JP2016225439A - プラズマ処理装置及び基板剥離検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ処理中の異常放電の発生を検知することにより基板の剥離を速やかに検知する。【解決手段】基板Ｇが載置される基板載置面を有する載置台２１がチャンバ２０の内部に配置されたプラズマ処理装置１１において、基板載置面に基板Ｇが載置された状態で基板Ｇに覆われる位置に導電性ピン６０を基板載置面に露出するように載置台２１に配置し、基板Ｇに対するプラズマ処理中に直流電源６３から導電性ピン６０に直流電圧を印加して、導電性ピン６０の電位と導電性ピン６０を流れる電流の少なくとも一方を監視する。プラズマ処理装置１１を制御する装置コントローラ４４は、導電性ピン６０の電位が変化したとき又は導電性ピン６０を流れる電流が変化したときに基板Ｇの剥離が発生したと判断してプラズマの生成を中止する。【選択図】図３

Description

本発明は、静電気力によって基板載置台に吸着保持された基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置と、プラズマ処理中に基板の一部が基板載置台の基板載置面から剥離したことを検知する基板剥離検知方法に関する。

フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のパネル製造工程では、プラズマ処理装置を用いて、ガラス基板等の基板に対してプラズマを用いた成膜処理やエッチング処理、アッシング処理等の微細加工を施すことにより、基板上に画素のデバイスや電極、配線等を形成している。プラズマ処理装置では、例えば、減圧可能な処理室の内部に配置された下部電極としてのサセプタを有する載置台の上に基板が載置され、処理室に処理ガスを供給しながらサセプタに高周波電力を供給することによって、処理室内の基板上方にプラズマを生成させている。

一般に、プラズマ処理では、生成したプラズマからの入熱による基板の温度上昇を抑制すると共に、基板全体に亘って温度分布が均一となるように、温調された冷媒を載置台内の冷媒流路に循環供給すると共に、ヘリウム（Ｈｅ）ガス等の伝熱性の高いガス（以下「伝熱ガス」という）を載置台の基板載置面に開口するガス穴から基板の裏面へ供給し、伝熱ガスの伝熱によって基板を冷却している。このとき、伝熱ガスの圧力によって基板が載置台から浮き上がるのを防止するために、基板は載置台へ静電気力等によって吸着保持される。

近年、基板の大型化が進むに伴って、プラズマ処理中の基板の温度上昇による基板の熱膨張によって、基板の周縁部がプラズマ処理中に載置台から剥離する現象が生じることが確認されている。このとき、載置台の基板載置面に耐圧の低いガス穴が露出することで、ガス穴に対して異常放電が生じることがある。この異常放電はしばしば、発生部位及びその近傍を破壊し、この破壊に伴って発生するパーティクルが処理室内を汚染するだけでなく、基板又は基板上に形成されたデバイスを損傷させ、更に、ガス穴が大きく損傷することによって載置台そのものが使用不能になる場合もある。

そこで、基板が剥離したこと又は基板の剥離によって異常放電が生じたことを速やかに検知し、プラズマ処理を中止する必要がある。基板の載置台からの剥離を検知する方法としては、基板が載置台から剥離すると伝熱ガスの流量が乱れることから、伝熱ガスの流量を監視し、伝熱ガスの流量が乱れて閾値を複数回超えたときに基板が載置台から剥離したと判断する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−９９６３４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術のように伝熱ガスの流量変化を監視する方法では、基板の一部の剥離に伴う伝熱ガスの流量変化は概して大きくなく、そのため、伝熱ガスの流量変化が検知されても、それが基板の剥離によるものか否かを正確に検知することができないという問題がある。また、基板の剥離に対する伝熱ガスの流量変化の応答が遅いために、伝熱ガスの流量変化が検知されてからプラズマ処理を中止しても、既に強い異常放電が生じたことによって載置台が大きく損傷してしまい、その後の使用が不可能なってしまう場合がある。これに対して、例えば、載置台に基板の剥離を検知するセンサを設けることで基板の剥離を検知する方法等の適用も考えられるが、載置台表面の温度均一性を保つための制御が困難になるという新たな問題が生じる。

