基板處理方法和基板處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基板處理方法和基板處理裝置。在一種使用傳熱氣體進行基板的溫度控制的工藝中，維持基板面內(nèi)的處理的均勻性?；逄幚矸椒òǎ簩⑻幚砣萜鲀?nèi)調(diào)節(jié)為成為真空狀態(tài)的壓力P0的步驟；在利用升降銷(85)使基板S從載置臺(5)的上表面離開的狀態(tài)下，對處理容器(1)內(nèi)導入調(diào)壓氣體，將處理容器(1)內(nèi)調(diào)節(jié)為比壓力P0高的壓力P1的步驟；使升降銷(85)下降來將基板載置于載置臺(5)的步驟；從處理容器(1)內(nèi)將調(diào)壓氣體排氣的步驟；和一邊將傳熱空間的壓力維持為P2，一邊對處理容器內(nèi)導入處理氣體，對基板S進行處理的步驟。
【專利說明】基板處理方法和基板處理裝置

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及對基板進行規(guī)定的處理的基板處理方法和使用該處理方法的基板處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在平板顯示器(FPD)的制造工序中，進行對作為被處理體的基板實施的等離子體蝕刻處理。等離子體蝕刻處理例如在配置有一對平行平板電極(上部電極和下部電極)的處理容器內(nèi)，在作為下部電極發(fā)揮作用的載置臺載置基板，對電極的至少一方施加高頻電力而在電極之間形成高頻電場。利用該高頻電場形成處理氣體的等離子體，利用該等離子體對基板上的材料膜進行蝕刻處理。
[0003]等離子體蝕刻處理期間，向載置于載置臺的基板的背面?zhèn)裙┙o例如He氣體等傳熱氣體，對基板溫度進行控制(例如專利文獻1、2)。傳熱氣體被從設置于載置基板的載置臺的多個氣孔供給。
[0004]近年來，F(xiàn)ro用的玻璃基板正在大型化，有時其一邊的長度超過2m。另一方面，形成在基板上的設備逐年趨向微小化。如上所述，由于基板的大型化和設備的微小化的進展，產(chǎn)生以下的問題。
[0005]首先，伴隨基板的大面積化，與以前相比，傳熱氣體的溫度控制變難，容易產(chǎn)生基板面內(nèi)的溫度的不均勻。當在基板面內(nèi)的溫度為不均勻的狀態(tài)下進行蝕刻時，難以進行基板面內(nèi)的均勻的蝕刻。為了使溫度在基板面內(nèi)均勻，考慮增加載置臺的氣孔，提高對基板的背面?zhèn)鹊膫鳠釟怏w的供給效率。但是，在接近氣孔的部位的基板表面，有時產(chǎn)生蝕刻不均。其原因為，在從氣孔被噴射的傳熱氣體直接噴射到的區(qū)域和直接噴射到的區(qū)域以外的區(qū)域，基板表面?zhèn)鹊奈g刻速率和蝕刻精度產(chǎn)生差別。因此，當不必要地增加氣孔的數(shù)量時，有時反而難以實現(xiàn)基板面內(nèi)的處理的均勻化。而且，蝕刻不均對產(chǎn)品的成品率造成的影響，設備越微小時影響越大。根據(jù)這種理由，通過增加傳熱氣體用的氣孔的數(shù)量來改善基板面內(nèi)的溫度控制效率的方法存在限制。
[0006]如上所述，當考慮對設備的影響時，優(yōu)選傳熱氣體用的氣孔的數(shù)量較少。但是，當基板為大型時，將傳熱氣體均勻地充填到基板的背面?zhèn)刃枰獣r間，因此，與現(xiàn)狀相比減少背面冷卻用的氣孔的數(shù)量的情況下，存在大幅降低蝕刻工藝的生產(chǎn)量的缺點。所以，當減少氣孔的數(shù)量時，大型化趨向的基板面內(nèi)的均勻的溫度控制變得越發(fā)困難。
[0007]現(xiàn)有專利文獻
[0008]專利文獻1:國際公開W02002/065532號(圖1等)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明想要解決的技術(shù)問題
[0010]本發(fā)明是基于上述情況而完成的，其第一目的為在使用傳熱氣體進行基板的溫度控制的工藝中，維持基板面內(nèi)的處理的均勻性。另外，本發(fā)明第二目的為在使用傳熱氣體進行基板的溫度控制的工藝中，大幅降低背面冷卻(back cooling)用的氣孔的數(shù)量。
[0011]用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0012]本發(fā)明的基板處理方法是一邊對基板的背面?zhèn)裙┙o傳熱氣體一邊進行處理的基板處理方法。該處理方法使用處理裝置進行，該處理裝置包括:收納被處理體、并能將內(nèi)部保持為真空的處理容器；在上述處理容器內(nèi)載置上述基板，且具有向上述基板的背面?zhèn)葒娚渖鲜鰝鳠釟怏w的多個氣孔的載置臺；以相對于上述載置臺的上表面能夠伸出退回移位的方式設置的、在使上述基板從上述載置臺的上表面離開的位置進行支承的支承部件；對上述處理容器內(nèi)供給氣體的第一氣體供給路徑；與上述氣孔連通的第二氣體供給路徑；和設置在上述第一氣體供給路徑，調(diào)節(jié)上述氣體的供給流量的流量調(diào)節(jié)裝置；檢測上述處理容器內(nèi)的壓力的壓力檢測裝置；與上述處理容器連接的排氣路徑；可變地調(diào)節(jié)上述排氣路徑的流導(conductance)的閥；和與上述排氣路徑連接的排氣裝置。
