(57)【要約】【課題】被処理基板へのパーティクルの付着や被処理基板へのダメージを防止することができる被処理基板の除電方法を提供する。【解決手段】基板処理装置１０は、ウエハＷを収容するチャンバ１１と、該チャンバ１１内に配置されてウエハＷを載置する載置台１２とを備え、該載置台１２は、載置されたウエハＷの裏面に接触して当該ウエハＷを静電吸着する静電チャック２１と、該静電チャック２１からウエハＷの裏面に向けて伝熱ガスを噴出する外周部伝熱ガス供給系２５を有し、裏面に負の電荷が蓄積され且つ表面に正の電荷が蓄積されているウエハＷを除電する際、まず、プラズマＰ中の電子によってウエハＷの表面の正の電荷を中和し、その後、外周部伝熱ガス供給系２５からウエハＷに向けてイオン化ガスを供給し、イオン化ガス中の陽イオンによってウエハＷの裏面の負の電荷を中和する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記被処理基板を載置する載置台とを備え、前記載置台は、前記載置された被処理基板の裏面に接触して当該被処理基板を静電吸着する静電吸着部と、該静電吸着部から前記被処理基板に向けて伝熱ガスを噴出する伝熱ガス供給部を有する基板処理装置における被処理基板の除電方法であって、
前記伝熱ガス供給部が前記被処理基板に向けてイオン化ガスを供給するイオン化ガス供給ステップを有することを特徴とする被処理基板の除電方法。
【請求項２】
前記載置台は、前記被処理基板を前記静電吸着部から離間させる離間装置を有し、
前記イオン化ガス供給ステップでは、前記離間装置が前記被処理基板を前記静電吸着部から離間させることを特徴とする請求項１記載の被処理基板の除電方法。
【請求項３】
前記伝熱ガス供給部は、前記被処理基板に向けて開口する複数の噴出口からなり、
前記イオン化ガス供給ステップでは、前記複数の噴出口が前記イオン化ガスを供給することを特徴とする請求項１又は２記載の被処理基板の除電方法。
【請求項４】
前記イオン化ガス供給ステップでは、前記被処理基板の前記静電吸着部側の面近傍の圧力を、前記被処理基板の前記静電吸着部側の面とは反対側の面近傍の圧力よりも低く設定することを特徴とする請求項３記載の被処理基板の除電方法。
【請求項５】
前記イオン化ガス供給ステップでは、前記複数の噴出口の一部が前記イオン化ガスを供給し、前記複数の噴出口の他の一部が前記被処理基板の前記静電吸着部側の面近傍のガスを吸引することを特徴とする請求項４記載の被処理基板の除電方法。
【請求項６】
前記静電吸着部は円板状であり、前記複数の噴出口は前記円板の表面において分散して配置され、
前記イオン化ガス供給ステップでは、前記円板の表面の外周部に配置された前記噴出口の群が前記イオン化ガスを供給し、前記円板の表面の中央部に配置された前記噴出口の群が前記被処理基板の前記静電吸着部側の面近傍のガスを吸引することを特徴とする請求項５記載の被処理基板の除電方法。
【請求項７】
前記静電吸着部は円板状であり、前記複数の噴出口は前記円板の表面において分散して配置され、
前記イオン化ガス供給ステップでは、前記円板の表面の中央部に配置された前記噴出口の群が前記イオン化ガスを供給し、前記円板の表面の外周部に配置された前記噴出口の群が前記被処理基板の前記静電吸着部側の面近傍のガスを吸引することを特徴とする請求項５記載の被処理基板の除電方法。
【請求項８】
前記伝熱ガス供給部は前記静電吸着部を貫通する貫通穴からなり、前記イオン化ガスは該貫通穴を介して供給されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の被処理基板の除電方法。
【請求項９】
被処理基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記被処理基板を載置する載置台とを備え、前記載置台は、前記載置された被処理基板の裏面に接触して当該被処理基板を静電吸着する静電吸着部と、該静電吸着部から前記被処理基板に向けて伝熱ガスを噴出する伝熱ガス供給部と、前記被処理基板を前記静電吸着部から離間させる離間装置とを有する基板処理装置における被処理基板の除電方法であって、
前記伝熱ガス供給部が前記被処理基板に向けて所定のガスを供給する所定ガス供給ステップを有し、
前記基板処理装置は、前記収容室内に向けて軟Ｘ線又はＵＶ光を照射する照射装置をさらに備え、
前記所定ガス供給ステップでは、前記離間装置が前記被処理基板を前記静電吸着部から離間させるとともに、前記照射装置が、前記軟Ｘ線又は前記ＵＶ光を前記被処理基板及び前記静電吸着部の間の空間に向けて照射することを特徴とする被処理基板の除電方法。
【請求項１０】
被処理基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記被処理基板を載置する載置台とを備え、前記載置台は、前記載置された被処理基板の裏面に接触して当該被処理基板を静電吸着する静電吸着部と、該静電吸着部から前記被処理基板に向けて伝熱ガスを噴出する伝熱ガス供給部を有する基板処理装置において、
前記伝熱ガス供給部が前記被処理基板に向けてイオン化ガスを供給することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
被処理基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記被処理基板を載置する載置台とを備え、前記載置台は、前記載置された被処理基板の裏面に接触して当該被処理基板を静電吸着する静電吸着部と、該静電吸着部から前記被処理基板に向けて伝熱ガスを噴出する伝熱ガス供給部と、前記被処理基板を前記静電吸着部から離間させる離間装置とを有する基板処理装置において、
前記収容室内に向けて軟Ｘ線又はＵＶ光を照射する照射装置をさらに備え、
前記伝熱ガス供給部が前記被処理基板に向けて所定のガスを供給し、
