JP6224428B2 - 載置台にフォーカスリングを吸着する方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、載置台に被吸着物を吸着する方法及び処理装置に関するものである。

半導体デバイスといった電子デバイスの製造においては、減圧された処理容器内に被処理体を収容して、当該被処理体に対する処理が行われる。被処理体に対する処理の一例は、プラズマ処理であり、より具体的には、エッチング、成膜といった処理である。このような被処理体の処理に用いられる処理装置では、処理容器内に載置台が設けられており、当該載置台に被処理体が載置される。このため、載置台は、静電チャックを有している。

静電チャックとしては、単極タイプ及び双極タイプのものが知られている。単極タイプの静電チャックは、一つの電極、及び、誘電体膜を有しており、当該電極が誘電体膜内に設けられた構造を有している。また、単極タイプの静電チャックでは、電極に直流電圧が印加されるようになっている。単極タイプの静電チャックでは、電極に直流電圧が印加されると、静電チャックの表面が帯電する。また、被処理体は電気的に接地されているので、静電チャックに対する被処理体の対向面が、静電チャックの表面とは逆の極性で帯電する。これにより、静電チャックの表面と被処理体の間に電位差が生じ、被処理体が静電チャックに吸着される。

また、双極タイプの静電チャックは、二つの電極、及び誘電体膜を有しており、当該二つの電極が誘電体膜内に設けられた構造を有している。双極タイプの静電チャックでは、これら二つの電極に、互いに異なる電圧の直流電圧が印加されるように構成されている。双極タイプの静電チャックでは、二つの電極に異なる電圧の直流電圧が印加されると、静電チャック内で電位差が生じ、静電チャックの表面に正に帯電した領域と負に帯電した領域が発生する。また、静電チャックに対する被処理体の対向面が、静電チャックの表面とは逆の極性で帯電する。これにより、静電チャックの表面と被処理体の間に電位差が生じ、被処理体が静電チャックに吸着される。これら単極タイプ及び双極タイプの静電チャックは、特開２０１３−１６５５４号公報に記載されている。

特開２０１３−１６５５４号公報

上述した単極タイプ及び双極タイプの静電チャックの何れにおいても、静電チャックの表面が、帯電し易い状態に変質することがある。例えば、被処理体の処理によって発生した生成物が静電チャックの表面に付着することによって、変質層が形成され、当該変質層が帯電し易い状態を形成する。静電チャックの表面が変質すると帯電異常が生じ、被処理体に対する吸着力が低下することがある。また、電極への電圧の印加を停止させた後においても、静電チャックの表面に残留する電荷によって、静電チャックと被処理体との間にクーロン力が生じることがある。このように残留する電荷の量を正確に把握することが困難であるので、静電チャックの表面を除電することも困難なことがある。

したがって、本技術分野においては、静電チャックの吸着力の低下を抑制し、且つ、静電チャックの表面における残留電荷を抑制することが必要となっている。

第１の側面においては、載置台に被吸着物を吸着する方法が提供される。この載置台は、減圧可能な空間内で被処理体を処理するための処理装置において該空間を画成する処理容器内に設けられている。また、処理装置は、例えば、プラズマ処理装置である。この方法は、載置台の静電チャック上に被吸着物を載置する工程と、静電チャックの三つの電極にそれぞれ、互いに位相の異なる三つの交流電圧を印加する工程と、を含む。

第１の側面に係る方法では、三つの電極に印加される交流電圧が互いに異なる位相を有しているので、静電チャックの三つの電極に印加される電圧の全てが同時に同電位になることがない。したがって、三つの電極に対して上記三つの交流電圧をそれぞれ印加している期間では、静電チャックの三つの電極のうち何れか二つの電極間に電位差が発生し、静電チャックの表面に正に帯電した領域と負に帯電した領域が発生する。また、静電チャックに対する被吸着物の対向面が、静電チャックの表面とは逆の極性で帯電する。その結果、当該期間においては、静電チャックの表面と被処理体との間に、常時、電位差が生じる。故に、当該期間中において吸着力が常に発生している状態が維持される。また、帯電量は電界強度の時間積分に比例する量であり、静電チャックの三つの電極の各々には交互に正電圧及び負電圧となる交流電圧が印加されるので、静電チャックの表面の帯電量を抑制することが可能である。よって、静電チャックの吸着力の低下を抑制することが可能となり、且つ、静電チャックの表面の残留電荷を抑制することが可能となる。

一形態においては、被吸着物はウエハであり、前記静電チャックは、ウエハ用の静電チャックであってもよい。

また、別の一形態においては、被吸着物はフォーカスリングである。フォーカスリングは、ウエハのエッジを囲むように載置台上に搭載される。この形態では、前記静電チャックは、フォーカスリング用の静電チャックである。

