(57)【要約】【課題】静電チャックからの被処理体の脱離を容易に行うことを目的とする。【解決手段】静電チャックに静電吸着された被処理体を脱離させる脱離制御方法であって、支持機構により前記被処理体を持ち上げる間、静電チャックの電極に所定の静電電圧を印加しながら、被処理体を脱離させる工程と、を有する脱離制御方法が提供される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電チャックに静電吸着された被処理体を脱離させる脱離制御方法であって、
支持機構により前記被処理体を持ち上げる間、静電チャックの電極に所定の静電電圧を印加しながら、被処理体を脱離させる工程、
を有する脱離制御方法。
【請求項２】
前記被処理体を脱離させる工程は、
前記静電チャックの電極に所定の静電電圧を印加しながら、前記静電チャックの残留電荷に応じた値が所定の閾値以下であるかを判定する工程と、
前記判定の結果に応じて前記被処理体が脱離可能かを決定する工程と、
を有する請求項１に記載の脱離制御方法。
【請求項３】
前記被処理体が脱離可能を決定する工程の結果に応じて、前記静電チャックの電極に接続される直流電源に印加する静電電圧の値を決定する、
請求項２に記載の脱離制御方法。
【請求項４】
前記静電チャックの残留電荷に応じた値は、前記支持機構により前記被処理体を持ち上げる際に生じるトルクである、
請求項２又は３に記載の脱離制御方法。
【請求項５】
前記静電チャックの残留電荷に応じた値は、前記支持機構により前記被処理体を持ち上げる際に前記静電チャックの電極と前記静電チャックの電極に接続される直流電源の間を流れる電流値である、
請求項２又は３に記載の脱離制御方法。
【請求項６】
前記静電チャックの残留電荷に応じた値が所定の閾値以下になるまで、記静電チャックの電極に接続される直流電源に印加する静電電圧の値を段階的に変え、前記被処理体を持ち上げる際、前記静電チャックの電極に前記段階的に変えた静電電圧を印加しながら、前記被処理体を吸着する残留電荷に応じた値が所定の閾値以下であるかを判定する工程を繰り返す、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の脱離制御方法。
【請求項７】
予め定められた静電電圧と繰り返しの回数との関係を記憶した記憶部を参照して、前記工程を繰り返した回数に応じて前記直流電源に印加する静電電圧の値を決定する、
請求項６に記載の脱離制御方法。
【請求項８】
前記繰り返しの度に所定値ずつ前記静電電圧の値を段階的に増加又は減少させることで前記直流電源に印加する静電電圧の値を決定する、
請求項７に記載の脱離制御方法。
【請求項９】
前記繰り返しの回数が、所定の制限値を超える場合、前記静電チャックに静電吸着された被処理体を処理する処理装置のメンテナンスを行う、
請求項７又は８に記載の脱離制御方法。
【請求項１０】
被処理体を静電吸着させる静電チャックと、静電チャックの電極に静電電圧を印加する直流電源と、制御部とを有するプラズマ処理装置であって、
前記制御部は、
支持機構により前記被処理体を持ち上げる間、静電チャックの電極に所定の静電電圧を印加しながら、被処理体を脱離するように制御する、
プラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記静電チャックの電極に所定の静電電圧を印加しながら、前記静電チャックの残留電荷に応じた値が所定の閾値以下であるかを判定し、前記判定の結果に応じて前記被処理体が脱離可能かを決定するように制御する、
請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記被処理体が脱離可能かの決定の結果に応じて、前記直流電源に印加する静電電圧の値を決定するように制御する、
請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱離制御方法及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電チャックにより載置台に静電吸着されたウェハにプラズマ処理を実行した後、支持ピンによりウェハを持ち上げてウェハを載置台から剥がし、該ウェハをプラズマ処理室から搬出することが行われる。このとき、静電チャックの表面に残留電荷が存在すると、残留電荷により静電チャックとウェハの間に吸着力が発生し、ウェハの位置がずれたり、ウェハが割れたりして、ウェハが上手く剥がれないことがある。
【０００３】
そこで、従来から、ウェハＷのプラズマ処理後に、プラズマ処理時にチャック電極に印加した静電電圧と正負が逆で大きさが同じ静電電圧をチャック電極に印加することで残留電荷を除電する処理が行われている。残留電荷を除電した後にはチャック電極への静電電圧の印加を停止し、支持ピンによりウェハを持ち上げて剥がすことが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
