JPH06112302A - プラズマ処理装置及びその取扱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 試料基板の温度を精度良く均一な温度に制御
できて，しかもエネルギ効率及び再現性の良い処理を行
い得るプラズマ処理装置。 【構成】 導電体１とこれを内包する誘電体２とにより
形成され，導電体１に電圧を印加した時に誘電体２に発
生する静電気を利用して，誘電体２に載置された試料基
板３を温度制御された載置台４に着脱自在に保持する静
電チャック５を備え，静電チャック５により保持された
試料基板３を真空容器６内でプラズマ処理を行うプラズ
マ処理装置Ａの，静電チャック５の導電体１を回避して
静電チャック５の厚さ方向の貫通孔７を適宜数形成し，
この貫通孔７に熱伝導用ガスを分配する溝８を載置台４
の静電チャック５との接合面に形成している。上記構成
により，試料基板の温度を精度良く均一な温度に制御で
きてしかもエネルギ効率及び再現性のよい処理を行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，プラズマ処理装置及び
その取扱方法に係り，詳しくは真空容器内にて処理ガス
をプラズマ化し，試料基板のエッチング，ＣＶＤ，スパ
ッタリング等のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置及
びその取扱方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のプラズマ処理装置の第１例
Ａ１における静電チャック周りの概略構成を示す模式
図，図８は従来のプラズマ処理装置の第２例Ａ２におけ
る静電チャック周りの概略構成を示す模式図，図９は従
来のプラズマ処理装置の取扱方法の一例におけるシーケ
ンスを示す説明図である。プラズマ処理装置は真空中で
処理を行なうために，通常，試料基板とその載置台との
間も真空である。このため，試料基板と載置台との間の
熱伝導は非常に小さく，載置台を冷却していてもプラズ
マ処理中にイオンの照射により試料基板が加熱されて試
料基板の温度が上昇してしまい，エッチングでは形状
が，ＣＶＤやスパッタリングでは膜質が悪化するという
問題があった。従来，これらの問題を解決するため，載
置台を一定温度になるように温度制御し，載置台上に置
いた静電チャックを用いて試料基板を静電気的に吸着す
ることにより試料基板の温度制御を行っていた（特公昭
５７−４４７４７）。しかし，単に静電チャックを用い
て試料基板を吸着するだけでは，試料基板から静電チャ
ックとの間の熱コンダクタンスが不十分であり，試料基
板の温度を効果的に制御することができない。このた
め，試料基板と静電チャックとの間に熱伝導用ガスを導
入して，このガスを熱伝導の媒体として熱伝導をさらに
向上させる必要があった。そして，そのガスは試料基板
と静電チャックとの間に均一に充満させる必要があっ
た。そこで，図７に示す装置Ａ１のようにガスを試料基
板１と静電チャック２との間に導入するために，静電チ
ャック２の中にガスを分配する孔３を設けたり（特開昭
６３−３００５１７），あるいは図８に示す装置Ａ２の
ように静電チャック２′の表面にガスを分配する溝３′
を形成したりしていた（特開平２−１１９１３１）。一
方，プラズマ処理装置の取扱方法としては，図９に示す
ように試料基板を載置台に載せ，まずプラズマを発生
し，その後で静電チャックに電圧を印加し，プラズマ処
理装置での処理を終了する前に印加電圧を０にしてプラ
ズマ処理を終了していた（特開平３−２３６２５５）。
因に，静電チャックには電圧をかける導電体と吸着する
試料基板との間に絶縁体をはさんでいるが，この絶縁体
は誘電体でもあり，その誘電率が大きいものを使用すれ
ば，それに従って大きな吸着力が得られる。これは誘電
体に電圧をかけたときその内部で分極をおこし，誘電率
が大きいものほどこの分極の程度が大きくなるからであ
る。一般に，この分極にはヒステリシスがあるため，一
旦分極した誘電体は印加していた電圧を０にしても分極
は完全に０にならない。即ち，印加していた電圧を０に
しても吸着力が０にはならない。そのため，試料基板を
静電チャックから取り外すときに残留吸着力により試料
基板がすぐに離れず，はねたり割れたりすることがあっ
た。また，静電チャックの吸着力の再現性が悪くなり，
静電チャックを用いたプラズマ処理装置における温度制
御性の再現性が悪くなるため，プラズマ処理の結果が試
料基板ごと変わってしまうという問題があった。そこ
で，試料基板を連続処理する場合は，静電チャックに残
留した電荷の除去を確実にするため，試料基板を取り出
した後，静電チャックの表面をプラズマにさらし，静電
チャックの表面をスパッタすることにより電荷を除去し
ていた（特開平４−９９０２４）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし，上記したよう
な従来のプラズマ処理装置では以下のような問題があっ
た。 （１）特開昭６３−３００５１７で開示されたプラズマ
処理装置Ａ１の静電チャック２では，図７に示すように
静電チャック自体の中に分配用の孔３を形成するために
静電チャック２の厚さを厚くする必要がある。しかし，
静電チャック２は誘電体を用いて作製されているため，
静電チャック２の厚さを厚くすると，高周波（ＲＦ）を