また、更なる一形態の方法は、載置する前記工程の後、静電チャックとフォーカスリングとの間に伝熱ガスを供給するガスラインに接続された減圧ポンプを作動させて、フォーカスリングを静電チャックに吸引する工程と、吸引する該工程の後に、処理容器内の空間を減圧する工程と、を更に含む。そして、減圧する前記工程の後に、三つの交流電圧を印加する前記工程が行われる。フォーカスリングを静電チャック上に載置する際には、一般的に、処理容器内の空間の圧力は大気圧に設定される。この形態の方法によれば、大気圧環境において静電チャック上にフォーカスリングを位置決めして載置し、その後、減圧ポンプを作動させることにより、フォーカスリングを静電チャックに吸引する。そして、処理容器内の空間を減圧し、次いで、三つの電極に交流電圧を印加することで、フォーカスリングをクーロン力によって静電チャックに吸着する。このように、大気圧環境下では静電チャックの電極に電圧を印加しないので、感電を避けることが可能であり、また、静電チャックへの大気中の粉塵の吸着を抑制することが可能である。また、静電チャックにフォーカスリングを吸引した状態で処理容器内の空間を減圧するので、減圧時のフォーカスリングの位置ずれを抑制することが可能である。さらに、フォーカスリングの位置ずれを抑制できるので、被処理体の処理時のフォーカスリングの温度の制御性を向上させることが可能である。

第２の側面においては、上述した方法の実施に用いることが可能な処理装置が提供される。この処理装置は、被処理体を減圧された空間内で処理するための装置である。この処理装置は、処理容器、載置台、及び、電源を備える。処理容器は、減圧可能な空間を画成する。載置台は、処理容器内に設けられており、静電チャックを有する。静電チャックは、三つの電極を有する。電源は、静電チャックに被吸着物を吸着するために、三つの電極にそれぞれ、互いに異なる位相を有する三つの交流電圧を印加する。

一形態においては、前記静電チャックはウエハ用の静電チャックである。また、別の一形態においては、静電チャックはフォーカスリング用の静電チャックである。また、更なる一形態の処理装置は、減圧ポンプを更に備え、載置台には静電チャックとフォーカスリングとの間に伝熱ガスを供給するためのガスラインが形成されており、減圧ポンプは、当該ガスラインに接続されている。

以上説明したように、静電チャックの吸着力の低下を抑制し、且つ、静電チャックの表面における残留電荷を抑制することが可能となる。

一実施形態に係る処理装置を概略的に示す図である。 一実施形態に係る第１の静電チャックを示す平面図である。 一実施形態に係る第２の静電チャックを示す平面図である。 載置台に被吸着物を吸着する方法の一実施形態を示す流れ図である。 グラフ（ａ）において、静電チャックの三つの電極に印加される交流電圧の波形、及び、静電チャックの電極間の電位差を示し、グラフ（ｂ）において、位相と各電極直上での静電チャックの吸着力の関係を示す図である。 載置台に被吸着物を吸着する方法の別一実施形態を示す流れ図である。 別の実施形態に係る第１の静電チャックを示す平面図である。 別の実施形態に係る第２の静電チャックを示す平面図である。

以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

まず、載置台に被吸着物を吸着する方法の種々の実施形態の実施に用いることが可能な処理装置について説明する。図１は、一実施形態に係る処理装置を概略的に示す図である。図１には、一実施形態に係る処理装置の断面構造が概略的に示されている。図１に示すように、一実施形態に係る処理装置は、プラズマ処理装置１０である。

プラズマ処理装置１０は、容量結合型平行平板プラズマ処理装置であり、処理容器１２を備えている。処理容器１２は、略円筒形状を有しており、その内部に空間Ｓを画成している。処理容器１２は、例えばアルミニウム製である。この処理容器１２の表面には、例えば、陽極酸化処理が施されている。また、処理容器１２は保安接地されている。

処理容器１２の内部には、載置台１６が設けられている。載置台１６は、下部電極１８、第１の静電チャック７０、及び第２の静電チャック８０を備えている。下部電極１８は、例えば、アルミニウムといった金属から構成されており、略円盤形状を有している。この下部電極１８は、支持部１４によって支持されている。支持部１４は、処理容器１２の底部上に設けられている。支持部１４は、例えば、絶縁材料から構成されており、円筒形状を有している。

