JP2000156399A - 基板剥離装置および基板剥離方法 - Google Patents

基板剥離装置および基板剥離方法

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JP2000156399A JP10328695A JP32869598A JP2000156399A JP 2000156399 A JP2000156399 A JP 2000156399A JP 10328695 A JP10328695 A JP 10328695A JP 32869598 A JP32869598 A JP 32869598A JP 2000156399 A JP2000156399 A JP 2000156399A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板保持台に保持された基板を基板保持台か
ら良好に剥離することができる基板剥離装置および基板
剥離方法を提供する。 【解決手段】 帯電して残留吸着力がある状態で基板保
持台３に保持されている基板２を基板保持台３から剥離
させる基板剥離装置であって、基板保持台３から出退自
在とされて基板２を突き上げる突き上げ部２３を設け、
突き上げ部２３を出退させる駆動力を発生する駆動モー
タ１７を設け、互いに対向するように配置される対とな
った磁気カップリング９Ａ，９Ｂを設け、磁気カップリ
ングの一方１９Ａを駆動モータ１７により移動される移
動部材２５に取り付け、磁気カップリングの他方９Ｂを
突き上げ部２３側に取り付け、駆動モータ１７の駆動力
を磁気カップリング９Ａ，９Ｂを介して突き上げ部２３
に伝達させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子、液晶デ
ィスプレイパネルや太陽電池等の製造における薄膜形成
工程、あるいは微細加工工程等に用いられるプラズマ処
理装置等において、基板保持台に保持された基板を基板
保持台から剥離する基板剥離装置および基板剥離方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、プラズマ処理装置は、デバイスの
高機能化とその処理コストの低減のために、高精度化、
高速化、大面積化、低ダメージ化および高信頼性を実現
する取り組みが盛んに行われている。中でも、基板への
成膜工程においては基板内の膜質均一性を得るため、ま
た、微細加工に用いられるドライエッチング工程におい
ては、寸法精度を確保するために、特に、基板の温度を
その基板面内で均一にかつ精密に制御することが要求さ
れている。そのため、基板温度を制御する手段として、
メカクランプもしくは静電吸着電極を使用したプラズマ
処理装置が使用され始めている。
【０００３】以下に従来の静電吸着電極を用いたプラズ
マ処置装置について説明する。従来のプラズマ処理装置
の例としては、特開昭６３−７２８７７号公報、特開平
２−７５２０号公報、特開平３−１０２８２０号公報、
特開平４−１００２５７号公報および特開平１０−１８
９５４４号公報に開示されている。
【０００４】図２は特開平４−１００２５７号公報に示
されたプラズマ処理装置の反応室の断面図である。以下
にこの従来のプラズマ処理装置３０について説明する。
図２において、３１は真空容器で、この真空容器３１
は、エッチングガス導入装置３２に接続されたガス導入
口３１ａと、真空排気装置３３に接続された排気口３１
ｂとを有する。真空容器３１内には、表面が絶縁層であ
って内部に１対の内部電極（図示せず）を有して被処理
基板３４を静電吸着する静電吸着電極３５が備えられて
いる。静電吸着電極３５には、被処理基板３４を静電吸
着するための直流電源３６と、高周波電力供給装置３７
とが接続されている。なお、直流電源３６は極性反転の
ための切替機構３８を有している。
【０００５】また、真空容器３１には、静電吸着電極３
５に対向して石英ガラス板３９が配置され、真空容器３
１の外側には石英ガラス板３９に対向して例えば水銀ラ
ンプなどの紫外線光源４０が配置されている。さらに、
被処理基板３４を静電吸着電極３５に設置および離脱さ
せるために被処理基板３４を昇降させる突き上げ機構
（図示せず）を有している。この突き上げ機構はベロー
ズなどの摺動シールを用いている。
【０００６】このように構成された従来のプラズマ処理
装置３０の動作を説明する。まず、突き上げ機構により
静電吸着電極３５上に設置された被処理基板３４は、静
電吸着電極３５内の１対の内部電極に直流電源３６にて
それぞれ＋電圧、−電圧が印加されることで、静電吸着
電極３５の表面に固定される。そしてこの状態で、被処
理基板３４に対して通常のプラズマ処理が施される。
【０００７】プラズマ処理終了後には、直流電源３６を
遮断したとしても、残留電荷が静電吸着電極３５の表面
の絶縁層に残留しており、被処理基板３４は静電吸着電
極３５に吸着された状態が維持される。そのため、この
