JP2020065018A - プラズマ処理装置における基板の脱離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型で反りのある基板であっても、静電チャックから脱離する際の基板の跳ねや位置ずれが抑制され、基板の搬送に支障が生じ難い、プラズマ処理装置における基板の脱離方法を提供する。【解決手段】本発明は、基板Ｓのプラズマ処理が終了した後、チャンバ１内に処理ガスを供給し、チャンバ内の圧力を所定値以上に高める第１工程と、チャンバ内の圧力を高めた状態で、静電チャック３２による基板の静電吸着を停止する第２工程と、チャンバ内の圧力を高めた状態で、静電吸着が停止された後の基板をリフトピン１０によって上昇させる第３工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマ処理装置において静電チャックから基板を脱離する方法に関する。特に、本発明は、薄型で反りのある基板であっても、静電チャックから脱離する際の基板の跳ねや位置ずれが抑制され、基板の搬送に支障が生じ難い、プラズマ処理装置における基板の脱離方法に関する。

従来、プラズマを用いて基板にエッチング処理や成膜処理等のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置が知られている。
プラズマ処理装置は、一般的に、内部にプラズマが生成されるチャンバと、チャンバ内に配置され、載置された基板を静電吸着する静電チャックと、基板を昇降させるリフトピンとを備え、基板の裏面に伝熱ガス（Ｈｅガス等）を供給しながら基板にプラズマ処理を施す構成である。

静電チャックは、基板が載置される載置台の上部に設けられ、電極が埋設された誘電体から形成されている。静電チャックの電極に直流電圧を印加することで生じる電極と基板との間の静電力（クーロン力やジョンソンラーベック力）により、基板は静電チャックに吸着される。

プラズマ処理装置によって基板にプラズマ処理を施す際、静電チャックの電極に直流電圧を印加し、基板を静電チャックに静電吸着させる。そして、静電吸着された基板の裏面に伝熱ガスを供給しながら基板にプラズマ処理を施す。
プラズマ処理が終了すれば、基板は静電チャックから脱離される。具体的には、基板の裏面への伝熱ガスの供給を停止すると共に、静電チャックの電極への直流電圧の印加を停止することで、静電チャックによる基板の静電吸着を停止する。そして、基板をリフトピンによって上昇させた後、搬送機構によって基板をチャンバの外部に搬送する。

以上に説明した従来のプラズマ処理装置における基板の脱離方法では、基板が薄型（例えば、厚みが５００μｍ以下）で反りのある場合、静電チャックから脱離する際に、基板の跳ねや位置ずれが生じ、基板の搬送に支障が生じることがある。

図４は、従来の基板の脱離方法の問題点を模式的に説明する断面図である。図４（ａ）に示すように、基板Ｓにプラズマ処理を施す際には、金属から形成された載置台本体３１及び静電チャック３２を具備する載置台３に基板Ｓを載置する。そして、載置台３の上部に設けられた静電チャック３２の電極（図示せず）に直流電圧を印加し、基板Ｓを静電チャック３２に静電吸着させる。このため、たとえ基板Ｓが薄型で反りがあったとしても、静電力によって基板Ｓの反りが矯正され、平坦な状態となる。

しかしながら、図４（ｂ）に示すように、プラズマ処理が終了した後、静電チャック３２による基板Ｓの静電吸着を停止すると、これと同時に基板Ｓが上方に跳ねる（反りが元に戻る）場合がある。特に、基板Ｓの反りが大きいと、基板Ｓの跳ねが生じ易い。
そして、図４（ｃ）に示すように、基板Ｓが跳ねた後に、静電チャック３２上で横滑りし、プラズマ処理を施した位置（図４（ａ）に示す位置）からずれる場合がある。

基板Ｓの位置ずれが大きいと、基板Ｓをリフトピン１０でバランスよく支持することができず、リフトピン１０によって基板Ｓを上昇させる際に、基板Ｓがリフトピン１０から落下するおそれがある。また、上昇時に落下しなくても、上昇した状態で基板Ｓの水平方向の位置ずれが生じているため、搬送機構で基板Ｓをチャンバの外部に搬送できないおそれもある。さらに、基板Ｓの位置ずれが大きすぎて、リフトピン１０が設けられた位置を超えると、リフトピン１０で基板Ｓを上昇させることができない。以上のように、基板Ｓの位置ずれが大きいと、基板Ｓの搬送に支障が生じることになる。

