JP7221032B2 - 載置台および被処理体の除電方法 - Google Patents

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Description

本開示の種々の側面および実施形態は、載置台および被処理体の除電方法に関する。
半導体ウエハ等の被処理体を処理する装置では、処理容器内に設けられた載置台上に被処理体が載置されて処理が行われる。載置台には、処理の間に被処理体が移動しないようにするために、静電気力により被処理体を吸着保持する静電チャックが設けられている。処理が終了した場合、静電チャックに印加されている直流電圧が停止され、静電チャックによる静電気力が解除される。そして、処理後の被処理体が支持ピンによって載置台から持ち上げられ、搬送装置によって搬出される。
しかし、処理条件や処理容器内の残留物によっては、静電チャックに印加されている直流電圧が停止されても、静電チャックと被処理体との間の静電気力が残存する場合がある。特に、プラズマエッチング処理のような真空処理においては、被処理体の電荷がガスを介して逃げにくい。被処理体と静電チャックとの間に静電気力が残存する場合、支持ピンの押圧力によって被処理体が跳ね上がり、位置ずれを起こす場合がある。また、残存する静電気力の大きさによっては、被処理体が損傷する場合がある。
これを回避するために、処理容器の外部でガスをイオン化し、イオン化されたガスを載置台を介して半導体ウエハに供給する技術が知られている（例えば下記特許文献１参照）。これにより、イオン化ガス中の陽イオンによって半導体ウエハの裏面の負の電荷が中和される。
特開２０１０－１９９２３９号公報
本開示は、処理後の被処理体を迅速に除電することができる載置台および被処理体の除電方法を提供する。
本開示の一側面は、載置台であって、静電チャックと、ガス供給路と、照射部とを備える。静電チャックは、被処理体を載置し、静電気力により被処理体を吸着保持する。ガス供給路は、静電チャックを介して、静電チャック上に載置された被処理体と静電チャックとの間にガスを供給する。照射部は、ガス供給路内を流れるガスまたは被処理体と静電チャックとの間に供給されたガスに所定波長の光を照射することにより、ガスをイオン化する。
本開示の種々の側面および実施形態によれば、処理後の被処理体を迅速に除電することができる。
図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置の一例を示す概略断面図である。 図２は、静電チャックの一例を示す斜視図である。 図３は、被処理体を吸着保持している静電チャックの断面の一例を示す模式図である。 図４は、直流電圧の印加が停止された場合の静電チャックの断面の一例を示す模式図である。 図５は、除電が行われる際の静電チャックの断面の一例を示す模式図である。 図６は、本開示の一実施形態における除電方法の一例を示すフローチャートである。 図７は、静電チャックの断面の他の例を示す模式図である。 図８は、静電チャックの断面のさらなる他の例を示す模式図である。 図９は、静電チャックの断面のさらなる他の例を示す模式図である。
以下に、開示される載置台および被処理体の除電方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される載置台および被処理体の除電方法が限定されるものではない。
ところで、被処理体に対する処理の中には、プラズマを用いた処理のように比較的高い電圧を使用する処理が含まれる場合がある。このような処理では、載置台を介して被処理体にガスを供給する供給路を短くすると、供給路内で異常放電が発生する場合がある。そのため、載置台を介して被処理体にガスを供給する供給路を長くせざるを得ない。
処理容器の外部でイオン化されたガスが供給路を介して被処理体に供給される場合、供給路が長いと、イオン化されたガスに含まれる陽イオンと陰イオンとが供給路内で結合してしまう。そのため、被処理体に十分な量のイオンを供給することが難しい。被処理体に十分な量のイオンが供給されないと、処理後の被処理体の除電に時間がかかり、処理後の被処理体を迅速に搬出することが難しい。そのため、処理のスループットが低下する。
そこで、本開示は、処理後の被処理体を迅速に除電することができる技術を提供する。
［プラズマ処理装置１の概要］
図１は、本開示の一実施形態におけるプラズマ処理装置１の一例を示す概略断面図である。本実施形態におけるプラズマ処理装置１は、容量結合型のプラズマエッチング装置である。プラズマ処理装置１は、装置本体２および制御装置３を備える。
装置本体２は、例えばアルミニウムまたはステンレス鋼等の金属により略円筒状に形成された処理容器１０を有する。処理容器１０は、接地されている。処理容器１０内には、半導体ウエハ等の被処理体ＷＰを載置する載置台１１が設けられている。載置台１１は、基台１２および静電チャック４０を有する。