印加したり電気的にアースとして使用する載置台４と，
試料基板１との間に形成されるコンデンサの容量が大幅
に低下する。従って，ＲＦを印加した場合には，試料基
板１に印加されるＲＦパワーのロスが大きくなり，他の
場所にＲＦパワーが集中して異常放電を起こすことがあ
る。また，載置台４をアースとして使用する場合も同様
に試料基板１にプラズマからのパワーが入らず，他の場
所に行ってしまうという問題があった。 （２）特開平２−１１９１３１で開示されたプラズマ処
理装置Ａ２の静電チャック２′では，図８に示すように
ガスの分配を静電チャック２′の試料基板１′側に溝
３′を形成してガスを分配しているが，このような場合
は静電チャック２′の表面に溝３′を彫ってあるため，
試料基板１′と静電チャック２′の誘電体２ａ′とが接
触する面積が減って吸着力が低下してしまう。吸着力は
試料基板１′と静電チャック２′との間に充填するガス
圧力と真空容器（不図示）との差圧程度だけでは，実際
に試料基板１′を連続で処理する際には試料基板１′ご
とに吸着力が変化や吸着力の低下がある。このため，吸
着力は充填するガスの圧力に対して数倍のマージンをと
っておく必要がある。そこで，表面に溝３′を彫ってあ
る静電チャック２′では，吸着力を高めるため，より大
きな電圧を印加する必要があった。また，誘電体２ａが
接している場所と，接していない場所とではコンデンサ
としての容量が異なるため，試料基板１′中に電位差が
生じてしまい，試料基板１′上の電子デバイスが劣化す
る問題があった。また，上記プラズマ処理装置の取扱方
法についても以下のような問題があった。即ち，特開平
４−９９０２４で開示されたプラズマ処理装置の取扱方
法では，残留した電荷を除去するために静電チャックの
表面をプラズマでスパッタするので，例えば１回の処理
で１０Åスパッタするとすると，試料基板を１００００
枚処理すれば静電チャックの表面は１０００００Å（１
０μｍ）も削り取られることになる。このような場合，
静電チャックの絶縁体の厚さがうすくなることと，表面
が荒れるため吸着力が変化するのと，試料基板と静電チ
ャックとの間に充填しているガスが真空容器にもれる量
が増加するためにプラズマ処理の再現性が悪くなる。ま
た，プラズマ処理終了後に放電をたてるのでそれにかか
る時間の分だけ試料基板を処理するスループットが悪く
なる。更に，スパッタされた静電チャックの中に入って
いた不純物が試料基板を汚染するという問題もあった。
本発明は，このような従来の技術における課題を解決す
るため，プラズマ処理装置及びその取扱方法を改良し，
試料基板の温度を精度良く均一な温度に制御できて，し
かもエネルギ効率及び再現性の良い処理を行い得るプラ
ズマ処理装置及びその取扱方法を提供することを目的と
するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は，導電体と該導電体を内包する誘電体とによ
り形成され，上記導電体に電圧を印加した時に上記誘電
体に発生する静電気を利用して，上記誘電体上に載置さ
れた試料基板を温度制御された載置台上に着脱自在に保
持する静電チャックを備え，上記静電チャックにより保
持された上記試料基板を真空容器内でプラズマ処理する
プラズマ処理装置において，上記静電チャックに上記導
電体を回避して該静電チャックの厚さ方向の貫通孔を適
宜数形成し，上記貫通孔に熱伝導用ガスを分配する溝を
上記載置台の上記静電チャックとの接合面に形成してな
ることを特徴とするプラズマ処理装置として構成されて
いる。更には，上記静電チャックに形成された貫通孔の
各中心が上記試料基板と相似形状に配設され，その最外
周が上記静電チャックの外周より５ｍｍ乃至１０ｍｍ小
さいプラズマ処理装置である。更には，上記静電チャッ
クの外周が上記試料基板の外周より０ｍｍ乃至２ｍｍ小
さいプラズマ処理装置である。更には，上記静電チャッ
クの上記試料基板を保持する面の平均表面粗さが０．３
μｍより小さいプラズマ処理装置である。更には，上記
載置台の温度制御を該載置台の中心から外周に向けて温
度が徐々に低くなるような制御としたプラズマ処理装置
である。又，導電体と該導電体を内包する誘電体とによ
り形成され，上記導電体に電圧を印加した時に上記誘電
体に発生する静電気を利用して，上記誘電体上に載置さ
れた試料基板を温度制御された載置台上に着脱自在に保
持する静電チャックを備え，上記静電チャックにより保
持された上記試料基板を真空容器内でプラズマ処理する
プラズマ処理装置の取扱方法において，上記試料基板を
上記静電チャック上に載置した後，プラズマを発生し，
上記静電チャックの上記導電体に一旦所定電圧を印加し
た後，逆電圧を印加して該静電チャックに載置された上
記試料基板を吸着し，上記静電チャックにより吸着され
た上記試料基板と該静電チャックとの間に熱伝導用ガス
を充填した後，上記プラズマ処理を行い，上記プラズマ
処理終了後，上記試料基板と上記静電チャックとの間に
充填された上記熱伝導用ガスを排出し，上記静電チャッ
クの上記導電体に印加された電圧を徐々に下げて０とし
た後，該導電体を接地し，上記プラズマの発生を停止し
た後，上記試料基板を上記静電チャックから取り外して
なるプラズマ処理装置の取扱方法である。更には，上記
所定電圧が負電圧であるプラズマ処理装置の取扱方法で
ある。更には，上記所定電圧が正電圧であるプラズマ処
理装置の取扱方法である。