プラズマ処理装置における基板の脱離方法としては、例えば、特許文献１、２に記載の方法が提案されている。
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、基板を脱離する際の伝熱ガスの残留圧力に起因して生じる問題を解決するための方法である。また、特許文献２に記載の方法は、基板を脱離する際の静電チャックの残留電荷に起因して生じる問題を解決するための方法である。
したがい、特許文献１、２に記載の方法では、前述のような、薄型で反りのある基板を静電チャックから脱離する際の基板の跳ねや位置ずれを抑制することができない。

特開２００３−２６４２２４号公報 特許第５９７３８４０号公報

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、薄型で反りのある基板であっても、静電チャックから脱離する際の基板の跳ねや位置ずれが抑制され、基板の搬送に支障が生じ難い、プラズマ処理装置における基板の脱離方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、内部にプラズマが生成されるチャンバと、該チャンバ内に配置され、載置された基板を静電吸着する静電チャックと、前記基板を昇降させるリフトピンとを備え、前記基板の裏面に伝熱ガスを供給しながら前記基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、前記基板を前記静電チャックから脱離する方法であって、以下の各工程を含むことを特徴とするプラズマ処理装置における基板の脱離方法を提供する。
（１）第１工程：前記チャンバ内に処理ガスを供給し、前記基板のプラズマ処理が終了した後の前記チャンバ内の圧力を所定値以上に高める。
（２）第２工程：前記チャンバ内の圧力を高めた状態で、前記静電チャックによる前記基板の静電吸着を停止する。
（３）第３工程：前記チャンバ内の圧力を高めた状態で、前記静電吸着が停止された後の前記基板を前記リフトピンによって上昇させる。

本発明によれば、第１工程において、チャンバ内に処理ガスを供給し、基板のプラズマ処理が終了した後のチャンバ内の圧力を所定値以上に高める。第１工程で供給する処理ガスは、チャンバ内の圧力を高めるだけに用いられるため、その種類は特に限定されない。基板にプラズマ処理を施すのに用いる処理ガスと同じ種類の処理ガスを用いてもよいし、異なる種類の処理ガスを用いてもよい。第１工程で供給する処理ガスとして、好ましくは、ＡｒガスやＨｅガス等の不活性ガスが用いられる。

次に、本発明によれば、第２工程において、チャンバ内の圧力を高めた状態（すなわち、第１工程で高めた所定値以上のチャンバ内の圧力状態）で、静電チャックによる基板の静電吸着を停止する。静電吸着の停止は、例えば、静電チャックの電極に印加している直流電圧をステップ状に一気に０Ｖに下げることで実行すればよい。ただし、本発明は、これに限るものではなく、印加している直流電圧をランプ状に徐々に０Ｖに下げたり、印加している直流電圧の極性を切り替えながらその絶対値を徐々に０Ｖに下げるなど、種々の態様で静電吸着を停止することが可能である。

なお、静電チャックには、単一の電極を有する単極式の静電チャックと、一対の電極を有する双極式の静電チャックとがある。単極式の静電チャックの場合、チャンバ内にプラズマが存在している状態で静電力が生じる。このため、単極式の静電チャックの場合、基板のプラズマ処理が終了した時点で、静電チャックによる静電吸着が事実上解除された状態となる。
本発明は、単極式又は双極式のいずれの静電チャックを備えるプラズマ処理装置に対しても適用可能である。しかしながら、単極式の静電チャックの場合には、上記の理由により、第１工程において、基板のプラズマ処理が終了する前からチャンバ内に処理ガスを供給し、プラズマ処理が終了した後（終了時点も含む）のチャンバ内の圧力を所定値以上に高める必要がある。プラズマ処理が終了する前からチャンバ内に処理ガスを供給する場合、第１工程で供給する処理ガスとして基板にプラズマ処理を施すのに用いる処理ガスと同じ種類の処理ガスを用いると、基板の加工形状が変化する等のおそれがある。このため、ＡｒガスやＨｅガス等の不活性ガスを用いることが好ましい。ただし、基板の加工形状等に大きな影響を与えないときには、プラズマ処理が終了する前から処理ガスを供給する場合であっても、基板にプラズマ処理を施すのに用いる処理ガスと同じ種類の処理ガスを用いてもよい。

