(57)【要約】  【課題】  静電吸着を利用して基板を固定し、基板の処理を行なう処理方法において、基板の位置ズレ及び異常放電による基板の損傷を防止する。  【解決手段】  基板処理方法は、反応室内に設けられた下部電極に基板を載置する（時刻Ｔａ）工程と、下部電極に電圧を印加して下部電極と基板の間に静電吸着作用を発生させることにより、基板を下部電極に固定する（時刻Ｔｂ）工程と、下部電極と基板との間にガスを供給しながら基板の処理を行なう工程（時刻Ｔｃから時刻Ｔｄまで）と、基板の処理の後、ガスの供給を停止（時刻Ｔｄ）して所定の時間が経過した後に電圧の印加を停止する（時刻Ｔｋ）工程と、電圧の印加を停止した後、基板を下部電極から搬出する（時刻Ｔｅ）工程とを含む。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室内に設けられた基板支持部に基板を載置する工程と、
前記基板支持部に電圧を印加して前記基板支持部と前記基板との間に静電吸着作用を発生させることにより、前記基板を前記基板支持部に固定する工程と、
前記基板支持部から前記基板の裏面に第１のガスを供給しながら前記基板に第１の処理を行なう工程と、
前記基板の第１の処理の後に前記第１のガスの供給を停止し、その後、所定の時間が経過した後に、前記電圧の印加を停止する工程と、
前記電圧の印加を停止した後、前記基板を前記基板支持部上から前記反応室外に搬出する工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記第１の処理の後に、前記反応室内に第２のガスを導入する工程と、
前記電圧の印加を停止した後、前記反応室内に前記第２のガスのプラズマを発生させて前記基板に第２の処理を行なう工程とを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記第２の処理は、前記基板に蓄積されている電荷を減少させる処理であることを特徴とする請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記第２のガスは、不活性ガスであることを特徴とする請求項２又は３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記第１のガスは、冷却用ガスであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記所定の時間は、少なくとも、前記ガスの供給を停止した後に前記基板支持部と前記基板との間における前記ガスの流量が０となるまでの時間であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記基板を前記基板支持部から搬出する工程は、前記基板支持部に設けられている導電性リフトピンによって前記基板を突き上げることにより、前記基板支持部から前記基板を離すと共に前記基板に残留する電荷を前記導電性リフトピンを介して除去する工程を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【請求項８】
反応室内に設けられた基板支持部に基板を載置する工程と、
前記基板支持部に電圧を印加して前記基板支持部と前記基板との間に静電吸着作用を発生させることにより、前記基板を前記基板支持部に固定する工程と、
前記基板支持部から前記基板の裏面に第１のガスを供給しながら前記基板に第１の処理を行なう工程と、
前記第１の処理の後、前記第１のガスの供給を停止し且つ前記電圧の印加を停止する工程と、
前記第１の処理の後、前記反応室内に第２のガスを導入する工程と、
前記電圧の印加を停止した後、前記反応室内に前記第２のガスのプラズマを発生させて前記基板に第２の処理を行なう工程と、
前記第２の処理の後、前記基板の周縁部から電荷を除去する工程と、
前記電荷を除去する工程の後、前記基板を前記基板支持部上から前記反応室外に搬出する工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項９】
前記第２の処理は、前記基板に蓄積されている電荷を減少させる処理であることを特徴とする請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記基板の周縁部から電荷を除去する工程は、
前記基板支持部に設けられた導電性部材を前記基板の周縁部に接触させることにより、前記基板から電荷を除去する工程を含むことを特徴とする請求項８又は９に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記基板の周縁部は、前記基板におけるチップ形成領域以外の領域であることを特徴とする請求項１０に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記第１のガスは冷却用ガスであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記第２のガスは不活性ガスであることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１つに記載の基板処理方法。
【請求項１４】
基板の処理を行なう反応室と、
前記反応室内に設けられ、前記基板を固定するための静電吸着機構を備えた基板支持部と、
前記基板支持部に設けられ、前記基板の周縁部に接触することにより前記基板に残留している電荷を除去するための導電性部材と、
前記基板支持部に設けられ、前記基板支持部から前記基板を突き上げるためのリフトピンとを備えることを特長とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電吸着方式を用いたドライエッチング方法等の基板処理方法に関し、特に、基板の残留電荷を確実に除電する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体デバイスの製造工程において、プラズマ処理によってドライエッチングを行う方法は、高集積化された半導体デバイス内の素子パターン等を形成するために不可欠な技術となっている。そして、該技術において、プラズマ照射により高温化する基板を冷却するための温度調節技術が重要となって来ている。ドライエッチング装置における基板の温度調節のためには、クーロン力を利用した静電吸着方式が一般的に採用されている。
【０００３】
以下、図面を参照しながら、クーロン力を利用した静電吸着方式を用いるドライエッチング装置およびドライエッチング方法の一例について説明する。
【０００４】
図５に、従来のドライエッチング方法に用いる基板処理装置の概略構成を示す。該装置は、静電吸着方式を用いた平行平板型プラズマ装置である。
【０００５】
図５に示したように、基板処理装置は、真空室１０と、真空室１０内に備えられた下部電極１１と、下部電極１１の上方に下部電極１１と向き合うように備えられた上部電極１２とを有し、下部電極１１上には処理対象である基板１３が載置される。
【０００６】
尚、下部電極１１の表面には絶縁層（図示省略）が形成されている。
【０００７】
また、真空室１０の外部に高周波電源１４が設けられており、下部電極１１と上部電極１２とを用いて高周波電力を印加することによって、真空室１０内に導入したガスのプラズマを生成する。図示は省略するが、高周波電源１４は整合回路を備え、電源と負荷との間のインピーダンス整合を取るようになっている。
【０００８】
また、エッチングガス導入ライン１５により、真空室１０内にエッチングガスを導入することができる。図示は省略しているが、マスフローコントローラー等により、導入するエッチングガスの流量等を制御できるようになっている。エッチングガスは、上部電極１２に設けられたガス導入孔（図示せず）から真空室１０内に導入される。この様子は矢印によって示されている。
