(57)【要約】【課題】静電吸着された被吸着物の吸着状態をリアルタイムで検出可能な、吸着状態判別方法および静電吸着構造、ならびに、汎用性の高い装置構成で、被処理体の吸着状態を高い信頼性で判別可能な吸着状態判別方法、離脱方法、処理方法、静電吸着構造および処理装置を提供する。【解決手段】制御装置１００は、静電チャック２１上のウェハＷの温度プロファイルを、放射温度計３５によって、リアルタイムでモニタしている。ウェハＷは、ヒータ層１９によって所定温度に加熱される。制御装置１００は、ウェハＷと誘電体２８との吸着状態の変化に基づく温度プロファイルの変化から吸着状態を判別する。【選択図】　図２
2004047512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を内包する誘電体上に載置され、前記電極への直流電圧の印加により前記誘電体に静電気力によって吸着された被吸着物の吸着状態を判別する吸着状態判別方法であって、
前記直流電圧印加後の前記被吸着物の温度プロファイルをモニタする工程と、モニタした前記被吸着物の温度プロファイルに基づいて、前記被吸着物と前記誘電体との吸着状態を判別する吸着状態判別工程と、
を備える、ことを特徴とする吸着状態判別方法。
【請求項２】
前記吸着状態判別工程では、前記被吸着物が前記誘電体に所定状態で吸着されたときの温度プロファイルと、モニタした前記温度プロファイルと、を比較して、前記吸着状態を判別する、ことを特徴とする請求項２に記載の吸着状態判別方法。
【請求項３】
さらに、前記誘電体上の前記被吸着物を所定温度に保持する工程を備える、ことを特徴とする請求項１または２に記載の吸着状態判別方法。
【請求項４】
電極を内包する誘電体上に載置され、前記電極への所定極性の直流電圧の印加により前記誘電体に静電気力によって吸着された被吸着物を、前記誘電体から離脱させる離脱方法であって、
前記電極への前記直流電圧の印加を停止する工程と、
前記直流電圧の印加停止後に前記被吸着物に残留する電荷を除去する電荷除去工程と、
前記電荷除去工程における前記被吸着物の温度プロファイルをモニタする工程と、
モニタした前記温度プロファイルに基づいて、前記被吸着物と前記誘電体との吸着状態を判別し、前記被吸着物を前記誘電体から離脱させるタイミングを決定する離脱タイミング決定工程と、
前記離脱タイミング決定工程で決定された前記離脱タイミングに、前記被吸着物を前記誘電体から離脱させる工程と、
を備える、ことを特徴とする離脱方法。
【請求項５】
前記離脱タイミング決定工程では、前記被吸着物が前記誘電体に所定状態で吸着されたときの温度プロファイルと、モニタした前記温度プロファイルと、を比較して、前記吸着状態を判別する、ことを特徴とする請求項４に記載の離脱方法。
【請求項６】
前記離脱タイミング決定工程では、前記被吸着物と前記誘電体との間に、前記残留する電荷によって形成される静電気力が最も弱まる時点を、前記離脱タイミングとして決定する、ことを特徴とする請求項４または５に記載の離脱方法。
【請求項７】
さらに、前記誘電体上の前記被吸着物を所定温度に保持する工程を備える、ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の離脱方法。
【請求項８】
前記離脱タイミング決定工程では、前記被吸着物の温度が前記所定温度から最も変化した時点に基づいて前記離脱タイミングを決定する、ことを特徴とする請求項７項に記載の離脱方法。
【請求項９】
前記電荷除去工程では、前記電極に、前記所定極性の前記直流電圧とは逆の極性の電圧を印加する、ことを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載の離脱方法。
【請求項１０】
電極を内包する誘電体上に被処理体を載置する工程と、
前記電極に所定極性の直流電圧を印加して、前記被処理体を前記誘電体に静電気力によって吸着させる工程と、
前記誘電体に吸着された前記被処理体に所定の処理を施す工程と、
前記直流電圧印加後の前記被処理体の温度プロファイルをモニタする工程と、モニタした前記被処理体の温度プロファイルに基づいて、前記被処理体と前記誘電体との吸着状態を判別し、前記処理を制御する制御工程と、
を備える、ことを特徴とする処理方法。
【請求項１１】
さらに、前記誘電体上の前記被処理体を所定温度に保持する工程を備える、ことを特徴とする請求項１０に記載の処理方法。
【請求項１２】
前記制御工程では、前記被処理体の前記誘電体上への載置状態を判別する、ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の処理方法。
【請求項１３】
電極を内包する誘電体上に被処理体を載置する工程と、
前記電極に所定極性の直流電圧を印加して、前記被処理体を前記誘電体に静電気力によって吸着させる工程と、
前記誘電体に吸着された前記被処理体に所定の処理を施す工程と、
前記処理の後、前記電極への前記直流電圧の印加を停止する工程と、
前記被処理体および前記誘電体に残留した電荷を除去する電荷除去工程と、
前記電荷除去工程中の前記被処理体の温度プロファイルをモニタする工程と、モニタした前記温度プロファイルに基づいて、前記被処理体と前記誘電体との吸着状態を判別し、前記被処理体を前記誘電体から離脱させる離脱タイミングを決定する離脱タイミング決定工程と、
前記離脱タイミング決定工程で決定された前記離脱タイミングに、前記被処理体を前記誘電体から離脱させる工程と、
を備える、ことを特徴とする処理方法。
【請求項１４】
前記タイミング決定工程では、前記被処理体が前記誘電体に所定状態で吸着されたときの温度プロファイルと、モニタした前記温度プロファイルと、を比較して、前記吸着状態を判別する、ことを特徴とする請求項１３に記載の処理方法。
【請求項１５】
前記離脱タイミング決定工程では、前記被処理体と前記誘電体との間に、前記残留する電荷によって形成される静電気力が最も弱まる時点を、前記離脱タイミングとして決定する、ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の処理方法。
【請求項１６】
さらに、前記誘電体上の前記被処理体を所定温度に保持する工程を備える、ことを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項１７】
前記離脱タイミング決定工程では、前記被処理体の温度が前記所定温度から最も変化した時点に基づいて前記離脱タイミングを決定する、ことを特徴とする請求項１６項に記載の処理方法。
【請求項１８】
前記電荷除去工程では、前記電極に、前記所定極性の前記直流電圧とは逆の極性の電圧を印加する、ことを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項１９】
電極を内包し、前記電極への直流電圧の印加により、被吸着物が静電気力によって吸着される誘電体と、
前記被吸着物の温度を測定するための温度測定手段と、
前記温度測定手段が測定した前記被吸着物の温度プロファイルをモニタし、モニタした前記温度プロファイルに基づいて、前記被吸着物と前記誘電体との吸着状態を判別する吸着状態判別手段と、
