(57)【要約】【課題】処理装置に設けられる静電チャックから基板を脱離させるにあたり、脱離異常の発生を防ぐとともに、当該脱離に要する時間の短縮化を図ること。【解決手段】静電チャック４のウエハ載置面を凹曲面状に形成し、これに沿ってウエハＷを湾曲させた状態で吸着保持させる。前記凹曲面は、チャック電極４１への電圧の印加を停止したときに、ウエハＷと静電チャック４との間に発生する残留吸着力が、ウエハＷが復元しようとする復元力よりも大きくなるように形成されている。ウエハＷの吸着を解除した後、ウエハＷを支持ピン６３により押圧して元の状態に復元させると、ウエハＷと静電チャック４との間に隙間が形成され、これにより両者の間の静電容量が小さくなる。こうして両者の間に存在する残留電荷がウエハＷの周縁領域に向かって移動し、リング部材５を介してグランドに逃げて行くので、速やかに除電を行うことができる。【選択図】　図１
2004040047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して所定の処理を行うための処理容器と、
この処理容器内に設けられ、基板の載置面が凹状に形成され、チャック電極に電圧を印加することにより、前記基板を前記載置面の形状に沿って、凹状に湾曲させた状態で静電吸着力により保持するための静電チャックと、
前記チャック電極への電圧の印加を停止したときに、前記基板を裏面側から突き上げて、前記基板が元の状態に復元するように静電チャックから脱離させる昇降部材と、を備え、
前記静電チャックの凹部の形状は、凹部の外縁により形成される円の略中心部の深さが最も大きく、前記チャック電極への電圧の印加を停止したときに基板と静電チャックとの間に発生する残留吸着力が、湾曲に撓んだ状態で保持されていた基板が復元しようとする復元力よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記基板が元の状態に復元し始めてから復元し終わるまでの間に、この基板の少なくとも一部と接触するように設けられ、基板と接触するときには所定の電位またはアースに接続された導電部材を備えることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
【請求項３】
前記昇降部材は、基板と接触するときには所定の電位またはアースに接続されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の処理装置。
【請求項４】
基板に対して所定の処理を行うための処理容器と、
この処理容器内に設けられ、基板の載置面が凹状に形成され、チャック電極に電圧を印加することにより、前記基板を前記載置面の形状に沿って、凹部に湾曲させた状態で静電吸着力により保持するための静電チャックと、
前記基板が元の状態に復元し始めてから復元し終わるまでの間に、この基板の少なくとも一部と接触するように設けられ、基板と接触するときには所定の電位またはアースに接続された導電部材と、
前記静電チャックの凹部の形状は、凹部の外縁により形成される円の略中心部の深さが最も大きく、前記チャック電極への電圧の印加を停止したときに基板と静電チャックとの間に発生する残留吸着力が、湾曲に撓んだ状態で保持されていた基板が復元しようとする復元力よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする処理装置。
【請求項５】
基板の載置面が凹状に形成された静電チャックに静電吸着された基板を、昇降部材により当該基板の裏面側から突き上げて、静電チャックから脱離させる方法において、
静電チャックのチャック電極に対するチャック用の電圧印加を停止する工程と、
その後、昇降部材を上昇させ、基板を元の状態に復元するまで突き上げて、基板裏面と静電チャック表面との間に隙間を形成し、これにより基板及び静電チャックの除電を行う工程と、
次いで昇降部材を上昇させ、基板を静電チャックから浮上させて脱離させる工程と、を含むことを特徴とする静電チャックからの基板の脱離方法。
【請求項６】
