CN112652514A - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents

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CN112652514A CN202011059075.9A CN202011059075A CN112652514A CN 112652514 A CN112652514 A CN 112652514A CN 202011059075 A CN202011059075 A CN 202011059075A CN 112652514 A CN112652514 A CN 112652514A
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佐藤吉宏
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Abstract

本发明提供基板处理装置和基板处理方法。基板处理装置和基板处理方法能够确保随着基板的大型化而同样大型化的、保护基板的边缘部的保护框的刚性，并且能够实现面内均匀的成膜。一种在处理容器内对基板进行处理的基板处理装置，其中，该基板处理装置具有：保护框，其具有环状的主体部和向所述主体部的内侧伸出的环状的遮檐部；基板载置台，其具有载置基板的载置面和在所述载置面的周围自所述载置面凹下的环状的台阶部，所述主体部能够收纳于所述台阶部；以及升降机构，其支承所述主体部并使所述保护框相对于所述基板载置台升降，在所述主体部收纳于所述台阶部时，所述遮檐部的顶端定位在载置于所述载置面的所述基板的边缘部的上方。

Description

基板处理装置和基板处理方法
技术领域
本公开涉及基板处理装置和基板处理方法。
背景技术
在专利文献1中，公开有一种成膜装置：在用于载置晶圆的载置台的上表面的位于晶圆的外周侧的部分以升降自如的方式设置薄板环状的环构件，该环构件用作防止在载置台的周边部形成薄膜的膜附着防止用覆盖环，向基板供给气体而进行成膜。
专利文献1：日本特开2010－59542号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供能够确保随着基板的大型化而同样大型化的、保护基板的边缘部的保护框的刚性并且能够实现面内均匀的成膜的基板处理装置和基板处理方法。
用于解决问题的方案
本公开的一技术方案为一种基板处理装置，其在处理容器内对基板进行处理，其中，
该基板处理装置具有：
保护框，其具有环状的主体部和向所述主体部的内侧伸出的环状的遮檐部；
基板载置台，其具有载置基板的载置面和在所述载置面的周围自所述载置面凹下的环状的台阶部，所述主体部能够收纳于所述台阶部；以及
升降机构，其支承所述主体部并使所述保护框相对于所述基板载置台升降，
在所述主体部收纳于所述台阶部时，所述遮檐部的顶端定位在载置于所述载置面的所述基板的边缘部的上方。
发明的效果
根据本公开，能够确保随着基板的大型化而同样大型化的保护基板的边缘部的保护框的刚性并且实现面内均匀的成膜。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的基板处理装置的一个例子的剖视图。
图2A是保护框的一个例子的俯视图。
图2B是图2A的B－B向视图，是保护框的一个例子的与长度方向正交的剖视图。
图3是表示保护框的主体部载置于基板载置台的台阶部、遮檐部的顶端定位于基板的边缘部的上方的状态的剖视图。
图4A是表示与保护框的形状依赖性相关的实验中应用的比较例的保护框的一个例子的剖视图。
图4B是表示与保护框的形状依赖性相关的实验中应用的实施例的保护框的一个例子的剖视图。
图5是模拟了在与自基板载置台的载置面到保护框的上表面的高度依赖性和保护框的材质依赖性相关的实验中使用的基板载置台和保护框的剖视图。
图6是表示与高度依赖性相关的实验结果的图。
图7是表示与保护框的材质依赖性相关的实验结果1的图。
图8是表示与保护框的材质依赖性相关的实验结果2的图。
图9是表示实施方式所涉及的基板处理装置的其他例子的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本公开的实施方式所涉及的基板处理装置和基板处理方法。此外，在本说明书和附图中，具有对实质上相同的结构要素标注相同的附图标记、从而省略重复的说明的情况。
[实施方式]
＜基板处理装置＞
首先，参照图1说明本公开的实施方式所涉及的基板处理装置的一个例子。在此，图1是表示实施方式所涉及的基板处理装置的一个例子的剖视图。
