JP2008227506A - Substrate treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理方法に関し、さらに詳細には、プレート上に載置された基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing method, and more particularly, to a substrate processing method placed on a plate.
ウェハ表面上に蒸着された薄膜は、エッチングにより選択的に除去され、ウェハ表面上には所望のパターンが形成される。このような工程は、半導体製造過程で繰り返して行われる。また、蒸着された膜だけでなく、トレンチ(trench)を生成するためにシリコン基板自体をエッチングすることもできる。薄膜は、フォトレジスト(photoresist)またはシリコン酸化膜(silicon dioxide)またはシリコン窒化膜(silicon nitride)のような相違する薄膜を含むことができる。酸化膜または窒化膜は、フォトレジストに比べてさらに良好なエッチング条件を提供する。 The thin film deposited on the wafer surface is selectively removed by etching, and a desired pattern is formed on the wafer surface. Such a process is repeatedly performed in the semiconductor manufacturing process. Also, not only the deposited film, but also the silicon substrate itself can be etched to create a trench. The thin film may include a different thin film such as a photoresist or a silicon oxide film or a silicon nitride film. Oxide films or nitride films provide better etching conditions than photoresists.
一般的なプラズマエッチング装置(plasma etching apparatus)に対して説明する。工程ガスがチャンバ内に供給され、二つの電極(electrode)の間に電界(electric field)が形成されると、ガス原子(gas atoms)の一部はイオン化し、陽イオン(positive ions)と自由電子(free electrons)を生成してプラズマを形成する。プラズマエッチング装置で、エネルギは13.56MHzで動作する高周波発生器(RF generator)により供給される。 A general plasma etching apparatus will be described. When the process gas is supplied into the chamber and an electric field is formed between the two electrodes, a part of the gas atoms is ionized to be free from positive ions. Electrons are generated to form a plasma. In a plasma etching apparatus, energy is supplied by a high frequency generator (RF generator) operating at 13.56 MHz.
プラズマエッチングに係わる二つの主要素は、自由ラジカル(free radicals)とイオン(ions)である。自由ラジカルは、不十分な結合(incomplete bonding)を有し、電気的に中性である。従って、自由ラジカルは、不十分な結合により非常に大きい反応性を有し、ウェハ上の物質と主に化学的な作用を通じて工程を行う。しかし、イオンは電荷を有するので、電位差によって一定の方向に加速され、ウェハ上の物質と主に物理的な作用を通じて工程を行う。
一方、ウェハはチャンバ内にローディングされ、チャンバ内に設けられたチャック上に載置される。以後、ウェハの温度条件を工程に適合するように調節し、温度条件が充足されれば工程を開始する。しかし、上記のような一般的な装置には幾つかの問題点がある。
Two main factors related to plasma etching are free radicals and ions. Free radicals have incomplete bonding and are electrically neutral. Thus, free radicals have very high reactivity due to insufficient bonding, and process through substances on the wafer and mainly chemical action. However, since ions have a charge, they are accelerated in a certain direction by a potential difference, and the process is performed mainly through physical action with the substance on the wafer.
On the other hand, the wafer is loaded into the chamber and placed on a chuck provided in the chamber. Thereafter, the wafer temperature condition is adjusted to suit the process, and if the temperature condition is satisfied, the process is started. However, there are some problems with the general apparatus as described above.
工程の精密度を高めるためには、工程条件が正確に調節される必要があり、その中でもウェハの温度条件は非常に重要である。ここで、ウェハがチャックから離隔した状態で、チャンバ内に供給されたガス分子がウェハとチャックの間の温度伝達媒介体として機能する。従って、ウェハの温度を調節することは非常に難しく、特に、高真空状態で工程が行われる場合には、チャンバ内にガス分子が極少数存在するので、このような問題はさらに深刻になり得る。 In order to increase the precision of the process, it is necessary to adjust the process conditions accurately, and among them, the temperature condition of the wafer is very important. Here, in a state where the wafer is separated from the chuck, the gas molecules supplied into the chamber function as a temperature transfer medium between the wafer and the chuck. Therefore, it is very difficult to control the temperature of the wafer, and particularly when the process is performed in a high vacuum state, such a problem can be further serious because there are very few gas molecules in the chamber. .