例えば、特許文献１の除電方法では、静電チャックの表面の残留電荷の量及び残留電荷の正負の極性を求め、残留電荷の量と同じ大きさで前記正負の極性とは逆の電荷に相当する静電電圧をチャック電極に印加する工程と、伝熱ガスの圧力値のモニタ結果に基づき算出した静電電圧をチャック電極に印加しながら、処理室内の不活性ガスを排気し、減圧する工程と、チャック電極に印加している静電電圧の印加を停止し、被処理体を支持ピンで静電チャックから脱離させる工程とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１４９９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記除電方法によっても、静電チャックの表面に残留電荷が残り、支持ピンによりウェハを持ち上げて剥がす際にウェハが割れる等して上手く剥がれないことがある。
【０００７】
上記課題に対して、一側面では、本発明は、静電チャックからの被処理体の脱離を容易に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、一の態様によれば、静電チャックに静電吸着された被処理体を脱離させる脱離制御方法であって、支持機構により前記被処理体を持ち上げる間、静電チャックの電極に所定の静電電圧を印加しながら、被処理体を脱離させる工程と、を有する脱離制御方法が提供される。
【０００９】
他の態様によれば、被処理体を静電吸着させる静電チャックと、静電チャックの電極に静電電圧を印加する直流電源と、制御部とを有するプラズマ処理装置であって、前記制御部は、支持機構により前記被処理体を持ち上げる間、静電チャックの電極に所定の静電電圧を印加しながら、被処理体を脱離するように制御する、プラズマ処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
一の側面によれば、静電チャックからの被処理体の脱離を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す図。
【図２】従来の脱離制御処理の一例を示すフローチャート。
【図３】一実施形態に係る脱離制御方法による残留電荷の状態を比較例と比較して説明する図。
【図４】一実施形態に係る脱離制御処理の一例を示すフローチャート。
【図５】一実施形態に係る記憶部に記憶されたリカバリーレシピの一例を示す図。
【図６】一実施形態に係る脱離制御処理における静電電圧と支持ピンのトルクとのシーケンスの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１３】
［プラズマ処理装置の全体構成］
まず、本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１の構成の一例を示す図である。
【００１４】
図１に示したプラズマ処理装置１は、たとえばアルミニウムまたはステンレス鋼等の金属製の円筒型の処理容器１０を有している。処理容器１０は接地されている。処理容器１０の内部では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）にエッチング、成膜、アッシング等のプラズマ処理が行われる。
【００１５】
処理容器１０の内部には、ウェハを載置する載置台１２が設けられている。載置台１２は、たとえばアルミニウムからなり、絶縁性の筒状保持部１４を介して処理容器１０の底から垂直上方に延びる筒状支持部１６に支持されている。筒状保持部１４の上面には、載置台１２の上面を環状に囲むたとえば石英からなるフォーカスリング１８が配置されている。
【００１６】
処理容器１０の内壁と筒状支持部１６の間に形成された排気路２０には、環状のバッフル板２２が取り付けられている。排気路２０の底部には排気口２４が設けられ、排気管２６を介して真空ポンプ等を有する排気装置２８に接続されている。排気装置２８は、処理容器１０の内部を所定の真空度まで減圧する。処理容器１０の側壁には、ウェハＷの搬入又は搬出時に開閉するゲートバルブ３０が取り付けられている。
【００１７】
載置台１２には、給電棒３６および整合器３４を介してプラズマ生成用の高周波電力を出力する高周波電源３２が接続されている。高周波電源３２は、たとえば６０ＭＨｚの周波数の高周波電力を載置台１２に印加する。載置台１２には、整合器を介してバイアス電圧用の高周波電力を出力する高周波電源が接続されてもよい。この高周波電源から出力される高周波の周波数は、高周波電源３２から出力される高周波の周波数よりも低い。以上から、載置台１２は下部電極としても機能する。処理容器１０の天井部には、ガスシャワーヘッド３８が接地電位の上部電極として設けられている。高周波電源３２からのプラズマ生成用の高周波電力は載置台１２とガスシャワーヘッド３８との間に容量的にオンされる。
【００１８】
