(57)【要約】【課題】小型で、試料の離脱を速やかに行うことのできる試料台を備えたプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】内部に減圧される処理室を形成する真空容器と、該真空容器内にプラズマを生成し、生成したプラズマにより前記真空容器内に配置した試料台２０１上に載置された試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前記試料台に配置され前記試料を前記試料台に吸着させる手段と、前記試料台内に配置され、前記試料台の上方に移動して前記試料を試料台上面から押し上げるピン３０５と、前記減圧された処理室とは封止され大気圧にされた室内に配置され、前記ピンと連結されて内部のシリンダ内のピストンの動作により前記ピンを駆動する駆動機構３２０と、前記ピンと前記大気圧にされた室との間を封止するとともに前記ピンの動作に伴って伸縮するベローズ３０６と、可圧縮性の流体を前記ピストンにより仕切られる前記シリンダ内の空間に、シリンダ押し上げ力が所定値以下となるように調整して供給する調節器３０８を備えた。【選択図】図３
2007335657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に減圧される処理室を形成する真空容器と、
該真空容器内にプラズマを生成し、生成したプラズマにより前記真空容器内に配置した試料台上に載置された試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記試料台に配置され前記試料を前記試料台に吸着させる手段と、
前記試料台内に配置され、前記試料台の上方に移動して前記試料を試料台上面から押し上げるピンと、
前記減圧された処理室とは封止され大気圧にされた室内に配置され、前記ピンと連結されて内部のシリンダ内のピストンの動作により前記ピンを駆動する駆動機構と、
前記ピンと前記大気圧にされた室との間を封止するとともに前記ピンの動作に伴って伸縮するベローズと、
可圧縮性の流体を前記ピストンにより仕切られる前記シリンダ内の空間に、シリンダ押し上げ力が所定値以下となるように調整して供給する調節器を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理装置において、
前記ピンが前記試料と接触した後、接触状態が所定時間以上連続した場合に前記ピンの駆動を停止することを特徴とするプラズマ処置装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のプラズマ処理装置において、
前記ピンまたはピンに連続されている部材の位置を検出するセンサを備え、該センサからの出力を用いて前記試料の試料台上面からの離脱を検出することを特徴とするプラズマ処理装置
【請求項４】
請求項３記載の記載のプラズマ処理装置において、
前記試料の前記試料台上面からの離脱を検出した後は、前記所定値以上の押し上げ力で前記ピンを駆動することを特徴とするプラズマ処置装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に係り、特に、真空容器内部に配置された試料台の上面に被処理体である試料を吸着して処理を施すプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置では、真空容器内に配置された試料台上に半導体ウエハ等の基板状の試料を載置し、載置した試料を静電気力を用いて試料台上面に吸着して保持しつつ前記試料を処理を施している。
【０００３】
また、前記試料に施す処理が終了すると、試料の吸着を解除し、試料を試料台から離脱させて、処理後の試料を処理室から搬出する。試料を試料台から離脱させる際には、試料台内に配置されて上下に移動可能な複数のピン（押し上げピン）を、試料台上に載せられた状態の試料の裏面に押し当てて、さらにピンを上方に移動させることにより、試料を試料台上面から上方に離脱させて持ち上げることが一般的に行われている。
【０００４】
このような構成においては、試料を試料台上方に押上げて離脱させる際に、試料台表面または試料内に静電気が残っていて、このため両者の間に静電気力が働いている場合、所謂、残留吸着力がある場合が存在する。このような場合においては、ピンによる押上げ力が弱い場合には試料を離脱させることができず、前記静電気が放電または中和されて残留吸着力が小さくなるまで試料の持ち上げ、搬送を待機しなければならない。
