(57)【要約】【課題】チャック本体の寿命を長くすることができる静電チャックの再生方法を提供する。【解決手段】被吸着体との吸着面にリブ部及び支持部１３が付与された誘電体たるチャック本体１と、正負の電極とを備え、両電極間に電圧を印加して表面で被吸着体を静電吸着し、被吸着体の静電吸着を繰り返すことで吸着性能が低下したとき、チャック本体の吸着面のリブ部及び支持部１３を所定厚さに亘って除去して平坦面とし、この平坦面にリブ部及び支持部を再度付与する再生工程を含む。吸着性能が最初に低下したとき、この再生工程にかえて、チャック本体の吸着面のリブ部及び支持部の表面１３ａを研削し、リブ部及び支持部の頂部のみを平坦面に加工する事前再生工程行い、次に吸着性能が低下したときに上記再生工程を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被吸着体との吸着面に凹凸形状が付与された誘電体と、電極とを備え、この電極に電圧を印加して誘電体表面で被吸着体を静電吸着し、被吸着体の静電吸着を繰り返すことで吸着性能が低下したとき、前記凹凸形状が付与された誘電体の吸着面を所定厚さに亘って除去して平坦面とし、この平坦面に凹凸形状を再度付与する再生工程を含む静電チャックの再生方法において、
前記吸着性能が最初に低下したとき、再生工程にかえて、前記吸着面の凹凸形状の表面を研削し、凸状の頂部のみを平坦面に加工する事前再生工程を行い、次に吸着性能が低下したときに上記再生工程を行うことを特徴とする静電チャックの再生方法。
【請求項２】
前記再生工程を行う前に、吸着性能が低下する毎に事前再生工程を複数回実施することを特徴とする請求項１記載の静電チャックの再生方法。
【請求項３】
前記吸着面の凹凸形状の表面の研削として、投射材を投射して研削を行うブラスト処理を用いることを特徴とする請求項１または請求項２静電チャックの再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャックの再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程において所望のデバイス構造を得るために、処理対象物たるシリコンウエハ（以下、「ウエハ」という）が配置される処理室にプラズマを発生させ、このプラズマを利用して基板に成膜処理、イオン注入処理やエッチング処理などの各種のプラズマ処理を実施することが知られている。これらのプラズマ処理装置には、処理室内で基板を位置決め保持するために所謂静電チャックと、この静電チャックを支持する基台とを備えた基板保持装置が設けられていることが一般的である。
【０００３】
静電チャックとしては、所定の厚さを有する誘電体たるチャック本体と、このチャック本体に埋設した正負の電極とを備えたものが例えば特許文献１で知られている。このものでは、チャック本体の上面に、ウエハの裏面（所定の処理が行われる面と反対側）の外周縁部と面接触するリブ部を形成し、このリブ部で囲繞された内部空間に、同心状に複数個の支持部を立設して微細な凹凸形状を付与している。そして、基台に加熱手段及び冷却手段を組み込み、ウエハを加熱または冷却する場合には、上記内部空間にチャック本体に形成したガス通路を介してアルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスを供給してこの内部空間に不活性ガス雰囲気を形成することで、チャック本体からウエハへの熱伝達をアシストして、効率よくウエハの加熱または冷却できるようにしている。
【０００４】
ここで、複数の処理工程を経たウエハの裏面には、洗浄液残渣等の汚染物質(主に炭素、酸素を主成分とする)が付着している。このようなウエハを静電チャックに吸着すると、チャック本体表面の凹凸形状に汚染物質が転写されてしまう。そして、汚染物質の堆積が進行すると、チャック本体の凹凸表面に汚染物質から成る低抵抗層が形成されて静電チャックの吸着力が低下する。このように汚染物質が堆積した場合、プラズマや薬液を用いたクリーニング処理では、汚染物質を完全に除去することは困難である。