下部電極１８には、整合器ＭＵ１を介して第１の高周波電源ＨＦＳが接続されている。第１の高周波電源ＨＦＳは、プラズマ生成用の高周波電力を発生する電源であり、２７〜１００ＭＨｚの周波数、一例においては４０ＭＨｚの高周波電力を発生する。整合器ＭＵ１は、第１の高周波電源ＨＦＳの出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。

また、下部電極１８には、整合器ＭＵ２を介して第２の高周波電源ＬＦＳが接続されている。第２の高周波電源ＬＦＳは、被処理体（以下、「ウエハＷ」という）にイオンを引き込むための高周波電力（高周波バイアス電力）を発生して、当該高周波バイアス電力を下部電極１８に供給する。高周波バイアス電力の周波数は、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であり、一例においては３ＭＨｚである。整合器ＭＵ２は、第２の高周波電源ＬＦＳの出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。

下部電極１８上には、第１の静電チャック７０及び第２の静電チャック８０が設けられている。第１の静電チャック７０は、その上面の上に載置されるウエハＷを、クーロン力によって静電吸着する。第２の静電チャック８０は、第１の静電チャック７０を囲むように環状に延在している。第２の静電チャック８０は、その上面の上に載置されるフォーカスリングＦＲを、クーロン力によって静電吸着する。フォーカスリングＦＲは、ウエハＷに対する処理の均一性を向上させるために、ウエハＷのエッジを囲むように第２の静電チャック８０上に載置される。フォーカスリングＦＲは、ウエハに対する処理に応じて適宜選択される材料から構成される。例えば、フォーカスリングＦＲは、シリコン、又は石英から構成され得る。

下部電極１８の内部には、冷媒室２４が設けられている。冷媒室２４には、外部に設けられたチラーユニットから配管２６ａ，２６ｂを介して所定温度の冷媒、例えば冷却水が循環供給される。このように循環される冷媒の温度を制御することにより、第１の静電チャック７０上に載置されたウエハＷの温度が制御される。

また、プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、第１の静電チャック７０の上面とウエハＷの裏面との間に供給する。

また、プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、下部電極１８の上方において、当該下部電極１８と対向配置されている。下部電極１８と上部電極３０は、互いに略平行に設けられている。

上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の上部に支持されている。上部電極３０は、電極板３４及び電極支持体３６を含み得る。電極板３４は、空間Ｓに面している。この電極板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが形成されている。電極板３４は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から構成され得る。

電極支持体３６は、電極板３４を着脱自在に支持するものであり、例えばアルミニウムといった導電性材料から構成され得る。電極支持体３６は、水冷構造を有し得る。電極支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。ガス拡散室３６ａからは、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス通流孔３６ｂが下方に延びている。また、電極支持体３６にはガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入ポート３６ｃが形成されており、このガス導入ポート３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。

ガス供給管３８には、バルブ４２及び流量制御器４４を介してガスソース４０が接続されている。ガスソース４０は、ウエハＷの処理に応じて選択される一以上のガス種のガスを、バルブ４２及び流量制御器４４を介して、ガス供給管３８に供給する。ガス供給管３８に供給されたガスは、ガス拡散室３６ａに至り、ガス通流孔３６ｂ及びガス吐出孔３４ａを介して空間Ｓに吐出される。

また、プラズマ処理装置１０は、接地導体１２ａを更に備え得る。接地導体１２ａは、略円筒状の接地導体であり、処理容器１２の側壁から上部電極３０の高さ位置よりも上方に延びるように設けられている。

また、プラズマ処理装置１０では、処理容器１２の内壁に沿ってデポシールド４６が着脱自在に設けられている。また、デポシールド４６は、支持部１４の外周にも設けられている。デポシールド４６は、処理容器１２にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止するものであり、アルミニウム材にＹ_２Ｏ_３等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。

処理容器１２の底部側においては、支持部１４と処理容器１２の内壁との間に排気プレート４８が設けられている。排気プレート４８は、例えば、アルミニウム材にＹ_２Ｏ_３等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。この排気プレート４８の下方において処理容器１２には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器１２内の空間Ｓを所望の真空度まで減圧することができる。また、処理容器１２の側壁にはウエハＷの搬入出口１２ｇが設けられており、この搬入出口１２ｇはゲートバルブ５４により開閉可能となっている。

また、処理容器１２の内壁には、導電性部材（ＧＮＤブロック）５６が設けられている。導電性部材５６は、高さ方向においてウエハＷと略同じ高さに位置するように、処理容器１２の内壁に取り付けられている。この導電性部材５６は、グランドにＤＣ的に接続されており、異常放電防止効果を発揮する。