【０００５】

【作用】本発明によれば，導電体と該導電体を内包する
誘電体とにより形成され，上記導電体に電圧を印加した
時に上記誘電体に発生する静電気を利用して，上記誘電
体上に載置された試料基板を温度制御された載置台上に
着脱自在に保持する静電チャックを備え，上記静電チャ
ックにより保持された上記試料基板を真空容器内でプラ
ズマ処理するプラズマ処理装置の上記静電チャックに上
記導電体を回避して該静電チャックの厚さ方向の貫通孔
が適宜数形成され，上記貫通孔に熱伝導用ガスを分配す
る溝が上記載置台の上記静電チャックとの接合面に形成
される。従って，上記載置台の溝及び上記静電チャック
の貫通孔内に熱伝導用ガスをむらなく充填させることが
できるため，上記載置台から上記試料基板までの熱コン
ダクタンスを向上させてこの間の温度差を小さくするこ
とができる。また，上記静電チャック自体に溝を設けな
いため，その厚みを従来例に比べて薄くすることがで
き，かつ試料基板の吸着面積の確保が容易である。この
ため，従来例におけるようなエネルギ損失等を生じるお
それがなくなる。その結果，上記試料基板の温度制御を
精度良く行うことができると共に，エネルギ効率の良い
処理を行うことができる。更に，上記静電チャックに形
成された貫通孔の各中心が上記試料基板と相似形状に配
置され，その最外周が上記静電チャックの外周寄り５ｍ
ｍ乃至１０ｍｍ小さくなるように配設される。従って，
上記静電チャックの外周からの熱伝導用ガスのもれを抑
えて上記試料基板の温度のばらつきを少なくすることが
できる。更に，上記静電チャックの外周が上記試料基板
の外周より０ｍｍ乃至２ｍｍ小さくなるように形成され
る。従って，上記静電チャックが上記試料基板からはみ
出してスパッタされるおそれがなくなり，かつ上記試料
基板の冷却されていない部分を極めて少なくすることが
できる。更に，上記静電チャックの上記試料基板を保持
する面の平均表面粗さが０．３μｍより小さくなるよう
に形成される。従って，このことによっても上記静電チ
ャックの外周からの熱伝導用ガスのもれを抑えて上記試
料基板の温度のばらつきを少なくすることができる。更
に，上記載置台の温度制御が該載置台の中心から外周に
向けて温度が徐々に低くなるように制御される。通常，
上記試料基板は上記熱伝導用ガスのもれにより，その外
周側が加熱されぎみになるため，これと逆方向の温度勾
配を与えることにより上記試料基板の温度の均一化を図
ることができる。又，上記プラズマ処理装置を取扱うに
際し，上記試料基板が上記静電チャック上に載置された
後にプラズマが発生され，上記静電チャックの上記導電
体に一旦所定電圧（負電圧又は正電圧）が印加された後
に逆電圧（正電圧または負電圧）が印加されて該静電チ
ャック上に載置された上記試料基板が吸着される。次
に，上記静電チャックにより吸着された上記試料基板と
該静電チャックとの間に熱伝導用ガスが充填された後，
プラズマ処理が行われる。上記プラズマ処理終了後，上
記試料基板と上記静電チャックとの間に充填された上記
熱伝導用ガスが排出される。そして，上記静電チャック
の上記導電体に印加された電圧が徐々に下げられて０と
なった後に該導電体が接地され，上記プラズマの発生が
停止された後，上記試料基板が上記静電チャックから取
り外される。従って，上記静電チャックの誘電体のヒス
テリシスによる残留電荷を極力小さくできて該試料基板
を上記静電チャックから取り外すときに，上記試料基板
がはねたり，割れたりするおそれがなくなる。