これを解決するために、ウェハの後面にヘリウムガスを噴射することもあるが、その場合、ウェハを固定するための別途の装置が要求される。従来には機械式クランプ(mechanical clamp)または静電チャック(ESC:electro static chuck)を使用していたが、機械式クランプはウェハに均一な力を与えることができず、パーティクルを発生させる短所がある。また、静電チャックを適用する場合、装置の構造が複雑になり、生産費が増加し、さらに、工程進行の時、チャック(chucking)/ディチャック(dechucking)の過程が必要である。 In order to solve this problem, helium gas may be sprayed to the rear surface of the wafer. In this case, a separate apparatus for fixing the wafer is required. Conventionally, a mechanical clamp or an electrostatic chuck (ESC) has been used. However, the mechanical clamp cannot apply a uniform force to the wafer, and has the disadvantage of generating particles. is there. In addition, when the electrostatic chuck is applied, the structure of the apparatus becomes complicated, the production cost increases, and a chucking / dechucking process is required when the process proceeds.
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ウェハの温度条件を容易に調節できる基板処理方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ウェハの温度均一度を確保できる基板処理方法を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、下記の詳細な説明と添付の図面によりさらに明確になるであろう。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a substrate processing method capable of easily adjusting the temperature condition of a wafer.
Another object of the present invention is to provide a substrate processing method capable of ensuring temperature uniformity of a wafer.
Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
上記目的を達成すべく、本発明による基板処理方法は、プロセスチャンバ内に基板をローディングするステップと、前記プロセスチャンバに前記基板を処理するための工程ガスを供給し、前記プロセスチャンバ内の圧力を既設定の圧力に増圧して、前記基板の温度を安定化させるステップと、前記プロセスチャンバ内の圧力を工程圧力に減圧して、前記基板に対する工程を行うステップと、前記基板を前記プロセスチャンバの外部にアンローディングするステップと、を含む。 In order to achieve the above object, a substrate processing method according to the present invention includes a step of loading a substrate into a process chamber, supplying a process gas for processing the substrate to the process chamber, and reducing the pressure in the process chamber. Increasing the pressure to a preset pressure to stabilize the temperature of the substrate; reducing the pressure in the process chamber to a process pressure to perform a process on the substrate; and Unloading to the outside.
前記工程ガスはエッチングガスまたは洗浄ガスを含むことができる。
前記基板に対する工程を行うステップは、前記プロセスチャンバ内に電界を形成した状態で前記プロセスチャンバ内に前記工程ガスを供給して、プラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて前記基板を処理するステップを含むことができる。
前記基板に対する工程を行うステップは、前記基板を加熱して前記基板の上部面に形成された工程副産物を除去するステップを含むことができる。
The process gas may include an etching gas or a cleaning gas.
In the step of performing a process on the substrate, the process gas is supplied into the process chamber in a state where an electric field is formed in the process chamber, plasma is generated, and the substrate is processed using the generated plasma. Steps may be included.
The step of performing the process on the substrate may include heating the substrate to remove a process byproduct formed on the upper surface of the substrate.
本発明の他の実施の形態による基板処理方法は、第1チャンバ内に基板をローディングするステップと、前記第1チャンバに前記基板を処理するための工程ガスを供給し、前記第1チャンバ内の圧力を既設定の圧力に増圧して、前記基板の温度を安定化させるステップと、前記第1チャンバ内の圧力を工程圧力に減圧して、前記基板に対する第1工程を行うステップと、前記基板を前記第1チャンバの外部にアンローディングし、第2チャンバ内にローディングするステップと、前記第2チャンバ内の圧力を既設定の圧力に増圧して、前記基板の温度を安定化させるステップと、前記第2チャンバ内の圧力を工程圧力に減圧して、前記基板に対する第2工程を行うステップと、前記基板を前記第2チャンバの外部にアンローディングするステップと、を含む。 According to another embodiment of the present invention, there is provided a substrate processing method comprising: loading a substrate into a first chamber; supplying a process gas for processing the substrate to the first chamber; Increasing the pressure to a preset pressure to stabilize the temperature of the substrate, reducing the pressure in the first chamber to a process pressure, and performing a first step on the substrate; and Unloading the outside of the first chamber and loading it into the second chamber; and increasing the pressure in the second chamber to a preset pressure to stabilize the temperature of the substrate; Reducing the pressure in the second chamber to a process pressure and performing a second step on the substrate; and unloading the substrate to the outside of the second chamber. Including and up, the.