[0013]而且，本發(fā)明的基板處理方法包括:在由上述支承部件使上述基板從上述載置臺的上表面離開的狀態(tài)下，將上述處理容器內(nèi)調(diào)節(jié)為成為真空狀態(tài)的壓力PO的步驟；在由上述支承部件使上述基板從上述載置臺的上表面離開的狀態(tài)下，經(jīng)由上述第一氣體供給路徑對上述處理容器內(nèi)導入調(diào)壓氣體，將上述處理容器內(nèi)調(diào)節(jié)為比上述壓力PO高的壓力Pl的步驟；在將上述處理容器內(nèi)保持為上述壓力Pi的狀態(tài)下，使上述支承部件下降來將上述基板載置于上述載置臺的步驟；在將上述基板載置于上述載置臺的狀態(tài)下，停止對上述處理容器內(nèi)導入的調(diào)壓氣體，經(jīng)由上述第二氣體供給路徑和上述氣孔向上述基板的背面?zhèn)裙┙o上述傳熱氣體，將上述基板與上述載置臺之間的傳熱空間保持為壓力P2的步驟；和一邊維持上述傳熱空間的上述壓力P2，一邊經(jīng)由上述第一氣體供給路徑對上述處理容器內(nèi)導入處理氣體，將除了上述傳熱空間的上述處理容器內(nèi)調(diào)節(jié)為壓力P3，對上述基板進行處理的步驟。
[0014]本發(fā)明的基板處理方法中，在將上述傳熱空間保持為壓力P2的步驟中，從上述處理容器內(nèi)將上述調(diào)壓氣體排氣。
[0015]本發(fā)明的基板處理方法中，上述壓力P0、P1、P2的關系為Pl彡P2 > PO。
[0016]本發(fā)明的基板處理方法中，作為上述調(diào)壓氣體使用與上述傳熱氣體相同種類的氣體。在該情況下，上述調(diào)壓氣體和上述傳熱氣體可以為氦氣或氮氣。
[0017]本發(fā)明的基板處理方法中，作為上述調(diào)壓氣體使用與上述傳熱氣體不同種類的氣體。在該情況下，上述調(diào)壓氣體為氮氣或氦氣，上述傳熱氣體可以為氦氣或氮氣。
[0018]本發(fā)明的基板處理方法中，在將上述調(diào)壓氣體排氣的步驟中，可使上述處理容器內(nèi)降低至上述壓力PO。
[0019]本發(fā)明的基板處理方法中，可從上述氣孔對上述基板的背面的外周部噴射上述傳熱氣體。在該情況下，上述氣孔可以是向從上述基板的端部起5mm以上20mm以下的范圍內(nèi)的背面噴射上述傳熱氣體的氣孔。
[0020]本發(fā)明的基板處理方法，可以是對上述基板進行等離子體處理的基板處理方法。
[0021]本發(fā)明的基板處理裝置是一邊對基板的背面?zhèn)裙┙o傳熱氣體一邊進行處理的基板處理裝置。該基板處理裝置包括:收納被處理體并能將內(nèi)部保持為真空的處理容器；在上述處理容器內(nèi)載置上述基板、且具有向上述基板的背面?zhèn)葒娚渖鲜鰝鳠釟怏w的多個氣孔的載置臺；以相對于上述載置臺的上表面能夠伸出退回移位的方式設置的、在使上述基板從上述載置臺的上表面離開的位置進行支承的支承部件；對上述處理容器內(nèi)供給氣體的第一氣體供給路徑；與上述氣孔連通的第二氣體供給路徑；設置在上述第一氣體供給路徑，調(diào)節(jié)上述氣體的供給流量的流量調(diào)節(jié)裝置；檢測上述處理容器內(nèi)的壓力的壓力檢測裝置；與上述處理容器連接的排氣路徑；可變地調(diào)節(jié)上述排氣路徑的流導的閥；與上述排氣路徑連接的排氣裝置；和控制上述基板處理裝置的各構(gòu)成部來對上述基板進行處理的控制部。
[0022]本發(fā)明的基板處理裝置中，上述控制部進行控制，使得該基板處理裝置實施如下步驟:在由上述支承部件使上述基板從上述載置臺的上表面離開的狀態(tài)下，將上述處理容器內(nèi)調(diào)節(jié)為成為真空狀態(tài)的壓力PO的步驟；在由上述支承部件使上述基板從上述載置臺的上表面離開的狀態(tài)下，經(jīng)由上述第一氣體供給路徑對上述處理容器內(nèi)導入調(diào)壓氣體，將上述處理容器內(nèi)調(diào)節(jié)為比上述壓力PO高的壓力Pl的步驟；在將上述處理容器內(nèi)保持為上述壓力Pi的狀態(tài)下，使上述支承部件下降來將上述基板載置于上述載置臺的步驟；在將上述基板載置于上述載置臺的狀態(tài)下，停止對上述處理容器內(nèi)導入的調(diào)壓氣體，經(jīng)由上述第二氣體供給路徑和上述氣孔向上述基板的背面?zhèn)裙┙o上述傳熱氣體，將上述基板與上述載置臺之間的傳熱空間保持為壓力P2的步驟；和一邊維持上述傳熱空間的上述壓力P2，一邊經(jīng)由上述第一氣體供給路徑向上述處理容器內(nèi)導入處理氣體，將除了上述傳熱空間的上述處理容器內(nèi)調(diào)節(jié)為壓力P3，對上述基板進行處理的步驟。
[0023]本發(fā)明的基板處理裝置，在將上述傳熱空間保持為壓力P2的步驟中，可從上述處理容器內(nèi)將上述調(diào)壓氣體排氣。
[0024]本發(fā)明的基板處理裝置中，上述壓力P0、P1、P2的關系可以為Pl彡P2 > PO。
[0025]本發(fā)明的基板處理裝置中，上述氣孔可于與上述基板的背面的外周部相對的區(qū)域偏集設置。在該情況下，上述氣孔可于與從上述基板的端部起5mm以上20mm以下的范圍內(nèi)的背面相對的區(qū)域偏集設置。
[0026]本發(fā)明的基板處理裝置中，上述基板處理裝置是還可包括用于在上述處理容器內(nèi)生成等離子體的高頻電源的等離子體處理裝置。
[0027]發(fā)明效果
[0028]本發(fā)明的基板處理方法，在由支承部件使基板從載置臺的上表面離開的狀態(tài)下，進行將調(diào)壓氣體導入處理容器內(nèi)調(diào)壓的步驟后，通過將基板載置于載置臺，能夠使傳熱氣體容易充滿基板的背面?zhèn)鹊膫鳠峥臻g。從而，提高傳熱氣體的傳熱效率，能夠提高基板面內(nèi)的處理的均勻性。
