下，即在进行除电放电的状态下，使升降销30上升，使FPD基板S脱离ESC电极11。在FPD电极S从ESC电极11完全脱离后(顶升完毕)，将开关23切换至端子b侧，使内部电极13再次接地，使其为基准电位(接地电位)。进一步，在内部电极13已再次接地的状态下，向喷淋头4供给数秒期间的高频电力(步骤6：顶升+除电放电)。

接着，停止除电用气体的供给，使设置在排气系统16中的真空泵工作，使腔室1内的压力为例如0.5Pa以下的高真空状态(步骤7：真空处理)。

此后，将FPD基板S从升降销30交接至未图示的搬送臂，向腔室1外搬出，从而结束处理(步骤8：处理结束)。

图3表示一实施方式的除电处理方法的试验结果。

该试验再现了FPD基板S被吸附在ESC电极上的现象。在本试验中，FPD基板S如下所述被吸附在ESC电极11上。图4A和图4B是示意性地表示吸附工艺的截面图。

首先，如图4A所示，通过向内部电极13暂时施加正电压，使负电荷累积在ESC电极11的基板载置面11a上。接着，在图4B中，在ESC电极11的基板载置面11a带负电的状态下，载置FPD基板S。

如果像这样将FPD基板S载置在表面已带电的ESC电极11上，则在图2所示的吸盘电压施加顺序(参考例：通常的除电处理)中，在顶升时，FPD基板S会保持被吸附在ESC电极11上的状态(评价No.0)。

与之相对，在一实施方式的除电处理中，如评价No.1～6所示，在顶升时，FPD基板S未被吸附在ESC电极11上。

而且，向内部电极13再次施加的电压，以与吸盘电压相同的极性，以+500V为单位尝试改变为+500V、+1000V、……、+3000V，结果全部相同，任一个都未发生吸附。可是，在图3中未进行表示，如果使再次施加的电压的极性为与吸盘电压相反的极性，即“负(-)”，则顶升时，FPD基板S会保持被吸附在ESC电极11上的状态。

根据这样的试验结果可知，在除电时向内部电极13再次施加的电压，与吸盘电压的极性相同即可，电压的值是任意的。

进一步，如评价No.7、8所示，在将FPD基板S载置在表面未带电的ESC电极11上的情况下，利用一实施方式的除电处理方法，在顶升时，FPD基板S也未被吸附在ESC电极11上。

在一实施方式的除电处理方法中，能够考虑到的即使ESC电极11的表面已带电也不会发生FPD基板S的吸附的原理有若干个。对考虑到的一个原理进行简单的说明。

图5A～图5C是示意性地表示FPD基板S的吸附原理的截面图。

在图5A中表示了在已带负电的ESC电极11表面上载置有FPD基板S的状态。如果在该状态下形成等离子体，则会如图5B所示，等离子体中的正电荷被吸引向表面已带负电的ESC电极11，并在FPD基板S的表面上累积。累积的正电荷夹着FPD基板S与ESC电极11表面上的负电荷相互吸引(库仑力)，因此，如图5C所示，FPD基板S保持被吸附在ESC电极11上的状态。

图6A～图6C是表示利用一实施方式的除电处理方法，FPD基板S不发生吸附的原理的一个例子的截面图。

在一实施方式的除电处理方法中，在真空处理中向内部电极13再次施加与吸盘电压极性相同的电压，在本例中是再次施加正电压，并且，使再次施加的电压稳定。在本例中以图6A表示此状态。如图6A所示，如果向表面已带负电的ESC电极11的内部电极13施加正电压，则在内部电极13累积正电荷。累积的正电荷与ESC电极11表面上的负电荷相互吸引(库仑力)。在此状态下，即使形成等离子体，因为ESC电极11表面上的负电荷已经与内部电极13的正电荷相吸引，所以在FPD基板S的表面上不会累积正电荷。因此，如图6C所示，通过使升降销30上升，FPD基板S不被吸附在ESC电极11上，而被顶升。