を備える、ことを特徴とする静電吸着装置。
【請求項２０】
内部で被処理体に所定の処理が施されるチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、電極を内包し、前記電極への直流電圧の印加により、前記被処理体が静電気力によって吸着される誘電体と、
前記誘電体上の前記被処理体の温度を測定するための温度測定手段と、
前記温度測定手段が測定した前記被処理体の温度プロファイルをモニタし、モニタした前記温度プロファイルに基づいて、前記被処理体と前記誘電体との吸着状態を判別し、前記処理を制御する制御手段と、
を備える、ことを特徴とする処理装置。
【請求項２１】
内部で被処理体に所定の処理が施されるチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、電極を内包し、前記電極への直流電圧の印加により、その表面に前記被処理体が静電気力によって吸着される誘電体と、
前記電極への直流電圧の印加の開始と停止とを切り替える給電切替手段と、
前記誘電体上の前記被処理体の温度を測定するための温度測定手段と、
前記被処理体を前記誘電体から離脱させる離脱手段と、
前記電極への前記直流電圧の印加停止後の前記被処理体の温度プロファイルをモニタし、モニタした前記温度プロファイルに基づいて、前記被処理体と前記誘電体との吸着状態を判別し、前記被処理体を前記誘電体から離脱させる離脱タイミングを決定し、前記離脱手段によって前記被処理体を離脱させる制御手段と、
を備える、ことを特徴とする処理装置。
【請求項２２】
さらに、前記電極に印加される直流電圧の極性を切り替える極性切替手段を備え、
前記制御装置は、前記直流電圧の印加停止後の前記電極に、前記直流電圧とは逆の極性の電圧を印加する、ことを特徴とする請求項２１に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被載置物を静電気力によって吸着保持する、吸着状態判別方法、離脱方法、処理方法、静電吸着装置および処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置、液晶表示装置等の製造工程において、半導体ウェハ等の被処理基板を所定の位置に保持する構造として、静電チャックが用いられている。静電チャックは、静電気力（クーロン力）を用いて基板を吸着保持する。静電チャックは、真空中でも利用可能であることなどから、プラズマエッチング等のプラズマ処理に好適に利用可能である。
【０００３】
静電チャックは、誘電体と、電極と、から構成される。誘電体は、セラミック、樹脂等の絶縁性材料から構成される。基板は、誘電体に形成された載置面上に載置され、後述するように静電気力によって吸着される。また、電極は、誘電体の内部に埋め込まれている。電極は平板状に形成され、誘電体を介して基板に対向するようそれぞれ配置される。
【０００４】
電極には直流電圧が印加される。直流電圧の印加により、電極と重なる誘電体の表面には、印加電圧の極性と逆極性の電荷がそれぞれ誘起される。誘電体表面に誘起された電荷により、基板の裏面にこれとは逆の極性の電荷が誘起される。これにより、基板の裏面と誘電体の載置面との間に静電気力が発生し、基板は誘電体表面に吸着保持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
静電チャックを用いて基板を吸着して所定の処理を行う場合、基板の吸着時と、基板の吸着解除時と、において、以下の（１）および（２）のような問題がある。
【０００６】
（１）静電チャックへの吸着は、電極への電圧の印加を停止することにより解除される。しかし、電圧の印加を停止した後にも、基板および誘電体の表面には電荷が残留する。このような残留電荷は、基板と静電チャックとの間のいわゆる残留吸着力を形成する。基板の静電チャックからの離脱は、例えば、静電チャックを貫通するリフトピンの上昇により行われる。残留吸着力がリフトピンの突き上げ圧力よりも大きい場合などには、離脱時の基板の変形、離脱の失敗などが起きるおそれがある。
【０００７】
このため、残留電荷は、電圧印加の停止の後、速やかに除去する（除電する）必要がある。除電は、例えば、誘電体および基板をアルゴンガス等のプラズマ（除電プラズマ）に曝露することにより行われる。
【０００８】
除電は、残留吸着力が所定の力、例えば、リフトピンの突き上げ圧力よりも小さくなるように行われる。このため、基板の離脱タイミング（リフトピンの上昇タイミング）は、例えば、除電プラズマの生成後から所定時間後というように設定される。
【０００９】
安定な基板の離脱を確保するため、離脱タイミングは、基板および静電チャックを十分に除電するためのマージンをとって設定されている。従って、設定された離脱タイミングは、基板等の実際の除電時間よりも大きく、マージンの分だけ実質的なスループットは低い。マージンを削減することにより、スループットは向上可能であるが、基板の安定な離脱が保証されなくなる。
【００１０】
残留吸着力、すなわち、基板の吸着状態をリアルタイムで検出することにより、スループットと離脱安定性とを最適化させることができるが、除電時の基板の吸着状態をリアルタイムで検出する方法はこれまで開発されていない。このように、基板の静電チャックへの吸着状態をリアルタイムで検出して、速やかかつ安定な基板の離脱方法は、従来なかった。
【００１１】
（２）基板が静電チャック上に載置された際、異物の存在などにより基板が正常な位置に吸着されなかった場合、基板が異常に加熱される場合がある。異常な加熱は、基板に形成された素子の破壊等をもたらし、歩留まりを低下させる。このため、基板が静電チャック上に正常な位置に吸着されているかどうかを確認する方法が必要とされる。基板の載置状態を確認する方法として、基板と静電チャックとの間に供給されたガスの漏れ量から判断する方法、または、処理後の基板を検査する方法が知られている。
【００１２】
ガスの漏れ量を検出する方法において、ガスは、ヒータ構造の上に設けられた静電チャックの表面と、基板の裏面と、の間の熱伝導率を向上させる伝熱ガスとして供給される。ガスの漏れ量は、ガスの供給圧から求められる。しかし、この方法は、加熱構造が異なり、伝熱ガスを用いない装置構成では使用することができない。
【００１３】
また、処理後の基板を検査する方法では、製造不良が基板の異常な載置に起因することをすぐに判別することはできず、複数枚の基板を不良としてしまう。このため、歩留まりおよびスループットが低下するおそれがある。
このように、汎用性の高い装置構成で、静電チャックによる基板の吸着状態をリアルタイムで検出可能な方法は、従来なかった。
【００１４】
