JP5528391B2 - Substrate plasma processing method - Google Patents

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Description

本発明は、トレイに収容された状態で搬送が行われる複数の基板に対して、プラズマ処理を行う方法に関する。   The present invention relates to a method for performing plasma processing on a plurality of substrates that are transferred while being accommodated in a tray.

LEDデバイスの製造工程において、デバイスからの光の外部取出し効率を向上させるために、サファイア基板の表面に凹凸構造を形成する工程としてエッチング処理(プラズマ処理)が行われている。このようなエッチング処理では、複数の基板がトレイに収容された状態にて取り扱われる(例えば、特許文献1参照)。   In the manufacturing process of an LED device, in order to improve the external extraction efficiency of light from the device, an etching process (plasma process) is performed as a process of forming an uneven structure on the surface of the sapphire substrate. In such an etching process, a plurality of substrates are handled in a state of being accommodated in a tray (see, for example, Patent Document 1).

具体的には、トレイには複数の基板収容孔が形成されており、基板収容孔の内壁から突出された基板支持部にサファイア基板の縁部が支持されることで、複数の基板がトレイに収容されるように構成されている。プラズマ処理装置のチャンバ内には基板ステージが配置されており、基板ステージの上面には、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が設けられている。   Specifically, a plurality of substrate accommodation holes are formed in the tray, and the edges of the sapphire substrate are supported by the substrate support portion protruding from the inner wall of the substrate accommodation hole, so that the plurality of substrates are placed in the tray. It is configured to be accommodated. A substrate stage is disposed in the chamber of the plasma processing apparatus, and a tray support part and a plurality of substrate holding parts protruding upward from the tray support part are provided on the upper surface of the substrate stage.

エッチング処理を行う際には、トレイに収容された状態で複数の基板をチャンバ内に搬入して、トレイ支持部上にトレイを載置することで、複数の基板を基板保持部上に載置するとともに、基板の縁部を基板支持部から離間した状態とする。このような状態にて、基板保持部に内蔵されたESC(静電チャック)によりそれぞれの基板を静電吸着して、基板保持部に保持させた状態にて、基板に対するエッチング処理が行われる。エッチング処理が完了すると、ESCによる吸着保持を解除して、トレイ支持部からトレイを持ち上げるとともに、基板支持部により基板の縁部を再び支持した状態にて、複数の基板をチャンバ内から搬出する。   When performing the etching process, the plurality of substrates are loaded into the chamber while being accommodated in the tray, and the plurality of substrates are placed on the substrate holding unit by placing the tray on the tray support unit. At the same time, the edge of the substrate is separated from the substrate support. In such a state, each substrate is electrostatically attracted by an ESC (electrostatic chuck) built in the substrate holding unit, and the substrate is etched by the substrate holding unit. When the etching process is completed, the adsorption holding by the ESC is released, the tray is lifted from the tray support portion, and a plurality of substrates are carried out of the chamber in a state where the edge portion of the substrate is again supported by the substrate support portion.

特開2007−109771号公報JP 2007-109771 A

しかしながら、特許文献1のようなエッチング処理方法では、基板ステージにおいてそれぞれの基板保持部に保持された状態の基板の縁部と、トレイにおける基板支持部とは、互いに離間した状態にあるため、エッチング処理中にサファイア基板およびトレイ(例えばSiCにて形成されている。)から発生した副生成物(デポ)が、基板の縁部やトレイの基板収容孔の内壁に付着し、製品不良が生じるという問題がある。   However, in the etching method as disclosed in Patent Document 1, the edge of the substrate held by each substrate holding part in the substrate stage and the substrate support part in the tray are in a state of being separated from each other. By-products (depots) generated from a sapphire substrate and a tray (for example, formed of SiC) during processing adhere to the edge of the substrate and the inner wall of the substrate accommodation hole of the tray, resulting in product defects. There's a problem.

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、トレイに収容された状態で搬送が行われる複数の基板に対してプラズマ処理を行う方法において、プラズマ処理中に基板の縁部およびトレイに付着した副生成物の除去を行って、製品の品質を向上させることができる基板のプラズマ処理方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and in a method for performing plasma processing on a plurality of substrates that are transported in a state of being accommodated in a tray, an edge portion of the substrate during plasma processing is provided. It is another object of the present invention to provide a plasma processing method for a substrate which can improve the quality of a product by removing a by-product attached to a tray.