[0029]另外，在本發(fā)明的基板處理裝置中，能夠使傳熱氣體容易充滿基板的背面?zhèn)鹊目臻g，所以能夠大幅減少傳熱氣體用的氣孔的數(shù)量。從而，能夠減少氣孔導致的蝕刻不均的產(chǎn)生，能夠提高基板面內(nèi)的處理的均勻性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的等離子體蝕刻裝置的一例的概略截面圖。
[0031]圖2A是將載置臺的上表面的主要部分放大表示的俯視圖。
[0032]圖2B是圖2A的IIB-1IB線的向視截面圖。
[0033]圖3是表示圖1的控制部的硬件構(gòu)成的框圖。
[0034]圖4是表示本發(fā)明的一實施方式的基板處理方法的工序步驟的時序圖(timingchat)。
[0035]圖5是說明本發(fā)明的一實施方式的基板處理方法的主要的工序的處理容器內(nèi)的狀態(tài)的工序圖。
[0036]圖6是接著圖5說明工序的圖。
[0037]圖7是接著圖6說明工序的圖。
[0038]圖8是接著圖7說明工序的圖。
[0039]圖9是接著圖8說明工序的圖。
[0040]圖10是接著圖9說明工序的圖。
[0041]圖11是表示作為比較例的現(xiàn)有技術(shù)的基板處理方法的主要的工序中的處理容器內(nèi)的狀態(tài)的工序圖。
[0042]附圖標記說明
[0043]I…處理容器;la…底壁!IbUb1, IV.,壁;lc…蓋體;3…密封部件；5…載置臺；5a…基材；7…下部基材；8…絕緣部件；15…噴淋頭；15a…氣體擴散空間；15b…氣體排出孔；17…氣體導入口 ；19…氣體供給管；21A，21B…閥；23A、23B…質(zhì)量流量控制器；25...氣體供給源；27…排氣用開口 ；29…排氣管；31…排氣裝置；33…基板搬送用開口 ；35…閘閥；37...0型環(huán)；39...供電線；41...匹配箱(Μ.B.) ;43...高頻電源；45...供電用開口 ；50...傳熱空間；67…第一絕緣層；69...電極；71…第二絕緣層；100…等離子體蝕刻裝置基板。

【具體實施方式】
[0044]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。首先，參照圖1說明本發(fā)明的一實施方式的等離子體蝕刻裝置。如圖1所示，等離子體蝕刻裝置100構(gòu)成為對Fro用的矩形的基板S進行蝕刻的電容耦合型平行平板等離子體蝕刻裝置。此外，作為FPD能夠列舉液晶顯示器(IXD)、電致發(fā)光(Electro Luminescence ；EL)顯示器、等離子體顯示器面板(PDP)等。尤其是等離子體蝕刻裝置100適合對大型的基板S例如長邊的長度為Im以上的玻璃基板進行處理。
[0045]<處理容器>
[0046]該等離子體蝕刻裝置100具有表面經(jīng)過陽極氧化處理(氧化鋁膜處理(alumitetreatment))的鋁形成的成形為角筒形狀的處理容器I。處理容器I包括底壁la、4個側(cè)壁Ib (僅圖示側(cè)壁Ib1Ub2的兩個)。另外，處理容器I的上部與蓋體Ic接合。
[0047]蓋體Ic構(gòu)成為由未圖示的開閉機構(gòu)能夠打開和關閉。在關閉蓋體Ic的狀態(tài)下，蓋體Ic與各側(cè)壁Ib的接合部分通過O型環(huán)等的密封部件3密封，來保持處理容器I內(nèi)的氣密性。
[0048]<載置臺>
[0049]處理容器I內(nèi)設置有載置基板S的載置臺5。處理容器I內(nèi)的底部配置有絕緣部件6和設置在該絕緣部件6上的下部基材7。該在下部基材7上設置有能夠載置基板S的載置臺5。載置臺5也用作下部電極，具有由鋁、不銹鋼(SUS)等的導電性材料形成的基材5a?；?a、下部基材7和絕緣部件6的側(cè)部由絕緣部件8包圍。利用絕緣部件8確保載置臺5的側(cè)面的絕緣性，來防止等離子體處理時的異常放電。
[0050]載置臺5在基材5a的上表面從下依次具有由第一絕緣層67、電極69和第二絕緣層71疊層而形成的靜電吸附機構(gòu)。通過從直流電源73經(jīng)由供電線75對第一絕緣層67和第二絕緣層71之間的電極69施加直流電壓，例如能夠通過庫侖力對基板S進行靜電吸附。在載置有基板S的狀態(tài)下，在第二絕緣層71的上表面與基板S的背面之間形成有在將基板S吸附保持的狀態(tài)下用于充填后述的傳熱氣體的間隙的傳熱空間50。此外，由于傳熱空間50的高度極小，因此在圖1中僅表示其位置。
[0051]另外，載置臺5具有以相對于其上表面能夠伸出退回移位的方式設置的、在將基板S從載置臺5的上表面離開的位置進行支承的作為支承部件的多個升降銷(在圖1中省略圖示)。
[0052]<氣體供給機構(gòu)>
[0053]在載置臺5的上方設置有與該載置臺5平行且相對的作為上部電極發(fā)揮作用的噴淋頭15。噴淋頭15被支承于處理容器I的上部的蓋體lc。噴淋頭15呈中空狀，在其內(nèi)部設置有氣體擴散空間15a。另外，噴淋頭15的下表面(與載置臺5對置的面)形成有排出作為處理氣體的蝕刻氣體的多個氣體排出孔15b。該噴淋頭15接地，與載置臺5 —起構(gòu)成一對平行平板電極。