前記第1チャンバ内で前記基板に対する第1工程を行うステップは、前記第1チャンバ内に電界を形成した状態で前記第1チャンバ内に前記工程ガスを供給してプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて前記基板を処理するステップを含むことができる。
前記第2チャンバ内で前記基板に対する第2工程を行うステップは、前記基板を加熱して前記基板の上部面に形成された工程副産物を除去するステップを含むことができる。
前記工程ガスはエッチングガスまたは洗浄ガスを含むことができる。
The step of performing the first process on the substrate in the first chamber is generated by supplying the process gas into the first chamber and generating plasma in a state where an electric field is formed in the first chamber. Processing the substrate using a plasma may be included.
The performing the second process on the substrate in the second chamber may include heating the substrate to remove process by-products formed on the upper surface of the substrate.
The process gas may include an etching gas or a cleaning gas.
本発明によればチャンバ内にガスを供給してチャンバの内部圧力及びガス分子の密度を増加させ、ガス分子によりウェハWの温度調節を容易にすることができる。また、ウェハWの領域別温度偏差を減少させることができる。特に、パージガスまたは工程ガスを用いて、ウェハWの温度を容易に調節できる。 According to the present invention, the gas can be supplied into the chamber to increase the internal pressure of the chamber and the density of gas molecules, and the temperature adjustment of the wafer W can be facilitated by the gas molecules. Further, the temperature deviation of each region of the wafer W can be reduced. In particular, the temperature of the wafer W can be easily adjusted using a purge gas or a process gas.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図1〜図7に基づき詳細に説明する。本発明の実施の形態は様々な形態に変形でき、本発明の範囲が後述される実施の形態に限定されると解釈されてはならない。本実施の形態は、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより詳細に説明するために提供されるものである。従って、図面における各要素の形状は、より明確な説明を強調するために誇張され得る。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. This embodiment is provided to explain the present invention in more detail to those who have ordinary knowledge in the technical field to which the invention pertains. Accordingly, the shape of each element in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description.
一方、以下では、基板の一例としてウェハWに対して説明するが、本発明の技術的思想と範囲はここに限定されない。また、以下では本発明を説明するためにプラズマエッチング装置を例にあげて説明するが、本発明はウェハをプレートに載置した状態で工程を行う多様な半導体製造装置に応用することができる。また、以下では、誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)タイプのプラズマ装置を例にあげて説明しているが、電子サイクロトロン共鳴(ECR:Electron Cyclotron Resonance)タイプを含む様々なプラズマ装置に応用することができる。 On the other hand, hereinafter, the wafer W will be described as an example of the substrate, but the technical idea and scope of the present invention are not limited thereto. In the following, a plasma etching apparatus will be described as an example for explaining the present invention. However, the present invention can be applied to various semiconductor manufacturing apparatuses that perform processes while a wafer is placed on a plate. In the following, an inductively coupled plasma (ICP) type plasma apparatus will be described as an example. However, the plasma apparatus is applied to various plasma apparatuses including an electron cyclotron resonance (ECR) type. be able to.
