JP2012084654A - ドライエッチング装置および基板の除電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に対するドライエッチング処理の実施により基板に生じた残留静電吸着力を効率的に除去あるいは減少させることができるドライエッチング装置および基板の除電方法を提供する。
【解決手段】処理室内のステージ上に静電吸着された基板に対してドライエッチング処理を実施した後、Ｈｅガスを除電用ガスとして処理室内に供給するとともに、Ｈｅガスをプラズマ化することで、ドライエッチング処理の実施により基板に生じた残留静電吸着力を減少させる除電処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に対してドライエッチング処理を行うドライエッチング装置および方法に関し、特にドライエッチング処理の際に基板に生じた残留静電吸着力を除去あるいは減少させる除去する基板の除電方法に関する。

従来、このようなドライエッチング装置では、チャンバ内のステージ上に載置された基板を、ステージに内蔵されたＥＳＣ電極を用いて静電吸着により保持した状態で、プラズマを発生させて、基板に対する所望のエッチング処理が行われる。

このエッチング処理の実施中に基板には電荷が蓄積されて、基板とステージとの間の静電吸着力が増大し、ＥＳＣ電極への直流電圧の印加を停止した後、ステージから基板を離脱させる際に残留静電吸着力が基板の離脱を阻害する。

そのため、エッチング処理が完了した後、所定のガスをチャンバ内に供給するとともに、高周波電力を印加してプラズマを発生させ、プラズマによる除電放電により基板の残留静電吸着力を減少させる除電放電処理が行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−２７９８７６号公報

ドライエッチング装置において、生産性を向上させるためには、このような除電放電処理がより効率的に行われることが好ましい。一方、近年、基板の薄化等が進んでおり、基板の損傷等を防止するためにも、残留静電吸着力を除去あるいは充分に減少させた状態にてステージ上からの基板の離脱（搬出）作業を行う必要がある。

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、基板に対するドライエッチング処理の実施により基板に生じた残留静電吸着力を効率的に除去あるいは減少させることができるドライエッチング装置および基板の除電方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、基板に対するドライエッチング処理が施される処理室を形成する処理容器と、
処理室内に配置され、基板が載置されるステージと、
ステージ上に載置された基板を静電吸着する静電吸着部と、
処理室内にドライエッチング処理のための処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
高周波電圧の作用によって処理室内の処理ガスをプラズマ化することによりステージ上の基板に対してドライエッチング処理を行うプラズマ発生手段と、
ドライエッチング処理の際に生じた基板の残留静電吸着力を減少させる除電処理のために処理室間内に除電用Ｈｅガスを供給する除電ガス供給部とを備える、ドライエッチング装置を提供する。

本発明の第２態様によれば、ドライエッチング処理の際に基板を冷却するための冷却用Ｈｅガスをステージと基板との間に供給する冷却用ガス供給部をさらに備え、
除電ガス供給部は、冷却用ガス供給部より分岐されたＨｅガス供給路から供給される冷却用Ｈｅガスを除電用Ｈｅガスとして処理室内に供給する、第１態様に記載のドライエッチング装置を提供する。

本発明の第３態様によれば、冷却用ガス供給部は、
冷却用Ｈｅガスをステージと基板との間に供給する第１のガス供給路と、
冷却用Ｈｅガスを除電ガス供給部に分岐して供給する第２のガス供給路と、
冷却用Ｈｅガスの供給先を第１のガス供給路および第２のガス供給路のいずれか一方に択一的に切り換えるガス供給路切換部を備える、第２態様に記載のドライエッチング装置を提供する。

本発明の第４態様によれば、処理室内のステージ上に静電吸着された基板に対してドライエッチング処理を実施した後、Ｈｅガスを除電用ガスとして処理室内に供給するとともに、Ｈｅガスをプラズマ化することで、ドライエッチング処理の実施により基板に生じた残留静電吸着力を減少させる除電処理を行う、基板の除電方法を提供する。