また、プラズマ処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを更に備え得る。この制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。この制御部Ｃｎｔでは、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができ、また、表示装置により、プラズマ処理装置１０の稼働状況を可視化して表示すことができる。さらに、制御部Ｃｎｔの記憶部には、プラズマ処理装置１０で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置１０の各構成部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、処理レシピが格納される。

以下、図１と共に、図２及び図３を参照して、載置台１６の更なる詳細について説明する。図２は、一実施形態に係る第１の静電チャックを示す平面図である。また、図３は、一実施形態に係る第２の静電チャックを示す平面図である。

図１及び図２に示すように、載置台１６の下部電極１８上には、第１の静電チャック７０が設けられている。第１の静電チャック７０は、略円盤形状を有している。第１の静電チャック７０は、三つの電極、即ち、電極７０ａ、電極７０ｂ、及び７０ｃを有している。これら電極７０ａ、電極７０ｂ、及び電極７０ｃは、一対の絶縁層又は絶縁シート間に設けられる。或いは、電極７０ａ、電極７０ｂ、及び電極７０ｃは、絶縁層の内層として設けられる。

図２に示すように、一実施形態において、電極７０ａ、電極７０ｂ、及び７０ｃは、略扇型の平面形状を有しており、第１の静電チャック７０の中心軸線に対して周方向に配列されている。電極７０ａ、電極７０ｂ、及び電極７０ｃにはそれぞれ、三つの電源、即ち、電源７２ａ、電源７２ｂ、及び電源７２ｃが電気的に接続されている。電源７２ａ、電源７２ｂ、及び電源７２ｃは、交流電圧を発生する。一実施形態においては、これら電源７２ａ、電源７２ｂ、及び電源７２ｃによって発生される交流電圧は、同じ周波数を有し、０Ｖの平均電圧を有する。また、これら電源７２ａ、電源７２ｂ、及び電源７２ｃによって発生される交流電圧は、互いに異なる位相を有している。例えば、電源７２ａ、電源７２ｂ、及び電源７２ｃによって発生される交流電圧の間の位相は、１２０度に設定される。

このように、プラズマ処理装置１０では、第１の静電チャック７０の電極７０ａ、電極７０ｂ、及び電極７０ｃにそれぞれ、互いに異なる位相を有する三つの交流電圧が与えられる。電極７０ａ、電極７０ｂ、及び７０ｃに三つの交流電圧が与えられると、第１の静電チャック７０の表面が帯電して、第１の静電チャック７０の表面とウエハＷとの間に電位差が生じる。これにより、第１の静電チャック７０にウエハＷが静電吸着される。

また、電極７０ａ、電極７０ｂ、及び電極７０ｃのそれぞれに印加される交流電圧が互いに異なる位相を有しているので、第１の静電チャック７０の電極７０ａ、電極７０ｂ、及び電極７０ｃに印加される交流電圧の全てが同時に同電位になることがない。したがって、電極７０ａ、電極７０ｂ、及び電極７０ｃに三つの交流電圧をそれぞれ印加している期間（以下、「印加期間」という）では、電極７０ａ、電極７０ｂ、及び電極７０ｃのうち何れか二つの電極の間に電位差が発生し、第１の静電チャック７０の表面に、正に帯電した領域と負に帯電した領域が発生する。また、第１の静電チャック７０に対するウエハＷの対向面が、第１の静電チャック７０の表面とは逆の極性で帯電する。その結果、当該印加期間では、第１の静電チャック７０の表面とウエハＷとの間に、常時、電位差が生じる。故に、当該印加期間において吸着力が常に発生している状態が維持される。また、帯電量は電界強度の時間積分に比例する量であり、電極７０ａ、電極７０ｂ、及び電極７０ｃの各々には交互に正電圧及び負電圧となる交流電圧が印加されるので、第１の静電チャック７０の表面の帯電量を抑制することが可能である。よって、第１の静電チャック７０の吸着力の低下を抑制することが可能であり、且つ、第１の静電チャック７０の表面の残留電荷を抑制することが可能である。

また、図１及び図３に示すように、載置台１６の下部電極１８上には、第１の静電チャック７０を囲むように第２の静電チャック８０が設けられている。第２の静電チャック８０は、略環状に延在している。第２の静電チャック８０は、三つの電極、即ち、電極８０ａ、電極８０ｂ、及び８０ｃを有している。これら電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃは、一対の絶縁層又は絶縁シート間に設けられている。或いは、電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃは、絶縁層の内層として設けられる。

