CN103426746A - 基板处理方法和基板处理装置 - Google Patents

基板处理方法和基板处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103426746A
CN103426746A CN201310173326XA CN201310173326A CN103426746A CN 103426746 A CN103426746 A CN 103426746A CN 201310173326X A CN201310173326X A CN 201310173326XA CN 201310173326 A CN201310173326 A CN 201310173326A CN 103426746 A CN103426746 A CN 103426746A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
mentioned
processing
path
substitution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310173326XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103426746B (zh
Inventor
仙波昌平
吹野康彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of CN103426746A publication Critical patent/CN103426746A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103426746B publication Critical patent/CN103426746B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02312Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H01L21/02315Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02337Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H01L21/0234Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/311Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105Etching inorganic layers
    • H01L21/31111Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76822Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc.
    • H01L21/76825Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc. by exposing the layer to particle radiation, e.g. ion implantation, irradiation with UV light or electrons etc.
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76822Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc.
    • H01L21/76826Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc. by contacting the layer with gases, liquids or plasmas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

本发明提供基板处理方法和基板处理装置,能够缩短在使用多种处理气体对基板连续地实施多个处理时所需要的时间。在具有腔室(11)和向该腔室导入处理气体的处理气体导入管路(12)的导入管(19)的基板处理装置(10)中,在对自上方以第1层、第2层以及第3层的顺序层叠有第1层、第2层以及第3层的基板(S)连续地实施蚀刻处理时,在蚀刻第1层后,使置换气体流入到导入管中而将残留在导入管、腔室中的第1蚀刻气体挤出而排出,在蚀刻第2层后,使置换气体流入到导入管中而将残留在导入管、腔室中的第2蚀刻气体挤出而排出,在蚀刻第3层后,使置换气体流入到导入管中而将残留在导入管、腔室的第3蚀刻气体挤出而排出。

Description

基板处理方法和基板处理装置
技术领域
本发明涉及一种使用多种处理气体来对基板连续地实施多个处理的基板处理方法和基板处理装置。
背景技术
例如,如图10所示,使用处理气体对FPD(Flat Panel Display:平板显示器)等的基板实施希望的处理、例如成膜处理、蚀刻处理的基板处理装置80包括:腔室81,其用于收纳基板S;处理气体导入管路82,其用于向该腔室81导入处理气体;气体分配柜(gas box)83,其用于选择性地使多种处理气体分别流入到处理气体导入管路82中;以及排气系统84,其用于对腔室81进行抽真空(例如,参照专利文献1)。
在该基板处理装置80中,使用不同种类的处理气体对形成在基板S上的第1层、第2层以及第3层分别连续地实施蚀刻处理,在导入用于对第1层实施蚀刻处理的处理气体(以下,称作“第1蚀刻气体”。)来对第1层进行蚀刻后,导入用于对第2层实施蚀刻处理的处理气体(以下,称作“第2蚀刻气体”。)来对第2层进行蚀刻,之后,导入用于对第3层实施蚀刻处理的处理气体(以下,称作“第3蚀刻气体”。),而且,导入用于在对第3层进行蚀刻之后的处理、例如清洁处理的处理气体(以下,称作“后处理气体”。)。
图11是图10的基板处理装置所执行的对基板实施连续蚀刻处理的序列图。此外,与图中的各气体有关的“ON”、“OFF”分别表示“继续向腔室81导入气体”、“停止向腔室81导入气体”。
在图11中,基板处理装置80在进行了第1层的蚀刻后,通过由排气系统84进行抽真空而将残留在腔室81、处理气体导入管路82中的第1蚀刻气体排出,之后,将第2蚀刻气体经由处理气体导入管路82导入到腔室81中,在进行了第2层的蚀刻后,通过由排气系统84进行抽真空而将残留在腔室81、处理气体导入管路82中的第2蚀刻气体排出,之后,将第3蚀刻气体经由处理气体导入管路82导入到腔室81中,在进行了第3层的蚀刻后,通过由排气系统84进行抽真空而将残留在腔室81、处理气体导入管路82中的第3蚀刻气体排出,之后,将后处理气体经由处理气体导入管路82导入到腔室81中。
专利文献1:日本特开2009-283715号公报
然而,上述基板处理装置80存在以下的问题:由于残留在腔室81、处理气体导入管路82中的各蚀刻气体是通过由排气系统84进行抽真空而排出的,尤其是,要隔着腔室81对处理气体导入管路82进行抽真空,因此,由排气系统84产生的负压不易传递到处理气体导入管路32,使各蚀刻气体的排出效率变低,从而需要花费时间来排出各蚀刻气体。
另外,上述基板处理装置80存在以下问题:在通过由排气系统84进行抽真空来使腔室81内大幅减压后,由于要导入新的蚀刻气体,因此,要花费用于将腔室81内的压力调整至适合新的蚀刻处理的值的时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够缩短在使用多种处理气体来对基板连续地实施多个处理时所需要的时间的基板处理方法和基板处理装置。