本発明の第５態様によれば、ドライエッチング処理の際に基板を冷却するための冷却用Ｈｅガスの第１のガス供給路より分岐された第２のガス供給路を通じて、冷却用Ｈｅガスを除電用ガスとして処理室内に供給する、第４態様に記載の基板の除電方法を提供する。

本発明によれば、基板に対するドライエッチング処理を実施した後、Ｈｅガスを処理空間に供給してＨｅガスをプラズマ化することにより、ドライエッチング処理の際に生じた基板の残留静電吸着力を効率的に除去あるいは減少させることができる。特に、除電用ガスとして、不活性ガスの中でもＨｅガスを用いることにより、他の不活性ガスに比してもより高い除電効果を発揮することができる。

本発明の実施の形態１に係るドライエッチング装置の構成図 トレイ、基板および基板ステージの斜視図 トレイ、基板および基板ステージの斜視図（トレイ載置状態） ドライエッチング処理の手順を示す動作説明図 除電放電処理の手順を示すフローチャート 本発明の実施の形態２に係るドライエッチング装置の構成図 本発明の実施の形態３に係るドライエッチング装置の構成図

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係るドライエッチング装置の一例としてＩＣＰ（誘導結合プラズマ）型のドライエッチング装置１の構成図を図１に示す。

ドライエッチング装置１は、基板２（図２〜図４参照）に対してドライエッチング処理を行う処理室（処理空間）を構成するチャンバ（処理容器）３を備える。チャンバ３の上端開口は石英等の誘電体により形成された天板４（隔壁）により密閉状態で閉鎖されている。天板４上にはＩＣＰコイル５が配置されており、ＩＣＰコイル５はコイルカバー部１０により覆われている。ＩＣＰコイル５にはマッチング回路を含む第１の高周波電源部７が電気的に接続されている。天板４と対向するチャンバ３内の底部側には、バイアス電圧が印加される下部電極としての機能及び基板２の保持台としての機能を有する基板ステージ９が配置されている。チャンバ３には、例えばロードドック室（図示せず）と連通する開閉可能な搬入出用のゲートバルブ（図示せず）が設けられており、図示しない搬送機構が備えるハンド部により基板２が保持されて、開放状態のゲートバルブを通して基板２の搬入・搬出動作が行われる。また、天板４の処理室側の面には複数のガス導入口４ａが形成されており、これらのガス導入口４ａには、処理ガス供給路１６を介してエッチング処理用の処理ガス供給部１２が接続されている。処理ガス供給部１２には、複数種類の処理ガスの供給ライン（例えば、ＢＣｌ_３、Ｃｌ_２、Ａｒ、Ｏ_２、ＣＦ_４など）が備えられており、それぞれのガス種のライン毎に設けられた開閉バルブ１２ａおよび流量調整部１２ｂの開閉動作および開度が選択的に制御されることにより、処理ガス供給路１６を通してガス導入口４ａから所望の流量および仕様の処理ガスを供給できる。さらに、チャンバ３に設けられた排気口３ａには、コンダクタンスバルブ１１および真空ポンプ１３が接続されている。

次に、本実施の形態１のドライエッチング装置１にて取り扱われる基板２を保持するトレイ１５について、図２および図３の斜視図および図４の断面図を用いて説明する。

トレイ１５は薄板円板状のトレイ本体１５ａを備える。トレイ本体１５ａには、上面１５ｂから下面１５ｃまで厚み方向に貫通する４個の基板収容孔１９が設けられている。基板収容孔１９は、上面１５ｂ及び下面１５ｃから見てトレイ本体１５ａの中心に対して等角度間隔で配置されている。図４に詳細に示すように、それぞれの基板収容孔１９の内壁１５ｄには、孔中心に向けて突出する基板支持部２１が設けられている。本実施の形態１では、基板支持部２１は内壁１５ｄの全周に設けられており、平面視で円環状である。