[0054]在噴淋頭15的上部中央附近設置有氣體導入口 17。該氣體導入口 17與作為第一氣體供給路徑的氣體供給管19連接。該氣體供給管19設置有兩個閥21A、21A和質(zhì)量流量控制器(MFC)23A。而且，氣體供給管19的另一端側(cè)與供給例如作為處理氣體的蝕刻氣體、調(diào)壓氣體、傳熱氣體等的氣體供給源25連接。此外，作為蝕刻氣體例如能夠使用鹵素類氣體、O2氣體之外，也能夠使用Ar氣體等的稀有氣體等。
[0055]<排氣機構(gòu)>
[0056]在靠近上述處理容器I內(nèi)的四個轉(zhuǎn)角的位置，在底壁Ia的四處形成有作為貫通開口部的排氣用開口 27 (僅圖示兩個)。各排氣用開口 27與排氣管29連接。排氣管29在其端部具有凸緣部29a，該凸緣部29a和底壁Ia之間以隔著O型環(huán)(圖示省略)的狀態(tài)被固定。排氣管29與排氣裝置31連接。排氣裝置31具備例如分子泵等的真空泵，由此能夠?qū)⑻幚砣萜鱅內(nèi)抽真空至規(guī)定的減壓氣氛。另外，排氣管29設置有可變地調(diào)節(jié)排氣路徑的流導的APC閥32。
[0057]<基板搬入出口 >
[0058]在處理容器I的側(cè)壁Ib1設置有基板搬送用開口 33。該基板搬送用開口 33由閘閥35開閉，能夠在相鄰的搬送室(省略圖示)之間搬送基板S。閘閥35在與側(cè)壁Ib1之間隔著作為第一密封部件的O型環(huán)37的狀態(tài)下使用螺釘?shù)鹊墓潭ú考潭ㄓ趥?cè)壁Ib115
[0059]<高頻電源>
[0060]下部基材7與供電線39連接。該供電線39經(jīng)由匹配箱(M.B.) 41與高頻電源43連接。由此，從高周波電源43例如將13.56MHz的高頻電力經(jīng)由下部基材7供給至作為下部電極的載置臺5。此外，供電線39經(jīng)由形成在底壁Ia的作為貫通開口部的供電用開口45導入處理容器I內(nèi)。
[0061]<背面冷卻(back cooling)機構(gòu)>
[0062]在底壁la、絕緣部件6和下部基材7形成有貫通它們的氣體通路77。該氣體通路77經(jīng)由傳熱氣體供給管78與氣體供給源25連接。該傳熱氣體供給管78設置有兩個閥21B、21B、質(zhì)量流量控制器(MFC) 23B 和 PCV(Pressure Control Valve) 24。而且，能夠經(jīng)由氣體通路77將傳熱氣體例如He氣體等供給至基板S的背面?zhèn)鹊膫鳠峥臻g50。S卩，載置臺5具有對基板S的背面供給傳熱氣體進行冷卻的背面冷卻機構(gòu)。供給至氣體通路77的傳熱氣體經(jīng)由形成在下部基材7與基材5a的邊界的氣體存積部79暫時在水平方向上擴散之后，從貫通基材5a、第一絕緣膜67和第二絕緣膜71形成的多個氣孔81噴出至基板S的背偵U。這樣，載置臺5的冷熱被傳遞至基板S，將基板S維持在規(guī)定的溫度。從而，能夠使從載置臺5向基板S的熱傳遞在基板S的面內(nèi)均勻，能夠防止蝕刻不均的產(chǎn)生。
[0063]圖2A是將載置臺5的上表面的主要部分放大表不的俯視圖。另外，圖2B是圖2A的IIB -1IB線的向視截面圖。本實施方式的等離子體蝕刻裝置100中，通過執(zhí)行后述的處理步驟，能夠使傳熱氣體容易地充滿基板S的背面?zhèn)鹊膫鳠峥臻g50，所以如圖2A和圖2B所示，多個氣孔81在與基板S的背面的外周部相對的區(qū)域偏集設置。更具體來講，氣孔81在載置臺5中與從基板S的端部起的距離L為5mm以上20mm以下的范圍內(nèi)相對的區(qū)域偏集設置。從基板S的端部起的距離L為5mm以上20mm以下的范圍內(nèi)為形成設備的區(qū)域之夕卜，所以即使在該部位產(chǎn)生蝕刻不均，也不影響成品率。像這樣，在本實施方式的等離子體蝕刻裝置100中，在與基板S的設備形成區(qū)域相對的載置臺5的區(qū)域中，能夠大幅削減傳熱氣體用的氣孔81的數(shù)量，優(yōu)選能夠消除該區(qū)域中的氣孔81，因此，能夠減少氣孔81導致的蝕刻不均的產(chǎn)生。
[0064]下部基材7的內(nèi)部設置有傳熱介質(zhì)室83。該傳熱介質(zhì)室83經(jīng)由傳熱介質(zhì)導入管83A被導入例如氟類液體等的傳熱介質(zhì)，且傳熱介質(zhì)經(jīng)由傳熱介質(zhì)排出管83b排出而進行循環(huán)。該傳熱介質(zhì)的熱(例如冷熱(Λ P ))經(jīng)由下部基材7、載置臺5和傳熱氣體被傳遞至基板S，進行基板S的溫度調(diào)節(jié)。
[0065]<壓力檢測裝置>
[0066]等離子體蝕刻裝置100設置有測量處理容器I內(nèi)的壓力的壓力計88。壓力計88與后述的控制部90連接，將處理容器I內(nèi)的壓力的測量結(jié)果實時地提供至控制部90。
[0067]〈控制部〉
[0068]等離子體蝕刻裝置100的各構(gòu)成部與控制部90連接，由控制部90統(tǒng)一控制?？刂撇?0是控制等離子體蝕刻裝置100的各構(gòu)成部的模塊控制器(Module Controller)。控制部90與未圖示的I/O模塊連接。該I/O模塊具有多個I/O部，與等離子體蝕刻裝置100的各終端設備連接。I/O部設置有用于控制數(shù)字信號、模擬信號和串行信號的輸入輸出的I/O端口。對各終端設備的控制信號各自從I/O部輸出。另外，從各終端設備輸出的信號各自被輸入I/O部。在等離子體蝕刻裝置100中，作為與I/O部連接的終端設備例如能夠列舉有質(zhì)量流量控制器(MFC)23A、23B、APC閥32、排氣裝置31、高頻電源43等。
[0069]接著，參照圖3說明控制部90的硬件構(gòu)成的一個例子?？刂撇?0包括:主控制部