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

本発明の第1態様によれば、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の間に隙間を形成した状態とする基板載置工程と、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、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、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み、第2プラズマ処理工程において、第2プラズマ処理工程によって除去される副生成物の基板保持部への付着を抑制する位置までトレイを上昇させた状態にてプラズマ処理を実施する、基板のプラズマ処理方法を提供する。   According to the first aspect of the present invention, a plurality of substrate accommodation holes for accommodating a substrate are provided, and a tray having a substrate support portion protruding from the inner wall of the substrate accommodation hole is used. A substrate carrying-in process for carrying a plurality of substrates in a state of being supported and accommodated in the substrate accommodation holes into the chamber, a tray support portion and a plurality of substrate holding portions projecting upward from the tray support portion in the chamber, With respect to the substrate stage having a substrate, the substrate is supported on the edge of the substrate protruding from the edge of the substrate holding unit by placing the tray on the tray supporting unit and placing the substrate on each substrate holding unit. In the substrate placing process in which a gap is formed between the substrate and the tray, and in a state where the tray and each substrate are placed on the substrate stage, the processing gas is supplied into the chamber and the pressure in the chamber is The first plasma processing step of performing plasma processing on the respective substrates, and supplying the processing gas into the chamber and adjusting the pressure in the chamber to perform the plasma processing, and by performing the first plasma processing step A second plasma processing step for removing by-products attached to the edge of the substrate and the substrate supporting portion; and after completion of the second plasma processing step, with the substrate supporting portion supporting the edge of the substrate in the tray And a substrate unloading step of unloading each substrate from the chamber, and in the second plasma processing step, the tray is moved to a position that suppresses adhesion of by-products removed by the second plasma processing step to the substrate holder. Provided is a plasma processing method for a substrate, in which plasma processing is performed in an elevated state.

本発明の第2態様によれば、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、第1態様に記載の基板のプラズマ処理方法を提供する。   According to the second aspect of the present invention, when the second plasma processing step is performed after completion of the first plasma processing step, the processing gas is switched to a different type of processing gas from the processing gas in the first plasma processing step. The substrate plasma processing method according to the first aspect, wherein the second plasma processing step is performed at a pressure higher than the pressure in the one plasma processing step.

本発明の第3態様によれば、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、第2態様に記載の基板のプラズマ処理方法を提供する。   According to the third aspect of the present invention, in the first plasma processing step, each substrate is attracted and held on the substrate holding portion by electrostatic attraction, and cooling supplied at a predetermined pressure between the substrate and the substrate holding portion. Plasma treatment is performed while cooling with gas, and when the second plasma treatment step is performed after the first plasma treatment step is finished, the drive voltage is switched to a drive voltage lower than the electrostatic adsorption drive voltage in the first plasma treatment step. The substrate plasma processing method according to the second aspect, wherein electrostatic adsorption is performed.

本発明の第4態様によれば、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、第3態様に記載の基板のプラズマ処理方法を提供する。   According to the fourth aspect of the present invention, when performing the second plasma processing step, the substrate plasma processing method according to the third aspect is switched to a pressure lower than the pressure of the cooling gas in the first plasma processing step. provide.

本発明の第5態様によれば、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、第4態様に記載の基板のプラズマ処理方法を提供する。   According to the fifth aspect of the present invention, the differential pressure between the electrostatic adsorption driving voltage and the pressure inside the chamber in the second plasma processing step and the cooling gas in performing the second plasma processing step is zero. The substrate plasma processing method according to the fourth aspect is provided.

本発明の第6態様によれば、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、第3態様に記載の基板のプラズマ処理方法を提供する。   According to a sixth aspect of the present invention, in the third aspect, a sapphire substrate is used as the substrate, and in the first plasma processing step, a process of forming a minute uneven structure on the surface of the sapphire substrate is performed as plasma processing. A method for plasma processing a substrate is provided.

本発明の第7態様によれば、第1プラズマ処理工程における処理ガスとしてBCl主体のガスを用い、第2プラズマ処理工程における処理ガスとしてO/フッ素系ガスの混合ガスを用いる、第6態様に記載の基板のプラズマ処理方法を提供する。 According to the seventh aspect of the present invention, a gas mainly composed of BCl 3 is used as the processing gas in the first plasma processing step, and a mixed gas of O 2 / fluorine gas is used as the processing gas in the second plasma processing step. A substrate plasma processing method according to an aspect is provided.