【０００９】
また、圧力計及び制御装置等（図示せず）を備えた真空ポンプ１６により、真空室１０内の圧力を制御しながら減圧し、所定の値に設定できるようになっている。
【００１０】
また、下部電極１１には、基板１３を下部電極１１上に載置する又は下部電極１１上から持ち上げるためのリフトピン１７が設けられている。リフトピン１７は、下部電極１１の上に突き出した位置（以下、上昇位置と言う）と、下部電極１１内に納められた位置（以下、下降位置と言う）との間を上下に移動できる。また、リフトピン１７は導電性であり、グランドに接地されている。
【００１１】
また、冷却装置１８が設けられ、下部電極１１内に冷媒を循環させる冷媒ライン１９によって下部電極１１と基板１３とを冷却する。
【００１２】
また、下部電極１１に電圧を印加するための直流電源２０が設けられ、下部電極１１と基板１３との間に発生する静電吸着によって、基板１３を下部電極１１に固定する。
【００１３】
また、冷却装置１８による基板１３の冷却効率を向上するため、ヘリウム導入ライン２１が設けられ、これによってヘリウムガスを基板１３と下部電極１１との間に導入する。図示は省略しているが、マスフローコントローラー等により、導入するヘリウムガスの流量及び圧力等を制御できるようになっている。
【００１４】
次に、図５に示した基板処理装置の動作を説明する。
【００１５】
まず、上昇位置にあるリフトピン１７上に、真空室１０内に搬入された基板１３が置かれる。この後、リフトピン１７が下降位置に下降することにより、基板１３が下部電極１１上に載置される。
【００１６】
次に、真空ポンプ１６によって真空室１０内を減圧し、所定の圧力に維持しながら、エッチングガス導入ライン１５により、エッチングガス導入孔から流量等の制御されたエッチングガスを導入する。また、高周波電源１４により、下部電極１１及び上部電極１２を介して高周波電力を印加することにより、真空室１０内にエッチングガスのプラズマが生成される。生成したプラズマ中のガスイオンは下部電極１１に向かって加速され、これによって下部電極１１上に載置された基板１３がドライエッチングされる。
【００１７】
以上のようなドライエッチングの際、プラズマ照射によって基板１３の温度が上昇するため、該温度上昇を防いで基板１３を一定の温度に保つことが必要となる。この目的のため、冷却装置１８を用いて下部電極１１内に冷媒を循環させているが、真空室１０内は減圧状態であるため、熱伝導が十分ではない。そこで、静電吸着方式によって基板１３を下部電極１１に固定すると共に、基板１３と下部電極１１との間にヘリウムガスを充填して熱伝導を向上させている。
【００１８】
ここで、静電吸着方式とは次のような方法である。
【００１９】
エッチングの際、基板１３はプラズマ中の電子によってマイナスに帯電する。そこで、直流電源２０を用いて下部電極１１にプラスの電圧を印加すると、基板１３と下部電極１１との間にクーロン力が発生する。該クーロン力により、下部電極１１表面に形成されている絶縁層を介して、基板１３は下部電極１１に固定される。このような方法である。
【００２０】
ドライエッチングが終了した後、時間をおいて基板１３に残留している電荷を除いた後に、下部電極１１からリフトピン１７が上昇位置に突き上がり、基板１３を持ち上げる。この後、基板１３は真空室１０の外に搬出される。ここで、リフトピン１７はグランドに接地されているから、残留電荷の一部はリフトピン１７を介して放出される。
【００２１】
以上のような、図５に示した基板処理装置を用いると共に静電吸着方式を利用する従来のドライエッチング方法について、タイミングチャートの一例を図６に示す。
【００２２】
図６において、Ａは基板１３の状態について示しており、基板１３が下部電極１１上又はリフトピン１７上に置かれた状態をＯＮ、置かれていない状態をＯＦＦとして表している。
【００２３】
また、Ｂはリフトピン１７の位置について示しており、リフトピン１７が上昇位置にある状態をＵＰ、下降位置にある状態をＤＯＷＮとして表している。
【００２４】
また、Ｃは下部電極１１に対する直流電圧の印加の状態について示しており、下部電極１１に対して直流電圧が印加されている状態をＯＮ、印加されていない状態をＯＦＦとして表している。
【００２５】
また、Ｄはヘリウムガスの供給の状態について示しており、基板１３と下部電極１１との間にヘリウムガスが供給されている状態をＯＮ、供給されていない状態をＯＦＦとして表している。
【００２６】
また、Ｅはエッチングガスの導入の状態について示しており、真空室１０にエッチングガスが導入されている状態をＯＮ、導入されていない状態をＯＦＦとして表している。
【００２７】
また、Ｆはエッチングガスの圧力制御の状態について示しており、エッチングガスの圧力が制御されている状態をＯＮ、制御されていない状態をＯＦＦとして表している。
【００２８】
また、Ｇは高周波電力の印加の状態について示しており、高周波電源１４により高周波電力が印加されている状態をＯＮ、印加されていない状態をＯＦＦとして表している。
【００２９】
次に、図６に示したタイミングチャートに基づいて、基板処理装置の動作を説明する。
【００３０】
まず、時刻ＴａにおいてＢ（リフトピンの位置）がＵＰになる（上昇位置になる）と共にＡ（基板の載置状態）がＯＮとなる（基板１３がリフトピン１７上に置かれる）。この後、時刻Ｔｂとなる前にＢ（リフトピンの位置）はＤＯＷＮとなり、基板１３は下部電極１１の直上に載置される。
【００３１】
続いて、時刻Ｔｂにおいて、Ｃ（直流電圧の印加状態）がＯＮとなる（静電吸着による下部電極１１に対する基板１３の固定が開始される）。
【００３２】
続いて、時刻Ｔｃにおいて、Ｄ（ヘリウムガスの供給状態）、Ｅ（エッチングガスの導入状態）、Ｆ（エッチングガスの圧力制御状態）及びＧ（高周波電力の印加状態）がいずれもＯＮとなり、エッチングが開始される。
【００３３】
続いて、時刻Ｔｄにおいて、Ｃ（直流電圧の印加状態）、Ｄ（ヘリウムガスの供給状態）、Ｅ（エッチングガスの導入状態）、Ｆ（エッチングガス圧力制御）及びＧ（高周波電力の印加状態）がいずれも同時にＯＦＦとなり、エッチングが終了する。
【００３４】
続いて、時刻Ｔｅの直前にＢ（リフトピンの位置）がＵＰとなり、時刻Ｔｅには基板１３が下部電極１１上から搬出される（ＯＦＦになる）と共にＢ（リフトピンの位置）がＤＯＷＮとなる（下降位置になる）。
【００３５】
以上のように、時刻Ｔａから時刻Ｔｄまでの間は、基板１３が真空室１０内に搬入されてからエッチングが終了するまでの期間を示している。また、時刻Ｔｄから時刻Ｔｅまでの間は、基板１３に残留している電荷を除去すると共に基板１３を真空室１０内から搬出するまでの期間を表している。
【００３６】
以上に説明したような従来の基板処理方法において、基板に残留している電荷は、エッチングガスの導入、高周波圧力及び直流電圧の印加等を当時に停止することによりエッチングを終了した後、所定の時間待つことによって除去している。しかし、これだけでは十分には除去できない。
【００３７】
そこで、より良い残留電荷の除去方法として、特許文献１に示されるような技術が提案されている。
【００３８】
これは、不活性ガスのプラズマを用いて静電チャックに吸着されたウエハの残留電荷を除去する方法であって、その際にチャック電極に除電電圧Ｖplasmaを印加するという方法である。Ｖplasmaは、プラズマ印加時のウエハのセルフバイアス電圧Ｖdcに相当する。これにより、速やかな残留電荷の除去を行なうことができる。
【特許文献１】特開２００４−４７５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
しかしながら、以上に説明したような基板処理方法においては、次のような課題があった。
【００４０】