状態のままで突き上げ機構にて被処理基板３４を突き上
げると、この被処理基板３４を破損する場合がある。
【０００８】このような不具合を防止して、被処理基板
３４を破損させることなく安定して静電吸着電極３５か
ら突き上げるために、以下のようにして、被処理基板３
４を静電吸着電極３５から剥離させる方法が採用されて
いる。
【０００９】すなわち、プラズマ処理終了後に、切り替
え機構３８により極性を反転した直流電圧を静電吸着電
極３５の内部電極に印加して、被処理基板３４における
残留電荷を打ち消した後、突き上げ機構を作動させて被
処理基板３４を静電吸着電極３５から離脱させる。ま
た、その後に、紫外線光源４０の紫外光を石英ガラス３
９を介して静電吸着電極３５の絶縁層表面に照射して、
静電吸着電極３５の表面の残留電荷を消滅させるように
図っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように静電吸着電極３５の内部電極に対して極性を反転
した直流電圧を印加しただけでは、上記残留電荷は完全
に除去することはできない。また、上記直流電圧の印加
時間が長過ぎた場合には、逆に静電吸着電極３５は被処
理基板３４を吸着してしまう場合がある。その結果、突
き上げ機構により被処理基板３４を良好に剥離させるこ
とができず、被処理基板３４を次工程へ搬送する際にト
ラブルを起こす場合がある。
【００１１】また、上記突き上げ機構はベローズなどの
摺動シールを用いているため、真空シールの耐久性に限
界があり、また、ベローズのバネ力の経時変化で残留吸
着力と突き上げ力のバランスが崩れることがある。この
ようなことから上述した従来のプラズマ処理装置３０で
は、その信頼性に問題があった。
【００１２】また、他の従来例として、除電プラズマを
用いて、例えば徐々に印加している電力を下げて残留電
荷を減らす方法があるが、残留吸着力を直接監視してい
ないため、どうしても時間的リスクをみて、プラズマ放
電時間を長めにしてしまい、スループットを悪化させる
問題があった。
【００１３】本発明は、このような問題を解決するため
になされるもので、基板保持台に保持された基板を基板
保持台から良好に剥離することができる基板剥離装置お
よび基板剥離方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明は、基板裏面が接触する状態で保持する基板保
持台が設けられており、帯電して残留吸着力がある状態
で基板保持台に保持されている基板を基板保持台から剥
離させる基板剥離装置であって、基板保持台から出退自
在とされて基板を突き上げる突き上げ部を設け、突き上
げ部を出退させる駆動力を発生する駆動源を設け、互い
に対向するように配置される対となった磁気カップリン
グを設け、磁気カップリングの一方を駆動源により移動
される移動部材に取り付け、磁気カップリングの他方を
前記突き上げ部側に取り付け、駆動源の駆動力を磁気カ
ップリングを介して突き上げ部に伝達させる構成とした
ものである。
【００１５】この構成によれば、基板保持台に保持され
た基板を基板保持台から良好に剥離することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】請求項１記載の本発明は、基板裏
面が接触する状態で保持する基板保持台が設けられてお
り、帯電して残留吸着力がある状態で基板保持台に保持
されている基板を基板保持台から剥離させる基板剥離装
置であって、基板保持台から出退自在とされて基板を突
き上げる突き上げ部を設け、突き上げ部を出退させる駆
動力を発生する駆動源を設け、互いに対向するように配
置される対となった磁気カップリングを設け、磁気カッ
プリングの一方を駆動源により移動される移動部材に取
り付け、磁気カップリングの他方を前記突き上げ部側に
取り付け、駆動源の駆動力を磁気カップリングを介して
突き上げ部に伝達させる構成としたものである。
【００１７】この構成によれば、駆動源の駆動力により
磁気カップリングの一方を移動させることで、磁気カッ
プリングの磁力により磁気カップリングの他方に力が与
えられ、この磁気カップリングの他方側に結合した突き
上げ部は駆動源の駆動力が伝達されて、基板保持台に吸
着した基板が突き上げ方向に付勢される。この場合に、
磁気カップリングの一方を移動させる移動量を調節する
ことで、突き上げ部による基板へ作用する力を調整しな
がら突き上げ動作を行うことが可能であるため、基板を
基板保持台から良好に剥離させ得る。つまり、磁気カッ
プリングの一方と他方とがずれる場合に、ずれる距離に
ほぼ比例した一次関数的な突き上げ力を発生させること
ができるので、基板を無理に撓ませることなく安定した
剥離を実現できる。
【００１８】請求項２記載の本発明は、基板裏面が接触
する状態で保持する基板保持台が、内部を密閉可能な真
空容器に配設され、帯電して残留吸着力がある状態で基
板保持台に保持されている基板を基板保持台から剥離さ
せる基板剥離装置であって、基板保持台から出退自在と