本発明の目的は、既存の構成を大きく変更することなく、異常放電の発生を速やかに検知することによって基板の剥離を検知する基板剥離検知方法を提供することにある。また、本発明は、基板剥離に起因して異常放電が生じた場合であっても、載置台そのものを使用不能にさせる異常放電の発生を回避し、部分的な部品交換での載置台の再生が可能なプラズマ処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載のプラズマ処理装置は、基板が載置される基板載置面を有する載置台と、前記載置台に設けられ、基板を前記基板載置面へ静電気力により吸着保持する静電吸着部と、前記載置台を内部に収容するチャンバと、前記チャンバの内部にプラズマを生成させるプラズマ生成手段と、を有し、前記載置台に載置された基板に対して前記プラズマによる処理を施すプラズマ処理装置であって、前記基板載置面に基板が載置された状態では該基板に覆われる位置に、前記基板載置面に露出するように前記載置台に配置された導電性部材と、前記導電性部材に直流電圧を印加する直流電源と、前記導電性部材の電位と前記導電性部材を流れる電流の少なくとも一方を検知する検知器と、前記検知器が前記導電性部材の電位の変化又は前記導電性部材を流れる電流の変化を検知したときに前記プラズマ生成手段によるプラズマの生成を中止する制御部と、を備えることを特徴とする。

請求項２記載のプラズマ処理装置は、請求項１記載のプラズマ処理装置において、前記導電性部材は、前記基板の周縁部に対応する位置に配置されていることを特徴とする。

請求項３記載のプラズマ処理装置は、請求項１又は２記載のプラズマ処理装置において、前記導電性部材は、前記載置台と電気的に絶縁された状態で前記載置台に載置されていることを特徴とする。

請求項４記載のプラズマ処理装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置において、前記導電性部材は、前記載置台に対して交換可能に配置されていることを特徴とする。

請求項５記載のプラズマ処理装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置において、前記直流電源は、前記導電性部材に正電圧を印加し、前記制御部は、前記検知器により前記導電性部材の電位が所定値以下に降下したことが検知されたときに、前記プラズマ生成手段によるプラズマの生成を中止することを特徴とする。

請求項６記載のプラズマ処理装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置において、前記直流電源は、前記導電性部材に負電圧を印加し、前記制御部は、前記検知器により前記導電性部材の電位が所定の閾値を超えて変化したことが検知されたときに、前記プラズマ生成手段によるプラズマの生成を中止することを特徴とする。

請求項７記載のプラズマ処理装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置において、前記直流電源は、前記導電性部材に負電圧を印加し、前記制御部は、前記検知器により前記導電性部材を流れる電流が所定の閾値を超えて変化したことが検知されたときに、前記プラズマ生成手段によるプラズマの生成を中止することを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項８記載の基板剥離検知方法は、載置台の基板載置面に載置された基板に対してプラズマ処理を施す際の、前記基板の前記基板載置面からの剥離を検知する基板剥離検知方法であって、前記基板載置面に基板が載置された状態で該基板に覆われる位置において前記基板載置面に露出するように前記載置台に配置された導電性部材に対して所定の直流電圧を印加する印加ステップと、前記導電性部材に対して所定の直流電圧が印加された状態で前記基板にプラズマ処理を施す処理ステップと、前記処理ステップの実行中に前記導電性部材の電位又は前記導電性部材を流れる電流を監視する監視ステップと、前記監視ステップにおいて前記導電性部材の電位の変化又は前記導電性部材を流れる電流の変化が検知されたときに前記基板に前記基板載置面からの剥離が生じたと判断する判断ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、基板が載置される載置台に、基板載置面に露出する交換可能な導電性部材を配置し、プラズマ処理中に導電性部材に所定の電圧を印加する。これにより、載置台に載置された基板に対するプラズマ処理中に基板の一部の静電チャックからの剥離に起因して載置台に対して異常放電が生じたときに、その異常放電を導電性部材に対して生じさせることができる。したがって、導電性部材に印加されている電圧又は電流の値を監視し、その変化を検知することにより、異常放電が生じたことを正確且つ速やかに検知することができる。また、異常放電が生じた後には、必要に応じて導電性部材のみを交換すれば、載置台を再生して継続使用することができる。更に、導電性部材に印加する電圧を正電圧とすることで、異常放電をグロー放電のレベルに抑えることができるため、載置台の損傷を回避することができる。