【０００５】
従来では凹凸形状が付与されたチャック本体の吸着面を、グラインダ等を用いた切削加工により所定厚さに亘って除去して（削り取って）平坦面とし、この平坦面に凹凸形状を再度付与する再生工程を実施（例えば、1年毎）していた。そして、再生工程を繰り返すことで、チャック本体が絶縁破壊を起こす厚さまで薄くなると、このチャック本体は寿命であるとして、廃棄処分される。然し、チャック本体はセラミックス焼結体等で構成され、高価であるため、その寿命を長くしたいとの要請がある。他方、チャック本体を予め厚く形成しておくことも考えられるが、これでは、単位印加電圧当たりの吸着力が低下し、求められる吸着性能を得ることができない虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２３８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、チャック本体の寿命を長くすることができる静電チャックの再生方法を提供することをその課題とするものである。
【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、被吸着体との吸着面に凹凸形状が付与された誘電体と、電極とを備え、この電極に電圧を印加して誘電体表面で被吸着体を静電吸着し、被吸着体の静電吸着を繰り返すことで吸着性能が低下したとき、前記凹凸形状が付与された誘電体の吸着面を所定厚さに亘って除去して平坦面とし、この平坦面に凹凸形状を再度付与する再生工程を含む本発明の静電チャックの再生方法は、前記吸着性能が最初に低下したとき、再生工程にかえて、前記吸着面の凹凸形状の表面を研削し、凸状の頂部のみを平坦面に加工する事前再生工程を行い、次に吸着性能が低下したときに上記再生工程を行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、被吸着体の静電吸着を繰り返すことで吸着性能が低下した場合、従来の如く、チャック本体の凹凸形状を含む所定厚さ部分を削り取るのではなく、事前再生工程を行って吸着性能を回復させ、その上で更に吸着性能が低下したときに初めて再生工程を実施する、つまり、静電チャックを使用することで吸着性能が最初に低下した場合、先ず、チャック本体の凹凸形状の除去を伴わない事前再生工程を行い、この事前再生工程が実施された静電チャックを更に使用し、次に、吸着性能が低下したとき再生工程を実施する。これにより、絶縁破壊を生じる厚さに削り取られるまで期間を長くでき、その結果、チャック本体の長寿命化を図ることができる。
【００１０】
本発明においては、前記再生工程を行う前に、吸着性能が低下する毎に事前再生工程を複数回実施することもできる。つまり、静電チャックを使用することで吸着性能が最初に低下した場合、先ず、チャック本体の凹凸形状の除去を伴わない事前再生工程を行い、この事前再生工程が実施された静電チャックを更に使用し、次に、吸着性能が低下したときもまた、事前再生工程を実施する。但し、二回目の事前再生処理を施した静電チャック上面の平面度（フラットネス）特性、表面粗さ（ラフネス）特性、ウエハ裏面におけるバーティクル特性、アシストガスの漏れ量や基板面内の温度分布特性等の吸着特性が、初期状態と略同等であることが条件となる。そして、更に吸着性能が低下したとき、事前再生処理ではもはや上記吸着特性が維持できないときに、再生工程を実施する。これにより、絶縁破壊を生じる厚さに削り取られるまで期間を更に長くでき、その結果、チャック本体の更なる長寿命化を図ることができる。
【００１１】
本発明において、前記吸着面の凹凸形状の表面の研削として、投射材を投射して研削を行うブラスト処理を用いればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の静電チャックの構成を模式的に説明する図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）はチャック本体の再生工程を説明する図。