图1所示的基板处理装置100是对FPD用的俯视呈矩形的基板(以下简称为“基板”)G执行各种基板处理方法的电感耦合型等离子体(Inductive Coupled Plasma：ICP)处理装置。作为基板G的材料，主要使用玻璃，根据用途，有时还会使用透明的合成树脂等。在此，基板处理包含蚀刻处理、使用了CVD(化学气相沉积：Chemical Vapor Deposition)法的成膜处理等。作为FPD，能例示出液晶显示器(Liquid Crystal Display：LCD)、电致发光(Electro Luminescence：EL)、等离子体显示板(Plasma Display Panel：PDP)等。基板G除了在其表面图案化电路的形态以外，还包含支承基板。另外，FPD用基板的平面尺寸随着世代的更新而大规模化，利用基板处理装置100处理的基板G的平面尺寸例如至少包含从第6代的1500mm×1800mm左右的尺寸到第10.5代的3000mm×3400mm左右的尺寸。另外，基板G的厚度为0.2mm至几mm左右。
图1所示的基板处理装置100具有长方体状的箱形的处理容器20、配设于处理容器20内且用于载置基板G的俯视呈矩形的外形的基板载置台70、控制部90。此外，处理容器也可以是圆筒状的箱形、椭圆筒状的箱形等形状，该形态下，基板载置台也为圆形或者椭圆形，载置于基板载置台的基板也为圆形等。
处理容器20被电介质板51划分为上下两个空间，由上腔室13形成作为上方空间的天线室A，由下腔室17形成作为下方空间的处理区域S。在此，相对于处理容器20的内部的处理区域S，将处理容器20的外部称为外部区域E。
在处理容器20中，在成为下腔室17与上腔室13之间的边界的位置以向处理容器20的内侧突出设置的方式配设有矩形环状的支承框14，在支承框14载置电介质板51。
形成天线室A的上腔室13由侧壁11和顶板12形成，上腔室13的整体由铝、铝合金等金属形成。
内部具有处理区域S的下腔室17由侧壁15(壁部的一个例子)和底板16(壁部的一个例子)形成，下腔室17的整体由铝、铝合金等金属形成。另外，侧壁15利用接地线21接地。
支承框14由导电性的铝、铝合金等金属形成，也可以称为金属框。另外，电介质板51由氧化铝(Al2O3)等陶瓷、石英形成。
在下腔室17的侧壁15的上端形成有矩形环状(环状)的密封槽22。在密封槽22嵌入O形密封圈等密封构件23，由支承框14的抵接面保持密封构件23，从而形成下腔室17与支承框14之间的密封构造。
在下腔室17的侧壁15开设有用于相对于下腔室17送入送出基板G的送入送出口18，送入送出口18构成为利用闸阀24开闭自如。另外，下腔室17与包含输送机构的输送室(均未图示)相邻，通过控制闸阀24开闭，由输送机构经由送入送出口18进行基板G的送入送出。
在电介质板51的下表面设有用于支承电介质板51的支承梁，支承梁兼作喷头57。喷头57由铝等金属形成，可以施加有由阳极氧化进行的表面处理。在喷头57内形成有沿水平方向延伸设置的气体流路58，气体流路58与向下方延伸设置并面向位于喷头57的下方的处理区域S的气体喷出孔59连通。
在电介质板51的上表面连接有与气体流路58连通的气体导入管65，气体导入管65气密地贯通于开设在上腔室13的顶板12的供给口12a，并经由与气体导入管65气密结合的气体供给管61连接于处理气体供给源64。在气体供给管61的中途位置设有开闭阀62和质量流量控制器这样的流量控制器63。由气体导入管65、气体供给管61、开闭阀62、流量控制器63以及处理气体供给源64形成处理气体供给部60。此外，气体供给管61在中途分支，在各分支管连通有开闭阀、流量控制器以及与处理气体种类对应的处理气体供给源(未图示)。在等离子体处理中，自处理气体供给部60供给来的处理气体经由气体供给管61和气体导入管65供给到喷头57，并经由气体喷出孔59向处理区域S喷出。
在形成天线室A的上腔室13内配设有高频天线52。高频天线52通过将由铜等导电性良好的金属形成的天线用线卷绕成环状或者螺旋状而形成。例如，也可以将环状的天线用线多层配设。
在天线用线的端子连接有向上腔室13的上方延伸设置的供电构件53，在供电构件53的上端连接有供电线54，供电线54经由进行阻抗匹配的匹配器55连接于高频电源56。通过自高频电源56对高频天线52施加例如13.56MHz的高频电力，从而在下腔室17内形成感应电场。在该感应电场的作用下，自喷头57供给到处理区域S的处理气体被等离子体化而生成电感耦合型等离子体，等离子体中的成膜前体被提供给基板G。