为了实现上述目的,技术方案1的基板处理方法用于在基板处理装置中使用多种处理气体来对基板连续地实施多个处理,该基板处理装置具有处理室和用于向该处理室导入处理气体的处理气体导入路径,该基板处理方法的特征在于,该基板处理方法具有气体置换步骤,在该气体置换步骤中,在一个处理与接着该一个处理的下一个处理之间,停止向上述处理室导入上述处理气体,使均不妨碍上述一个处理和上述下一个处理的置换气体流入到上述处理气体导入路径而将该置换气体导入到上述处理室中。
技术方案2所述的基板处理方法的特征在于,根据技术方案1所述的基板处理方法,在利用上述置换气体将上述一个处理所使用的处理气体自上述处理气体导入路径和上述处理室排出后,使上述下一个处理所使用的处理气体流入到上述处理气体导入路径中,并进一步将上述下一个处理所使用的处理气体导入到上述处理室中。
技术方案3所述的基板处理方法的特征在于,根据技术方案1或技术方案2所述的基板处理方法,上述基板处理装置还包括处理气体流入装置,该处理气体流入装置用于使多种处理气体分别流入到上述处理气体导入路径中,在上述气体置换步骤中,在至少上述处理气体流入装置最邻接的下游使上述处理气体停止向上述处理气体导入路径流入并且使上述置换气体流入到上述处理气体导入路径中。
技术方案4所述的基板处理方法的特征在于,根据技术方案1~技术方案3中任一项所述的基板处理方法,上述基板处理装置还包括:排气系统,其用于对上述处理室进行抽真空;以及旁路,其自上述处理气体导入路径分支而使该处理气体导入路径和上述排气系统直接连通,在上述气体置换步骤中,在上述处理室与上述旁路之间将上述处理气体导入路径断开,并且使上述置换气体在至少不比上述处理气体导入路径被断开的部位靠上游的位置处流入到上述处理气体导入路径,并进一步将上述置换气体导入到上述处理室中。
技术方案5所述的基板处理方法的特征在于,根据技术方案1~技术方案4中任一项所述的基板处理方法,上述置换气体由稀有气体构成。
技术方案6所述的基板处理方法的特征在于,根据技术方案1~技术方案5中任一项所述的基板处理方法,上述处理室在内部具有处理空间,上述基板处理装置还包括用于向上述处理空间施加高频电力的高频电源,施加的上述高频电力使处理气体生成等离子体,在执行上述多个处理的期间,上述高频电源向上述处理空间施加高频电力,并且在上述气体置换步骤中也继续向上述处理空间施加高频电力。
技术方案7所述的基板处理方法的特征在于,根据技术方案6所述的基板处理方法,在上述气体置换步骤中向上述处理空间施加的高频电力的值小于在执行上述多个处理的期间向上述处理空间施加的高频电力的值。
为了实现上述目的,技术方案8的基板处理装置包括:处理室;处理气体导入路径,其用于向该处理室导入处理气体;以及处理气体流入装置,其用于使多种处理气体分别流入到上述处理气体导入路径中,该基板处理装置的特征在于,该基板处理装置包括:开闭阀,其设于上述处理气体流入装置与上述处理气体导入路径之间;以及置换气体流入路径,其用于使置换气体流入到上述处理气体导入路径中,上述置换气体流入路径在不比上述开闭阀靠上游的位置处与上述处理气体导入路径汇合。
技术方案9所述的基板处理装置的特征在于,根据技术方案8所述的基板处理装置,上述开闭阀是三通阀,上述置换气体流入路径借助上述三通阀与上述处理气体导入路径汇合。
技术方案10所述的基板处理装置的特征在于,根据技术方案9所述的基板处理装置,该基板处理装置还包括:排气系统,其用于对上述处理室进行抽真空;旁路,其自上述处理气体导入路径分支而使该处理气体导入路径和上述排气系统直接连通;以及另一置换气体流入路径,其供上述置换气体流入到上述处理室中,上述处理气体导入路径在上述处理室与上述旁路之间具有另一三通阀,上述另一置换气体流入路径在上述另一三通阀处与上述处理气体导入路径汇合。
技术方案11所述的基板处理装置的特征在于,根据技术方案9所述的基板处理装置,该基板处理装置包括:排气系统,其用于对上述处理室进行抽真空;旁路,其自上述处理气体导入路径分支而使该处理气体导入路径和上述排气系统直接连通;以及另一置换气体流入路径,其供上述置换气体流入到上述处理室中,上述处理气体导入路径在其与上述旁路分支的分支点具有另一三通阀,上述另一置换气体流入路径在上述另一三通阀与上述处理室之间同上述处理气体导入路径汇合。
技术方案12所述的基板处理装置的特征在于,根据技术方案10或技术方案11所述的基板处理装置,上述排气系统包括:排气管;第1排气泵,其配置在该排气管上;以及第2排气泵,其配置在上述排气管的处于上述处理室与上述第1排气泵之间的部分上,上述旁路在上述第1排气泵与上述第2排气泵之间同上述排气管汇合。
为了实现上述目的,技术方案13的基板处理程序用于使计算机执行基板处理方法,该基板处理方法用于在基板处理装置中使用多种处理气体来对基板连续地实施多个处理,该基板处理装置具有处理室和用于向该处理室导入处理气体的处理气体导入路径,该基板处理方法具有气体置换步骤,在该气体置换步骤中,在一个处理与接着该一个处理的下一个处理之间,停止向上述处理室导入上述处理气体,使均不妨碍上述一个处理和上述下一个处理的置换气体流入到上述处理气体导入路径而将该置换气体导入到上述处理室中,该基板处理程序的特征在于,该基板处理程序至少具有用于执行上述气体置换步骤的气体置换模块。
技术方案14的计算机可读取的存储介质的特征在于,该存储介质用于容纳技术方案13所述的基板处理程序。
采用本发明,由于在一个处理与接着该一个处理的下一个处理之间停止向处理室导入处理气体,使均不妨碍一个处理和下一个处理的置换气体流入到处理气体导入路径而将该置换气体导入到处理室中,因此能够利用置换气体将残留在处理气体导入路径、处理室中的、一个处理所使用的处理气体挤出而将该处理气体排出。因而,一个处理所使用的处理气体的排出效率变高,无需花费较多的时间来排出一个处理所使用的处理气体,结果,能够缩短在使用多种处理气体来对基板连续地实施多个处理时所需要的时间。另外,由于向处理室导入的置换气体均不妨碍一个处理和下一个处理,因此能够对基板适当地实施一个处理和下一个处理。
采用本发明,由于用于使置换气体流入到处理气体导入路径中的置换气体流入路径在比设于处理气体流入装置与处理气体导入路径之间的开闭阀靠下流的位置与处理气体导入路径汇合,因此能够使置换气体流入到借助开闭阀断开了来自处理气体流入装置的处理气体的流入的处理气体导入路径中,由此,能够利用置换气体将残留在处理气体导入路径、处理室中的、一个处理所使用的处理气体高效地挤出而将该处理气体排出。结果,无需花费较多的时间来排出一个处理所使用的处理气体,能够缩短使用多种处理气体来对基板连续地实施多个处理时所需要的时间。
附图说明
图1是概略地对本发明的实施方式的基板处理装置的结构进行表示的剖视图。
图2是图1的基板处理装置所执行的本实施方式的基板处理方法的序列图。
图3是用于说明向处理空间连续施加高频电力时的反应生成物的排出情形的图。
图4是概略地对本实施方式的基板处理装置的第1变形例的结构进行表示的剖视图。
图5是概略地对本实施方式的基板处理装置的第2变形例的结构进行表示的剖视图。
图6是概略地对本实施方式的基板处理装置的第3变形例的结构进行表示的剖视图。
图7是本实施方式的基板处理方法的第1变形例的序列图。
图8是本实施方式的基板处理方法的第2变形例的序列图。
图9是本实施方式的基板处理方法的第3变形例的序列图。
图10是概略地对以往的基板处理装置的结构进行表示的剖视图。
图11是图10的基板处理装置所执行的对基板实施连续蚀刻处理的序列图。
具体实施方式
下面,参照附图详细地说明本发明的实施方式。
首先,说明本发明的实施方式的基板处理装置。
图1是概略地对本实施方式的基板处理装置的结构进行表示的剖视图。