上記事情を鑑みて、本発明は、静電吸着された被吸着物の吸着状態をリアルタイムで検出可能な、吸着状態判別方法および静電吸着装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、静電吸着された被処理体の、速やかな離脱の可能な離脱方法、処理方法および処理装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、汎用性の高い装置構成で、被処理体の吸着状態を高い信頼性で判別可能な吸着状態判別方法、離脱方法、処理方法、静電吸着装置および処理装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る吸着状態判別方法は、
電極を内包する誘電体上に載置され、前記電極への直流電圧の印加により前記誘電体に静電気力によって吸着された被吸着物の吸着状態を判別する吸着状態判別方法であって、
前記直流電圧印加後の前記被吸着物の温度プロファイルをモニタする工程と、モニタした前記被吸着物の温度プロファイルに基づいて、前記被吸着物と前記誘電体との吸着状態を判別する吸着状態判別工程と、
を備える、ことを特徴とする。
【００１６】
上記吸着状態判別方法において、前記吸着状態判別工程では、前記被吸着物が前記誘電体に所定状態で吸着されたときの温度プロファイルと、モニタした前記温度プロファイルと、を比較して、前記吸着状態を判別してもよい。
【００１７】
上記吸着状態判別方法において、さらに、前記誘電体上の前記被吸着物を所定温度に保持する工程を備えてもよい。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る離脱方法は、
電極を内包する誘電体上に載置され、前記電極への所定極性の直流電圧の印加により前記誘電体に静電気力によって吸着された被吸着物を、前記誘電体から離脱させる離脱方法であって、
前記電極への前記直流電圧の印加を停止する工程と、
前記直流電圧の印加停止後に前記被吸着物に残留する電荷を除去する電荷除去工程と、
前記電荷除去工程における前記被吸着物の温度プロファイルをモニタする工程と、
モニタした前記温度プロファイルに基づいて、前記被吸着物と前記誘電体との吸着状態を判別し、前記被吸着物を前記誘電体から離脱させるタイミングを決定する離脱タイミング決定工程と、
前記離脱タイミング決定工程で決定された前記離脱タイミングに、前記被吸着物を前記誘電体から離脱させる工程と、
を備える、ことを特徴とする。
【００１９】
上記離脱方法において、前記離脱タイミング決定工程では、前記被吸着物が前記誘電体に所定状態で吸着されたときの温度プロファイルと、モニタした前記温度プロファイルと、を比較して、前記吸着状態を判別してもよい。
【００２０】
上記離脱方法において、前記離脱タイミング決定工程では、前記被吸着物と前記誘電体との間に、前記残留する電荷によって形成される静電気力が最も弱まる時点を、前記離脱タイミングとして決定してもよい。
【００２１】
上記離脱方法は、さらに、前記誘電体上の前記被吸着物を所定温度に保持する工程を備えてもよい。
【００２２】
上記離脱方法において、前記離脱タイミング決定工程では、前記被吸着物の温度が前記所定温度から最も変化した時点に基づいて前記離脱タイミングを決定してもよい。
【００２３】
上記離脱方法において、前記電荷除去工程では、前記電極に、前記所定極性の前記直流電圧とは逆の極性の電圧を印加してもよい。
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る処理方法は、
電極を内包する誘電体上に被処理体を載置する工程と、
前記電極に所定極性の直流電圧を印加して、前記被処理体を前記誘電体に静電気力によって吸着させる工程と、
前記誘電体に吸着された前記被処理体に所定の処理を施す工程と、
前記直流電圧印加後の前記被処理体の温度プロファイルをモニタする工程と、モニタした前記被処理体の温度プロファイルに基づいて、前記被処理体と前記誘電体との吸着状態を判別し、前記処理を制御する制御工程と、
を備える、ことを特徴とする。
【００２５】
上記処理方法は、さらに、前記誘電体上の前記被処理体を所定温度に保持する工程を備えてもよい。
【００２６】
上記処理方法において、前記制御工程では、前記被処理体の前記誘電体上への載置状態を判別してもよい。
【００２７】
上記目的を達成するため、本発明の第４の観点に係る処理方法は、
電極を内包する誘電体上に被処理体を載置する工程と、
前記電極に所定極性の直流電圧を印加して、前記被処理体を前記誘電体に静電気力によって吸着させる工程と、
前記誘電体に吸着された前記被処理体に所定の処理を施す工程と、
前記処理の後、前記電極への前記直流電圧の印加を停止する工程と、
前記被処理体および前記誘電体に残留した電荷を除去する電荷除去工程と、
前記電荷除去工程中の前記被処理体の温度プロファイルをモニタする工程と、モニタした前記温度プロファイルに基づいて、前記被処理体と前記誘電体との吸着状態を判別し、前記被処理体を前記誘電体から離脱させる離脱タイミングを決定する離脱タイミング決定工程と、
前記離脱タイミング決定工程で決定された前記離脱タイミングに、前記被処理体を前記誘電体から離脱させる工程と、
を備える、ことを特徴とする。
【００２８】
上記処理方法において、前記タイミング決定工程では、前記被処理体が前記誘電体に所定状態で吸着されたときの温度プロファイルと、モニタした前記温度プロファイルと、を比較して、前記吸着状態を判別してもよい。
【００２９】
上記処理方法において、前記離脱タイミング決定工程では、前記被処理体と前記誘電体との間に、前記残留する電荷によって形成される静電気力が最も弱まる時点を、前記離脱タイミングとして決定してもよい。
【００３０】
上記処理方法は、さらに、前記誘電体上の前記被処理体を所定温度に保持する工程を備えてもよい。
【００３１】
上記処理方法において、前記離脱タイミング決定工程では、前記被処理体の温度が前記所定温度から最も変化した時点に基づいて前記離脱タイミングを決定してもよい。
【００３２】
上記処理方法において、前記電荷除去工程では、前記電極に、前記所定極性の前記直流電圧とは逆の極性の電圧を印加してもよい。
【００３３】
上記目的を達成するため、本発明の第５の観点に係る静電吸着装置は、
電極を内包し、前記電極への直流電圧の印加により、被吸着物が静電気力によって吸着される誘電体と、
前記被吸着物の温度を測定するための温度測定手段と、
前記温度測定手段が測定した前記被吸着物の温度プロファイルをモニタし、モニタした前記温度プロファイルに基づいて、前記被吸着物と前記誘電体との吸着状態を判別する吸着状態判別手段と、
を備える、ことを特徴とする。
【００３４】
上記目的を達成するため、本発明の第６の観点に係る処理装置は、
内部で被処理体に所定の処理が施されるチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、電極を内包し、前記電極への直流電圧の印加により、前記被処理体が静電気力によって吸着される誘電体と、
前記誘電体上の前記被処理体の温度を測定するための温度測定手段と、
前記温度測定手段が測定した前記被処理体の温度プロファイルをモニタし、モニタした前記温度プロファイルに基づいて、前記被処理体と前記誘電体との吸着状態を判別し、前記処理を制御する制御手段と、
を備える、ことを特徴とする。
【００３５】