前記被処理基板に向けての前記所定のガスの供給の際、前記離間装置が前記被処理基板を前記静電吸着部から離間させるとともに、前記照射装置が、前記軟Ｘ線又は前記ＵＶ光を前記被処理基板及び前記静電吸着部の間の空間に向けて照射することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板の除電方法及び基板処理装置に関し、特に、帯電した被処理基板の表面だけでなく裏面も除電する被処理基板の除電方法及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理基板としての半導体デバイス用のウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）に所定のプラズマ処理、例えば、プラズマエッチング処理を施す基板処理装置においてウエハにパーティクルが付着するのを防止する様々な手法が提案されている。
【０００３】
従来、付着を防止すべきパーティクルの粒径は約１００ｎｍ以上であったため、該パーティクルの挙動を重力や基板処理装置内における気流を用いて制御していたが、近年、半導体デバイスの小型化が進む中、ウエハにおける回路パターンをより微細に形成する必要が生じている。これに伴い、従来、問題にならなかった小さな粒径のパーティクル、例えば、粒径が３０ｎｍ〜８０ｎｍのパーティクルの挙動を管理、制御する必要性が生じている。
【０００４】
ところで、パーティクルの付着では、パーティクルの粒径が小さくなるに従い、重力による付着や慣性力による付着よりも静電気力（クーロン力）による付着が支配的となり、基板処理装置では粒径が３０ｎｍ〜８０ｎｍのパーティクルが静電気力によってウエハや該基板処理装置の構成要素、例えば、収容室（チャンバ）の内壁に付着する。
【０００５】
図８は、パーティクルの粒径及びその付着力の関係を示す図である。図８において、縦軸は、付着力（付着速度：Deposition Velocity）（ｃｍ／ｓ）を示し、横軸は粒径（ｎｍ）を示す。パーティクルの粒径が小さくなるに伴い、付着力において静電気力が支配的になっていることが分かる。したがって、ウエハ等へのパーティクル付着を防止するためには、パーティクルやウエハを帯電させないこと、または、帯電したパーティクルやウエハを除電することが有効である。
【０００６】
なお、静電気は、ウエハ等へのパーティクルの付着の原因となるだけでなく、半導体デバイスの故障を招く原因となる場合がある。すなわち、半導体デバイスは、１０００Ｖ前後の静電気によって故障又は破損する場合がある。ウエハを静電吸着するために静電チャック（ＥＳＣ）を採用する基板処理装置においては、静電吸着の時間が長いとウエハが帯電し、該帯電したウエハが他のパーツに電荷を放出する際に該ウエハがダメージを受けたり、該ウエハに放電痕が残る等して歩留まりが低下することもある。したがって、帯電したウエハを除電すると、パーティクルの付着を防止できるだけでなく、ウエハがダメージを受けることも防止できる。
【０００７】
静電気力によってチャンバの内壁に付着しているパーティクルを除去する技術として特許文献１に記載の技術が知られている。この技術では、イオン流を発生させる除電器をチャンバ（特許文献１では「エアロック室」）内に配置している。
【０００８】
ここで、除電器は、チャンバにイオン流を放出し、チャンバの内壁に静電気力によって付着しているパーティクルを、イオン流に含まれるイオンによって除電（静電気除去）し、該内壁から離脱させる。そして、チャンバ内の気体を排気装置によって外部に排出することにより、チャンバ内からパーティクルを排出、除去している。
【０００９】
また、帯電したウエハを除電する技術として、チャンバ内においてプラズマを発生させ、該プラズマ中の電子や陽イオンをウエハに接触させて該ウエハに蓄積した電荷を中和する技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３５３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ウエハを静電チャックによって静電吸着する際、静電チャック内の電極板に正電圧を印加すると、ウエハＷの静電チャック側の面（以下「裏面」という。）には負の電荷が蓄積される一方、ウエハの静電チャック側の面とは反対の面（以下、「表面」という。）には正の電荷が蓄積される。
【００１２】
上述した特許文献１に記載の技術やプラズマを用いた除電方法では、イオン流やプラズマがウエハの表面にのみ接触可能なので、ウエハの表面に蓄積された正の電荷を中和することはできるが、ウエハの裏面は静電チャックと接触しているため、イオン流やプラズマはウエハの裏面に接触することができず、ウエハの裏面に蓄積された負の電荷を中和することができない。すなわち、ウエハの裏面を除電することができない。その結果、ウエハを搬出する際等に、ウエハへのパーティクルの付着やウエハへのダメージを防止することができない。
【００１３】
本発明の目的は、被処理基板へのパーティクルの付着や被処理基板へのダメージを防止することができる被処理基板の除電方法及び基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の被処理基板の除電方法は、被処理基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記被処理基板を載置する載置台とを備え、前記載置台は、前記載置された被処理基板の裏面に接触して当該被処理基板を静電吸着する静電吸着部と、該静電吸着部から前記被処理基板に向けて伝熱ガスを噴出する伝熱ガス供給部を有する基板処理装置における被処理基板の除電方法であって、前記伝熱ガス供給部が前記被処理基板に向けてイオン化ガスを供給するイオン化ガス供給ステップを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