それぞれの基板収容孔１９にはそれぞれ１枚の基板２が収容される。基板収容孔１９に収容された基板２は、その外周縁部２ａの下面部分が基板支持部２１の上面２１ａに支持される。また、基板収容孔１９はトレイ本体１５ａを厚み方向に貫通するように形成されているので、トレイ本体１５ａの下面側から見ると、基板収容孔１９により基板２の下面が露出した状態とされている。

トレイ本体１５ａには、外周縁を部分的に切り欠いたノッチ１５ｅが形成されており、搬送時などでトレイ１５を取り扱う際に、センサ等を用いてトレイ１５の向きを容易に確認できる。

次に、図１〜図４を参照して、基板ステージ９について説明する。

基板ステージ９は、セラミクス等の誘電体部材により形成されたステージ上部２３と、表面にアルマイト被覆を形成したアルミニウム等により形成され、バイアス電圧（高周波電圧）が印加される下部電極として機能する金属ブロック（図示せず）を内蔵したステージ下部２４とを備える。

図２に示すように、ステージ上部２３は円板状に形成されており、ステージ上部２３の上端面は、トレイ１５の下面１５ｃを支持するトレイ支持部２８となっている。また、トレイ１５のそれぞれの基板収容孔１９と対応する短円柱状の４個の基板保持部２９がトレイ支持部２８から上向きに突出している。さらにステージ上部２３上には、トレイ支持部２８を囲むように配置され、ステージ上部２３から上向きに突出して形成された環状のガイドリング３０が配置されている。このガイドリング３０は、ステージ上部２３において、トレイ１５の配置位置を案内する役目を担っている。

また、図１、図４に示すように、ステージ２３に設けられた個々の基板保持部２９には、ＥＳＣ電極（静電吸着用電極）４０が内蔵されている。これらのＥＳＣ電極４０は電気的に互いに絶縁されており、直流電源を内蔵するＥＳＣ駆動電源部４１（図１参照）から静電吸着用の直流電圧（ＤＣ）が印加される。

基板ステージ９にて下部電極として機能する金属ブロックには、バイアス電圧としての高周波を印加する第２の高周波電源部５６が電気的に接続されており、第２の高周波電源部５６はマッチング回路を備えている。

ここで、トレイ１５、基板２、および基板保持部２９等の関係について説明する。トレイ１５の下面１５ｃがトレイ支持部２８上に配置された状態では、基板保持部２９により基板２が押し上げられ、トレイ１５の基板支持部２１から基板２が浮き上がった状態となる。言い換えれば、基板収容孔１９に基板２を収容しているトレイ１５をステージ上部２３上に配置すると、基板収容孔１９に収容された基板２は基板支持部２１の上面２１ａから浮き上がり、基板２の縁部２ａと基板支持部２１の上面２１ａとが互いに離間した状態にて、基板２の下面が基板保持部２９上に配置される。

図４に示すように、それぞれの基板保持部２９の上面には冷却ガス供給口４４が設けられており、それぞれの冷却ガス供給口４４は冷却ガス供給路４７（第１のガス供給路）を通じて共通の冷却ガス供給部４５に接続されている。なお、本実施の形態１では、冷却ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）が用いられ、プラズマ処理中において、基板保持部２９の上面と基板２との間に冷却ガスが供給されることで基板２の冷却が行われる。なお、図１に示すように、冷却ガス供給部４５は、冷却ガス供給路４７への冷却ガスの供給をＯＮ／ＯＦＦする開閉バルブ４５ａと、供給流量を調節する流量調節部４５ｂとを備えている。また、冷却ガス供給路４７上には、所定の圧力にて冷却ガスの供給が可能なように、圧力計５８および調圧弁５９が設けられている。