上記目的を達成するため、本発明の第７の観点に係る処理装置は、
内部で被処理体に所定の処理が施されるチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、電極を内包し、前記電極への直流電圧の印加により、その表面に前記被処理体が静電気力によって吸着される誘電体と、
前記電極への直流電圧の印加の開始と停止とを切り替える給電切替手段と、
前記誘電体上の前記被処理体の温度を測定するための温度測定手段と、
前記被処理体を前記誘電体から離脱させる離脱手段と、
前記電極への前記直流電圧の印加停止後の前記被処理体の温度プロファイルをモニタし、モニタした前記温度プロファイルに基づいて、前記被処理体と前記誘電体との吸着状態を判別し、前記被処理体を前記誘電体から離脱させる離脱タイミングを決定し、前記離脱手段によって前記被処理体を離脱させる制御手段と、
を備える、ことを特徴とする。
【００３６】
上記処理装置は、さらに、前記電極に印加される直流電圧の極性を切り替える極性切替手段を備えてもよく、
前記制御装置は、前記直流電圧の印加停止後の前記電極に、前記直流電圧とは逆の極性の電圧を印加してもよい。
【００３７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る処理装置について、以下図面を参照して説明する。第１の実施の形態は、本発明を、被処理体である半導体ウェハ（以下、ウェハＷ）にプラズマエッチングを施すプラズマエッチング装置に適用した例である。
【００３８】
図１に、第１の実施の形態に係る処理装置１１の構成を示す。図１に示す処理装置１１の行う一連の動作は、制御装置１００によって制御される。
【００３９】
図１に示すように、第１の実施の形態の処理装置１１は、略円筒形状のチャンバ１２を備える。チャンバ１２は、アルマイト処理されたアルミニウム等から構成されている。チャンバ１２は、接地されている。
【００４０】
チャンバ１２の下部には、排気管１３が接続されている。排気管１３は、真空引き可能なポンプ１４に接続され、チャンバ１２内は、数Ｐａ程度まで減圧可能となっている。
【００４１】
チャンバ１２の底部には、セラミック等の絶縁体からなる支持板１５が設けられている。支持板１５の上には、略円筒状のサセプタ１６が設けられている。サセプタ１６は、後述するように、ウェハＷの載置台として、および、プラズマ生成用の下部電極として機能する。
【００４２】
サセプタ１６は、表面がアルマイト処理されたアルミニウム等から構成される。サセプタ１６およびその周辺部分を拡大した図を図２に示す。図２に示すように、サセプタ１６は、略円筒形状に形成されている。サセプタ１６本体の上面には、平坦面が設けられている。
【００４３】
サセプタ１６には、その内部に冷媒流路１７が形成されている。冷媒流路１７には、チラー（冷媒）が導通可能であり、サセプタ１６およびその近傍を所定の温度に調節する。また、サセプタ１６には、これを上下に貫通する貫通孔１８が設けられている。
【００４４】
サセプタ１６上には、ヒータ層１９が設けられている。ヒータ層１９は、抵抗体２０が埋設された平板状の絶縁体層から構成されている。絶縁体層は、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等のセラミックから構成される。ヒータ層１９により、サセプタ１６上に載置されたウェハＷは、所定温度に加熱される。
【００４５】
ヒータ層１９の上には、平板状の静電チャック２１が設けられている。静電チャック２１の上面は、ウェハＷの載置面を構成する。また、後述するように、静電チャック２１は、載置されたウェハＷを静電気力で吸着し、保持する。静電チャック２１は、ヒータ層１９によって所定の温度に保持される。
【００４６】
サセプタ１６およびヒータ層１９内には、例えば、ヘリウムガスなどの伝熱ガスの流路（図示せず）が形成されている。静電チャック２１上に保持されたウエハＷの裏面に伝熱ガスを供給することによって、ウエハＷと静電チャック２１との間の熱伝達は均一となり、伝熱効率が向上される。
【００４７】
ヒータ層１９および静電チャック２１は、サセプタ１６よりも小径に形成されている。サセプタ１６上面の周縁には、ヒータ層１９および静電チャック２１を囲む、環状のフォーカスリングが設けられている。フォーカスリングは、内側フォーカスリング２２と、外側フォーカスリング２３と、から構成されている。
【００４８】
内側フォーカスリング２２は、単結晶シリコン等の導電性材料から構成されている。内側フォーカスリング２２は静電チャック２１の外径とほぼ同じ内径を有し、その外周を包囲する。内側フォーカスリング２２は、プラズマ中のイオンを効果的にウエハＷに入射させる機能を有している。
【００４９】
外側フォーカスリング２３は、石英等の絶縁性材料から構成されている。外側フォーカスリング２３は、内側フォーカスリング２２の外径とほぼ同じ内径を有し、その外周を包囲する。外側フォーカスリング２３は、サセプタ１６の上方のプラズマの拡散を抑制する。
【００５０】
また、サセプタ１６と、ヒータ層１９と、静電チャック２１と、には、これらを貫通するリフトピン孔２４が設けられている。リフトピン孔２４は、例えば、３つ設けられ、それぞれの内部をリフトピン２５が進退可能となっている。
【００５１】
複数のリフトピン２５は、リング状の支持部材２６によって固定され、シリンダ２７によって、一体に昇降可能に構成されている。リフトピン２５は、静電チャック２１から突出し、かつ、埋没するように駆動する。リフトピン２５の昇降動作によって、図３に示すように、ウェハＷの静電チャック２１上への載置および載置面からの離脱がなされる。
【００５２】
ここで、図２に示す静電チャック２１について詳述する。静電チャック２１は、誘電体２８と、一対の電極２９ａ、２９ｂと、から構成される。
【００５３】
誘電体２８は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等のセラミック、ポリイミド等の樹脂等から構成されている。誘電体２８は、例えば、厚さ４ｍｍ程度の円板状に形成されている。誘電体２８の一面（下面）は、ヒータ層１９の上面に接合されている。また、誘電体２８の他面（上面）は、ウェハＷの載置面を構成する。
【００５４】
一対の電極２９ａ、２９ｂは、誘電体２８の内部に埋設されている。電極２９ａ、２９ｂは、例えば、タングステン等の高融点金属の薄板から構成されている。電極２９ａ、２９ｂは、例えば、図４に示すように、それぞれ半円状に形成されている。図２に戻り、一対の電極２９ａ、２９ｂは、貫通孔１８を通る給電線３０ａ、３０ｂの一端にそれぞれ接続されている。給電線３０ａ、３０ｂの他端は、貫通孔１８を介して引き出され、給電部３１に接続されている。
【００５５】
給電部３１は、第１および第２の直流電源３２ａ、３２ｂと、給電スイッチ３３と、極性切替スイッチ３４と、を備える。給電部３１は、制御装置１００に接続されている。
【００５６】
第１および第２の直流電源３２ａ、３２ｂは、それぞれ、正極または負極の直流電力、例えば、大きさ５００Ｖ〜２ｋＶの直流電力を供給する。