図３に示すように、一実施形態において、電極８０ａ、電極８０ｂ、及び８０ｃは、略扇型の平面形状を有しており、第２の静電チャック８０の中心軸線に対して周方向に配列されている。電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃにはそれぞれ、三つの電源、即ち、電源８２ａ、電源８２ｂ、及び電源８２ｃが電気的に接続されている。電源８２ａ、電源８２ｂ、及び電源８２ｃは、交流電圧を発生する。一実施形態においては、これら電源８２ａ、電源８２ｂ、及び電源８２ｃによって発生される交流電圧は、同じ周波数を有し、０Ｖの平均電圧を有する。また、これら電源８２ａ、電源８２ｂ、及び電源８２ｃによって発生される交流電圧は、互いに異なる位相を有している。例えば、電源８２ａ、電源８２ｂ、及び電源８２ｃによって発生される交流電圧の間の位相は、１２０度に設定される。

プラズマ処理装置１０では、第２の静電チャック８０の電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃにそれぞれ、互いに異なる位相を有する三つの交流電圧が与えられる。電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃに三つの交流電圧が与えられると、第２の静電チャック８０の表面が帯電して、第２の静電チャック８０の表面とフォーカスリングＦＲとの間に電位差が生じる。これにより、第２の静電チャック８０にフォーカスリングＦＲが静電吸着される。

また、電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃのそれぞれに印加される交流電圧が互いに異なる位相を有しているので、第２の静電チャック８０の電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃに印加される交流電圧の全てが同時に同電位になることがない。したがって、電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃに三つの交流電圧をそれぞれ印加している期間、即ち、印加期間では、電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃのうち何れか二つの電極の間に電位差が発生し、第２の静電チャック８０の表面に、正に帯電した領域と負に帯電した領域が発生する。また、第２の静電チャック８０に対するフォーカスリングＦＲの対向面は、第２の静電チャック８０の表面とは逆の極性で帯電する。その結果、当該印加期間では、第２の静電チャック８０の表面とフォーカスリングＦＲとの間に、常時、電位差が生じる。故に、当該印加期間において吸着力が常に発生している状態が維持される。また、電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃの各々には交互に正電圧及び負電圧となる交流電圧が印加されるので、第２の静電チャック８０の表面の帯電量を抑制することが可能である。よって、第２の静電チャック８０の吸着力の低下を抑制することが可能であり、且つ、第２の静電チャック８０の表面の残留電荷を抑制することが可能である。

また、一実施形態においては、図１に示すように、載置台１６には、ガスラインＧＬが形成されている。ガスラインＧＬは、第２の静電チャック８０の表面（即ち、上面）において環状の開口を画成するように形成されている。このガスラインＧＬは、第２の静電チャック８０の上面とフォーカスリングＦＲとの間に伝熱ガスを供給するためのガスラインであり、伝熱ガス供給機構９０に接続されている。伝熱ガス供給機構９０は、ガスラインＧＬにＨｅガスといった伝熱ガスを供給し得る。また、このガスラインＧＬには、減圧ポンプ９２が接続されている。

減圧ポンプ９２及びガスラインＧＬは、大気圧環境下においてフォーカスリングＦＲを第２の静電チャック８０に吸引して、フォーカスリングＦＲを当該第２の静電チャック８０に仮固定するために用いることができる。より具体的に説明すると、フォーカスリングＦＲを第２の静電チャック８０上に載置する作業は、空間Ｓの圧力を大気圧に設定した状態で行われる。次いで、治具を用いて、フォーカスリングＦＲが第２の静電チャック８０に対して位置決めされ、当該第２の静電チャック８０上に載置される。次いで、減圧ポンプ９２が作動される。これにより、ガスラインＧＬと空間Ｓとの間に圧力差が生じ、フォーカスリングＦＲが第２の静電チャック８０に対して吸引される。次いで、空間Ｓが減圧され、その後、電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃに三つの交流電圧がそれぞれ印加される。これにより、仮固定されたフォーカスリングＦＲが第２の静電チャック８０に静電吸着される。

このように、プラズマ処理装置１０では、大気圧環境下において第２の静電チャック８０の電極８０ａ、電極８０ｂ、電極８０ｃに電圧を印加せずにフォーカスリングＦＲを仮固定することができるので、感電を避けることが可能であり、第２の静電チャック８０への大気中の粉塵の吸着を抑制することが可能である。また、第２の静電チャック８０にフォーカスリングＦＲを吸引した状態で処理容器１２内の空間Ｓが減圧されるので、減圧時のフォーカスリングＦＲの位置ずれを抑制することが可能である。さらに、フォーカスリングＦＲの位置ずれを抑制できるので、ウエハＷの処理時のフォーカスリングＦＲの温度の制御性を向上させることが可能である。また更に、第２の静電チャック８０にフォーカスリングＦＲを吸引した状態で、当該フォーカスリングＦＲを第２の静電チャック８０に静電吸着することができるので、第２の静電チャック８０による静電吸着の開始時にフォーカスリングＦＲに与えられる衝撃力を緩和することが可能である。