101、鍵盤、鼠標等的輸入裝置102 ;打印機等的輸出裝置103 ;顯示裝置104 ;存儲裝置105 ；外部接口 106以及將它們彼此連接的母線107。主控制部101包括CPU (中央處理裝置)111、RAM (隨機存取存儲器)112和ROM (只讀存儲器)113。存儲裝置105只要能夠存儲信息，可以為任何形式，例如為硬盤裝置或光盤裝置。另外，存儲裝置105對計算機可讀取的記錄介質(zhì)115記錄信息,另外從記錄介質(zhì)115讀取信息。記錄介質(zhì)115只要能夠讀取信息,可以為任何形式，例如為硬盤、光盤、閃存等。記錄介質(zhì)115可以是記錄有本實施方式的基板處理方法的處理方案的記錄介質(zhì)。
[0070]在控制部90中，CPUlll將RAM112用作工作區(qū)域，執(zhí)行收納在R0M113或存儲裝置105中的程序，能夠在本實施方式的等離子體蝕刻裝置100中對基板S執(zhí)行等離子體蝕刻處理。
[0071]<處理步驟>
[0072]接著，說明如以上方式構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置100的處理動作。圖4是表示等離子體蝕刻裝置100中進行的本發(fā)明的一實施方式的基板處理方法的處理步驟的時序圖。另外，圖5?10是說明該處理步驟的主要的工序的處理容器I內(nèi)的狀態(tài)的工序圖。本實施方式中優(yōu)選的處理步驟，如圖4所示，能夠包含工序I?工序5。
[0073](準備工序)
[0074]首先，作為前階段的處理，在打開閘閥35的狀態(tài)下，將基板S通過未圖示的搬送裝置的叉子，經(jīng)由基板搬送用開口 33搬入處理容器I內(nèi)，交接給升降銷85。
[0075](工序I)
[0076]工序I中，如圖5所示，在利用升降銷85使基板S從載置臺5的上表面離開的狀態(tài)下，將處理容器I內(nèi)調(diào)節(jié)為作為真空狀態(tài)的壓力PO。即，在搬入基板后，關閉閘閥35，使排氣裝置31動作，將處理容器I內(nèi)抽真空至壓力PO (I狀態(tài))。如圖4所示，在該工序I的階段中，均不供給調(diào)壓氣體Gl、傳熱氣體G2、蝕刻氣體G3的任何氣體。
[0077](工序2)
[0078]在工序2中，如圖6所示，在利用升降銷85使基板S從載置臺5的上表面離開的狀態(tài)下，經(jīng)由作為第一氣體供給路徑的氣體供給管19對處理容器I內(nèi)導入調(diào)壓氣體G1，將處理容器I內(nèi)調(diào)節(jié)為比壓力PO大的壓力P1。即，在由升降銷85保持基板S的狀態(tài)下，使排氣裝置31動作，打開閥21A、21A，從氣體供給源25將調(diào)壓氣體Gl經(jīng)由氣體供給管19、氣體導入口 17導入噴淋頭15的氣體擴散空間15a。此時，通過質(zhì)量流量控制器23A進行調(diào)壓氣體Gl的流量控制。另外，通過APC閥32調(diào)節(jié)排氣路徑的流導。導入氣體擴散空間15a的調(diào)壓氣體Gl進一步經(jīng)由多個排出孔15b均勻地排出至處理容器I內(nèi)，處理容器I內(nèi)被維持為壓力Pl。此外，如圖4所示，在該工序2的階段中，不供給傳熱氣體G2和蝕刻氣體G3。另外，在工序2中，排氣裝置31的排氣強度設定為比工序I弱的調(diào)壓。
[0079](工序3)
[0080]在工序3中，如圖7所示，在將處理容器I內(nèi)保持為壓力Pl的狀態(tài)下，使升降銷85下降將基板S載置在載置臺5。由此，基板S被設置在載置臺5上。在基板S的背面和載置臺5的上表面之間形成傳熱空間50。另外，基板S的背面?zhèn)鹊膫鳠峥臻g50成為被封入有調(diào)壓氣體Gl的狀態(tài)，因此，基板S和載置臺5之間的傳熱空間50內(nèi)的壓力與壓力Pl大致相等。此外，如圖4所示，在該工序3的階段，不供給傳熱氣體G2和蝕刻氣體G3。另外，工序3中，排氣裝置31的排氣強度設定為比工序I弱的調(diào)壓。
[0081](工序4)
[0082]在工序4中，如圖8所示，在停止對處理容器I內(nèi)的調(diào)壓氣體Gl的導入，并且，將基板S靜電吸附后，開始供給傳熱氣體G2。基板S的靜電吸附通過從直流電源73經(jīng)由供電線75對第一絕緣層67和第二絕緣層71之間的電極69施加直流電壓而形成。然后，打開閥21B、21B，將氣體供給源25的傳熱氣體G2經(jīng)由作為第二氣體供給路徑的傳熱氣體供給管78、氣體通路77、氣體存積部79從多個氣孔81向基板S的背面?zhèn)葒娚?，將基板S與載置臺5之間的傳熱空間50調(diào)節(jié)為壓力P2。此時，通過質(zhì)量流量控制器23B和PCV24進行傳熱氣體G2的流量控制，將傳熱空間50的壓力調(diào)壓為P2。在此，在前階段的工序3中，基板S的背面?zhèn)鹊膫鳠峥臻g50中封入有調(diào)壓氣體G1，傳熱空間50內(nèi)的壓力為大致接近壓力Pl的狀態(tài)，因此能夠在短時間內(nèi)快速地進行對壓力P2的調(diào)節(jié)。另外，即使在調(diào)壓氣體Gl和傳熱氣體G2為不同種類的氣體的情況下，也容易置換為傳熱氣體G2。此外，在該工序4中，作為調(diào)壓氣體Gl使用可能對等離子體蝕刻處理帶來影響的氣體種的情況下，如圖4和圖8所示，通過排氣裝置31進行處理容器I內(nèi)的調(diào)壓氣體Gl的排氣，優(yōu)選使處理容器I內(nèi)的傳熱空間50以外的空間降低至壓力PO。如圖4所示，在該工序4的階段中，仍不供給蝕刻氣體G3。另外，工序4中，排氣裝置31的排氣強度設置為與工序I同等的迆空。