另外，在下腔室17具有的底板16开设有多个排气口19，在各排气口19连接有气体排气管25，气体排气管25经由开闭阀26连接于排气装置27。
由气体排气管25、开闭阀26以及排气装置27形成气体排气部28。排气装置27具有涡轮分子泵等真空泵，构成为能够在工艺中将下腔室17内抽真空到预先设定的真空度。此外，在下腔室17的适当部位设有压力计(未图示)，将由压力计得到的监控信息发送到控制部90。
基板载置台91具有载置台加热器92、载置台支承体94、升降销95、升降销升降机构96。利用输送机构(未图示)经由送入送出口18送入到下腔室17的基板G被交接到利用升降销升降机构96上升起来的升降销95，使升降销升降机构96下降，从而基板G被载置于基板载置台91上。载置于基板载置台91的基板G被载置台加热器92加热到例如350℃，进行成膜处理。
载置台加热器92的俯视形状为矩形，具有与载置于基板载置台91的载置面98的基板G相同程度的平面尺寸。例如，对于载置台加热器92的尺寸，能够将长边的长度设定为1800mm至3400mm左右，能够将短边的长度设定为1500mm至3000mm左右。
载置台加热器92以覆盖矩形平面的整个区域的方式在其内部设有加热线93，由铝、铝合金等形成。
在下腔室17的底板16上固定有由绝缘材料形成的载置台支承体94，在载置台支承体94之上载置基板载置台91。
在构成基板载置台91的载置台加热器92以覆盖矩形平面的整个区域的方式设有加热线93。加热线93利用加热器控制器97进行控制。加热器控制器97以在对基板G进行成膜处理时能够将加热线93维持为例如350℃左右的方式进行控制。
此外，也可以代替加热器，在载置台加热器92的内部设置蜿蜒的温调介质流路，并使高温的温调介质流通，从而进行伴有加热的温度调节。在此，作为电阻加热器的加热器由钨、钼、镍、铬、或者这些金属中的任一种与氧化铝、钛等的化合物形成。
在载置台加热器92配设有热电偶等温度传感器，由温度传感器得到的监控信息随时发送到加热器控制器97和控制部90。然后，基于发送来的监控信息，由加热器控制器97或控制部90执行对载置台加热器92和基板G的温度调节控制。更具体而言，例如，利用加热器控制器97调整向形成加热线93的电阻器供给的电流。
在构成基板载置台91的载置台加热器92的外周的边缘部形成有环状(矩形框状)的台阶部99，在该台阶部99载置保护框30的主体部31。
在基板载置台91的周围相对于基板载置台91升降自如地配设有环状的保护框30。在此，图2A是保护框的一个例子的俯视图，图2B是图2A的B－B向视图，且是保护框的一个例子的与长度方向正交的剖视图。另外，图3是表示保护框的主体部载置于基板载置台的台阶部且遮檐部的顶端定位于基板的边缘部的上方的状态的剖视图。
保护框30具有俯视呈矩形且为框状(环状)的主体部31、向主体部31的内侧伸出且同样为框状(环状)的遮檐部35。在此，主体部31和遮檐部35形成为一体。此外，由于保护框的线形根据保护框所保护的基板G的外形来设定，因此，与基板G的外形对应地，能够应用正方形、圆形等图示例的矩形(长方形)以外的环状的线形。
保护框30由铝、铝合金、氧化铝等陶瓷、玻璃等形成，但优选由尽可能轻量、且兼具弹性(挠性)和刚性的铝或铝合金形成。此外，在保护框30由铝或铝合金形成的情况下，考虑耐腐蚀对策、提高耐等离子体性，也可以对保护框30的表面施加铝阳极化处理，或者，也可以通过喷镀氧化钇等而形成喷镀膜。
保护框30以遮檐部35的顶端定位于基板G的边缘部G1的上方的方式配设，保护框30是防止由于导入到下腔室17的处理气体被等离子体化而产生的成膜前体向基板G的外周的边缘部G1供给、防止该成膜前体向基板G的背面迂回的构件。若成膜前体向基板G的背面迂回而在基板G的边缘部G1、背面附着膜，则在后续工序中可能成为膜剥离的原因。通过由保护框30保护基板G的外周的边缘部G1，从而消除这些课题。此外，该保护框30也称为荫蔽环。
如图1所示，保护框30支承于利用升降机构40沿上下方向即X方向升降的支柱42的上端，构成为通过驱动升降机构40，从而使保护框30相对于基板载置台91相对移动。此外，如图3所示，保护框30的主体部31借助螺栓43固定于支柱42。
在下腔室17的底板16开设有开口16a，以包围开口16a的方式在底板16的下表面固定筒状构件41，支柱42贯穿筒状构件41的内部，在筒状构件41的下端安装有升降机构40。贯穿筒状构件41并突出到下腔室17的上方的支柱42延伸到基板载置台91的上方，在处理区域S，在支柱42的上端支承环状的保护框30。