の被処理基板の除電方法は、請求項１記載の被処理基板の除電方法において、前記載置台は、前記被処理基板を前記静電吸着部から離間させる離間装置を有し、前記イオン化ガス供給ステップでは、前記離間装置が前記被処理基板を前記静電吸着部から離間させることを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の被処理基板の除電方法は、請求項１又は２記載の被処理基板の除電方法において、前記伝熱ガス供給部は、前記被処理基板に向けて開口する複数の噴出口からなり、前記イオン化ガス供給ステップでは、前記複数の噴出口が前記イオン化ガスを供給することを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の被処理基板の除電方法は、請求項３記載の被処理基板の除電方法において、前記イオン化ガス供給ステップでは、前記被処理基板の前記静電吸着部側の面近傍の圧力を、前記被処理基板の前記静電吸着部側の面とは反対側の面近傍の圧力よりも低く設定することを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の被処理基板の除電方法は、請求項４記載の被処理基板の除電方法において、前記イオン化ガス供給ステップでは、前記複数の噴出口の一部が前記イオン化ガスを供給し、前記複数の噴出口の他の一部が前記被処理基板の前記静電吸着部側の面近傍のガスを吸引することを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の被処理基板の除電方法は、請求項５記載の被処理基板の除電方法において、前記静電吸着部は円板状であり、前記複数の噴出口は前記円板の表面において分散して配置され、前記イオン化ガス供給ステップでは、前記円板の表面の外周部に配置された前記噴出口の群が前記イオン化ガスを供給し、前記円板の表面の中央部に配置された前記噴出口の群が前記被処理基板の前記静電吸着部側の面近傍のガスを吸引することを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の被処理基板の除電方法は、請求項５記載の被処理基板の除電方法において、前記静電吸着部は円板状であり、前記複数の噴出口は前記円板の表面において分散して配置され、前記イオン化ガス供給ステップでは、前記円板の表面の中央部に配置された前記噴出口の群が前記イオン化ガスを供給し、前記円板の表面の外周部に配置された前記噴出口の群が前記被処理基板の前記静電吸着部側の面近傍のガスを吸引することを特徴とする。
【００２１】
請求項８記載の被処理基板の除電方法は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の被処理基板の除電方法において、前記伝熱ガス供給部は前記静電吸着部を貫通する貫通穴からなり、前記イオン化ガスは該貫通穴を介して供給されることを特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項９記載の被処理基板の除電方法は、被処理基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記被処理基板を載置する載置台とを備え、前記載置台は、前記載置された被処理基板の裏面に接触して当該被処理基板を静電吸着する静電吸着部と、該静電吸着部から前記被処理基板に向けて伝熱ガスを噴出する伝熱ガス供給部と、前記被処理基板を前記静電吸着部から離間させる離間装置とを有する基板処理装置における被処理基板の除電方法であって、前記伝熱ガス供給部が前記被処理基板に向けて所定のガスを供給する所定ガス供給ステップを有し、前記基板処理装置は、前記収容室内に向けて軟Ｘ線又はＵＶ光を照射する照射装置をさらに備え、前記所定ガス供給ステップでは、前記離間装置が前記被処理基板を前記静電吸着部から離間させるとともに、前記照射装置が、前記軟Ｘ線又は前記ＵＶ光を前記被処理基板及び前記静電吸着部の間の空間に向けて照射することを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するために、請求項１０記載の基板処理装置は、被処理基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記被処理基板を載置する載置台とを備え、前記載置台は、前記載置された被処理基板の裏面に接触して当該被処理基板を静電吸着する静電吸着部と、該静電吸着部から前記被処理基板に向けて伝熱ガスを噴出する伝熱ガス供給部を有する基板処理装置において、前記伝熱ガス供給部が前記被処理基板に向けてイオン化ガスを供給することを特徴とする。
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項１１記載の基板処理装置は、被処理基板を収容する収容室と、該収容室内に配置されて前記被処理基板を載置する載置台とを備え、前記載置台は、前記載置された被処理基板の裏面に接触して当該被処理基板を静電吸着する静電吸着部と、該静電吸着部から前記被処理基板に向けて伝熱ガスを噴出する伝熱ガス供給部と、前記被処理基板を前記静電吸着部から離間させる離間装置とを有する基板処理装置において、前記収容室内に向けて軟Ｘ線又はＵＶ光を照射する照射装置をさらに備え、前記伝熱ガス供給部が前記被処理基板に向けて所定のガスを供給し、前記被処理基板に向けての前記所定のガスの供給の際、前記離間装置が前記被処理基板を前記静電吸着部から離間させるとともに、前記照射装置が、前記軟Ｘ線又は前記ＵＶ光を前記被処理基板及び前記静電吸着部の間の空間に向けて照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１記載の被処理基板の除電方法及び請求項１０記載の基板処理装置によれば、静電吸着部から被処理基板に向けてイオン化ガスが供給されるので、該供給されたイオン化されたガスは被処理基板の静電吸着部側の面と接触する。したがって、収容室にイオン流を放出する方法やプラズマを用いた除電方法を併用することにより、被処理基板の静電吸着部側の面とは反対側の面に蓄積された電荷だけでなく、被処理基板の静電吸着部側の面に蓄積された電荷を中和することができる。その結果、被処理基板を確実に除電することができ、もって、被処理基板へのパーティクルの付着や被処理基板へのダメージを防止することができる。