本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置を備える基板処理システムの概略構成を示す斜視図である。 図１の基板処理システムが備えるプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。 図２のプラズマ処理装置の載置台に設けられた導電性ピン及びその周辺構造を示す部分断面図と、導電性ピンの配設位置を示す上面図である。 図２のプラズマ処理装置の載置台に設けられた導電性ピンにアーク放電が生じたときの電位変化と電流変化を模式的に示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係るプラズマ処理装置１１を備える基板処理システム１０の概略構成を示す斜視図である。

基板処理システム１０は、ガラス基板等のＦＰＤ用の基板Ｇへプラズマ処理、例えば、プラズマエッチングを施す３つのプラズマ処理装置１１を備える。３つのプラズマ処理装置１１はそれぞれ、水平断面が多角形状（例えば、水平断面が矩形状）の搬送室１２の側面へゲートバルブ１３を介して連結される。なお、プラズマ処理装置１１の構成については、図２を参照して後述する。

搬送室１２には更に、ロードロック室１４がゲートバルブ１５を介して連結されている。ロードロック室１４には、基板搬出入機構１６がゲートバルブ１７を介して隣設される。基板搬出入機構１６には２つのインデックサ１８が隣設されている。インデックサ１８には、基板Ｇを収納するカセット１９が載置される。カセット１９には、複数枚（例えば、２５枚）の基板Ｇを収納することができる。

基板処理システム１０の全体的な動作は、不図示の制御装置によって制御される。基板処理システム１０において基板Ｇに対してプラズマエッチングを施す際には、まず、基板搬出入機構１６によってカセット１９に収納された基板Ｇがロードロック室１４の内部へ搬入される。このとき、ロードロック室１４の内部にプラズマエッチング済みの基板Ｇが存在すれば、そのプラズマエッチング済みの基板Ｇがロードロック室１４内から搬出され、未エッチングの基板Ｇと置き換えられる。ロードロック室１４の内部へ基板Ｇが搬入されると、ゲートバルブ１７が閉じられる。

次いで、ロードロック室１４の内部が所定の真空度まで減圧された後、搬送室１２とロードロック室１４の間のゲートバルブ１５が開かれる。そして、ロードロック室１４の内部の基板Ｇが搬送室１２の内部の搬送機構（不図示）によって搬送室１２の内部へ搬入された後、ゲートバルブ１５が閉じられる。

次いで、搬送室１２とプラズマ処理装置１１の間のゲートバルブ１３が開かれ、搬送機構によってプラズマ処理装置１１の内部に未エッチングの基板Ｇが搬入される。このとき、プラズマ処理装置１１の内部にプラズマエッチング済みの基板Ｇがあれば、そのプラズマエッチング済みの基板Ｇが搬出され、未エッチングの基板Ｇと置き換えられる。その後、プラズマ処理装置１１により搬入された基板Ｇにプラズマエッチングが施される。