さらに、図１に示すように、冷却ガス供給部４５の冷却ガス供給路４７は、開閉バルブ４５ａの上流側にて（開閉バルブ４５ａと流量調節部４５ｂの間で）分岐されており、分岐された配管が処理ガス供給路１６に接続されている。この分岐された配管が除電ガス供給路５０（第２のガス供給路）となっており、冷却ガス供給部４５から供給されるＨｅガスが、除電ガス供給路５０および処理ガス供給路１６を通じてガス導入口４ａよりチャンバ３内に供給されるように構成されている。このようにチャンバ３内に供給されるＨｅガスは、後述する除電放電処理にて使用される。また、除電ガス供給路５０上には開閉バルブ５１が設けられており、除電ガス供給路５０および開閉バルブ５１により除電ガス供給部５２が構成されている。なお、冷却ガス供給部４５の開閉バルブ４５ａおよび除電ガス供給部５２の開閉バルブ５１を開閉動作させることにより、Ｈｅガスの供給先を択一的に選択することができる。本実施の形態１では、開閉バルブ４５ａおよび５１がガス供給路切替弁としての機能を実現している。

図４に示すように、基板ステージ９には、トレイ支持部２８上に配置された状態のトレイ１５をその下面側から押し上げて（突き上げて）トレイ１５とともにそれぞれの基板２を上昇させる複数本のトレイ押上ロッド１８が備えられている。それぞれのトレイ押上ロッド１８は、トレイ支持部２８の上面より突出した押上位置と、トレイ支持部２８内に格納された格納位置との間で駆動機構（図示せず）により昇降駆動される。

また、ドライエッチング装置１には、上述したそれぞれの構成部の動作を互いに関連づけながら統括的に制御する制御部７０が備えられており、例えば、各種センサ等により検出された情報に基づいて、予め設定されたプログラムにしたがって各構成部の動作が制御され、ドライエッチング処理が行われる。

次に、上述したような構成を有するドライエッチング装置１を用いて、複数の基板２に対してエッチング処理を行う方法について、図１および図４（Ａ）〜（Ｄ）のドライエッチング処理の手順を示す動作説明図を用いて説明する。なお、以降に説明するそれぞれの処理は、ドライエッチング装置１が備える制御部７０によりそれぞれの構成部が予め設定されたプログラムおよび運転条件に基づいて制御されることにより実施される。

（トレイ搬入処理）
まず、トレイ搬入処理を実施する。具体的には、ドライエッチング装置１において、ゲートバルブを開放状態とさせる。その後、４個の基板収容孔１９にそれぞれ基板２が収容された状態のトレイ１５を、搬送機構のハンド部により保持して、例えばロードロック室からゲートバルブを通ってチャンバ３内に搬入する。

図４（Ａ）に示すように、チャンバ３内では、駆動装置によって駆動されたトレイ押上ロッド１８が上昇し、ハンド部からトレイ押上ロッド１８の上端にトレイ１５が移載される。トレイ１５の移載後、ハンド部はロードロック室に待避し、ゲートバルブが閉鎖される。

その後、上端にトレイ１５を支持したトレイ押上ロッド１８は、その押上位置から基板ステージ９内に格納される格納位置に向けて降下する。トレイ１５は下面１５ｃが基板ステージ９のステージ上部２３のトレイ支持部２８まで降下し、トレイ１５はステージ上部２３のトレイ支持部２８によって支持される。トレイ１５がトレイ支持部２８に向けて降下する際に、ステージ上部２３の基板保持部２９がトレイ１５の対応する基板収容孔１９内にトレイ１５の下面１５ｃ側から進入する。トレイ１５の下面１５ｃがトレイ支持部２８に当接する前に、基板保持部２９が基板２の下面に当接する。さらにトレイ１５を下降させてトレイ１５の下面１５ｃをトレイ支持部２８上に載置すると、それぞれの基板２の縁部２ａが基板支持部２１の上面２１ａから持ち上げられて、トレイ１５と基板２とが互いに離間した状態となる（すなわち、図４（Ｂ）の状態となる。）。なお、図４では、ガイドリング３０の図示を省略している。