つまり、従来の平行平板型プラズマ装置を使用し、静電吸着方式によって基板１３を固定しながらエッチングを行なった後に基板１３を搬出するドライエッチング方法によると、搬送ミスが生じやすい。つまり、下部電極１１上に載置されていた基板１３が位置ズレを起こし、搬出が正しく行なわれない場合がある。
【００４１】
また、同一機種又は同一構造の基板処理装置を用いても、個々の基板処理装置によって搬出される基板の位置が一定しない等、搬出再現性のバラツキが大きい。
【００４２】
更に、基板１３の搬出に際し、基板１３の裏面とリフトピン１７との間に異常放電が発生することがある。
【００４３】
以上のようなことは、特に、半導体集積回路を量産する場合に障害となっている。つまり、異常放電の発生により、不良の発生した基板の破棄（スライスアウト）及び基板に形成される半導体デバイスの歩留り低下が課題となる。また、処理装置においては、ハードパラメーターの不良箇所の原因調査と調整を要することから設備稼働率が課題となる。
【００４４】
以上の課題に鑑み、本発明は、静電吸着方式を用いて処理した基板を搬出する際の搬送ミスを防止することができると共に、異常放電を伴わず安定に基板から電荷を除去することができるドライエッチング方法及びドライエッチング装置を提供することを目的とする。また、これによって基板処理の歩留り及び設備稼働率の向上を達成することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４５】
前記目的を達成するため、本願発明者らが搬送ミスについて調査したところ、次のようなことが判った。
【００４６】
図６のタイミングチャートに示す従来の基板処理方法の場合、時刻ＴｄにおいてＣ（直流電圧の印加状態）のＯＦＦと基板冷却用のＤ（ヘリウムガスの供給状態）供給のＯＦＦとを同時に行なう。この際、Ｃ（直流電圧の印加状態）のＯＦＦによって静電吸着は即座に解除され、吸着力が減少する。これに対し、Ｄ（ヘリウムガスの供給状態）のＯＦＦによってガスの供給は即座に停止されるが、ヘリウム導入ライン２１に例えば約２．６６×１０3 Ｐａの圧力をもって充填され、残留しているヘリウムガスの流量が０になるためには、例えば５秒程度以上必要である。このように、静電吸着は解除されているが基板１３の裏面にヘリウムガスが流れている状態が発生し、このとき、残留ヘリウムガスによって基板１３の裏面に加わる圧力により、基板１３に位置ズレが発生する。このようなズレが原因となり、搬送ミスが発生する。以上のことが判明した。
【００４７】
以上の知見に基づき、本発明に係る第１の基板処理方法は、反応室内に設けられた基板支持部に基板を載置する工程と、基板支持部に電圧を印加して基板支持部と基板との間に静電吸着作用を発生させることにより、基板を基板支持部に固定する工程と、基板支持部から基板の裏面に第１のガスを供給しながら基板に第１の処理を行なう工程と、基板の第１の処理の後に第１のガスの供給を停止し、その後、所定の時間が経過した後に、電圧の印加を停止する工程と、電圧の印加を停止した後、基板を基板支持部上から反応室外に搬出する工程とを含む。
【００４８】
第１の基板処理方法によると、静電吸着作用によって基板を基板支持部に固定し、基板と基板支持部との間に第１のガスを供給しながら基板の第１の処理を行なう処理方法において、第１の処理の後に第１のガスの供給を停止し、所定の時間が経過した後に電圧の印加を停止する。ここで、第１のガスの供給を停止した後も、基板と基板支持部との間の第１のガスの流量は即座には０にならない。このため、第１のガスの供給を停止した後も、一定の時間は基板に対して第１のガスの圧力が加わった状態となる。しかし、第１の基板処理方法によると、このような、まだ第１のガスが流れている間にも静電吸着作用を維持することができるので、第１のガスの圧力によって基板が移動するのを防ぐことができる。
【００４９】
ここで、基板の第１の処理が終了した後に第１のガスの供給を停止するのに代えて、基板の第１の処理の終了と同時に第１のガスの供給を停止しても良い。この場合にも、第１のガスの供給を停止し、その後、所定の時間が経過した後に、電圧の印加を停止する。
【００５０】
尚、第１の処理の後に、反応室内に第２のガスを導入する工程と、電圧の印加を停止した後、反応室内に第２のガスのプラズマを発生させて基板に第２の処理を行なう工程とを更に含むことが好ましい。
【００５１】
このようにすると、第１の処理に続いて第２のガスのプラズマによる第２の処理を行なう場合に、第１のガスの圧力によって基板が移動するのを防ぐ本発明の効果を実現できる。
【００５２】
また、第２の処理は、基板に蓄積されている電荷を減少させる処理であることが好ましい。
【００５３】
このようにすると、基板に残留している電荷による異常放電が発生し、基板、基板上に形成された半導体デバイス又は基板処理装置等に損傷を与えるのを抑制することができる。基板に対する電圧の印加を停止した後に電荷を減少させる処理を行なうのであるから、電荷を確実に減少させることができる。
【００５４】
また、第２のガスは不活性ガスであることが好ましい。
【００５５】
このようにすると、不活性ガスのプラズマは反応性が小さいため、プラズマが基板表面等に及ぼす影響を軽減することができる。
【００５６】
尚、第１のガスは冷却用のガスであることが好ましい。
【００５７】
このようにすると、処理に伴う基板の温度上昇を防ぐために基板と基板支持部との間に冷却用ガスを供給する場合において、第１のガスの圧力による基板の移動を防ぐことができる。
【００５８】
また、所定の時間は、少なくとも、第１のガスの供給を停止した後に第１のガスの流量が０となるまでの時間であることが好ましい。
【００５９】
このようにすると、第１のガスの流量が０になり、その結果第１のガスによる圧力が０になるまで静電吸着作用を維持することができる。このため、第１のガスの圧力によって基板が移動するのを確実に防ぐことができる。但し、静電吸着作用を停止しても第１のガスの圧力によって基板が移動しない程度にまで流量が下がっているのであれば、第１のガスの流量は完全に０となっている必要は無い。尚、具体的な所定の時間は、例えば５秒以上とすることが望ましく、更に望ましくは、７秒以上とすると良い。このような時間とすると、確実に効果が得られる。
【００６０】
また、基板を基板支持部から搬出する工程は、前記基板支持部に設けられている導電性リフトピンによって基板を突き上げることにより、基板支持部から基板を離すと共に基板に残留する電荷を導電性リフトピンを介して除去する工程を含むことが好ましい。
【００６１】
このようにすると、基板に対する処理等によって基板に蓄積された電荷を除去することができる。この結果、搬出の際に異常放電が発生し、基板、基板上に形成された半導体デバイス又は基板処理装置等に損傷を与えるのを防ぐことができる。
【００６２】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の基板処理方法は、反応室内に設けられた基板支持部に基板を載置する工程と、基板支持部に電圧を印加して基板支持部と基板との間に静電吸着作用を発生させることにより、基板を基板支持部に固定する工程と、基板支持部から基板の裏面に第１のガスを供給しながら基板に第１の処理を行なう工程と、第１の処理の後、第１のガスの供給を停止し且つ電圧の印加を停止する工程と、第１の処理の後、反応室内に第２のガスを導入する工程と、電圧の印加を停止した後、反応室内に第２のガスのプラズマを発生させて基板に第２の処理を行なう工程と、第２の処理の後、基板の周縁部から電荷を除去する工程と、電荷を除去する工程の後、基板支持部上から反応室外に搬出する工程とを含む。
【００６３】
第２の基板処理方法によると、静電吸着作用によって基板を基板支持部に固定して基板に第１の処理を行なった後、基板支持部に対する電圧の印加を停止して第２の処理を行なう処理方法において、基板の周縁部から電荷の除去を行なうことができる。