【図３】事前再生工程を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、被吸着体をウエハＷとし、このウエハＷを静電吸着する静電チャックＥＣを例に本発明の実施形態の静電チャックの再生方法を説明する。以下では、図１を基準として、上、下等の方向示す用語を用いるものとする。
【００１４】
図１を参照して、ＥＣは、本発明の再生方法の実施が可能な静電チャックであり、静電チャックＥＣはチャック本体１を備える。チャック本体１は、窒化アルミや窒化ケイ素等の高電気抵抗を示すセラミックス焼結体で構成される。チャック本体１には、図示省略の絶縁層を介して正負一対の電極２ａ，２ｂが設けられ、両電極２ａ，２ｂ間には、直流電源Ｅから直流電圧が印加されるようになっている。そして、チャック本体１は、図示省略の真空チャンバ内に設けられた、アルミニウム等の熱伝導の良い金属製で筒状の基台３の上面にその下面側を密着固定される。
【００１５】
また、チャック本体１の上面には、ウエハＷ裏面の外周縁部が面接触可能な環状のリブ部１１と、リブ部１１で囲繞された内部空間１２で同心状に立設された複数個の棒状の支持部１３とを備える。そして、チャック本体１の上面にウエハＷを載置した後、直流電源Ｅにより両電極２ａ，２ｂ間に直流電圧を印加することで発生する静電気力でウエハＷがチャックプレート２の表面で吸着される。また、チャック本体１には、上下方向に貫通するガス通路１４が設けられている。この場合、基台３に形成した透孔３１を通して、流量制御されたアルゴンガスやヘリウムガス等の不活性ガスからなるアシストガスが内部空間１２に形成されるようにしている。基台３には、特に図示して説明しないが、抵抗加熱式ヒータ等の加熱手段や冷媒循環による冷却手段が設けられ、ウエハＷを温度制御し得る構成となっている。この場合、内部空間１２に不活性ガスを供給してガス雰囲気を形成することで、ウエハＷへの熱伝達をアシストして効率よく加熱または冷却できる。
【００１６】
次に、チャック本体１の製造方法を説明する。先ず、所定厚さの窒化アルミのセラミックス焼結体を用意し、このセラミックス焼結体のウエハＷの吸着面（図１中、上面）に、所定パターンでレジストマスクを形成する。次に、レジストマスク越しに例えばブラスト処理によりアルミナ等の投射材を投射してレジストマスクで覆われていない上面を研削することで、チャック本体１の周囲にリブ部１１が残ると共に、その内部に同心状に支持部１３が残るようにしてチャック本体１の吸着面に凹凸形状を付与する。この場合、リブ部１１及び支持部１３の高さが例えば１０μｍ程度となるようにする。なお、凹凸形状自体やその加工法を上記に限定されるものはない。次に、吸着面たるリブ部１１の上面及び各支持部１３の上面を、研磨材や研磨布を用いた公知のポリッシング加工により平坦面にする。最後に、チャック本体１を、公知の方法で洗浄する。
【００１７】
ところで、複数の処理工程を経たウエハＷの裏面には、洗浄液残渣等の汚染物質（主に炭素、酸素を主成分とする）が付着している。このようなウエハＷを静電チャックＥＣに吸着すると、図２（ａ）中、最上側の図のように、チャック本体１表面の凹凸形状、具体的には、リブ部１１及び支持部１３の上面や側面に汚染物質Ｐが転写されてしまう。そして、汚染物質Ｐの堆積が進行すると、チャック本体１の凹凸形状の表面に汚染物質Ｐから成る低抵抗層が形成されて静電チャックＥＣの吸着力が低下する。このような場合、チャック本体１に対する再生工程が行われる。即ち、図２（ｂ）を参照して、チャック本体１の吸着面を、グラインダ等を用いた切削加工により所定厚さ（即ち、リブ部１１及び支持部１３が形成された、チャック本体１の上面から所定厚さ（１０μｍ以上）部分）に亘って除去する（削り取る）。これにより、図２（ａ）中、上から２番目の図のように、チャック本体１の吸着面が平坦面１ａとなる。次いで、この平坦面１ａに所定パターンでレジストマスクＭＰを形成し、レジストマスクＭＰ越しに例えばブラスト処理によりアルミナ等の投射材を投射してレジストマスクＭＰで覆われていない上面を研削することで、チャック本体１の周囲にリブ部１１が残ると共に、その内部に同心状に支持部１３が残るようにしてチャック本体１の吸着面に凹凸形状を付与する。そして、図２（ｂ）に示す如く再生工程を繰り返す（通常は３回程度）ことで、チャック本体１の厚さが所定より薄くなると、絶縁破壊を起こしたりして吸着性能が維持できない。これにより、チャック本体１は寿命であるとして、廃棄処分されるが、その寿命を長くすることが望まれる。