基台１２は、例えばアルミニウム、チタン、またはＳｉＣ等によって略円柱状に形成されている。基台１２は、絶縁性の材料により構成された支持部１４によって支持されている。支持部１４は、処理容器１０の底部から垂直上方に伸びる略円筒状の支持部１６によって支持されている。
静電チャック４０は、基台１２の上に配置されている。支持部１４の上面であって、静電チャック４０の周囲には、石英等により環状に形成されたエッジリング１８が配置されている。エッジリング１８は、静電チャック４０の上方に発生したプラズマを被処理体ＷＰに向けて収束させる。エッジリング１８は、フォーカスリングと呼ばれることもある。
処理容器１０の内側壁と支持部１６の外側壁との間には、排気路２０が形成されている。排気路２０には、厚さ方向に複数の貫通口が形成された環状のバッフル板２２が設けられている。排気路２０の底部には排気口２４が形成されており、排気口２４には排気管２６を介して排気装置２８が接続されている。排気装置２８は、図示しない真空ポンプを有しており、処理容器１０内を所定の真空度まで減圧することができる。処理容器１０の側壁には、被処理体ＷＰを搬入または搬出するための開口２９が形成されており、当該開口２９は、ゲートバルブ３０によって開閉される。
基台１２には、給電棒３６および整合器３４を介して高周波電源３２が電気的に接続されている。高周波電源３２は、プラズマの生成に適した周波数（例えば６０ＭＨｚ）の高周波電力を基台１２に供給する。基台１２は、下部電極としても機能する。
基台１２の上面には、被処理体ＷＰを静電気力で吸着保持するための静電チャック４０が設けられている。静電チャック４０は、導電膜からなるシート状の電極４０ａおよびヒータ７５が、誘電体で構成された絶縁膜４０ｂおよび絶縁膜４０ｃに挟み込まれた構造を有する。電極４０ａには、抵抗４１を介してスイッチ４３が接続されている。スイッチ４３は、電極４０ａと直流電源４２との接続と、電極４０ａと接地電位との接続とを、制御装置３からの制御に応じて切り替える。
直流電源４２からの電圧が電極４０ａに印加されることにより、静電チャック４０の上面に静電気力が発生し、静電気力により被処理体ＷＰが静電チャック４０の上面に吸着保持される。電極４０ａに電圧が印加されない場合、電極４０ａは、スイッチ４３によって接地電位に接続される。
ヒータ７５には、図示しない交流電源が接続されており、当該交流電源から所望の交流電圧が印加される。ヒータ７５に印加される交流電圧の大きさを制御することにより、ヒータ７５の発熱量を制御することができる。
基台１２の内部には、流路７０が形成されており、流路７０には、配管７２を介してチラーユニット７１から所定温度に制御された冷媒が供給される。流路７０内に供給された冷媒は、配管７３を介してチラーユニット７１に戻される。チラーユニット７１による冷却とヒータ７５による加熱とによって、静電チャック４０上の被処理体ＷＰの温度を所望の温度に調整することができる。
図２は、静電チャック４０の一例を示す斜視図である。静電チャック４０の上面には、例えば図２に示されるように、静電チャック４０の外縁に沿って環状凸部４０ｅが形成されており、環状凸部４０ｅの内側には、複数の凸部４０ｄが形成されている。静電気力により静電チャック４０の上面に吸着保持された被処理体ＷＰは、静電チャック４０の上面の環状凸部４０ｅおよび複数の凸部４０ｄによって支持される。これにより、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間には、所定の隙間が形成される。複数の凸部４０ｄは、例えば、静電チャック４０の上面にエンボス加工を施すことにより形成されてもよい。
伝熱ガス供給源５２は、例えばＨｅガス等の伝熱ガスを、配管５４を介して、静電チャック４０と静電チャック４０上に吸着保持された被処理体ＷＰとの間の隙間に供給する。配管５４は、第１の配管５４ａおよび複数の第２の配管５４ｂを有する。第１の配管５４ａは、基台１２内に配置されている。第１の配管５４ａには、複数の第２の配管５４ｂが接続されている。それぞれの第２の配管５４ｂは、基台１２および静電チャック４０内に配置されている。伝熱ガス供給源５２から第１の配管５４ａを介して供給された伝熱ガスは、それぞれの第２の配管５４ｂに分岐し、静電チャック４０の上面に設けられた開口５４ｃから被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に供給される。配管５４はガス供給路の一例であり、第１の配管５４ａは第１の供給路の一例であり、第２の配管５４ｂは第２の供給路の一例である。