【０００５】
このとき、大きな押し上げ力でピンを試料に押し当てて試料を持ち上げようとすると、試料に割れ等の損傷が生じることがある。
【０００６】
このため、このような場合には、ピンを試料を接触させて押上げる際に、ピンを上下に駆動するモータの駆動力を調節して、ピンを所定の距離だけ上方に移動させて試料に押しつけた後、ピンを下方に移動させて待機するという動作を数回繰り返しながら徐々に試料の電荷を逃がしつつ、試料が割れない範囲で試料と試料台表面との間の吸着した領域を徐々に小さくして試料台から離脱させていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開開平９−２７５１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来技術は、ピンをモータ駆動によ利制御している。このため、試料の残留吸着力が所定値（許容値）より大きい場合に、ピンをモータ駆動により上昇させると試料に割れが生じる可能性がある。残留吸着力は、試料や試料台表面の材質や状態によって影響を受けるため、処理した試料の枚数が増えるに伴って試料台表面の状態も変化し、残留吸着力も変化する場合がある。このような場合に、大きな力でピンを試料に押し付けると前述のように試料に損傷を与える。
【０００８】
また、試料の損傷を抑制するために、前述のようにピンの上昇、下降および待機という動作を繰り返す場合は、試料の離脱までに時間がかかり、試料の処理効率が低下する。さらに、ピンを駆動するためのモータを収納する空間が大きくなり、装置が大型化して装置の設置面積が大きくなる。
【０００９】
本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたもので、小型で、試料の離脱を速やかに行うことのできるプラズマ処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前記課題を解決するため、次のような手段を採用した。
【００１１】
内部に減圧される処理室を形成する真空容器と、該真空容器内にプラズマを生成し、生成したプラズマにより前記真空容器内に配置した試料台上に載置された試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前記試料台に配置され前記試料を前記試料台に吸着させる手段と、前記試料台内に配置され、前記試料台の上方に移動して前記試料を試料台上面から押し上げるピンと、前記減圧された処理室とは封止され大気圧にされた室内に配置され、前記ピンと連結されて内部のシリンダ内のピストンの動作により前記ピンを駆動する駆動機構と、前記ピンと前記大気圧にされた室との間を封止するとともに前記ピンの動作に伴って伸縮するベローズと、可圧縮性の流体を前記ピストンにより仕切られる前記シリンダ内の空間に、シリンダ押し上げ力が所定値以下となるように調整して供給する調節器を備えた。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上の構成を備えるため、小型で、試料の離脱を速やかに行うことのできるプラズマ処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置を備えた真空処理装置の概略構成を説明する図（上面図）である。
【００１４】
真空処理装置１００は、大気ブロック１０１と処理ブロック１０２とに大別される。大気ブロック１０１は大気圧下でウエハを搬送、収納、位置決め等をする部分であり、処理ブロック１０２は大気圧よりも減圧された圧力下でウエハ等の試料を搬送し、処理を行ない、試料を載置した状態で圧力を上下させることのできる部分である。
【００１５】
大気ブロック１０１は内部に搬送ロボットを備えた筐体１０７を有し、筐体１０７には、処理用またはクリーニング用の試料が収納されているカセット１０８を取り付ける。
【００１６】
処理ブロック１０２は、減圧下で試料を処理する処理ユニット１０３、１０３’（エッチング室）、及び１０４、１０４’（アッシング室）、これらの処理ユニットに試料を減圧下で搬送する搬送室１０５（バッファ室）、およびこの搬送室１０５と大気ブロック１０１を接続するロック室１０６、１０６’を備えている。この処理ブロック１０２は減圧されて高い真空度の圧力に維持可能なブロックである。
【００１７】