図２は、プラズマ処理装置１１の概略構成を示す断面図である。プラズマ処理装置１１として、ここでは、誘導結合型のプラズマ処理装置を示している。プラズマ処理装置１１は、略矩形状のチャンバ２０（処理室）と、チャンバ２０内の下方に配置され、頂部である基板載置面に基板Ｇを載置する台状の載置台２１と、載置台２１と対向するようにチャンバ２０内の上方に誘電体又は金属からなる窓部材（不図示）を介して配置される渦巻き状の導体からなる誘導結合アンテナ５０と、窓部材の下方においてチャンバ２０内に処理ガスを供給するガス供給部２２とを備える。チャンバ２０の内部において、載置台２１とガス供給部２２との間には、プラズマが生成される処理空間Ｓが形成される。

載置台２１は、導体からなるサセプタ２３を内蔵しており、サセプタ２３にはバイアス用高周波電源２４が整合器２５を介して接続されている。また、載置台２１の上部には、層状の誘電体から形成される静電吸着部（ＥＳＣ）２６が配置されており、静電吸着部２６は、上層の誘電体層と下層の誘電体層によって挟み込まれるように内包された静電吸着電極２７を有する。また、静電吸着部２６とサセプタ２３とを貫通するように、複数箇所に導電性ピン６０（導電性部材）が配置されている。図２には導電性ピン６０の周辺構成についての図示は省略されており、導電性ピン６０とその周辺構成については、図３を参照して後述する。

静電吸着電極２７には直流電源２８が接続されており、直流電源２８から静電吸着電極２７へ直流電圧が印加されると、静電吸着部２６は静電気力によって載置台２１に載置された基板Ｇを吸着保持する。バイアス用高周波電源２４は、比較的低い周波数の高周波電力をサセプタ２３へ供給して、静電吸着部２６に静電吸着された基板Ｇに直流バイアス電位を生じさせる。なお、静電吸着部２６は、板部材として形成されてもよく、また、載置台２１上に溶射膜として形成されてもよい。

載置台２１は、載置された基板Ｇを冷却する冷媒流路２９を内蔵しており、冷媒流路２９は、伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給機構３０に接続されている。伝熱ガスとしては、例えば、Ｈｅガスが用いられる。伝熱ガス供給機構３０は、伝熱ガス供給源３１とガス流量制御器３２とを有し、伝熱ガスを載置台２１へ供給する。載置台２１は、上部において開口する複数の伝熱ガス穴３３と、それぞれの伝熱ガス穴３３及び伝熱ガス供給機構３０を連通させる伝熱ガス供給経路３４とを有する。載置台２１では、静電吸着部２６に静電吸着された基板Ｇの裏面と載置台２１の上部との間に微少な隙間が生じるが、伝熱ガス穴３３から供給される伝熱ガスがこの隙間に充填されることで、基板Ｇと載置台２１の熱伝達効率を向上させて、載置台２１による基板Ｇの冷却効率を向上させることができる。

ガス供給部２２は、載置台２１に載置される基板Ｇの全面に亘って対向するように配置されおり、処理ガス供給機構３５に接続されている。処理ガス供給機構３５は、処理ガス供給源３６、ガス流量制御器３７及び圧力制御バルブ３８を有する。ガス供給部２２は、処理ガス供給機構３５と連通するバッファ３９を内蔵しており、バッファ３９は多数のガス供給穴４０を介して処理空間Ｓと連通している。処理ガス供給機構３５からバッファ３９へ供給された処理ガスは、ガス供給穴４０から処理空間Ｓへ導入される。複数のガス供給穴４０は、載置台２１に載置される基板Ｇの全面に亘って対向するように分散配置されており、これにより基板Ｇ上の処理空間Ｓに均一に処理ガスを導入することができる。

誘導結合アンテナ５０には、整合器４２を介してプラズマ生成用高周波電源４１が接続されており、プラズマ生成用高周波電源４１は、比較的高い周波数のプラズマ生成用の高周波電力を誘導結合アンテナ５０へ供給する。プラズマ生成用の高周波電力が供給される誘導結合アンテナ５０は、処理空間Ｓに電界を生じさせる。また、プラズマ処理装置１１は、チャンバ２０の内部と連通する排気管４３を備え、排気管４３を通してチャンバ２０の内部のガスを排出し、チャンバ２０の内部を所定の減圧状態とすることができる。