されて基板を突き上げる突き上げ部を容器内に配設し、
突き上げ部を出退させる駆動力を発生する駆動源を容器
外に配設し、真空容器を構成する部分を介して対向する
ように磁気カップリングを容器外と容器内とに配置し、
容器外に配置された磁気カップリングの容器外部分を駆
動源により移動される移動部材に取り付け、容器内に配
置された磁気カップリングの容器内部分を前記突き上げ
部側に取り付け、駆動源の駆動力を磁気カップリングを
介して突き上げ部に伝達させる構成としたものである。
【００１９】この構成によれば、駆動源の駆動力により
磁気カップリングの容器外部分を移動させることで、磁
気カップリングの磁力により磁気カップリングの容器内
部分に力が与えられ、この磁気カップリングの容器内部
分側に結合した突き上げ部は駆動源の駆動力が伝達され
て、基板保持台に吸着した基板が突き上げ方向に付勢さ
れる。この場合に、磁気カップリングの容器外部分を移
動させる移動量を調節することで、突き上げ部による基
板へ作用する力を調整しながら突き上げ動作を行うこと
が可能であるため、基板を基板保持台から良好に剥離さ
せ得る。つまり、磁気カップリングの容器外部分と容器
内部分とがずれる場合に、ずれる距離にほぼ比例した一
次関数的な突き上げ力を発生させることができるので、
基板を無理に撓ませることなく安定した剥離を実現でき
る。
【００２０】請求項３記載の本発明は、請求項２に記載
の基板剥離装置において、磁気カップリングの容器内部
分と容器外部分との突き上げ方向に対するずれ量を測定
する測定器を設け、このずれ量に基づいて基板と基板保
持台との残留吸着力を判定して突き上げ動作を制御する
制御手段を備えたものである。
【００２１】この構成によれば、基板と基板保持台との
残留吸着力を判定（疑似測定）して、突き上げ部による
基板へ作用する力を調整しながら突き上げ動作を行うこ
とが可能であるため、基板を基板保持台から良好に剥離
させ得る。
【００２２】請求項４記載の本発明は、請求項３に記載
の基板剥離装置において、制御手段は、突き上げ動作中
に磁気カップリングの容器内部分と容器外部分とのずれ
量が所定の上限設定値に達した際には、前記突き上げ動
作を一旦停止させるように制御するものである。
【００２３】この構成によれば、突き上げ部による基板
へ作用する力が過大とならないように調整しながら突き
上げ動作が行われるため、基板を破損することを防止で
きる。
【００２４】請求項５記載の本発明は、請求項３または
４に記載の基板剥離装置において、制御手段は、基板と
基板保持台との残留吸着力を低減させるための吸着力低
減用突き上げ動作中に、磁気カップリングの容器内部分
と容器外部分とのずれ量が所定の下限設定値以下になっ
た際には、前記吸着力低減用の突き上げ動作を停止し
て、次工程の搬送動作のための突き上げ動作を行わせる
ように制御するものである。
【００２５】この構成によれば、基板と基板保持台との
残留吸着力を徐々に低減させて、基板を基板保持台から
良好に剥離させることができる。請求項６記載の本発明
は、請求項２〜５の何れかに記載の基板剥離装置におい
て、容器にプラズマ発生装置が備えられ、基板への帯電
は、容器に備わるプラズマ発生装置にて発生するプラズ
マにより起因するものである。
【００２６】請求項７記載の本発明は、請求項２〜５の
何れかに記載の基板剥離装置において、基板保持台は静
電吸着用の電極を有し、基板への帯電は基板保持台への
基板の静電吸着に起因するものである。
【００２７】請求項８記載の本発明は、請求項３〜７の
何れかに記載の基板剥離装置において、測定器は容器外
である大気側空間において磁気カップリングの容器外部
分側に固定されて配設されているものである。
【００２８】この構成によっても、真空容器内におい
て、基板を基板保持台から良好に剥離させることができ
る。請求項９記載の本発明は、請求項８に記載の基板剥
離装置において、測定器は透過型変位計であるものであ
る。
【００２９】請求項１０記載の本発明は、裏面が基板保
持台に接触しかつ帯電して残留吸着力がある状態で保持
された基板を基板保持台から剥離させる基板剥離方法で
あって、基板保持台から出退自在とされて基板を突き上
げる突き上げ部を、駆動源の駆動源により出退させ、互
いに対向するように配置される対となった磁気カップリ
ングの一方を、駆動源の駆動力により移動させること
で、磁気カップリングの磁力により磁気カップリングの
他方に力を与えて、この磁気カップリングの他方側に結
合した突き上げ部を基板の突き上げ方向に付勢して基板
と基板保持台とを剥離させるものである。
【００３０】この方法によれば、駆動源の駆動力により
磁気カップリングの一方を移動させることで、磁気カッ
プリングの磁力により磁気カップリングの他方に力が与
えられ、この磁気カップリングの他方側に結合した突き
上げ部は駆動源の駆動力が伝達されて、基板保持台に吸
着した基板が突き上げ方向に付勢される。この場合に、
磁気カップリングの一方を移動させる移動量を調節する
ことで、突き上げ部による基板へ作用する力を調整しな
がら突き上げ動作を行うことが可能であるため、基板を
基板保持台から良好に剥離させ得る。つまり、磁気カッ
プリングの一方と他方とがずれる場合に、ずれる距離に
ほぼ比例した一次関数的な突き上げ力を発生させること
ができるので、基板を無理に撓ませることなく安定した
剥離を実現できる。
【００３１】請求項１１記載の本発明は、密閉可能な真
空容器において、裏面が基板保持台に接触しかつ帯電し
て残留吸着力がある状態で保持された基板を基板保持台
から剥離させる基板剥離方法であって、容器構成部を介
して対向するように磁気カップリングを容器外と容器内
とに配置し、容器外に配置した駆動源の駆動力により磁
気カップリングの容器外部分を移動させることで、磁気
カップリングの磁力により磁気カップリングの容器内部
分に力を与えて、この容器内部分に結合した突き上げ部
を基板の突き上げ方向に付勢して基板と基板保持台とを
剥離させるものである。
【００３２】この方法によれば、駆動源の駆動力により
磁気カップリングの容器外部分を移動させることで、磁
気カップリングの磁力により磁気カップリングの容器内
部分に力が与えられ、この磁気カップリングの容器内部
分側に結合した突き上げ部は駆動源の駆動力が伝達され
て、基板保持台に吸着した基板が突き上げ方向に付勢さ
れる。この場合に、磁気カップリングの容器外部分を移
動させる移動量を調節することで、突き上げ部による基
板へ作用する力を調整しながら突き上げ動作を行うこと
が可能であるため、基板を基板保持台から良好に剥離さ
せ得る。つまり、磁気カップリングの容器外部分と容器
内部分とがずれる場合に、ずれる距離にほぼ比例した一
次関数的な突き上げ力を発生させることができるので、
基板を無理に撓ませることなく安定した剥離を実現でき
る。
【００３３】請求項１２記載の本発明は、請求項１１に
記載の基板剥離方法において、突き上げ動作中に磁気カ
ップリングの容器内部分と容器外部分との突き上げ方向
に対するずれ量を測定し、このずれ量に応じて突き上げ
動作を行うものである。
【００３４】この方法によれば、基板と基板保持台との
残留吸着力を判定（疑似測定）して、突き上げ部による
基板へ作用する力を調整しながら突き上げ動作を行うこ
とが可能であるため、基板を基板保持台から良好に剥離
させ得る。
【００３５】請求項１３記載の本発明は、請求項１２に
記載の基板剥離方法において、突き上げ動作中に磁気カ
ップリングの容器内部分と容器外部分とのずれ量が所定
の上限設定値に達すると、前記突き上げ動作を一旦停止
させて磁気カップリングの容器外部分を元の位置に戻し
た後に、前記突き上げ動作を繰り返して行うことで基板
と基板保持台との吸着力を低減させるものである。
【００３６】この方法によれば、突き上げ部による基板
へ作用する力が過大とならないように調整しながら突き
上げ動作が行われるため、基板を破損することを防止で
きる。
【００３７】請求項１４記載の本発明は、請求項１２ま
たは１３に記載の基板剥離方法において、基板と基板保
持台との残留吸着力を低減させるための吸着力低減用突
き上げ動作中に、磁気カップリングの容器内部分と容器
外部分とのずれ量が所定の下限設定値以下になるまで、
前記吸着力低減用突き上げ動作を繰り返して行い、ずれ
量が所定の下限設定値以下になった際には、前記吸着力
低減用突き上げ動作を停止して、次工程の搬送動作のた
めの突き上げ動作を行わせて基板を基板保持台から剥離
するものである。
【００３８】この方法によれば、基板と基板保持台との
残留吸着力を徐々に低減させて、基板を基板保持台から
良好に剥離させることができる。以下、本発明の実施の
形態にかかる基板剥離装置および基板剥離方法の具体例
を、反応性イオンエッチング型のドライエッチング装置
を例に、図１を用いて説明する。
【００３９】図１において、１は反応ガス供給手段１ａ
と真空排気手段１ｂとを有する真空容器、２は被処理基
板としてのＳｉウェハーからなる基板、３はこの基板２
を保持する静電吸着型の基板保持台である。基板保持台
３は、厚さ５ｍｍのアルミナ誘導体部４と、内部に冷却
水路（図示せず）を有すアルミニウム製のベース部５と
からなり、アルミナ誘導体４の表面から５００μｍの内
部には、タングステンからなる１対の静電吸着用内部電
極６Ａ、６Ｂが内蔵されている。静電吸着用内部電極６
Ａ、６Ｂには、高周波フィルター７と、正極の直流電源
８または負極の直流電源９と、コンデンサ１０と、１
３．５６ＭＨｚの高周波電源１１とが電気的に接続され
ている。１２は真空容器１内に配置されているとともに
接地されている上部電極である。
【００４０】１３は基板保持台３の表面と基板２の裏面
との間隙へＨｅガスなどの伝熱ガスを供給するガス供給
機構で、バルブと流量コントローラからなる。１４は基
板２の裏面での伝熱ガスの圧力監視を行いながら制御す
る圧力監視制御機構で、圧力計と絞り弁とから構成され
ている。