基台１２および静電チャック４０の内部には、図示しない複数の支持ピンが、基台１２および静電チャック４０を貫通するように設けられている。複数の支持ピンは、図示しないアクチュエータにより昇降する。複数の支持ピンが上昇することにより、静電チャック４０上の被処理体ＷＰが押し上げられ、外部の図示しない搬送アームとの間で被処理体ＷＰの受け渡しが行われる。
載置台１１内には、基台１２および静電チャック４０を貫通するように光ファイバ８２が配置されている。光ファイバ８２の一端には、レンズ等の光学部品を含む導光部８１が設けられている。光ファイバ８２の他端の端面８２ａは、静電チャック４０と被処理体ＷＰとの間の隙間に露出している。
光源８０は、所定波長の光を出力する。本実施形態において、光源８０は、ＵＶ（Ultra Violet）を出力する。なお、他の例として、光源８０は、ＶＵＶ（Vacuum Ultra Violet）または軟Ｘ線等の光を出力してもよい。導光部８１は、光源８０から出力された光を光ファイバ８２に導く。
導光部８１によって光ファイバ８２内に導かれた光は、光ファイバ８２内を伝搬し、端面８２ａから静電チャック４０と被処理体ＷＰとの間の隙間に照射される。これにより、静電チャック４０と被処理体ＷＰとの間の隙間に存在するガス（例えばＨｅガス）が、光ファイバ８２の端面８２ａから照射されたＵＶによりイオン化される。そして、イオン化されたガスに含まれる陽イオンおよび陰イオンによって、被処理体ＷＰおよび静電チャック４０の上面に残留する電荷が中和される。光ファイバ８２の端面８２ａは、照射部の一例である。
本実施形態では、光源８０から出力された光は、光ファイバ８２によって被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に導かれる。光源８０内を伝搬する光は、端面８２ａから十分な強度で被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に照射される。そのため、端面８２ａから照射された光によって、静電チャック４０と被処理体ＷＰとの間の隙間に存在するガスが、十分にイオン化される。従って、本実施形態のプラズマ処理装置１では、静電チャック４０と被処理体ＷＰとの間の隙間に十分な量のイオンを供給することができる。
処理容器１０の天井部には、シャワーヘッド３８が設けられている。シャワーヘッド３８は、例えば表面に陽極酸化処理が施されたアルミニウム等により形成されており、接地されている。シャワーヘッド３８は、基台１２に対向する上部電極として機能する。高周波電源３２からのプラズマ生成用の高周波電力は、基台１２とシャワーヘッド３８とで構成されたキャパシタに印加される。
シャワーヘッド３８は、厚さ方向に貫通する複数のガス吐出口５６ａを有する電極板５６と、電極板５６を着脱可能に支持する電極支持体５８とを有する。電極支持体５８の内部には、バッファ室６０が形成されており、バッファ室６０は、複数のガス吐出口５６ａに連通している。バッファ室６０の上部には、ガス導入口６０ａが設けられており、ガス導入口６０ａには、配管６４を介して、処理ガスの供給源であるガス供給源６２が接続されている。ガス供給源６２から供給された処理ガスは、配管６４およびガス導入口６０ａを介してバッファ室６０内に供給される。バッファ室６０内に供給された処理ガスは、バッファ室６０内を拡散し、それぞれのガス吐出口５６ａを介して処理容器１０内にシャワー状に供給される。
処理容器１０の外部には、処理容器１０を囲むように環状に延在する磁石６６が配置されている。処理容器１０内において、シャワーヘッド３８と載置台１１との間のプラズマ生成空間Ｓには、高周波電源３２により鉛直方向にＲＦ電界が形成され、高周波の放電により、載置台１１の表面近傍に高密度のプラズマが生成される。
制御装置３は、プロセッサ、メモリ、および入出力インターフェイスを有する。メモリには、プログラムや処理レシピ等が格納される。プロセッサは、メモリから読み出されたプログラムを実行することにより、メモリから読み出された処理レシピに従って、入出力インターフェイスを介して装置本体２の各部を制御する。
［被処理体ＷＰの除電］
図３は、被処理体ＷＰを吸着保持している静電チャック４０の断面の一例を示す模式図である。未処理の被処理体ＷＰは、静電チャック４０の上面に載置され、スイッチ４３によって直流電源４２と電極４０ａとが接続され、直流電源４２からの直流電圧が電極４０ａに印加される。これにより、例えば図３に示されるように、電極４０ａに「＋」の電荷が供給される。
電極４０ａに「＋」の電荷が供給されると、絶縁膜４０ｂおよび絶縁膜４０ｃ内では、誘電分極が発生し、静電チャック４０の上面にも「＋」の電荷が発生する。そして、静電チャック４０の上面に発生した「＋」の電荷によって、被処理体ＷＰの下面に「－」の電荷が発生する。これにより、被処理体ＷＰの下面と静電チャック４０の上面との間に互いに引き付け合う静電気力が発生し、被処理体ＷＰが静電チャック４０に吸着保持される。