以下、載置台に被吸着物を吸着する方法の一実施形態について説明する。図４は、載置台に被吸着物を吸着する方法の一実施形態を示す流れ図である。以下においては、プラズマ処理装置１０を処理装置として用いる場合の一例に従って、図４に示す方法ＭＴ１を説明する。

図４に示すように、方法ＭＴ１は、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２を含んでいる。工程ＳＴ１では、被吸着物が載置台１６の静電チャック上に載置される。被吸着物の一例は、ウエハＷであり、この一例においては、第１の静電チャック７０上にウエハＷが載置される。なお、ウエハＷが被吸着物である場合には、処理容器１２内の空間Ｓの圧力が大気圧よりも低い圧力に減圧された状態で、ウエハＷが処理容器１２内に搬入されて、第１の静電チャック７０上に載置される。

また、被吸着物の別の一例は、フォーカスリングＦＲであり、この一例においては、第２の静電チャック８０上にフォーカスリングＦＲが載置される。なお、フォーカスリングＦＲが被吸着物である場合には、処理容器１２内の空間Ｓの圧力が大気圧に設定された状態で、フォーカスリングＦＲが処理容器１２内に搬入されて、第２の静電チャック８０上に載置される。

続く工程ＳＴ２では、静電チャックの三つの電極にそれぞれ、互いに位置の異なる三つの交流電圧が印加される。ウエハＷが被吸着物である一例においては、第１の静電チャック７０の電極７０ａ、電極７０ｂ、及び電極７０ｃにそれぞれ、互いに位相の異なる三つの交流電圧が印加される。これにより、ウエハＷが第１の静電チャック７０に静電吸着される。

また、フォーカスリングＦＲが被吸着物である一例においては、第２の静電チャック８０の電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃにそれぞれ、互いに位相の異なる三つの交流電圧が印加される。これにより、フォーカスリングＦＲが第２の静電チャック８０に静電吸着される。

ここで、図５を参照する。図５のグラフ（ａ）には、静電チャックの三つの電極に印加される交流電圧の波形、及び、静電チャックの電極間の電位差が示されており、図５のグラフ（ｂ）には、位相と各電極直上での静電チャックの吸着力の関係が示されている。図５のグラフ（ａ）では、凡例「第１ＡＣ」により示す波形が、第１の静電チャック７０の電極７０ａ又は第２の静電チャック８０の電極８０ａに印加される交流電圧の波形であり、凡例「第２ＡＣ」により示す波形が、第１の静電チャック７０の電極７０ｂ又は第２の静電チャック８０の電極８０ｂに印加される交流電圧の波形であり、凡例「第３ＡＣ」により示す波形が、第１の静電チャック７０の電極７０ｃ又は第２の静電チャック８０の電極８０ｃに印加される交流電圧の波形を示している。また、図５のグラフ（ａ）では、凡例「第１の電位差」により示す電位差が、電極７０ａと電極７０ｂとの間の電位差、又は、電極８０ａと電極８０ｂとの間の電位差であり、凡例「第２の電位差」により示す電位差が、電極７０ａと電極７０ｃとの間の電位差、又は、電極８０ａと電極８０ｃとの間の電位差であり、凡例「第３の電位差」により示す電位差が、電極７０ｂと電極７０ｃとの間の電位差、又は、電極８０ｂと電極８０ｃとの間の電位差である。また、図５のグラフ（ｂ）では、凡例「第１電極」により示す吸着力は、電極７０ａ又は電極８０ａの直上での静電チャックの吸着力であり、凡例「第２電極」により示す吸着力は、電極７０ｂ又は電極８０ｂの直上での静電チャックの吸着力であり、凡例「第３電極」により示す吸着力は、電極７０ｃ又は電極８０ｃの直上での静電チャックの吸着力である。また、図５のグラフ（ｂ）では、凡例「平均」により示す吸着力は、静電チャックの全領域における吸着力の平均値を表わしている。