[0083](工序5)
[0084]在工序5中，在工序4之后,持續(xù)供給傳熱氣體G2,—邊維持傳熱空間50的壓力P2，一邊如圖9所示，對處理容器I內(nèi)導入蝕刻氣體G3，將除了傳熱空間50的處理容器I內(nèi)調(diào)節(jié)為壓力P3，對基板S進行等離子體蝕刻處理。在該工序5中，打開閥21A、21A，從氣體供給源25將蝕刻氣體G3經(jīng)由氣體供給管19、氣體導入口 17導入噴淋頭15的氣體擴散空間15a。此時，通過質(zhì)量流量控制器23A進行蝕刻氣體G3的流量控制。導入氣體擴散空間15a的蝕刻氣體G3還經(jīng)由多個氣體排出孔15b被均勻地排出到載置在載置臺5上的基板
S。此時，處理容器I內(nèi)的傳熱空間50以外的空間的壓力P3能夠根據(jù)目的為蝕刻處理的內(nèi)容適宜地設定。在該狀態(tài)下，從高頻電源43對載置臺5施加高頻電力。由此，在作為下部電極的載置臺5和作為上部電極的噴淋頭15之間產(chǎn)生高頻電場，蝕刻氣體G3分離而等離子體化。利用該等離子體，對基板S實施蝕刻處理。此外，在工序5中，排氣裝置31的排氣強度設定為比工序I弱的調(diào)壓。
[0085](結(jié)束工序)
[0086]在對基板S實施規(guī)定時間的蝕刻處理之后，停止從高頻電源43施加高頻電力。另夕卜，關閉閥21A、21A，停止蝕刻氣體G3的導入之后，如圖10所示，使處理容器I內(nèi)減壓至規(guī)定的壓力，并且，利用升降銷85使基板S上升至搬送位置。此外，在本工序中，優(yōu)選使處理容器I內(nèi)降低至壓力PO。接著，打開閘閥35，從載置臺5將基板S交接至未圖示的搬送裝置的叉子，從處理容器I的基板搬送用開口 33搬出基板S。通過以上的操作，對基板S的等離子體蝕刻處理結(jié)束。
[0087]通過反復進行以上的處理步驟，能夠?qū)Χ鄠€基板S進行等離子體蝕刻處理。
[0088]此外，作為調(diào)壓氣體Gl使用對等離子體蝕刻處理沒有影響的氣體種類的情況下，在工序4中，也可不進行調(diào)壓氣體Gl的排氣。
[0089]在以上的處理步驟中，優(yōu)選處理容器I內(nèi)的壓力PO、Pl和傳熱空間50的P2的關系為Pl彡P2>P0，更優(yōu)選Pl =P2。例如，作為壓力PO優(yōu)選處于O?0.67Pa的范圍內(nèi)，優(yōu)選0.13Pa左右，作為壓力Pl優(yōu)選處于100?300Pa的范圍內(nèi)，優(yōu)選200Pa左右，作為壓力P2優(yōu)選處于100?300Pa的范圍內(nèi)，優(yōu)選200Pa左右。像這樣，在工序2和工序3中，預先將處理容器I內(nèi)的壓力Pl設定為在工序5中設定的傳熱空間50的壓力P2以上，使得成為在基板S的背面?zhèn)鹊膫鳠峥臻g50中封入有調(diào)壓氣體Gl的狀態(tài)。在此，作為調(diào)壓氣體Gl使用與傳熱氣體G2相同種類的氣體的情況下,能夠?qū)⒎馊雮鳠峥臻g50的調(diào)壓氣體Gl原樣地用作傳熱氣體G2，因此，能夠快速且有效地進行基板S的溫度調(diào)節(jié)。另一方面，作為調(diào)壓氣體Gl使用與傳熱氣體G2不同種類的氣體的情況下，封入傳熱空間50的狀態(tài)下的調(diào)壓氣體Gl在工序4以后容易置換為傳熱氣體G2，能夠快速且有效地進行基板S的溫度調(diào)節(jié)。這樣，能夠提高從載置臺5對基板S的熱傳導效率，能夠抑制基板S的面內(nèi)的溫度的不均勻。其結(jié)果，例如能夠防止蝕刻不均等的處理的不均勻。
[0090]作為在以上的處理步驟中使用的調(diào)壓氣體Gl能夠使用與傳熱氣體G2相同種類的氣體。在該情況下，作為調(diào)壓氣體Gl和傳熱氣體G2例如優(yōu)選使用氦氣、氮氣等。
[0091]另外，作為調(diào)壓氣體Gl也能夠使用與傳熱氣體G2不同種類的氣體。例如當調(diào)壓氣體Gl為氮氣時，作為傳熱氣體G2能夠使用氦氣，當調(diào)壓氣體Gl為氦氣時，作為傳熱氣體G2能夠使用氮氣。
[0092]接著，與現(xiàn)有技術(shù)相比，說明本發(fā)明的作用效果。圖11是說明作為比較例的、現(xiàn)有技術(shù)的基板處理方法的主要的工序中的處理容器內(nèi)的狀態(tài)的工序圖。圖11的(a)表示與上述實施方式的工序I對應的工序(參照圖5)。即，在搬入基板后，關閉閘閥35，在利用升降銷85使基板S從載置臺5的上表面離開的狀態(tài)下，使排氣裝置31動作，將處理容器I內(nèi)調(diào)節(jié)為作為真空狀態(tài)的壓力PO。
[0093]接著，圖11的(b)表示與上述實施方式的工序3對應的工序(參照圖7)。但是，與工序3不同，在將處理容器I內(nèi)保持為壓力PO (抽空狀態(tài))的狀態(tài)下，使升降銷85下降來將基板S載置在載置臺5。由此，基板S被設置在載置臺5上。在基板S的背面和載置臺5的上表面之間形成傳熱空間50。