その後、それぞれの基板保持部２９に内蔵されたＥＳＣ電極４０に対してＥＳＣ駆動電源部４１から直流電圧を印加する。

（エッチング処理）
次に、エッチング処理を実施する。具体的には、ガス供給部１２からガス導入口４ａを介してチャンバ３内にエッチング処理用の処理ガスが供給されるとともに、コンダクタンスバルブ１１の開度制御が行われながら真空ポンプ１３によりチャンバ３内は所定圧力に維持される。続いて、第１の高周波電源部７からＩＣＰコイル５に高周波電圧を印加する。これにより天板４を介してチャンバ３内に電磁波エネルギが導入されてチャンバ３内にプラズマＰが発生する（図４（Ｂ）参照）。

また、チャンバ３内にプラズマＰが発生することにより基板２と基板保持部２９の間に静電吸着力が発生し、それぞれの基板保持部２９の上面に基板２が静電吸着される。基板２の下面はトレイ１５を介することなく基板保持部２９の上面に直接配置されている。したがって、基板２は基板保持部２９の上面に対して高い密着度で保持される。

その後、除電ガス供給路５０の開閉バルブ５１が閉止された状態にて、冷却ガス供給路４７の開閉バルブ４５ａが開放される。これにより、それぞれの基板保持部２９の上面と基板２の下面との間に存在する空間内に、冷却ガス供給路４７および冷却ガス供給口４４を通して冷却ガス供給部４５から冷却ガスが供給され、この空間に冷却ガスが充填される。冷却ガスが十分に充填された状態（所定の圧力に保たれた状態）にて、第２の高周波電源部５６により基板ステージ９のステージ下部２４に内蔵されている金属ブロック（下部電極）にバイアス電圧を印加し、チャンバ３内で発生したプラズマを基板ステージ９側へ引き寄せる。これにより、基板２に対するエッチング処理が行われて、基板２の表面に対するドライエッチング加工が実施される。１枚のトレイ１５で４枚の基板２を基板ステージ９上に載置できるので、バッチ処理が可能である。

所定の処理時間経過すると、第２の高周波電源部５６による基板ステージ９の金属ブロックへのバイアス電圧の印加を停止する。それとともに、処理ガス供給部１２の開閉バルブ１２ａを閉止して、処理ガス供給路１６およびガス導入口４ａを通してのエッチング処理用の処理ガスの供給を停止して、基板２に対するエッチング処理が完了する。

（除電放電処理）
続いて、エッチング処理の実施の際に、基板２と基板保持部２９との間に生じた残留静電吸着力を低減させるための除電放電処理を実施する。図５の除電放電処理の手順のフローチャートを用いて説明する。

まず、図５のフローチャートのステップＳ１にて、第２の高周波電源部５６による基板ステージ９の金属ブロックへのバイアス電圧の印加を停止し、エッチング処理が完了すると、冷却ガス供給部４５の開閉バルブ４５ａを閉止して、冷却ガス供給路４７および冷却ガス供給口４４を通じた冷却ガスの供給を停止する（ステップＳ２）。さらに、第１の高周波電源７によるＩＣＰコイル５への高周波電圧の印加を停止する（ステップＳ３）。その後、ＥＳＣ駆動電源部４１によるＥＳＣ電極４０への直流電圧の印加を停止して、それぞれの基板２に対する静電吸着保持を解除する（ステップＳ４）。ただし、この状態では、基板２に残留静電吸着力が残っているため、この残留静電吸着力により基板２は基板保持部２９に保持されたままの状態にある。

次に、除電ガス供給部５２の開閉バルブ５１を開放して、冷却ガス供給部４５より分岐された配管である除電ガス供給路５０を通じて、ガス導入口４ａよりチャンバ３内にＨｅガスを除電ガスとして供給する（ステップＳ５）。この除電ガスの供給中は、真空ポンプ１３によりチャンバ３内が所定圧力に継続して維持される。続いて、第１の高周波電源部７からＩＣＰコイル５に高周波電圧を印加する。これにより、チャンバ３内には除電放電処理用のプラズマが生成され、このプラズマにより基板２と基板保持部２９との間に残留している静電吸着力を低減させる除電放電処理が実施される（ステップＳ６）。