像这样，利用一实施方式的静电吸附装置的除电处理方法，即使ESC电极11的表面已带电，也能够将被处理基板从ESC电极11顺利地卸下。

但是，本发明并不限于上述一实施方式，能够有多种变形。此外，本发明的实施方式中，上述一实施方式也不是唯一的实施方式。

例如，作为被处理体的绝缘基板并不限于FPD基板，可以是其他的绝缘性基板。而且，等离子体的形成并不限于上述一实施方式，例如也可以通过将高频电力供给喷淋头4而进行，也可以由微波等其他的手段形成等离子体。进一步，作为搭载静电吸附装置10的装置，并不限于干蚀刻装置，也能够应用于其他的成膜装置等其他的等离子体处理装置。

此外，在上述一实施方式中，在向内部电极13再次施加电压时，以在暂时将开关21切换至接地侧之后再次施加电压的方式进行，但是如图7所示，也可以从吸盘电压下降至与该吸盘电压极性相同的规定的电压。在使电压下降的情况下，也是在内部电极13的电压稳定之后，进入如步骤4所示的除电调压工序。

但是，在使电压下降的情况下，内部电极13的放电有变慢的倾向，直至内部电极13的电压稳定之前要经过一定的时间。在希望缩短时间的情况下，如上述一实施方式所示，暂时使内部电极13接地，使内部电极13为基准电位(接地电位)，之后向内部电极13再次施加电压即可。

此外，如图8所示，也可以在维持吸盘电压的状态下进入真空处理工序，在维持吸盘电压的状态下进入除电调压工序。即使像这样维持吸盘电压，也与上述一实施方式同样，在ESC电极11表面已带电的情况下，在进行顶升时，也不会发生FPD基板S的吸附。

除此之外，本发明还能够进行多种变形。

Claims (9)

1.一种静电吸附装置的除电处理方法，其在将被静电吸附在静电吸盘电极上的被处理基板卸下时实施，该静电吸附装置的除电处理方法的特征在于，包括：

对静电吸附装置的静电吸盘电极施加吸盘电压，使被处理基板被静电吸附在所述静电吸盘电极上的工序；

在所述被处理基板被静电吸附在所述静电吸盘电极上的状态下，对所述被处理基板实施处理的工序；

在对所述被处理基板的处理结束后，对腔室内进行真空排气的真空处理工序；

在所述真空处理工序的期间，使所述静电吸盘电极的电压稳定为与所述吸盘电压极性相同的电压的工序；

在所述静电吸盘电极的电压稳定后，将除电用气体供给至所述腔室内的工序；

使已供给至所述腔室内的所述除电用气体等离子体化的工序；

使所述被处理基板从所述静电吸盘电极脱离的工序；和

在所述被处理基板从所述静电吸盘电极脱离后，使所述静电吸盘电极为基准电位的工序。

2.如权利要求1所述的静电吸附装置的除电处理方法，其特征在于：

在所述真空处理的期间，在使所述静电吸盘电极为基准电位之后，使所述静电吸盘电极的电压稳定为与所述吸盘电压极性相同的电压。

3.如权利要求1所述的静电吸附装置的除电处理方法，其特征在于：

在使所述静电吸盘电极的电压维持在所述吸盘电压的状态下，对所述腔室内进行真空处理，

在使所述静电吸盘电极的电压维持在所述吸盘电压的状态下，将所述除电用气体供给至已进行所述真空处理的腔室内。

4.如权利要求1或权利要求2所述的静电吸附装置的除电处理方法，其特征在于：

所述基准电位是接地电位。

5.如权利要求1～权利要求3中任一项所述的静电吸附装置的除电处理方法，其特征在于：

在所述被处理基板已从所述静电吸盘电极脱离的状态下，使所述被处理基板暴露在所述等离子体化后的所述除电用气体中。

6.如权利要求1～权利要求3中任一项所述的静电吸附装置的除电处理方法，其特征在于：

所述真空处理工序是使所述腔室内的压力为0.5Pa以下的工序。

7.如权利要求1～权利要求3中任一项所述的静电吸附装置的除电处理方法，其特征在于：

将除电用气体供给至所述腔室内的工序是在所述除电用气体的气氛下，使所述腔室内的压力为6.7～26.7Pa的工序。

8.如权利要求1～权利要求3中任一项所述的静电吸附装置的除电处理方法，其特征在于：

所述被处理基板是绝缘性基板。

9.一种基板处理装置，其对被处理基板实施处理，该基板处理装置的特征在于：

在载置所述被处理基板的载置部，使用权利要求1～权利要求3中任一项所述的除电处理方法被实施的静电吸附装置。

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