在此，升降机构40具有缸机构、由马达和齿条构成的机构等各种各样的形态。在升降机构40由缸体机构形成的情况下，在液压缸、气缸的作用下，作为活塞杆的支柱42滑动。另一方面，在升降机构40为由马达和齿条构成的机构的情况下，利用马达的驱动，位于马达的驱动轴的小齿轮旋转，与小齿轮卡合的齿条所形成的支柱42滑动。
如此，在基板处理装置100中，基板载置台91固定于下腔室17，保护框30利用升降机构40的驱动相对于基板载置台91相对移动。
另外，与图示例不同，例如也有保护框保持于基板载置台的上方而基板载置台进行升降的形态的装置。然而，如上所述，例如在对第6代以后的基板G(具有1500mm×1800mm左右以上的尺寸的基板)进行成膜处理的情况下，伴随基板G的大型化，基板载置台也变得大型化。这样一来，驱动大型的基板载置台的驱动机构容易复杂化，而会成为基板处理装置的制作成本增加的主要原因。于是，为了对大型的基板G进行处理，具备大型的基板载置台91的基板处理装置100优选图示例的形态：基板载置台91相对于下腔室17固定，保护框30相对于基板载置台91相对移动。
另外，与基板G的大型化对应地，保护框30的尺寸也同样大型化，在保护框30进行滑动的形态中，对于保护框30，需要充分的刚性(截面刚性)。
于是，如图2B所示，由位于框的外侧且较厚的主体部31和位于主体部31的内侧的遮檐部35构成保护框30，利用主体部31来确保保护框30的刚性。在此，在以大型的保护框30为对象的情况下，优选主体部31的厚度t1设定为20mm以上。
如图2B所示，在保护框30中，主体部31和遮檐部35这两者的上表面32为连续的平坦面，遮檐部35的顶端36自平坦的上表面32向下方倾斜而形成得较尖锐。此外，图示例的遮檐部35的顶端36具有自平坦的上表面32弯曲而逐渐变得尖锐的形状，但此外还可以是自平坦的上表面32呈锥形状变得尖锐的形状。在遮檐部35的厚度较薄的情况下，不需要一定成为倾斜形状。另外，保护框30的上表面32的平坦的面包含实质上平坦的情况。即，即使是在上表面32具有不会对基板的处理结果造成实用上的影响的程度的微小的凹凸的情况，也视为平坦。
如图3所示，在保护框30保护被载置于基板载置台91的载置面98的基板G的边缘部G1时，使主体部31收纳于自载置面98凹下的矩形框状(环状)的台阶部99。而且，在主体部31收纳于台阶部99的状态下，遮檐部35与基板G非接触且在双方之间具有间隙C(间隙高度t4)。此外，遮檐部35的顶端36从俯视角度看搭接(搭接长度t3)于基板G的边缘部G1，矩形框状的遮檐部35定位在基板G的整个外周的边缘部G1之上。
在此，搭接长度t3例如为5mm左右，间隙高度t4能够设定为例如1mm左右。如此，遮檐部35以与基板G非接触的状态被定位，因而能够防止遮檐部与基板接触而在基板内产生内部应力。另外，由于遮檐部35相对于基板G具备1mm左右的略微的间隙C，并且以从俯视角度看搭接了5mm左右的状态被定位，因而即使遮檐部35不与基板G接触，也能够抑制供给到处理空间S的处理气体向基板G的边缘部G1供给。此外，考虑到热膨胀，搭接长度t3以在基板处理时的温度环境下成为例如5mm左右的方式进行设计。
另外，如图3所示，在主体部31收纳于台阶部99的状态下，自基板载置台91的载置面98到保护框30的平坦的上表面32的高度t2设定为3mm以下。
由于主体部31收纳于台阶部99，因而即使保护框30具有厚度相对较厚的主体部31，也能够如图示例所示将主体部31和遮檐部35这两者的上表面32设为连续的平坦的面。除此之外，如上所述，将自载置面98到保护框30的平坦的上表面32的高度t2设定为3mm以下，能够提高对基板G成膜时的膜厚的面内均匀性。
此外，图示例的保护框30是主体部31和遮檐部35一体地形成为矩形框而成的，但例如也可以通过组装多个包含主体部31的局部和遮檐部35的局部的分割构件，来形成保护框30。例如，可以通过组装构成矩形框的四个(长边两个，短边两个)分割构件，来形成保护框30。另外，也可以通过组装具有到矩形框的短边的中央的长度和到长边的中央的长度的四个L字形的分割构件，来形成保护框30。如上所述，在保护框30的尺寸较大的情况下，如此利用多个分割构件来形成保护框30，从而在制作保护框30时不需要过大的空间，制作效率提高。
控制部90控制基板处理装置100的各结构部的动作，例如控制加热器控制器97、高频电源56、处理气体供给部60、气体排气部28、升降机构40等的动作。气体排气部28的动作的控制也可以基于自压力计向控制部90发送的监控信息来进行。控制部90具有CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)和RAM(Random Access Memory)。CPU按照存储于RAM、ROM的存储区域的制程(工艺制程)，执行预先设定的处理。在制程中设定有基板处理装置100的与工艺条件相应的控制信息。控制信息例如包含气体流量、处理容器20内的压力、处理容器20内的温度、载置台加热器92的温度、工艺时间等。