【００２６】
請求項２記載の被処理基板の除電方法によれば、被処理基板が静電吸着部から離間されるので、被処理基板及び静電吸着部の間に空間が生じ、静電吸着部から被処理基板に向けて供給されたイオン化ガスは該空間において拡散するので、イオン化ガスを被処理基板の静電吸着部側の面の殆どの部分に接触させることができ、もって、被処理基板の静電吸着部側の面に蓄積された電荷の殆どを中和することができる。
【００２７】
請求項３記載の被処理基板の除電方法によれば、被処理基板に向けて開口する複数の噴出口からイオン化ガスが供給されるので、イオン化ガスを被処理基板の静電吸着部側の面へ満遍なく接触させることができ、もって、被処理基板の静電吸着部側の面に蓄積された電荷を確実に中和することができる。
【００２８】
請求項４記載の被処理基板の除電方法によれば、被処理基板の静電吸着部側の面近傍の圧力が、被処理基板の静電吸着部側とは反対側の面近傍の圧力よりも低く設定されるので、被処理基板は静電吸着部へ向けて押さえ込まれる。これにより、被処理基板が静電吸着部から跳ね上がって破損するのを防止することができる。
【００２９】
請求項５記載の被処理基板の除電方法によれば、複数の噴出口の一部がイオン化ガスを供給し、複数の噴出口の他の一部が被処理基板の静電吸着部側の面近傍のガスを吸引するので、被処理基板の静電吸着部側の面近傍の圧力を低くすることができ、もって、被処理基板の跳ね上がりを確実に防止することができる。
【００３０】
請求項６記載の被処理基板の除電方法によれば、複数の噴出口は円板の表面において分散して配置され、該円板の表面の外周部に配置された噴出口の群からイオン化ガスが供給され、同中央部に配置された噴出口の群から被処理基板の静電吸着部側の面近傍のガスが吸引される。これにより、外周部に対向する部分において圧力が高まるため、被処理基板及び静電吸着部の間の空間に向けて外部からガスが進入するのを防止することができ、もって、イオン化ガスが希釈されるのを防止することができる。その結果、被処理基板の静電吸着部側の面に蓄積された電荷の中和を効率良く行うことができる。
【００３１】
請求項７記載の被処理基板の除電方法によれば、円板の表面の中央部に配置された噴出口の群からイオン化ガスが供給され、同外周部に配置された噴出口の群から被処理基板の静電吸着部側の面近傍のガスが吸引される。これにより、被処理基板及び静電吸着部の間の空間においてイオン化ガスを放射状に拡散させることができ、もって、該空間においてイオン化ガスの濃度を均一にすることができる。その結果、被処理基板の静電吸着部側の面に蓄積された電荷の中和を均一に行うことができる。
【００３２】
請求項８記載の被処理基板の除電方法によれば、伝熱ガス供給部は静電吸着部を貫通する貫通穴からなり、イオン化ガスは該貫通穴を介して供給されるので、イオン化ガスを供給する際、被処理基板だけでなく静電吸着部も除電することができる。
【００３３】
請求項９記載の被処理基板の除電方法及び請求項１１記載の基板処理装置によれば、被処理基板及び静電吸着部の間の空間において、静電吸着部から被処理基板に向けて供給された所定のガスに軟Ｘ線又はＵＶ光が照射される。所定のガスに軟Ｘ線又はＵＶ光が照射されると、所定のガスはイオン化され、該イオン化されたガスは被処理基板の静電吸着部側の面と接触する。したがって、収容室にイオン流を放出する方法やプラズマを用いた除電方法を併用することにより、被処理基板の静電吸着部側の面とは反対側の面に蓄積された電荷だけでなく、被処理基板の静電吸着部側の面に蓄積された電荷を中和することができる。その結果、被処理基板を確実に除電することができ、もって、被処理基板へのパーティクルの付着や被処理基板へのダメージを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る被処理基板の除電方法を実行する基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１における静電チャックの平面図であり、図２（Ａ）は静電チャックにおける伝熱ガス噴出口の配置の様子を示し、図２（Ｂ）は図３のウエハ除電処理におけるイオン化ガスの流れを示し、図２（Ｃ）は図３のウエハ除電処理の第２の変形例におけるイオン化ガスの流れを示し、図２（Ｄ）は図３のウエハ除電処理の第３の変形例におけるイオン化ガスの流れを示す。
【図３】本実施の形態に係る被処理基板の除電方法としてのウエハ除電処理を示す工程図である。
【図４】図３のウエハ除電処理の第１の変形例を示す工程図である。
【図５】図３のウエハ除電処理の変形例を示す工程図であり、図５（Ａ）は第２の変形例を示し、図５（Ｂ）は第３の変形例を示す。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る被処理基板の除電方法を実行する基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図７】本実施の形態に係る被処理基板の除電方法としてのウエハ除電処理を示す工程図である。
【図８】パーティクルの粒径及びその付着力の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る被処理基板の除電方法について説明する。
【００３７】