ガスシャワーヘッド３８は、その外縁部を被覆するシールドリング５９を介して処理容器１０の天井部の開口を閉塞するように取り付けられている。ガスシャワーヘッド３８は、多数のガス通気孔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が設けられている。バッファ室６０のガス導入口６０ａにはガス供給配管６４を介してガス供給源６２が連結されている。かかる構成により、ガス供給源６２から所望のガスが、ガスシャワーヘッド３８を介して処理容器１０の内部に供給される。
【００１９】
載置台１２の上面にはウェハＷを静電吸着する静電チャック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チャック電極４０ａを一対の誘電部材である誘電層部４０ｂ，４０ｃの間に挟み込んだものである。
【００２０】
チャック電極４０ａは、スイッチ４３を介して直流電源４２又はグラウンド４（接地部）４に接続される。静電チャック４０を直流電源４２に接続するようにスイッチ４３を切り替えると、チャック電極４０ａには直流電源４２から所定の静電電圧が印加され、これにより、クーロン力によってウェハＷを静電チャック４０上に吸着及び保持することができる。
【００２１】
チャック電極４０ａへの電圧の印加を停止する場合には、静電チャック４０をグラウンド４４に接続するようにスイッチ４３を切り替える。以下、チャック電極４０ａへの電圧の印加（オン）は、チャック電極４０ａが直流電源４２に接続された状態を意味し、チャック電極４０ａへの電圧の印加の停止（オフ）は、チャック電極４０ａがグラウンド４４に接続された状態を意味する。
【００２２】
伝熱ガス供給源５２は、ＨｅガスやＡｒガス等の伝熱ガスをガス供給ライン５４に通して静電チャック４０の上面とウェハＷの裏面の間に供給する。載置台１２の内部には、搬送アームとの間でウェハＷの受け渡しを行うためにウェハＷを昇降させる支持ピン８１が複数（例えば３本）設けられている。複数の支持ピン８１は、連結部材８２を介して伝えられるモータ８４の動力により上下動する。処理容器１０の底壁を貫通する支持ピン８１の貫通孔にはベローズ８３が設けられ、処理容器１０の内部の気密を保持する。なお、複数の支持ピン８１は、ウェハＷを持ち上げる支持機構の一例である。
【００２３】
処理容器１０の周囲には、環状または同心状に延在する磁石６６が上下２段に配置されている。高周波電源３２により鉛直方向のＲＦ電界が形成され、高周波の放電により、載置台１２の表面近傍には高密度のプラズマが生成される。磁石６６から発生する電磁界は、プラズマ生成空間に生成されたプラズマを制御する。
【００２４】
載置台１２の内部には冷媒管７０が設けられている。チラーユニット７１にて設定温度に制御された冷媒は、チラーユニット７１から出力され、配管７２を通って冷媒管７０に供給され、配管７３を通ってチラーユニット７１に戻る。静電チャック４０の内部にはヒータ７５が埋設されている。図示しない交流電源からの電力がヒータ７５に供給されると、ヒータ７５の熱により載置台１２が加熱される。このようにして、冷媒管７０を流れる冷媒による冷却とヒータ７５による加熱によって、載置台１２の温度が調整され、これにより、静電チャック４０上のウェハＷの温度が所望の温度に制御される。
【００２５】
制御部１００は、プラズマ処理装置１に取り付けられた各部、たとえばガス供給源６２、排気装置２８、直流電源４２、スイッチ４３、高周波電源３２、伝熱ガス供給源５２、モータ８４、チラーユニット７１等を制御する。制御部１００は、ホストコンピュータ等とも接続され、互いに通信可能となっている。
【００２６】
制御部１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０１、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等で構成されるメモリ１０２を有する。ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２に記憶された複数のプロセスレシピ１２０のうち、ウェハＷに施す処理手順を示すプロセスレシピ１２０を選択し、その選択したプロセスレシピ１２０に従い、特定のプラズマ処理を制御する。プロセスレシピ１２０にはプロセス条件に対するプラズマ処理装置１の制御情報であるプロセス時間、処理室内温度（上部電極温度、処理室の側壁温度、静電チャック（ＥＳＣ）温度等）、圧力（ガスの排気）、高周波電力や電圧、各種プロセスガス流量、伝熱ガス流量等が定義されている。
【００２７】
［プラズマ処理］
かかる構成のプラズマ処理装置１において、プロセスレシピ１２０に基づき、エッチング等のプラズマ処理を行う際の動作について、図２の従来の脱離制御処理の一例を示すフローチャートを参照しながら説明する。図２の処理が開始される前提動作としては、まずゲートバルブ３０を開口して搬送アーム上に保持されたウェハＷを処理容器１０内に搬入する。次に、静電チャック４０の表面から突出した支持ピン８１により搬送アームからウェハＷが持ち上げられ、支持ピン８１上にウェハＷが保持される。次いで、その搬送アームが処理容器１０外へ出て、支持ピン８１が静電チャック４０内に下ろされることでウェハＷが静電チャック４０上に載置される。ウェハＷ搬入後、ゲートバルブ３０が閉じられると、真空ポンプなどの排気装置２８により処理容器１０内部が排気される。