制程和控制部90所应用的程序例如也可以存储于硬盘、光盘、磁光盘等。另外，制程等也可以是以收纳在CD－ROM、DVD、存储卡等可移动的能够由计算机读取的存储介质的状态安装于控制部90并被读出的形态。除此以外，控制部90还具有进行指令的输入操作等的键盘、鼠标等输入装置、可视化地显示基板处理装置100的运行状况的显示器等显示装置以及打印机等输出装置这样的用户界面。
＜基板处理方法＞
接着，说明实施方式所涉及的基板处理方法的一个例子。该基板处理方法为在处理容器20的内部对基板G进行处理的方法。
首先，在位于处理容器20的内部的基板载置台91的载置面98载置基板G。在此，如已说明那样，在基板载置台91的载置面98的周围形成有自载置面98凹下的环状的台阶部99(以上为在载置面载置基板的工序)。在此，处理对象的基板G例如为第6代之后的1500mm×1800mm程度以上的大尺寸的基板。
在向载置面98载置基板G时，具有环状的主体部31和遮檐部35的保护框30被支柱42支承，并定位于比载置面98靠上方的处理区域S内。
接着，驱动升降机构40，而使保护框30相对于基板载置台91下降。然后，将主体部31收纳于台阶部99，将遮檐部35的顶端36定位在载置于载置面98的基板G的边缘部G1的上方(对遮檐部的顶端进行定位的工序)。
在主体部31收纳于台阶部99的状态下，遮檐部35与基板G未接触，在双方之间具有间隙C，遮檐部35的顶端36从俯视角度看搭接于基板G的边缘部G1，矩形框状的遮檐部35定位在基板G的整个外周的边缘部G1之上。
接着，使处理容器20的内部成为预先设定的真空气氛，向处理区域S供给处理气体并进行等离子体化，从而向基板G提供等离子体中的成膜前体并且进行成膜处理(对基板进行处理的工序)。
该成膜处理包含使用了CVD法的成膜处理、蚀刻处理等，应用各种各样的含硅气体等处理气体。
根据实施方式所涉及的基板处理方法，通过一边利用保护框30保护大型的基板G的边缘部G1一边进行成膜处理，从而不使基板处理装置100的制作成本增加，就能够实现抑制了成膜前体向基板G的边缘部G1、背面的供给的成膜。
[与保护框的形状依赖性相关的实验]
接着，参照图4，说明由本发明人实施的与保护框的形状依赖性相关的实验及其结果。在此，图4A和图4B分别表示与保护框的形状依赖性相关的实验中应用的、比较例的保护框的一个例子和实施例的保护框的一个例子的剖视图。
如图4A所示，保护框SR1为了确保其刚性而具备具有一定的厚度(30mm)的截面形状。更具体而言，具备合成截面，该合成截面由位于基板G侧的梯形截面与位于该梯形截面的外侧的矩形截面合在一起而成。基板载置台SU1的载置面SU11到端部为止都是平坦的，因而，在保护框SR1载置于载置面SU11的状态下，保护框SR1的上表面US1突出到基板载置台SU1的上方30mm左右。
另一方面，如图4B所示，保护框SR2为了确保刚性而具备厚度为20mm的主体部B，并且在基板载置台SU2的载置面SU21的端部设有自载置面SU21凹下的台阶部D，在该台阶部D收纳主体部B。根据该结构，主体部B和遮檐部N的连续的平坦的上表面US2成为仅自载置面SU21略微突出3mm左右。
由图4A和图4B可知，鉴于保护框SR2和具备台阶部D的基板载置台SU2，虽然保护框SR2具备较厚的主体部B，但也能够将保护框SR2的相对于载置面SU21的突出长度调整为期望的较低高度。此外，相比于保护框SR1的截面形状为具有较大的锥部的梯形的情况，保护框SR2的主体部B的截面形状为矩形，因此，即使厚度薄于保护框SR1的厚度，也能够确保刚性。
在本实验中，使用应用了比较例的保护框和实施例的保护框的基板处理装置，在基板上成膜氮化硅膜(SiN2膜)，测量SiN2膜的膜厚，验证了膜厚的面内均匀性。在此，膜厚均匀性为面内的最大膜厚Max与最小膜厚Min之差同最大膜厚Max与最小膜厚Min之和的比，由下式表示：膜厚均匀性(％)＝{(Max－Min)/(Max+Min)}×100。此外，在本实验中，使用没有保护框的基板处理装置成膜SiN2膜，并将其作为参考例。
在实验的结果中，参考例的膜厚面内均匀性为±10.2％。
另一方面，比较例的膜厚面内均匀性为±19.9％，成为相比于参考例较大程度地恶化的结果，与参考例相比，基板外周部的膜厚较大程度地减小。推断为这是受到下述影响：保护框SR1自基板G逐渐升高，相对于基板的载置面的突出高度为30mm。