双極式の静電チャックの場合には、チャンバ内のプラズマの有無に関わらず静電力が生じるため、単極式の静電チャックのような制約は生じない。このため、第１工程においてチャンバ内に処理ガスを供給するタイミングは、基板のプラズマ処理が終了した後でよい。ただし、単極式の静電チャックと同様に、基板のプラズマ処理が終了する前からチャンバ内に処理ガスを供給することも可能である。

第２工程では、チャンバ内の圧力を高めた状態で、静電チャックによる基板の静電吸着を停止するため、薄型で反りのある基板であっても、チャンバ内の圧力によって静電チャックに押しつけられ、平坦な状態が維持され易い。このため、従来のように、静電吸着の停止と同時に基板が上方に跳ねる（反りが元に戻る）ことが抑制され、その結果、静電チャック上での位置ずれも抑制される。

最後に、本発明によれば、第３工程において、静電吸着が停止された後の基板をリフトピンによって上昇させる。前述のように、本発明の第２工程により、静電吸着の停止の際の基板の跳ねや位置ずれが抑制されるため、第３工程では、予定通りの位置（プラズマ処理を施した位置と同じ位置）において、基板をリフトピンでバランスよく支持することが可能である。しかも、第３工程においては、第２工程と同様にチャンバ内の圧力を高めた状態で、基板をリフトピンによって上昇させるため、上昇過程での基板の跳ねや位置ずれを抑制可能である。

以上のように、本発明は、第１工程〜第３工程を含むことで、薄型で反りのある基板であっても、静電チャックから脱離する際の基板の跳ねや位置ずれが抑制され、基板の搬送に支障が生じ難いという利点が得られる。

前記第１工程において、前記チャンバ内の圧力を前記プラズマ処理時の圧力よりも高めることが好ましい。

上記の好ましい方法によれば、チャンバ内の圧力が十分に高まるため、静電チャックから脱離する際の基板の跳ねや位置ずれをより一層確実に抑制可能である。

また、前記第１工程において、前記基板のプラズマ処理が終了し、前記伝熱ガスの排気が終了した後、前記チャンバ内に処理ガスを供給し、前記チャンバ内の圧力を高めることが好ましい。

上記の好ましい方法によれば、伝熱ガスの排気が終了した後に、チャンバ内に処理ガスを供給するため、伝熱ガスの残留圧力による基板の押し上げが問題にならない状態で、チャンバ内に処理ガスを供給することになる。このため、チャンバ内の圧力を過度に高めることなく、静電チャックから脱離する際の基板の跳ねや位置ずれを抑制可能である。
なお、伝熱ガスの排気の終了とは、基板の押し上げが問題にならない程度に基板の裏面における伝熱ガスの残留圧力が低下した状態（例えば、１０Ｐａ以下、好ましくは２Ｐａ以下）になったことを意味する。

本発明に係るプラズマ処理装置における基板の脱離方法によれば、薄型で反りのある基板であっても、静電チャックから脱離する際の基板の跳ねや位置ずれが抑制され、基板の搬送に支障が生じ難い。

本発明の一実施形態に係る基板の脱離方法を適用するプラズマ処理装置の概略構成を模式的に示す一部断面図である。 本発明の一実施形態に係る基板の脱離方法を含むプラズマ処理方法（プラズマ処理及びプラズマ処理後の一連の工程からなる方法）を概略的に示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る基板の脱離方法を模式的に説明する断面図である。 従来の基板の脱離方法の問題点を模式的に説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る基板の脱離方法を評価する試験の概要を示す図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置における基板の脱離方法（以下、適宜、単に「基板の脱離方法」という）について説明する。
図１は、本実施形態に係る基板の脱離方法を適用するプラズマ処理装置の概略構成を模式的に示す一部断面図である。図１（ａ）はプラズマ処理装置の全体構成図を、図１（ｂ）は載置台近傍の拡大構成図を示す。
図１に示すように、本実施形態のプラズマ処理装置１００は、チャンバ１と、コイル２と、載置台３とを備えている。