図１は、本実施の形態に係る被処理基板の除電方法を実行する基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。この基板処理装置はウエハにドライエッチング処理を施すように構成されている。
【００３８】
図１において、基板処理装置１０は、例えば、直径が３００ｍｍのウエハＷ（被処理基板）を収容するチャンバ１１（収容室）を有し、該チャンバ１１内にはウエハＷを載置する円柱状のサセプタ１２（載置台）が配置されている。
【００３９】
チャンバ１１は下部において、該チャンバ１１内のガスを排出する排気管１３へ接続される。排気管１３にはＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）１４及びＤＰ（Dry Pump）１５が接続され、これらのポンプはチャンバ１１内を真空引きして減圧する。具体的には、ＤＰ１５はチャンバ１１内を大気圧から中真空状態（例えば、１．３×１０Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧し、ＴＭＰ１４はＤＰ１５と協働してチャンバ１１内を中真空状態より低い圧力である高真空状態（例えば、１．３×１０−３Ｐａ（１．０×１０−５Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。なお、チャンバ１１内の圧力はＡＰＣバルブ（図示しない）によって制御される。
【００４０】
チャンバ１１内のサセプタ１２には第１の高周波電源１６が第１の整合器１７を介して接続され、且つ第２の高周波電源１８が第２の整合器１９を介して接続されており、第１の高周波電源１６は比較的低い周波数のプラズマ引き込み用の高周波電圧（以下、「バイアス電圧」という。）をサセプタ１２に印加し、第２の高周波電源１８は比較的高い周波数のプラズマ生成用の高周波電圧（以下、「プラズマ生成用電圧」という。）をサセプタ１２に印加する。これにより、サセプタ１２は電極として機能する。また、第１の整合器１７及び第２の整合器１９は、サセプタ１２からの高周波電圧の反射を低減する。
【００４１】
サセプタ１２の上部には、静電電極板２０を内部に有する静電チャック２１（静電吸着部）が配置されている。静電チャック２１は或る直径を有する下部円板状部材の上に、該下部円板状部材より直径の小さい上部円板状部材を重ねた形状を呈する。なお、静電チャック２１はセラミックスで構成されている。
【００４２】
静電チャック２１では、静電電極板２０に第１の直流電源２２が接続されている。静電電極板２０へウエハＷを接触させて載置したときに、静電電極板２０に正の直流電圧を印加して正電位を発生させると、該正電位によって負の電荷がウエハＷの静電チャック２１側の面（以下、「裏面」という。）に誘導される。ここで、静電チャック２１はセラミックスで構成されているために、ウエハＷの裏面における負の電荷は静電チャック２１へ移動せず、そのまま裏面に留まり、ウエハＷの裏面には負電位が発生する。その結果、静電電極板２０及びウエハＷの裏面の間に電位差が生じ、該電位差に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック力により、ウエハＷは静電チャック２１における上部円板状部材の上において吸着保持される。
【００４３】
また、静電チャック２１には、吸着保持されたウエハＷを囲うように、リング状部材であるフォーカスリング２３が載置される。フォーカスリング２３は、導電体、例えば、ウエハＷを構成する材料と同じ単結晶シリコンによって構成される。フォーカスリング２３は導電体からなるので、プラズマの分布域をウエハＷ上だけでなく該フォーカスリング２３上まで拡大してウエハＷの周縁部上におけるプラズマの密度を該ウエハＷの中央部上におけるプラズマの密度と同程度に維持する。これにより、ウエハＷの全面に施されるドライエッチング処理の均一性を維持することができる。
【００４４】
静電チャック２１における上部円板状部材の上面のウエハＷが吸着保持される部分（以下、「吸着面」という。）には、載置台１２に載置されるウエハＷに向けて開口する複数の伝熱ガス噴出口２４が分散して配置されている（図２（Ａ））。これら複数の伝熱ガス噴出口２４のうち、吸着面の外周部に配置された伝熱ガス噴出口２４の群は外周部伝熱ガス供給系２５に接続され、吸着面の中央部に配置された伝熱ガス噴出口２４の群は中央部伝熱ガス供給系２６に接続される。
【００４５】
外周部伝熱ガス供給系２５は載置台１２内に配置され且つ静電チャック２１を厚み方向に貫通する複数のガス供給穴からなり、該外周部伝熱ガス供給系２５はイオン化装置２７を介してチャンバ１１の外部に配置される伝熱ガス供給装置２８に接続される。中央部伝熱ガス供給系２６も載置台１２内に配置され且つ静電チャック２１を厚み方向に貫通する複数のガス供給穴からなり、該中央部伝熱ガス供給系２６はバルブ２９を介して伝熱ガス供給装置２８に接続されるとともに、バルブ３０を介して排気管１３へ接続される。これらの外周部伝熱ガス供給系２５及び中央部伝熱ガス供給系２６は伝熱ガス供給部を構成する。
【００４６】
伝熱ガス供給装置２８は伝熱ガス、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）ガスを伝熱ガス供給部へ供給し、該伝熱ガス供給部は、静電チャック２１に静電吸着されたウエハＷの裏面に向けて伝熱ガスを噴出する。該噴出された伝熱ガスはウエハＷ及び吸着面の隙間を満たし、ウエハＷから静電チャック２１（載置台１２）への伝熱特性を改善する。
【００４７】
また、載置台１２は静電チャック２１の吸着面から突出自在な複数のリフターピン３１（離間装置）を有する。これら複数のリフターピン３１は、静電チャック２１がウエハＷの静電吸着を終了した後、吸着面から突出してウエハＷを静電チャック２１から離間させて持ち上げる。
【００４８】
