JP2006032427A - 基板処理装置及び静電チャックのクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 静電チャックのクリーニング時間を短縮できる基板処理装置及び静電チャックのクリーニング方法を提供する。
【解決手段】 基板処理装置１は、チャンバ３内に設置され、基板Ｗを支持する表面２０ａを有する静電チャック２０を備える。チャンバ３内には、静電チャック２０の表面２０ａに接触可能なクリーニング面３２ａを有するクリーニングディスク３２と、クリーニングディスク３２を搬送する搬送装置３６とが設置されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基板処理装置及び静電チャックのクリーニング方法に関する。

ＬＳＩ等の半導体デバイスは、基板処理装置を用いて基板に対して数多くの処理を施すことにより製造される。このような基板処理装置は、基板を所定の位置に保持する静電チャックを備えている場合が多い。

このような基板処理装置を用いて基板を処理する時、基板は静電気によって静電チャックの表面に吸着される。基板が静電チャックの表面に吸着されると、基板の裏面が傷付けられる場合がある。その結果、静電チャックの表面上に、例えば基板の構成材料からなるパーティクルが堆積する。このパーティクルは、静電チャックが基板を吸着することを阻害してしまう。

そこで、特許文献１に記載されている基板処理装置では、プラズマを用いて静電チャックの表面に存在するパーティクルを弾き飛ばすことにより、静電チャックのクリーニングを行っている。
特開２０００−２６９３１３号公報

しかしながら、プラズマを用いて静電チャックのクリーニング（プラズマクリーニング）を行う場合、プラズマを生成させる時間等が必要になるため、静電チャックのクリーニング時間が長くなってしまう。また、プラズマクリーニングではサイズの大きなパーティクルを除去することはできない。このような大きなパーティクルを除去するためには、静電チャックが収容されているチャンバを大気開放してウェットクリーニングを行うことが一般的である。しかしながら、チャンバのクールダウン、大気開放、真空排気、ベークアウト等に多大な時間を要してしまう。

そこで、本発明は、静電チャックのクリーニング時間を短縮できる基板処理装置及び静電チャックのクリーニング方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の基板処理装置は、チャンバ内に設置され、基板を支持する表面を有する静電チャックと、静電チャックの表面に接触可能なクリーニング面を有し、チャンバ内に設置されるクリーニングディスクと、チャンバ内に設置され、クリーニングディスクを搬送する搬送装置とを備える。

クリーニングディスクのクリーニング面を静電チャックの表面に接触させると、静電チャックの表面に存在するパーティクルは除去される。このようにして、静電チャックをクリーニングすることができる。本発明の基板処理装置では、静電チャック、クリーニングディスク及び搬送装置が同じチャンバ内に設置されている。このため、搬送装置を用いてクリーニングディスクを搬送する時間が短縮される。したがって、本発明の基板処理装置を用いて静電チャックのクリーニングを行うと、静電チャックのクリーニング時間を短縮することができる。

また、クリーニング面が鏡面研磨されていると好ましい。この場合、静電チャックの表面に存在するパーティクルがクリーニング面に付着し易くなる。

また、クリーニングディスクが半導体又は絶縁体からなると好ましい。この場合、静電チャックに電圧を印加すると、クリーニングディスクが静電チャックに吸着され易くなる。よって、静電チャックの表面に存在するパーティクルがクリーニング面に付着し易くなる。

また、本発明の静電チャックのクリーニング方法は、基板処理装置のチャンバ内に設置され、基板を支持する表面を有する静電チャックのクリーニング方法であって、静電チャックの表面に接触可能なクリーニング面を有しチャンバ内に設置されるクリーニングディスクを、チャンバ内に設置される搬送装置を用いて搬送する工程と、クリーニング面と静電チャックの表面とを接触させる工程とを含む。

本発明の静電チャックのクリーニング方法では、静電チャック、クリーニングディスク及び搬送装置が同じチャンバ内に設置された基板処理装置を用いる。このため、搬送装置を用いてクリーニングディスクを搬送する時間が短縮される。したがって、本発明の静電チャックのクリーニング方法を用いると、静電チャックのクリーニング時間を短縮することができる。

また、上記静電チャックのクリーニング方法は、クリーニング面と静電チャックの表面とを接触させた後に、静電チャックに電圧を印加する工程を更に含むと好ましい。

静電チャックに電圧を印加すると、クリーニングディスクが静電チャックに吸着される。このため、静電チャックの表面に存在するパーティクルがクリーニング面に付着し易くなる。