その後、所定時間経過すると、第１の高周波電源部７によるＩＣＰコイル５への高周波電圧の印加を停止するとともに、除電ガス供給部５２の開閉バルブ５１が閉止されて、チャンバ３内への除電ガスの供給が停止される。これにより、基板２と基板保持部２９との間に残留している静電吸着力を低減させる除電放電処理が完了する。

（トレイ搬出処理）
続いて、チャンバ３内からそれぞれの基板２をトレイ１５とともに搬出するトレイ搬出処理を実施する。具体的には、図４（Ｃ）に示すようにそれぞれのトレイ押上ロッド１８を上昇させる。トレイ押上ロッド１８が上昇すると、その上端でトレイ１５の下面１５ｃが押し上げられ、ステージ上部２３のトレイ支持部２８からトレイ１５が浮き上がる（図４（Ｃ）の状態）。トレイ押上ロッド１８とともにトレイ１５がさらに上昇すると、図４（Ｄ）に示すように、トレイ１５の基板支持部２１と基板２の縁部２ａの下面とが接触して、それぞれの基板２がトレイ１５により支持された状態にて押し上げられ、基板保持部２９の上面から浮き上がる。このとき、基板２と基板保持部２９との間の残留静電吸着力は、先の除電放電処理の実施により充分に低減されているため、基板２に大きなストレスが掛かること、および基板２が基板保持部２９から離脱する際に基板２が跳ね上がる挙動を確実に防止できる。

その後、ゲートバルブが開放されて、搬送機構のハンド部を用いてトレイ１５に支持された状態の基板２がチャンバ３内から搬出される。

なお、それぞれのトレイ押上ロッド１８を用いてトレイ１５を押し上げる動作は、除電放電処理が行われている間に、並行して実施してもよい。

本実施の形態１によれば、Ｈｅガスを用いてプラズマを発生させることで、除電放電処理を行っているため、Ａｒ、Ｏ_２、Ｎ_２などの他のガスを用いて除電放電処理を行う場合に比して、残留静電吸着力の高い除電効果を得ることができる。

また、このような除電放電処理に用いられるＨｅガスは、専用のガスラインを設けるのではなく、エッチング処理中に基板２を冷却するために用いられる冷却ガス供給部４５から分岐させた配管ラインを除電ガス供給路５０として用いる構成を採用している。したがって、ドライエッチング装置１において、装置サイズの大型化することおよび装置構成が複雑化することを防止しながら、効率的な除電放電処理を実現できる。

（実施の形態２）
なお、本発明は上記実施の形態１に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の実施の形態２に係るドライエッチング装置１０１の構成図を図６に示す。なお、本実施の形態２のドライエッチング装置１０１において、実施の形態１のドライエッチング装置１と同じ構成部には同じ参照番号を付してその説明を省略する。

図６に示すように、ドライエッチング装置１０１では、処理ガス供給部１１２内に処理ガスおよび除電ガスを兼用するＨｅガスの供給ラインであるＨｅガス供給部１１３が設けられている。基板２のエッチング処理の仕様によっては、Ｈｅガスを処理ガスの１つとして使用するような場合もある。このような場合にあっては、処理ガスとして使用されるＨｅガスを、除電ガスとして兼用させることで、装置サイズの大型化や装置構成の複雑化を防止しながら、効率的な除電放電処理を実現できる。なお、本実施の形態２では、Ｈｅガス供給部１１３が除電ガス供給部の一例となる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係るドライエッチング装置２０１の構成図を図７に示す。なお、本実施の形態３のドライエッチング装置２０１において、実施の形態１のドライエッチング装置１と同じ構成部には同じ参照番号を付してその説明を省略する。