【００４１】基板保持台３には、基板２の搬送の際に基
板２を基板保持台３から剥離するために、基板２を基板
保持台３から突き上げる基板突き上げ機構１５が設けら
れている。基板突き上げ機構１５は、基板保持台３から
上方に出退自在に配置されている複数の突き上げ部２３
と、この突き上げ部２３を支持する環状円盤部２４と、
環状円盤部２４の内周側に固着されている磁気カップリ
ングの容器内部分としての外輪１９Ｂと、真空容器１の
構成部分としての下部壁１ａを介して磁気カップリング
の外輪１９Ｂの内周に対応されて配置される磁気カップ
リングの容器外部分としての内輪１９Ａと、磁気カップ
リングの内輪１９Ａを昇降自在に支持する内輪支持体２
５と、この内輪支持体２５に取り付けられたボールネジ
２２と、このボールネジ２２を昇降させる駆動源として
の駆動モータ１７と、この駆動モータ１７を制御する制
御回路１８とが備えられている。
【００４２】そして、基板突き上げ機構１５において、
突き上げ部２３や環状円盤部２４ならびに磁気カップリ
ングの外輪１９Ｂは真空容器１の下部壁１ｃの内側、す
なわち真空容器１の内部に配置されている一方、磁気カ
ップリングの内輪１９Ａ，内輪支持体２５，ボールネジ
２２，駆動モータ１７および制御回路１８は真空容器１
よりも外部に配置されている。
【００４３】真空容器１の下部壁１ｃの一部には透明板
が嵌め込まれた窓部２０が形成されているとともに、こ
の窓部２０を通して対向するように内輪支持体２５の上
端部には１対の透過形変位計１６が配置され、これらの
透過形変位計１６の間に位置するような環状円盤部２４
の上の箇所にドグ２１が取り付けられている。そして、
磁気カップリングの内輪１９Ａよりも磁気カップリング
の外輪１９Ｂがある程度相対的に低い位置となると、透
過形変位計１６間に出射された光や赤外線がドグ２１で
遮られて透過量が減少するようになっている。透過形変
位計１６のデータは制御回路１８に送られて、駆動モー
タ１７がフィードバック制御される。
【００４４】以上のように構成されたドライエッチング
装置の動作を、図１を参照しながら説明する。まず、基
板保持台３上に被処理基板２を設置した状態で真空容器
１内を真空排気し、一対の内部電極６Ａ、６Ｂへ高周波
フィルター７を通してそれぞれ直流電源８、９から正、
負の直流電圧１．０ｋＶを印加する。これにより、基板
２が基板保持台３に静電吸着される。次に、ガス供給機
構１３により基板２の裏面にＨｅガスを１０ｃｃ／分の
割合で導入し、圧力制御機構１４により１０Ｔｏｒｒに
調圧する。さらに、反応ガス供給手段１ａのガス導入口
より反応ガスであるＣＦ 4（流量割合３０ｃｃ／分）と
Ｏ2（流量割合５ｃｃ／分）とを真空容器１内に同時に
導入して２００ｍＴｏｒｒに調圧し、高周波電源１１か
ら高周波電力を２分岐させた後に、直流電圧をカットす
るコンデンサ１０を通して、一対の内部電極６に供給す
ることによりプラズマを発生させ、基板２の裏面をＨｅ
で効率よく冷却しながら、所望のドライエッチングを行
う。
【００４５】エッチングが終了した後には、高周波電
力、反応ガス及び、基板２の裏面へのＨｅの供給を止
め、一旦、真空排気を行いながら、直流電源８、９の出
力を止める。この状態で、基板２は所望のエッチングが
行われたことになるが、基板２のプラズマからの帯電
と、基板保持台３の絶縁層表面と基板２の裏面との間に
存在する残留電荷のために、基板２が未だ吸着されてい
る。したがって、このままの状態で基板突き上げ機構１
５により基板保持台３から基板２を剥離させようとする
と、基板２の破損や搬送トラブルを起こしてしまう。特
に、基板２が絶縁材である場合はこれらの傾向が大き
い。
【００４６】そこで次に、この残留吸着を解消する工程
を行わせることとなるが、この工程を行う前に、予め初
期設定として、残留電荷が無い基板２を用いて、基板突
き上げ機構１５により基板２を突き上げる。この時、透
過型変位計１６には、磁気カップリングの外輪１９Ｂお
よび環状円盤部２４などの重量と基板２の重量とによ
り、磁気カップリングの内輪１９Ａよりも磁気カップリ
ングの外輪１９Ｂがある程度ずれて相対的に低くなり、
この際に再現性のある初期ずれ量（例えば０．１〜０．
５ｍｍ）が存在する。このデータをモニターしてデータ
として制御回路１８にて予め記憶しておく。なお、初期
設定値は再現性が高いため、基板突き上げ機構１５を解
体、再組立するまで変更する必要はない。
【００４７】以上の初期設定の準備を行った状態で、基
板２を基板保持台３に吸着させた後に、基板突き上げ機
構１５の駆動モーター１７を駆動させて磁気カップリン
グを介して突き上げ部２３にて基板２を突き上げる。こ
の場合に、基板突き上げ機構１５が基板２と接触し、残
留電荷のために吸着していると、磁気カップリングの内
輪１９Ａと外輪１９Ｂとに比較的大きなずれが生じる。
このずれを、透過型変位計１６により窓２０を介して、
ドグ２１の遮光量として測定することで、初期設定値か
らのずれ量を検知する。そして、このずれ量を検知する