【００２８】
図２に示すプラズマ処理が開始されると、制御部１００のＣＰＵ１０１による制御により、ガス供給源６２は、エッチングガス等のプロセスガスをガスシャワーヘッド３８から処理容器１０の内部に導入する。また、排気装置２８は、処理容器１０内を減圧し、所定の圧力に維持する（ステップＳ１００）。次に、高周波電源３２は、高周波電力を載置台１２に印加し、プロセスガスを励起させてプラズマを生成する（ステップＳ１０１）。すなわち、プロセスガスは、高周波電源３２からの高周波電力により励起し、これにより、上部電極（ガスシャワーヘッド３８）と下部電極（載置台１２）の間のプラズマ生成空間にてプラズマが生成される。
【００２９】
次に、チャック電極４０ａに静電電圧を印加し、ウェハを静電チャック４０に静電吸着させる（Ｓ１０２）。次に、ウェハの裏面と静電チャック４０の上面の間に伝熱ガスを供給し、生成したプラズマのラジカルやイオンによって、ウェハＷに所定時間プラズマ処理を行う（Ｓ１０３）。プラズマ処理後、プロセスガスの供給と高周波電力の印加とを停止（オフ）し（Ｓ１０４）、伝熱ガスの供給を停止（オフ）し（Ｓ１０５）、チャック電極４０ａへの静電電圧の供給をオフする（Ｓ１０６）。
【００３０】
［除電処理］
続いて、静電チャック４０からウェハを離脱させる際に従来から行われている除電処理の一例を説明する。ＣＰＵ１０１は、ウェハＷへのプラズマ処理後、処理室内に不活性ガスを導入し、処理容器１０の内部を所定の圧力に維持する（Ｓ１０７）。次に、ＣＰＵ１０１は、プラズマ処理中にチャック電極４０ａに印加（オン）していた電圧とは正負が逆で同じ大きさの静電電圧をチャック電極４０ａに印加（オン）して除電する（Ｓ１０８）。その後、ＣＰＵ１０１は、スイッチ４３の接続先をグラウンド４４に切り替え、チャック電極４０ａの電圧をオフし（Ｓ１０９）、本処理を終了する。
【００３１】
この状態で、ＣＰＵ１０１は、支持ピン８１を上昇させてウェハＷを静電チャック４０から持ち上げ、ウェハＷを静電チャック５０から剥がす。ＣＰＵ１０１は、ゲートバルブ３０を開口して搬送アームが処理室内１０内に搬入された後、支持ピン８１が下げられウェハＷが搬送アーム上に保持される。次いで、ＣＰＵ１０１は、その搬送アームが処理容器１０外へ出て、次のウェハＷが搬送アームにより処理室内１０へ搬入される。この処理を繰り返すことで連続してウェハＷが処理される。
【００３２】
［残留電荷の状態］
しかしながら、上記除電方法によっても、静電チャック４０の表面に残留電荷が残り、支持ピンによりウェハを持ち上げて剥がす際に、残留電荷によりウェハＷが上手く剥がれないことがある。その原因について、図３（ａ）に示す従来の除電方法のシーケンスで生じる残留電荷の状態を参照しながら説明する。
【００３３】
ウェハＷのプラズマ処理中、図３（ａ−１）に示すように、静電チャック４０の表面に残留電荷が発生する。例えば、図３（ａ−１）の例では、静電チャック４０の表面にマイナス（−）の電荷が移動して残留電荷となっているが、静電チャック４０の表面にプラス（＋）の電荷が移動して、残留電荷となっている場合もある。
【００３４】
この状態で支持ピン８１を持ち上げると、図３（ａ−２）に示すように、静電チャック４０の表面のマイナスの残留電荷と、残留電荷によってウェハＷの裏面に引き寄せられたプラスの電荷との吸着力により、ウェハＷを剥がそうとする支持ピン８１の持ち上げに応じたトルクが発生し、ウェハＷは簡単には剥がれなくなる。
【００３５】
そこで、従来の除電処理では、静電チャック４０の表面のマイナスの残留電荷を取り除くために、ウェハＷのプラズマ処理中にチャック電極４０ａに印加していた電圧とは正負が逆で同じ大きさの静電電圧を印加する。これにより、静電チャック４０の表面の残留電荷を追い出す、すなわち除電が行われる。
【００３６】
例えば、図３（ａ−１）の例では、チャック電極４０ａに印加していた電圧とは正負が逆で同じ大きさのマイナスの値をもつ静電電圧を印加することで、静電チャック４０の表面のマイナスの電荷を追い出す除電が行われる。
【００３７】
しかしながら、これによっても静電チャック４０の表面に残留電荷が残ってしまい、完全に残留電荷をなくすことは困難である。
【００３８】
［脱離制御方法］
そこで、本実施形態にかかる脱離制御方法では、支持ピン８１によりウェハＷを持ち上げる際、直流電源４２から所定の静電電圧を印加しながら、支持ピン８１に掛かったトルクを検出し、検出したトルクが所定の閾値以下であるかが判定される。判定の結果に基づき、検出したトルクが所定の閾値以下である場合、ウェハＷが脱離可能と決定される。
【００３９】