チャンバ１の内部には、上方にプラズマが生成されるプラズマ生成空間１１が設けられ、下方にプラズマ処理が実行されるプラズマ処理空間１２が設けられている。コイル２は、プラズマ生成空間１１を囲うようにチャンバ１の外部に配置されている。載置台３は、プラズマ処理空間１２に配置され、この載置台３にプラズマ処理を施す基板Ｓが載置される。載置台３は、載置台３を昇降させる昇降手段（図示せず）に取り付けられていてもよいし、昇降不能にチャンバ１に固定されていてもよい。載置台３は、Ａｌ等の金属から形成された載置台本体３１と、載置台本体３１上に位置し、電極（図示せず）が埋設された誘電体から形成された静電チャック３２とを具備する。静電チャック３２には、直流電源（図示せず）が接続されている。本実施形態の静電チャック３２は、双極式の静電チャックである。

また、図１に示すように、プラズマ処理装置１００は、リフトピン１０を昇降させる昇降装置４と、コイル２に接続された高周波電源５と、載置台３（載置台本体３１）に接続された高周波電源６と、ガス供給源７（７ａ、７ｂ）と、排気装置８と、伝熱ガス供給管９と、リフトピン１０とを備えている。

高周波電源５は、コイル２に高周波電力を印加する。高周波電源６は、載置台３の載置台本体３１に高周波電力を印加する。ガス供給源７ａは、プラズマを生成するための処理ガスをプラズマ生成空間１１に供給する。ガス供給源７ｂは、後述する本実施形態に係る基板の脱離方法の第１工程において、チャンバ１内の圧力を高めるための処理ガスをプラズマ生成空間１１に供給する。

なお、図１に示す例では、便宜上、ガス供給源７ａ及びガス供給源７ｂをそれぞれ１つずつ図示しているが、基板Ｓに施すプラズマ処理の内容に応じて、それぞれ異なる種類の処理ガスが収容された複数のガス供給源７ａを備え、各ガス供給源７ａからプラズマを生成するための処理ガスをプラズマ生成空間１１に供給することも可能である。ガス供給源７ｂについても同様である。また、ガス供給源７ａ及びガス供給源７ｂを区別することなく、プラズマを生成するための処理ガスをチャンバ１内の圧力を高めるための処理ガスとして兼用することも可能である。

排気装置８は、チャンバ１内のガスをチャンバ１外に排気する。伝熱ガス供給管９は、その下端が伝熱ガス供給源（図示せず）に接続され、図１に示す例ではその上端が分岐して基板Ｓの裏面に位置している。具体的には、伝熱ガス供給管９は、その上端側が載置台３を貫通して設けられている。伝熱ガス供給源から供給された伝熱ガス（例えば、Ｈｅガス）は、伝熱ガス供給管９を流通し、基板Ｓの裏面に供給される。

リフトピン１０は、昇降装置４に取り付けられており、載置台３を貫通する孔に対して昇降可能に設けられている。プラズマ処理を施す前の基板Ｓは、搬送機構（図示せず）によってチャンバ１の外部から内部に搬送され、載置台３の上面（静電チャック３２の上面）よりも上方に突出したリフトピン１０上に載置される。次いで、昇降装置４によってリフトピン１０が降下することで、基板Ｓは載置台３（静電チャック３２）上に載置される。プラズマ処理が終了した後には、昇降装置４によりリフトピン１０が上昇し、これに伴い、基板Ｓも上昇する。上昇した基板Ｓは、搬送機構によってチャンバ１の外部に搬送される。

以下、上記の構成を有するプラズマ処理装置１００を用いた本実施形態に係る基板Ｓの脱離方法について説明する。
図２は、本実施形態に係る基板Ｓの脱離方法を含むプラズマ処理方法（プラズマ処理及びプラズマ処理後の一連の工程からなる方法）を概略的に示すフロー図である。図３は、本実施形態に係る基板Ｓの脱離方法を模式的に説明する断面図である。なお、図３においては、便宜上、図１に示す伝熱ガス供給管９の図示を省略している。また、昇降装置４の図示も省略している。