図７に示すように、ドライエッチング装置２０１では、冷却ガス供給部４５より分岐した配管を除電ガス供給路５０としている点において、実施の形態１のドライエッチング装置１と共通している。しかしながら、除電ガス供給路５０からチャンバ３内への供給経路を、処理ガス供給路１６とは分離している構成を採用している点で、実施の形態１のドライエッチング装置１と相違する。

具体的には、図７に示すように、チャンバ３に除電ガス供給口３ｂが形成されており、除電ガス供給路５０を通じて供給される除電ガスが、この除電ガス供給口３ｂからチャンバ３内に供給されるように構成されている。

このような構成によれば、除電ガスや冷却ガスとして使用されるＨｅガスを他の種類の処理ガスの供給路と切り離すことができるため、Ｈｅガスをより確実に供給することができる。

なお、上述のそれぞれの実施の形態では、トレイ１５を用いて搬送される複数の基板２に対してドライエッチング処理が行われる場合を例として説明したが、トレイ１５を用いない形態（すなわち基板単体）にて基板の搬送が用いられ、基板に対するエッチング処理が行われるような場合であっても良い。

また、ドライエッチング装置１等においては、ＩＣＰコイル５を用いて天板４（誘電体）を介して処理室内に電磁波エネルギを導入する誘導結合型のドライエッチング装置を例として説明したが、これに代えて、チャンバ３によって密閉された処理室内にステージ９とこれに対向する上部電極から成る平行平板電極を設け、ステージ９又は上部電極に高周波電圧を印加することで電磁波エネルギを導入してプラズマを発生させるような構成を採用しても良い。すなわち、ＩＣＰコイル５や平行平板電極などは、高周波電圧の作用によって処理室内の処理ガスをプラズマ化することによりステージ９上の基板２に対してドライエッチング処理を行うプラズマ発生手段の一例となっている。

また、図５のフローチャートのステップＳ３において、ＩＣＰコイル５への高周波電圧の印加を一旦停止させる場合について説明したが、プロセス仕様によっては、ＩＣＰコイル５への電圧の印加を一旦停止させることなく継続して、除電放電処理を行うこともできる。

また、図１に示すように、冷却ガス供給路４７に開閉バルブ４５ａを設け、除電ガス供給路５０に開閉バルブ５１を設けるような場合を一例として説明したが、冷却ガス供給路４７と除電ガス供給路５０の一方に選択的にＨｅガスを供給可能なバルブ構成であれば良く、三方弁などその他様々なバルブ構成を採用することができる。

次に、実施の形態１のドライエッチング装置１を用いて、Ｈｅガスを用いて除電放電処理を実施した場合と、その他のガスを用いて除電放電処理を行った場合とを比較結果について説明する。

まず、ドライエッチング装置１を用いて、トレイ１５にて取り扱われる複数の基板２に対してエッチング処理を実施した。ＥＳＣ電極４０に２０００Ｖの直流電圧を印加して基板２の静電吸着を行った状態にて、ＩＣＰコイル５に対して１５００Ｗの高周波電力を印加するとともに、下部電極に対しては１５００Ｗの高周波電力を印加した状態にて、エッチング処理を実施した。なお、基板２としてはサファイア基板を用いた。

エッチング処理が完了すると、下部電極に対する高周波電力の印加を停止するとともに、ＥＳＣ電極４０に対する直流電圧の印加を停止し、ＩＣＰコイル５に対する印加電力を３００Ｗとして、チャンバ３内に除電ガスを供給して、基板２に対する除電放電処理を行った。除電ガスとしては、Ｈｅの他、Ａｒ、Ｏ_２、Ｎ_２の合計４種のガスを単独でそれぞれ用いて除電放電処理を行った。除電放電処理におけるチャンバ３内の圧力は１Ｐａに保ち、除電ガスの供給量は２００ｓｃｃｍとし、除電放電時間は２０秒とした。