図２は、図１に示す処理ユニット１０３の概略構成を説明する図（縦断面図）である。図２に示すように、処理ユニット１０３の上部には、放電室２１０を含む処理室を形成する。また、真空容器であるチャンバ２１１とその上部に配置され放電室２１０内にプラズマを形成するための磁界または電界を供給するためのソレノイドコイル２０７、および電波源２０８を配置する。
【００１８】
また、電波源２０８からの電力を電界として放電室に伝播するアンテナ部材２０４、アンテナ部材の周囲に配置された石英等の絶縁性部材で構成された円板またはリング状の誘電体２０５、およびこれらの外周を囲んで配置され、チャンバ２１１から取り外し可能に構成され蓋部材２０６を備える。なお、蓋部材２０６はチャンバ２１１とともに真空容器を構成する。
【００１９】
放電室２１０を含む処理室内には、放電室２１０下方に試料台２０１が配置されており、処理室の試料台２０１の下方の空間と放電室２１０とは、略円筒形状の試料台の外周側の空間とを介して連通されている。また、試料台２０１の直下方のチャンバ２１１の下部には、チャンバ２１１下方に接続された真空ポンプ２１５と連通する開口が配置され、この開口の上方の処理室内には上下に移動して開口を開閉する開閉バルブ２１３が配置されている。真空ポンプ２１５は制御装置２１７からの信号を受信して動作して、処理室内のガスや生成物を排気して、放電室２１０を含む処理室内の圧力を所期の圧力になるように調節する。
【００２０】
さらに、前記開口と真空ポンプ２１５との間を連通する通路には、処理室内からのガスが通過できる断面積を増減するため、複数の回転可能な板状の回転バルブ２１４を回転軸を前記通路を横切る方向に平行にして配置されている。この回転バルブ２１４の回転角は、制御装置２１７からの指令に応じて調節される。これにより、通路の通流可能な面積を変動させることができ、真空ポンプによる処理室内のガス等の排気の量が調節される。これにより処理室内の圧力を調節することができる。なお、開閉バルブ２１３は、処理室内のメンテナンス、あるいは処理ユニットを真空処理装置１００本体や搬送室１０５から離脱させる場合にチャンバ２１１下部の開口を閉塞する際に使用する。
【００２１】
また、チャンバ２１１は、その側壁部分が搬送室１０５の側壁と各々の開口を介して接続されており、これらの間に配置された開口を開閉するゲートバルブ２１２により、その間が連通あるいは遮断される。このゲートバルブ２１２が開放された状態で搬送室１０５内部の空間と処理室部２００の内側の処理室内の空間とが連通し、両者の圧力はほぼ等しくなる。
【００２２】
ゲートバルブ２１２の開放時には、試料を搬送室１０５内部から処理室内部に配置された試料台２０１上に搬送して載置する。試料が試料台２０１に載置されたことを検知した後、ゲートバルブ２１２を閉塞し、処理ユニット１０３と搬送室１０５を遮断し、処理室部内を密封して処理を実施する。
【００２３】
本実施形態では、図２に示すように、処理ユニット１０３の上部は放電室部が配置されており、この放電室部は、真空容器の蓋を構成する蓋部材２０６、この蓋部材２０６の内側に配置されたアンテナ部材、このアンテナ部材の側方と上方とに配置され放電室部を囲んで配置されたソレノイドコイル２０７を含む磁場発生部、およびこのアンテナ部材２０４の下方に配置された放電室または処理室の天井部材とを含んで構成されている。また、磁場発生部上方にはアンテナ部材２０４が放出するＵＨＦ帯やＶＨＦ帯の電波を供給する電波源部２０８が配置されている。アンテナ部材はＳＵＳ（ステンレス）等の導電性部材で構成された蓋部材２０６の内側に配置された平板形状のアンテナ２０４、およびこのアンテナ２０４と蓋部材２０６との間に配置されてこれらの間を絶縁するとともにアンテナ２０４から放出される電波を下方の天井部材側に伝導するために配置されたリング形状の少なくとも１つの誘電体２０５を備えている。
【００２４】
天井部材は、アンテナ部材２０４下方の誘電体２０５の部分の下方に配置した石英プレート２０３、およびこの石英プレート２０３の下方に配置され、供給された処理用のプロセスガスを処理室の内側に分散して導入するための複数の孔が形成されたシャワープレート２０２を備え、アンテナ２０４から放射された電波を誘電体２０５を介して下方の処理室に伝達する。
【００２５】