ことで、ずれる距離にほぼ比例した突き上げ部２３によ
る一次関数的な突き上げ力を擬似的に得て制御回路１８
にて判定するようになっている。ここで、透過型変位計
１６は磁気カップリングの内輪１９Ａと一体で固定され
ているため、磁気カップリングの外輪１９Ｂとの相対高
さのずれを観測することで、残留吸着力によるずれ量の
みを極めて良好に測定できる。
【００４８】なお、初期設定を行った際に、前記初期ず
れ量よりもずれ量が大きくなった場合の基板３に作用す
る力を予め観測しておき、例えば、ずれ量が５ｍｍであ
る場合には、基板２に対して、その材質のせん断応力限
界以下の力しか作用しないことを確認しておき、このず
れ量を上限設定値として制御回路１８の記憶部（図示せ
ず）に予め記憶させておく。また、被処理基板２の破損
や搬送トラブルを起こさない程度まで、残留吸着力が減
少した場合のずれ量（例えば１ｍｍ）を下限設定値とし
て制御回路１８の記憶部に予め記憶させておく。
【００４９】また、透過型変位計１６は大気側に配置さ
れているため、透過型変位計１６を真空容器１内に配置
した場合と比べて長寿命となるとともに、精度信頼性、
配線引き回し、交換作業の簡便性が高く、かつその調整
も容易であり、さらに高周波電力の印加部である基板保
持台３との距離を確保できるため、ノイズによる透過型
変位計１６の誤動作がない。また高周波電力の効率を落
とすこともないという特徴がある。
【００５０】突き上げ部２３により基板２を突き上げて
いく際に、基板２の材質のせん断応力限界に近づいて、
ずれ量が上限設定値に達した場合には制御回路１８にて
突き上げ動作を一旦停止させて、基板突き上げ機構１５
の突き上げ部２３を下降させる。この後、磁気カップリ
ングの内輪１９Ａが所定量移動する範囲において、基板
突き上げ機構１５の突き上げ部２３を再度上昇させて、
同様の突き上げ動作を繰り返す。この繰り返し動作によ
り、基板２における突き上げ部２３と接触している部分
の近傍箇所が徐々に基板保持台３より剥離され、基板２
の裏面の基板保持台３との接触部が徐々に減少する。こ
の結果、基板保持台３の表面におけるアルミナ絶縁層４
の表面と基板２との間の残留電荷も、基板２の裏面の残
留Ｈｅガスを媒体として電気的に中和されて、残留吸着
が減少する。
【００５１】このようにして、磁気カップリングの内輪
１９Ａを所定量移動させた場合でも、基板２の破損や搬
送トラブルを起こさない程度まで、残留吸着力が減少し
てずれ量が下限設定値（例えば１ｍｍ）以下となった場
合には、残留吸着が解消したと判断して前記吸着力低減
用突き上げ動作を停止し、その後、次工程の搬送動作の
ための突き上げ動作として、基板２のずれない最速のス
ピード、例えば２０ｍｍ／秒にて、基板２を突き上げ
る。
【００５２】このようにして、残留吸着を解消させた上
で基板を基板保持台３から良好に剥離することができ、
その結果、次工程においてトラブルなく安定して基板２
を搬送することができ、スループットの向上が可能とな
る。
【００５３】ここで、本実施の形態においては、除電プ
ラズマプロセスを用いず、また真空容器１内部にコロナ
放電用の高電圧電極などを有しないため、真空容器１か
らのマイクロスパッタによる発塵、電極材料からの不純
物汚染や発塵は引き起こさない。また、デバイスダメー
ジ（例えばＭＯＳトランジスターのしきい値電圧のシフ
トなど）を誘発することもない。万が一、吸着力が残っ
た場合も確実に検知できるため、無理やり剥離すること
による基板２の破損はない。
【００５４】以上のように本実施の形態によれば、静電
吸着とプラズマ処理とを行うことに起因して基板２と基
板保持台３との間に発生する残留吸着を、突き上げる力
を検知、制御しつつ、良好に離脱させるこができ、基板
２のデバイスダメージや発塵がなく、さらには基板２の
搬送トラブルがなく、安定してプラズマ処理することが
できる。
【００５５】なお、上記実施の形態において（測定手
段）を透過型変位計としたが、磁気カップリングの内輪
１９Ａと外輪１９Ｂとのずれ量を検知できるものであれ
ば限定されるものではない。形状的には、磁気カップリ
ングの外輪１９Ｂを駆動させるボールネジ２２などの駆
動軸と透過型変位計１６とを、大気側において所定の位
置に堅固な状態で配設されている方が精度的に好まし
い。
【００５６】また、上記実施の形態において、基板２の
裏面に流すガスとして、Ｈｅガスを用いたがこれ以外の
不活性ガスや別のガスを用いても良い。また、基板２の
裏面に流すＨｅガスの配管系統は実施例記載の系統に限
られるものでなく、基板２の裏面にガスを供給できれば
いずれの配管系統を用いても良い。
【００５７】また、上記実施の形態においては、基板保
持台３を一対の内部電極６Ａ，６Ｂを有するいわゆる双
極型の静電吸着電極としたが、単極型の静電吸着電極に
本発明を用いても同様の効果が得られる。また、上記実
施の形態においては、静電吸着型の基板保持台３とした
が、表面が絶縁物で覆われ、接地あるいは高周波電力が