在图1中,基板处理装置10包括:腔室11(处理室),其用于收纳基板S;处理气体导入管路12(处理气体导入路径),其用于向腔室11导入处理气体;气体分配柜13,其用于选择性地使多种处理气体分别流入到处理气体导入管路12中或使置换气体流入到处理气体导入管路12中;以及排气管路14(排气系统),其用于对腔室11进行抽真空。
腔室11包括:框体状的主体15;载置台16,其配置于主体15的内部下方,用于载置基板S;簇射头17,其配置于主体15的内部上方且与载置台16相对;以及高频电源18,其与载置台16相连接,用于向该载置台16供给高频电力,载置台16和簇射头17的之间的空间构成用于生成等离子体的处理空间PS。
在腔室11中,自处理气体导入管路12导入后的处理气体通过簇射头17向处理空间PS扩散,载置台16向处理空间PS施加高频电力,在处理空间PS中,处理气体被高频电力激发而生成等离子体,通过该等离子体来对面向处理空间PS的基板S实施希望的等离子体处理、例如蚀刻处理。在本实施方式中,腔室11使用不同种类的处理气体来连续地对形成在基板S上的第1层、第2层以及第3层(均未图示)分别实施蚀刻处理。此外,第1层、第2层以及第3层自上方按照第1层、第2层以及第3层的顺序进行层叠。
要在腔室11中连续地被实施蚀刻处理的基板S例如是第二代以后的FPD用基板,主体15的大小例如为:高度是1.5m以上,长度是1.0m以上,宽度是1.0m以上。
处理气体导入管路12包括:导入管19,其用于将腔室11和气体分配柜13连接起来;以及开闭阀20,其配置在该导入管19上。此外,处理气体导入管路12的长度例如是6m。
气体分配柜13包括用于对基板S上的被处理层实施蚀刻处理或后处理(例如清洁处理)的、用于控制第1处理气体的流量的第1MFC(Mass Flow Controller:处理气体流入装置)21、用于控制第2处理气体的流量的第2MFC22、用于控制第3处理气体的流量的第3MFC23、用于控制第4处理气体的流量的第4MFC24以及用于控制置换气体的流量的第5MFC25,该置换气体用于与上述处理气体彼此进行置换。通过以任意的流量比等组合并供给第1处理气体~第4处理气体来执行蚀刻处理和后处理。例如,在基板S上的被处理层由第1层、第2层以及第3层构成的情况下,通过第1蚀刻气体、第2蚀刻气体以及第3蚀刻气体来对第1层、第2层、第3层分别实施蚀刻处理,在对第3层实施蚀刻处理之后,通过后处理气体来对基板S实施后处理,该第1蚀刻气体具有由第1处理气体~第4处理气体以例如第1流量比组合而成的、用于对第1层实施蚀刻处理的第1组成,该第2蚀刻气体具有由第1处理气体~第4处理气体以例如第2流量比组合而成的、用于对第2层实施蚀刻处理的第2组成,该第3蚀刻气体具有由第1处理气体~第4处理气体以例如第3流量比组合而成的、用于对第3层实施蚀刻处理的第3组成,该后处理气体具有由第1处理气体~第4处理气体以例如第4流量比组合而成的、用于实施后处理的第4组成。
第1MFC21的一端借助开闭阀26与第1处理气体供给源(未图示)连接,另一端借助配管27与导入管19连接,在配管27上的第1MFC21最邻接的下游配置有三通阀28(开闭阀)。第2MFC22的一端借助开闭阀29与第2处理气体供给源(未图示)连接,另一端借助配管30与导入管19连接,在配管30上的第2MFC22最邻接的下游配置有三通阀31(开闭阀)。第3MFC23的一端借助开闭阀32与第3处理气体供给源(未图示)连接,另一端借助配管33与导入管19连接,在配管33上的第3MFC23最邻接的下游配置有三通阀34(开闭阀)。第4MFC24的一端借助开闭阀35与第4处理气体供给源(未图示)连接,另一端借助配管36与导入管19连接,在配管36上的第4MFC24最邻接的下游配置有三通阀37(开闭阀)。即,各三通阀28、31、34、37设于各个第1MFC21、第2MFC22、第3MFC23及第4MFC24与导入管19之间。
第5MFC25的一端借助开闭阀38与置换气体供给源(未图示)连接,另一端借助配管39与各三通阀28、31、34、37连接。在本实施方式中,第5MFC25和配管39构成置换气体流入路径,该置换气体流入路径借助各三通阀28、31、34、37与导入管19汇合。
在本实施方式中,例如,当三通阀28借助配管27使配管39和导入管19连通时,将第1MFC21与导入管19之间断开,在借助配管27使第1MFC21和导入管19连通时,将配管39与导入管19之间断开。此外,其他的三通阀31、34、37也具有相同的功能。
气体分配柜13分别操作第1MFC21、第2MFC22、第3MFC23、第4MFC24、第5MFC25以及各三通阀28、31、34、37来使第1处理气体、第2处理气体、第3处理气体、第4处理气体或置换气体流入到处理气体导入管路12中。
排气管路14包括:排气管40;前级泵(back pump)41(第1排气泵),其配置在排气管40上;以及涡轮分子泵42(第2排气泵),其配置在排气管40的处于腔室11和前级泵41之间的部分上,前级泵41和涡轮分子泵42相配合来对腔室11进行抽真空。
在基板处理装置10中,在分别完成第1层的蚀刻、第2层的蚀刻、第3层的蚀刻以及后处理后,使置换气体自置换气体流入路径向导入管19流入而将该置换气体导入到腔室11中,利用置换气体将残留在导入管19、腔室11中的、用于组成第1蚀刻气体、第2蚀刻气体、第3蚀刻气体或后处理气体的第1处理气体、第2处理气体、第3处理气体以及第4处理气体(以下,称作“第1处理气体等”。)挤出而将上述处理气体排出。
在基板处理装置10中,由于配管39与各三通阀28、31、34、37连接,因此置换气体自置换气体流入路径在第1MFC21、第2MFC22、第3MFC23以及第4MFC24最邻接的下游向各配管27、30、33、36流入,并进一步流入到导入管19中,因此,能够基本上完全将残留在各配管27、30、33、36、导入管19中的第1处理气体等挤出,从而能够将第1处理气体等自各配管27、30、33、36、导入管19可靠地排出。
作为本实施方式中的置换气体,优选均不妨碍第1层的蚀刻、第2层的蚀刻以及第3层的蚀刻的非活性气体、例如氦气、氩气、氡气、氙气等稀有气体。由于置换气体将残留在导入管19、腔室11中的第1蚀刻气体等挤出而将第1蚀刻气体等排出,因此,置换气体更为优选分子量较大的置换气体,尤其使用氩气、氡气、氙气较好。另外,若考虑到获取的难易程度,优选使用氩气。此外,置换气体并不限于稀有气体,只要是不妨碍各蚀刻处理的气体,就能够使用,例如,有时也能够使用氮气。
图2是图1的基板处理装置所执行的本实施方式的基板处理方法的序列图。
在图2中,首先,利用排气管路14对腔室11进行抽真空,之后,使置换气体自气体分配柜13流入到导入管19而将该置换气体导入到腔室11中,通过排气管路14所具有的调压阀(未图示)等将腔室11内的压力调整至适合于第1层的蚀刻的值。
接着,通过切换三通阀28、31、34、37,使以第1组成组成第1蚀刻气体的第1处理气体~第4处理气体代替置换气体自气体分配柜13的第1MFC21、第2MFC22、第3MFC23、第4MFC24经由配管27、30、33、36流入到导入管19而将第1蚀刻气体导入到腔室11中,通过施加于处理空间PS的高频电力来使第1蚀刻气体生成等离子体,利用该等离子体来对基板S的第1层进行蚀刻。另外,之后,继续对处理空间PS施加高频电力,直至完成后处理。此外,未必一定使用全部的第1处理气体~第4处理气体来组成第1蚀刻气体,根据处理内容也可以有不被使用的处理气体。在该情况下,与不被使用的处理气体相对应的MFC将流量控制为0。后述的第2蚀刻气体、第3蚀刻气体以及后处理气体也与第1蚀刻气体同样地组成。