シャワープレート２０２と石英プレート２０３の間は微小な隙間の空間２０９が形成されており、この空間２０９にはプロセスガスが供給され、シャワープレート２０２を貫通してチャンバ２１１内に供給される。チャンバ２１１内の試料台２０１上方の空間は、供給されたプロセスガスに石英プレート２０３を通って導入された電波と、磁場発生部から供給された磁場との相互作用によりプラズマが生成される放電室２１０となっている。前記生成されたプラズマにより、試料台２０１に載置された試料のエッチングが進行する。
【００２６】
試料台２０１内には、後述するように電極が配置されており、電源２１６からの高周波電力が配線を介して供給され、試料台２０１上面にバイアス電位を形成する。これにより、試料台２０１上に載置した試料の表面には、バイアスによる電位とプラズマの電位との差電位により加速されたプラズマ中のイオン等の荷電粒子を衝突させる。これにより、試料表面の特定の方向について他の方向よりも大きく進行させる処理、すなわち異方性の処理を実現することができる。なお、前記高周波電源２１６、ソレノイドコイル２０７、電波源２０８、ゲートバルブ２１２等は制御装置２１７からの指令信号に応じて動作が調節される。
【００２７】
図３は、図２に示す試料台２０１の詳細を説明する図（縦断面図）である。図３に示すように、試料台２０１は、上下方向に複数の層状の構造が積み重なって構成されている。試料台上部は電極３０１であり、下部には電極３０１内に配置されたピン３０５を駆動するための駆動部が配置されている。
【００２８】
さらに、電極３０１は複数層の構造で構成され、上面は試料が載置される載置面であり、試料を静電気で吸着するためアルミナ等の誘電体による誘電体膜３０１ａが配置されている。この誘電体膜３０１ａの下方には、導電性および熱伝導性を有する材質で構成された略円板形状の基材３０１ｂが配置されており、その内部には温度または流量が制御装置２１７の指令に基づいて調節された冷媒が通流する独立した複数個の冷媒流路３２３が配置されている。これらの冷媒流路３２３により基材３０１ｂの温度が調節される構造となっている。基材３０１ｂの温度が調節されることにより、電極３０１上面に載せられた試料の温度が所望に調節可能にされる。
【００２９】
また、誘電体膜３０１ａおよび基材３０１ｂの外周側には、略円筒形上の電極３０１の上面の外縁部および側面を覆って配置された絶縁体製のリング３０１ｃが配置されており、基材３０１ｂをプラズマから保護している。さらに、基材３０１ｂ下方には円板状の絶縁体３０１ｄが配置されて、基材３０１ｂとその周囲との熱の伝達を抑制している。
【００３０】
さらに、導電性部材から構成された基材３０１ｂには電源２１６からの高周波電力が供給され、試料の処理中にバイアス電圧を試料表面に形成することができるように構成されている。高周波電力を供給するためのコネクタ３２４は、絶縁部材３０１ｄの貫通孔内に嵌め込まれて基材３０１ｂと接続されており、導通が維持されている。
【００３１】
また、本実施形態では、試料の裏面と誘電体膜３０１ａとの間の空間にＨｅ等の熱伝達ガスを供給することで、温度が調節される基材３０１ｂと試料との間の熱伝導を向上させて、試料の温度の調節の精度と再現性を向上させている。前記熱伝達ガスは、ガス源３２１から絶縁部材３０１ｄおよび基材３０１ｂに配置された貫通孔からなる供給経路を経て、試料載置面である誘電体膜３０１ａ表面の供給孔から導入される。絶縁部材３０１ｄの下面には、熱伝達ガスの導入管３２５が接続されている。Ｈｅなどの伝熱ガスは、試料載置面と試料裏面との間の空間で圧力が所定値になるように、経路上の調節バルブ３２２により供給量が制御されている。この調節バルブ３２１の動作も制御装置２１７からの指令信号に応じて調節されている。
【００３２】
電極３０１内には、誘電体膜３０１ａ上方に試料を持ち上げるための複数のピン３０５がその軸を上下方向にして配置されており、これらのピン３０５が挿入されて内部に配置された貫通孔３０５ａが電極３０１を貫通して配置されている。ピン３０５は、駆動部３２０により上下方向に移動（昇降）される。駆動部３２０内において、ピン３０５は、その下端がベース３０７と連結されて支持され、このベース３０７上方で絶縁部材３０１ｄ下面に装着されて接続されたシリンダ３０４内部のピストン３２６と連結され、ピストン３２６のシリンダ３０４内部に形成された円筒状の空間の軸方向の動作により上下に駆動される。
【００３３】