【０００６】

【実施例】以下，添付図面を参照して本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の第１の実施例に係るプラズマ処理装
置Ａの概略構成を示す模式図，図２は載置台の溝形状を
示す平面図，図３はＨｅガスによる試料基板の冷却状態
を示すグラフ，図４はＨｅガスの圧力分布状態を示す説
明図，図５はプラズマ中での試料基板の温度分布と静電
チャックの貫通孔の位置との関係を示すグラフ，図６は
本発明の第２の実施例に係るプラズマ処理装置Ａの取扱
方法のシーケンスを示す説明図である。図１に示す如
く，第１の実施例に係るプラズマ処理装置Ａは，導電体
１とこの導電体１を内包する誘電体２とにより形成さ
れ，導電体１に電圧を印加した時に誘電体２に発生する
静電気を利用して，誘電体２上に載置された試料基板３
を温度制御された載置台４上に着脱自在に保持する静電
チャック５を備え，静電チャック５により保持された試
料基板３を真空容器６内でエッチング，ＣＶＤ，スパッ
タリングといったプラズマ処理を行うように構成されて
いる点で従来例と同様である。しかし，本実施例では静
電チャック５に導電体１を回避して静電チャック５の厚
さ方向の貫通孔７が適宜数形成され，貫通孔７に熱伝導
用ガス（例えばＨｅガス等，以下ガスと略す）を分配す
る溝８を図２に示すように載置台４の静電チャック５と
の接合面に形成した点で従来例と異なる。この装置Ａに
よるプラズマ処理は試料基板３をプラズマ中のイオンや
ラジカルによって物理的及び化学的に処理するのである
が，とくに化学反応を用いる場合はその反応は試料基板
３の温度によって大きな影響を受ける。そこで，プラズ
マ処理を精度よく行うために試料基板３の温度を精度よ
く制御する必要がある。（ここで，試料基板３との密着
性のよい静電チャック５を用いているのも試料基板３の
温度コントロールのためである。）そのため，静電チャ
ック５を載置する載置台４の温度制御を行い，載置台４
と試料基板３との温度差を一定に保つことによって温度
コントロールを行う。ここで重要なのは試料基板３をな
るべく全面均一な温度に保つこと，試料基板３のコント
ロール温度の精度を上げるために試料基板３と載置台４
との温度差をできるだけ小さくすること，そして静電チ
ャック５を用いることによってプラズマ処理される試料
基板３に悪影響 が生じないことである。この装置Ａに
よれば，まず静電チャック５の試料基板３を保持する面
の平均表面粗さを経験上０．３μｍより小さくすること
により試料基板３と静電チャック５との接触熱コンダク
タンスを向上させ，充填されたガスによる熱コンダクタ
ンスと合せて大きな熱コンダクタンスを得て温度コント
ロールを効果的に行うことができるようになる。また，
静電チャック５と載置台４との接合は従来問題とされて
いなかったが，この間の熱コンダクタンスも大きくする
ためにはネジで固定するだけでは不十分であり，接着や
溶着等によってしっかりと固定することにより載置台４
から試料基板３までの熱コンダクタンスを向上させて試
料基板３と載置台４との温度差を小さくすることができ
る。その結果，精度の良い温度コントロールができるよ
うになる。