図５のグラフ（ａ）に示すように、工程ＳＴ２において静電チャックの三つの電極にそれぞれ印加される三つの交流電圧の全てが同時に同電位になることがない。したがって、静電チャックの三つの電極に対して三つの交流電圧をそれぞれ印加している期間、即ち、印加期間では、静電チャックの三つの電極のうち何れか二つの電極間に電位差が発生する。これにより、静電チャックの表面に正に帯電した領域と負に帯電した領域が発生する。また、静電チャックの表面に対する被吸着物の対向面は、静電チャックの表面とは逆の極性で帯電する。その結果、当該印加期間において静電チャックの表面と被処理体との間に、常時、電位差が生じる。故に、図５のグラフ（ｂ）に示すように、当該印加期間において吸着力が常に発生している状態が維持される。また、静電チャックの三つの電極の各々には交互に正電圧及び負電圧となる交流電圧が印加されるので、静電チャックの表面の帯電量を抑制することが可能である。よって、静電チャックの吸着力の低下を抑制することが可能となり、且つ、静電チャックの表面の残留電荷を抑制することが可能となる。

次いで、載置台に被吸着物を吸着する方法の別の一実施形態について説明する。図６は、載置台に被吸着物を吸着する方法の別一実施形態を示す流れ図である。以下においては、プラズマ処理装置１０を処理装置として用いる場合の一例に従って、図６に示す方法ＭＴ２を説明する。図６に示す方法ＭＴ２では、被吸着物は、フォーカスリングＦＲである。

方法ＭＴ２は、図６に示すように、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２との間に行われる工程ＳＴａ、工程ＳＴｂ、及び工程ＳＴｃを含んでおり、さらに、工程ＳＴ２の後に行われる工程ＳＴｄを含んでいる。

工程ＳＴ１では、処理容器１２内の空間Ｓの圧力は、大気圧に設定される。そして、工程ＳＴ１では、フォーカスリングＦＲが、空間Ｓ内に搬入され、第２の静電チャック８０に対して位置決めされて、当該第２の静電チャック８０上に載置される。工程ＳＴ１におけるフォーカスリングＦＲの位置決めには、治具が使用され得る。

続く工程ＳＴａでは、減圧ポンプ９２が作動されることにより、フォーカスリングＦＲが第２の静電チャック８０に吸引される。これにより、第２の静電チャック８０に対してフォーカスリングＦＲが仮固定される。

続く工程ＳＴｃでは、治具が取り外され、排気装置５０を作動させることによって処理容器１２内の空間Ｓが減圧される。この工程ＳＴｃにおいても、フォーカスリングＦＲが第２の静電チャック８０に吸引された状態が維持される。続く工程ＳＴ２では、第２の静電チャック８０の電極８０ａ、電極８０ｂ、及び電極８０ｃにそれぞれ、互いに位相の異なる三つの交流電圧が印加される。これにより、第２の静電チャック８０にフォーカスリングＦＲが静電吸着される。続く工程ＳＴｄでは、減圧ポンプ９２が停止され、ガスラインＧＬに伝熱ガスが供給される。

かかる方法ＭＴ２では、大気圧環境下での作業時、即ち、工程ＳＴ１、工程ＳＴａ、及び、工程ＳＴｂの作業時には、第２の静電チャック８０の電極に電圧を印加せずに、フォーカスリングＦＲを仮固定することができる。よって、大気圧環境下での作業時の感電を避けることが可能であり、また、第２の静電チャック８０への大気中の粉塵の吸着を抑制することが可能である。

また、工程ＳＴｃでの減圧時には、フォーカスリングＦＲが第２の静電チャック８０に対して吸引された状態が維持されているので、空間Ｓの減圧時の気流等によってフォーカスリングＦＲが位置ずれすることを抑制することが可能である。さらに、方法ＭＴ２では、フォーカスリングＦＲの位置ずれを抑制できるので、ウエハＷの処理時のフォーカスリングＦＲの温度の制御性を向上させることが可能である。また更に、方法ＭＴ２では、第２の静電チャック８０にフォーカスリングＦＲを吸引した状態で、当該フォーカスリングＦＲを第２の静電チャック８０に静電吸着するので、工程ＳＴ２の開始時にフォーカスリングＦＲに与えられる衝撃力を緩和することが可能である。