そして、被処理体ＷＰへのエッチング等の所定の処理が終了した後、スイッチ４３によって電極４０ａが接地電位に接続されることにより、電極４０ａに発生する静電気力が解除される。しかし、処理の条件によっては、電極４０ａへの直流電圧の印加が停止されても、例えば図４のように、被処理体ＷＰに電荷が残存し、静電チャック４０と被処理体ＷＰとの間の静電気力が残る場合がある。図４は、直流電圧の印加が停止された場合の静電チャック４０の断面の一例を示す模式図である。
被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に静電気力が残存する場合、処理後の被処理体ＷＰを持ち上げるために図示しない支持ピンを上昇させると、支持ピンの押圧力によって被処理体ＷＰが跳ね上がり、位置ずれを起こす場合がある。また、残存する静電気力の大きさによっては、被処理体ＷＰが損傷する場合がある。
これを回避するために、電極４０ａへの直流電圧の印加が停止された後、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間にイオン化されたガスを供給することが考えられる。これにより、イオン化されたガスに含まれる陽イオンおよび陰イオンによって、被処理体ＷＰに残存する電荷が中和され、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の静電気力が低減される。
イオン化されたガスを供給する方法としては、例えば、処理容器１０の外部でコロナ放電等によりガスをイオン化し、イオン化されたガスを載置台１１を介して被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に供給することが考えられる。
しかし、プラズマを用いた処理のように、被処理体ＷＰに対して高い電圧を使用する装置では、載置台１１を介して被処理体ＷＰにガスを供給する供給路が短いと、供給路内で異常放電が発生する場合がある。そのため、載置台１１を介して被処理体ＷＰにガスを供給する供給路を長くせざるを得ない。
しかし、イオン化されたガスの供給路が長いと、イオン化されたガスに含まれる陽イオンと陰イオンとが供給路内で中和されてしまい、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に十分な量のイオンを供給することが難しい。被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に十分な量のイオンが供給されないと、処理後の被処理体ＷＰの除電に時間がかかり、処理後の被処理体ＷＰを迅速に搬出することが難しい。そのため、処理のスループットが低下する。
そこで、本実施形態では、所定波長の光を被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に導くための光ファイバ８２が載置台１１内に設けられる。そして、被処理体ＷＰに対する処理が終了し、電極４０ａへの直流電圧の印加が停止された後、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に所定のガスが供給される。
そして、例えば図５に示されるように、光ファイバ８２を介して、光ファイバ８２の端面８２ａから所定波長の光が、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に供給されたガスに照射される。図５は、除電が行われる際の静電チャック４０の断面の一例を示す模式図である。図５に示された白丸は、イオン化される前のガスの分子を示す。
これにより、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に供給されたガスがイオン化され、イオン化されたガスに含まれる陽イオンにより被処理体ＷＰの電荷が中和される。このように、本実施形態のプラズマ処理装置１では、被処理体ＷＰの近傍でガスをイオン化するため、イオン化されたガスに含まれる十分な量の陽イオンを被処理体ＷＰに供給することができる。これにより、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の静電気力を迅速に低減させることができる。これにより、処理後の被処理体を迅速に搬出することができ、処理のスループットを向上させることができる。
なお、イオン化されたガスに含まれる陰イオンは、「－」に帯電している被処理体ＷＰとは反発し、被処理体ＷＰと静電チャック４０の環状凸部４０ｅとの間の隙間から処理容器１０内に流れ出て、排気路２０を介して排気される。