【０００７】次に，試料基板３の温度分布を均一にする
方法であるが，試料基板３と静電チャック５との間に充
填したガス圧力によって図３に示すように試料基板３の
温度は変化する。すなわち，充填されたガスの圧力にむ
らがあると，試料基板３にも温度分布のむらが生じてし
まうことになる。充填されたガスの圧力の分布はどのよ
うになっているかを図４に示す。ガスはあらかじめ外部
の圧力コントローラ（不図示）によって制御されて導入
されるが，静電チャック５と試料基板３との間からわず
かに真空容器６内にもれる。このガスのもれは少ない方
がプラズマ処理に与える影響が小さい。そのためには，
試料基板３と静電チャック５との隙間を小さくする必要
がある。そこで，上述したように試料基板３の平均表面
粗さを小さくすることによりこの隙間を小さくし，もれ
量を少なくすることができる。また，導入されるガスの
圧力は１０〜２０Ｔｏｒｒであり，真空容器６内の圧力
は０．０００５〜０．１Ｔｏｒｒであるので，静電チャ
ック５と試料基板３との間から真空容器６内に向けてガ
スの流れが生じる。このガスの流れによって静電チャッ
ク５の外周付近で圧力の分布を生じる。ガスの圧力降下
はガスの流れの抵抗が相対的に大きいところで大きくな
るが，ガス導入口１０から静電チャック５の貫通孔７ま
では静電チャック５と試料基板３との隙間によるガス流
れの抵抗に比べて十分大きい。すなわち，静電チャック
５にその中心軸が試料基板３と相似形状，例えば同心円
状となるように開けられた貫通孔７の最外周から真空容
器６にかけての間でほぼ直線的に圧力が降下することに
なる。試料基板３を均一温度にするためにはこの圧力降
下の長さが短い方が良いが，あまり短いと真空容器６内
にもれるガスの量が増加してしまうというトレードオフ
の関係にある。実際には，まずもれ量を規定し，その範
囲でできるだけ温度が均一になるように最外周の貫通孔
７の位置を決定する必要がある。その場合の最外周の貫
通孔７の位置をパラメータとして，その場合の温度分布
計算より求めた結果を図５に示す。この結果より，ガス
のもれ量１ｓｃｃｍ以下で温度のばらつきが±５℃とな
るための最外周の貫通孔７の位置は静電チャック５の外
周より５〜１０ｍｍ小さいことがわかる。また，試料基
板３より大きい静電チャック５や静電チャック５の一部
が試料基板３からはみ出した状態でプラズマ処理をおこ
なうと，プラズマによって静電チャック５の表面がスパ
ッタされ，不純物が試料基板３に悪影響を与えてしま
う。このため，静電チャック５は試料基板３より小さく
する必要がある。しかし，あまり小さくしてしまうと，
静電チャック５によって温度コントロールされない部分
が大きくなり，試料基板３の温度分布が大きくなってし
まう。また，静電チャック５は，試料基板３を搬送して
載置する時の精度上，許される範囲内でできるだけ大き
い方が良いので，試料基板３の大きさより０〜２ｍｍ小
さいものが良いとした。