図1は、本発明による工程モジュール10a、10bを含む半導体製造設備1を概略的に示す図である。
図1を参照すれば、半導体製造設備1は、工程設備2、設備前方端部モジュール(EFEM:Equipment Front End Module)3、及び境界壁(interface wall)4を含む。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a
Referring to FIG. 1, a
設備前方端部モジュール3は、工程設備2の前方に装着され、ウェハWが収容された容器(図示せず)と工程設備2の間にウェハWを移送する。設備前方端部モジュール3は、複数のロードポート(loadports)60とフレーム(frame)50を有する。フレーム50は、ロードポート60と工程設備2の間に位置する。ウェハWを収容する容器は、オーバーヘッドトランスファー(overhead transfer)、オーバーヘッドコンベヤー(overhead conveyor)、または自動案内車両(automatic guided vehicle)のような移送手段(図示せず)によりロードポート60上に載置される。容器としては、前面開放一体式ポッド(FOUP:Front Open Unified Pod)のような密閉容器を使用できる。フレーム50内には、ロードポート60に載置された容器と工程設備2の間にウェハWを移送するフレームロボット70が設けられる。フレーム50内には、容器のドアを自動に開閉するオープナー(図示せず)を設けることができる。また、フレーム50には、清浄空気がフレーム50内の上部から下部に流れるように、清浄空気をフレーム50内に供給するファンフィルタユニット(FFU:Fan Filter Unit、図示せず)が提供されることができる。
The equipment front end module 3 is mounted in front of the
工程設備2内でウェハWに所定の工程が行われる。工程設備2は、ロードロックチャンバ(loadlock chamber)20、トランスファーチャンバ(transfer chamber)30、及び第1及び第2工程モジュール(process module)10a、10bを有する。トランスファーチャンバ30は、略多角形状の断面を有する。トランスファーチャンバ30の測面には、ロードロックチャンバ20または工程モジュール10a、10bが位置する。ロードロックチャンバ20は、トランスファーチャンバ30の側部のうち、設備前方端部モジュール3と隣接する側部に位置し、工程モジュール10a、10bは他の側部に位置する。ロードロックチャンバ20は、工程進行のために工程設備2に搬入されるウェハWが一時的に待機するローディングチャンバ20aと、工程が完了して工程設備2から搬出されるウェハWが一時的に待機するアンローディングチャンバ20bとを有する。トランスファーチャンバ30及び工程モジュール10a、10bの内部は真空に維持され、ロードロックチャンバ20の内部は真空及び大気圧に切り換えられる。ロードロックチャンバ20は、外部汚染物質がトランスファーチャンバ30及び工程モジュール10a、10bに流れ込むことを防止する。ロードロックチャンバ20とトランスファーチャンバ30の間、そしてロードロックチャンバ20と設備前方端部モジュール3の間には、ゲートバルブ(図示せず)が設けられる。設備前方端部モジュール3とロードロックチャンバ20の間にウェハWが移動する場合、ロードロックチャンバ20とトランスファーチャンバ30の間に提供されたゲートバルブが閉鎖され、ロードロックチャンバ20とトランスファーチャンバ30の間にウェハWが移動する場合、ロードロックチャンバ20と設備前方端部モジュール3の間に提供されるゲートバルブが閉鎖される。
A predetermined process is performed on the wafer W in the
トランスファーチャンバ30内には移送ロボット40が装着される。移送ロボット40は、工程モジュール10a、10bにウェハWをローディングするか、工程モジュール10a、10bからウェハWをアンローディングする。また、移送ロボット40は、工程モジュール10a、10bとロードロックチャンバ20の間にウェハWを移送する。
工程モジュール10a、10bは、ウェハWに対して所定の工程、例えばエッチング、洗浄(cleaning)、アッシング(ashing)のような工程を行う。工程モジュール10a、10bは一つのグループを構成し、ウェハWに対する工程を連続的に行う。
A
The
図2は、図1の第1工程モジュール10aを概略的に示す図である。
第1工程モジュール10aは、第1プロセスチャンバ120、第1プレート140、第1排気ライン160、コイル170、及び第1供給ライン180を含む。
第1プロセスチャンバ120は、エッチング工程が行われる内部空間を提供し、工程進行の時、第1プロセスチャンバ120の内部空間は外部から遮断される。第1プロセスチャンバ120の一側には、ウェハWが出入する通路122が形成される。通路122は、スリットドア(slit door、図示せず)のような開閉部材により開閉される。第1プロセスチャンバ120の他側には、第1供給ホール126が形成される。後述する第1供給ライン180を通して供給されるガスは、第1供給ホール126を通して第1プロセスチャンバ120の内部に流入する。第1プロセスチャンバ120の底壁には、第1プロセスチャンバ120内のガスを排出する第1排気ホール124が形成される。第1排気ホール124は、後述する第1プレート140の周りに形成され、第1排気ホール124には、後述する第1排気ライン160が形成される。