接着,在完成第1层的蚀刻后,通过切换三通阀28、31、34、37使置换气体代替用于组成第1蚀刻气体的第1处理气体~第4处理气体自气体分配柜13流入到导入管19而将置换气体导入到腔室11中(气体置换步骤)。此时,由于置换气体自第1MFC21、第2MFC22、第3MFC23、第4MFC24最邻接的下游经由配管27、30、33、36流入到导入管19中,因此能够将残留在配管27、30、33、36、导入管19乃至腔室11中的第1蚀刻气体基本上完全挤出而将第1蚀刻气体排出。即,将残留在配管27、30、33、36、导入管19、腔室11中的第1处理气体~第4处理气体置换成置换气体。
接着,通过切换三通阀28、31、34、37,使以第2组成组成第2蚀刻气体的第1处理气体~第4处理气体代替置换气体自气体分配柜13的第1MFC21、第2MFC22、第3MFC23、第4MFC24经由配管27、30、33、36流入到导入管19而将第2蚀刻气体导入到腔室11中,通过施加于处理空间PS的高频电力来使第2蚀刻气体生成等离子体,利用该等离子体来对基板S的第2层进行蚀刻。
接着,在完成第2层的蚀刻后,通过切换三通阀28、31、34、37,使置换气体代替用于组成第2蚀刻气体的第1处理气体~第4处理气体自气体分配柜13流入到导入管19而将置换气体导入到腔室11中(气体置换步骤)。此时,由于置换气体自第1MFC21、第2MFC22、第3MFC23、第4MFC24最邻接的下游流入到配管27、30、33、36、导入管19中,因此将残留在配管27、30、33、36、导入管19乃至腔室11中的第2蚀刻气体基本上完全挤出而将第2蚀刻气体排出,从而将残留在配管27、30、33、36、导入管19、腔室11中的第1处理气体~第4处理气体置换成置换气体。
接着,同样地通过切换三通阀28、31、34、37,使以第3组成组成第3蚀刻气体的第1处理气体~第4处理气体代替置换气体自气体分配柜13的第1MFC21、第2MFC22、第3MFC23、第4MFC24经由配管27、30、33、36流入到导入管19而将第3蚀刻气体导入到腔室11中,通过施加于处理空间PS的高频电力来使第3蚀刻气体生成等离子体,利用该等离子体来对基板S的第3层进行蚀刻。
接着,在完成第3层的蚀刻后,通过切换三通阀28、31、34、37,使置换气体代替用于组成第3蚀刻气体的第1处理气体~第4处理气体自气体分配柜13流入到导入管19而将置换气体导入到腔室11中(气体置换步骤)。此时,由于置换气体自第1MFC21、第2MFC22、第3MFC23、第4MFC24最邻接的下游经由配管27、30、33、36流入到导入管19中,因此能够将残留在配管27、30、33、36、导入管19乃至腔室11中的第3蚀刻气体基本上完全挤出而将第3蚀刻气体排出,从而将残留在配管27、30、33、36、导入管19、腔室11中的第1处理气体~第4处理气体置换成置换气体。
接着,通过切换三通阀28、31、34、37,使以第4组成组成后处理气体的第1处理气体~第4处理气体代替置换气体自气体分配柜13的第1MFC21、第2MFC22、第3MFC23、第4MFC24经由配管27、30、33、36向导入管19流入而将后处理气体导入到腔室11中,通过施加于处理空间PS的高频电力来使后处理气体生成等离子体,利用该等离子体来执行后处理、例如对腔室11内的零件等进行清洁。另外,在完成后处理后,立即停止向处理空间PS施加高频电力。
接着,在完成后处理后,通过切换三通阀28、31、34、37,使置换气体代替后处理气体自气体分配柜13流入到导入管19而将置换气体导入到腔室11中(气体置换步骤)。此时,由于置换气体自第1MFC21、第2MFC22、第3MFC23、第4MFC24最邻接的下游经由配管27、30、33、36流入到导入管19中,因此将残留在配管27、30、33、36、导入管19乃至腔室11中的后处理气体基本上完全挤出而将后处理气体排出,从而将残留在配管27、30、33、36、导入管19、腔室11中的后处理气体置换成置换气体。
之后,停止自气体分配柜13向导入管19流入置换气体,完成对基板S实施的连续的蚀刻处理。
采用本实施方式的基板处理方法,由于在第1层的蚀刻与第2层的蚀刻之间、第2层的蚀刻与第3层的蚀刻之间、以及第3层的蚀刻与后处理之间(以下,统称作“上一个等离子体处理与下一个等离子体处理之间”。)使均不妨碍上一个等离子体处理和下一个等离子体处理的置换气体流入到处理气体导入管路12的导入管19而将该置换气体导入到腔室11中,因此能够利用置换气体来将残留在导入管19、腔室11中的第1处理气体等挤出而将第1处理气体等排出。因而,第1处理气体等的排出效率变高,无需花费较多时间排出第1处理气体等,结果,能够缩短在使用第1处理气体等来对基板S实施连续的等离子体处理时所需要的时间。另外,由于导入到腔室11中的置换气体均不妨碍上一个等离子体处理和下一个等离子体处理,因此能够对基板S适当地实施上一个等离子体处理和下一个等离子体处理。
在上述的本实施方式的基板处理方法中,由于在完成上一个等离子体处理后将置换气体导入到腔室11中,因此能够迅速地将残留在该腔室11中的第1处理气体等稀释,由此,能够抑制第1层等被残留的第1处理气体等蚀刻而达到期望值以上的蚀刻量。
另外,在上述的本实施方式的基板处理方法中,例如,在利用置换气体将具有第1组成的第1蚀刻气体自导入管19和腔室11排出后,使具有第2组成的第2蚀刻气体流入到导入管19而将该第2蚀刻气体导入到腔室11中,因此,组成彼此不同的第1蚀刻气体和第2蚀刻气体不会发生混合。另外,例如,由于在将第1蚀刻气体自导入管19和腔室11排出后,置换气体仍滞留于导入管19、腔室11中,因此,导入管19、腔室11不会大幅减压,由此,在将第2蚀刻气体导入到腔室11中时,能够缩短用于将腔室11内的压力调整至适合于下一个等离子体处理的值的时间,结果,能够进一步缩短在使用第1蚀刻气体等来对基板S实施连续的等离子体处理时所需要的时间。
并且,在上述的本实施方式的基板处理方法中,不仅在执行第1层的蚀刻、第2层的蚀刻、第3层的蚀刻或后处理的期间向处理空间PS施加高频电力,而且在上一个等离子体处理与下一个等离子体处理之间也向处理空间PS施加高频电力。向处理空间PS施加的高频电力使置换气体等离子体化,等离子体对在上一个等离子体处理中产生的反应生成物P施加能量,由此,如图3所示,抑制反应生成物P向腔室11的内壁的附着并促进附着于腔室11的内壁的反应生成物P的脱离,因此能够将漂浮或脱离的反应生成物P夹杂在腔室11内产生的排气流43中而借助排气管路14自腔室11高效地排出。结果,在腔室11内,能够防止反应生成物附着于基板S,由此,能够提高来源于基板S的产品的生产率。另外,由于自第1层的蚀刻起到后处理为止持续施加高频电力,因此,结果能够减少在开始施加高频电力时需要进行施加的稳定处理的次数,由此,能够进一步缩短在对基板S实施连续的等离子体处理时所需要的时间。
另外,采用图1的基板处理装置10,置换气体流入路径借助各三通阀28、31、34、37与导入管19汇合,因此,例如,在利用三通阀28使第1MFC21与导入管19相连通时,置换气体流入路径被该三通阀28断开,因此能够防止第1处理气体等向置换气体流入路径漫延而提高向腔室11导入第1处理气体等的导入效率。另外,例如,在利用三通阀28使置换气体流入路径与导入管19相连通时,第1MFC21被该三通阀28断开,因此能够防止置换气体向第1MFC21漫延而提高置换气体向导入管19流入的流入效率,由此,能够进一步提高对残留在导入管19中的第1处理气体等进行排出的排出效率。
图4是概略地对本实施方式的基板处理装置的第1变形例的结构进行表示的剖视图。第1变形例的基板处理装置44与图1的基板处理装置10不同之处在于:该基板处理装置44包括绕过腔室11的旁通管45和用于仅向腔室11导入置换气体的另一置换气体流入路径。