プラズマ処理装置１１の各構成要素の動作は、基板処理システム１０の制御装置による統括的な制御の下で、装置コントローラ４４が所定のプログラムを実行することによって制御される。プラズマ処理装置１１により基板Ｇに対してプラズマエッチングを施す際には、処理空間Ｓが減圧され、処理ガスが処理空間Ｓへ導入されると共に誘導結合アンテナ５０へプラズマ生成用の高周波電力が供給される。これにより、処理空間Ｓに電界が生じる。処理空間Ｓへ導入された処理ガスは、電界によって励起されてプラズマを生成し、プラズマ中の陽イオンは、載置台２１を介して基板Ｇに生じる直流バイアス電位によって基板Ｇへ引き込まれ、基板Ｇにプラズマエッチングを施す。また、プラズマ中のラジカルは、基板Ｇへ到達して基板Ｇにプラズマエッチングを施す。

プラズマ処理装置１１では、誘導結合アンテナ５０が基板Ｇの全面を覆うように配置されており、これにより、基板Ｇの全面を覆うようにプラズマを生成することができるため、基板Ｇの全面へ均一にプラズマエッチングを施すことができる。

基板Ｇに対するプラズマエッチング中は、導電性ピン６０の電位（電圧）又は導電性ピン６０を流れる電流が監視され、導電性ピン６０に対して放電が生じたことによって導電性ピン６０の電位又は導電性ピン６０を流れる電流の変化が検知されると、基板Ｇに剥離が生じたことによって異常放電が発生したと判断され、プラズマエッチングは終了される。以下、その詳細について説明する。

図３（ａ）は、導電性ピン６０及びその周辺構造を示す部分断面図である。なお、図３（ａ）では、基板Ｇが正常に基板載置面に載置された状態を破線で、基板Ｇの周縁部の一部が静電吸着部２６から剥離した状態を実線で示している。導電性ピン６０は、静電吸着部２６に設けられた静電吸着電極２７及びサセプタ２３と電気的に絶縁されるように、例えば、絶縁性のセラミックス又は樹脂からなる絶縁スリーブ６１に嵌挿された状態で、静電吸着部２６とサセプタ２３とを鉛直方向（基板載置面と直交する方向）に貫通するように配置されている。

導電性ピン６０と絶縁スリーブ６１は、損傷時に交換することができるように、例えば、中間嵌め等の嵌挿方法によって載置台２１に配置されている。導電性ピン６０の直径（外径）は、例えば、載置台２１上で基板Ｇを昇降させるために載置台２１に設けられている昇降ピン（不図示）と同等径とすることができ、例えば、３ｍｍφ〜５ｍｍφとすることができる。

導電性ピン６０には、後述するように導電性ピン６０に対してアーク放電が生じた際にも溶融し難いタングステン等の高融点金属を用いることができる。一方で、導電性ピン６０は交換可能であるため、導電性ピン６０には、アルミニウムや銅、ニッケル等を用いることもできる。なお、導電性ピン６０には、金属に限らず、カーボン等からなるものを用いることもできるが、放電が生じた際にパーティクルが発生し難い金属材料を用いることが望ましい。

導電性ピン６０は、電圧／電流モニタ６４とＲＦ遮断フィルタ６２を介して直流電源６３に接続されている。電圧／電流モニタ６４は、導電性ピン６０を流れる電流（導電性ピン６０と直流電源６３とを接続する配線を流れる電流）と導電性ピン６０の電位（導電性ピン６０にかかっている電圧）とを検知するものであり、周知の検知器を用いることができる。