【００１８】
本実施形態では、チャック本体１の凹凸表面に汚染物質Ｐから成る低抵抗層が形成されて静電チャックＥＣの吸着力が最初に低下したとき（図２（ａ）中、最上側の状態）、上記再生工程にかえて、事前再生工程を行う。即ち、図３を参照して、ブラスト処理によりリブ部１１及び支持部１３の表面に投射材を投射して凹凸形状の表面を研削することで、該表面に付着した汚染物質Ｐを除去する。この場合、投射材として、粒径２００μｍのＳｉＣ等を用い、リブ部１１及び支持部１３の上面から汚染物質Ｐを除去して２〜３μｍ（例えば、支持部１３の当初の高さの１／３以上の範囲）程度だけ研削されるようにする。そして、汚染物質Ｐを除去されると、凸状の頂部、即ち、吸着面たるリブ部１１の上面及び各支持部１３の上面１３ａを、研磨材や研磨布を用いた公知のポリッシング加工により平坦面にする。
【００１９】
本発明者らの実験によれば、事前再生処理を施した静電チャックＥＣ上面の平面度（フラットネス）特性、表面粗さ（ラフネス）特性、ウエハ裏面におけるバーティクル特性、アシストガスの漏れ量や基板面内の温度分布特性等の吸着特性は、初期状態と略同等であることが確認された。
【００２０】
次に、事前再生処理を行ったチャック本体１でウエハＷの吸着を繰り返し（つまり、静電チャックとして再度使用することで）、上記の如く、チャック本体１の凹凸表面に汚染物質Ｐから成る低抵抗層が形成されて静電チャックＥＣの吸着力が次に低下したときには、原則として上記に従い再生工程を行う。但し、上記の如く、更に事前再生工程を実施しても、上記吸着特性が未だ維持できるような場合には、更に事前再生工程を実施することもできる。これら事前再生工程、（及び更なる事前再生工程）、再生工程を繰り返し、絶縁破壊を起こす厚さまで薄くなると、このチャック本体１は寿命であるとして、廃棄処分される。
【００２１】
上記実施形態によれば、チャック本体１の凹凸形状を含む所定厚さ部分を削り取るのではなく、事前再生工程を行って吸着性能を回復させ、その上で更に吸着性能が低下したときに初めて再生工程を実施する、つまり、再生工程の前段階で、チャック本体１の凹凸形状の除去を伴わない事前再生工程を行うため、絶縁破壊を生じる厚さに削り取られるまで期間を長くでき、その結果、チャック本体の長寿命化を図ることができる。
【００２２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではない。上記実施形態では、チャック本体１の吸着面の凹凸形状の表面の研削として、投射材を投射して研削を行うブラスト処理を用いるものを例に説明したが、汚染物質Ｐから成る低抵抗層を含む凹凸形状の表面部分を効率よく研削できるものであれば、他の研削方法を用いることができる。また、本発明では、正負の一対の電極２ａ、２ｂを備えた所謂バイポーラ型のものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えばモノポーラ型のものであってもよい。更に、誘電体層を削り取って再生するものであれば、本発明は広く適用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
ＥＣ…静電チャック、Ｗ…被吸着体、１…チャック本体、２ａ，２ｂ…電極、１１…リブ部（凹凸形状）、１３…支持部（凹凸形状）、１３ａ…支持部の表面。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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