本発明によれば、静電チャックのクリーニング時間を短縮できる基板処理装置及び静電チャックのクリーニング方法を提供することができる。

以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付することとし、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の好適な一実施形態に係る基板処理装置１を模式的に示す平面図である。基板処理装置１は、例えば、ロードロックチャンバ５と、連結部７を介してロードロックチャンバ５に接続された複数のチャンバ３とを備える。基板処理装置１は、例えばマルチチャンバ型の装置である。基板処理装置１としては、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、リフロー装置、エッチング装置、熱処理装置等が挙げられる。また、基板処理装置１は、ＬＳＩ等の半導体デバイスを製造するための半導体製造装置であると好ましい。

ロードロックチャンバ５内には、基板Ｗを搬送する搬送装置１０が設置されている。搬送装置１０は、基板Ｗを把持するアーム部１１と、アーム部１１を回転させる回転軸部９とを備える。搬送装置１０を用いると、１つのチャンバ３から別のチャンバ３に基板Ｗを搬送することができる。基板Ｗとしては、シリコンウエハ、ＧａＡｓウエハ等の半導体基板が挙げられる。

基板処理装置１では、搬送装置１０によって基板Ｗが１つのチャンバ３内に搬入され、そのチャンバ３内において基板Ｗに対して所望のプロセスが施される。基板Ｗが処理されるとき、そのチャンバ３内は真空に維持される。処理が終了した後、基板Ｗは搬送装置１０によってそのチャンバ３内からチャンバ３外（ロードロックチャンバ５内）に搬出される。

図２は、基板処理装置１の１つのチャンバ３内部を模式的に示す平面図である。図３は、図２のIII矢印方向からみたチャンバ３内部を模式的に示す側面図である。

チャンバ３内には、第１の領域３ａと、第１の領域３ａに隣接する第２の領域３ｂとが設けられている。チャンバ３内の第１の領域３ａには、静電チャック２０が設置されている。静電チャック２０は、基板Ｗを支持する表面２０ａを有している。図３に示されるように、静電チャック２０は、チャンバ３内に設けられた支持軸２２及び支持軸２２上に設けられたベース部材２１によって支持されている。ベース部材２１が方向Ｂに沿って上下することにより、ベース部材２１の動きに応じて静電チャック２０も方向Ｂに沿って上下に移動する。静電チャック２０の表面２０ａからは、基板Ｗを受け取る複数のリフトピン２４が突出していると好ましい。リフトピン２４が方向Ｂに沿って上下することにより、リフトピン２４の動きに応じて基板Ｗも方向Ｂに沿って上下に移動する。

さらに、チャンバ３内の第２の領域３ｂには、クリーニングディスク３２と、クリーニングディスク３２を搬送する搬送装置３６とが設置されている。クリーニングディスク３２は、静電チャック２０の表面２０ａに接触可能であり、表面２０ａをクリーニングするためのクリーニング面３２ａを有している。

搬送装置３６は、クリーニングディスク３２を支持するアーム部３０と、アーム部３０を回転させる回転軸部２８とを備える。図２に示されるように、回転軸部２８が回転すると、回転軸部２８の回転角度に応じてクリーニングディスク３２が方向Ａに沿って移動する。これにより、クリーニングディスク３２を、チャンバ３内の第２の領域３ｂから第１の領域３ａに搬送することができる。図２中の破線で示されたクリーニングディスク３２は、チャンバ３内の第１の領域３ａに位置するクリーニングディスク３２を示す。

アーム部３０上には、例えば、複数の凸部３３が設けられている。クリーニングディスク３２のクリーニング面３２ａには、例えば、凸部３３に嵌め合わせ可能な複数の凹部３４が設けられている。凸部３３に凹部３４が嵌め合わされると、クリーニングディスク３２がアーム部３０に固定される。これにより、クリーニングディスク３２の位置決めを容易に且つ確実に行うことができる。また、クリーニングディスク３２が動くことに起因してクリーニング面３２ａが傷つけられることを抑制できる。なお、凸部３３及び凹部３４以外の機構によって、クリーニングディスク３２がアーム部３０に固定されるとしてもよい。

上述の基板処理装置１を用いることにより、本発明の好適な一実施形態に係る静電チャックのクリーニング方法は実施される。

図４(Ａ)〜図４(Ｃ)は、本発明の好適な一実施形態に係る静電チャックのクリーニング方法の一工程を模式的に示し、図２におけるIV−IV矢印に沿った断面図である。以下、図２、図３及び図４(Ａ)〜図４(Ｃ)を適宜参照しながら、基板処理装置１を用いて実施される静電チャックのクリーニング方法について説明する。