導電性ピン６０は、バイアス用高周波電源２４からサセプタ２３に印加されている高周波電力の周波数の影響を受けるため、ＲＦ遮断フィルタ６２により、バイアス用高周波電源２４の高周波をグランドへ逃がしている。直流電源６３は、−３ｋＶ〜＋３ｋＶ程度の範囲から設定された所定の電圧を導電性ピン６０に印加する能力を有する。なお、直流電源６３として静電吸着電極２７を用いる構成とすることもできる。

図３（ｂ）は、静電吸着部２６の上面図であり、導電性ピン６０の配設位置を示している。なお、図３（ｂ）では、伝熱ガス穴３３等の図示は省略している。基板Ｇに対するプラズマエッチング中には、基板Ｇはプラズマからの入熱によって熱膨張する。その際、基板Ｇの剥離が生じる位置は、経験的に、基板Ｇの周縁部（特に、基板Ｇの各辺の中央部近傍）である。

そこで、導電性ピン６０は、基板Ｇが載置台２１に載置された状態では基板Ｇの下側に隠れて周辺雰囲気に露出することのない位置であって、基板Ｇの周縁部に対応する位置に設けられる。導電性ピン６０は、基板Ｇの剥離が生じる頻度が高い基板Ｇの各辺の中央部に対応する位置に設けることが好ましく、例えば、各辺の中心を含み、各辺の中心から各辺の長さの５０％の長さの範囲と、基板Ｇの各辺から基板Ｇの内側に向かって２０ｍｍ程度の範囲とで規定される領域に配置される。

導電性ピン６０、電圧／電流モニタ６４、ＲＦ遮断フィルタ６２及び直流電源６３は、異常放電検知ユニットを構成する。装置コントローラ４４は、電圧／電流モニタ６４による電流信号と電圧信号を監視し、その信号に現れた変化に基づいてプラズマエッチング中に導電性ピン６０に対して異常放電が発生したか否かを判断することにより、基板Ｇに剥離が発生したか否かを判断する。装置コントローラ４４は、異常放電が発生したと判断した場合には、速やかにプラズマ生成用高周波電源４１及びバイアス用高周波電源２４からの高周波電力の供給を停止して、プラズマエッチングを中止する。

具体的には、基板Ｇが載置台２１に載置されて、静電吸着部２６の表面（載置台２１の基板載置面）に静電吸着されると、直流電源６３により導電性ピン６０に所定の電圧が印加される。直流電源６３による導電性ピン６０への電圧印加は、基板Ｇに対するプラズマエッチングを開始するために、プラズマ生成用高周波電源４１及びバイアス用高周波電源２４による高周波電力の供給の開始以前又は開始時に行えばよい。

プラズマエッチング中にはプラズマからの入熱によって基板Ｇの温度は上昇する。基板Ｇの熱膨張によって基板Ｇの周縁部が基板載置面（静電吸着部２６の表面）から剥離して、載置台２１に対して異常放電が生じる場合には、導電性ピン６０の表面が処理空間Ｓに露出しているために導電性ピン６０を電極とした異常放電が生じやすくなり、伝熱ガス穴３３での異常放電の発生を回避することができる。伝熱ガス穴３３で異常放電が生じた場合の伝熱ガス穴３３の損傷が大きいと、載置台２１全体が使用不能となって静電吸着部２６及びサセプタ２３を交換する必要が生じる。しかし、導電性ピン６０は、前述の通り、交換可能に構成されているため、異常放電によって導電性ピン６０が損傷しても、導電性ピン６０のみを交換するだけで載置台２１を再生させることができる。

導電性ピン６０を電極とした異常放電が生じると、導電性ピン６０の電位が変化し、また、導電性ピン６０に（導電性ピン６０と直流電源６３との間の配線に）電流が流れる。よって、導電性ピン６０の電位及び／又は導電性ピン６０を流れる電流を監視して異常放電の発生を検知することにより、基板Ｇに剥離が発生したことを検知することができる。