印加される基板保持台であっても適用でき、基板が絶縁
材料である場合には特に残留吸着による搬送トラブルが
起こり得るものであり、このような場合に本発明を用い
ても同様の効果が得られる。
【００５８】また、上記実施の形態においては、反応性
イオンエッチング型のドライエッチング装置としたが、
プラズマの発生方法はこれに限られるものでなく、誘導
結合型、ＥＣＲ型、ヘリコン波型、表面波型等のプラズ
マ発生方法としてもよい。また、上記実施の形態におい
ては、ドライエッチング装置を例にとって説明したが、
プラズマＣＶＤ装置や、スパッタリング装置、アッシン
グ装置に本発明を用いてもよい。
【００５９】また、上記実施の形態においては、磁気カ
ップリングが内輪１９Ａと外輪１９Ｂとから構成される
場合を述べたが、これらの形状に限定されるものではな
い。また、基板２としてはウェハー以外のものでも適用
可能であり、真空容器以外でも密閉される容器に基板２
が配置されるものに対して好適であるが、容器などを有
せず、単に吸着されている基板を離反させる場合にも適
用可能である。
【００６０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、駆動源の
駆動力を磁気カップリングを介して突き上げ部に伝達さ
せて基板と基板保持台とを剥離させることにより、基板
の残留吸着を解消しながら、基板と基板保持台とを良好
に剥離できて、搬送工程のトラブルを防止できて、信頼
性を向上させることができる。
【００６１】また、基板や基板保持台を密閉容器内に配
置するものにおいて、磁気カップリングにより力を適切
に伝達することができ、さらに、駆動部などが容器外に
配置されるため駆動部などの発塵による製品不良をなく
すことができる。
【００６２】また、磁気カップリングの容器内部分と容
器外部分との突き上げ方向に対するずれ量を測定する測
定器を設け、このずれ量に基づいて基板と基板保持台と
の残留吸着力を判定して突き上げ動作を制御することに
より、基板と基板保持台との残留吸着力を判定（疑似測
定）して、突き上げ部による基板へ作用する力を調整し
ながら突き上げ動作を行うことが可能となる。そして、
突き上げ動作中に磁気カップリングの容器内部分と容器
外部分とのずれ量が所定の上限設定値に達した際には、
前記突き上げ動作を一旦停止させるように制御すること
で、突き上げ部による基板へ作用する力が過大とならな
いように調整しながら突き上げ動作が行われるため、デ
バイスダメージを防止できる。
【００６３】また、基板と基板保持台との残留吸着力を
低減させるための吸着力低減用突き上げ動作中に、磁気
カップリングの容器内部分と容器外部分とのずれ量が所
定の下限設定値以下になった際には、前記吸着力低減用
の突き上げ動作を停止して、次工程の搬送動作のための
突き上げ動作を行わせることで、基板と基板保持台との
残留吸着力を徐々に低減させて、基板を基板保持台から
良好かつ安定して剥離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるドライエッチング
装置の反応室の断面図である。
【図２】従来のドライエッチング装置の反応室の断面図
である。
【符号の説明】
１ 真空容器 ２ 基板 ３ 基板保持台 ６Ａ，６Ｂ 静電吸着用内部電極 １５ 基板突き上げ機構 １６ 透過型変位計 １７ 駆動モータ（駆動源） １８ 制御回路 １９Ａ 内輪（容器外部分） １９Ｂ 外輪（容器内部分） ２１ ドグ ２３ 突き上げ部 ２５ 内輪支持体（移動部材）

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板裏面が接触する状態で保持する基板
    保持台が設けられており、帯電して残留吸着力がある状
    態で基板保持台に保持されている基板を基板保持台から
    剥離させる基板剥離装置であって、基板保持台から出退
    自在とされて基板を突き上げる突き上げ部を設け、突き
    上げ部を出退させる駆動力を発生する駆動源を設け、互
    いに対向するように配置される対となった磁気カップリ
    ングを設け、磁気カップリングの一方を駆動源により移
    動される移動部材に取り付け、磁気カップリングの他方
    を前記突き上げ部側に取り付け、駆動源の駆動力を磁気
    カップリングを介して突き上げ部に伝達させる構成とし
    た基板剥離装置。
  2. 【請求項２】 基板裏面が接触する状態で保持する基板
    保持台が、内部を密閉可能な真空容器に配設され、帯電
    して残留吸着力がある状態で基板保持台に保持されてい
    る基板を基板保持台から剥離させる基板剥離装置であっ
    て、基板保持台から出退自在とされて基板を突き上げる
    突き上げ部を容器内に配設し、突き上げ部を出退させる
    駆動力を発生する駆動源を容器外に配設し、真空容器を
    構成する部分を介して対向するように磁気カップリング
    を容器外と容器内とに配置し、容器外に配置された磁気