また、本実施形態において、被処理体ＷＰを除電する際に被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に供給されるガスは、例えばＨｅガスである。しかし、開示の技術はこれに限られない。被処理体ＷＰを除電する際に被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に供給されるガスは、例えばＮ2ガスや希ガス等の不活性ガスであってもよい。
また、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に供給されるガスの圧力が高いほど、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間でイオン化するガスの分子も多くなり、被処理体ＷＰの除電がより迅速に進む。しかし、被処理体ＷＰの除電が進むと、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間で引き付け合う静電気力が低下する。そのため、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に供給されるガスの圧力が高すぎると、被処理体ＷＰが静電チャック４０から跳ね上がったりずれ落ちたりする場合がある。
そのため、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に供給されるガスの圧力ＰHeは、被処理体ＷＰの重量をＷ［ｇ］、静電チャック４０に面する側の被処理体ＷＰの面積をＳWP［ｃｍ2］、プラズマ生成空間Ｓ内の圧力をＰS［Torr］とした場合、下記の式（１）で表される圧力Ｐ［Torr］以下であることが好ましい。プラズマ生成空間Ｓ内の圧力をＰSは、静電チャック４０側の被処理体ＷＰの面の反対側の面が面している空間内の圧力の一例である。
Ｐ＝ＰS＋（Ｗ／ＳWP）×０．７３５５６ ・・・（１）
例えば、被処理体ＷＰが、厚さ７７５［μｍ］、直径３００［ｍｍ］のシリコンウエハである場合、シリコンの密度は２．３３［ｇ／ｃｍ3］であるため、被処理体ＷＰの重量Ｗは、約１２７．６［ｇ］である。被処理体ＷＰの面積ＳWPが例えば約７０６．８［ｃｍ2］、プラズマ生成空間Ｓ内の圧力ＰSが例えば約０．１［Torr］である場合、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に供給されるガスの圧力ＰHeは、例えば約０．２３２４［Torr］以下であることが好ましい。
［除電方法］
図６は、本開示の一実施形態における除電方法の一例を示すフローチャートである。図６のフローチャートに例示された処理は、被処理体ＷＰに対するエッチング等の処理が終了した後に開始される。また、図６のフローチャートに例示された各処理は、制御装置３の制御によって実行される。
まず、制御装置３は、伝熱ガス供給源５２を制御し、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間への伝熱ガスの供給を停止させる（Ｓ１０）。そして、載置台１１は、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の伝熱ガスが被処理体ＷＰと静電チャック４０の環状凸部４０ｅとの間の隙間から排気されるまで所定時間待機する（Ｓ１１）。そして、制御装置３は、スイッチ４３を制御し、静電チャック４０の電極４０ａへの直流電圧の印加を停止する（Ｓ１２）。ステップＳ１２は、停止工程の一例である。
次に、処理容器１０内に除電のためのプラズマが所定時間生成される（Ｓ１３）。そして、プラズマの生成が停止される（Ｓ１４）。ステップＳ１３で処理容器１０内に生成されるプラズマは、被処理体ＷＰに対するエッチング等の処理において処理容器１０内に生成されるプラズマよりも弱い。ステップＳ１３では、処理容器１０内に例えばＡｒガスおよびＯ2ガスを含む混合ガスのプラズマが生成される。これにより、プラズマを介して、被処理体ＷＰの電荷がある程度中和される。しかし、プラズマによる被処理体ＷＰの除電では、プラズマ電位（Ｖdc）分だけ被処理体ＷＰに電荷が残る。
次に、制御装置３は、光源８０を制御し、ＵＶを出力させる。光源８０から出力されたＵＶは、導光部８１を介して光ファイバ８２内に導かれ、光ファイバ８２内を伝搬して端面８２ａから被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に照射される（Ｓ１５）。ステップＳ１５は、イオン化工程の一例である。