本実施形態に係るプラズマ処理方法では、まず、載置台３に載置された基板Ｓにプラズマ処理が施される（図２のＳ１、図３（ａ））。
具体的には、直流電源によって載置台３の静電チャック３２の電極に直流電圧を印加し、基板Ｓを載置台３の静電チャック３２に静電吸着させる。次いで、プラズマを生成するための処理ガスをガス供給源７ａからチャンバ１のプラズマ生成空間１１に供給する。そして、高周波電源５によってコイル２に高周波電力を印加し、供給した処理ガスをプラズマ化する。また、高周波電源６によって載置台３に高周波電力を印加することで、載置台３とプラズマとの間にバイアス電位を与え、プラズマ中のイオンを加速して載置台３に載置された基板Ｓに引き込む。これにより、基板Ｓにプラズマ処理が施される。なお、上記のプラズマ処理中、基板Ｓの裏面には、伝熱ガス供給管９から伝熱ガスが供給され、基板Ｓが冷却される。

高周波電源５によるコイル２への高周波電力の印加を停止することで、基板Ｓのプラズマ処理が終了した後、伝熱ガス供給源からの伝熱ガスの供給を停止することで、伝熱ガス供給管９から基板Ｓの裏面への伝熱ガスの供給を停止する。そして、伝熱ガス供給管９に接続された排気手段（図示せず）によって伝熱ガス供給管９に残留する伝熱ガスを排気する（図２のＳ２）。なお、プラズマ処理装置１００が載置台３を昇降させる昇降手段（図示せず）を備える場合には、伝熱ガスの排気中、必要に応じて、この昇降手段を駆動し、基板Ｓをチャンバ１の外部に搬送する位置（搬送高さ）まで降下させてもよい。

伝熱ガス供給管９に残留する伝熱ガスの排気が終了した後（例えば、基板Ｓの裏面における伝熱ガスの残留圧力が１０Ｐａ以下、好ましくは２Ｐａ以下になった後）、ガス供給源７ｂからチャンバ１のプラズマ生成空間１１に処理ガス（例えば、Ａｒガス及びＨｅガスのうち少なくとも１つのガス）を供給し、チャンバ１内の圧力を所定値以上に高める（図２のＳ３）。この工程が、本実施形態に係る基板Ｓの脱離方法の第１工程に相当する。プラズマ処理装置１００は、チャンバ１内の圧力を測定する圧力計（図示せず）を備えており、この圧力計によってチャンバ１内の圧力が所定値以上に高まったか否かを判断可能である。
なお、上記の第１工程において、チャンバ１内の圧力をプラズマ処理時の圧力よりも大きな圧力に高めることが好ましい。より好ましくは、後述のように、チャンバ１内の圧力を基板Ｓの反り量に応じて決定することが考えられる。

次に、上記のようにしてチャンバ１内の圧力を高めた状態で、静電チャック３２による基板Ｓの静電吸着を停止する（図２のＳ４、図３（ｂ））。この工程が、本実施形態に係る基板Ｓの脱離方法の第２工程に相当する。
なお、静電吸着の停止は、これに限るものではないが、例えば、静電チャック３２の電極に印加している直流電圧をステップ状に一気に０Ｖに下げることで実行すればよい。

上記の第２工程では、チャンバ１内の圧力を高めた状態で、静電チャック３２による基板Ｓの静電吸着を停止するため、薄型で反りのある基板Ｓであっても、チャンバ１内の圧力によって静電チャック３２に押しつけられ、平坦な状態が維持され易い（図３（ｂ））。このため、従来のように、静電吸着の停止と同時に基板Ｓが上方に跳ねる（反りが元に戻る）ことが抑制され、その結果、静電チャック３２上での位置ずれも抑制される。

次に、上記のようにしてチャンバ１内の圧力を高めた状態で、リフトピン１０を上昇させることで、静電吸着が停止された後の基板Ｓを上昇させる（図２のＳ５、図３（ｃ））。この工程が、本実施形態に係る基板Ｓの脱離方法の第３工程に相当する。