【０００８】また，上記したように外周からのガスのも
れにより，試料基板３は外側の方が加熱されぎみとなる
ので，載置台４の方であらかじめその中心から外周に向
けて温度が徐々に低くなるようにコントロールしておく
ことによって試料基板３の温度の均一化を図ることがで
きる。以上に述べたように，この第１の実施例に係るプ
ラズマ処理装置Ａを用いることにより，試料基板３の温
度を精度良く均一な温度に制御することができるので，
プラズマ処理で起こる化学反応を制御でき，エッチング
では形状や選択比の向上ができ，スパッタリングやＣＶ
Ｄでは膜質の向上が図れる。しかも，試料基板３上で均
一にできるので，電子デバイスを製作した場合において
はその歩留りの向上に大きく貢献できる。また，静電チ
ャック５自体に溝を設けないため，その厚みを従来例に
比べて薄くすることができ，かつ試料基板３の吸着面積
の確保が容易である。このため，従来例におけるような
エネルギ損失等を生じるおそれがなくなる。その結果，
試料基板３の温度制御を精度良く行うことができると共
にエネルギ効率の良い処理を図ることができる。引続い
て，第２の実施例に係るプラズマ処理装置Ａの取扱方法
について図１及び図６を参照して説明する。尚，取扱対
象となるプラズマ処理装置は，第１の実施例に係る装置
Ａに限らないが，ここでは説明の便宜上装置Ａを対象と
して説明する。図１及び図６に示す如く，まず試料基板
３を静電チャック５上に置いた後，最初にプラズマを発
生させることにより試料基板３はプラズマを介して真空
容器６に電気的に接続される。この後，静電チャック５
の導電体１に一旦負電圧（又は正電圧）（所定電圧に相
当）を印加し，いままでの残留電荷をキャンセルし，そ
の後で正電圧（又は負電圧）（逆電圧に相当）を印加す
るので，静電チャック５による吸着を再現性良く行うこ
とができる。そして，処理を行い，その終了後，静電チ
ャック５の電圧をスイッチ等でオフにするのではなく，
電圧を徐々に０にし，その後で，真空容器６のグランド
に接続することによりヒステリシスによる残留電荷を極
力小さくすることができる。従って，この後試料基板３
を静電チャック５から取り外すときに試料基板３がはね
たり，割れたりするおそれがなくなる。以上に述べたよ
うに，この第２の実施例に係る取扱方法によれば，プラ
ズマ処理における静電チャック５の吸着力を再現性良く
することができる。このため，静電チャック５を用いた
プラズマ処理において再現性良く処理ができることにな
る。また，残留吸着力を極力小さくできるので，処理後
に試料基板３を取り外すときに試料基板３がはねたり，
割れたりすることもなくなる。さらに，従来例の取扱方
法のように，プラズマによって静電チャック５の表面を
スパッタすることもないので，静電チャック５の劣化や
スループットの低下もなくプラズマ処理を行うことがで
きるようになる。尚，上記第１の実施例の装置Ａにおけ
る静電チャック５の貫通孔７及び載置台４の溝８の大き
さ，個数（条数）等は，実使用に際して試料基板３と載
置台４との間の熱コンダクタンスを十分確保しうるガス
の流量及び圧力から適宜決定することができる。尚，上
記第２の実施例の取扱方法では，上述した如く，説明の
便宜上，第１の実施例の装置Ａを対象としたが，実使用
に際しては従来例の各種装置を対象としても良い。但
し，上記のように装置Ａを対象とした場合は，エネルギ
効率及び再現性のいずれも良好な処理が可能となる。

【０００９】

【発明の効果】本発明に係るプラズマ処理装置及びその
取扱方法は上記したように構成されているため， （１）この装置を用いることにより，試料基板の温度を
精度良く均一な温度に制御することができる。このた
め，プラズマ処理で起こる化学反応を制御でき，エッチ
ングでは形状や選択比の向上ができ，スパッタリングや
ＣＶＤでは膜質の向上が図れる。しかも，試料基板上で
均一にできるので，電子デバイスを製作した場合におい
てはその歩留りの向上に大きく貢献できる。また，静電
チャック自体に溝を設けないため，その厚みを従来例に
比べて薄くすることができ，かつ試料基板の吸着面積の
確保が容易である。このため，従来例におけるようなエ
ネルギ損失等を生じるおそれがなくなる。その結果，試
料基板３の温度制御を精度良く行うことができると共に
エネルギ効率の良い処理を図ることができる。 （２）この取扱方法を用いることによりプラズマ処理に
おける静電チャックの吸着力を再現性良くすることがで
きる。このため，静電チャックを用いたプラズマ処理に
おいて再現性良く処理ができることになる。また残留吸
着力を極力小さくできるので，処理後に試料基板を取り
外すときに試料基板がはねたり，割れたりすることもな
くなる。さらに，従来例の取扱方法のようにプラズマに
よって静電チャックの表面をスパッタすることもないの
で，静電チャックの劣化やスループットの低下もなく，
プラズマ処理を行うことができるようになる。 その結果，試料基板の温度を精度良く均一な温度に制御
できて，しかもエネルギ効率及び再現性の良い処理を行
い得るプラズマ処理装置及びその取扱方法を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係るプラズマ処理装
置Ａの概略構成を示す模式図。