相对于此，实施例的膜厚面内均匀性为±9.6％，可知，为与不具备保护框的参考例相同程度的膜厚面内均匀性。推断为这是受到以下方面的影响：保护框SR2的高度极低，距离载置面3mm；以及，保护框SR2的自遮檐部N到主体部B的上表面US2为连续的平坦面。
[与保护框的高度依赖性相关的实验]
接着，参照图5和图6，说明由本发明人实施的、与保护框的高度依赖性相关的实验及其结果。在此，图5是模拟了与保护框的高度依赖性相关的实验中使用的基板载置台和保护框的剖视图。
如图5所示，在本实验中，在基板载置台S的载置面Sa(尺寸为2000mm×1700m)载置了厚度为1mm左右且尺寸为1800mm×1500mm的基板G，在距离基板G的端边0.5mm的位置载置了厚度t的框构件H(模拟了保护框的构件)。使框构件H的厚度t(自载置面Sa到保护框H的上表面的高度)变化，利用具备了各框构件的基板处理装置在基板上进行氮化硅膜(SiN)的成膜，自基板端部向基板中心沿垂直方向测量膜厚，求得膜厚的变化率。在此，膜厚的变化率由具有保护框的情况下的膜厚与没有保护框的情况下的膜厚之比、即(有保护框_膜厚)/(无保护框_膜厚)来定义。变化率的值越接近1，则表示变化越小，越远离1则表示变化越大。此外，将自基板G的端边向内侧去15mm的位置设定为基准位置，以该基准位置处的膜厚的变化率的大小为中心进行了验证。图6中表示实验结果。
图6所示的实验结果为使用应用了材质为铝且厚度t分别为1mm、3mm、5mm、10mm的框构件H的基板处理装置进行成膜处理并求得膜厚的变化率的实验结果。
根据图6所示的实验结果，由应用了厚度t为1mm、3mm、5mm的框构件H的基板处理装置得到的膜厚的变化率偏离1甚少。另一方面，由应用了厚度t为10mm的框构件H的基板处理装置得到的膜厚的变化率在基准位置即距离基板端15mm的位置处为0.94左右，偏离1略多。
以上，根据图6所示的实验结果，证实了保护框的距离基板载置台的载置面的高度期望设定为5mm以下，更优选设定为3mm以下。
[与保护框的材质依赖性相关的实验]
接着，参照图5、图7以及图8，说明由本发明人实施的、与保护框的材质依赖性相关的实验及其结果。在本实验中，也是使用具备图5所示的基板载置台和保护框的基板处理装置进行成膜，并测量膜厚的变化率。
图7所示的实验结果是在俯视呈矩形的基板的距离长边的转角端部(角)200mm的位置测量从基板端开始的膜厚的变化率得到的结果。另外，图8所示的实验结果是俯视呈矩形的基板的自框构件H的转角端部(角)沿基板的对角线方向测量膜厚的变化率得到的结果。
在本实验中，使用保护框H的厚度t全部为3mm且是分别由氧化铝、玻璃以及铝的材质形成了图5所示的框构件H的情况下的基板处理装置进行成膜处理，并求得膜厚的变化率。
根据图7所示的实验结果，可知，对于所有材质的保护框，在基准位置即距离基板端15mm的位置，变化率良好，为0.98以上，其中，在材质为铝的保护框的情况下，变化率为1.0，得到极高的膜厚面内均匀性。如参照图6已说明那样，由应用了厚度t为1mm、3mm、5mm的框构件H的基板处理装置得到的膜厚的变化率的偏离1甚少。而由应用了厚度t为10mm的框构件H的基板处理装置得到的膜厚的变化率在基准位置即距离基板端15mm的位置为0.94左右，偏离1略多。
另外，在图8中，由于距离基板角21mm的位置相当于边部的距离基板端15mm的基准位置，因此，将该21mm的位置设为基准位置。
根据图8所示的实验结果，可知，对于所有材质的保护框，在基准位置即距离基板端21mm的位置，变化率良好，为0.97以上，其中，在材质为铝的保护框的情况下，变化率为0.99，得到极高的膜厚面内均匀性。
以上，根据图7和图8所示的实验结果，证实了保护框的材质期望为铝或铝合金。
＜基板处理装置的其他的例子＞
接着，参照图9说明实施方式所涉及的基板处理装置的其他的例子。在此，图9是表示实施方式所涉及的基板处理装置的其他的例子的剖视图。
在图1所示的基板处理装置中，对将基板G加热到高温地进行成膜的情况进行了说明，但对于在基板上存在有机膜的情况等无法以高温进行成膜的材料，则需要以低温进行成膜。对于适用于以低温进行成膜的情况的基板处理装置，参照图9进行说明。此外，省略与图1所示的基板处理装置重复的说明。
构成基板处理装置100A的基板载置台70具有基材73、形成于基材73的上表面73a的静电卡盘76、基座78、升降销以及升降销升降机构(均未图示)。