在图4中,基板处理装置44包括:旁通管45(旁路),其自导入管19分支而使该导入管19和排气管40直接连通,并且该旁通管45具有开放阀61;三通阀47(另一开闭阀),其在导入管19上设于腔室11与向腔室11及旁通管45分支的分支点46之间;以及另一置换气体流入路径,其通过该三通阀47而与导入管19汇合。
旁通管45在前级泵41与涡轮分子泵42之间同排气管40汇合。另外,另一置换气体流入路径由配管48和借助该配管48与三通阀47连接的第6MFC49构成。第6MFC49也与置换气体供给源(未图示)连接,用于使置换气体流入到导入管19中。
关于置换气体流入路径与另一置换气体流入路径的关系,在基板处理装置44中,在使置换气体自置换气体流入路径向导入管19流入时,利用三通阀47来将腔室11与置换气体流入路径之间断开,使另一置换气体流入路径与腔室11相连通。此时,自置换气体流入路径流入到导入管19中的置换气体没有被导入到腔室11中,而是经由开放阀61开放后的旁通管45而到达排气管路14。另外,自另一置换气体流入路径流入到导入管19中的置换气体被导入到腔室11中,之后,到达排气管路14。即,自置换气体流入路径流入到导入管19中的置换气体仅将残留在导入管19中的气体(例如第1蚀刻气体)经由旁通管45排出,导入到腔室11中的置换气体仅将残留在腔室11中的气体(例如第1蚀刻气体)排出。因而,能够高效地将残留在导入管19和腔室11中的第1蚀刻气体等排出。
另外,在基板处理装置44中,由于旁通管45在前级泵41与涡轮分子泵42之间同排气管40汇合,因此流经旁通管45的第1蚀刻气体等因被涡轮分子泵42阻碍而不会向腔室11逆流。
在本变形例中,关于对基板S实施等离子体处理时的动作,除了以下动作、即关闭旁通管45的开闭阀61、利用三通阀47将腔室11与配管48之间断开并且借助导入管19使气体分配柜13与腔室11相连通这些动作以外的动作与图1的基板处理装置10对基板S实施等离子体处理时的动作相同。
图5是概略地对本实施方式的基板处理装置的第2变形例的结构进行表示的剖视图。第2变形例的基板处理装置50在气体分配柜13不具有置换气体流入路径这点上与图4的基板处理装置44不同。
在图5中,基板处理装置50的气体分配柜13不具有由第5MFC25和配管39构成的置换气体流入路径,在用于将第1MFC21和导入管19连接的配管27上仅仅配置有仅用于进行第1MFC21和导入管19的断开、连通的开闭阀51,在用于将第2MFC22和导入管19连接的配管30上仅仅配置有仅用于进行第2MFC22和导入管19的断开、连通的开闭阀52,在用于将第3MFC23和导入管19连接的配管33上仅仅配置有仅用于进行第3MFC23和导入管19的断开、连通的开闭阀53,在用于将第4MFC24和导入管19连接的配管36上仅仅配置有仅用于进行第4MFC24和导入管19的断开、连通的开闭阀54。
在基板处理装置50中,在上一个等离子体处理与下一个等离子体处理之间,利用三通阀47将腔室11与气体分配柜13之间断开,使另一置换气体流入路径与腔室11相连通。此时,自另一置换气体流入路径流入到导入管19中的置换气体被导入到腔室11中,之后,到达排气管路14,因此能够利用置换气体来将残留在腔室11中的第1蚀刻气体等挤出而将第1蚀刻气体等排出。由此,能够提高自腔室11排出第1蚀刻气体等的排出效率。
此外,在基板处理装置50中,对于残留在导入管19中的第1蚀刻气体等,通过使开放阀61开放,并利用前级泵41借助旁通管45对导入管19进行抽真空,从而将上述第1蚀刻气体等排出。
另外,在第2变形例中,简化了气体分配柜13的结构,在各MFC的二次侧、具体而言在导入管19的处于各MFC与三通阀47的之间的部分易于残存因自各MFC导入的残留气体带来的影响,因此,在一边改变处理气体一边连续地执行多个等离子体处理的情况下,需要考虑不同的处理气体相互的反应性等。
此外,在图4的第1变形例和图5的第2变形例中,将三通阀47设于另一置换气体流入路径的配管48与导入管19间的连接点,并将开放阀61设在了旁通管45上,但也可以如图6所示的第3变形例的基板处理装置55那样将三通阀设于分支点46处,并将开放阀63设置在配管48上。
图6是概略地对本实施方式的基板处理装置的第3变形例的结构进行表示的剖视图。
在图6中,基板处理装置55包括:旁通管45(旁路),其自导入管19分支而使该导入管19和排气管40直接连通;三通阀62,其设于导入管19上的向腔室11及旁通管45分支的分支点处;以及另一置换气体流入路径,其在该三通阀62与腔室11之间同导入管19汇合。
旁通管45在前级泵41与涡轮分子泵42之间同排气管40汇合。另外,另一置换气体流入路径由具有开放阀63的配管48和借助该配管48与导入管19连接的第6MFC49构成。第6MFC49也与置换气体供给源(未图示)连接,用于使置换气体流入到导入管19中。
关于置换气体流入路径与另一置换气体流入路径的关系,在基板处理装置55中,在使置换气体自置换气体流入路径向导入管19流入时,利用三通阀62将腔室11与置换气体流入路径之间断开,并使开放阀63开放而使另一置换气体流入路径与腔室11相连通。此时,自置换气体流入路径流入到导入管19中的置换气体没有被导入到腔室11中,而是经由旁通管45到达排气管路14。另外,自另一置换气体流入路径流入到导入管19中的置换气体被导入到腔室11中,之后,到达排气管路14。即,自置换气体流入路径流入到导入管19中的置换气体借助旁通管45仅将残留在导入管19中的气体(例如第1蚀刻气体)排出,导入到腔室11中的置换气体仅将残留在腔室11中的气体(例如第1蚀刻气体)排出。因而,能够高效地将残留在导入管19和腔室11中的第1蚀刻气体等排出。
另外,在基板处理装置55中,旁通管45在前级泵41与涡轮分子泵42之间同排气管40汇合,因此,流经旁通管45的第1蚀刻气体等因被涡轮分子泵42阻碍而不会向腔室11逆流。
在本变形例中,关于对基板S实施等离子体处理时的动作,除了以下动作、即关闭配管48的开闭阀63的动作、利用三通阀62将旁通管45与导入管19之间断开的动作以及借助导入管19使气体分配柜13与腔室11相连通的动作以外的动作与图1的基板处理装置10对基板S实施等离子体处理时的动作相同。
图7是本实施方式的基板处理方法的第1变形例的序列图。本变形例的基板处理方法在向处理空间PS施加的高频电力的值不为恒定这点上与图2的基板处理方法不同。
在图7中,高频电源18将在上一个等离子体处理与下一个等离子体处理之间向处理空间PS施加的高频电力的值设定得小于在第1层的蚀刻、第2层的蚀刻、第3层的蚀刻以及后处理(以下,统称作“各等离子体处理”。)中向处理空间PS施加的高频电力的值。
在上一个等离子体处理与下一个等离子体处理之间,由于用于上一个等离子体处理的蚀刻气体暂时残留在腔室11中,因此有时用于该上一个等离子体处理的蚀刻气体对基板S继续实施通过上一个等离子体处理进行的蚀刻。
为了应对此问题,在本变形例的基板处理方法中,将在上一个等离子体处理与下一个等离子体处理之间向处理空间PS施加的高频电力的值减小。由此,抑制在上一个等离子体处理与下一个等离子体处理之间的蚀刻气体的激发而减少等离子体的生成量,从而能够降低因继续实施的上一个等离子体处理而对基板S产生的影响。
图8是本实施方式的基板处理方法的第2变形例的序列图。本变形例的基板处理方法由图6的基板处理装置55执行,尤其是,与图2的基板处理方法的不同点在于:在来自置换气体流入路径的置换气体(在图中用“第1置换气体”表示。)的流入时间与来自另一置换气体流入路径的置换气体(在图中用“第2置换气体”表示。)的流入时间不同。