次に、制御装置３は、伝熱ガス供給源５２を制御し、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間への伝熱ガスの供給を開始させる（Ｓ１６）。これにより、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に供給されたガスが、光ファイバ８２の端面８２ａから照射されたＵＶによってイオン化され、イオンによって被処理体ＷＰの電荷が中和される。ステップＳ１６は、供給工程の一例である。なお、ステップＳ１６は、ステップＳ１５より前に実行されてもよい。
次に、制御装置３は、被処理体ＷＰの電荷が十分に中和されるまで所定時間待機する（Ｓ１７）。そして、制御装置３は、伝熱ガス供給源５２を制御し、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間への伝熱ガスの供給を停止させる（Ｓ１８）。そして、制御装置３は、光源８０を制御し、ＵＶの出力を停止させる（Ｓ１９）。
次に、制御装置３は、図示しないアクチュエータを制御することにより、複数の支持ピンを上昇させる。これにより、被処理体ＷＰが静電チャック４０から押し上げられ、図示しない搬送アームによって被処理体ＷＰが搬出される（Ｓ２０）。
以上、一実施形態について説明した。本実施形態のプラズマ処理装置１は、載置台１１を備える。載置台１１は、静電チャック４０と、配管５４と、光ファイバ８２の端面８２ａとを有する。静電チャック４０は、被処理体ＷＰを載置し、静電気力により被処理体ＷＰを吸着保持する。配管５４は、静電チャック４０を介して、静電チャック４０上に載置された被処理体ＷＰと静電チャック４０との間にガスを供給する。光ファイバ８２の端面８２ａは、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に供給されたガスに所定波長の光を照射することにより、ガスをイオン化する。これにより、処理後の被処理体ＷＰを迅速に除電することができる。
また、上記した実施形態における載置台１１は、静電チャック４０の内部に配置され、載置台１１の外部に設けられ光源８０から出力された光を、端面８２ａへ導く光源８０をさらに備える。これにより、静電チャック４０と被処理体ＷＰとの間でイオンを生成することができ、静電チャック４０と被処理体ＷＰとの間の隙間に十分な量のイオンを供給することができる。
また、上記した実施形態において、静電チャック４０と被処理体ＷＰとの間の隙間に供給されたガスに照射される光は、ＵＶ、ＶＵＶ、または軟Ｘ線である。これにより、静電チャック４０と被処理体ＷＰとの間に供給されたガスをイオン化することができる。
また、上記した実施形態において、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に供給されるガスの圧力ＰHeは、被処理体ＷＰの重量をＷ［ｇ］、静電チャック４０に面する側の被処理体ＷＰの面積をＳWP［ｃｍ2］、プラズマ生成空間Ｓ内の圧力をＰS［Torr］とした場合、前述の式（１）で表される圧力Ｐ［Torr］以下である。これにより、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に供給されるガスの圧力ＰHeによって被処理体ＷＰが静電チャック４０から跳ね上がったりずれ落ちたりすることを防止することができる。
［その他］
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
例えば、上記した実施形態では、載置台１１内に１本の光ファイバ８２が設けられるが、開示の技術はこれに限られない。例えば図７に示されるように、載置台１１内には、複数の光ファイバ８２が設けられてもよい。図７は、静電チャック４０の断面の他の例を示す模式図である。図７の例では、複数の光ファイバ８２が静電チャック４０内に設けられており、それぞれの光ファイバ８２の端面８２ａが被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に露出している。そして、それぞれの光ファイバ８２の端面８２ａから、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に供給されたガスにＵＶが照射される。これにより、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に供給されたガスをより迅速にイオン化させることができ、被処理体ＷＰをより迅速に除電することができる。