【００６４】
この結果、第２の処理の後に基板に残留していた電荷を除去することにより、基板を搬出する際に異常放電が発生するのを防ぐことができ、静電破壊によって基板、基板上に形成された半導体デバイス又は基板処理装置等に損傷を与えるのを防ぐことができる。
【００６５】
尚、第２の処理は、基板に蓄積されている電荷を減少させる処理であることが好ましい。
【００６６】
このようにすると、基板に残留している電荷による異常放電が発生し、基板、基板上に形成された半導体デバイス又は基板処理装置等に損傷を与えるのを抑制することができる。
【００６７】
また、基板の周縁部から電荷を除去する工程は、基板支持部に設けられた導電性部材を基板の周縁部に接触させることにより、基板から電荷を除去する工程を含むことが好ましい。
【００６８】
このようにすると、基板に残留している電荷を基板の周縁部に接触させた導電性部材によって除去することができる。これにより、第２の処理の後にも基板に残留している電荷による異常放電が発生し、基板、基板上に形成された半導体デバイス又は基板処理装置等に損傷を与えるのを防ぐことができる。
【００６９】
また、基板の周縁部は、基板におけるチップ形成領域以外の領域であることが好ましい。
【００７０】
ここで、基板におけるチップ形成領域以外の領域とは、基板（ウエハ）上において、有効な半導体デバイスが形成されていない領域をいう。言い換えると、基板に半導体デバイスが形成された後にダイシングによってチップ化される際に、基板の周縁部に残るチップにならない領域のことである。
【００７１】
このようにすると、導電性部材を基板に接触させた際に異常放電が発生し、基板が損傷を受けた場合であっても、基板上に形成された半導体デバイスは損傷を受けることがないため、半導体デバイスの製造における歩留り低下が回避される。
【００７２】
また、第１のガスは冷却用ガスであることが好ましい。
【００７３】
このようにすると、処理に伴う基板の温度上昇を防ぐために基板と基板支持部との間に冷却用ガスを供給する場合において、ガスの圧力による基板の移動を防ぐことができる。
【００７４】
また、第２のガスは不活性ガスであることが好ましい。
【００７５】
このようにすると、不活性ガスのプラズマは反応性が小さいため、プラズマが基板表面等に及ぼす影響を軽減することができる。
【００７６】
前記の目的を達成するため、本発明に係る半導体処理装置は、基板の処理を行なう反応室と、反応室内に設けられ、基板を固定するための静電吸着機構を備えた基板支持部と、基板支持部に設けられ、基板の周縁部に接触することにより基板に残留している電荷を除去するための導電性部材と、基板支持部に設けられ、基板支持部から基板を突き上げるためのリフトピンとを備えている。
【００７７】
本発明に係る半導体処理装置によると、静電吸着機構を用いて基板を基板支持部に固定し、基板に対する処理を行なうことができると共に、導電性部材を基板周縁部に接触させることによって基板に蓄積された電荷を除去することができる。
【００７８】
このため、処理の終了した基板を搬出する際に異常放電が発生し、基板、基板上に形成された半導体デバイス又は基板処理装置等に損傷を与えるのを防ぐことができる。
【００７９】
ここで、導電性部材によって電荷を除去する際に異常放電が発生することも考えられる。しかし、導電性部材を接触させる位置は基板の周縁部であり、周縁部には半導体デバイスの形成されていない領域（チップ形成領域以外の領域）があるため、放電が発生した場合にも半導体デバイスに損傷を与えることは回避できる。
【発明の効果】
【００８０】
本発明のドライエッチング方法によると、基板支持部に載置された基板が位置ズレを起こすのを防ぐことができ、搬送ミスを防止することができる。
【００８１】
また、静電吸着を利用して基板を固定し、処理を行なった後に基板を搬出する際、基板に蓄積された電荷の除去を安定して行うことができる。
【００８２】
これらから、基板処理における歩留り低下及び設備稼働率低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８３】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング方法について、図面を参照しながら説明する。
【００８４】
図１に、本実施形態のドライエッチング方法に用いる基板処理装置の概略構成を示す。該装置は、静電吸着方式を用いる平行平板型プラズマ装置である。
【００８５】
図１に示したように、基板処理装置は、反応室である真空室１００と、真空室１００内に備えられた下部電極１０１と、下部電極１０１の上方に下部電極１０１と向き合うように備えられた上部電極１０２とを有し、下部電極１０１上には処理対象である基板１０３が設置される。下部電極１０１は基板支持部として機能する。
【００８６】
尚、下部電極１０１表面には絶縁層（図示省略）が形成されている。
【００８７】
また、真空室１００の外部に高周波電源１０４が設けられており、下部電極１０１と上部電極１０２とを用いて高周波電力を印加することによって、真空室１００内に導入したガスのプラズマを生成する。図示は省略するが、高周波電源１０４は整合回路を備え、電源と負荷との間のインピーダンス整合を取るようになっている。
【００８８】
また、エッチングガス導入ライン１０５により、真空室１００内にエッチングガスを導入することができる。図示は省略しているが、マスフローコントローラー等により、導入するエッチングガスの流量等を制御できるようになっている。エッチングガスは、上部電極１０２に設けられたガス導入孔（図示せず）から真空室１００内に導入される。この様子を矢印によって例示しているが、ガス導入孔の位置及び形態等は特に限定されず、そのため、ガス導入の位置及び方向等も特に限定はされない。
【００８９】
また、圧力計及び制御装置等（図示せず）を備えた真空ポンプ１０６により、真空室１００内の圧力を制御しながら減圧し、所定の値に設定できるようになっている。
【００９０】
また、下部電極１０１には、基板１０３を下部電極１０１上に載置する又は下部電極１０１上から持ち上げるためのリフトピン１０７が設けられている。リフトピン１０７は、下部電極１０１の上に突き出した位置（以下、上昇位置と言う）と、下部電極１０１内に納まった位置（以下、下降位置と言う）との間を移動することができる。また、リフトピン１０７は導電性であり、グランドに接地されている。
【００９１】
また、冷却装置１０８が設けられ、下部電極１０１内に冷媒を循環させる冷媒ライン１０９によって下部電極１０１を冷却し、更に、下部電極１０１直上に載置された基板１０３を冷却することができる。
【００９２】
また、下部電極１０１に電圧を印加するための直流電源１１０が設けられ、下部電極１１と基板１３との間に静電吸着作用を発生させることによって、基板１０３を下部電極１０１に固定することができる。
【００９３】
また、冷却装置１０８による基板１０３の冷却効率を向上するため、ヘリウム導入ライン１１１が設けられ、これによってヘリウムガスを基板１０３と下部電極１０１との間に導入する。図示は省略しているが、マスフローコントローラー等により、導入するヘリウムガスの流量及び圧力等を制御することができる。
【００９４】
このようにして基板１０３と下部電極１０１との間にヘリウムガスが充填されることにより、基板１０３と下部電極１０１との間における熱伝導の効率が向上している。尚、基板１０３と下部電極１０１との間から真空室１００内に漏れ出たヘリウムガスは、真空ポンプ１０６によって真空室１００外に排出される。
【００９５】
また、除電用ガス導入ライン１１２が設けられ、上部電極１０２に設けられたガス導入孔（図示省略）を通して真空室１００内に除電用ガスを導入することができる。