試料台２０１は処理室内部の真空状態に曝されている一方、駆動部３２０内部は大気圧状態にされている。すなわち、駆動部３２０内はチャンバ２１１の側壁に配置された経路Ｐを通して、外部の雰囲気と連通されている。さらに、駆動部３２０は、側壁部材３０２、下壁部材３０３によって処理室内の空間から密封された構造としている。また、電極３０１下面とベース３０７との間は、ピン３０５の軸方向に伸縮するベローズ３０６がピン３０５周囲に前記軸に沿って配置されており、このベローズ３０６によって、処理室内の空間と駆動部３２０内の空間とがシールされている。
【００３４】
電極３０１上では、直流電圧を印加することにより生じる静電吸着力によって試料をその誘電体膜３０１ａ上に保持している。本実施形態では、直流電圧が供給される電極は誘電体膜３０１ａ内に配置されたタングステン膜等の膜状の導電性材で構成されているが、基材３０１ｂに供給することで、挟まれた誘電体膜３０１ａに静電気を生起して吸着力を形成しても良い。
【００３５】
試料の表面にエッチング等の処理を施した後、静電吸着力により保持されている試料を電極３０１から剥がすために、静電気の中和等の除電処理を行なう。除電処理を行っても試料や誘電体膜３０１ａ内には電荷が残っており、両者間では残留する静電気による吸着力（残留吸着力）が残る。この残留吸着力が大きい場合には、電極３０１から無理に試料を剥がそうとすると割れ等の損傷が試料に生じる。
【００３６】
そこで、本実施形態では、処理の終了後、試料の除電処理を行った後、残留吸着力が所定値以上である場合には、試料に損傷が生じない許容値以下の力でピン３０５を試料裏面に押し付ける。許容値以下でピン３０５を押し付けて、試料が試料台２０１上に持ち上がれば、割れを生じることなく持ち上げることができる。
【００３７】
試料が持ち上がらない場合には、残留した静電気が多いため吸着力が大きいのであり、試料とピン３０５とを接触した状態を維持し、導電体製のピン３０５から試料内にある電荷を逃がして除電する。このように、本実施形態では、除電を行いつつ許容値以下の大きさの力でピン３０５を押し付ける。このため、除電により残留吸着力が許容値以下に減少したとき、試料を試料台２０１から離脱して持ち上げることができる。これにより、試料に損傷を生じることを抑制しつつ、試料を持ち上げることができる。なお、導電体製のピン３０５は、ベース３０７、側壁部材３０２を介して、接地されたチャンバ２１１の側壁に接続され接地電位にされている。
【００３８】
ピン３０５による試料の押し上げ動作を行なう場合、制御装置２１７からの指令信号に応じてシリンダ３０４内の円筒形上の空間内に供給されるガスの圧力を調節し、ピストン３２６をシリンダ３０４の軸方向である上下方向に移動を開始させる。上昇したピン３０５の先端部が試料の裏面に当接された後も、シリンダ３０４内の圧力差に応じてピストン３２６は駆動され続け、ベース３０７を介してピン３０５は上方に移動しようとする。残留吸着力がある場合には、試料は誘電体膜３０１ａ上に固着保持されて移動できず、その結果、ピン３０５から試料裏面に印加される押し付け力が増加して行く。そして、誘電体膜３０１ａ上に保持された試料に印加される押し付け力は、シリンダ３０４によりピストン３２６に印加される力と等しくなるまで増大する。
【００３９】
シリンダ３０４からピストン３２６に印加される力と等しくされた試料への押し付け力が、試料に損傷を生起しない許容値以下の大きさであれば、試料は割れ等を生じないまま、所定の押し付け力が付与され続けた状態で、試料台２０１上に保持される。この状態で、導電体製のピン３０５を介して試料内の電荷が放電され、試料内の静電気力（吸着力）が減少する。このように、試料に所定の押し付け力を断続することなく、連続して印加し続けることで、吸着保持された試料と誘電体膜３０１ａとの間の、隙間（剥がれ）のある領域（面積）を徐々に増大させ続けることができる。
【００４０】
ピン３０５を介した電荷の放電による静電吸着力の減少、あるいは押し付け力の連続的な印加による剥がれ領域の拡大が進行して、特定の状態に達すると、試料を誘電体膜３０１ａに吸着して保持することができなくなり、試料が誘電体膜３０１ａから脱離して、複数のピン３０５上に保持された状態で試料台２０１上方に持ち上げられた状態になる。この際、静電吸着力の大きさとピン３０５から試料への押し付け力とのバランスが後者に移動して、ピン３０５が急上昇することになる。後述のように、急激なピン３０５の移動が検知されて試料の剥がれが検出されると、ピン３０５の移動が調節されて試料がピン３０５上から脱落しない程度の速度で上方に持ち上げられる。
【００４１】
前述のような、ピン３０５の駆動部３２０における、シリンダ３０４およびピストン３２６の動作は、シリンダ３０４内へ供給される圧縮性流体であるガスの供給を調節することで行われる。