    カップリングの容器外部分を駆動源により移動される移
    動部材に取り付け、容器内に配置された磁気カップリン
    グの容器内部分を前記突き上げ部側に取り付け、駆動源
    の駆動力を磁気カップリングを介して突き上げ部に伝達
    させる構成とした基板剥離装置。
  3. 【請求項３】 磁気カップリングの容器内部分と容器外
    部分との突き上げ方向に対するずれ量を測定する測定器
    を設け、このずれ量に基づいて基板と基板保持台との残
    留吸着力を判定して突き上げ動作を制御する制御手段を
    備えた請求項２に記載の基板剥離装置。
  4. 【請求項４】 制御手段は、突き上げ動作中に磁気カッ
    プリングの容器内部分と容器外部分とのずれ量が所定の
    上限設定値に達した際には、前記突き上げ動作を一旦停
    止させるように制御する請求項３に記載の基板剥離装
    置。
  5. 【請求項５】 制御手段は、基板と基板保持台との残留
    吸着力を低減させるための吸着力低減用突き上げ動作中
    に、磁気カップリングの容器内部分と容器外部分とのず
    れ量が所定の下限設定値以下になった際には、前記吸着
    力低減用の突き上げ動作を停止して、次工程の搬送動作
    のための突き上げ動作を行わせるように制御する請求項
    ３または４に記載の基板剥離装置。
  6. 【請求項６】 容器にプラズマ発生装置が備えられ、基
    板への帯電は、容器に備わるプラズマ発生装置にて発生
    するプラズマにより起因する請求項２〜５の何れかに記
    載の基板剥離装置。
  7. 【請求項７】 基板保持台は静電吸着用の電極を有し、
    基板への帯電は基板保持台への基板の静電吸着に起因す
    る請求項２〜５の何れかに記載の基板剥離装置。
  8. 【請求項８】 測定器は容器外である大気側空間におい
    て磁気カップリングの容器外部分側に固定されて配設さ
    れている請求項３〜７の何れかに記載の基板剥離装置。
  9. 【請求項９】 測定器は透過型変位計である請求項８記
    載の基板剥離装置。
  10. 【請求項１０】 裏面が基板保持台に接触しかつ帯電し
    て残留吸着力がある状態で保持された基板を基板保持台
    から剥離させる基板剥離方法であって、基板保持台から
    出退自在とされて基板を突き上げる突き上げ部を、駆動
    源の駆動源により出退させ、互いに対向するように配置
    される対となった磁気カップリングの一方を、駆動源の
    駆動力により移動させることで、磁気カップリングの磁
    力により磁気カップリングの他方に力を与えて、この磁
    気カップリングの他方側に結合した突き上げ部を基板の
    突き上げ方向に付勢して基板と基板保持台とを剥離させ
    る基板剥離方法。
  11. 【請求項１１】 密閉可能な真空容器において、裏面が
    基板保持台に接触しかつ帯電して残留吸着力がある状態
    で保持された基板を基板保持台から剥離させる基板剥離
    方法であって、容器構成部を介して対向するように磁気
    カップリングを容器外と容器内とに配置し、容器外に配
    置した駆動源の駆動力により磁気カップリングの容器外
    部分を移動させることで、磁気カップリングの磁力によ
    り磁気カップリングの容器内部分に力を与えて、この容
    器内部分に結合した突き上げ部を基板の突き上げ方向に
    付勢して基板と基板保持台とを剥離させる基板剥離方
    法。
  12. 【請求項１２】 突き上げ動作中に磁気カップリングの
    容器内部分と容器外部分との突き上げ方向に対するずれ
    量を測定し、このずれ量に応じて突き上げ動作を行う請
    求項１１に記載の基板剥離方法。
  13. 【請求項１３】 突き上げ動作中に磁気カップリングの
    容器内部分と容器外部分とのずれ量が所定の上限設定値
    に達すると、前記突き上げ動作を一旦停止させて磁気カ
    ップリングの容器外部分を元の位置に戻した後に、前記
    突き上げ動作を繰り返して行うことで基板と基板保持台
    との吸着力を低減させる請求項１２に記載の基板剥離方
    法。
  14. 【請求項１４】 基板と基板保持台との残留吸着力を低
    減させるための吸着力低減用突き上げ動作中に、磁気カ
    ップリングの容器内部分と容器外部分とのずれ量が所定
    の下限設定値以下になるまで、前記吸着力低減用突き上
    げ動作を繰り返して行い、ずれ量が所定の下限設定値以
    下になった際には、前記吸着力低減用突き上げ動作を停
    止して、次工程の搬送動作のための突き上げ動作を行わ
    せて基板を基板保持台から剥離する請求項１２または１
    ３に記載の基板剥離方法。
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