まず、図３に示されるように、静電チャック２０及びベース部材２１を方向Ｂに沿って下降させることにより、静電チャック２０の高さ位置を搬送装置３６のアーム部３０の高さ位置に合わせる。これにより、静電チャック２０及びベース部材２１は、図３中の破線で示される高さ位置に調整される。

続いて、図２に示されるように、搬送装置３６の回転軸部２８を回転させることにより、クリーニングディスク３２を方向Ａに沿って移動させる。その結果、クリーニングディスク３２は、チャンバ３内の第２の領域３ｂから第１の領域３ａに搬送される。これにより、クリーニングディスク３２は、図２中の破線で示される位置に搬送される。

このとき、図４(Ａ)に示されるように、クリーニング面３２ａは、静電チャック２０の表面２０ａに対向配置されている。また、静電チャック２０の表面２０ａ上には、パーティクル３８が存在している。パーティクル３８は、主として、基板Ｗと静電チャック２０の表面２０ａとが接触することにより発生し、基板Ｗの構成材料と同一の材料からなる。その他のパーティクル３８としては、チャンバ３外からチャンバ３内に侵入した浮遊粒子等が挙げられる。

次に、クリーニング面３２ａと表面２０ａとが対向配置された状態で、リフトピン２４を方向Ｂに沿って上昇させると、リフトピン２４の先端２４ａがクリーニング面３２ａに接し、クリーニングディスク３２を持ち上げる。これにより、クリーニングディスク３２がアーム部３０から取り外される。その後、搬送装置３６の回転軸部２８を回転させることにより、アーム部３０を方向Ａに沿って移動させる。その結果、アーム部３０は、チャンバ３内の第１の領域３ａから第２の領域３ｂに移動する。このとき、クリーニングディスク３２はチャンバ３内の第１の領域３ａにおいて、リフトピン２４の先端２４ａ上に載置されている。次に、リフトピン２４を方向Ｂに沿って下降させると、図４(Ｂ)に示されるように、クリーニング面３２ａが静電チャック２０の表面２０ａに接触する。これにより、静電チャック２０の表面２０ａ上に存在するパーティクル３８がクリーニング面３２ａに付着する。

次に、必要に応じて、静電チャック２０に電圧を印加する。これにより、クリーニングディスク３２は静電チャック２０に吸着される。クリーニング面３２ａは、静電気によって静電チャック２０の表面２０ａに押し付けられる。このため、静電チャック２０の表面２０ａに存在するパーティクルがクリーニング面３２ａに付着し易くなる。

次に、リフトピン２４を方向Ｂに沿って上昇させると、リフトピン２４の先端２４ａがクリーニングディスク３２を持ち上げる。その結果、図４(Ｃ)に示されるように、パーティクル３８はクリーニング面３２ａに付着して静電チャック２０の表面２０ａから除去される。これにより、静電チャック２０の吸着力を向上できる。図５は、クリーニング面に付着したパーティクルの分布の一例を示す図である。

その後、搬送装置３６の回転軸部２８を回転させることにより、アーム部３０を、方向Ａに沿ってチャンバ３内の第２の領域３ｂから第１の領域３ａに移動させる。その結果、アーム部３０は、静電チャック２０の表面２０ａとクリーニング面３２ａとの間に配置される。次に、リフトピン２４を方向Ｂに沿って下降させると、クリーニングディスク３２が下降し、クリーニングディスク３２の凹部３４がアーム部３０の凸部３３に嵌め合わされる。これにより、クリーニングディスク３２がアーム部３０に固定される。その後、搬送装置３６の回転軸部２８を回転させることにより、クリーニングディスク３２を、方向Ａに沿ってチャンバ３内の第１の領域３ａから第２の領域３ｂに搬送する。

次に、静電チャック２０及びベース部材２１を方向Ｂに沿って上昇させる。これにより、静電チャック２０及びベース部材２１は、図３中の実線で示される高さ位置に調整される。なお、この高さ位置において、基板Ｗに所望の処理が施される。

以上説明したように、基板処理装置１において、クリーニング面３２ａを静電チャック２０の表面２０ａに接触させると、静電チャック２０の表面２０ａに存在するパーティクル３８は除去される。これにより、静電チャック２０をクリーニングすることができる。基板処理装置１では、静電チャック２０、クリーニングディスク３２及び搬送装置３６が同じチャンバ３内に設置されている。このため、クリーニングディスク３２を、チャンバ３内の第１の領域３ａから第２の領域３ｂに搬送する時間、及び、チャンバ３内の第２の領域３ｂから第１の領域３ａに搬送する時間をいずれも短縮できる。したがって、かかる基板処理装置１を用いると、プラズマを用いる場合に比べて、静電チャックのクリーニング時間が大幅に短縮される。