つまり、本実施形態では、残留電荷を除電することなく、残留電荷をキャンセルする静電電圧ＨＶを静電チャック４０に供給する。これにより、図３（ｂ−１）に示すように、チャック電極４０ａに供給された電荷が静電チャック４０の残留電荷をキャンセルするように働き、静電チャック４０がもつトータルの電位を０にする。これにより、図３（ｂ−２）に示すように、静電チャック４０の上面とウェハＷの裏面の間に吸着力は発生せず、ウェハＷを載置台１２から容易に剥がすことができる。
【００４０】
［脱離制御処理］
次に、本実施形態に係る脱離制御処理の一例について、図４の本実施形態に係る脱離制御処理の一例を示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、本実施形態に係る脱離制御方法では、図１のメモリ１０２に記憶された、複数のリカバリーレシピ１１０ａ・・・１１０ｎ（総称してリカバリーレシピ１１０ともいう。）が使用される。ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２に記憶された複数のリカバリーレシピ１１０ａ・・・１１０ｎのうちから一のリカバリーレシピ１１０を選択し、その選択したリカバリーレシピ１１０を脱離制御処理に用いる。なお、メモリ１０２は、予め定められた静電電圧と、後述する繰り返しの回数（リトライ回数）との関係を記憶した記憶部の一例である。
【００４１】
また、本実施形態では、図４のステップＳ１０７〜Ｓ２０６の脱離制御処理においても、スイッチ４３は、直流電源４２に接続されたまま切り替えず、所定の電圧（０Ｖを含む）がチャック電極４０ａに印加される。このように直流電源４２がチャック電極４０ａに接続されている状態で、チャック電極４０ａに印加される電圧がＣＰＵ１０１により制御されている場合、チャック電極４０ａに０Ｖの電圧を印加したときも含めてチャック電極４０ａへの電圧の印加はオンされ、オフ（停止）されていないものとする。
【００４２】
本処理が開始されると、制御部１００のＣＰＵ１０１による制御により、プラズマ処理（ステップＳ１００〜Ｓ１０５）が実行される。図４のステップＳ１００〜Ｓ１０５の処理は、図２に同一ステップ番号にて示した処理と同一処理であるため、ここでは説明を省略する。ただし、図３のプラズマ処理では、図２のプラズマ処理において実行したステップＳ１０６のチャック電極４０ａへの電圧をオフする処理は行われない。
【００４３】
上記プラズマ処理後、本実施形態に係る脱離制御処理（ステップＳ１０７、Ｓ２００〜Ｓ２０８）が実行される。まず、ＣＰＵ１０１は、処理室内に不活性ガスを導入し、処理容器１０の内部を所定の圧力に維持する（Ｓ１０７）。
【００４４】
次に、ＣＰＵ１０１は、初期処理として支持ピン８１を上昇させ、インターロック制御を開始し（ステップＳ２００）、支持ピン８１を降下させる（ステップＳ２０１）。インターロック制御では、支持ピン８１を上げるときに、支持ピン８１に必要以上にトルクが掛かっていないかを検出する。支持ピン８１にかかるトルクがインターロックの閾値よりも高いと判定した場合には、自動的にモータ８４を停止し、支持ピン８１の上昇を中止する。インターロック制御は、ソフトウェア（プログラム）により実行してもよいし、ハードウェアにより実行してもよい。
【００４５】
たとえば、図６には、本実施形態に係る脱離制御処理における静電電圧と支持ピン８１のトルクとのシーケンスの一例を示す。図６の例では、点線が、チャック電極４０ａに印加する静電電圧ＨＶを示し、実線が、支持ピン８１にかかるトルクの一例を示す。また、図６では、静電電圧ＨＶが０Ｖ→３００Ｖ→６００Ｖ→９００Ｖと段階的に制御されている場合に支持ピン８１にかかるトルクの一例を示す。
【００４６】
図６に示すように、プラズマ処理中には２５００Ｖの静電電圧ＨＶが印加されている。図４のステップＳ２００において実行した離脱制御処理の初期処理では、図６に示すように、２５００Ｖの静電電圧ＨＶの印加を停止した直後であって、「初期時ピン上昇」に示した時刻に支持ピン８１を高速にウェハＷの裏面に到達させる初期動作が行われる。このときに支持ピン８１に大きなトルクが発生したことがわかる。
【００４７】
図４に戻り、次に、ＣＰＵ１０１は、リカバリーレシピ１１０に基づき、チャック電極４０ａに印加する静電電圧を段階的に制御する（ステップＳ２０２）。図５は、リカバリーレシピ１１０の一例をグラフで示した図である。図５のリカバリーレシピ１１０の横軸には、ウェハＷを剥がすことを試みたリトライ回数を示し、その縦軸には、チャック電極４０ａに印加する静電電圧ＨＶを示す。本実施形態では、ＣＰＵ１０１は、図５のリカバリーレシピ１１０に基づき、リトライ回数に応じてチャック電極４０ａに印加する静電電圧を段階的に増加させる。
【００４８】
具体的には、図４のステップＳ２０２にて、ＣＰＵ１０１は、図５のリカバリーレシピ１１０を参照して、リトライ回数が初期値（＝１）のときのチャック電極４０ａに印加する静電電圧ＨＶを０Ｖに制御する。
【００４９】