基板の載置面が凹状に形成された静電チャックに静電吸着された基板を前記静電チャックから脱離させる方法において、
静電チャックのチャック電極に対するチャック用の電圧印加を停止する工程と、
その後、基板が元の状態に復元し始めてから復元し終わるまでの間に、この基板の少なくとも一部を所定電位又はアースに接続された導電部材に接触させ、これにより基板及び静電チャックの除電を行う工程と、
次いで基板を裏面側から昇降部材により突き上げて、これにより基板を静電チャックから浮上させて脱離させる工程と、を含むことを特徴とする静電チャックからの基板の脱離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電チャックに基板を載置して例えば真空処理を行う処理装置及び静電チャックからの基板の脱離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程の中には、例えばエッチングやＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）による成膜処理等のように基板の処理を真空雰囲気にて行うものが多数あり、このような処理を行う真空処理装置に用いられる基板の載置台には一般に静電チャックが用いられている。
【０００３】
この静電チェックの一例について図７を参照しながら説明する。図中１は半導体ウエハ（以下ウエハという）Ｗの載置台であり、載置台支持部１１の上面に静電チャック１２と、この静電チャック１２の側方を囲むように設けられる導電性のリング体１３とを設けた構成とされている。この静電チャック１２は導電性のシート状のチャック電極１４の表裏を誘電体例えばポリイミド等からなる絶縁層１５にて挟んだ構成とされており、直流電源１６からチャック電極１４に直流電圧（チャック電圧）を印加し、これにより生じるクーロン力によってウエハＷを吸着保持できるようになっている。
【０００４】
また載置台１の内部には、静電チャック１２からウエハＷを脱離させるための例えば導電性の支持ピン１７（周方向に沿って３本存在する）が突没自在に設けられている。例えばウエハＷに対する処理が終了し、静電チャック１２からウエハＷを脱離させようとするときには、スイッチ部ＳＷＡの接続をアース側に切り替え、これによりチャック電極１４へのチャック電圧例えば正電圧の印加を停止すると共に、静電チャック１２の表面部に存在する電荷の除去を行ない、こうして当該表面部におけるウエハＷへの吸着力を弱める。次いで支持ピン１７を上昇させて、ウエハＷを静電チャック１２の表面部から脱離させる。このときスイッチＳＷＢを閉じ、支持ピン１７をウエハＷに接触させると、ウエハＷ側の残留電荷の一部は支持ピン１７を介してアースに逃がされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにウエハＷを静電チャック１２から脱離させるときには当該静電チャック１２及びウエハＷの除電が行われているが、ウエハＷの反り、絶縁層１５のうねり等の要因により、電荷が強く引き合う部位がウエハＷと静電チャック１２（絶縁層１５）の表面部に局在し、除電が十分行われないことがあった。係る状態でウエハＷの脱離を行うと、支持ピン１７がウエハＷを静電チャック１２から強制的に剥がすこととなり、その結果例えばウエハＷの片側が跳ね上がってしまったり、支持ピン１７から落下してしまうといった脱離異常の問題が生じていた。
【０００６】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、静電チャックから基板を脱離させるにあたり、脱離異常の発生を防ぐことができる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る処理装置は、基板に対して所定の処理を行うための処理容器と、この処理容器内に設けられ、基板の載置面が凹状に形成され、チャック電極に電圧を印加することにより、前記基板を前記載置面の形状に沿って、凹状に湾曲させた状態で静電吸着力により保持するための静電チャックと、
前記チャック電極への電圧の印加を停止したときに、前記基板を裏面側から突き上げて、前記基板が元の状態に復元するように静電チャックから脱離させる昇降部材と、を備え、