【００９６】
但し、除電用ガス導入ライン１１２とエッチングガス導入ライン１０５とは、図１に示したように別々に（上部電極１０２を介して）真空室１００に接続されているのに代えて、除電用ガス導入ライン１１２とエッチングガス導入ライン１０５とが共通のガスラインに接続され、該共通のガスラインが（上部電極１０２を介して）真空室１００に接続されている構成を取っても良い。また、上部電極１０２に設けられたガス導入孔を通して導入するのではなく、真空室１００の側壁等に専用の導入孔を設けて導入するようにしても良い。更に、除電用ガスとしてエッチングガスと同じガスを使用する場合には、エッチングガス導入ライン１０５を用いて導入すれば良いため、除電用ガス導入ライン１１２を別途設ける必要はない。
【００９７】
次に、図５に示した基板処理装置を用いた基板処理の方法について説明する。
【００９８】
まず、上昇位置にあるリフトピン１０７上に、真空室１００内に搬入された基板１０３が置かれる。この後、リフトピン１０７が下降位置に下降することにより、基板１０３が下部電極１０１直上に載置される。
【００９９】
次に、真空ポンプ１０６によって真空室１００内を減圧し、所定の圧力に維持しながら、エッチングガス導入ライン１０５により、エッチングガス導入孔から流量等の制御されたエッチングガスを導入する。具体的には、例えば、ＣＨＦ3 、ＣＦ4 、Ａｒ及びＯ2 の混合ガスを用い、それぞれが前記の順に５０、１２０、２００及び３０ｃｍ3 ／分（標準状態）の流量となるように導入する。また、この際の圧力は例えば５３Ｐａとする。
【０１００】
また、高周波電源１０４により、下部電極１０１及び上部電極１０２を介して高周波電力を印加することにより、真空室１００内にエッチングガスのプラズマが生成される。生成したプラズマ中のガスイオンは下部電極１０１に向かって加速され、これによって下部電極１０１上に載置された基板１０３がドライエッチングされる。
【０１０１】
以上のようなドライエッチングの際、プラズマ照射によって基板１０３の温度が上昇するため、該温度上昇を防いで基板１０３を一定の温度に保つことが必要となる。この目的のため、冷却装置１０８を用いて下部電極１０１内に冷媒を循環させているが、真空中においては熱伝導率が十分ではない。そこで、静電吸着方式によって基板１０３を下部電極１０１に固定すると共に、基板１０３と下部電極１０１との間にヘリウムガスを充填して熱伝導を向上させている。
【０１０２】
ここで、静電吸着方式とは次のような方法である。
【０１０３】
エッチングの際、基板１０３はプラズマ中の電子によってマイナスに帯電する。そこで、直流電源１１０を用いて下部電極１０１にプラスの電圧を印加すると、基板１０３と下部電極１０１との間にクーロン力が発生する。該クーロン力により、下部電極１０１表面に形成されている絶縁層を介して、基板１０３は下部電極１０１に固定される。このような方法である。
【０１０４】
所定の時間のエッチングを行なった後、下部電極１０１と基板１０３との間に対するヘリウムガスの供給、エッチングガスの導入及び高周波電力の印加等を停止し、エッチングの工程を終了する。
【０１０５】
但し、この際、下部電極１０１に対する直流電圧の印加は継続する。このようにすると、ヘリウムガスの流量が低下してヘリウムガスによる圧力が低下する（例えば、０になる）までの間、基板１０３を下部電極１０１に固定したままにすることができる。この結果、ヘリウムガスの圧力によって基板１０３が位置ズレを起こす、つまり、移動するのを防ぐことができる。
【０１０６】
尚、エッチングを終了した後に直流電圧の印加を継続する時間は、ヘリウムガスの流量が十分に低下するまでに要する時間よりも長くする。このためにには、ヘリウムガスの流量が実際に０となったことを検出した後に直流電圧の印加を停止するようにすればよい。具体的な時間としては、例えば５秒以上の時間とすると効果が得られる。より確実には、工程の条件に依存するものであるが、７秒〜１５秒程度の時間とすればよい。また、スループット等の問題から、長くても３０秒程度以下とする。
【０１０７】
また、エッチングの工程の終了（高周波電力の印加等の終了）と同時に、除電用ガス導入ライン１１２を用いて真空室１００内に除電用のガスを導入する。該ガスとしては、エッチングガスと同じガスであっても良いし、アルゴン等の不活性ガスを用いても良い。但し、アルゴン等の不活性ガスを用いると、基板１０３に対してエッチング等の影響を与えることなく除電を行なうことができるため、より好ましい。
【０１０８】
エッチングガスと同じガスを用いる場合、エッチングの際と同等の流量及び圧力であっても良い。アルゴン等の不活性ガスの場合、例えば、流量は１００ｃｍ3 ／分（標準状態）以上であり且つ圧力は２０Ｐａ以上であることが好ましい。除電用ガスの流量及び圧力について、上限は特に限定はされないが、実用的には、流量は例えば１０００ｃｍ3 ／分（標準状態）以下等とすると共に、圧力は例えば２．６７×１０2 Ｐａ程度以下等とする。
【０１０９】
続いて、基板１０３と下部電極１０１との間におけるヘリウムガスの流量が十分に低下し、例えば０になった後、下部電極１０１に対する直流電圧の印加を停止する。これと同時に、高周波電源１０４を用いてエッチングの際よりも弱い高周波電力を印加し、真空室１００内に除電用ガスのからなる除電用プラズマを生成する。この際、除電用ガスの供給は継続する。尚、除電用プラズマは、エッチングの際に用いられるプラズマよりも弱いプラズマである。
【０１１０】
このようにすると、以下に説明するように、基板１０３に蓄積されていた電荷を減少させることができる。
【０１１１】
下部電極１０１に対する直流電圧の印加を停止すると、下部電極１０１に蓄積されていたプラスの電荷がグランドに流出して除去される。これと共に、エッチングの工程等に基板１０３に蓄積していたマイナスの電荷が除電用のガスから形成された除電用プラズマ中に放出される。基板１０３に残留していた電荷は、このようにして概ね取り除かれる。このため、異常放電が発生して基板１０３に損傷を与える可能性が低減する。但し、一定量の電荷は基板１０３に残留している。
【０１１２】
尚、弱い高周波電力の印加は、具体例としては、１００Ｗ以下の電力を３秒以上で且つ１０秒以下の時間、印加するのが望ましい。但し、これに限るというものではない。時間が短すぎる場合には除電が不十分となる等の問題が起こると共に、時間が長すぎる場合には、例えば基板１０３がプラズマによる損傷を受けやすくなる等の問題が起こる。また、弱い高周波電圧は、例えば５０Ｗ以上であれば、確実に効果が得られる。
【０１１３】
次に、リフトピン１０７を上昇位置に上げることにより、基板１０３を下部電極１０１から持ち上げる。
【０１１４】
先に説明したように、基板１０３に蓄積していた電荷は除電用プラズマによる処理によって概ね除去されて０に近いようになっている。しかし、０にはなっておらず、残留している。そこで、リフトピン１０７を導電性であり且つグランドに接地されたリフトピンとする。これにより、リフトピン１０７が基板１０３の裏面に接触すると、リフトピン１０７を通して基板１０３に残留していた電荷は除去され、実質的に０になる。
【０１１５】
ここで、電荷が実質的に０であるとは、十分に電荷が除去されており、異常放電が生じることがない状態になっていることを言うものとする。
【０１１６】
この後、基板１０３は真空室１００内から外部に搬出される。
【０１１７】
次に、本実施形態の基板処理方法によりエッチングを行なう際のタイミングチャートの一例を図２に示す。
【０１１８】
図２において、Ａは基板１０３の載置の状態について示しており、基板１０３が下部電極１０１上又はリフトピン１０７上に置かれた状態をＯＮ、置かれていない状態をＯＦＦとして表している。
【０１１９】