【００５７】
給電スイッチ３３は、第１および第２の直流電源３２ａ、３２ｂからの給電線３０ａ、３０ｂへの電力供給のオン／オフを切り替える。一対の電極２９ａ、２９ｂは、給電スイッチ３３がオンのとき第１および第２の直流電源３２ａ、３２ｂに接続され、また、オフのとき接地される。制御装置１００は、給電スイッチ３３のオン／オフにより、ウェハＷを静電チャック２１上に静電吸着させ、また、吸着を解除する。
【００５８】
上述のように、第１および第２の直流電源３２ａ、３２ｂと、一対の電極２９ａ、２９ｂと、は給電線３０ａ、３０ｂによってそれぞれ接続され、一対の電極２９ａ、２９ｂの双方には、それぞれ極性の異なる直流電圧が印加される。給電スイッチ３３がオンとされ、一対の電極２９ａ、２９ｂに直流電圧が印加されると、各電極２９ａ、２９ｂの近傍の誘電体２８表面には、それぞれ正電荷と負電荷とが誘起される。これらの電荷は、誘電体２８上に載置されたウェハＷの載置面に、それぞれ、これらと逆極性の電荷を誘起する。これにより、誘電体２８表面とウェハＷの裏面との間に静電気力（クーロン力）が形成され、ウェハＷは誘電体２８表面に静電吸着される。
【００５９】
極性切替スイッチ３４は、一対の電極２９ａ、２９ｂにそれぞれ接続された給電線３０ａ、３０ｂと、第１および第２の直流電源３２ａ、３２ｂと、の接続を切り換える。すなわち、極性切替スイッチ３４は、一対の電極２９ａ、２９ｂに印加される直流電圧の極性を同時に切り替える。制御装置１００は、後述するように、除電の際、極性切替スイッチ３４によって、ウェハＷの吸着時に印加する直流電圧（チャック電圧）とは逆の極性の直流電圧を電極２９ａ、２９ｂに印加する。
【００６０】
また、図２に示すように、処理装置１１は、静電チャック２１上のウェハＷの温度を検出するための放射温度計３５を備える。放射温度計３５は、光ファイバ等のケーブル３６を介して、放射光または熱線を検出する検出子３７に接続されている。検出子３７は、例えば、透明な円柱状の石英ロッドから構成されている。
【００６１】
検出子３７およびケーブル３６は、サセプタ１６と、ヒータ層１９と、誘電体２８と、を貫通するガイド孔３８を通され、誘電体２８の表面付近に検出子３７が露出するように配置される。検出子３７は、静電チャック２１上に載置されたウェハＷの裏面に隣接して配置され、ウェハＷの裏面から放射された光または熱線を捕捉する。検出子３７が捕捉した放射光等は、ケーブル３６を通って、放射温度計３５へと送られる。
【００６２】
放射温度計３５は、フォトダイオード等の受光素子３９を備える。受光素子３９は、光を受けとり、受光した光の強度を示す電気信号に変換する。ここで、受光素子３９が受け取る光は、図示しないフィルタを通過した所定波長域の光、例えば、赤外光であり、図示しないレンズによって集束されている。受光素子３９が送出した強度信号は、ロックインアンプ等のアンプ４０によって増幅され、Ａ／Ｄコンバータ４１によって、デジタル信号に変換される。
【００６３】
光の強度を示すデジタル信号は、演算部４２により、光の強度に対応する温度データに変換される。このようにして、放射温度計３５はウェハＷの温度を検出し、検出した温度情報をデジタルデータとして送出する。放射温度計３５は、制御装置１００に接続され、温度データを制御装置１００に送出する。制御装置１００は、後述するように、受信した温度データに基づいて、ウェハＷ載置後の静電チャック２１への吸着状態、および、リフトピン２５によるウェハＷの離脱状況を判別する。
【００６４】
図１に戻り、チャンバ１２の上部には、上部電極４３が設けられている。上部電極４３は、絶縁性材料からなる絶縁支持体４４によって、チャンバ１２に支持されている。上部電極４３は、電極支持体４５と、拡散部材４６と、電極板４７と、を備える。
【００６５】
電極支持体４５は、アルミニウム等の導体から構成されている。電極支持体４５の内部には、温調手段としての図示しない冷媒流路が形成され、電極支持体４５およびその周辺は、所定の温度に維持される。
【００６６】
拡散部材４６は、電極支持体４５の内部に、中空部を形成するように構成されている。拡散部材４６はガス供給管４８に接続され、ガス供給管４８から供給された処理ガスは拡散部材４６によって拡散される。処理ガスとしては、エッチングガスおよびその他のガス、例えば、四フッ化炭素と、窒素と、が用いられる。なお、複数のガス供給管４８から各種ガスを混合して、あるいは、単独で供給する構成であってもよい。
【００６７】
電極板４７は、シリコン、炭化シリコン等から構成される円盤状部材から構成される。電極板４７は、上部電極４３の下面を構成し、サセプタ１６（静電チャック２１）上に載置されたウェハＷと対向するように配置される。電極板４７は、その周縁において、電極支持体４５に図示しないねじによって係止されている。このねじ止め部分は、セラミック、フッ素樹脂等の絶縁性材料からなる環状のシールドリング４９によって覆われている。
【００６８】
電極板４７には、多数のガス孔５０が設けられている。ガス孔５０は、拡散部材４６の形成する中空部と連通している。拡散部材４６にて拡散された処理ガスは、多数のガス孔５０から均一に、チャンバ１２内の空間、特に、ウェハＷの上方の空間に吐出される。
【００６９】
電極板４７は、整合器５１を介して高周波電源５２に接続されている。上部電極４３の電極板４７には、１ＭＨｚ以上の周波数、例えば、２７．１２ＭＨｚの高周波電力が印加される。
【００７０】
一方、下部電極を構成するサセプタ１６には、整合器５３を介して高周波電源５４が接続されている。サセプタ１６には、周波数が数百ｋＨｚ程度以上、例えば、８００ｋＨｚの高周波電力が印加される。
【００７１】
上部電極４３と下部電極（サセプタ１６）とに高周波電力を印加することにより、これらの間には、高周波電界が形成される。このように形成されたプラズマ空間において、電極板４７のガス孔５０より吐出された処理ガスはプラズマ状態とされる。プラズマ中に生成されたエッチング活性種（イオン等）によって、ウェハＷの表面がエッチングされる。
【００７２】
チャンバ１２の側部には、ゲートバルブ５５を介して、ロードロックチャンバ５６が設けられている。ロードロックチャンバ５６は、チャンバ１２内にウェハＷを搬入し、また、チャンバ１２内から搬出するための、搬送用ポートとして機能する。ロードロックチャンバ５６内には、ウェハＷをチャンバ１２とロードロックチャンバ５６との間で搬送するための、搬送アーム等の搬送機構５７が設けられている。
【００７３】
以下、上記構成の処理装置１１のエッチング動作について説明する。図５に、タイミングチャートの一例を示す。なお、以下では、シリコンのウェハＷに形成されたシリコン酸化膜をエッチングする場合について説明する。また、以下に示す構成は一例であり、同様の結果が得られる構成であればいかなる構成であってもよい。
【００７４】
まず、ゲートバルブ５５が開放され、搬送機構５７によってロードロックチャンバ５６からチャンバ１２内にウェハＷが搬入される。このとき、リフトピン２５は上昇位置にあり、静電チャック２１の表面から突出している。搬送機構５７は、ウェハＷをリフトピン２５上に載置する。その後、搬送機構５７はチャンバ１２外に退避し、ゲートバルブ５５は閉鎖される。