基材73由上方基材71和下方基材72的层叠体形成。上方基材71的俯视形状为矩形，具有与载置于基板载置台70的载置面77的基板G相同程度的平面尺寸。例如，对于上方基材71的尺寸，能够将长边的长度设定为1800mm至3400mm左右，能够将短边的长度设定为1500mm至3000mm左右。相对于该平面尺寸，上方基材71和下方基材72的总计厚度能够为例如50mm至100mm左右。
在下方基材72设有以覆盖矩形平面的整个区域的方式蜿蜒的温调介质流路72a，下方基材72由不锈钢、铝、铝合金等形成。另外，上方基材71也由不锈钢、铝、铝合金等形成。此外，温调介质流路72a也可以设于例如上方基材71、静电卡盘76。另外，基材73也可以不是像图示例那样为两个构件的层叠体，而是由铝或铝合金等的一个构件形成。
在下腔室17的底板16之上固定有由绝缘材料形成且在内侧具有台阶部的箱形的基座78，在基座78的台阶部之上载置基板载置台70。
在上方基材71的上表面形成有直接载置基板G的静电卡盘76。静电卡盘76具有通过喷镀氧化铝等陶瓷而形成的作为电介质被膜的陶瓷层74、埋设于陶瓷层74的内部并具有静电吸附功能的导电层75。
导电层75经由供电线84连接于直流电源85。在控制部90使设于供电线84的开关(未图示)打开时，自直流电源85向导电层75施加直流电压，从而产生库仑力。在该库仑力的作用下，基板G被静电吸附于静电卡盘76的上表面，并以载置于上方基材71的上表面的状态被保持。
在构成基板载置台70的下方基材72设有以覆盖矩形平面的整个区域的方式蜿蜒的温调介质流路72a。在温调介质流路72a的两端连通有输送配管72b和返回配管72c，该输送配管72b向温调介质流路72a供给温调介质，该返回配管72c将在温调介质流路72a中流通而升温了的温调介质排出。
如图9所示，在输送配管72b连通有输送流路87，在返回配管72c连通有返回流路88，输送流路87和返回流路88连通于冷却器86。冷却器86具有控制温调介质的温度、排出流量的主体部和加压输送温调介质的泵(均未图示)。由冷却器86、输送流路87以及返回流路88形成温度调节源89。此外，作为温调介质，而应用制冷剂，该制冷剂能应用ガルデン(注册商标)、フロリナート(注册商标)等。图示例的温度调节形态为在下方基材72使温调介质流动的形态，在温度过低的情况下，也可以是下方基材72内置加热器等，并利用加热器进行温度调节的形态，还可以是为了控制为适当的温度而利用温调介质和加热器双方来进行温度调节的形态。另外，图示例在下方基材72形成有温调介质流路72a，但也可以是例如上方基材71、静电卡盘76具有温调介质流路。
在上方基材71配设有热电偶等温度传感器，由温度传感器得到的监控信息随时发送到控制部90。然后，基于发送来的监控信息，由控制部90执行对上方基材71和基板G的温度调节控制。更具体而言，利用控制部90调整自冷却器86向输送流路87供给的温调介质的温度、流量。然后，通过使进行了温度调整、流量调整的温调介质在温调介质流路72a中循环，从而执行对基板载置台70的温度调节控制。此外，热电偶等温度传感器例如也可以配设于下方基材72、静电卡盘76。
在构成基板载置台70的基座78的外周的边缘部形成有环状(矩形框状)的台阶部79，而在该台阶部79载置保护框30的主体部31。此外，虽省略图示，但在基座78的上端载置矩形框状的聚焦环的情况下，在聚焦环的上表面形成矩形框状的台阶部。
在下方基材72的下表面连接有供电构件80，基板载置台70形成基板处理装置100A中的下部电极。在供电构件80的下端连接有供电线81，供电线81经由进行阻抗匹配的匹配器82连接于作为偏置电源的高频电源83。通过自高频电源83对基板载置台70施加例如3.2MHz的高频电力，从而产生RF偏压，能够将由作为等离子体产生用的源头的高频电源56生成的离子向基板G吸引。因而，能够在成膜处理中利用离子的冲击能量来促进成膜前体的成膜反应，在等离子体蚀刻处理中，同时提高蚀刻速率和蚀刻选择比。此外，也可以在下方基材72开设有贯通孔(未图示)，供电构件80贯穿于贯通孔而连接于上方基材71的下表面。如此，基板载置台70载置基板G并形成产生RF偏压的偏压电极，该偏压电极成为下部电极。此时，腔室内部的成为接地电位的部位作为偏压电极的相对电极发挥功能，构成高频电力的返回电路。此外，在成膜处理中，在成膜反应不需要离子的冲击能量的情况下，不需要向基板载置台70供给高频电力，不需要由高频电源83和匹配器82等构成的高频电力供给电路。
控制部90控制基板处理装置100A的各结构部的动作，例如冷却器86、高频电源56、83、处理气体供给部60、气体排气部28、升降机构40等的动作。