【００４２】
試料の処理中等で、ピン３０５が試料台２０１内の貫通孔３０５ａ内に格納されて試料と接触してない状態では、ベローズ３０６が処理室内の空間と駆動部３２０内との圧力差により、試料を押上げる方向に力が働く。このため、シリンダ３０４内には前記の状態でもピストン３２６が移動しないように、内部のガスの圧力を調節し続ける必要がある。
【００４３】
すなわち、シリンダ３０４内の円筒形空間がピストン３２６により区画された上方の室３０４ａおよび下方の室３０４ｂの各々に、シリンダ用ガス源３１８からのガスをバルブ３１０を介して供給して、各々の室からピストン３２６に印加される力と、駆動部３２０内と処理室内の圧力差に起因してピン３０５を上昇させようとする力とを釣り合わせておくことが必要である。なお、本実施形態では、室３０４ａ内のガスの圧力は室３０４ｂ内の圧力よりも大きく調節されている。
【００４４】
また、試料に対するピン３０５の押し付け力が前記許容値以下となるようにして試料に押し付ける場合は、ガス源３１８からのガスをピストン３０４内の室３０４ａ，３０４ｂ内に、前者の圧力を大きくするように供給する（ガスの流れ方向は矢印３１５，３１７）。ピン３０５を下降させる場合は、ピン３０５が格納された状態のときよりもさらに室３０４ａ内のガスの圧力を３０４ｂ内のそれより大きくなるように供給する（ガスの流れ方向は矢印３１４，３１６）。なお、シリンダ３０４に供給されるガスの圧力の調節は、室３０４ａへのガスの供給路上に配置された圧力調節器３０８により行うことができる。
【００４５】
試料全体が誘電体膜３０１ａから剥がれた後に、前述したのと同様に、前記許容値以下となるようにシリンダ３０４内に供給されるガスの圧力を調節してピン３０５の昇降を調節していると、上昇に大きな時間がかかる。また、試料がピン３０５から脱落する虞がある。これを抑制するため、試料が剥がれたことが検出された後は、シリンダ３０４へ供給されるガスの経路を切り替える。すなわち、ピン３０５の押し付け力を前記許容値以下に制御するためにピストン３２６に対して押し下げる方向にシリンダ３０４にガスを供給していた状態から、バルブ３０９およびバルブ３１０を切り替えて、室３０４ａからガスがシリンダ用ガス源３１８の方向に戻る方向に流れるようにする。あるいは、３０４ａからのガスがシリンダ３０４から真空処理装置１００外に排出されるようにしても良い。この場合、ガスは矢印３１５，３１７の方向に供給される。
【００４６】
試料全体が誘電体膜３０１ａから剥がれたことを検出するため、ベース３０７の端部の位置検出するセンサ３１２，３１３，３２７を駆動部３２０内に配置している。また、コントローラ３１９はセンサ３１２，３１３，３２７の検知信号にしたがってバルブ３０８，３１０，圧力調整器３０８を調整する。なお、センサ３１２は、格納状態であるピン３０５の位置、センサ３１３はピン３０５が上昇して試料全体が誘電体膜３０１ａから剥がれピン３０５上に載せられた状態でのピン３０５の位置、センサ３２７は試料がピン３０５により持ち上げられて最上位置に達した状態のピン３０５の位置に相当する上下方向の位置に配置されている。
【００４７】
前述のように、センサ３１３がベース３０７の端部が近傍に達したことを検知した際に、バルブ３０９、バルブ３１０が切り替えられる。また、センサ３２７がベース３０７の端部が近傍に達したことを検知した際に、試料の上昇が完了され、試料は処理室内に移動してきた搬送室１０５内の搬送用のロボットにピン３０５上から受け渡される。
【００４８】
図４は、試料が処理されて後、試料台から離脱して持ち上げられるまでの処理を示す図である。
【００４９】
まず、試料は電極３０１上に搬送され、前述のように試料台を構成する誘電体膜３０１ａ内の膜状の電極に直流電圧を印加することによって生起された静電吸着力により試料台に吸着される。この状態で、放電室２１０内に処理用ガスを供給しつつプラズマを発生させる。このプラズマ内の荷電粒子を電極３０１に供給された高周波電力によるバイアス電圧によって誘引すると試料の処理、例えばエッチング処理を実施することができる。エッチング処理の終了が検知されると（ステップ４０１）、除電処理を実施する（ステップ４０２）。
【００５０】