導電性ピン６０に電圧を印加する第１の方法として、負電圧を印加する方法がある。導電性ピン６０に−３ｋＶ〜−１ｋＶ程度の負電圧を印加した場合には、経験的にアーク放電が生じることが確かめられている。また、載置台２１に基板Ｇを載置せずに導電性ピン６０の端面を処理空間Ｓに暴露（露出）させ、導電性ピン６０に所定の負電圧を印加した状態でプラズマを発生させたときに、導電性ピン６０に対してアーク放電が生じることは、実験的にも確認されている。

図４（ａ）は、導電性ピン６０にアーク放電が生じたときの電位変化を模式的に示すグラフであり、図４（ｂ）は、導電性ピン６０にアーク放電が生じたときの電流変化を模式的に示すグラフである。導電性ピン６０にアーク放電が生じると、急激な電位上昇が現れ、また、大きな突入電流が発生していることがわかる。したがって、電圧値と電流値のそれぞれに閾値を設け、電圧値と電流値のいずれか一方又は両方が閾値を超えて変化したときに、異常放電（アーク放電）が生じたと判断することができ、これにより基板Ｇに剥離が生じたことを検知することができる。

なお、導電性ピン６０にアーク放電が生じた場合には、電位変動が大きく不安定であるのに対して、電流は安定して変化している。そのため、電流値で異常放電（アーク放電）の発生の有無を検知することで、より正確な検知が可能となる。また、アーク放電の発生時には、強い発光が観察されると共に火花が散るときに生じるような特有の音が生じることから、目視や音による検知も可能である。

導電性ピン６０に電圧を印加する第２の方法として、正電圧を印加する方法がある。導電性ピン６０に＋１ｋＶ〜＋３ｋＶの正電圧を印加した場合には、経験的及び実験的に、グロー放電が生じることが確かめられている。グロー放電は、アーク放電に比べて、発生する光の強さが弱いために視認が容易ではなく、また、音も殆ど発生しないため音による確認も容易ではない。また、導電性ピン６０を流れる電流の変化も大きくないため、電流値の監視ではグロー放電の発生を誤検知してしまうおそれがある。

その一方で、＋１ｋＶ〜＋３ｋＶの正電圧が印加された導電性ピン６０にグロー放電が生じると、導電性ピン６０の電位が一様に５００Ｖ程度にまで低下する。よって、装置コントローラ４４は、導電性ピン６０の電位が所定値（例えば、６００〜７００Ｖ）以下に降下したことが電圧／電流モニタ６４により検知されたときに、プラズマの生成を速やかに中止してエッチング処理を終了させる。このように、導電性ピン６０の電位を監視することによって、グロー放電の発生を正確に検知することができ、これにより基板Ｇに剥離が生じたことを検知することができる。

導電性ピン６０にアーク放電が生じた場合には、導電性ピン６０に大きな損傷が生じることが多いため、交換が必要となる。これに対して、導電性ピン６０にグロー放電が生じた場合には、導電性ピン６０を継続して使用することができる程度の小さな損傷しか生じないことが多く、パーティクル等の異物の発生を抑えることができる。

なお、プラズマエッチング中に基板Ｇの周縁部の剥離に起因して導電性ピン６０に対して異常放電が発生するか否かは、チャンバ２０内の圧力にも依存する。チャンバ２０内の圧力が低い（真空度が高い）場合、例えば、１００ｍＴｏｒｒ未満の場合には、導電性ピン６０に正電圧を印加した場合と負電圧を印加した場合のそれぞれについて、上記説明の通りに異常放電が発生する。これに対して、チャンバ２０内の圧力が高い（真空度が低い）場合、例えば、１００ｍＴｏｒｒ以上の場合には、導電性ピン６０に正電圧を印加した場合にアーク放電が生じる場合があり、導電性ピン６０に負電圧を印加した場合にグロー放電が生じる場合がある。