【００７５】
制御装置１００は、シリンダ２７を駆動してリフトピン２５を下降させる。リフトピン２５が、静電チャック２１内に埋没することにより、ウェハＷは静電チャック２１の表面に載置される。
【００７６】
次いで、制御装置１００は、ポンプ１４を作動させ、チャンバ１２内を、所定の真空度とする。チャンバ１２内は、例えば、０．００１Ｐａ（０．１ｍＴｏｒｒ）程度の圧力とされる。
【００７７】
ここで、制御装置１００は、給電スイッチ３３をオンとする。静電チャック２１の一対の電極２９ａ、２９ｂには、それぞれ極性の異なる直流電圧が印加される。一対の電極２９ａ、２９ｂには、例えば、５００Ｖ〜２ｋＶの大きさの正負いずれかの直流電圧がそれぞれ印加される。これにより、ウェハＷは、上述したように、静電チャック２１の表面に静電気力によって吸着される。
【００７８】
次いで、制御装置１００は、チャンバ１２内にＣＦ４ガスを導入し、チャンバ１２内を、エッチング圧力、例えば、２Ｐａ（２０ｍＴｏｒｒ）とする。その後、上部電極４３に、例えば、周波数２７．１２ＭＨｚ、パワー２ｋＷの高周波電力を供給する。また、下部電極としてのサセプタ１６に、例えば、周波数８００ｋＨｚ、パワー１ｋＷの高周波電力を供給する。
【００７９】
高周波電力の供給により、上部電極４３と、サセプタ１６と、の間には、上記ガスのプラズマが生成する。ガスプラズマ中のエッチング活性種が、サセプタ１６（静電チャック２１）上に載置されたウェハＷの表面に入射し、ウェハＷの表面のシリコン酸化膜をエッチングする。
【００８０】
上記のようにして、所定のエッチング工程を行った後、制御装置１００は、ウェハＷの吸着を解除するため、極性切替スイッチ３４を切り替え、電極２９ａ、２９ｂにそれぞれ吸着時の電圧とは逆の極性の電圧を印加する。ここで、電極２９ａ、２９ｂに印加される逆極性電圧は、好ましくは、後述する除電プラズマとほぼ同電位、例えば、＋１００Ｖに設定される。
【００８１】
一方で、制御装置１００は、チャンバ１２内に窒素ガス等の不活性ガスを導入する。このとき、チャンバ１２内の圧力は、１１Ｐａ〜５６Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ〜５００ｍＴｏｒｒ）の圧力とされる。不活性ガスによりチャンバ１２内からエッチングガスはパージされる。
【００８２】
不活性ガスの導入後、上部電極４３に最小限の電力を印加する。これにより、不活性ガスのプラズマが生起される。このプラズマは、いわゆる除電プラズマとして機能し、静電チャック２１への吸着時に帯電していたウェハＷおよび誘電体２８の電荷は、プラズマ中のイオンを介して除去される。
【００８３】
ここで、上記動作中、制御装置１００は、放射温度計３５が検出するウェハＷの温度をモニタしている。制御装置１００は、検出されるウェハＷの温度プロファイルに基づいてウェハＷの吸着状態を判別し、ウェハＷ等が十分に除電される、ウェハＷの離脱タイミングを決定する。
【００８４】
制御装置１００は、例えば、以下のように、ウェハＷの温度プロファイルからウェハＷの静電チャック２１への吸着状態を判別する。図６に、電極２９ａ、２９ｂへの印加電圧を変化させたときの、静電チャック２１に吸着されたウェハＷの温度を調べた結果を示す。図６において、−６００Ｖの電圧が印加された状態は、ウェハＷの処理状態を示し、その後は、除電状態を示す。なお、上部電極４３には、常に２．５ｋＶ程度の高周波電力を供給している。
【００８５】
図６に示すように、電極２９ａ、２９ｂに−６００Ｖの電圧（チャック電圧）が印加された状態で、ウェハＷは、ヒータにより３９０℃程度の温度に維持されている。この状態は、プラズマ生成時の状態に相当する。その後、電極２９ａ、２９ｂに逆極性（＋極性）の電圧を印加する。この状態は、除電時の状態に相当する。逆電圧の印加により、ウェハＷの温度は次第に上昇し、４８０℃程度まで上昇した後、逓減して再び３９０℃程度で一定となる。
【００８６】
図６に示すような温度プロファイルは、ウェハＷの静電チャック２１への吸着状態に関係する。すなわち、チャック電圧の印加停止後、除電処理によって、ウェハＷと静電チャック２１とに残留する電荷が次第に減少していく。このとき、ウェハＷと誘電体２８との吸着力（残留吸着力）が弱まり、これらは互いに離間していく。これにより、ヒータ層１９の温度調節効果は次第に弱まり、ウェハＷの温度は増大していく。
【００８７】
さらに除電が進み、完全に除電されると、電極２９ａ、２９ｂには電圧（正電圧）が印加されていることから、ウェハＷは再び静電チャック２１に吸着され始める。これにより、ウェハＷと誘電体２８とは次第に密着され、ヒータ層１９の温度調節効果によりウェハＷは再び一定温度に戻る。
【００８８】
このように、図６に示す結果から、除電時のウェハＷの温度プロファイルから、除電の終了時間を高精度に検知可能であることがわかる。従って、例えば、除電開始後のウェハＷの温度プロファイルに極値が検出された時点（図６の極大値：４８０℃付近）を、除電終了タイミングとみなすことができる。極値が検出された時点とは、ウェハＷが誘電体２８に正常に吸着されたときにヒータ層１９の温度調節機能によって保持される温度（図６の３９０℃付近）から、ウェハＷの温度が最も変化した時点と設定できる。この時点で、電極２９ａ、２９ｂへの除電電圧の印加を停止すれば、再吸着が抑えられ、ウェハＷの安定な離脱が行える。
【００８９】
また、図６から、除電電圧を大きくすると（＋５０Ｖ〜＋１００Ｖ〜＋１５０Ｖ）、ウェハＷの温度変化が速くなることがわかる。これは、逆極性の印加電圧が大きいほど、除電速度が高いことを示す。このことから、チャック電圧の印加停止の後に、大きい逆極性電圧を印加するほど、速やかな除電およびウェハＷの離脱が可能であることがわかる。
【００９０】
図５に戻り、除電中のウェハＷの温度をモニタしている制御装置１００は、ウェハＷの温度変化が極値を示した時点で電極２９ａ、２９ｂへの電圧印加を停止する。詳細には、制御装置１００は、例えば、所定の微少時間における温度変化の微分値をモニタしており、微分値の符号（正または負）が、所定期間にわたって反対の符号を示した時点で、極値に達したと判別する。すなわち、図５の、ウェハＷの温度が、最高値に到達し、その後、減少に転じた時点を極値とする。
【００９１】
制御装置１００は、極値を検出した時点で除電処理を終了する。制御装置１００は、給電スイッチ３３をオフとして電極２９ａ、２９ｂへの逆極性電圧の印加を停止し、シリンダ２７によりリフトピン２５を上昇させる。このとき、ウェハＷと誘電体２８との間の吸着力は弱く、ウェハＷの安定な離脱が行われる。
【００９２】
その後、ゲートバルブ５５が開放され、リフトピン２５上のウェハＷは、搬送機構５７によって、チャンバ１２からロードロックチャンバ５６に搬送される。その後、ゲートバルブ５５は閉鎖され、以上で、処理は終了する。
【００９３】