【図２】 載置台の溝形状を示す平面図。

【図３】 Ｈｅガスによる試料基板の冷却状態を示すグ
ラフ。

【図４】 Ｈｅガスの圧力分布状態を示す説明図。

【図５】 プラズマ中での試料基板の温度分布と静電チ
ャックの貫通孔の位置との関係を示すグラフ。

【図６】 本発明の第２の実施例に係るプラズマ処理装
置Ａの取扱方法のシーケンスを示す説明図。

【図７】 従来のプラズマ処理装置の第１例Ａ１におけ
る静電チャック廻りの概略構成を示す模式図。

【図８】 従来のプラズマ処理装置の第２例Ａ２におけ
る静電チャック廻りの概略構成を示す模式図。

【図９】 従来のプラズマ処理装置の取扱方法の一例に
おけるシーケンスを示す説明図。

【符号の説明】

Ａ…プラズマ処理装置 １…導電体 ２…誘電体 ３…試料基板 ４…載置台 ５…静電チャ
ック ６…真空容器 ７…貫通孔 ８…溝 ９…接合面

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電体と該導電体を内包する誘電体とに
   より形成され，上記導電体に電圧を印加した時に上記誘
   電体に発生する静電気を利用して，上記誘電体上に載置
   された試料基板を温度制御された載置台上に着脱自在に
   保持する静電チャックを備え，上記静電チャックにより
   保持された上記試料基板を真空容器内でプラズマ処理す
   るプラズマ処理装置において， 上記静電チャックに上記導電体を回避して該静電チャッ
   クの厚さ方向の貫通孔を適宜数形成し， 上記貫通孔に熱伝導用ガスを分配する溝を上記載置台の
   上記静電チャックとの接合面に形成してなることを特徴
   とするプラズマ処理装置。
2. 【請求項２】 上記静電チャックに形成された貫通孔の
   各中心が上記試料基板と相似形状に配設され，その最外
   周が上記静電チャックの外周より５ｍｍ乃至１０ｍｍ小
   さい請求項１記載のプラズマ処理装置。
3. 【請求項３】 上記静電チャックの外周が上記試料基板
   の外周より０ｍｍ乃至２ｍｍ小さい請求項１又は２記載
   のプラズマ処理装置。
4. 【請求項４】 上記静電チャックの上記試料基板を保持
   する面の平均表面粗さが０．３μｍより小さい請求項
   １，２又は３記載のプラズマ処理装置。
5. 【請求項５】 上記載置台の温度制御を該載置台の中心
   から外周に向けて温度が徐々に低くなるような制御とし
   た請求項１，２，３又は４記載のプラズマ処理装置。
6. 【請求項６】 導電体と該導電体を内包する誘電体とに
   より形成され，上記導電体に電圧を印加した時に上記誘
   電体に発生する静電気を利用して，上記誘電体上に載置
   された試料基板を温度制御された載置台上に着脱自在に
   保持する静電チャックを備え，上記静電チャックにより
   保持された上記試料基板を真空容器内でプラズマ処理す
   るプラズマ処理装置の取扱方法において， 上記試料基板を上記静電チャック上に載置した後，プラ
   ズマを発生し， 上記静電チャックの上記導電体に一旦所定電圧を印加し
   た後，逆電圧を印加して該静電チャックに載置された上
   記試料基板を吸着し， 上記静電チャックにより吸着された上記試料基板と該静
   電チャックとの間に熱伝導用ガスを充填した後，上記プ
   ラズマ処理を行い， 上記プラズマ処理終了後，上記試料基板と上記静電チャ
   ックとの間に充填された上記熱伝導用ガスを排出し， 上記静電チャックの上記導電体に印加された電圧を徐々
   に下げて０とした後，該導電体を接地し， 上記プラズマの発生を停止した後，上記試料基板を上記
   静電チャックから取り外してなるプラズマ処理装置の取
   扱方法。
7. 【請求項７】 上記所定電圧が負電圧である請求項６記
   載のプラズマ処理装置の取扱方法。
8. 【請求項８】 上記所定電圧が正電圧である請求項６記
   載のプラズマ処理装置の取扱方法。