したがって、導電性ピン６０の電位変化と電流変化の両方の検知結果から異常放電の発生を総合的に判断することが望ましく、その場合に、いずれか一方の検知結果を優先するようにしてもよいし、更に、異常放電の発生に伴う光や音の検知結果を踏まえるようにしてもよい。

以上、本発明について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明に係るプラズマ処理装置１１として、基板に対してプラズマエッチング装置を取り上げたが、これに限定されず、成膜装置やアッシング装置、イオン注入装置等の他のプラズマ処理装置であってもよい。また、基板Ｇとして、ＦＰＤ用のガラス基板を取り上げたが、その他の基板（例えば、半導体ウエハ）であっても、本発明の適用は可能である。

１１ プラズマ処理装置
２０ チャンバ
２１ 載置台
２３ サセプタ
２６ 静電吸着部（ＥＳＣ）
２８ 直流電源
４４ 装置コントローラ
６０ 導電性ピン
６１ 絶縁スリーブ
６２ ＲＦ遮断フィルタ
６３ 直流電源
６４ 電圧／電流モニタ

Claims (8)

1. 基板が載置される基板載置面を有する載置台と、
   前記載置台に設けられ、基板を前記基板載置面へ静電気力により吸着保持する静電吸着部と、
   前記載置台を内部に収容するチャンバと、
   前記チャンバの内部にプラズマを生成させるプラズマ生成手段と、を有し、
   前記載置台に載置された基板に対して前記プラズマによる処理を施すプラズマ処理装置であって、
   前記基板載置面に基板が載置された状態では該基板に覆われる位置に、前記基板載置面に露出するように前記載置台に配置された導電性部材と、
   前記導電性部材に直流電圧を印加する直流電源と、
   前記導電性部材の電位と前記導電性部材を流れる電流の少なくとも一方を検知する検知器と、
   前記検知器が前記導電性部材の電位の変化又は前記導電性部材を流れる電流の変化を検知したときに前記プラズマ生成手段によるプラズマの生成を中止する制御部と、を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記導電性部材は、前記基板の周縁部に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
3. 前記導電性部材は、前記載置台と電気的に絶縁された状態で前記載置台に載置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
4. 前記導電性部材は、前記載置台に対して交換可能に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記直流電源は、前記導電性部材に正電圧を印加し、
   前記制御部は、前記検知器により前記導電性部材の電位が所定値以下に降下したことが検知されたときに、前記プラズマ生成手段によるプラズマの生成を中止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記直流電源は、前記導電性部材に負電圧を印加し、
   前記制御部は、前記検知器により前記導電性部材の電位が所定の閾値を超えて変化したことが検知されたときに、前記プラズマ生成手段によるプラズマの生成を中止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
7. 前記直流電源は、前記導電性部材に負電圧を印加し、
   前記制御部は、前記検知器により前記導電性部材を流れる電流が所定の閾値を超えて変化したことが検知されたときに、前記プラズマ生成手段によるプラズマの生成を中止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
8. 載置台の基板載置面に載置された基板に対してプラズマ処理を施す際の、前記基板の前記基板載置面からの剥離を検知する基板剥離検知方法であって、
   前記基板載置面に基板が載置された状態で該基板に覆われる位置において前記基板載置面に露出するように前記載置台に配置された導電性部材に対して所定の直流電圧を印加する印加ステップと、
   前記導電性部材に対して所定の直流電圧が印加された状態で前記基板にプラズマ処理を施す処理ステップと、
   前記処理ステップの実行中に前記導電性部材の電位又は前記導電性部材を流れる電流を監視する監視ステップと、
   前記監視ステップにおいて前記導電性部材の電位の変化又は前記導電性部材を流れる電流の変化が検知されたときに前記基板に前記基板載置面からの剥離が生じたと判断する判断ステップと、を有することを特徴とする基板剥離検知方法。