ＣＰＵ１０１は、この状態で支持ピン８１を上昇させ（ステップＳ２０３）、支持ピン８１にかかるトルクがインターロックの閾値以下であるかを判定する（ステップＳ２０４）。ＣＰＵ１０１は、トルクがインターロックの閾値よりも大きいと判定した場合、インターロック制御により支持ピン８１の上昇を中止し（ステップＳ２０５）、リトライ回数が１０回以上かを判定する（ステップＳ２０６）。
【００５０】
ＣＰＵ１０１は、リトライ回数が１０回よりも小さいと判定した場合、リカバリーレシピ１１０に基づき、リトライ回数に応じてチャック電極４０ａに印加する静電電圧を段階的に制御する（ステップＳ２０２）。この時点では、ＣＰＵ１０１は、図５のリカバリーレシピ１１０に基づき、リトライ回数（＝２）に応じてチャック電極４０ａに印加する静電電圧を３６０Ｖとする。
【００５１】
この状態で再び支持ピン８１を上昇させ（ステップＳ２０３）、ＣＰＵ１０１はトルクがインターロックの閾値以下であるかを判定する（ステップＳ２０４）。ＣＰＵ１０１はトルクがインターロックの閾値以下であると判定するまで、ステップＳ２０２〜Ｓ２０６の処理を繰り返す。
【００５２】
図４のステップＳ２０２にて、図５のリカバリーレシピ１１０に基づき、静電電圧ＨＶを３６０Ｖに設定して支持ピンにてウェハＷを持ち上げたときのトルクの状態が図６の２回目のピン上昇（リトライ回数＝２）の時刻に対応して示されている。リトライ回数が２回のとき、トルクは、インターロックの閾値を超えている。よって、ＣＰＵ１０１は、インターロック制御により支持ピン８１の上昇を中止する。
【００５３】
次に、図４のステップＳ２０２にて、図５のリカバリーレシピ１１０に基づき、静電電圧ＨＶを７２０Ｖに設定して支持ピンにてウェハＷを持ち上げたときのトルクの状態が図６の３回目のピン上昇（リトライ回数＝３）の時刻に対応して示されている。リトライ回数が３回のとき、トルクは、インターロックの閾値を超えている。よって、ＣＰＵ１０１は、インターロック制御により支持ピン８１の上昇を中止する。
【００５４】
次に、図４のステップＳ２０２にて、図５のリカバリーレシピ１１０に基づき、静電電圧ＨＶを１０８０Ｖに設定して支持ピンにてウェハＷを持ち上げたときのトルクの状態が図６の４回目のピン上昇（リトライ回数＝４）の時刻に対応して示されている。リトライ回数が４回のとき、トルクは、インターロックの閾値以下である。よって、このときインターロック制御による支持ピン８１の上昇の中止は行われない。
【００５５】
図４に戻り、よって、ＣＰＵ１０１は、支持ピン８１を上昇し、ウェハＷを載置台１２から脱離し（ステップＳ２０８）、スイッチ４３を直流電源４２への接続からグラウンド４４への接続に切り替え、チャック電極４０ａへの電圧の印加をオフし、本処理を終了する。
【００５６】
ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２０６において、リトライ回数が１０回以上であると判定した場合には、残留電荷によるトルクの発生以外の原因でウェハＷが剥がせないと判定し、リカバリー処理の完了を待ち（ステップＳ２０７）、本処理を終了する。残留電荷によるトルクの発生以外の原因としては、例えばモータ８４の異常等が挙げられる。
【００５７】
リカバリー処理では、例えば、処理容器１０の蓋を開けて不具合の原因を調査したり、不具合のメンテナンスを行う。リカバリー処理が完了した場合には、プラズマ処理装置１を立ち上げ直し、次のウェハのプラズマ処理を行う。
【００５８】
なお、リトライ回数（繰り返しの回数）は、１０回に限らず、予め定めた所定の制限値を用いることができる。つまり、ステップＳ２０６において繰り返しの回数が、所定の制限値を超える場合、プラズマ処理装置１のメンテナンスが行われる。
【００５９】
以上に説明したように、本実施形態にかかる脱離制御方法では、プラズマ処理後に静電電圧ＨＶをオフにせずに、残留電荷に応じた静電電圧ＨＶを静電チャック４０に供給する。これにより、静電チャック４０の残留電荷を除電しなくても、チャック電極４０ａに供給された静電電圧ＨＶによる電荷が静電チャック４０の残留電荷をキャンセルするように働き、その結果、静電チャック４０内のトータルの電位は０になる。これにより、図３（ｂ−２）に示すようにウェハＷを支持ピン８１で持ち上げるときに、静電チャック４０の表面とウェハＷの裏面の間に吸着力が発生しない。このため、ウェハＷを載置台１２から容易に剥がすことができる。
【００６０】
なお、図５に示すリカバリーレシピ１１０のグラフでは、静電電圧ＨＶの刻み値を３６０Ｖとし、ＣＰＵ１０１は、リトライ回数が１つ増えるごとに直前に印加した静電電圧ＨＶに３６０Ｖ増加させた電圧をチャック電極４０ａに印加した。しかしながら、図５のグラフは、チャック電極４０ａに印加する静電電圧ＨＶを段階的に制御するために、静電チャック４０に印加する静電電圧ＨＶの刻み値の一例を示したものであり、これに限定されない。静電チャック４０に溜まる残留電荷は、プロセス条件により変化する。例えば、プラズマ処理中にチャック電極４０ａに印加した静電電圧ＨＶの正負によって、図５が右肩上がりの階段状のグラフになるか、右肩下がりの階段状のグラフになるかが変わる。