前記静電チャックの凹部の形状は、凹部の外縁により形成される円の略中心部の深さが最も大きく、前記チャック電極への電圧の印加を停止したときに基板と静電チャックとの間に発生する残留吸着力が、湾曲に撓んだ状態で保持されていた基板が復元しようとする復元力よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする。ここで前記基板としては、半導体基板例えばシリコン基板が用いられる。
【０００８】
このような構成によれば、チャック電極への電圧印加を停止した後、基板の復元力と昇降部材の突き上げとにより、静電チャックによる吸着時に所定の凹状に湾曲した基板を元の状態に復元する。このとき基板の弾性変形により基板と静電チャックとの間の隙間が徐々に大きくなるように変化し、この隙間の形成により基板と静電チャックとの間の隙間の静電容量が小さくなる。このためここに残留する電荷が拡散（基板の径方向に電荷が変位）され、除電が促進される。これにより静電チャックにおける基板の脱離異常を防ぎつつ、脱離時間についても大幅に短縮することができる。
【０００９】
また前記基板が元の状態に復元し始めてから復元し終わるまでの間に、前記基板の少なくとも一部と接触するように設けられ、基板と接触するときには所定の電位またはアースに接続された導電部材を備えるようにしてもよい。さらに前記昇降部材は、基板と接触するときには所定の電位またはアースに接続されることが好ましい。
【００１０】
また前記静電チャックの凹部の形状は、凹部の外縁により形成される円の略中心部の深さが最も大きく、前記チャック電極への電圧の印加を停止したときに基板と静電チャックとの間に発生する残留吸着力が、湾曲に撓んだ状態で保持されていた基板が復元しようとする復元力よりも小さくなるように形成してもよく、この場合には前記基板が元の状態に復元し始めてから復元し終わるまでの間に、この基板の少なくとも一部と接触するように設けられ、基板と接触するときには所定の電位またはアースに接続された導電部材を備えることが好ましい。
【００１１】
また本発明の静電チャックから脱離させる方法は、基板の載置面が凹状に形成された静電チャックに静電吸着された基板を、昇降部材により当該基板の裏面側から突き上げて、静電チャックから脱離させる方法において、
静電チャックのチャック電極に対するチャック用の電圧印加を停止する工程と、
その後、昇降部材を上昇させ、基板を元の状態に復元するまで突き上げて、基板裏面と静電チャック表面との間に隙間を形成し、これにより基板及び静電チャックの除電を行う工程と、
次いで昇降部材を上昇させ、基板を静電チャックから浮上させて脱離させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また他の方法は、静電チャックのチャック電極に対するチャック用の電圧印加を停止する工程と、
その後、基板が元の状態に復元し始めてから復元し終わるまでの間に、この基板の少なくとも一部を所定電位又はアースに接続された導電部材に接触させ、これにより基板及び静電チャックの除電を行う工程と、
次いで基板を裏面側から昇降部材により突き上げて、これにより基板を静電チャックから浮上させて脱離させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る処理装置の実施の形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は本実施の形態に係る処理装置の全体構造を示す縦断面図である。図中２は処理容器をなす真空チャンバであり、例えばアルミニウムにより気密構造をなすように形成されており、接地されている。この真空チャンバ２内にはガスシャワーヘッドを兼ねる上部電極２１と、下部電極を兼ねる載置台３とが対向して設けられており、底面には図示しない真空ポンプと連通する排気口２０が形成されている。また真空チャンバ２の側壁部には基板である半導体基板、例えばシリコン基板であるウエハＷを搬入出するための開口部２２、２３が形成されており、夫々ゲートバルブＧにより開閉自在とされている。この側壁部の外方には開口部２２、２３を上下に挟む位置に、例えば夫々リング状をなす永久磁石２４、２５が設けられている。