また、上記した実施形態では、載置台１１内に設けられた光ファイバ８２の端面８２ａは、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に露出しているが、開示の技術はこれに限られない。例えば図８に示されるように、光ファイバ８２の端面８２ａは、第１の配管５４ａ内の空間に露出していてもよい。図８は、静電チャック４０の断面のさらなる他の例を示す模式図である。第１の配管５４ａ内を流れるガスにＵＶが照射されることにより、イオン化されたガスをそれぞれの第２の配管５４ｂを介して被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の異なる場所に効率よく供給することができる。
また、図８の例では、光ファイバ８２の端面８２ａが被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に露出していない。そのため、被処理体ＷＰを用いずに処理容器１０内のドライクリーニングが行われた場合でも、光ファイバ８２の端面８２ａがプラズマによる損傷を受けにくい。従って、光ファイバ８２の交換周期を長くすることができる。
また、上記した実施形態では、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間に供給されたガスは、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に供給され、被処理体ＷＰと静電チャック４０の環状凸部４０ｅとの間の隙間からはほとんど流れ出ない。そのため、ガスの圧力が所定値に達した後は、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間にはガスの流れはほとんど発生しない。そのため、例えば図５に示されたように、光ファイバ８２の端面８２ａから照射されたＵＶによりイオン化されたガスは、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間を拡散により広がる。しかし、開示の技術はこれに限られない。
図９は、静電チャック４０の断面のさらなる他の例を示す模式図である。例えば図９に示されるように、静電チャック４０および基台１２に排気路５４ｄが設けられ、排気路５４ｄがバルブ２８ａを介して排気装置２８に接続され、光ファイバ８２の端面８２ａは、第２の配管５４ｂの開口５４ｃの近傍に配置されてもよい。これにより、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間に、第２の配管５４ｂの開口５４ｃから排気路５４ｄへのガスの流れが生じる。これにより、第２の配管５４ｂの開口５４ｃの近傍でイオン化されたガスが、被処理体ＷＰと静電チャック４０との間の隙間により迅速に拡散する。これにより、被処理体ＷＰをより迅速に除電することができる。
また、上記した実施形態では、処理後にプラズマを用いた除電が行われ（図６のステップＳ１３～Ｓ１４）、その後にＵＶ照射による除電が行われたが、開示の技術はこれに限られない。他の例として、プラズマを用いた除電が行われることなく、処理後にＵＶ照射による除電が行われてもよい。また、プラズマを用いた除電に代えて逆電圧除電が行われてもよい。逆電圧除電とは、処理容器１０内に不活性ガス等の所定のガスが供給され、静電チャック４０の電極４０ａに、被処理体ＷＰを吸着保持する際に印加される電圧の極性とは逆の極性の電圧が印加される除電方法である。これにより、被処理体ＷＰの電荷が処理容器１０内のガスを介して除去される。
また、上記した実施形態では、被処理体ＷＰに対する処理を行う装置の一例として、プラズマエッチング装置が説明されたが、開示の技術はこれに限られない。被処理体ＷＰを処理する際に被処理体ＷＰを静電気力により保持する機構を有する処理装置であれば、例えば、成膜装置、改質装置、または洗浄装置等においても、開示の技術を適用することができる。
また、上記した実施形態では、プラズマ源の一例として容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）が用いられたが、開示の技術はこれに限られない。プラズマ源としては、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）、マイクロ波励起表面波プラズマ（ＳＷＰ）、電子サイクロトン共鳴プラズマ（ＥＣＰ）、またはヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ）等が用いられてもよい。
なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
ＷＰ 被処理体
１ プラズマ処理装置
２ 装置本体
３ 制御装置
１０ 処理容器
１１ 載置台
３８ シャワーヘッド
４０ 静電チャック
４０ｄ 凸部
４０ｅ 環状凸部
５２ 伝熱ガス供給源
５４ 配管
５４ａ 第１の配管
５４ｂ 第２の配管
５４ｃ 開口
５４ｄ 排気路
７５ ヒータ
８０ 光源
８１ 導光部