また、クリーニング面３２ａは、例えば化学的機械的に鏡面研磨されていると好ましい。この場合、静電チャック２０の表面２０ａに存在するパーティクル３８がクリーニング面３２ａに付着し易くなる。

また、クリーニングディスク３２が半導体又は絶縁体からなると好ましい。この場合、クリーニングディスク３２の誘電率は、導電体からなるクリーニングディスクに比べて大きくなるので、静電チャック２０に電圧を印加すると、クリーニングディスク３２が静電チャック２０に吸着され易くなる。よって、静電チャック２０の表面２０ａに存在するパーティクル３８がクリーニング面３２ａに付着し易くなる。クリーニングディスク３２を構成する材料としては、シリコン（Ｓｉ）、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）、シリコン炭化物（ＳｉＣ）等が挙げられる。特に、クリーニングディスク３２の構成材料が基板Ｗの構成材料と同一の材料であると好ましい。この場合、静電チャック２０の表面２０ａに存在するパーティクル３８がクリーニング面３２ａに付着し易くなる。

クリーニングディスク３２の厚みは、例えば、０．７ｍｍ〜５．０ｍｍであると好ましい。クリーニングディスク３２の厚みが薄くなると、クリーニングディスク３２が割れやすくなる傾向がある。一方、クリーニングディスク３２の厚みが厚くなると、クリーニングディスク３２が基板処理装置１内の他の部材と干渉しやすくなる傾向がある。また、クリーニングディスク３２の厚みが薄くなると、静電チャック２０によってチャックし易くなる傾向がある。一方、クリーニングディスク３２の厚みが厚くなると、静電チャック２０によってチャックし難くなる傾向にある。

クリーニングディスク３２の形状は例えば円盤状であり、その直径は基板Ｗの直径と略同一であると好ましい。また、クリーニング面３２ａの面積は、静電チャック２０の表面２０ａの面積より大きいと好ましい。これにより、静電チャック２０の表面２０ａの全面においてパーティクル３８を除去することができる。

また、静電チャック２０の表面２０ａ上に存在するパーティクル３８の量は、基板Ｗの処理枚数が多くなると増加する。パーティクル３８の量が所定の量を超えた場合に、クリーニングディスク３２を用いて静電チャック２０のクリーニングを実施すると好ましい。また、クリーニング面３２ａに付着したパーティクル３８の量が所定の量を超えた場合には、クリーニングディスク３２を新品に交換すると好ましい。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。

本発明の好適な一実施形態に係る基板処理装置を模式的に示す平面図である。 基板処理装置の１つのチャンバ内部を模式的に示す平面図である。 図２のIII矢印方向からみたチャンバ内部を模式的に示す側面図である。 図４(Ａ)〜図４(Ｃ)は、本発明の好適な一実施形態に係る静電チャックのクリーニング方法の一工程を模式的に示し、図２におけるIV−IV矢印に沿った断面図である。 クリーニング面に付着したパーティクルの分布の一例を示す図である。

符号の説明

３…チャンバ、Ｗ…基板、２０ａ…静電チャックの表面、２０…静電チャック、１…基板処理装置、３２ａ…クリーニング面、３２…クリーニングディスク、３６…搬送装置。

Claims (5)

1. チャンバ内に設置され、基板を支持する表面を有する静電チャックと、
   前記静電チャックの前記表面に接触可能なクリーニング面を有し、前記チャンバ内に設置されるクリーニングディスクと、
   前記チャンバ内に設置され、前記クリーニングディスクを搬送する搬送装置と、
   を備える基板処理装置。
2. 前記クリーニング面が鏡面研磨されている請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記クリーニングディスクが半導体又は絶縁体からなる請求項１又は２に記載の基板処理装置。
4. 基板処理装置のチャンバ内に設置され、基板を支持する表面を有する静電チャックのクリーニング方法であって、
   前記静電チャックの前記表面に接触可能なクリーニング面を有し前記チャンバ内に設置されるクリーニングディスクを、前記チャンバ内に設置される搬送装置を用いて搬送する工程と、
   前記クリーニング面と前記静電チャックの前記表面とを接触させる工程と、
   を含む静電チャックのクリーニング方法。
5. 前記クリーニング面と前記静電チャックの前記表面とを接触させた後に、前記静電チャックに電圧を印加する工程を更に含む請求項４に記載の静電チャックのクリーニング方法。

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