【００１４】
上部電極２１は、底面に多数の孔部２６が形成されると共に上面には図示しないガス供給源から延びるガス供給管２７が接続されており、このガス供給管２７から供給される処理ガスは、上部電極２１内に形成される処理ガス流路２８にて拡散し、孔部２６を介して載置台３表面部に載置されたウエハＷの表面へと向かうように構成されている。また上部電極２１は接地されている。
【００１５】
次いで本実施の形態の要部をなす載置台３について詳細に説明する。載置台３は例えば円柱状に形成され、載置台支持部３１の上面に静電チャック４と、この静電チャック４の周囲を囲む導電部材をなすリング部材５とを設けた構成とされている。前記リング部材５は、真空チャンバ２内に発生するプラズマを、載置台３に載置されたウエハＷよりも広げて、ウエハ面内のエッチングレートの均一性を向上させるという役割を果たすものであり、導電体例えばシリコン（Ｓｉ）により構成されている。
【００１６】
また載置台３の側壁部には、排気時においてウエハＷの周方向に均一な排気流を形成するためのバッフル板３２が設けられている。このバッフル板３２は載置台３から真空チャンバ２の内壁面近傍へと延びるリング状の板状部材である。
【００１７】
静電チャック４は例えばタングステンよりなるシート状のチャック電極４１と、このチャック電極４１の表裏面を挟むように設けられる誘電体例えばポリイミドよりなる絶縁層４２とで構成されている。このように載置部３は静電チャック４が組み合わせて設けられた構成となっており、この絶縁層４２の表面部（上面）４３によりウエハＷが吸着保持される。
【００１８】
チャック電極４１は、抵抗Ｒ１，スイッチ部ＳＷ１を介して直流電源４４とアースとの間で切り換え接続できるように構成されており、スイッチ部ＳＷ１にて接続を切り替えることで、ウエハＷの吸着を行うときには直流電源４４からチャック電極４１へ直流電界の印加を行い、ウエハＷの吸着を解除するときには静電チャック４近傍の電荷をアースに逃がすようになっている。また、チャック電極４１と直流電源４４とを結ぶ配線の途中には残留電荷監視手段である残留電荷モニタ４５が設けられており、後述する静電チャック４の除電を行う際にその進行具合を制御部７にて把握できる構成とされている。この残留電荷モニタ４５は、例えばスイッチ部ＳＷ１を直列に接続したときに流れる電荷量を記憶しておき、スイッチ部ＳＷ１をアース側に切り替えたときに流れる電荷量を差し引くことにより、静電チャック４に残留している電荷を求めるものである。
【００１９】
続いて静電チャック４の表面部４３（ウエハを吸着する面）の形状について説明する。前記絶縁層４２の表面部４３は、凹部例えば緩やかな凹曲面をなすように形成され、吸着時においてウエハＷは弾性変形により絶縁層４２に沿って凹曲面状に湾曲して保持されるように構成されている。
【００２０】
この実施の形態では、前記凹曲面の形状は、次の条件を満たすように決定されている。
▲１▼　静電容量を十分小さくできる隙間が、静電チャック４表面と、吸着を解除されてウエハＷが元の状態に復元したとき（ウエハ表面が略水平となった状態）のウエハＷ裏面と、の間で形成されること。
▲２▼　チャック電極４１への直流電界の印加を停止して、ウエハの吸着を解除したときに、ウエハが元の状態に復元しないこと。
▲３▼　ウエハＷが静電チャック４に吸着保持されたときの、ウエハの最大変位がウエハの弾性変形範囲内であること。
▲４▼　ウエハＷが静電チャック４に吸着保持されたときの、ウエハの最小変位が静電チャック４表面の粗さやうねり、ウエハＷ裏面の粗さやうねり対して、十分に大きいこと。
【００２１】
図１の説明に戻ると、前記リング部材５は、静電チャック４における吸着を解除されてウエハＷが元の状態に復元し始めてから復元し終わるまでの間、このウエハＷの少なくとも一部と接触するように設けられ、ウエハと接触するときには所定の電位またはアースに接続されている。この実施の形態では、リング部材５は、静電チャック４の外側に、静電チャック４の凹曲面に沿って保持されている状態のウエハＷの周縁領域と接触しないが（図２（ａ）参照）、元の状態に復元する直前に、即ちウエハ表面が略水平面になる直前に、ウエハの周縁領域と接触するように、環状に設けられている（図２（ｂ）参照）。