８２ 光ファイバ
８２ａ 端面

Claims (8)

  1. 被処理体を載置する載置台であって、
    前記被処理体を載置し、静電気力により前記被処理体を吸着保持する静電チャックと、
    前記静電チャックを介して、前記静電チャック上に載置された前記被処理体と前記静電チャックとの間にガスを供給するガス供給路と、
    前記ガス供給路内を流れる前記ガスまたは前記被処理体と前記静電チャックとの間に供給された前記ガスに所定波長の光を照射することにより、前記ガスをイオン化する照射部と、
    前記静電チャックの内部に配置され、前記載置台の外部に設けられ光源から出力された前記光を前記照射部へ導く光ファイバと
    を備える載置台。
  2. 被処理体を載置し、静電気力により前記被処理体を吸着保持する静電チャックと、
    前記静電チャックを介して、前記静電チャック上に載置された前記被処理体と前記静電チャックとの間にガスを供給するガス供給路と、
    前記ガス供給路内を流れる前記ガスまたは前記被処理体と前記静電チャックとの間に供給された前記ガスに所定波長の光を照射することにより、前記ガスをイオン化する照射部とを備え、
    前記照射部は、前記静電チャックに複数設けられ、
    それぞれの前記照射部は、
    前記被処理体と前記静電チャックとの間の異なる場所において、前記被処理体と前記静電チャックとの間に供給された前記ガスに所定波長の光を照射することにより、前記ガスをイオン化する、
    載置台。
  3. 被処理体を載置し、静電気力により前記被処理体を吸着保持する静電チャックと、
    前記静電チャックを介して、前記静電チャック上に載置された前記被処理体と前記静電チャックとの間にガスを供給するガス供給路と、
    前記ガス供給路内を流れる前記ガスまたは前記被処理体と前記静電チャックとの間に供給された前記ガスに所定波長の光を照射することにより、前記ガスをイオン化する照射部とを備え、
    前記被処理体と前記静電チャックとの間に供給される前記ガスの圧力は、
    前記被処理体の重量をＷ［ｇ］、前記静電チャックに面する側の前記被処理体の面積をＳ WP ［ｃｍ 2 ］、前記静電チャック側の前記被処理体の面の反対側の面が面している空間内の圧力をＰ S ［Torr］とした場合、下記の式（１）で表される圧力Ｐ［Torr］以下である載置台。
    Ｐ＝Ｐ S ＋（Ｗ／Ｓ WP ）×０．７３５５６ ・・・（１）
  4. 前記照射部は、前記静電チャックに複数設けられ、
    それぞれの前記照射部は、
    前記被処理体と前記静電チャックとの間の異なる場所において、前記被処理体と前記静電チャックとの間に供給された前記ガスに所定波長の光を照射することにより、前記ガスをイオン化する請求項１または３に記載の載置台。
  5. 前記被処理体と前記静電チャックとの間に供給される前記ガスの圧力は、
    前記被処理体の重量をＷ［ｇ］、前記静電チャックに面する側の前記被処理体の面積をＳWP［ｃｍ2］、前記静電チャック側の前記被処理体の面の反対側の面が面している空間内の圧力をＰS［Torr］とした場合、下記の式（１）で表される圧力Ｐ［Torr］以下である請求項１に記載の載置台。
    Ｐ＝ＰS＋（Ｗ／ＳWP）×０．７３５５６ ・・・（１）
  6. 前記ガス供給路は、
    第１の供給路と、
    前記第１の供給路に接続され、前記第１の供給路に供給された前記ガスを分岐させて前記被処理体と前記静電チャックとの間の異なる場所に前記ガスを供給する複数の第２の供給路とを有し、
    前記照射部は、
    前記第１の供給路内を流れる前記ガスに前記光を照射することにより、前記被処理体と前記静電チャックとの間の異なる場所にイオン化された前記ガスを供給する請求項１、３または５に記載の載置台。
  7. 前記光は、ＵＶ（Ultra Violet）、ＶＵＶ（Vacuum Ultra Violet）、または軟Ｘ線である請求項１から６のいずれか一項に記載の載置台。
  8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の載置台に備えられた、前記静電チャックへの電圧供給を停止する停止工程と、
    前記静電チャック内に設けられたガス供給路を介して、前記静電チャック上に載置された前記被処理体と前記静電チャックとの間にガスを供給する供給工程と、
    前記ガス供給路内を流れる前記ガスまたは前記被処理体と前記静電チャックとの間に供給された前記ガスに所定波長の光を照射することにより、前記ガスをイオン化するイオン化工程と
    を含む被処理体の除電方法。
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