在图8中,在使置换气体自置换气体流入路径向导入管19流入时,利用三通阀62将腔室11与置换气体流入路径之间断开,使开放阀63开放而使另一置换气体流入路径与腔室11相连通,但使来自另一置换气体流入路径的置换气体的流入时间长于来自置换气体流入路径的置换气体的流入时间。由此,大量的置换气体流入到腔室11中而能够高效地将残留在腔室11中的气体排出,并能够仅使所需要的足够的置换气体流入到导入管19中,从而能够同时实现将残留的气体高效地排出和节约置换气体。
图9是本实施方式的基板处理方法的第3变形例的序列图。本变形例的基板处理方法由图6的基板处理装置55执行,尤其是,与图2的基板处理方法的不同点在于:在上一个等离子体处理与下一个等离子体处理之间具有将向处理空间PS施加的高频电力的值设为0的期间。
在图9中,在上一个等离子体处理与下一个等离子体处理之间,使置换气体(在图中用“第1置换气体”表示。)自置换气体流入路径向导入管19流入,并使置换气体(在图中用“第2置换气体”表示。)自另一置换气体流入路径向腔室11流入,但在停止使置换气体向腔室11流入后直到进行下一个等离子体处理之前的期间内,将向处理空间PS施加高频电力的值设为0。由此,在使置换气体流入到腔室11中后,即使用于上一个等离子体处理的蚀刻气体残留在腔室11中,也不会由该蚀刻气体产生等离子体,因此,能够消除因上一个等离子体处理产生的过量的蚀刻对基板S产生的影响。
以上,使用上述实施方式说明了本发明,但本发明并不限于上述实施方式。例如,在图2的基板处理方法中,对FPD用基板实施了连续的蚀刻处理,但也可以使用图2的基板处理方法来对半导体晶圆实施连续的蚀刻处理。
本发明的目的也可以通过如下方式实现:将存储有用于实现上述实施方式的功能的软件的程序的存储介质供给到计算机等中,由计算机的CPU读取并执行被存储于存储介质中的程序、例如上述载置台的冷却程序。
在该情况下,从存储介质读取的程序本身实现上述实施方式的功能,程序和存储有该程序的存储介质构成了本发明。
另外,作为用于供给程序的存储介质,只要是能够存储上述程序的存储介质即可,例如是RAM、NV-RAM、フロッピー(注册商标)盘(即软盘)、硬盘、光磁盘、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD(DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)等光盘、磁带、非易失性的存储卡以及其他的ROM等。或者,也可以通过从与因特网、商用网络或者局域网等相连接的未图示的其他计算机、数据库等下载上述程序而供给至计算机。
另外,通过执行由计算机的CPU读取的程序,不仅能够实现上述实施方式的功能,而且还包括以下情况:根据该程序的指示,由利用CPU运转的OS(操作系统)等进行实际的处理的一部分或全部,通过该处理来实现上述实施方式的功能。
并且,还包括以下情况:在从存储介质读取的程序被写入到插入于计算机的功能扩展板、与计算机相连接的功能扩展单元所具有的存储器中后,根据该程序的指示,由该功能扩展板、功能扩展单元所具有CPU等进行实际的处理的一部分或全部,通过该处理来实现上述实施方式的功能。
上述程序的形态也可以由利用目的码(object code)、解释程序(interpreter)执行的程序、供给到OS的脚本数据(script data)等形态构成。
实施例
首先,在以往技术的基板处理装置80中,将氧气用作处理气体,在腔室81中利用由氧气生成的等离子体来对基板实施蚀刻处理后,停止向腔室81导入氧气并停止自高频电源向处理空间施加高频电力,利用排气系统84对腔室81进行10秒钟的抽真空,之后,使氩气以1000sccm自气体分配柜83流入到处理气体导入管路82而将其导入到腔室81中,并且,在自氩气的导入开始起8秒后再次向处理空间施加高频电力,将此时观测到的、由残留在腔室81中的氧气生成的等离子体的发光强度作为了基准发光强度。即,自停止向腔室81导入氧气起到氧气的密度降低到与基准发光强度相对应的密度为止的时间是18秒(比较例1)。
接着,在本实施方式的基板处理装置10中,将氧气用作处理气体,在腔室11中利用由氧气生成的等离子体来对基板S实施蚀刻处理后,继续自高频电源18向处理空间PS施加高频电力并停止向腔室11导入氧气,接着,使作为置换气体的氩气以1000sccm自置换气体流入路径流入到处理气体导入管路12的导入管19而将其导入到腔室11中,观测了由残留在腔室11中的氧气生成的等离子体的发光强度。并且,对自停止向腔室11导入氧气起到观测到的等离子体的发光强度降低到基准发光强度为止所需要的时间进行了测量,结果测量出的时间是9秒(实施例1)。
另外,除了将作为置换气体而向导入管19流入的氩气的流量设定为2000sccm以外,以与实施例1相同的条件观测了由残留在腔室11中的氧气生成的等离子体的发光强度,结果,自停止向腔室11导入氧气起到观测到的等离子体的发光强度降低到基准发光强度为止所需要的时间是6秒(实施例2)。
并且,除了将导入管19的长度由6m改变为2m以外,以与实施例2相同条件对由残留在腔室11中的氧气生成的等离子体的发光强度进行了观测,结果,自停止向腔室11导入氧气起到观测到等离子体的发光强度降低到基准发光强度为止所需要的时间是5秒(实施例3)。
由比较例1与实施例1的对比可知:利用置换气体自导入管19、腔室11将残留在导入管19、腔室11中的作为处理气体的氧气挤出而将该氧气排出的方法的氧气的排出效率高于利用排气系统84进行抽真空来将残留在导入管19、腔室11中的作为处理气体的氧气排出的方法的氧气的排出效率,结果,能够缩短对基板S实施连续的蚀刻处理时所需要的时间。
另外,由实施例1与实施例2的对比可知:若将置换气体的流量设置得较大,则能够提高氧气的排出效率,由实施例2与实施例3的对比可知:若将残留在导入管19中的氧气的量设置得较小,则能够缩短氧气的排出时间。
接着,在基板处理装置80中,将六氟化硫(SF6)气体用作处理气体,在腔室81中,将利用由六氟化硫气体生成的等离子体来对基板的硅层实施了30秒的蚀刻处理时的蚀刻量(
Figure BDA00003175480200251
)作为了基准蚀刻量(比较例2)。
接着,在基板处理装置10中,将六氟化硫气体用作处理气体,在腔室11中,利用由六氟化硫气体生成的等离子体来对基板S的硅层施加了30秒的蚀刻处理后,继续自高频电源18向处理空间PS施加1000W的高频电力并停止向腔室11导入六氟化硫气体,接着,使作为置换气体的氩气以1500sccm自置换气体流入路径流入到处理气体导入管路12的导入管19而将该氩气导入到腔室11中,此时,对硅层的蚀刻量进行了测定。此处所测定的蚀刻量为比较例2的基准蚀刻量与在停止向腔室11导入六氟化硫气体后由残留在腔室11中的六氟化硫气体生成的等离子体所产生的蚀刻量相加而得到的量。此时,测定出的蚀刻量是
Figure BDA00003175480200252
(实施例4)。
另外,除了将作为置换气体而向导入管19流入的氩气的流量设定为2000sccm以外,以与实施例4相同的条件进行硅层的蚀刻,并测定了蚀刻量,结果测定出的蚀刻量是(实施例5)。
接着,除了将向处理空间PS施加的高频电力的值设定为300W以外,以与实施例5相同的条件进行硅层的蚀刻,并测定了蚀刻量,结果测定出的蚀刻量是(实施例6)。
接着,除了将导入管19的长度由6m改变为2m以外,以与实施例4相同的条件进行硅层的蚀刻,并测定了蚀刻量,结果测定出的蚀刻量是
Figure BDA00003175480200263
(实施例7)。
接着,除了将作为置换气体而向导入管19流入的氩气的流量设定为2000sccm以外,以与实施例7相同条件进行硅层的蚀刻,并测定了蚀刻量,结果测定出的蚀刻量是
Figure BDA00003175480200264
(实施例8)。