【００２２】
前記載置台３の内部には、外部の図示しない搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しを行うための昇降部材６が設けられており、処理の終了後においてウエハＷを静電チャック４の表面部４３から引き離すための脱離手段を構成している。この昇降部材６は、例えば軸部６１の上部に設けられた連結部材６２の上に、鉛直方向に延びる複数例えば４本の支持ピン６３を設けた構成とされており、例えばエアシリンダーやボールネジ機構などからなる駆動機構６４が軸部６１を昇降させることで、支持ピン６３の先端が例えば表面部４３に形成される孔部６５を介して突没するようになっている。
【００２３】
前記支持ピン６３は、例えばウエハＷを当該ウエハＷと静電チャック４との夫々の中心が重なるように載置した場合において、この中心から等間隔且つ周方向に沿うような中心近傍位置に設けられている。また各支持ピン６３は先端の高さが等しくなるように揃えられており、上昇時には表面部４３に載置されたウエハＷの中心近傍領域を持ち上げるようになっている。この昇降部材６は、静電チャック４による吸着解除後における除電手段を兼ねるものであり、例えばステンレスなどの導電体により構成されている。
【００２４】
前記載置台支持部３１及び支持ピン６３は夫々共通の抵抗Ｒ２及びスイッチ部ＳＷ２を介して接地されている。またなおスイッチ部ＳＷ１、ＳＷ２の切り替えは制御部７によりコントロールされるようになっている。前記載置台３の例えば載置台支持部３１には、コンデンサＣ１及びコイルＬ１を介してプラズマ発生用高周波を印加するための高周波電源３３が接続されている。また前記リング部材５は載置台支持部３１と抵抗Ｒ３を介して接続されており、リング部材５は少なくともウエハＷと接触するときには、ウエハの残留電荷よりも低電位である所定の電位に接続されるようになっている。
【００２５】
次いで本実施の形態の作用について説明する。先ず昇降部材６を下降させた状態でゲートバルブＧを開くと、開口部２２（または２３）を介して図示しない搬送アームが真空チャンバ２内に進入し、支持ピン６３（昇降部材６）との協働作業によりウエハＷが静電チャック４の表面部４３に載置される。そして搬送アームが退出してゲートバルブＧを閉じた後、排気口２０を介して真空チャンバ２内の真空引きを行って、例えば内部圧力が１０−２〜１０−３Ｐａに維持されるように調節を行う。このとき制御部７ではチャック電極４１に直流電界が印加されるようにスイッチ部ＳＷ１の切り替えを行い、ウエハＷはクーロン力により表面部４３に保持される。このときウエハＷは、静電チャック４表面の凹曲面形状に沿って、凹曲面に湾曲した形状で保持される。
【００２６】
そしてウエハＷに向けて処理ガス例えばＣ４Ｆ８ガスの供給を行うと共に、下部電極をなす載置台３に高周波電源３３から高周波電圧を印加して、プラズマを高密度化し、ウエハＷ表面の例えばシリコン酸化膜をエッチングする。エッチングが終了した後、静電チャック４からウエハＷを脱離させる工程へと移行する。以下、この工程について図３の工程図と図４の作用説明図（縦断面図）とを併せ見ながら説明していく。
【００２７】
先ずスイッチ部ＳＷ１をアース側に切り換えて静電チャック４の除電を開始する。一方ウエハＷの除電は、スイッチ部ＳＷ２を閉じ、支持ピン６３によりウエハが元の状態に復元するように、ウエハ表面が略水平になるまで押し上げることにより行われる（ステップＳ１）。ここで支持ピン６３によりウエハを押し上げると、ウエハは弾性変形による復元力と支持ピン６３の押圧力にて元の状態に復元しようとするが、例えばこの元の状態に復元する直前にウエハの周縁領域がリング部材５と接触する。
【００２８】
