JP2012099781A - 基板のプラズマ処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板が収容される複数の基板収容孔が設けられ、この基板収容孔の内壁から突出する基板支持部を有するトレイを基板ステージのトレイ支持部上に載置するとともにそれぞれの基板保持部上に基板を載置して、基板保持部の端縁よりはみ出した基板の縁部と基板支持部とを離間させた状態とする基板載置工程と、チャンバ内を減圧するとともに処理ガスを供給して、それぞれの基板に対するプラズマ処理を行う第1プラズマ処理工程と、トレイおよびそれぞれの基板が基板ステージ上に載置された状態にて、チャンバ内を減圧するとともに処理ガスを供給してプラズマ処理を実施し、第1プラズマ処理工程の実施により基板の縁部と基板支持部とに付着した副生成物を除去する第2プラズマ処理工程とを実施する。
【選択図】図6
Description
チャンバ内において、トレイ支持部とこのトレイ支持部から上向きに突出する複数の基板保持部とを有する基板ステージに対して、トレイ支持部上にトレイを載置するとともにそれぞれの基板保持部上に基板を載置することで、基板保持部の端縁よりはみ出した基板の縁部と基板支持部とを離間させた状態とする基板載置工程と、
チャンバ内へ処理ガスを供給すると共にチャンバ内の圧力を調整して、それぞれの基板に対するプラズマ処理を行う第1プラズマ処理工程と、
トレイおよびそれぞれの基板が基板ステージ上に載置された状態にて、チャンバ内へ処理ガスを供給すると共にチャンバ内の圧力を調整してプラズマ処理を実施し、第1プラズマ処理工程の実施により基板の縁部と基板支持部とに付着した副生成物を除去する第2プラズマ処理工程と、
第2プラズマ処理工程の終了後、基板支持部により基板の縁部を支持した状態にて、トレイとともにそれぞれの基板をチャンバ内より搬出する基板搬出工程と、を含む、基板のプラズマ処理方法を提供する。
第1プラズマ処理工程の終了後、第2プラズマ処理工程を実施する際に、第1プラズマ処理工程における静電吸着の駆動電圧よりも低い駆動電圧に切り換えて静電吸着を行う、第2態様に記載の基板のプラズマ処理方法を提供する。
第2プラズマ処理工程における処理ガスとしてO2/CF4を用いる、第6態様に記載の基板のプラズマ処理方法を提供する。
本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の一例としてICP(誘導結合プラズマ)型のドライエッチング装置1の構成図を図1に示す。
まず、図6のフローチャートにおけるトレイ搬入処理(ステップS1)を実施する。具体的には、ドライエッチング装置1において、ゲートバルブ3aを開放状態とさせる。その後、4個の基板収容孔19にそれぞれ基板2が収容された状態のトレイ15を、搬送機構のハンド部により保持して、例えばロードロック室からゲートバルブ3aを通ってチャンバ3内に搬入する。
次に、エッチング処理(ステップS2)を実施する。具体的には、ガス供給部12からチャンバ3内にエッチング処理用のガスが供給されるとともに、圧力制御部13によりチャンバ3内は所定圧力に調整される。続いて、第1の高周波電源部7からICPコイル5に高周波電圧を印加する。これによりチャンバ3内にプラズマが発生する。
ここで、このようなエッチング処理が行われた直後の基板2およびトレイ15の状態を図7Aおよび図7Bの説明図に示す。図7Aに示すように、トレイ支持部28上にトレイ15が載置され、それぞれの基板保持部29上に基板2が保持されている状態では、トレイ15の基板支持部21の上面21aと基板2の縁部2aの下面との間には、互いに接触しないような隙間が設けられている。このような状態にてエッチング処理が行われると、基板2の縁部2aの下面やその近傍(部分A)、基板2の縁部2aにて隠れてしまっているトレイ15の基板支持部21の上面21aおよびその近傍部分(部分B)では、エッチング処理の際に生じる副生成物であるデポ(デポジション(堆積物))が付着し易い。なお、図中参照符号91は生成されたプラズマ、92はシース、93は付着したデポを模式的に示したものである。
続いて、残留静電吸着力を低減させるための除電処理を実施する(ステップS4)。具体的には、ガス供給部12からチャンバ3内にクリーニング処理用のガスとは異なる種類の除電処理用のガス(ArやHe等の不活性ガスやエッチングに寄与しにくいO2等のガス等。)が供給されるとともに、圧力制御部13によりチャンバ3内を所定圧力に調整する。また、ESC駆動電源部41によるESC電極40への直流電圧の印加を停止する。続いて、第1の高周波電源部7からICPコイル5に高周波電圧を印加する。このとき、印加される高周波電圧は、クリーニング処理の際に印加される電圧よりも低く設定される。この状態において、チャンバ3内に生成されたプラズマにより、基板2と基板保持部29との間に残留している静電吸着力を低減させる。なお、前述のクリーニング処理において冷却ガスを供給している場合は、除電処理に先立ち、冷却ガス供給部45からの冷却ガスの供給を停止して、基板2と基板保持部29との間に充填されている冷却ガスを抜いておく。
続いて、チャンバ3内からそれぞれの基板2をトレイ15とともに搬出するトレイ搬出処理を実施する(ステップS5)。具体的には、図8(A),(B)に示すように、駆動機構17によりそれぞれのトレイ押上ロッド18を上昇させる。トレイ押上ロッド18が上昇すると、その上端でトレイ15の下面15cが押し上げられ、ステージ上部23のトレイ支持部28からトレイ15が浮き上がる。トレイ押上ロッド18とともにトレイ15がさらに上昇すると、図8(B)に示すように、トレイ15の基板支持部21と基板2の縁部2aの下面とが接触して、それぞれの基板2がトレイ15により支持された状態にて押し上げられ、基板保持部29の保持面31から浮き上がる。
処理ガス種・流量: BCl3、200cc
処理圧力: 0.6Pa
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処理ガス種・流量: O2、200cc/CF4、200cc
処理圧力: 8.0Pa
ICPコイル印加パワー: 1800W
バイアス: 0W
ESC電極への印加電圧: 1.0kV
冷却ガス圧力: 1.0kPa
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処理ガス種・流量: Ar、200cc
処理圧力: 8.0Pa
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バイアス: 0W
ESC電極への印加電圧: 0kV
冷却ガス圧力: 0kPa
処理時間: 10sec
図9は、変形例1によるステージ上部23における基板保持部29の側面26の近傍を示す部分断面図である。図9(A)に示すように、基板保持部29の外周には、環状の溝32が形成されている。このような構成では、溝32が形成されていることにより側面26の面積を拡大することができるため、側面26に、より多くのデポを付着して堆積させることができる。したがって、メンテナンス作業をより効率的なものにすることができる。
上記実施形態では、トレイ15がトレイ支持部28上に載置された状態にてクリーニング処理が実施されるような場合を例として説明したが、図10(A)、(B)に示すように、クリーニング処理中において、トレイ押上ロッド18によりトレイ15の突き上げ動作を行い、トレイ15をトレイ支持部28より離間させた状態とさせても良い。このようにクリーニング処理中に突き上げ動作を行うことにより、クリーニング効果と側面26へのデポの再付着による集積効果とのバランスを考慮して、基板2の縁部2aの下面とトレイ15の基板支持部21との間の隙間の大きさを制御することができ、効率的なクリーニング処理を実現できる。
2 基板
2a 縁部
3 チャンバ
3a ゲートバルブ
4 天板
5 ICPコイル
6 天板カバー部
7 第1の高周波電源部
9 基板ステージ
10 コイルカバー部
12 ガス供給部
13 圧力制御部
15 トレイ
15a トレイ本体
17 駆動機構
18 トレイ押上ロッド
19 基板収容孔
21 基板支持部
23 ステージ上部
24 金属ブロック
25 絶縁体
26 側面
28 トレイ支持部
29 基板保持部
30 ガイドリング
31 保持面
32 溝
33 曲面部
40 ESC電極
41 ESC駆動電源部
45 冷却ガス供給部
56 第2の高周波電源部
59 冷却ユニット
70 制御部
71 操作・入力部
72 表示部
73 搬送処理部
74 エッチング処理部
75 クリーニング処理部
76 除電処理部
77 運転条件記憶部
Claims (9)
- 基板が収容される複数の基板収容孔が設けられ、この基板収容孔の内壁から突出する基板支持部を有するトレイを用いて、基板支持部にその縁部が支持されて基板収容孔に収容された状態の複数の基板をチャンバ内に搬入する基板搬入工程と、
チャンバ内において、トレイ支持部とこのトレイ支持部から上向きに突出する複数の基板保持部とを有する基板ステージに対して、トレイ支持部上にトレイを載置するとともにそれぞれの基板保持部上に基板を載置することで、基板保持部の端縁よりはみ出した基板の縁部と基板支持部とを離間させた状態とする基板載置工程と、
チャンバ内へ処理ガスを供給すると共にチャンバ内の圧力を調整して、それぞれの基板に対するプラズマ処理を行う第1プラズマ処理工程と、
トレイおよびそれぞれの基板が基板ステージ上に載置された状態にて、チャンバ内へ処理ガスを供給すると共にチャンバ内の圧力を調整してプラズマ処理を実施し、第1プラズマ処理工程の実施により基板の縁部と基板支持部とに付着した副生成物を除去する第2プラズマ処理工程と、
第2プラズマ処理工程の終了後、基板支持部により基板の縁部を支持した状態にて、トレイとともにそれぞれの基板をチャンバ内より搬出する基板搬出工程と、を含む、基板のプラズマ処理方法。 - 第1プラズマ処理工程の終了後、第2プラズマ処理工程を実施する際に、第1プラズマ処理工程における処理ガスとは異なる種類の処理ガスに切り換えるとともに、第1プラズマ処理工程における圧力よりも高い圧力にて第2プラズマ処理工程を行う、請求項1に記載の基板のプラズマ処理方法。
- 第1プラズマ処理工程において、それぞれの基板を静電吸着により基板保持部に吸着保持するとともに、基板と基板保持部の間に所定の圧力で供給される冷却ガスにより冷却しながら、プラズマ処理を行い、
第1プラズマ処理工程の終了後、第2プラズマ処理工程を実施する際に、第1プラズマ処理工程における静電吸着の駆動電圧よりも低い駆動電圧に切り換えて静電吸着を行う、請求項2に記載の基板のプラズマ処理方法。 - 第2プラズマ処理工程を実施する際に、第1プラズマ処理工程における冷却ガスの圧力よりも低い圧力に切り換える、請求項3に記載の基板のプラズマ処理方法。
- 第2プラズマ処理工程を実施する際の静電吸着の駆動電圧と、第2プラズマ処理工程におけるチャンバ内部の圧力と冷却ガスとの差圧がゼロである、請求項4に記載の基板のプラズマ処理方法。
- 基板としてサファイア基板を用い、第1プラズマ処理工程において、サファイア基板の表面に微小な凹凸構造を形成するプロセスを、プラズマ処理として行う、請求項3に記載の基板のプラズマ処理方法。
- 第1プラズマ処理工程における処理ガスとしてBCl3を用い、
第2プラズマ処理工程における処理ガスとしてO2/CF4を用いる、請求項6に記載の基板のプラズマ処理方法。 - 第2プラズマ処理工程の終了後、除電プラズマを発生させて、基板と基板保持部との間の残留静電吸着力を低減させる除電工程を実施する、請求項3から7のいずれか1つに記載の基板のプラズマ処理方法。
- 第2プラズマ処理工程において、除去した副生成物を基板保持部の側面に集積させる、請求項1から8のいずれか1つに記載の基板のプラズマ処理方法。
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