在实施例4~实施例8中测定出的蚀刻量没有大幅度超过基准蚀刻量,基本上没有发现对硅层的蚀刻产生的不良影响、例如过量的蚀刻。尤其是,在实施例8中测定出的蚀刻量只比基准蚀刻量增加5%,几乎没有发现对硅层的蚀刻产生的不良影响。由以上可知,只要将作为置换气体而向导入管19流入的氩气的流量设定为1500sccm以上,则能够基本上消除因向处理空间PS连续施加高频电力而对硅层的蚀刻产生的不良影响,并可知,从抑制对硅层的蚀刻产生的不良影响的观点考虑,优选将导入管19的长度设置得较短。
附图标记说明
S、基板;P、反应生成物;PS、处理空间;10、44、50、55、基板处理装置;11、腔室;12、处理气体导入管路;13、气体分配柜;14、排气管路;18、高频电源;19、导入管;21、第1MFC;22、第2MFC;23、第3MFC;24、第4MFC;25、第5MFC;27、30、33、36、39、48、配管;28、31、34、37、47、三通阀;40、排气管;41、前级泵;42、涡轮分子泵;45、旁通管;49、第6MFC。

Claims (12)

1.一种基板处理方法,其用于在基板处理装置中使用多种处理气体来对基板连续地实施多个处理,该基板处理装置具有处理室和用于向该处理室导入处理气体的处理气体导入路径,该基板处理方法的特征在于,
该基板处理方法具有气体置换步骤,在该气体置换步骤中,在一个处理与接着该一个处理的下一个处理之间,停止向上述处理室导入上述处理气体,使均不妨碍上述一个处理和上述下一个处理的置换气体流入到上述处理气体导入路径而将该置换气体导入到上述处理室中。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法,其特征在于,
在利用上述置换气体将上述一个处理所使用的处理气体自上述处理气体导入路径和上述处理室排出后,使上述下一个处理所使用的处理气体流入到上述处理气体导入路径中,并进一步将上述下一个处理所使用的处理气体导入到上述处理室中。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理方法,其特征在于,
上述基板处理装置还包括处理气体流入装置,该处理气体流入装置用于使多种处理气体分别流入到上述处理气体导入路径中,
在上述气体置换步骤中,至少在上述处理气体流入装置最邻接的下游使上述处理气体停止向上述处理气体导入路径流入并且使上述置换气体流入到上述处理气体导入路径中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基板处理方法,其特征在于,
上述基板处理装置还包括:排气系统,其用于对上述处理室进行抽真空;以及旁路,其自上述处理气体导入路径分支而使该处理气体导入路径和上述排气系统直接连通,
在上述气体置换步骤中,在上述处理室与上述旁路之间将上述处理气体导入路径断开,并且使上述置换气体在至少不比上述处理气体导入路径被断开的部位靠上游的位置处流入到上述处理气体导入路径,并进一步将上述置换气体导入到上述处理室中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基板处理方法,其特征在于,
上述置换气体由稀有气体构成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基板处理方法,其特征在于,
上述处理室在内部具有处理空间,上述基板处理装置还包括用于向上述处理空间施加高频电力的高频电源,施加的上述高频电力使处理气体生成等离子体,
在执行上述多个处理的期间,上述高频电源向上述处理空间施加高频电力,并且在上述气体置换步骤中也继续向上述处理空间施加高频电力。
7.根据权利要求6所述的基板处理方法,其特征在于,
在上述气体置换步骤中向上述处理空间施加的高频电力的值小于在执行上述多个处理的期间向上述处理空间施加的高频电力的值。
8.一种基板处理装置,其包括:处理室;处理气体导入路径,其用于向该处理室导入处理气体;以及处理气体流入装置,其用于使多种处理气体分别流入到上述处理气体导入路径中,该基板处理装置的特征在于,
该基板处理装置包括:
开闭阀,其设于上述处理气体流入装置与上述处理气体导入路径之间;以及
置换气体流入路径,其用于使置换气体流入到上述处理气体导入路径中,
上述置换气体流入路径在不比上述开闭阀靠上游的位置处与上述处理气体导入路径汇合。
9.根据权利要求8所述的基板处理装置,其特征在于,
上述开闭阀是三通阀,上述置换气体流入路径借助上述三通阀与上述处理气体导入路径汇合。
10.根据权利要求9所述的基板处理装置,其特征在于,
该基板处理装置还包括:
排气系统,其用于对上述处理室进行抽真空;
旁路,其自上述处理气体导入路径分支而使该处理气体导入路径和上述排气系统直接连通;以及
另一置换气体流入路径,其供上述置换气体流入到上述处理室中,
上述处理气体导入路径在上述处理室与上述旁路之间具有另一三通阀,上述另一置换气体流入路径在上述另一三通阀处与上述处理气体导入路径汇合。
11.根据权利要求9所述的基板处理装置,其特征在于,
该基板处理装置包括:
排气系统,其用于对上述处理室进行抽真空;
旁路,其自上述处理气体导入路径分支而使该处理气体导入路径和上述排气系统直接连通;以及
另一置换气体流入路径,其供上述置换气体流入到上述处理室中,
上述处理气体导入路径在其与上述旁路分支的分支点具有另一三通阀,上述另一置换气体流入路径在上述另一三通阀与上述处理室之间同上述处理气体导入路径汇合。
12.根据权利要求10或11所述的基板处理装置,其特征在于,
上述排气系统包括:
排气管;
第1排气泵,其配置在该排气管上;以及
第2排气泵,其配置在上述排气管的处于上述处理室与上述第1排气泵之间的部分上,
上述旁路在上述第1排气泵与上述第2排气泵之间同上述排气管汇合。
CN201310173326.XA 2012-05-14 2013-05-10 基板处理方法和基板处理装置 Active CN103426746B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-110447 2012-05-14
JP2012110447A JP5887201B2 (ja) 2012-05-14 2012-05-14 基板処理方法、基板処理装置、基板処理プログラム、及び記憶媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103426746A true CN103426746A (zh) 2013-12-04
CN103426746B CN103426746B (zh) 2017-06-09

Family

ID=49651321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310173326.XA Active CN103426746B (zh) 2012-05-14 2013-05-10 基板处理方法和基板处理装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5887201B2 (zh)
KR (1) KR101739611B1 (zh)
CN (1) CN103426746B (zh)
TW (1) TWI594313B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108630513A (zh) * 2017-03-23 2018-10-09 株式会社日立高新技术 等离子体处理装置以及等离子体处理方法
CN110088055A (zh) * 2016-12-21 2019-08-02 日本电气硝子株式会社 玻璃基板的制造装置及制造方法