この際駆動機構６４により昇降部材６を上昇させると、制御部７では支持ピン６３がウエハＷが元の状態に復元するまで（ウエハ表面が略水平になるまで）押し上げたか否かの判断が行われ（ステップＳ２）、復元したと判断されるまで例えば支持ピン６３を予め設定した上昇量となるまで、昇降部材６を継続して上昇させる（ステップＳ３）。そして支持ピン６３が予め設定した上昇量になると（このときウエハＷが元の状態に復元する）、制御部７ではステップＳ５に示すように昇降部材６の上昇を停止する（図４（ａ），（ｂ）参照）。これにより後に詳述するメカニズムにより表面部４３近傍の残留電荷が徐々に放電されていく。なお前記支持ピン６３の上昇量は、予め最小押し上げ力になるように最適化されている。
【００２９】
ところで制御部７では例えばウエハＷと支持ピン６３とが接触する前から残留電荷モニタ４５により除電の進行状況を監視し、所定の除電レベルに達したか否かの判断を行っており（ステップＳ５）、当該レベルに達するまでは支持ピン６３をこの位置にして放電を行い（ステップＳ６）、当該レベルに達したならば一時停止していた駆動機構６４を再び作動させ、昇降部材６を更に上昇させる（ステップＳ７）。このステップＳ７の判断基準は、除電が完全に行われたか、或いは昇降部材６を上昇させても「発明が解決しようとする課題」にて述べたようなウエハＷの脱離異常が生じない程度の吸着力しか有さないレベルまで、当該領域の除電がなされたかである。こうして昇降部材６が所定の高さまで上昇すると駆動機構６４は停止し（図４（ｃ））。しかる後搬入時と逆の順序でウエハＷが真空チャンバ２から搬出される。
【００３０】
ここで除電のメカニズムについて図４を参照して述べておくと、ウエハＷの処理が終了して、静電チャック４への直流電圧の供給を停止した状態では、静電チャック４の表面側には正電荷が存在し、一方ウエハＷの裏面側には負電荷が存在している。この状態で静電チャック４のスイッチＳＷ１をアースに接続すると静電チャック４の正電荷がアースに向かい、静電チャック４の除電がある程度行われる（図４（ａ）参照）。一方ウエハＷ側では、ウエハＷに支持ピン６３を接触させることにより、支持ピン６３は導電体でありアースに接続されているので、ウエハＷの支持ピン６３との接触部位近傍の負電荷が支持ピン６３を介してアース側に移動していき、これによりウエハＷの除電もある程度行われると考えられる。
【００３１】
ここで静電チャック４の表面部４３及びウエハＷの裏面側は、微視的に捉えれば図５に示すように、両者共に凹凸を有しており、この両者の凹凸が接近する接近部位１００の近傍では電荷（例えばウエハ側の負電荷と静電チャック側の正電荷と）の結合力が強く、ここに多くの電荷が集まって強い吸着力を生じていると考えられる。この部分の電荷は静電吸着力が大きいので、上述の静電チャック４やウエハＷの除電を行っても逃げて行かず、残留電荷として存在し、これによりウエハＷの脱離異常が発生するものと推察される。
【００３２】
ところでこの実施の形態では、静電チャック４への電力供給を停止したときに、ウエハＷの残留吸着力がウエハＷの復元力よりも大きくなるように静電チャック４表面の凹曲面を形成している。このため既述のように静電チャック４によるウエハＷの吸着を解除した後、ウエハＷの弾性変形による復元を助けるためにウエハＷを支持ピン６３により下方側から押圧すると、支持ピン６３はウエハＷの中心近傍位置に設けられていることから、ウエハＷと静電チャック４との間の隙間がウエハの弾性変形に従い、ウエハＷの中心側から周縁領域に向けて徐々に大きくなり、支持ピン６３が所定位置まで上昇したときにはウエハＷが元の状態に復元し、ウエハＷと静電チャック４との間には全面に亘って所定の大きさの隙間が形成される。
【００３３】