また、Ｂはリフトピン１０７の位置について示しており、リフトピン１０７が上昇位置にある状態をＵＰ、下降位置にある状態をＤＯＷＮとして表している。
【０１２０】
また、Ｃは下部電極１０１に対する直流電圧の印加の状態について示しており、下部電極１０１に対して直流電圧が印加されている状態をＯＮ、印加されていない状態をＯＦＦとして表している。
【０１２１】
また、Ｄはヘリウムガスの供給の状態について示しており、基板１０３と下部電極１０１との間にヘリウムガスが供給されている状態をＯＮ、供給されていない状態をＯＦＦとして表している。
【０１２２】
また、Ｅはエッチングガスの導入の状態について示しており、真空室１００にエッチングガスが導入されている状態をＯＮ、導入されていない状態をＯＦＦとして表している。
【０１２３】
また、Ｆはエッチングガスの圧力制御の状態について示しており、エッチングガスの圧力が制御されている状態をＯＮ、制御されていない状態をＯＦＦとして表している。
【０１２４】
また、Ｇは高周波電力の印加の状態について示しており、高周波電源１０４により高周波電力が印加されている状態をＯＮ、印加されていない状態をＯＦＦとして表している。更に、ＯＮとＯＦＦとの中間の位置は、ＯＮの位置に比べて弱い高周波電力が印加されている状態を示す。
【０１２５】
また、Ｘは除電用ガスの導入の状態について示しており、真空室１００に除電用ガスが導入されている状態をＯＮ、導入されていない状態をＯＦＦとして表している。
【０１２６】
次に、図２に示したタイミングチャートに基づいて、基板処理装置の動作を説明する。
【０１２７】
まず、時刻ＴａにおいてＢ（リフトピンの位置）がＵＰになる（上昇位置になる）と共にＡ（基板の載置状態）がＯＮとなる（基板１０３がリフトピン１０７上に置かれる）。この後、時刻Ｔｂとなる前にＢ（リフトピンの位置）はＤＯＷＮとなる（下降位置に下がる）。これにより、基板１０３は下部電極１０１直上に載置された状態となる。
【０１２８】
続いて、時刻Ｔｂにおいて、Ｃ（直流電圧の印加状態）がＯＮとなり、静電吸着による下部電極１０１に対する基板１０３の固定が開始される。
【０１２９】
続いて、時刻Ｔｃにおいて、Ｄ（ヘリウムガスの供給状態）、Ｅ（エッチングガスの導入状態）、Ｆ（エッチングガスの圧力制御状態）及びＧ（高周波電力の印加状態）がいずれもＯＮとなり、エッチングが開始される。この際、ヘリウムガスは、基板１０３を冷却するために基板１０３と下部電極１０１との間に供給される。また、エッチングガス及びヘリウムガスは、流量及び圧力等を所定の値に制御されている。
【０１３０】
続いて、時刻Ｔｄにおいて、Ｄ（ヘリウムガスの供給状態）、Ｅ（エッチングガスの導入状態）、Ｆ（圧力制御）及びＧ（高周波電力の印加状態）がいずれも同時にＯＦＦとなり、エッチングが終了する。ここで、従来のエッチング方法とは異なり、Ｃ（直流電圧の印加状態）はＯＮのままである（下部電極１０１に対する電圧の印加は継続される）。また、同じ時刻Ｔｄにおいて、Ｘ（除電用ガスの供給状態）がＯＮになる（除電用ガスの導入が開始される）。
【０１３１】
先に説明したように、ヘリウムガスの導入を停止した後にも直流電圧の印加を続けることにより、基板１０３を下部電極１０１に固定し続けることができる。このため、供給停止後も即座には流量が０にならないヘリウムガスの圧力によって基板１０３の位置が移動するのを防ぐことができる。
【０１３２】
尚、時刻Ｔｃから時刻Ｔｄまでの時間については、必要なエッチングを行なうために、形成するパターン、エッチングガスの種類及び材料の種類等の条件に応じて設定すればよい。
【０１３３】
続いて、時刻Ｔｋにおいて、Ｃ（直流電圧の印加状態）をＯＦＦにする。ここで、時刻Ｔｄから時刻Ｔｋまでの時間は、時刻Ｔｄにおいて停止されたヘリウムガスの基板１０３と下部電極１０１との間における流量が０になるまでの時間よりも長くする。例えば、５秒以上とする。このようにすると、直流電圧の印加を停止した際に基板１０３が移動するのを防ぐことが確実にできる。
【０１３４】
また、同じ時刻Ｔｋにおいて、エッチングを行なう際に比べて弱い高周波電力の印加を開始する。尚、除電用ガスの導入は継続する。この結果、真空室１００内において除電用プラズマが形成される。
【０１３５】
先に説明したように、Ｃ（直流電圧の印加状態）をＯＦＦにすることによって下部電極１０１に蓄積された電荷を除去できると共に、基板１０３から除電用プラズマに電荷が移動することにより、基板１０３に蓄積されていた電荷も低減される。
【０１３６】
続いて、時刻Ｔｌにおいて、Ｇ（高周波電力の印加状態）とＸ（除電用ガスの供給状態）とを共にＯＦＦにする。ここで、時刻Ｔｋから時刻Ｔｌまでの時間は、基板１０３及び下部電極１０１の電荷を低減するために十分な時間とする。例えば、３秒とすることができる。
【０１３７】
この後、時刻Ｔｅの直前にＢ（リフトピンの位置）がＵＰとなり、基板１０３を下部電極１０１直上から持ち上げる。
【０１３８】
続いて、時刻ＴｅにはＡ（基板の載置状態）がＯＦＦになる（基板１３が下部電極１１上から搬出される）と共に、Ｂ（リフトピンの位置）がＤＯＷＮとなる（リフトピン１０７が下降位置になる）。
【０１３９】
時刻Ｔｋから時刻Ｔｌまでの間に行なわれる除電用プラズマを用いた処理により、基板１０３及び下部電極１０１の電荷は概ね除去されるが、十分には除去されない。これに対し、導電性であり且つグランドに接地されたリフトピン１０７が基板１０３と接触すると、基板１０３に残留していた電荷はリフトピン１０７を介して十分に除去され、実質的に０となる。このため、真空室１００内から外部に搬送される際に、放電が発生して基板１０３に損傷が生じるのを防ぐことができる。
【０１４０】
以上のような本実施形態の基板処理方法と、従来の基板処理方法とを比較するために実験を行ない、ドライエッチングによって基板上に半導体デバイスを形成した際の歩留り及び設備の稼働率を求めた。
【０１４１】
その結果、本実施形態の基板処理方法によると、従来の基板処理方法に比べ、半導体デバイスの製造歩留りが約０．１８％向上すると共に、設備稼働率が約２．０％向上した。
【０１４２】
ここで、半導体デバイスの製造歩留りが向上した理由は、除電用プラズマを用いる処理によって基板１０３に蓄積された電荷を除電したことである。除電することにより、基板１０３とリフトピン１０７との間に異常放電が発生するのを防止し、異常放電のために局所的な半導体デバイスの静電破壊が生じるのを防ぐことができる。このために歩留りが向上するのである。
【０１４３】
また、設備稼働率が向上した原因は、ヘリウムガスの導入を停止した後、所定の時間が経過するの待った上で直流電圧の印加を停止（これにより、静電吸着を停止）することによる。このようにすると、導入を停止した後にも即座に流量が０になるわけではないヘリウムガスの圧力による基板の位置のズレを防止することができる。この結果、搬送ミスの発生を抑止し、搬送ミスのリカバリーに要する時間を削減できるのである。
【０１４４】
以上に説明したように、本実施形態の基板処理方法によると、静電吸着方式を利用して基板処理を行なう際に、基板の除電を安定して行なうことができるため、基板処理の歩留り及び設備稼働率を共に向上することができる。
【０１４５】
尚、以上に説明した本実施形態の基板処理方法について、図２のタイミングチャートは一例であり、このような動作に限るものではない。特に、Ｄ（ヘリウムガスの供給状態）、Ｅ（エッチングガスの導入状態）、Ｆ（エッチングガスの圧力制御状態）及びＧ（高周波電力の印加状態）について、本実施形態においては時刻Ｔｃに全て同時にＯＮとなり、時刻Ｔｄに全て同時にＯＦＦとなるが、本発明において、このことは必須ではない。例えば、Ｇ（高周波電力の印加状態）がＯＦＦになった後にＤ（ヘリウムガスの供給状態）がＯＦＦになるようなタイミングであっても良い。また、同じ時刻ＴｄにＸ（除電用ガスの供給状態）をＯＮとしているが、これについても、時刻Ｔｄよりも後に開始しても良い。