对于上述实施方式中列举的结构等，也可以是组合其他结构要素等的其他实施方式，另外，本公开在此示出的结构没有任何限定。关于这一点，在不偏离本公开的主旨的范围内能够进行变更，能够根据其应用形态来适当确定。
例如，图示例的基板处理装置100、100A作为使用了电介质窗的电感耦合型的等离子体处理装置进行了说明，但也可以是使用了金属窗来代替电介质窗的电感耦合型的等离子体处理装置，或者也可以是其他形态的等离子体处理装置。具体而言，可列举出电子回旋共振等离子体(Electron Cyclotron resonance Plasma：ECP)、螺旋波等离子体(HeliconWave Plasma：HWP)、电容耦合等离子体(Capacitively coupled Plasma：CCP)。另外，可列举出微波激发表面波等离子体(Surface Wave Plasma：SWP)。这些等离子体处理装置包含ICP在内，均能够独立地控制离子通量和离子能，能够自由地控制蚀刻形状、选择性，并且能够得到1011cm－3至1013cm－3左右较高的电子密度。

Claims (12)

1.一种基板处理装置，其在处理容器内对基板进行处理，其中，
该基板处理装置具有：
保护框，其具有环状的主体部和向所述主体部的内侧伸出的环状的遮檐部；
基板载置台，其具有载置基板的载置面和在所述载置面的周围自所述载置面凹下的环状的台阶部，所述主体部能够收纳于所述台阶部；以及
升降机构，其支承所述主体部并使所述保护框相对于所述基板载置台升降，
在所述主体部收纳于所述台阶部时，所述遮檐部的顶端定位在载置于所述载置面的所述基板的边缘部的上方。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述保护框的上表面平坦。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，
在所述主体部收纳于所述台阶部时，自所述载置面到所述保护框的上表面的高度为3mm以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述主体部的厚度为20mm以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述遮檐部朝向顶端向下方倾斜而尖锐地形成。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的基板处理装置，其中，
在所述主体部收纳于所述台阶部时，所述遮檐部的顶端以非接触的状态定位在所述基板的边缘部的上方。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述保护框由铝或氧化铝形成。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述保护框的俯视形状为矩形框状，
所述基板的俯视形状为矩形，所述基板的平面尺寸为1500mm×1800mm以上，
所述保护框的所述遮檐部定位在所述基板的整个外周的边缘部之上。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述保护框由多个包含所述主体部的局部和所述遮檐部的局部的分割构件形成。
10.一种基板处理方法，其在处理容器内对基板进行处理，其中，
该基板处理方法具有以下工序：
载置基板的工序，在该工序中在位于所述处理容器内的基板载置台的载置面载置所述基板，该基板载置台具有载置所述基板的所述载置面和在所述载置面的周围自所述载置面凹下的环状的台阶部；
定位遮檐部的顶端的工序，在该工序中使具有环状的主体部和向所述主体部的内侧伸出的环状的遮檐部的保护框相对于所述基板载置台下降，在所述台阶部收纳所述主体部，而将所述遮檐部的顶端定位在载置于所述载置面的所述基板的边缘部的上方；以及
处理基板的工序，在该工序中向所述处理容器内供给处理气体并使该气体等离子体化，而对所述基板进行处理。
11.根据权利要求10所述的基板处理方法，其中，
在所述主体部收纳于所述台阶部时，将所述遮檐部的顶端以非接触的状态定位在所述基板的边缘部的上方。
12.根据权利要求10或11所述的基板处理方法，其中，
所述保护框的俯视形状为矩形框状，
所述基板的俯视形状为矩形，所述基板的平面尺寸为1500mm×1800mm以上，
将所述保护框的所述遮檐部定位在所述基板的整个外周的边缘部之上。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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