【００６１】
また、これは一例であり、プラズマ生成用の高周波電力ＨＦ、バイアス電圧用の高周波電力ＬＦ、プラズマ処理中に印加していた静電電圧ＨＶの大きさ等のプロセス条件により、静電電圧ＨＶの刻み値の大きさを変えることが好ましい。さらに、図５のグラフでは、リトライ回数が１回のときの電圧ＨＶは０Ｖであるが、これに限らず、リトライ回数が１回のときの電圧ＨＶはマイナス値であってもよいし、プラス値であってもよい。
【００６２】
このように、リカバリーレシピ１１０には、プロセス条件に応じて予め設定された複数のグラフが用意され、図１に示すようにメモリ１０２に記憶されることが好ましい。この場合、オペレータは、プロセス条件に合ったリカバリーレシピ１１０を選択した上で、本実施形態に係る脱離制御処理を実行する。
【００６３】
以上に説明したように、本実施形態にかかるプラズマ処理装置１を用いて本実施形態にかかる脱離制御方法を実行することで、静電チャック４０からのウェハＷの脱離を容易に行うことができる。
【００６４】
以上、脱離制御方法及びプラズマ処理装置を上記実施形態により説明したが、本発明にかかる脱離制御方法及びプラズマ処理装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【００６５】
例えば、上記実施形態では、静電チャック４０の残留電荷に応じた値が所定の閾値以下かを判定するステップの一例として、図４のステップＳ２０４において支持ピン８１でウェハＷを持ち上げる際に生じるトルクがインターロックの閾値以下であるかを判定した。しかしながら、「残留電荷に応じた値」は、これに限らず、例えば、支持ピン８１によりウェハＷを持ち上げる際に直流電源４２に流れる電流値であってもよい。静電チャック４０に残留電荷が残っている状態で、支持ピン８１を持ち上げてウェハＷを動かすと、ウェハＷとチャック電極４０ａの間の静電容量が変化するために、直流電源４２と静電チャック４０との間での電荷のやり取りが発生し、直流電源４２と静電チャック４０の間に電流が流れる。そこで、直流電源４２と静電チャック４０とを接続する給電棒に電流計を取り付け、支持ピン８１を持ち上げてウェハを動かしたときに直流電源４２に流れる電流値を測定する。そして、測定した電流値から残留電荷の量を推定し、その残留電荷をキャンセルする静電電圧ＨＶをチャック電極４０ａに印加するようにしてもよい。これによっても、静電チャック４０の残留電荷がキャンセルされ、静電チャック４０内のトータルの電位を０にすることができる。この結果、ウェハＷを載置台１２から容易に剥がすことができる。
【００６６】
チャック電極４０ａにどれだけの静電電圧を印加したら、ウェハＷを持ち上げるときに発生するトルクがどの程度になり、ウェハＷを剥がすことができるかを判断できるテーブルを前もって用意してもよい。この場合、ＣＰＵ１０１は、テーブルを参照して、その時点で検出したトルクに対してウェハＷを剥がすことができる程度の静電電圧を導き出し、チャック電極４０ａにその静電電圧を印加することで、残留電荷をキャンセルし、ウェハＷを安全に剥がすことができる。この場合、チャック電極４０ａに印加する静電電圧を段階的に制御する必要がなくなる。
【００６７】
本発明に係る基板処理装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP),Inductively Coupled Plasma(ICP),Radial Line Slot Antenna, Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR),Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプでも適用可能である。
【００６８】
本明細書では、被処理体の一例としてウェハを挙げて説明した。しかし、被処理体は、これに限らず、LCD(Liquid Crystal Display)、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種基板や、ＣＤ基板、プリント基板等であっても良い。
【符号の説明】
【００６９】
１              プラズマ処理装置
１０            処理容器
１２            載置台（下部電極）
１８            フォーカスリング
２２            バッフル板
２８            排気装置
３２            高周波電源
３８            ガスシャワーヘッド(上部電極)
４０            静電チャック
４０ａ          チャック電極
４２            直流電源
４３            スイッチ
４４            グラウンド
５２            伝熱ガス供給源