【０１４６】
Ｄ（ヘリウムガスの供給状態）がＯＦＦになった後、更に所定の時間が経過した後にＣ（直流電圧の印加状態）がＯＦＦになるのであれば、基板１０３の位置のズレを防ぐという本発明の効果は実現できる。
【０１４７】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置と、該装置を用いるドライエッチング方法について、図面を参照しながら説明する。
【０１４８】
図３に、本実施形態のドライエッチング方法に用いる基板処理装置の概略構成を示す。該装置は、静電吸着方式を用いる平行平板型プラズマ装置であり、後に述べる点を除いて、図１に示した第１の実施形態に係る基板処理方法に用いる基板処理装置と同様の構成を有している。そのため、図３において、図１に示したのと同じ構成要素については、図１と同じ符号を付すことによって詳しい説明は省略する。
【０１４９】
図３に示した基板処理装置が図１に示した基板処理装置と異なっているのは、以下の点である。
【０１５０】
図１の基板処理装置においては、リフトピン１０７は導電性であり、グランドに接地されていた。これに対し、図３の基板処理装置が備えるリフトピン１５７は、絶縁性となっている。
【０１５１】
また、下部電極１０１の最外周部には、グランドに接地された導電性部材１５８が更に備えられている。導電性部材１５８は上下に移動することができ、基板１０３の裏面に接触することができるようになっている。
【０１５２】
第１の実施形態に係る基板処理方法によると、除電用プラズマによって基板１０３の電荷を除去した後に導電性であるリフトピン１０７を用いて基板１０３を下部電極１０１直上から持ち上げるようになっている。
【０１５３】
ここで、除電用プラズマを用いる処理によって、基板１０３に蓄積された電荷を減少させることができるが、一定量の電荷は残留する。そのため、リフトピン１０７を導電性とすると共にグランドに接地させておくことにより、基板１０３を持ち上げる際にリフトピン１０７を介して残留している電荷を除去する。これにより、基板１０３が更に除電され、基板１０３の電荷は実質的に０になる。
【０１５４】
しかし、このような第１の実施形態に係る方法によると、リフトピン１０７が基板１０３の裏面に接触する際に、リフトピン１０７と基板１０３との間において異常放電が発生する可能性がある。このような異常放電が発生すると、半導体デバイスを製造する際の歩留りが低下する。
【０１５５】
これに対し、図３に示した構成を有する基板処理装置を用いると、除電用プラズマを用いた処理による除電の後、導電性部材１５７を移動させて基板１０３の裏面に接触させ、基板１０３に残留していた電荷を除去することができる。
【０１５６】
この際、基板１０３と導電性部材１５７との間において異常放電が発生する可能性はある。しかし、導電性部材１５７は、基板１０３裏面の周縁部に接触するようになっている。基板の裏面の周縁部には、通常は半導体デバイスは形成されていないため、異常放電に起因した静電破壊によって基板１０３が損傷を受けたとしても、半導体デバイスの製造歩留りが低下することはない。
【０１５７】
導電性部材１５７によって基板１０３を除電した後、絶縁性であるリフトピン１５７を用いて基板１０３を下部電極１０１直上から持ち上げる。この後、基板１０３を真空室１００内から外部に搬送する。
【０１５８】
以上のように、本実施形態に係る基板処理装置及び基板処理方法によると、第１の実施形態に係る基板処理装置及び基板処理方法と同様の効果を実現する。
【０１５９】
これに加えて、リフトピンによって基板を下部電極から持ち上げる際に異常放電が発生するのを防ぐことができる。これは、除電用プラズマを用いる処理の後にも基板に残留している電荷を、導電性部材の接触によって除去するためである。このことにより、半導体デバイスの製造歩留りは更に向上している。
【０１６０】
次に、本実施形態の基板処理方法によりエッチングを行なう際のタイミングチャートの一例を図４に示す。
【０１６１】
図４には、後に述べる点を除いて、図２において示した第１の実施形態に係る基板処理方法のタイミングチャートと同様である。
【０１６２】
具体的に、図４においては、図２と同様、Ａが基板の載置状態、Ｃが直流電圧の印加の状態、Ｄがヘリウムガスの供給の状態、Ｅがエッチングガスの導入の状態、Ｆがエッチングガスの圧力制御の状態、Ｇが高周波電力の印加の状態、Ｘが除電用ガスの導入の状態について示している。これらのＯＮとＯＦＦ又はＵＰとＤＯＷＮの意味も、第１の実施形態の場合と同様である。
【０１６３】
図３に示す第２の実施形態の基板装置においては、図１に示す第１の実施形態の基板装置におけるリフトピン１０７（これは導電性である）に代えて、絶縁性リフトピン１５７を備えている。そのため、図２のＢがリフトピン１０７の位置を示していたのに対し、図４のＢ’は絶縁性リフトピン１５７の位置を示している。
【０１６４】
また、第２の実施形態の基板装置が更に備えている導電性部材１５８の位置を、図４においてＹに示している。詳しくは、導電性部材１５８が上に上がって基板１０３の裏面に接触する位置（上昇位置）をＵＰ、下部電極１０１内に下がって納まっている位置（下降位置）をＤＯＷＮとしている。
【０１６５】
また、図２のタイミングチャートと比較すると、図４のタイミングチャートには、時刻Ｔｍにおける動作が追加して示されている。以下、図４に従って本実施形態の基板処理装置の動作を説明する。但し、第１の実施形態の場合と同様の動作については、一部簡略に記載する。
【０１６６】
まず、時刻ＴａにおいてＢ’（絶縁性リフトピンの位置）がＵＰとなる（絶縁性リフトピン１５７が上昇位置に移動する）。これと共に、Ａ（基板の載置状態）がＯＮとなる（絶縁性リフトピン１５７上に基板１０３が置かれる）。この後、Ｂ’（絶縁性リフトピンの位置）がＤＯＷＮとなることによって、基板１０３は下部電極１０１直上に載置される。
【０１６７】
続いて、時刻Ｔｂにおいて、Ｃ（直流電圧の印加状態）がＯＮとなり、静電吸着によって基板１０３が下部電極１０１に固定される。
【０１６８】
続いて、時刻Ｔｃにおいて、Ｄ（ヘリウムガスの供給状態）、Ｅ（エッチングガスの導入状態）、Ｆ（エッチングガスの圧力制御状態）及びＧ（高周波電力の印加状態）がいずれもＯＮとなり、エッチングが開始される。
【０１６９】
続いて、時刻Ｔｄにおいて、Ｄ（ヘリウムガスの供給状態）、Ｅ（エッチングガスの導入状態）、Ｆ（エッチングガス圧力制御）及びＧ（高周波電力の印加状態）がいずれも同時にＯＦＦとなり、エッチングが終了する。ここで、Ｃ（直流電圧の印加状態）はＯＮのままである。また、同じ時刻Ｔｄにおいて、Ｘ（除電用ガスの供給状態）がＯＮになる。
【０１７０】
第１の実施形態の場合と同様に、本実施形態においても、ヘリウムガスの導入を停止した後にも直流電圧の印加を続ける。このことにより、基板１０３を下部電極１０１に固定し続けることができるため、供給停止後も即座には流量が０とならないヘリウムガスの圧力による基板１０３の位置の移動を防ぐことができる。
【０１７１】
尚、時刻Ｔｃから時刻Ｔｄまでの時間については、必要なエッチングを行なうために、形成するパターン、エッチングガスの種類及び材料の種類等の条件に応じて設定すればよい。
【０１７２】
続いて、時刻Ｔｋにおいて、Ｃ（直流電圧の印加状態）をＯＦＦにする。ここで、時刻Ｔｄから時刻Ｔｋまでの時間は、時刻Ｔｄにおいて供給を停止されたヘリウムガスの基板１０３と下部電極１０１との間における流量が０になるまでの時間よりも長くする。例えば、５秒以上とする。このようにすると、第１の実施形態の場合と同様、Ｃ（直流電圧の印加状態）をＯＦＦにした際に、基板１０３が移動するのを防ぐことが確実にできる。
【０１７３】