前述のように、第２工程により、静電吸着の停止の際の基板Ｓの跳ねや位置ずれが抑制されるため、第３工程では、予定通りの位置（図３（ａ）に示すプラズマ処理を施した位置と同じ位置）において、基板Ｓをリフトピン１０でバランスよく支持することが可能である。しかも、第３工程においては、第２工程と同様にチャンバ１内の圧力を高めた状態で、基板Ｓをリフトピン１０によって上昇させるため、上昇過程での基板Ｓの跳ねや位置ずれを抑制可能である。

以上のようにして、基板Ｓがリフトピン１０によって上昇した（静電チャック３２から脱離した）後、排気装置８によって、チャンバ１内のガスがチャンバ１外に排気され、チャンバ１内が真空状態となる（図２のＳ６）。
その後、基板Ｓは、搬送機構によってチャンバ１の外部に搬送（回収）される（図２のＳ７）。

以上に説明したように、本実施形態に係る基板Ｓの脱離方法は、第１工程〜第３工程を含むことで、薄型で反りのある基板Ｓであっても、静電チャック３２から脱離する際の基板Ｓの跳ねや位置ずれが抑制され、基板Ｓの搬送に支障が生じ難いという利点が得られる。

以下、本実施形態に係る基板Ｓの脱離方法を用いて基板Ｓを静電チャック３２から脱離する際の基板Ｓの跳ねや位置ずれを評価した試験の結果の一例について説明する。
図５は、上記の試験の概要を示す図である。図５（ａ）は上記の試験で用いた基板Ｓの概要を、図５（ｂ）は試験の結果を示す。

上記の試験では、基板Ｓとして、外径２００ｍｍで厚み３００μｍのＳｉ基板を用い、図１に概略構成を示すプラズマ処理装置１００において本実施形態に係る基板Ｓの脱離方法を実行した。この際、第１工程（図２のＳ３）で高めるチャンバ１内の圧力を２５Ｐａ〜１３５Ｐａの範囲で変化させ、各圧力で基板Ｓを静電チャック３２から脱離させた場合の基板Ｓの跳ねや位置ずれを評価した。

図５（ａ）に示すように、試験に用いる基板Ｓの中心部１２０ｍｍの範囲内で基板Ｓの反り量（基板Ｓの法線方向における最上端部と最下端部との距離）を大気圧下で測定したところ、約１５０μｍであった。具体的には、ＫＬＡテンコール（KLA-Tencor）社製の「薄膜ストレス測定装置 FLX-2320」を用いて、レーザ光を基板Ｓの中心部１２０ｍｍの範囲内で走査しながら照射し、この範囲内での基板Ｓの曲率半径を測定し、この測定した曲率半径に基づき上記の反り量を幾何学的に算出した。この際、上記の範囲内で走査する方向を種々の方向に代えて繰り返し曲率半径を測定し、その平均値を用いて反り量を算出した。

上記のようにして算出した中心部１２０ｍｍの範囲内での基板Ｓの反り量から、外径２００ｍｍの基板Ｓ全体の反り量は、約４１６μｍと計算できる。具体的には、図５（ａ）に示すように、反った基板Ｓ全体が半径Ｒの完全な円弧面であると仮定すると、幾何学的に図５（ａ）に示す枠内の関係式が成立し、これを解くと、基板Ｓ全体の反り量Ｈは、約４１６μｍとなる。

図５（ｂ）に示すように、上記の反り量を有する基板Ｓを静電チャック３２から脱離する場合、基板Ｓの跳ねや位置ずれが無い状態（評価結果が跳ね及び位置ずれの何れについても「〇」になる状態）にするには、チャンバ１内の圧力を１３５Ｐａにすることが好ましいことが分かった。
ただし、チャンバ１内の圧力が１００Ｐａの場合であっても、基板Ｓ全体が跳ね上がることはなく（跳ねの評価結果が「△」）、基板Ｓの位置ずれが無い（位置ずれの評価結果が「〇」）ため、実用上の問題は無いと考えられる。