除電放電処理が完了した後、トレイ押上ロッド１８を用いて、トレイ１５の押上動作を行い、基板２の跳ね上がり発生の有無を確認した。残留静電吸着力が充分に低減されていない場合には、トレイ１５の押上動作により、基板２に対してストレスが掛かり、基板２の跳ね上がりが生じるためのである。除電ガスのガス種以外は全て同一条件として、同一ガス種について８回実験を行い、１枚でも基板２が跳ね上がる挙動が目視確認された場合には、跳ね上がり有りと判定した。判定結果を表１に示す。

表１の判定結果から明らかなように、放電ガスとしてＡｒ、Ｏ_２、Ｎ_２を用いた場合には、８回の実験のうち基板２の跳ね上がりが確認されたのに対して、放電ガスとしてＨｅを用いた場合には、一度も跳ね上がりが確認されなかった。したがって、Ｈｅガスを除電ガスとして用いた場合には、他の種類のガスを用いる場合に比して、除電放電効果が高いことが分かる。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明は、基板に対してドライエッチング処理を行うドライエッチング装置および方法に有用である。

１ ドライエッチング装置
２ 基板
２ａ 縁部
３ チャンバ
４ 天板
５ ＩＣＰコイル
７ 第１の高周波電源部
９ 基板ステージ
１２ 処理ガス供給部
１３ 真空ポンプ
１５ トレイ
１５ａ トレイ本体
１８ トレイ押上ロッド
１９ 基板収容孔
２１ 基板支持部
２３ ステージ上部
２４ ステージ下部
２８ トレイ支持部
２９ 基板保持部
３０ ガイドリング
４０ ＥＳＣ電極
４１ ＥＳＣ駆動電源部
４５ 冷却ガス供給部
４５ａ 開閉バルブ
４７ 冷却ガス供給路
５０ 除電ガス供給路
５１ 開閉バルブ
５２ 除電ガス供給部
５６ 第２の高周波電源部
７０ 制御部

Claims (5)

1. 基板に対するドライエッチング処理が施される処理室を形成する処理容器と、
   処理室内に配置され、基板が載置されるステージと、
   ステージ上に載置された基板を静電吸着する静電吸着部と、
   処理室内にドライエッチング処理のための処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
   高周波電圧の作用によって処理室内の処理ガスをプラズマ化することによりステージ上の基板に対してドライエッチング処理を行うプラズマ発生手段と、
   ドライエッチング処理の際に生じた基板の残留静電吸着力を減少させる除電処理のために処理室間内に除電用Ｈｅガスを供給する除電ガス供給部とを備える、ドライエッチング装置。
2. ドライエッチング処理の際に基板を冷却するための冷却用Ｈｅガスをステージと基板との間に供給する冷却用ガス供給部をさらに備え、
   除電ガス供給部は、冷却用ガス供給部より分岐されたＨｅガス供給路から供給される冷却用Ｈｅガスを除電用Ｈｅガスとして処理室内に供給する、請求項１に記載のドライエッチング装置。
3. 冷却用ガス供給部は、
   冷却用Ｈｅガスをステージと基板との間に供給する第１のガス供給路と、
   冷却用Ｈｅガスを除電ガス供給部に分岐して供給する第２のガス供給路と、
   冷却用Ｈｅガスの供給先を第１のガス供給路および第２のガス供給路のいずれか一方に択一的に切り換えるガス供給路切換部を備える、請求項２に記載のドライエッチング装置。
4. 処理室内のステージ上に静電吸着された基板に対してドライエッチング処理を実施した後、Ｈｅガスを除電用ガスとして処理室内に供給するとともに、Ｈｅガスをプラズマ化することで、ドライエッチング処理の実施により基板に生じた残留静電吸着力を減少させる除電処理を行う、基板の除電方法。
5. ドライエッチング処理の際に基板を冷却するための冷却用Ｈｅガスの第１のガス供給路より分岐された第２のガス供給路を通じて、冷却用Ｈｅガスを除電用ガスとして処理室内に供給する、請求項４に記載の基板の除電方法。

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