FIG. 2 is a view schematically showing the
The
The
第1プロセスチャンバ120の内部空間には、第1プレート140が設けられる。第1プレート140は支持軸142により支持される。ウェハWは第1プレート140の上部面に載置される。第1プレート140は接地され、後述するコイル170と共に第1プロセスチャンバ120の内部に電界を形成する。第1プレート140上には、複数の支持突起140aが設けられ、ウェハWの背面は複数の支持突起140aにより支持される。従って、ウェハWは、第1プレート140の上部面から一定距離離隔した状態を維持する。
A
第1排気ライン160は、第1排気ホール124に連結され、第1プロセスチャンバ120内部の圧力調節及び内部空気の排気を行う。第1排気ライン160上には、強制排気のための別途のポンプ(図示せず)が設置され得る。従って、ポンプを利用して第1プロセスチャンバ120の内部圧力を強制に低下させることができる。
The
第1プロセスチャンバ120の上部にはコイル170が設けられ、コイル170には高周波発生器(図示せず)が連結される。コイル170に連結された高周波発生器を作動すると、コイル170から高周波エネルギが発生し、発生したエネルギは第1プロセスチャンバ120の上部壁を介して第1プロセスチャンバ120の内部に伝達され、第1プロセスチャンバ120の内部に電界を形成する。一方、本実施の形態では、コイル170が第1プロセスチャンバ120の上部に提供されると説明しているが、コイル170の位置は様々に変形されることができる。
A
第1供給ライン180は、工程ガスライン182及びパージガスライン184に分岐する。工程ガスライン182の内部には工程ガスが流れ、パージガスライン184の内部にはパージガスが流れる。従って、工程ガス及びパージガスは、第1供給ライン180を通して第1プロセスチャンバ120の内部に供給される。一方、工程ガスライン182上には工程ガスライン182を開閉するバルブ182aが設置され、パージガスライン184上にはパージガスライン184を開閉するバルブ184aが設置される。
The
工程ガスは、第1プロセスチャンバ120内で行われる工程により決まるので、第1プロセスチャンバ120内でエッチング工程が行われる場合、工程ガスはエッチングガスであり、洗浄工程が行われる場合、工程ガスは洗浄ガスである。パージガスは、第1プロセスチャンバ120の維持補修の時、内部の有毒ガスを外部に排出するために、第1プロセスチャンバ120の内部に供給される。パージガスは、窒素(N2)のような不活性ガスを含む。
Since the process gas is determined by a process performed in the
図3は、図1の第2工程モジュール10bを概略的に示す図である。
第2工程モジュール10bは、第2プロセスチャンバ220、第2プレート240、第2排気ライン260、及び第2供給ライン280を含む。
第2プロセスチャンバ220は、エッチング工程が行われる内部空間を提供し、工程進行の時、第2プロセスチャンバ220の内部空間は外部から遮断される。第2プロセスチャンバ220の一側には、ウェハWが出入する通路222が形成される。通路222は、スリットドア(slit door、図示せず)のような開閉部材により開閉される。第2プロセスチャンバ220の他側には、第2供給ホール226が形成される。後述する第2供給ライン280を通して供給されるガスは、第2供給ホール226を通して第2プロセスチャンバ220の内部に流入する。第2プロセスチャンバ220の底壁には、第2プロセスチャンバ220内のガスを排出する第2排気ホール224が形成される。第2排気ホール224は、後述する第2プレート240の周りに形成され、第2排気ホール224には、後述する第2排気ライン260が形成される。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the
The
The
第2プロセスチャンバ220の内部空間には第2プレート240が設けられる。第2プレート240は、支持軸244により支持される。ウェハWは第2プレート240の上部面に載置される。第2プレート240の内部にはヒーター242が設置される。ヒーター242は、第2プレート240の上部面に安着したウェハWを工程温度で加熱する。第2プレート240上には複数の支持突起240aが設けられ、ウェハWの背面は複数の支持突起240aにより支持される。従って、ウェハWは、第1プレート240の上部面から一定距離離隔した状態を維持する。
A
第2排気ライン260は、第2排気ホール224に連結され、第2プロセスチャンバ220内部の圧力調節及び内部空気の排気を行う。第2排気ライン260上には、強制排気のための別途のポンプ(pump、図示せず)が設置できる。従って、ポンプを利用して、第2プロセスチャンバ220の内部圧力を強制に低下させることができる。
第2供給ライン280の内部にはパージガスが流れ、パージガスは第2供給ライン280を通して第2プロセスチャンバ220の内部に供給される。一方、第2供給ライン280上には、第2供給ライン280を開閉するバルブ280aが設置される。パージガスは、第2プロセスチャンバ220の維持補修の時、内部の有毒ガスを外部に排出するために、第2プロセスチャンバ220の内部に供給される。パージガスは窒素(N2)のような不活性ガスを含む。
The
A purge gas flows in the
図4は、本発明による基板処理方法を示すフローチャートであり、図5は、図2の第1工程チャンバ120及び図3の第2工程チャンバ220内の圧力変化を示すグラフである。