以上説明したように、第１の実施の形態では、ウェハＷの温度プロファイルからその静電チャック２１への吸着状態をリアルタイムで検出している。このように、吸着状態をリアルタイムで検出することにより、除電の終了タイミングを高精度に検出することができる。このようにして検出された除電終了タイミングに、ウェハＷを静電チャック２１から離脱させることにより、ウェハＷの安定な離脱を行える。また、除電終了タイミングを所定のマージンをとって予め設定しておく場合と比べ、無駄のない、速やかなウェハＷの離脱が図れ、スループットの向上が図れる。
【００９４】
また、除電時に、チャック電圧とは逆の極性の電圧を印加することにより、除電速度を上昇させている。これにより、除電時間の短縮が図られ、高いスループットが得られる。
【００９５】
上記第１の実施の形態では、制御装置１００は、除電時のウェハＷの温度プロファイルが極値を示した時点で電極２９ａ、２９ｂへの電圧印加を停止するものとした。しかし、除電の終了タイミングは、ウェハＷと静電チャック２１との吸着力が弱く、静電チャック２１からの安定な離脱が可能な時点であれば、どのようなタイミングであってもよい。
【００９６】
例えば、除電の終了タイミングは、温度プロファイルが極値を示した時点から所定時間後でもよい。また、ウェハＷの温度が極値（最高温度）に達する直前を除電終了タイミングとしてもよい。この場合、例えば、温度変化の傾きが逓減して０に達する直前を除電終了タイミングとする。また、上記例では、吸着力の減少に伴いウェハＷの温度が上昇する場合を例としたが、ウェハＷの温度が減少する場合にも適用可能である。この場合、例えば、ウェハＷの温度変化が極小となる時点を除電終了タイミングとすることができる。
【００９７】
また、除電時の電極２９ａ、２９ｂへの印加電圧は、除電プラズマの電位とほぼ同電位としたがこれに限らず、どのような電圧であってもよい。しかし、図６に示すように、印加電圧が大きいほど速やかな除電が可能となるが、過大な電圧および急激な極性の変化は、素子破壊等を起こすおそれがある。また、温度変化が急峻過ぎる場合、所定の除電終了タイミングの検出から除電電圧を停止するまでの時間に、ウェハＷが再吸着されてしまう可能性がある。従って、素子等に悪影響を与えず、温度プロファイルのモニタとこれに基づく離脱制御が高精度に行えるような電圧とすべきである。
【００９８】
さらに、逆極性の印加電圧を、ウェハＷの温度プロファイルに基づいてフィードバック制御するようにしてもよい。例えば、最初に比較的大きい逆電圧を印加し、ウェハＷの温度が所定の値まで上昇したときに、先ほどよりも低い電圧を印加して温度変化を比較的緩やかなものとする。これにより、除電の終了タイミングの検出精度をより高めることができる。この場合、例えば、図７に示すように、−６００Ｖのチャック電圧から、＋２００Ｖ、＋１００Ｖ、＋５０Ｖというように、ウェハＷの温度に応じて多段に減衰するように逆極性電圧を印加し、最小の電圧を印加した状態で、ウェハＷの温度変化の極値を検出する。
【００９９】
さらにまた、除電時の印加電圧は、極性切替スイッチ３４を周期的に切り替えて、交番電圧としてもよい。
【０１００】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態に係る処理装置１１について説明する。第２の実施の形態の処理装置１１について、図１および図２に示す構成を有するプラズマエッチング装置を例として説明する。
【０１０１】
第２の実施の形態では、静電チャック２１上のウェハＷの温度プロファイルに基づいて、その吸着状態を確認する。上記第１の実施の形態において説明したように、静電チャック２１に吸着されたウェハＷの温度は、ヒータの温度調節効果によって、ほぼ一定に保たれる。従って、ウェハＷの温度プロファイルに基づいて、ウェハＷの吸着状態についての知見が得られる。
【０１０２】
図８に、ウェハＷが正常に静電チャック２１に吸着された状態でプラズマを生成したときのウェハＷの温度プロファイルを概略的に示す。また、図９に、断線により電極２９ａ、２９ｂに電圧が印加されない状態で、プラズマを生成したときのウェハＷの温度プロファイルを概略的に示す。
【０１０３】
図８に示すように、ウェハＷが静電チャック２１に正常に吸着された状態では、プラズマの発生後（上下電極への高周波電力の供給後）、すぐに（ｔｈｅａｔ時間後）ウェハＷの温度は上昇を開始する。また、ウェハＷの温度は、Ｔｍａｘで一定に保たれる。
【０１０４】
一方、図９に示すように、断線によりチャック電圧が印加されていない状態では、ウェハＷの温度が上昇を開始するまでの時間ｔｈｅａｔは、図８に示す正常吸着時よりも遅い。これは、ウェハＷが静電チャック２１に吸着されていないため、ウェハＷと誘電体２８とが密着しておらず、ヒータからの熱の伝熱効率が低いためである。
【０１０５】
また、ウェハＷの温度は、上昇を開始した後、一定には保たれず、プラズマの生成とともに増大し、最高温度Ｔｍａｘは、図８に示す正常状態におけるよりも高い。これは、ヒータからの伝熱効率が低いため、ヒータの温度調節効果が得られず、プラズマエネルギーによって加熱されていくからである。
【０１０６】
このように、図８および図９に示す結果から、プラズマ生成時の温度プロファイルに基づいて、ウェハＷの吸着状態を知ることができることがわかる。すなわち、例えば、静電チャック２１上への載置の際に位置ずれが生じた場合、静電チャック２１上に異物が存在し吸着が不十分である場合、などでは、ウェハＷに対する加熱および温度調整が正常吸着時とは異なったものとなる。従って、温度プロファイルに関する複数のパラメータ、例えば、ウェハＷの昇温速度、最高到達温度、一定性に基づいて、ウェハＷの吸着状態を判別することができる。
【０１０７】
以下、上記したパラメータからその吸着状態を判別する、第２の実施の形態の処理装置１１の動作について説明する。図１０に、判別方法を示すフローチャートの一例を示す。なお、以下に示す動作は、第１の実施の形態に示すものとほぼ同様であり、ここでは、相違する点について説明する。また、以下に示す動作は一例であり、同様の効果を奏する構成であればどのようなものでもよい。
【０１０８】
まず、静電チャック２１上にウェハＷが載置される。制御装置１００は、チャンバ１２内を所定の真空度まで減圧し、電極２９ａ、２９ｂにチャック電圧を印加してウェハＷを吸着させる。次いで、チャンバ１２内にエッチングガスを導入し、さらに減圧する。
【０１０９】
次いで、制御装置１００は、上部電極４３および下部電極への高周波電力の供給を開始する。これにより、チャンバ１２内にプラズマが生成され、エッチング処理が開始される。制御装置１００は、ソフトウェアタイマ等のタイマを備えている。
【０１１０】
制御装置１００は、放射温度計３５を介して、ウェハＷの温度をモニタしている。エッチング処理の開始の初期に、制御装置１００は、高周波電力の印加開始から所定時間内に所定の温度に到達しているかどうかを判別する。詳細には、制御装置１００は、ウェハＷが正常に吸着されている場合に一定の温度を示す時間に、ウェハＷの温度がその温度に到達しているかどうかを判別する。
【０１１１】