このようにウエハＷと静電チャック４との間に隙間が形成されると、既述の接近部位１００の間の隙間も大きくなるので、これにより接近部位１００の静電容量が小さくなる。この際シリコンウエハは半導体であることから、クーロン力の束縛から解放された負電荷はウエハＷ内を自由に動き回れるようになり、その結果ウエハＷに残留していた負電荷は抵抗の低い方向に向かう。従って既述のようにウエハＷの中心から周縁領域に向けて徐々に隙間を大きくしていくと、残留する負電荷の大部分がウエハの中心から同心円状に周縁領域に向かっていく。そしてこの負電荷はウエハＷの周縁領域から真空チャンバ２に放電されると共に、リング部材５に向かい、このリング部材５は載置台支持部３１を介して負電荷よりも低い電位になっているので、ここから抵抗が低い方向に向かって行くと推察される。さらに負電荷の一部は支持ピン６３を介しても移動して行くと考えられる（図４（ｂ）参照）。こうしてウエハ側に残留する負電荷が除電されるので、静電チャック側に残留する正電荷もその場に留まれずに除電されると推察される。
【００３４】
以上のように本実施の形態によれば、ウエハＷを静電チャック４の凹曲面に沿って湾曲させた状態で吸着保持させることにより、吸着を解除してウエハＷが弾性変形により湾曲した状態から元の状態に戻る際、ウエハＷと静電チャック４との間に形成される隙間が徐々に大きくなるように変化させている。この隙間の形成によりウエハＷと静電チャック４との間の静電容量が小さくなるので、ウエハＷと静電チャック４の界面に局在する残留電荷が分散され、速やかに除電を行うことができる。このため、ウエハＷの脱離異常を防ぎつつ、短時間で脱離することができ、脱離時間が短縮されることからスループットの向上を図ることができる。
【００３５】
また上述の実施の形態では、吸着を解除されたウエハＷの復元力よりも残留吸着力が大きくなるように静電チャック４の凹曲面の形状が決定されているので、前記凹曲面の曲率が小さくなる。このためウエハの弾性変形の程度が小さいので、ウエハを変形させることにより、ほとんどダメージが生じる恐れがない。
【００３６】
さらに上述の実施の形態では、吸着を解除されたウエハＷが元の状態に復元し始めてから復元し終わるまでの間に、導電性のリング部材５に接触するように構成されており、リング部材５はウエハＷの残留電荷よりも低電位に維持されているので、ウエハＷの残留電荷がリング部材５を介して除電され、真空チャンバ２や支持ピン６３を介しての除電の組み合わせにより、より残留電荷の除電を促進することができる。ここでリング部材５はアースに接続される以外に、残留電荷よりも低電位であれば静電チャック４と同電位であってもよく、適宜所定の電位に接続される。
【００３７】
さらにこの実施の形態では、必ずしもリング部材５は設ける必要はなく、この場合には、ウエハＷと静電チャック４との間に、ウエハＷの略中心部から周縁領域に向かって隙間が形成される際、ウエハＷの周縁領域に移動した残留電荷の大部分は、ウエハの周縁領域から真空チャンバ２に向かって放電していき、一部は支持ピン６３や載置台支持部３１を介して放電されると考えられる。
【００３８】
さらにまた上述の実施の形態では、支持ピン６３を導電体により構成し、アースに接続しているため、支持ピン６３をウエハＷに接触させたときにウエハＷの電荷が速やかに支持ピン６３を介してグランドに向かって移動していく。また支持ピン６３によりウエハＷを元の状態に復元させるときにもウエハＷの残留電荷の一部が支持ピン６３を介して放電していくので、除電が速やかに行われ、除電に要する時間の短縮に寄与することができる。なお上述の実施の形態では、支持ピン６３を絶縁体例えば樹脂などにより構成してもよく、この場合ウエハＷの電荷は、リング部材５から真空チャンバ２に向かって放電するか、リング部材５との接触によりグランドに向かって移動するか、一部は載置台支持部３１に向かって移動すると推察される。
【００３９】
また、本実施の形態では除電を行うにあたって、残留電荷モニタ４５により除電の進行状況を確認するようにしているため、適切なタイミングで脱離作業に移行することができる。
【００４０】
続いて他の実施の形態について説明する。この実施の形態は、静電チャック４の凹曲面の形状を、ウエハＷの吸着を解除したときに、ウエハＷの復元力が、ウエハＷと静電チャック４との間の残留吸着力よりも大きくなるように形成した点において、上述の実施の形態と異なっている。その他の凹曲面形状の要件や、その他の構造は上述の実施の形態と同様である。
【００４１】