チャンバ１内の圧力が２５Ｐａや７５Ｐａの場合、本試験では、基板Ｓ全体が跳ね上がり（跳ねの評価結果が「×」）、基板Ｓの位置ずれは生じたものの搬送可能なレベル（位置ずれの評価結果が「△」）であった。これは、本試験で用いたプラズマ処理装置１００の載置台本体３１上に、基板Ｓの周囲を囲むように所定厚みの周辺パーツ（図１では図示省略）が設けられており、この周辺パーツに基板Ｓの縁部が接触することによって、基板Ｓの位置ずれが制限されたことが原因であると考えられる。プラズマ処理装置によっては、この周辺パーツが設けられない構成や、周辺パーツの厚みが基板Ｓの厚みよりも小さい構成もあるため、このような構成では、チャンバ１内の圧力が２５Ｐａや７５Ｐａの場合には、搬送に支障が生じるほど基板Ｓの位置ずれが生じるおそれがある。

なお、基板Ｓの外径２００ｍｍ、厚み３００μｍ、Ｓｉの縦弾性係数及びＳｉのポアソン比をパラメータとし、基板Ｓの縁部を固定した条件で等分布荷重の計算式を用いて、基板Ｓが平坦な状態から約４１６μｍだけ反るのに必要な荷重を計算すると、圧力に換算して約１２０Ｐａとなる。

基板Ｓが平坦な状態から約４１６μｍだけ凸型に反るのに約１２０Ｐａの圧力が必要なのであれば、逆に反った後に平坦な状態に戻すには、同等である約１２０Ｐａの圧力が必要であると考えられる。したがい、静電チャック３２で基板Ｓを平坦な状態で静電吸着しているときには、静電チャック３２が基板Ｓを約１２０Ｐａの圧力で下に引っ張っていることになる。そして、静電チャック３２による静電吸着が停止したときには、上記の下向きの圧力がかからなくなる。このため、静電吸着が停止し、チャンバ１内の圧力が０の場合、基板Ｓには、凸型に反った状態に戻ろうとする約１２０Ｐａの上向きの圧力のみがかかることになる。

図５（ｂ）に示すように、基板Ｓの跳ねや位置ずれを無くすのにチャンバ１内の圧力を１３５Ｐａに高める（すなわち、基板Ｓを１３５Ｐａの圧力で下向きに押す）ことが好ましいという結果は、上記のように、基板Ｓが平坦な状態から凸型に反った状態に戻ろうとする圧力（凸型に反るのに必要な圧力）が約１２０Ｐａであることに略合致している。

したがい、本実施形態に係る基板Ｓの脱離方法の第１工程において設定するチャンバ１内の圧力を、例えば、基板Ｓが平坦な状態から凸型に反るのに必要な圧力に基づき決定することが考えられる。具体的には、以下の手順（１）〜（３）によってチャンバ１内の圧力を決定することが考えられる。
（１）プラズマ処理を施す同一サイズ（外径、厚み）の複数の基板Ｓのうち一の基板Ｓ（以下、これを「代表基板」という）を選んで、その反り量を予め測定する。
（２）代表基板が平坦な状態から上記（１）で測定した反り量だけ反るのに必要な圧力を等分布荷重の計算式等を用いて計算する。
（３）第１工程において設定するチャンバ１内の圧力を上記（２）で計算した圧力と同等以上の値に決定する。
そして、代表基板を含む同一サイズの複数の基板Ｓの全てに対して、第１工程を実行する際、上記（３）で決定したチャンバ１内の圧力に設定することが考えられる。

全ての基板Ｓについて反り量を測定し、この測定結果に応じて、基板Ｓ毎に第１工程で設定するチャンバ１内の圧力を決定することも考えられるものの、非常に手間を要するため、現実的ではない。したがい、上記のように、一の基板Ｓを代表基板として選択し、この代表基板の反り量の測定結果に応じてチャンバ１内の圧力を決定することが現実的である。