チャンバ１１の天井部には、サセプタ１２と対向するようにシャワーヘッド３２が配置されている。シャワーヘッド３２の内部にはバッファ室３３が設けられ、このバッファ室３３には処理ガス導入管３４が接続されている。また、シャワーヘッド３２には第２の直流電源３５が接続されており、シャワーヘッド３２に負の直流電圧が印加される。シャワーヘッド３２のバッファ室３３は多数のガス穴３６を介してチャンバ１１内部と連通する。
【００４９】
基板処理装置１０では、処理ガス導入管３４からバッファ室３３へ供給された処理ガスがガス穴３６を介してチャンバ１１内部へ導入され、該導入された処理ガスは、第２の高周波電源１８からサセプタ１２を介してチャンバ１１内部へ印加されたプラズマ生成用電圧によって励起されてプラズマとなる。プラズマ中の陽イオンは、第１の高周波電源１６がサセプタ１２に印加するバイアス電圧によってウエハＷへ引きこまれ、該ウエハＷにドライエッチング処理を施す。
【００５０】
また、基板処理装置１０では、ドライエッチング処理の間、第２の直流電源３５がシャワーヘッド３２に負の直流電圧を印加する。このとき、シャワーヘッド３２にはプラズマ中の陽イオンが引き込まれる。引き込まれた陽イオンはシャワーヘッド３２における構成原子中の電子にエネルギーを付与し、付与されたエネルギーが或る値を超えたとき、構成原子中の電子が二次電子としてシャワーヘッド３２から放出される。これにより、チャンバ１１内部における電子密度が調整される。
【００５１】
上述した基板処理装置１０の各構成部品の動作は、基板処理装置１０が備える制御部（図示しない）のＣＰＵが所定のプログラムに応じて制御する。
【００５２】
基板処理装置１０においてウエハＷにドライエッチング処理を施す間、ウエハＷは静電チャック２１によって静電吸着されたままなので、ウエハＷの裏面には負の電荷が留まり続ける。また、その反作用としてウエハＷの裏面とは反対側の面（以下、「表面」という。）には正の電荷が誘導されて該表面に留まり続ける。その結果、ウエハＷの裏面には負の電荷が蓄積され、ウエハＷの表面には正の電荷が蓄積される。
【００５３】
ウエハＷの表面や裏面に蓄積された電荷は、例えば、プラズマエッチング処理が終了した後、リフターピン３１によって静電チャック２１からウエハＷが持ち上げられると、静電気力によってチャンバ１１内部に浮遊する微細なパーティクルを引きつけ、また、基板処理装置１０の他の構成要素やウエハＷを搬送するアームとウエハＷとの間で異常放電を生じさせることがある。
【００５４】
本実施の形態に係る被処理基板の除電方法は、これに対応して、プラズマやイオン化ガスを用いてウエハＷの表面や裏面に蓄積された電荷を中和する（除電する）。
【００５５】
基板処理装置１０のイオン化装置２７は、伝熱ガス供給装置２８によって供給されるガスを、コロナ放電やＵＶ照射、軟Ｘ線照射等の各種方法によってイオン化し、イオン化ガスを生成させる。具体的には、例えば、窒素ガスに軟Ｘ線を照射することにより、窒素原子から電子が飛び出した陽イオンと、陽イオンと同量の陰イオンとを含むガスを生成する。イオン化ガスの原料ガスとしては、窒素ガスの他にドライエア、アルゴンガス等の不活性ガス、酸素ガスが該当し、これらのガスから１種又は複数種のガスを選択して原料ガスとして用いることができる。イオン化装置２７によって生成されたイオン化ガスは外周部伝熱ガス供給系２５によって静電チャック２１上のウエハＷに向けて噴出される。
【００５６】
以下、本実施の形態に係る被処理基板の除電方法としてのウエハ除電処理について説明する。
【００５７】
図３は、本実施の形態に係る被処理基板の除電方法としてのウエハ除電処理を示す工程図である。
【００５８】
本処理では、まず、プラズマエッチング処理中に帯電したウエハＷの静電吸着を終了する（図３（Ａ））。このとき、ウエハＷの裏面には負の電荷が蓄積され、ウエハＷの表面には正の電荷が蓄積されている。
【００５９】
次いで、チャンバ１１内部においてプラズマＰを生じさせる。このとき、プラズマＰ中の電子（図中「ｅ−」で示す。）はウエハＷの表面の正電位によって該表面へ引きつけられる。これらの引きつけられた電子はウエハＷの表面に蓄積された正の電荷を中和する（図３（Ｂ））。
【００６０】
次いで、外周部伝熱ガス供給系２５からウエハＷの裏面に向けてイオン化ガスを噴出する（イオン化ガス供給ステップ）。このとき、バルブ２９を閉弁するとともにバルブ３０を開弁する。バルブ２９が閉弁されると中央部伝熱ガス供給系２６へは伝熱ガス供給装置２８からガスが供給されない。また、バルブ３０が開弁されると中央部伝熱ガス供給系２６は排気管１３を介してＴＭＰ１４と連通する。したがって、中央部伝熱ガス供給系２６は伝熱ガス噴出口２４からウエハＷの裏面近傍のガスを吸引する吸引系として機能する。その結果、ウエハＷ及び静電チャック２１の間の空間Ｓにおいて外周部伝熱ガス供給系２５から中央部伝熱ガス供給系２６へ向かうイオン化ガスの流れＦが生じる（図３（Ｃ）、図２（Ｂ））。これにより、空間Ｓの全域にイオン化ガスが行き渡り、ウエハＷの裏面の殆どの部分と接触する。そして、図３（Ｃ）中のＤ部の拡大図である図３（Ｄ）に示すように、ウエハＷの裏面と接触するイオン化ガス中の陽イオン（図中「○＋」で示す。）は、ウエハＷの裏面に蓄積された負の電荷を中和する。なお、蓄積された負の電荷を完全に中和するためには、伝熱ガス噴出口２４から継続してイオン化ガスを噴出して空間Ｓにおいて陽イオンが減少するのを防止するのが好ましい。
【００６１】
また、外周部伝熱ガス供給系２５からイオン化ガスを噴出する際、該イオン化ガスの噴出によって空間Ｓの圧力（被処理基板の静電吸着部側の面近傍の圧力）がウエハＷの表面近傍の圧力より高まり、その結果、ウエハＷが跳ね上がる虞がある。そこで、本処理では、外周部伝熱ガス供給系２５からのイオン化ガスの噴出量よりも中央部伝熱ガス供給系２６によるガスの吸引量が多くなるようにバルブ３０の開弁量やＴＭＰ１４の回転数を調整し、空間Ｓの圧力をウエハＷの表面近傍の圧力よりも低く設定する。