６２            ガス供給源
７１            チラーユニット
７５            ヒータ
８０            モニタ
８１            支持ピン
８４            モータ
１００          制御部
１０１          ＣＰＵ
１０２          メモリ
１１０          リカバリーレシピ
１２０          プロセスレシピ
【図１】
2019046997.tif 000003
【図２】
2019046997.tif 000004
【図３】
2019046997.tif 000005
【図４】
2019046997.tif 000006
【図５】
2019046997.tif 000007
【図６】
2019046997.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月20日(2018.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電チャックに静電吸着された被処理体を脱離させる脱離制御方法であって、
支持機構により前記被処理体を持ち上げる間、前記静電チャックの電極に所定の静電電圧を印加しながら、被処理体を脱離させる工程、
を有する脱離制御方法。
【請求項２】
前記被処理体を脱離させる工程は、
前記静電チャックの電極に所定の静電電圧を印加しながら、前記静電チャックの残留電荷に応じた値が所定の閾値以下であるかを判定する工程と、
前記判定の結果に応じて前記被処理体が脱離可能かを決定する工程と、
を有する請求項１に記載の脱離制御方法。
【請求項３】
前記被処理体が脱離可能を決定する工程の結果に応じて、前記静電チャックの電極に印加する静電電圧の値を決定する、
請求項２に記載の脱離制御方法。
【請求項４】
前記静電チャックの残留電荷に応じた値は、前記支持機構により前記被処理体を持ち上げる際に生じるトルクである、
請求項２又は３に記載の脱離制御方法。
【請求項５】
前記静電チャックの残留電荷に応じた値は、前記支持機構により前記被処理体を持ち上げる際に前記静電チャックの電極と前記静電チャックの電極に接続される直流電源の間を流れる電流値である、
請求項２又は３に記載の脱離制御方法。
【請求項６】
前記静電チャックの残留電荷に応じた値が所定の閾値以下になるまで、前記静電チャックの電極に印加する静電電圧の値を段階的に変え、前記被処理体を持ち上げる際、前記静電チャックの電極に前記段階的に変えた静電電圧を印加しながら、前記被処理体を吸着する残留電荷に応じた値が所定の閾値以下であるかを判定する工程を繰り返す、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の脱離制御方法。
【請求項７】
予め定められた静電電圧と繰り返しの回数との関係を記憶した記憶部を参照して、前記工程を繰り返した回数に応じて前記静電チャックの電極に印加する静電電圧の値を決定する、
請求項６に記載の脱離制御方法。
【請求項８】
前記繰り返しの度に所定値ずつ前記静電電圧の値を段階的に増加又は減少させることで前記静電チャックの電極に印加する静電電圧の値を決定する、
請求項７に記載の脱離制御方法。
【請求項９】
前記繰り返しの回数が、所定の制限値を超える場合、前記静電チャックに静電吸着された被処理体を処理する処理装置のメンテナンスを行う、
請求項７又は８に記載の脱離制御方法。
【請求項１０】
被処理体を静電吸着させる静電チャックと、前記静電チャックの電極に静電電圧を印加する直流電源と、制御部とを有するプラズマ処理装置であって、
前記制御部は、
支持機構により前記被処理体を持ち上げる間、前記静電チャックの電極に所定の静電電圧を印加しながら、被処理体を脱離するように制御する、
プラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記静電チャックの電極に所定の静電電圧を印加しながら、前記静電チャックの残留電荷に応じた値が所定の閾値以下であるかを判定し、前記判定の結果に応じて前記被処理体が脱離可能かを決定するように制御する、
請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記被処理体が脱離可能かの決定の結果に応じて、前記静電チャックの電極に印加する静電電圧の値を決定するように制御する、
請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
本処理が開始されると、制御部１００のＣＰＵ１０１による制御により、プラズマ処理（ステップＳ１００〜Ｓ１０５）が実行される。図４のステップＳ１００〜Ｓ１０５の処理は、図２に同一ステップ番号にて示した処理と同一処理であるため、ここでは説明を省略する。ただし、図４のプラズマ処理では、図２のプラズマ処理において実行したステップＳ１０６のチャック電極４０ａへの電圧をオフする処理は行われない。