CN110473758A (zh) * 2018-05-09 2019-11-19 佳能特机株式会社 基板处理装置以及电子零件的制造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6305087B2 (ja) * 2014-02-07 2018-04-04 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理方法
JP6504770B2 (ja) * 2014-06-30 2019-04-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP6438751B2 (ja) * 2014-12-01 2018-12-19 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP6316735B2 (ja) * 2014-12-04 2018-04-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法
JP6504989B2 (ja) * 2015-05-14 2019-04-24 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03276719A (ja) * 1990-03-27 1991-12-06 Yasuhiro Horiike デジタルエツチング方法
CN1956166A (zh) * 2000-11-17 2007-05-02 东京毅力科创株式会社 金属膜的形成方法和钨膜的形成方法
CN101032008A (zh) * 2005-08-25 2007-09-05 东京毅力科创株式会社 半导体制造装置、半导体制造装置的流量修正方法和程序
JP2007287924A (ja) * 2006-04-17 2007-11-01 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
JP2011155044A (ja) * 2010-01-26 2011-08-11 Hitachi High-Technologies Corp 真空処理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03276719A (ja) * 1990-03-27 1991-12-06 Yasuhiro Horiike デジタルエツチング方法
CN1956166A (zh) * 2000-11-17 2007-05-02 东京毅力科创株式会社 金属膜的形成方法和钨膜的形成方法
CN101032008A (zh) * 2005-08-25 2007-09-05 东京毅力科创株式会社 半导体制造装置、半导体制造装置的流量修正方法和程序
JP2007287924A (ja) * 2006-04-17 2007-11-01 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
JP2011155044A (ja) * 2010-01-26 2011-08-11 Hitachi High-Technologies Corp 真空処理装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110088055A (zh) * 2016-12-21 2019-08-02 日本电气硝子株式会社 玻璃基板的制造装置及制造方法
CN108630513A (zh) * 2017-03-23 2018-10-09 株式会社日立高新技术 等离子体处理装置以及等离子体处理方法
CN108630513B (zh) * 2017-03-23 2020-03-31 株式会社日立高新技术 等离子体处理装置以及等离子体处理方法
CN110473758A (zh) * 2018-05-09 2019-11-19 佳能特机株式会社 基板处理装置以及电子零件的制造方法
CN110473758B (zh) * 2018-05-09 2023-09-08 佳能特机株式会社 基板处理装置以及电子零件的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103426746B (zh) 2017-06-09
KR20130127370A (ko) 2013-11-22
KR101739611B1 (ko) 2017-05-24
TW201409559A (zh) 2014-03-01
JP5887201B2 (ja) 2016-03-16
TWI594313B (zh) 2017-08-01
JP2013239513A (ja) 2013-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103426746A (zh) 基板处理方法和基板处理装置
US9721763B2 (en) Systems and methods for providing gases to a process chamber
US9159606B1 (en) Metal air gap
CN101378003B (zh) 用于等离子处理装置的交替气体输送和排空系统
TWI618187B (zh) 藉由使用遠端電漿pecvd之fcvd硬體形成之可流動碳膜
US9340879B2 (en) Substrate processing apparatus, method for manufacturing semiconductor device and computer-readable recording medium
TWI676205B (zh) 用於鹵化物驅氣的處理系統及方法
TW201619434A (zh) 氣體供給系統、電漿處理裝置及電漿處理裝置之運用方法
JP6763274B2 (ja) 成膜装置、成膜装置のクリーニング方法及び記憶媒体
CN101665918A (zh) 成膜方法和成膜装置
WO2008147756A4 (en) In-situ photoresist strip during plasma etching of active hard mask
JP5389924B2 (ja) 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置
CN103943534A (zh) 进气系统及基片处理设备
JP2006339461A (ja) 半導体装置製造用成膜装置および成膜方法
JP6316759B2 (ja) ガス供給系清浄化方法および基板処理装置
JP2013175797A5 (zh)
CN107093544A (zh) 预清洗腔室及半导体加工设备
CN111151524A (zh) 管道清洁方法及装置
US20150311039A1 (en) Dry Etching Method
KR102438781B1 (ko) 챔버 세정 장치 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조 장비
CN111916349A (zh) 硅刻蚀方法
CN110600364B (zh) 改善晶圆边缘刻蚀机台内缺陷的方法
US20220285141A1 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method, gas regeneration system, and gas regeneration method
KR101912404B1 (ko) 기판 처리장치 및 기판 처리방법
JP2014120680A (ja) プラズマ処理装置およびそのクリーニング方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant