JP2009188169A - 基板ヒーター、真空処理装置、及び基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板の処理速度の面内分布を均一にする。
【解決手段】支持板20の表面には、第一、第二のオーリング31、32が配置されており、基板7を第一、第二のオーリング31、32に密着させると、第一のオーリング31の内側の第一の空間41と、第一、第二のオーリング31、32の間の第二の空間42が密閉される。基板7裏面の中央部分と縁部分は、第一、第二の空間41、42にそれぞれ露出するから、第一、第二の空間41、42に異なる温度のガスを充満させれば、基板7の中央部分と縁部分を別々に温度制御できる。
【選択図】図1
Description
真空槽内部の基板の上方位置からエッチングガス等の処理ガスを供給して、エッチング等の基板処理を行う際、基板の中央部分と縁部分とで温度差が無く、温度分布が均一な場合、中央部分よりも外側の部分がエッチング速度が速い傾向がある。基板の中央部分を縁部分よりも高温にすれば、基板の中央部分の反応性が上がり、エッチング速度が均一になる。基板の温度分布を制御する方法としては、下記特許文献1〜3に記載されたように、基板ヒーターを複数領域に分割する方法が公知である。
静電吸着力で基板を吸着したり、基板にかかる荷重を大きくして押圧しても、基板ヒーターと基板の間には微小な隙間が残る上に、基板にかかる荷重を大きくすると基板が割れる虞がある。また、基板に回路等が形成されている場合、静電吸着力で回路が破損する虞がある
基板ヒーターと基板との間の隙間にガスを充満させれば、基板は昇温したガスと接触して加熱される。しかし、基板ヒーターに温度勾配を設けても、ガスは基板と基板ヒーターの間の隙間で対流するから、ガスに温度勾配をつけることはできず、基板の温度分布を制御することは困難であった。
本発明は基板ヒーターであって、前記第一、第二の加熱手段は、前記支持板の前記第一、第二の領域が位置する部分にそれぞれ取り付けられた基板ヒーターである。
本発明は、真空槽と、前記基板ヒーターとを有する真空処理装置であって、前記基板は前記真空槽内で前記基板ヒーターに保持されるように構成された真空処理装置である。
本発明は、真空槽内部に配置された基板を加熱しながら、前記基板を処理する基板処理方法であって、前記基板の処理される側の表面とは反対側の裏面のうち、前記基板の中央部分と接する第一の空間に熱媒体ガスを充満させ、前記第一の空間の外側で、前記基板の裏面と接する第二の空間に、前記第一の空間に充満した前記熱媒体ガスとは異なる温度の熱媒体ガスを充満させて、前記基板を加熱する基板処理方法である。
本発明は前記真空槽内部でエッチングガスのプラズマを発生させ、前記基板表面をエッチングする請求項4記載の基板処理方法であって、 前記第一の空間に充満する前記熱媒体ガスを、前記第二の空間に充満する前記熱媒体ガスよりも高温にする基板処理方法である。
その状態では、基板の中央部分は第一の空間に露出し、第一のガスと接触して加熱され、縁部分は第二の空間に露出し、第二のガスと接触して加熱される。
要するに、本発明は、第一、第二の空間に充満するガスの温度を変えることで、基板温度の面内分布を変え、処理速度の面内分布を制御するものである。
基板ヒーター3は支持板20と、基板7を支持板20上で保持する保持装置30と、支持板20上の基板7を加熱する加熱装置40とを有している。
支持板20を真空槽11の貫通孔内に配置する場合、貫通孔内壁面と支持板20の側壁を、直接、又は絶縁部材16を介して気密に密着させ、支持板20と真空槽11の間から大気が進入しないようにする。
保持装置30は、第一、第二のオーリング31、32と密着部材27とを有している。第一、第二のオーリング31、32はゴム等の弾性材料で構成され、変形可能なリング状である。
真空槽11内部に搬入された基板7は、不図示の昇降手段により第一、第二のオーリング31、32上に配置される。
第一、第二のオーリング31、32の厚みは、第一、第二の溝25、26の深さよりも厚く、第一、第二のオーリング31、32の上端は、支持板20の表面上に突き出されている。
従って、密着部材27で基板7を押圧又は吸着した時には、第一、第二のオーリング31、32の両方が基板7で支持板20に押し付けられて弾性変形し、弾性変形の復元力により基板7と支持板20にそれぞれ密着する。
従って、第一の空間41は第一のオーリング31と支持板20と基板7とで隙間無く囲まれ、第二の空間42は、第一、第二のオーリング31、32と、基板7と、支持板20とで隙間無く囲まれる。
従って、第一、第二のオーリング31、32に基板7が密着すると、第一、第二の空間41、42は外部空間(真空槽11内部の基板7表面上の空間、真空槽11の外部空間等)から気密に分離される。
第一、第二のガス供給路47、48は支持板20内部に配置され、一端が支持板20の表面に位置し、その一端開口で第一、第二の噴出口36、37が構成されている。
真空槽11外部にはガス供給系18が配置されており、第一、第二のガス供給路47、48の他端はガス供給系18に接続され、第一、第二の噴出口36、37は第一、第二の供給路47、48を介してガス供給系18に接続されている。
従って、第一、第二の噴出口36、37は第一、第二の空間41、42に面し、不図示のバルブを開けると、ガス供給系18のガスが、第一、第二のガス供給路47、48を通り、第一、第二の噴出口36、37から第一、第二の空間41、42に噴出される。
第一、第二の加熱手段43、44は第一、第二の加熱電源2a、2bに接続されている。第一、第二の加熱手段43、44は支持板20の第一、第二の領域45、46が位置する部分にそれぞれ密着し、第一、第二の加熱手段43、44に通電すると、第一、第二の加熱手段43、44が昇温し、熱伝導により、支持板20の第一の領域45が位置する部分と、第二の領域46が位置する部分とがそれぞれ加熱される。
従って、支持板20の第一の領域45が位置する部分と、第二の領域46が位置する部分を異なる温度に加熱することができる。第一の空間41に充満したガスは第一の領域45に接触して加熱され、第二の空間42に充満したガスは第二の領域46に接触して加熱される。第一、第二の空間41、42の間でガスが移動しないから、第一、第二の空間41、42を異なる温度のガスで充満させることができる。
真空槽11には真空排気系9と処理ガス供給系8とが接続されている。真空排気系9により、真空槽11内部を真空排気し、所定圧力の真空雰囲気を形成する。該真空雰囲気を維持しながら、真空槽11内部に基板7を搬入する。
第一、第二の空間41、42には同じ種類の熱媒体ガスを充満させてもよいし、別の種類の熱媒体ガスを充満させてもよい。また、第一の圧力は第二の圧力と同じであってもよいし、異なってもよい。
また、本発明は処理速度の面内分布を均一にする場合に限定されず、第一、第二のガスの温度を変えることで、基板7の中央部分の処理速度を縁部分の処理速度よりも速くしてもよいし、逆に、基板7の中央部分の処理速度を縁部分の処理速度より遅くしてもよい。
処理ガスとして、原料ガスと反応性ガス(例えば還元ガス)を用い、基板表面で原料ガスと反応性ガスとを化学反応(例えば還元)させ、反応生成物を基板表面に堆積させて、反応生成物の膜を成膜してもよい。更に、原料ガスを基板表面に露出する物質と反応させて、反応生成物の膜を成膜してもよい。
オーリングの数は特に限定されず、第一、第二のオーリング31、32に加え、1以上のオーリングを、第一、第二のオーリング31、32の間に、第一のオーリング31を取り囲むように配置してもよい。
第一、第二の圧力は特に限定されないが、第一、第二の圧力と真空槽11内部圧力との差が大きくなりすぎると、基板7が破損する虞があるので、第一、第二の圧力は5Torr以上10Torr以下が望ましい。
Claims (5)
- 基板が配置され、前記基板を加熱する基板ヒーターであって、
支持板と、
前記支持板の表面に接触配置された第一のオーリングと、
前記支持板の表面に、前記第一のオーリングを取り囲むように接触配置された第二のオーリングと、
前記基板を前記第一、第二のオーリングに密着させ、前記第一、第二のオーリングを弾性変形させる密着部材と、
前記支持板表面の前記第一のオーリングと接触する部分で囲まれた第一の領域に配置された第一の噴出口と、
前記支持板表面の前記第二のオーリングと接触する部分と前記第一のオーリングと密着する部分との間の第二の領域に配置された第二の噴出口と、
前記支持板内に形成され、前記第一、第二の噴出口をガス供給系に接続し、熱媒体ガスを供給するガス供給路と、
前記第一のオーリングの内側の第一の空間に供給された前記熱媒体ガスからなる第一のガスを加熱する第一の加熱手段と、
前記第二のオーリングと前記第一のオーリングとの第二の空間に供給された前記熱媒体ガスからなる第二のガスを加熱する第二の加熱手段とを有し、
前記第一、第二の加熱手段は、前記第一、第二のガスを異なる温度に加熱可能にされた基板ヒーター。 - 前記第一、第二の加熱手段は、前記支持板の前記第一、第二の領域が位置する部分にそれぞれ取り付けられた請求項1記載の基板ヒーター。
- 真空槽と、請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の前記基板ヒーターとを有し、
前記基板は前記真空槽内で前記基板ヒーターに保持されるように構成された真空処理装置。 - 真空槽内部に配置された基板を加熱しながら、前記基板を処理する基板処理方法であって、
前記基板の処理される側の表面とは反対側の裏面のうち、前記基板の中央部分と接する第一の空間に熱媒体ガスを充満させ、
前記第一の空間の外側で、前記基板の裏面と接する第二の空間に、前記第一の空間に充満した前記熱媒体ガスとは異なる温度の熱媒体ガスを充満させて、前記基板を加熱する基板処理方法。 - 前記真空槽内部でエッチングガスのプラズマを発生させ、前記基板表面をエッチングする請求項4記載の基板処理方法であって、
前記第一の空間に充満する前記熱媒体ガスを、前記第二の空間に充満する前記熱媒体ガスよりも高温にする基板処理方法。
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