以下、図2〜図5を参照して、ウェハWに対するエッチング工程及びウェハWの温度を調節する方法を説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing a substrate processing method according to the present invention, and FIG. 5 is a graph showing pressure changes in the
Hereinafter, an etching process for the wafer W and a method for adjusting the temperature of the wafer W will be described with reference to FIGS.
先ず、ウェハWを第1プロセスチャンバ120の内部にローディングする(S10)。移送ロボット40はウェハWを第1工程モジュール10aにローディングし、ウェハWは第1プロセスチャンバ120の一側に形成された第1通路122を通して第1プレート140上に載置される。ここで、第1プロセスチャンバ120内部の圧力は真空状態を維持する(「a」区間:ウェハローディング区間)。
First, the wafer W is loaded into the first process chamber 120 (S10). The
次に、第1プロセスチャンバ120の内部空間を外部から遮断した状態で第1プロセスチャンバ120内部の圧力を既設定の圧力に増圧して、ウェハWの温度を安定化させる(S20)。ウェハWの温度を安定化させるということは、ウェハWと第1プレート140の温度差が既設定の範囲内にあるようにするか又はウェハWの領域別温度偏差が一定範囲内にあるようにすることを意味する。これ以外にもウェハWの温度を既設定の温度に調節することを意味する。ここで、ウェハWの温度が安定化したと判断できる範囲は、作業者の要求によって決めることができる。
Next, the pressure inside the
第1プロセスチャンバ120の内部圧力は、真空状態(vacuum:V)から1999.84Pa(15T(Torr))以上(好ましくは2666.45Pa(20T))まで増加する(「b」区間:温度安定化区間)。第1プロセスチャンバ120の圧力を増圧させる方法は二つある。一番目の方法は、第1プロセスチャンバ120の内部に工程ガスを供給することであり、二番目の方法は、第1プロセスチャンバ120の内部にパージガスを供給することである。工程ガスまたはパージガスは、第1供給ライン180を通して第1プロセスチャンバ120の内部に供給される。第1プロセスチャンバ120の内部にガスを強制供給すると、第1プロセスチャンバ12内部の圧力は増加する。
The internal pressure of the
第1プロセスチャンバ120内部にガスが強制供給されることで、第1プロセスチャンバ120の内部はガスで満たされ、これにより第1プロセスチャンバ120内部の圧力及びガス分子の密度は増加する。第1プロセスチャンバ120の内部を満たしているガス分子は、第1プレート140とウェハWの間における温度伝達媒介体として機能する。従って、第1プレート140とウェハWの間では熱伝達が円滑に行われることができる。
When the gas is forcibly supplied to the inside of the
図6は、図2の第1工程モジュール10aで測定したウェハWの温度変化を示すグラフであり、ウェハWの温度は多様な領域で測定された。図6の左側グラフは、第1プロセスチャンバ120の内部が真空状態である時のウェハWの温度変化を示し、図6の右側グラフは、第1プロセスチャンバ120の内部が高圧状態である時のウェハWの温度変化を示す。図6において、「1」は、ウェハWが第1プレート140上に載置される時点を表す。
FIG. 6 is a graph showing the temperature change of the wafer W measured by the
ウェハWは、移送ロボット40により第1プロセスチャンバ120の内部にローディングされ、ウェハWの温度は第1プレート140の温度より高い。ウェハWが第1プレート140上に載置された後、ウェハWと第1プレート140の間では熱伝達が行われ、ウェハWは次第に冷却される。
The wafer W is loaded into the
ここで、図6の左側グラフに示すウェハWは、領域によって大きい温度偏差を有し、徐々に冷却される。反面、図6の右側グラフに示すウェハWは、最初は領域によって大きい温度偏差を有するが、第1プロセスチャンバ120の内部圧力が増加することによって(「H」時点)、ウェハWの温度は早く収斂されることが分かる。このような結果は、第1プロセスチャンバ120の内部圧力が高い場合、ガス分子により熱伝達が円滑に行われるからである。すなわち、内部圧力が高い場合、ガス分子によりウェハWの温度を迅速に調節することができる。また、同一な理由から、ウェハWの領域別温度偏差は減少することができる。
Here, the wafer W shown in the left graph of FIG. 6 has a large temperature deviation depending on the region, and is gradually cooled. On the other hand, the wafer W shown in the right graph of FIG. 6 initially has a large temperature deviation depending on the region. However, the temperature of the wafer W increases as the internal pressure of the