以下、第１の静電チャックの別の実施形態について説明する。図７は、別の実施形態に係る第１の静電チャックを示す平面図である。図７に示す第１の静電チャック１７０は、第１の静電チャック７０に代えて、プラズマ処理装置１０に用いられ得る。第１の静電チャック１７０は、電極１７０ａ、電極１７０ｂ、及び、電極１７０ｃを備えている。電極１７０ａ、電極１７０ｂ、及び、電極１７０ｃは、第１の静電チャック１７０の中心軸線を中心にして環状に延在している。また、電極１７０ａ、電極１７０ｂ、及び、電極１７０ｃは、第１の静電チャック１７０の中心軸線に対して同軸に設けられている。具体的には、電極１７０ａの外側に電極１７０ｂが設けられており、電極１７０ｂの外側に電極１７０ｃが設けられている。電極１７０ａ、電極１７０ｂ、及び、電極１７０ｃにはそれぞれ、電源７２ａ、電源７２ｂ、及び電源７２ｃが接続されている。この第１の静電チャック１７０においても、電極１７０ａ、電極１７０ｂ、及び、電極１７０ｃにそれぞれ、異なる位相を有する三つの交流電圧が印加されるようになっている。この第１の静電チャック１７０と上述の第１の静電チャック７０を対比すれば明らかなように、第１の静電チャックに設けられる三つの電極の形状及び配置は、任意に変更可能である。

次いで、第２の静電チャックの別の実施形態について説明する。図７は、別の実施形態に係る第２の静電チャックを示す平面図である。図８に示す第２の静電チャック１８０は、第２の静電チャック８０に代えて、プラズマ処理装置１０に用いられ得る。第２の静電チャック１８０は、電極１８０ａ、電極１８０ｂ、及び、電極１８０ｃを備えている。電極１８０ａ、電極１８０ｂ、及び、電極１８０ｃは、第２の静電チャック１８０の中心軸線を中心にして環状に延在している。また、電極１８０ａ、電極１８０ｂ、及び、電極１８０ｃは、第２の静電チャック１８０の中心軸線に対して同軸に設けられている。具体的には、電極１８０ａの外側に電極１８０ｂが設けられており、電極１８０ｂの外側に電極１８０ｃが設けられている。電極１８０ａ、電極１８０ｂ、及び、電極１８０ｃにはそれぞれ、電源８２ａ、電源８２ｂ、及び電源８２ｃが接続されている。この第２の静電チャック１８０においても、電極１８０ａ、電極１８０ｂ、及び、電極１８０ｃにそれぞれ、異なる位相を有する三つの交流電圧が印加されるようになっている。この第２の静電チャック１８０と上述の第２の静電チャック８０を対比すれば明らかなように、第２の静電チャックに設けられる三つの電極の形状及び配置は、任意に変更可能である。

以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、上述した実施形態のプラズマ処理装置１０は、第１の静電チャック及び第２の静電チャックを備えているが、別の実施形態では、プラズマ処理装置は、第１の静電チャック及び第２の静電チャックのうち一方のみを備えていてもよい。また、プラズマ処理装置１０は、下部電極に二つの高周波電力を供給するタイプのプラズマ処理装置であるが、下部電極に高周波バイアス電力が供給され、上部電極にプラズマ生成用の高周波電力が供給されてもよい。また、プラズマ処理装置１０は、容量結合型のプラズマ源を有しているが、プラズマ処理装置のプラズマ源は限定されるものではない。例えば、プラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ源、又は、マイクロ波といった表面波を発生するプラズマ源を備えていてもよい。

また、上述した実施形態の処理装置はプラズマ処理装置であったが、処理装置は、減圧環境下で被処理体を処理するものであれば、任意の処理装置であってもよい。

また、上述した実施形態では、静電チャックの三つの電極に三つの電源が個別に接続されていたが、三つの交流電圧は、一つの電源から発生される交流電圧に基づくものであってもよい。

１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、Ｓ…空間、１６…載置台、５０…排気装置、７０…第１の静電チャック、７０ａ，７０ｂ，７０ｃ…電極、７２ａ，７２ｂ，７２ｃ…電源、８０…第２の静電チャック、８０ａ，８０ｂ，８０ｃ…電極、８２ａ，８２ｂ，８２ｃ…電源、ＦＲ…フォーカスリング、ＧＬ…ガスライン、９０…伝熱ガス供給機構、９２…減圧ポンプ、Ｗ…ウエハ。

Claims (1)

1. 減圧可能な空間内で被処理体を処理するための処理装置において該空間を画成する処理容器内に設けられた載置台にフォーカスリングを吸着する方法であって、
   前記空間内の圧力を大気圧に設定した状態で、前記載置台の静電チャック上に前記フォーカスリングを載置する工程と、
   静電チャック上に前記フォーカスリングを載置する前記工程の後に、前記静電チャックと前記フォーカスリングとの間に伝熱ガスを供給するガスラインに接続された減圧ポンプを作動させることにより、前記フォーカスリングを前記静電チャックに吸引する工程と、
   吸引する前記工程の後に、前記処理容器内の空間を減圧する工程と、
   減圧する前記工程の後に、前記静電チャックの三つの電極にそれぞれ、互いに位相の異なる三つの交流電圧を印加する工程と、
   を含む方法。

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