【００６２】
次いで、ウエハＷをリフターピン３１によって静電チャック２１から持ち上げ、チャンバ１１内部に搬送アーム３７を進入させ、該搬送アーム３７によって除電されたウエハＷをチャンバ１１の外へ搬出し（図３（Ｅ））、本処理を終了する。
【００６３】
図３のウエハ除電処理によれば、プラズマＰによってウエハＷの表面に蓄積された正の電荷が中和された後、外周部伝熱ガス供給系２５からウエハＷの裏面に向けてイオン化ガスが噴出されるので、該噴出されたイオン化ガス中の陽イオンはウエハＷの裏面と接触する。これにより、ウエハＷの表面に蓄積された正の電荷だけでなく、ウエハＷの裏面に蓄積された負の電荷も中和することができる。その結果、ウエハＷを確実に除電することができ、もって、ウエハＷへのパーティクルの付着や異常放電によるウエハＷへのダメージを防止することができる。
【００６４】
また、上述した図３のウエハ除電処理では、ウエハＷの裏面に向けて開口する複数の伝熱ガス噴出口２４からイオン化ガスが噴出されるので、イオン化ガスをウエハＷの裏面へ満遍なく接触させることができる。
【００６５】
上述した図３のウエハ除電処理では、外周部伝熱ガス供給系２５からのイオン化ガスの噴出量よりも中央部伝熱ガス供給系２６によるガスの吸引量が多いので、空間Ｓの圧力がウエハＷの表面近傍の圧力よりも低く設定され、ウエハＷは静電チャック２１へ向けて押さえ込まれる。これにより、ウエハＷが静電チャック２１から跳ね上がって破損するのを防止することができる。
【００６６】
また、上述した図３のウエハ除電処理では、外周部伝熱ガス供給系２５からイオン化ガスが噴出され、中央部伝熱ガス供給系２６からウエハＷの裏面近傍のガスが吸引される。これにより、空間Ｓの吸着面の外周部に対向する部分において圧力が高まるため、空間Ｓに向けて外部からガスが進入するのを防止することができ、もって、イオン化ガスが希釈されるのを防止することができる。その結果、ウエハＷの裏面に蓄積された負の電荷の中和を効率良く行うことができる。
【００６７】
上述した基板処理装置１０では、ウエハＷの静電吸着によってウエハＷだけでなく静電チャック２１も帯電することがあるが、外周部伝熱ガス供給系２５及び中央部伝熱ガス供給系２６は静電チャック２１を厚み方向に貫通する複数のガス供給穴からなり、イオン化ガスは該ガス供給穴を通じて噴出されるので、イオン化ガスを噴出する際、ウエハＷだけでなく静電チャック２１も除電することができる。
【００６８】
上述した図３のウエハ除電処理では、ウエハＷが除電される際、該ウエハＷは静電チャック２１から離間しないが、ウエハＷが除電される間に亘り、リフターピン３１によってウエハＷを静電チャック２１から離間させてもよい（図４（Ａ）乃至図４（Ｄ））。これにより、ウエハＷ及び静電チャック２１の間に生じる空間Ｓ’を大きくすることができ、空間Ｓ’におけるイオン化ガスの流れに対するコンダクタンスを大きくすることができる。その結果、静電チャック２１からウエハＷに向けて噴出されたイオン化ガスは該空間Ｓ’において拡散するので、イオン化ガスをウエハＷの裏面の殆どの部分に接触させることができる。
【００６９】
上述した図３のウエハ除電処理では、外周部伝熱ガス供給系２５からイオン化ガスが噴出され、中央部伝熱ガス供給系２６からウエハＷの裏面近傍のガスが吸引されたが、伝熱ガス供給部の構成を変更して中央部伝熱ガス供給系２６からイオン化ガスを噴出し、外周部伝熱ガス供給系２５からウエハＷの裏面近傍のガスを吸引してもよい（図５（Ａ））。これにより、空間Ｓにおいてイオン化ガスを中央部から外周部へ向けて放射状に拡散させることができ（図２（Ｃ））、もって、該空間Ｓにおいてイオン化ガスの濃度を均一にすることができる。その結果、ウエハＷの裏面に蓄積された負の電荷の中和を均一に行うことができる。
【００７０】
また、吸着面において一方の縁近傍の伝熱ガス噴出口２４の群２４ａからイオン化ガスを噴出し、他方の縁近傍の伝熱ガス噴出口２４の群２４ｂからガスを吸引してもよい（図５（Ｂ）、図２（Ｄ））。これにより、空間Ｓにおいてイオン化ガスの一様な流れを形成することができ、ウエハＷの裏面に蓄積された負の電荷の中和を一様に行うことができる。
【００７１】
また、上述した除電処理では、ウエハＷの表面に蓄積された正の電荷を中和する際にプラズマＰを用いたが、除電器を用いてチャンバ１１内部へイオン流を放出することによって該電荷を中和してもよい。
【００７２】
本実施の形態では、ウエハＷの表面に正の電荷が蓄積され、ウエハＷの裏面に負の電荷が蓄積されたが、静電電極板２０に負の直流電圧を印加してウエハＷを静電吸着した場合、ウエハＷの表面には負の電荷が蓄積され、ウエハＷの裏面には正の電荷が蓄積される。しかしながら、ウエハＷの表面における負の電荷はプラズマＰ中の陽イオンによって中和可能であり、ウエハＷの裏面における正の電荷はイオン化ガス中の陰イオンよって中和可能である。したがって、この場合も、上述した図３のウエハ除電処理によってウエハＷを除電することができる。
【００７３】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る被処理基板の除電方法について説明する。
【００７４】
本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、イオン化装置を用いない点で上述した第１の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００７５】
図６は、本実施の形態に係る被処理基板の除電方法を実行する基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００７６】
図６において、基板処理装置４０はチャンバ１１の側壁に配置された軟Ｘ線照射装置４１を備え、該軟Ｘ線照射装置４１はリフターピン３１によって持ち上げられたウエハＷ及び静電チャック２１の間の空間である空間Ｓ”に向けて軟Ｘ線Ｌを照射する。