この実施の形態では、残留吸着力よりもウエハＷの復元力の方が大きくなるように静電チャック４の形状が決定されているので、ウエハＷはウエハＷ自身の復元力により静電チャック４に吸着され湾曲している状態から元の状態に復元する。そして元の状態に復元し始めてから復元し終わるまでの間、例えばウエハが復元する（ウエハ表面が略水平になる）直前にウエハＷの周縁領域がリング部材５に接触する。
【００４２】
こうしてウエハＷが復元することにより、ウエハＷと静電チャック４との間に所定の大きさの隙間が形成され、この際上述の実施の形態と同様にウエハＷの残留電荷がウエハの中心領域から周縁領域に向かって移動する。そして残留電荷の大部分は周縁領域から真空チャンバ２またはリング部材５を介して放電していき、残留電荷の一部は載置台支持部３１を介して移動していく。こうしてウエハＷと静電チャック４の除電を行った後、昇降部材６を上昇させてウエハＷを静電チャック４よりも浮上させて、図示しない搬送アームに受け渡す。
【００４３】
この実施の形態では、除電の際、ウエハＷの復元力を利用してウエハＷと静電チャック４との間に隙間を形成しているので、除電のときに昇降部材６を昇降させずに済み、除電工程がより簡易になる。なおこの実施の形態では、支持ピン６３を介して除電が行われないため、ウエハＷの残留電荷を速やかに除電するためにはリング部材５を設けることが望ましい。
【００４４】
なお以上において、除電から、ウエハＷを静電チャック４表面から浮上させる脱離作業へ移行するタイミングは、残留電荷モニタ４５によるものに限定されず、例えば予め測定しておいた時間になると脱離作業が開始されるようにタイマーを設けた構成としてもよい。また、上述実施の形態に示したルートとは別個に、除電専用の低抵抗のアース線を設け、これにより除電を促進する構成としてもよい。さらに脱離作業を行うにあたっては、真空チャンバ２内の雰囲気が除電の促進に有利な雰囲気となるように調節してもよく、この場合には例えば真空チャンバ２内に供給するパージガスの種類、圧力または流量、或いは当該雰囲気の温度などを調節することが可能である。
【００４５】
リング部材５は、完全な環状体のみならず、ウエハが復元し始めてから復元し終わるまでにウエハの少なくとも一部と接触する構造であればよく、例えば複数の導電性の部材を並べたものでもよい。さらに本発明の静電チャックは、基板の載置面が凹状に形成されていればよく、例えば図６に示すように、静電チャック８の載置面を、階段状に段階的に変化して凹部を形成するように構成してもよい。さらに本発明では、エッチング処理のみならず、成膜処理やイオン注入処理の他、アッシング等の処理にも適用可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、静電チャックから基板を脱離させるにあたり、脱離異常の発生を防ぐとともに、当該脱離に要する時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る処理装置の実施の形態における全体構成を示す縦断面図である。
【図２】上記静電チャックに設けられたリング部材を示す概略断面図である。
【図３】本実施の形態の作用を説明するための工程図である。
【図４】本実施の形態の作用を説明するため、前記工程図と対応させて載置台（下部電極）近傍の様子を表した作用説明図である。
【図５】本実施の形態における効果を説明するための説明図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る静電チャックの一例を示す縦断面図である。
【図７】従来の技術に係る処理装置の載置台を示す縦断面図である。
【符号の説明】
Ｗ　　　ウエハ
ＳＷ１，ＳＷ２　スイッチ部
２　　　真空チャンバ
２１　　上部電極
３　　　載置台
３３　　高周波電源
４　　　静電チャック
４１　　チャック電極
４３　　表面部
５　　　リング部材
６　　　昇降部材
６３　　支持ピン
６４　　駆動機構
７　　　制御部
【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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