[0094]接著，圖11的(c)中，在載置臺5載置有基板S的狀態(tài)下，對電極69從直流電源73經(jīng)由供電線75施加直流電壓，對基板S進行靜電吸附。而且，經(jīng)由作為第二氣體供給路徑的傳熱氣體供給管78、氣體通路77、氣體存積部79從多個氣孔81對基板S的背面?zhèn)裙┙o傳熱氣體G2，將基板S與載置臺5之間的傳熱空間50保持為壓力P2，并且，經(jīng)由氣體供給管19對處理容器I內(nèi)導入蝕刻氣體G3，將除了傳熱空間50的處理容器I內(nèi)調(diào)節(jié)為壓力P3，對基板S進行處理。
[0095]如圖11的(a)?(C)所示，現(xiàn)有技術(shù)的基板處理方法在圖4的時序圖中，不設置與工序2和工序4相當?shù)墓ば颉＜?，從使處理容器I內(nèi)為壓力PO的狀態(tài)[圖11的(a)]，直接對載置臺5載置基板5[圖11的(b)]，開始蝕刻氣體G3和傳熱氣體G2的導入[圖11的(C)]。因此，基板S為大型時，將傳熱氣體均勻地充填至基板S的背面?zhèn)鹊膫鳠峥臻g50需要時間，導致生產(chǎn)量的降低，并且，難以控制傳熱氣體的溫度，存在容易產(chǎn)生基板S的面內(nèi)的溫度的不均勻的問題。另外，需要遍及載置臺5的整個面設置多個傳熱氣體用的氣孔81。
[0096]對此，在本實施方式的基板處理方法中，在工序2中，進行利用升降銷85使基板S從載置臺5的上表面離開的狀態(tài)下，對處理容器I內(nèi)導入調(diào)壓氣體G1，將處理容器I內(nèi)調(diào)節(jié)為比壓力PO大的壓力Pl的步驟之后，在工序3中將基板S載置在載置臺5。由此，能夠使傳熱氣體G2容易充滿基板S的背面?zhèn)鹊膫鳠峥臻g50。從而，能夠提高傳熱氣體G2的傳熱効率，能夠提高基板S的面內(nèi)的處理的均勻性。
[0097]另外，在本實施方式的等離子體蝕刻裝置100中，能夠使傳熱氣體G2容易充滿基板S的背面?zhèn)鹊膫鳠峥臻g50，所以與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠大幅減少傳熱氣體G2用的氣孔81的數(shù)量。具體而言，能夠?qū)⒍鄠€氣孔81在與基板S的背面的外周部相對的區(qū)域偏集設置。例如，在本實施方式的等離子體蝕刻裝置100中，如圖2A和圖2B所示，氣孔81在載置臺5中與從基板S的端部起的距離L為5mm以上20mm以下的范圍內(nèi)相對的區(qū)域偏集設置。從基板S的端部起的距離L為5mm以上20mm以下的范圍內(nèi)是形成設備區(qū)域之外的區(qū)域，所以即使在該部位產(chǎn)生蝕刻不均，也不影響成品率。像這樣，在本實施方式的等離子體蝕刻裝置100中，在與基板S的設備形成區(qū)域相對的載置臺5上的區(qū)域中，能夠大幅削減傳熱氣體用的氣孔81的數(shù)量，能夠減少氣孔81導致的蝕刻不均的產(chǎn)生。由此，能夠提高基板S的面內(nèi)的處理的均勻性。
[0098]以上，以本發(fā)明的實施方式例示的目的詳細地進行了說明，本發(fā)明不限于上述實施方式，能夠進行各種變形。例如，本發(fā)明不限于以Fro用基板為處理對象的等離子體處理裝置，例如也能夠適用于以半道體基板為處理對象的等離子體處理容器。另外，不限于等離子體蝕刻裝置，例如也能夠適用于進行等離子體灰化處理的灰化裝置、進行等離子體于CVD處理、等離子體擴散處理的等離子體成膜裝置、其它的等離子體處理裝置。
[0099]另外，在上述實施方式中，采用從蝕刻氣體、調(diào)壓氣體和共通的氣體供給源25供給傳熱氣體G2的構(gòu)成，但也能夠另外設置傳熱氣體專用的供給源，從其將傳熱氣體G2供給至傳熱空間50。
【權(quán)利要求】
1.一種基板處理方法，其為使用處理裝置一邊對基板的背面?zhèn)裙┙o傳熱氣體一邊進行處理的基板處理方法，所述基板處理方法的特征在于: 所述處理裝置包括: 收納被處理體、并能將內(nèi)部保持為真空的處理容器； 在所述處理容器內(nèi)載置所述基板、且具有向所述基板的背面?zhèn)葒娚渌鰝鳠釟怏w的多個氣孔的載置臺； 以相對于所述載置臺的上表面能夠伸出退回地移位的方式設置的、將所述基板支承在從所述載置臺的上表面離開的位置的支承部件； 對所述處理容器內(nèi)供給氣體的第一氣體供給路徑； 與所述氣孔連通的第二氣體供給路徑； 設置在所述第一氣體供給路徑，調(diào)節(jié)所述氣體的供給流量的流量調(diào)節(jié)裝置； 檢測所述處理容器內(nèi)的壓力的壓力檢測裝置； 與所述處理容器連接的排氣路徑； 可變地調(diào)節(jié)所述排氣路徑的流導的閥；和 與所述排氣路徑連接的排氣裝置， 所述基板處理方法包括: 在由所述支承部件使所述基板從所述載置臺的上表面離開的狀態(tài)下，將所述處理容器內(nèi)調(diào)節(jié)為成為真空狀態(tài)的壓力PO的步驟； 在由所述支承部件使所述基板從所述載置臺的上表面離開的狀態(tài)下，經(jīng)由所述第一氣體供給路徑對所述處理容器內(nèi)導入調(diào)壓氣體，將所述處理容器內(nèi)調(diào)節(jié)為比所述壓力PO高的壓力Pi的步驟； 在將所述處理容器內(nèi)保持為所述壓力Pi的狀態(tài)下，使所述支承部件下降來將所述基板載置于所述載置臺的步驟； 在將所述基板載置于所述載置臺的狀態(tài)下，停止對所述處理容器內(nèi)導入調(diào)壓氣體，經(jīng)由所述第二氣體供給路徑和所述氣孔向所述基板的背面?zhèn)裙┙o所述傳熱氣體，將所述基板與所述載置臺之間的傳熱空間保持為壓力P2的步驟；和 一邊維持所述傳熱空間的所述壓力P2，一邊經(jīng)由所述第一氣體供給路徑對所述處理容器內(nèi)導入處理氣體，將除了所述傳熱空間的所述處理容器內(nèi)調(diào)節(jié)為壓力P3，對所述基板進行處理的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于: 在將所述傳熱空間保持為壓力P2的步驟中，從所述處理容器內(nèi)將所述調(diào)壓氣體進行排氣。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基板處理方法，其特征在于: 所述壓力P0、P1、P2的關系為Pl彡P2 >P0。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的基板處理方法，其特征在于: 作為所述調(diào)壓氣體，使用與所述傳熱氣體相同種類的氣體。