また、同じ時刻Ｔｋにおいて、エッチングを行なう際に比べて弱い高周波電力の印加を開始する。尚、除電用ガスの導入は継続する。この結果、真空室１００内において除電用プラズマが形成される。
【０１７４】
Ｃ（直流電圧の印加状態）をＯＦＦにすることによって下部電極１０１に蓄積された電荷を除去できると共に、基板１０３から除電用プラズマに電荷が移動することにより、基板１０３に蓄積されていた電荷も低減される。但し、一定量の電荷は残留している。
【０１７５】
続いて、時刻Ｔｌにおいて、Ｇ（高周波電力の印加状態）とＸ（除電用ガスの供給状態）とを共にＯＦＦにする。ここで、時刻Ｔｋから時刻Ｔｌまでの時間は、基板１０３及び下部電極１０１の電荷を除去するために十分な時間とする。例えば、３秒以上で且つ１０秒以下の時間等とする。
【０１７６】
この時刻までの動作については、第１の実施形態の場合と同様である。
【０１７７】
続いて、時刻Ｔｍの直前に、Ｙ（導電性部材の位置）がＵＰになる（導電性部材１５８を上昇位置に移動する）ことにより、基板１０３の裏面に接触する。これにより、除電用プラズマを用いる処理の後にも基板１０３に残留している電荷を除去し、実質的に０にすることができる。この後、Ｙ（導電性部材の位置）はＤＯＷＮに戻る。
【０１７８】
この後、時刻Ｔｅの直前にＢ’（絶縁性リフトピンの位置）がＵＰとなり、基板１０３を下部電極１０１直上から持ち上げる。
【０１７９】
続いて、時刻ＴｅにはＡ（基板の載置状態）がＯＦＦになる（基板１３が下部電極１１上から搬出される）と共に、Ｂ’（絶縁性リフトピンの位置）がＤＯＷＮとなる（絶縁性リフトピン１５７が下降位置になる）。
【０１８０】
時刻Ｔｋから時刻Ｔｌまでの間に行なわれる除電用プラズマを用いた処理により、基板１０３及び下部電極１０１の電荷は概ね除去されるが、一定量は残留している。これに対し、導電性であり且つグランドに接地された導電性部材１５８が時刻Ｔｍにおいて基板１０３と接触すると、基板１０３に残留していた電荷は絶縁性リフトピン１５７を介して除去され、実質的に０になる。
【０１８１】
この際、基板１０３と導電性部材１５８との間において異常放電が発生する可能性はある。しかし、導電性部材１５８は基板１０３裏面の周縁部において基板１０３と接触するようになっている。通常、基板１０３の裏面の周縁部には半導体デバイスは形成されていないため、周縁部において異常放電が生じたとしても、半導体デバイスの製造歩留りが低下することはない。
【０１８２】
絶縁性リフトピン１５７が基板１０３を持ち上げる際には、基板１０３には電荷は残留していないから、真空室１００内から外部に搬送される際に、放電が発生して基板１０３に損傷が生じることはない。
【０１８３】
以上のような本実施形態の基板処理方法と、従来の基板処理方法とを比較するため、ドライエッチングによって基板上に半導体デバイスを形成した際の歩留り及び設備の稼働率を求めた。
【０１８４】
その結果、本実施形態の基板処理方法によると、従来の基板処理方法に比べ、半導体デバイスの製造歩留りが約０．２％向上すると共に、設備稼働率が約２．５％向上した。
【０１８５】
ここで、半導体デバイスの製造歩留りが向上したのは、次の二つの理由によると考えられる。
【０１８６】
一つめの理由は、第１の実施形態の場合と同様に、除電用プラズマを用いる処理によって基板１０３に蓄積された電荷を除電したことである。
【０１８７】
これに加えて、二つめの理由は、除電用プラズマによる処理の後にも基板１０３に残留している電荷を、グランドに接地された導電性部材１５８を接触させることによって除去していることである。導電性部材１５８は、通常は半導体デバイスが形成されていない基板１０３の裏面の周縁部に対して接触する。このため、除電の際に異常放電が発生したとしても、半導体デバイスの製造歩留りが低下することはない。尚、この効果は、図４のタイミングチャートに示したのとは異なりＣ（直流電圧の印加状態）とＤ（ヘリウムガスの供給状態）とを同時にＯＦＦにするような処理方法であっても、実現することが出来る。
【０１８８】
このようにして、エッチング処理の際に基板１０３に蓄積された電荷は除去されるため、基板１０３が真空室１００内から外部に搬出される際に異常放電が発生のを防ぐことができる。結果として、半導体デバイスに対する静電破壊を防止し、歩留り向上に効果を発揮する。
【０１８９】
また、設備稼働率が向上した原因は、ヘリウムガスの導入を停止して所定の時間が経過した後に直流電圧の印加を停止して静電吸着を停止することによる。このようにすると、
エッチング後、ヘリウムガスの供給は停止されているが流量は０にはなっていない状態において、ヘリウムガスの圧力によって基板１０３が動くのを防ぐことができる。このため、基板の位置ズレを防止することができるので、搬送ミスの発生を抑止し、搬送ミスのリカバリーに要する時間を削減できるのである。
【０１９０】
尚、以上に説明した本実施形態の基板処理方法について、図４のタイミングチャートは一例であり、このような動作に限るものではない。
【０１９１】
また、第１及び第２の実施形態において、エッチング処理を行なう場合について説明した。しかし、エッチング以外の処理についても、基板を静電吸着効果によって固定して処理する場合には、本発明の効果を利用できる。
【０１９２】
また、基板支持部として、高周波電力の印加に用いる下部電極を利用する場合について説明しているが、これに限るものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１９３】
本発明は、基板処理方法及び基板処理装置に関し、基板における残留電荷を確実に除去すると共に位置ズレを防ぐ効果を有し、特に、ドライエッチング等において有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理方法に用いる基板処理装置を模式的に表す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る基板処理方法におけるタイミングチャートの一例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法に用いる基板処理装置を模式的に表す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法におけるタイミングチャートの一例を示す図である。
【図５】従来の基板処理方法に用いる基板処理装置を模式的に表す図である。
【図６】従来の基板処理方法におけるタイミングチャートの一例である。
【符号の説明】
【０１９５】
１００      真空室
１０１      下部電極
１０２      上部電極
１０３      基板
１０４      高周波電源
１０５      エッチングガス導入ライン
１０６      真空ポンプ
１０７      リフトピン
１０８      冷却装置
１０９      冷媒ライン
１１０      直流電源
１１１      ヘリウム供給ライン
１１２      除電用ガス導入ライン
１５７      絶縁性リフトピン
１５８      導電性部材
Ａ          基板の載置状態
Ｂ          リフトピンの位置
Ｂ’        絶縁性リフトピンの位置
Ｃ          直流電圧の印加状態
Ｄ          ヘリウムガスの供給状態
Ｅ          エッチングガスの導入状態
Ｆ          エッチングガスの圧力制御状態
Ｇ          高周波電力の印加状態
Ｘ          除電用ガスの導入状態
Ｙ          導電性部材の位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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