試料の除電処理後、ピン３０５を試料の損傷を抑制できる許容値以下の大きさの押し付け力で押し上げるため、前述のようにシリンダ３０４内のピストン３２６で区画された複数の室内の各々に圧縮性流体を供給する（ステップ４０３）。ピン３０５が上昇し（ステップ４０４）、試料とピン３０５が接触する（ステップ４０５）、この後、シリンダ３０４の駆動が継続されてピン３０５の押し付け力が増大する。
【００５１】
シリンダ３０４によりピン３０５に供給される所定の値以下の押し付け力が残留吸着力以上であるか否かが判定され、大きい場合、試料は誘電体膜３０１ａから離脱してピン３０５は上昇する（ステップ４０７）。ピンが上昇すると、センサ３１３によりベース３０７の端部が検知される（ピン３０５が試料が離脱したことを示す高さ位置まで上昇したことが検出される）（ステップ４１２）。
【００５２】
一方、ピン３０５の試料への押し付け力が残留吸着力以下であった場合は、試料とピン３０５が接触した状態が保持されるようにシリンダ３０４内の複数の室に流体が供給され続け、ピン３０５から試料に前記許容値以下の押し付け力が連続して印加され続ける。この間、導電体製のピン３０５を介して試料内の電荷は放電し続け、残留吸着力が減少する。すなわち除電処理が継続される（ステップ４０８）。
【００５３】
残留吸着力が減少してピン３０５の押し付け力より小さくなって試料の誘電体膜３０１ａ上からの離脱が検出されるまで、前記接触の状態が維持される。すなわち、ピン３０５に供給される所定の値以下の押し付け力が残留吸着力以上であるか否かが判定され、センサ３１３によるベース３０７の端部の位置の検知が信号が得られるまで前記接触の状態が保持される（ステップ４０９）。
【００５４】
なお、所定の時間を超えても残留吸着力がシリンダ３０４の押し上げ力より大きいままであると検知された場合、すなわち、ベース３０７の端部の位置がセンサ３１３の近傍に達したことが検知されない場合には、利用者にエラーを報知して、この処理ユニット１０３での処理を停止する（ステップ４１１）。
【００５５】
ピン３０５が上昇して位置センサ３１３が試料が剥がれたことを検知した後（ステップ４１２）、バルブ３０９、およびバルブ３１０を切替え、シリンダ３０４に供給される流体の流れを矢印３１５、３１７の方向に切り替える（ステップ４１３）。ピン３０５はその移動速度が増大されて上昇する（ステップ４１４）。センサ３２７による検知信号が得られたか否かが検出され、ピン３０５が上限値まで上昇したかどうかが判定される（ステップ４１５）。検知された場合には試料の試料台２０１上方への持ち上げ（上昇）を完了する（ステップ４１８）。一方、センサ３２７が所定時間以内にベース３０７の到達を検知しない場合（ステップ４１６）は、試料が試料台２０１表面から離脱後に上昇していないと判断し、エラーとして利用者に報知して、処理を停止する（ステップ４１７）。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態によれば、試料にピンを許容値以下の押し上げ力（押し付け力）で接触させて残留電荷を放電させ、残留電荷による吸着力（残留吸着力）が所定値以下になった時点でピンが上昇して、試料が試料台から剥がれる。このため、残留吸着力がある場合においても試料に割れを生じさせることなく、試料を試料台から剥がすことができる。また、コンパクトなエアシリンダを使用することができるため、前記ピンの駆動部を小型化かすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】プラズマ処理装置を備えた真空処理装置の概略構成を説明する図である。
【図２】図１に示す処理ユニットの概略構成を説明する図である。
【図３】図２に示す試料台の詳細を説明する図である。
【図４】試料が処理されて後、試料台から離脱して持ち上げられるまでの処理を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０１  大気ブロック
１０２  処理ブロック
１０３、１０４  処理ユニット
１０５  搬送室
１０６  ロック室
１０７  筐体
１０８  カセット
２０１  試料台
２０２  シャワープレート
２０３  石英プレート
２１０  放電室
２１１  チャンバ
２１２  大気ゲートバルブ
２１３  蓋
３０１  電極
３０４  シリンダ
３０５  ピン
３０６  ベローズ
３０８  圧力調節器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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