【００７７】
図７は、本実施の形態に係る被処理基板の除電方法としてのウエハ除電処理を示す工程図である。
【００７８】
本処理でも、まず、プラズマエッチング処理中に帯電したウエハＷをリフターピン３１によって静電チャック２１から持ち上げ、プラズマＰ中の電子によってウエハＷの表面に蓄積された正の電荷を中和する。
【００７９】
次いで、外周部伝熱ガス供給系２５からウエハＷの裏面に向けて不活性ガス、例えば、窒素ガス（所定のガス）（図中「○」で示す。）を噴出するとともに（所定ガス供給ステップ）、中央部伝熱ガス供給系２６をＴＭＰ１４と連通させて中央部伝熱ガス供給系２６をウエハＷの裏面近傍のガスを吸引する吸引系として機能させる。その結果、空間Ｓ”において外周部伝熱ガス供給系２５から中央部伝熱ガス供給系２６へ向かう窒素ガスの流れＦ’が生じる（図７（Ａ））。
【００８０】
次いで、空間Ｓ”に向けて軟Ｘ線照射装置４１から軟Ｘ線Ｌを照射し、空間Ｓ”中の窒素ガスをイオン化してイオン化ガスを生成する。このとき、イオン化ガス中の陽イオン（図中「○＋」で示す。）は流れＦ’によって空間Ｓの全域に行き渡り、ウエハＷの裏面の殆どの部分と接触し、ウエハＷの裏面に蓄積された負の電荷を中和する（図７（Ｂ））。
【００８１】
また、図３のウエハ除電処理と同様に、外周部伝熱ガス供給系２５からのイオン化ガスの噴出量よりも中央部伝熱ガス供給系２６によるガスの吸引量を多くし、空間Ｓ”の圧力をウエハＷの表面近傍の圧力よりも低く設定する。
【００８２】
次いで、チャンバ１１内部に搬送アーム３７を進入させ、該搬送アーム３７によって除電されたウエハＷをチャンバ１１の外へ搬出し（図７（Ｃ））、本処理を終了する。
【００８３】
図７のウエハ除電処理によれば、プラズマＰによってウエハＷの表面に蓄積された正の電荷が中和された後、空間Ｓにおいて、外周部伝熱ガス供給系２５からウエハＷの裏面に向けて噴出された窒素ガスに軟Ｘ線Ｌが照射される。窒素ガスに軟Ｘ線Ｌが照射されると、窒素ガスからイオン化ガスが生成され、該イオン化ガス中の陽イオンはウエハＷの裏面と接触する。その結果、上述した第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００８４】
また、イオン化ガスを生成する際、軟Ｘ線ＬをウエハＷに向けて照射するとウエハＷに成膜された各種膜が損傷するおそれがあるが、図７のウエハ除電処理では、ウエハＷ及び静電チャック２１の間の空間である空間Ｓに向けて軟Ｘ線Ｌを照射するのみなので、ウエハＷに成膜された各種膜が損傷するのを防止することができる。
【００８５】
上述した図７のウエハ除電処理では、イオン化ガスを生成するためのガスとして窒素ガスを用いたが、イオン化ガスの原料ガスとしてはこの他にドライエア、アルゴンガス等の不活性ガス、酸素ガスを用いることができる。なお、ウエハＷの表面には負の電荷が蓄積され、ウエハＷの裏面には正の電荷が蓄積された場合においてもウエハＷを除電することができるのは第１の実施の形態と同じである。
【００８６】
上述した基板処理装置４０は軟Ｘ線照射装置４１を備えたが、該基板処理装置４０は軟Ｘ線照射装置４１の代わりに空間Ｓに向けてＵＶ光を照射するＵＶ光照射装置を備えてもよい。空間Ｓの窒素ガスにＵＶ光を照射すると、該窒素ガスからイオン化ガスが生成される。したがって。この場合も上述した第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００８７】
上述した各実施の形態において、プラズマエッチング処理が施される基板は半導体デバイス用のウエハに限られず、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）等を含むＦＰＤ（Flat  Panel  Display）等に用いる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であってもよい。
【００８８】
また、本発明の目的は、上述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。
【００８９】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００９０】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００９１】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９２】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【符号の説明】
【００９３】
Ｌ  軟Ｘ線
Ｓ  空間
Ｗ  ウエハ
１０，４０  基板処理装置
１１  チャンバ
１２  載置台
２１  静電チャック
２４  伝熱ガス噴出口
２５  外周部伝熱ガス供給系
２６  中央部伝熱ガス供給系
２７  イオン化装置
２８  伝熱ガス供給装置
３１  リフターピン
４１  軟Ｘ線照射装置
【図１】
2010199239.tif 000003
【図２】
2010199239.tif 000004
【図３】
2010199239.tif 000005
【図４】
2010199239.tif 000006
【図５】
2010199239.tif 000007
【図６】
2010199239.tif 000008
【図７】
2010199239.tif 000009
【図８】
2010199239.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月24日(2010.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３５３０８６号公報