高周波電力の供給から所定時間内に所定の到達温度（エッチング処理温度）に達していない場合、制御装置１００は、異常状態にあると判別し、処理を中断する。一方、所定時間内に所望の温度に到達している場合、制御装置１００は、正常状態にあると判別して処理を続行する。
【０１１２】
さらに、その後、制御装置１００は、エッチング処理中にウェハＷの温度が一定に保たれているかどうかをモニタしている。詳細には、制御装置１００は、所定の微少時間内の温度変化率（微分）をモニタしている。温度変化率が所定回数連続して所定の値以上となったとき、制御装置１００は、異常状態にあると判別して、処理を中断する。一方、そうでない場合、正常状態にあると判別して処理を続行する。
【０１１３】
また、同時に、制御装置１００は、ウェハＷの温度が所定温度以下にあるかどうかをモニタしている。制御装置１００は、ウェハＷの温度が所定温度に達すると、異常状態にあると判別して、処理を中断する。一方、ウェハＷの温度が所定温度より低ければ、正常状態にあると判別して処理を続行する。
【０１１４】
制御装置１００は、上記のようにウェハＷの温度プロファイルをモニタしつつ、エッチング処理を行う。所定のエッチング工程が終了した後、制御装置１００は、電極２９ａ、２９ｂへのチャック電圧の印加を停止し、または、逆極性の電圧を印加する。不活性ガスの導入および除電の後、リフトピン２５を上昇させ、ウェハＷは離脱される。その後、ゲートバルブ５５が開放され、ウェハＷは搬送機構５７によってチャンバ１２外に搬出される。以上で、処理は終了する。
【０１１５】
上記第２の実施の形態では、プラズマ処理時のウェハＷの温度プロファイルに基づいて、ウェハＷの吸着状態をリアルタイムで検出している。これにより、ウェハＷの位置ずれ、異物の存在、断線等による、ウェハＷの異常な加熱状態を高精度に検出することができる。従って、上記のような異常が発生した場合に、異常状態で複数枚のウェハＷを処理することなく、被害を最小限とすることができる。よって、歩留まりおよびスループットの向上が図れる。
【０１１６】
上記第２の実施の形態では、制御装置１００は、異常状態と判別した際に処理を中断するものとした。しかし、異常検出時の対処方法は、これに限られない。例えば、上記した処理工程を一旦終了し、ウェハＷの搬出後に中断するようにしてもよい。
【０１１７】
また、上記第２の実施の形態では、ウェハＷの温度プロファイルに関するパラメータとして、初期加熱に要する時間、最高到達温度、一定性を用いた。しかし、ウェハＷの温度プロファイルからその吸着状態を検出する方法および用いるパラメータは上記例に限られない。例えば、正常加熱時の温度変化を記憶し、記憶した波形と検出された波形とが重なるかどうかを判別するようにしてもよい。
【０１１８】
上記第１および第２の実施の形態では、ウェハＷの裏面に近接して配置した放射温度計３５を用いてウェハＷの温度を検出するものとした。上記例では、１つの検出子３７を用いる構成としたが、ウェハＷの複数の地点の温度を検出するよう、複数の検出子を用いてもよい。これにより、より信頼性の高い温度検出が可能となる。また、検出子３７を設置する場所は、ウェハＷから放射される光または熱線を捕捉可能な場所であれば、ウェハＷの表面側等、どのような場所であってもよい。また、測定に用いる光は、赤外光に限らず、他の波長域の光でもよい。
【０１１９】
また、ウェハＷの温度を検出する方法は、放射温度計３５を用いるものに限られない。例えば、熱電対を用いて、ウェハＷの温度を直接または間接的に測定するようにしてもよい。
【０１２０】
上記第１および第２の実施の形態では、一対の電極２９ａ、２９ｂを用いる双極式の静電チャック２１を用いるものとした。しかし、本発明は、単極式、あるいは、３つ以上の電極を備える構造にも適用可能である。
【０１２１】
上記第１および第２の実施の形態では、ウェハＷの離脱は、リフトピン２５の上昇動作によって行うものとした。しかし、ウェハＷの離脱方法は、これに限らず、例えば、リフトピンの位置を固定した状態で、ウェハＷが載置されたサセプタ１６が昇降して、リフトピン上にウェハＷが支持されるようにしてもよい。
【０１２２】
上記第１及び第２の実施の形態では、シリコン半導体ウェハ表面のシリコン酸化膜をフッ素ガスを用いてエッチングするプラズマエッチング装置を例として説明した。しかし、上記例に限らず、エッチングする膜種、エッチングガス種等は上記のものに限られない。
【０１２３】
また、上記例では、いわゆる平行平板型のプラズマ処理装置を用いたが、誘導結合型、マイクロ波型、ＥＣＲ型等の他のいかなるプラズマ処理装置に用いてもよい。また、プラズマエッチングに限らず、アッシング、スパッタリング、ＣＶＤ等の他のプラズマ処理を行う装置にも適用可能である。また、プラズマ処理装置に限らず、熱処理装置、ＣＶＤ装置、スパッタリング装置等のプラズマを用いない処理を行う処理装置にも用いることができる。すなわち、本発明は、被処理体を静電吸着させた状態で所定の処理を施すいかなる処理装置にも適用可能である。
【０１２４】
また、被処理体も、半導体ウェハに限らず、液晶表示装置基板にも適用可能であり、さらには、所定の処理が施されるものであればいかなるものであってもよい。
【０１２５】
【発明の効果】
本発明によれば、静電吸着された被吸着物の吸着状態をリアルタイムで検出可能な、吸着状態判別方法および静電吸着装置が提供される。
また、本発明によれば、静電吸着された被処理体の、速やかな離脱の可能な離脱方法、処理方法および処理装置が提供される。
さらに、本発明によれば、汎用性の高い装置構成で、被処理体の吸着状態を高い信頼性で判別可能な吸着状態判別方法、離脱方法、処理方法、静電吸着装置および処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる処理装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す処理装置の、サセプタ周辺の構成を示す図である。
【図３】リフトピンの上昇状態を示す図である。
【図４】電極の構成を示す図である。
【図５】タイミングチャートの一例を示す図である。
【図６】除電電圧印加時のウェハの温度プロファイルを示す図である。
【図７】除電電圧印加のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図８】正常吸着時のウェハの温度プロファイルを示す図である。
【図９】異常吸着時のウェハの温度プロファイルを示す図である。
【図１０】判別方法を示すフローチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
１１　処理装置
１２　チャンバ
１６　サセプタ
１９　ヒータ層
２１　静電チャック
２５　リフトピン
２７　シリンダ
２８　誘電体
２９ａ、２９ｂ　電極
３１　給電部
３５　放射温度計
３７　検出子
４３　上部電極
１００　制御装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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