次に、ウェハWの温度が安定化すると、第1プロセスチャンバ120の内部圧力を工程圧力に減圧し、ウェハWに対する第1工程を行う(S30)。第1プロセスチャンバ120の内部圧力は、2666.45Pa(20T)から666.61Pa(5T)以下(好ましくは133.32Pa(1T))まで減少する。すなわち、第1工程モジュール10aの工程圧力は、133.32Pa(1T)である(「c」区間:工程区間)。
Next, when the temperature of the wafer W is stabilized, the internal pressure of the
第1プロセスチャンバ120の内部圧力が工程圧力に到逹すると、第1プロセスチャンバ120内に工程ガスが供給される。工程ガスは、工程ガスライン182及び第1供給ライン180を通して供給される。第1プロセスチャンバ120内に電界が形成されると、工程ガスからプラズマが生成され、生成されたプラズマはウェハW表面をエッチングする。工程ガスは、エッチングしようとする膜によって決まる。
When the internal pressure of the
次に、第1工程が完了すると、ウェハWは第1プロセスチャンバ120からアンローディングされ(「d」区間)、第2プロセスチャンバ220にローディングされる(S40)(「a」区間)。ウェハWが第2プロセスチャンバ220にローディングされる方法は、ウェハWが第1プロセスチャンバ120にローディングされる方法と同様である。
Next, when the first step is completed, the wafer W is unloaded from the first process chamber 120 ("d" section) and loaded into the second process chamber 220 (S40) ("a" section). The method for loading the wafer W into the
次に、第2プロセスチャンバ220の内部空間を外部から遮断した状態で第2プロセスチャンバ220内部の圧力を既設定の圧力に増圧して、ウェハWの温度を安定化させる(S50)。第2プロセスチャンバ220の内部圧力は、真空状態から1999.84Pa(15T(Torr))以上(好ましくは2666.45Pa(20T))まで増加する(「b」区間)。第2プロセスチャンバ220の圧力は、その内部にパージガスを供給することで増加する。パージガスは、第2供給ライン280を通して第2プロセスチャンバ220の内部に供給される。その他に、ウェハWの温度を安定化させる原理は、前述した方法と同様である。
Next, the pressure in the
図7は、図3の第2工程モジュール10bで測定したウェハWの温度変化を示すグラフであり、ウェハWの温度は様々な領域で測定された。図7の左側グラフは、第2プロセスチャンバ220の内部が真空状態である時のウェハWの温度変化を表し、図7の右側グラフは、第2プロセスチャンバ220の内部が高圧状態である時のウェハWの温度変化を表す。
FIG. 7 is a graph showing the temperature change of the wafer W measured by the
ウェハWは、移送ロボット40により第2プロセスチャンバ220の内部にローディングされ、ウェハWの温度は第2プレート240の温度より低い。ウェハWが第2プレート240上に載置された後、ウェハWと第2プレート240の間では熱伝達が行われ、ウェハWは次第に加熱される。
The wafer W is loaded into the
ここで、図7の左側グラフに示すウェハWは領域によって大きい温度偏差を有するが、図7の右側グラフに示すウェハWは領域による温度偏差を殆ど有しない。このような結果は、第2プロセスチャンバ220内部圧力が高い場合、ガス分子により熱伝達が円滑に行われるからである。すなわち、内部圧力が高い場合、ガス分子によりウェハWの温度を迅速に調節することができる。また、同一な理由からウェハWの領域別温度偏差は減少することができる。
Here, the wafer W shown in the left graph of FIG. 7 has a large temperature deviation depending on the region, but the wafer W shown in the right graph of FIG. 7 has almost no temperature deviation due to the region. This is because heat transfer is smoothly performed by gas molecules when the internal pressure of the
次に、ウェハWの温度が安定化すると、第2プロセスチャンバ220の内部圧力を工程圧力に減圧し、ウェハWに対する第2工程を行う(S60)。第2プロセスチャンバ220の内部圧力は2666.45Pa(20T)から666.61Pa(5T)以下(好ましくは133.32Pa(1T))まで減少する。すなわち、第2工程モジュール10bの工程圧力は133.32Pa(1T)である(「C」区間)。
Next, when the temperature of the wafer W is stabilized, the internal pressure of the