5.如權(quán)利要求4所述的基板處理方法，其特征在于: 所述調(diào)壓氣體和所述傳熱氣體為氦氣。
6.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的基板處理方法,其特征在于: 作為所述調(diào)壓氣體，使用與所述傳熱氣體不同種類的氣體。
7.如權(quán)利要求6所述的基板處理方法，其特征在于: 所述調(diào)壓氣體為氮氣或氦氣,所述傳熱氣體為氦氣或氮氣。
8.如權(quán)利要求1?7中任一項所述的基板處理方法,其特征在于: 在將所述調(diào)壓氣體排氣的步驟中，使所述處理容器內(nèi)下降至所述壓力PO。
9.如權(quán)利要求1?8中任一項所述的基板處理方法，其特征在于: 從所述氣孔向所述基板的背面的外周部噴射所述傳熱氣體。
10.如權(quán)利要求9所述的基板處理方法，其特征在于: 所述氣孔向從所述基板的端部起5mm以上20mm以下的范圍內(nèi)的背面噴射所述傳熱氣體。
11.如權(quán)利要求1?10中任一項所述的基板處理方法，其特征在于: 對所述基板進行等離子體處理。
12.—種基板處理裝置，其為一邊對基板的背面?zhèn)裙┙o傳熱氣體一邊進行處理的基板處理裝置，所述基板處理裝置的特征在于: 所述基板處理裝置包括: 收納被處理體、并能將內(nèi)部保持為真空的處理容器； 在所述處理容器內(nèi)載置所述基板、且具有向所述基板的背面?zhèn)葒娚渌鰝鳠釟怏w的多個氣孔的載置臺； 以相對于所述載置臺的上表面能夠伸出退回地移位的方式設置的、將所述基板支承在從所述載置臺的上表面離開的位置的支承部件； 對所述處理容器內(nèi)供給氣體的第一氣體供給路徑； 與所述氣孔連通的第二氣體供給路徑； 設置在所述第一氣體供給路徑，調(diào)節(jié)所述氣體的供給流量的流量調(diào)節(jié)裝置； 檢測所述處理容器內(nèi)的壓力的壓力檢測裝置； 與所述處理容器連接的排氣路徑； 可變地調(diào)節(jié)所述排氣路徑的流導的閥； 與所述排氣路徑連接的排氣裝置；和 控制所述基板處理裝置的各構(gòu)成部來對所述基板進行處理的控制部， 所述控制部進行控制，使得該基板處理裝置實施如下步驟: 在由所述支承部件使所述基板從所述載置臺的上表面離開的狀態(tài)下，將所述處理容器內(nèi)調(diào)節(jié)為成為真空狀態(tài)的壓力PO的步驟； 在由所述支承部件使所述基板從所述載置臺的上表面離開的狀態(tài)下，經(jīng)由所述第一氣體供給路徑對所述處理容器內(nèi)導入調(diào)壓氣體，將所述處理容器內(nèi)調(diào)節(jié)為比所述壓力PO高的壓力Pi的步驟； 在將所述處理容器內(nèi)保持為所述壓力Pi的狀態(tài)下，使所述支承部件下降來將所述基板載置于所述載置臺的步驟； 在將所述基板載置于所述載置臺的狀態(tài)下，停止對所述處理容器內(nèi)導入調(diào)壓氣體，經(jīng)由所述第二氣體供給路徑和所述氣孔向所述基板的背面?zhèn)裙┙o所述傳熱氣體，將所述基板與所述載置臺之間的傳熱空間保持為壓力P2的步驟；和 一邊維持所述傳熱空間的所述壓力P2，一邊經(jīng)由所述第一氣體供給路徑對所述處理容器內(nèi)導入處理氣體，將除了所述傳熱空間的所述處理容器內(nèi)調(diào)節(jié)為壓力P3，對所述基板進行處理的步驟。
13.如權(quán)利要求12所述的基板處理裝置，其特征在于: 在將所述傳熱空間保持為壓力P2的步驟中，從所述處理容器內(nèi)將所述調(diào)壓氣體排氣。
14.如權(quán)利要求13所述的基板處理裝置，其特征在于: 所述壓力P0、P1、P2的關系為Pl彡P2 > PO。
15.如權(quán)利要求12?14中任一項所述的基板處理裝置，其特征在于: 所述氣孔于與所述基板的背面的外周部相對的區(qū)域偏集設置。
16.如權(quán)利要求15所述的基板處理裝置，其特征在于: 所述氣孔于與從所述基板的端部起5mm以上20mm以下的范圍內(nèi)的背面相對的區(qū)域偏集設置。
17.如權(quán)利要求12?16中任一項所述的基板處理裝置，其特征在于: 所述基板處理裝置為還包括用于在所述處理容器內(nèi)生成等離子體的高頻電源的等離子體處理裝置。
【文檔編號】H01L21/00GK104241087SQ201410257767
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月11日
【發(fā)明者】藤永元毅 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社