なお、本実施形態では、静電チャック３２が双極式の静電チャックである場合を例に挙げて説明したが、本発明に係る基板Ｓの脱離方法は、静電チャック３２が単極式の静電チャックである場合にも適用可能である。ただし、静電チャック３２が単極式の静電チャックである場合には、図２に示すフロー図と異なり、基板Ｓのプラズマ処理（図２のＳ１）が終了する前からチャンバ１内に処理ガスを供給（図２のＳ３）して、チャンバ１内の圧力を所定値以上に高める必要がある。これにより、本実施形態で説明した双極式の静電チャックの場合と同様の作用効果を奏する。

また、本実施形態では、プラズマ処理装置１００として、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）処理装置を例示して説明を行ったが、本発明はこれに限られるものではなく、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ処理装置や、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）処理装置など、各種のプラズマ処理装置において静電チャックから基板を脱離する場合に適用可能である。

１・・・チャンバ
３・・・載置台
９・・・伝熱ガス供給管
１０・・・リフトピン
３２・・・静電チャック
１００・・・プラズマ処理装置
Ｓ・・・基板

前記課題を解決するため、本発明は、内部にプラズマが生成されるチャンバと、該チャンバ内に配置され、載置された基板を静電吸着する静電チャックと、前記基板を昇降させるリフトピンとを備え、前記基板の裏面に伝熱ガスを供給しながら前記基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、前記基板を前記静電チャックから脱離する方法であって、以下の各工程を含むプラズマ処理装置における基板の脱離方法を提供する。
（１）第１工程：前記チャンバ内に処理ガスを供給し、前記基板のプラズマ処理が終了した後の前記チャンバ内の圧力を所定値以上に高める。
（２）第２工程：前記チャンバ内の圧力を高めた状態で、前記静電チャックによる前記基板の静電吸着を停止する。
（３）第３工程：前記チャンバ内の圧力を高めた状態で、前記静電吸着が停止された後の前記基板を前記リフトピンによって上昇させる。
そして、前記第１工程において、前記基板のプラズマ処理が終了し、前記伝熱ガスの排気が終了した後、前記チャンバ内に処理ガスを供給し、前記チャンバ内の圧力を高めることを特徴とする。

以上のように、本発明は、第１工程〜第３工程を含むことで、薄型で反りのある基板であっても、静電チャックから脱離する際の基板の跳ねや位置ずれが抑制され、基板の搬送に支障が生じ難いという利点が得られる。
また、本発明によれば、伝熱ガスの排気が終了した後に、チャンバ内に処理ガスを供給するため、伝熱ガスの残留圧力による基板の押し上げが問題にならない状態で、チャンバ内に処理ガスを供給することになる。このため、チャンバ内の圧力を過度に高めることなく、静電チャックから脱離する際の基板の跳ねや位置ずれを抑制可能である。
なお、伝熱ガスの排気の終了とは、基板の押し上げが問題にならない程度に基板の裏面における伝熱ガスの残留圧力が低下した状態（例えば、１０Ｐａ以下、好ましくは２Ｐａ以下）になったことを意味する。

Claims (3)

1. 内部にプラズマが生成されるチャンバと、該チャンバ内に配置され、載置された基板を静電吸着する静電チャックと、前記基板を昇降させるリフトピンとを備え、前記基板の裏面に伝熱ガスを供給しながら前記基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、前記基板を前記静電チャックから脱離する方法であって、
   前記チャンバ内に処理ガスを供給し、前記基板のプラズマ処理が終了した後の前記チャンバ内の圧力を所定値以上に高める第１工程と、
   前記チャンバ内の圧力を高めた状態で、前記静電チャックによる前記基板の静電吸着を停止する第２工程と、
   前記チャンバ内の圧力を高めた状態で、前記静電吸着が停止された後の前記基板を前記リフトピンによって上昇させる第３工程と、
   を含むことを特徴とするプラズマ処理装置における基板の脱離方法。
2. 前記第１工程において、前記チャンバ内の圧力を前記プラズマ処理時の圧力よりも高める、
   ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置における基板の脱離方法。
3. 前記第１工程において、前記基板のプラズマ処理が終了し、前記伝熱ガスの排気が終了した後、前記チャンバ内に処理ガスを供給し、前記チャンバ内の圧力を高める、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置における基板の脱離方法。

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