第2プロセスチャンバ220の内部圧力が工程圧力に到逹すると、第2プレート240はウェハWを既設定の温度に加熱する。ウェハWを加熱すると、第1工程(エッチング)の後ウェハWの表面に残っている物質は蒸発(vaporization)し、気体状態で第2排気ライン260を通して外部に排出される。
When the internal pressure of the
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。 The above-described preferred embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, and those having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains depart from the technical idea of the present invention. Various substitutions, modifications, and alterations are possible within the scope of not being included, and such substitutions, alterations, and the like belong to the scope of the claims.
1 半導体製造設備
10a、10b 工程モジュール
120、220 プロセスチャンバ
140、240 プレート
160、260 排気ライン
170 コイル
180、280 供給ライン
1
Claims (10)
前記プロセスチャンバに前記基板を処理するための工程ガスを供給し、前記プロセスチャンバ内の圧力を既設定の圧力に増圧して、前記基板の温度を安定化させるステップと、
前記プロセスチャンバ内の圧力を工程圧力に減圧して、前記基板に対する工程を行うステップと、
前記基板を前記プロセスチャンバの外部にアンローディングするステップと、
を含むことを特徴とする基板処理方法。 Loading a substrate into the process chamber;
Supplying a process gas for processing the substrate to the process chamber, and increasing the pressure in the process chamber to a preset pressure to stabilize the temperature of the substrate;
Reducing the pressure in the process chamber to a process pressure and performing a process on the substrate;
Unloading the substrate out of the process chamber;
A substrate processing method comprising:
前記第1チャンバに前記基板を処理するための工程ガスを供給し、前記第1チャンバ内の圧力を既設定の圧力に増圧して、前記基板の温度を安定化させるステップと、
前記第1チャンバ内の圧力を工程圧力に減圧して、前記基板に対する第1工程を行うステップと、
前記基板を前記第1チャンバの外部にアンローディングし、第2チャンバ内にローディングするステップと、
前記第2チャンバ内の圧力を既設定の圧力に増圧して、前記基板の温度を安定化させるステップと、
前記第2チャンバ内の圧力を工程圧力に減圧して、前記基板に対する第2工程を行うステップと、
前記基板を前記第2チャンバの外部にアンローディングするステップと、
を含むことを特徴とする基板処理方法。 Loading a substrate into the first chamber;
Supplying a process gas for processing the substrate to the first chamber, and increasing the pressure in the first chamber to a preset pressure to stabilize the temperature of the substrate;
Reducing the pressure in the first chamber to a process pressure and performing a first process on the substrate;
Unloading the substrate to the outside of the first chamber and loading it into a second chamber;
Increasing the pressure in the second chamber to a preset pressure to stabilize the temperature of the substrate;
Reducing the pressure in the second chamber to a process pressure and performing a second process on the substrate;
Unloading the substrate to the outside of the second chamber;
A substrate processing method comprising:
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