本発明の第8態様によれば、第2プラズマ処理工程によって除去される副生成物の基板保持部への付着を抑制する位置は、トレイの基板支持部により基板の縁部を支持する高さである、第1態様に記載の基板のプラズマ処理方法を提供する。   According to the eighth aspect of the present invention, the position at which the by-product removed by the second plasma processing step is prevented from adhering to the substrate holding portion is a height at which the edge of the substrate is supported by the substrate support portion of the tray. The substrate plasma processing method according to the first aspect is provided.

本発明の第9態様によれば、第2プラズマ処理工程の前に、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処理を行いながら前記基板の縁部を支持する高さまでトレイを上昇させる、第8態様に記載の基板のプラズマ処理方法を提供する。   According to the ninth aspect of the present invention, before the second plasma processing step, the substrate is generated while performing the static elimination processing for generating the static elimination plasma and reducing the residual electrostatic attraction force between the substrate and the substrate holder. The substrate plasma processing method according to the eighth aspect, wherein the tray is raised to a height supporting the edge of the substrate.

本発明の第10態様によれば、第2プラズマ処理工程によって除去される副生成物の基板保持部への付着を抑制する位置は、トレイの基板支持部が基板の縁部に接触せずに隙間を保った高さである、第1態様に記載の基板のプラズマ処理方法を提供する。   According to the tenth aspect of the present invention, the position at which the by-product removed by the second plasma processing step is prevented from adhering to the substrate holding portion is such that the substrate support portion of the tray does not contact the edge of the substrate. Provided is the substrate plasma processing method according to the first aspect, which is a height with a gap maintained.

本発明の第11態様によれば、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処理を行いながら基板を前記基板保持部の保持面から浮き上がらせる、第10態様に記載の基板のプラズマ処理方法を提供する。   According to the eleventh aspect of the present invention, after the second plasma processing step is completed, the plasma is generated while performing the static elimination treatment for reducing the residual electrostatic adsorption force between the substrate and the substrate holding portion by generating the static elimination plasma. The substrate plasma processing method according to the tenth aspect, wherein the substrate plasma processing method causes the substrate to float from a holding surface of the substrate holding unit.

本発明によれば、チャンバ内の基板ステージへの複数の基板の基板載置工程において、基板保持部の端部よりはみ出した基板の縁部とトレイの基板支持部とを離間させた状態として、この状態において第1プラズマ処理工程を実施して、その後、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、第2プラズマ処理工程を行うことにより除去することができる。加えて、第2プラズマ処理工程において、基板の縁部と基板支持部との間の隙間を減少あるいは当該隙間を無くした状態にてプラズマ処理を実施することにより、第2プラズマ処理工程で除去した副生成物が基板保持部の側面へ再付着するのを抑制することができる。したがって、基板のプラズマ処理方法における製品の品質を向上させることができると共に、プラズマ処理装置のメンテナンス頻度を少なくすることができる。   According to the present invention, in the substrate placement step of the plurality of substrates on the substrate stage in the chamber, the edge of the substrate protruding from the end of the substrate holding portion and the substrate support portion of the tray are separated, In this state, the first plasma processing step is performed, and then, by-products attached to the edge of the substrate and the substrate support portion by performing the first plasma processing step are removed by performing the second plasma processing step. can do. In addition, in the second plasma processing step, the plasma processing is performed in a state in which the gap between the edge of the substrate and the substrate support portion is reduced or eliminated, so that it is removed in the second plasma processing step. It is possible to suppress the by-product from reattaching to the side surface of the substrate holder. Therefore, the quality of the product in the plasma processing method for a substrate can be improved, and the maintenance frequency of the plasma processing apparatus can be reduced.

本発明の実施形態1にかかるドライエッチング装置の構成図1 is a configuration diagram of a dry etching apparatus according to a first embodiment of the present invention. トレイ、基板および基板ステージの斜視図Perspective view of tray, substrate and substrate stage トレイ、基板および基板ステージの斜視図(トレイ載置状態)Perspective view of tray, substrate and substrate stage (tray placement state) トレイおよび基板とステージ上部との関係を示す断面図Sectional view showing relationship between tray and substrate and stage top ドライエッチング装置が備える制御部の主要な構成を示すブロック図Block diagram showing the main configuration of the control unit provided in the dry etching device 実施形態1のエッチング処理方法の手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the procedure of the etching processing method of Embodiment 1. デポの付着状態を示す説明図((B)は分解状態)Explanatory drawing which shows the adhesion state of a deposit ((B) is a decomposition state) 実施形態1のクリーニング処理時のトレイ、基板および基板ステージを示す説明図Explanatory drawing which shows the tray at the time of the cleaning process of Embodiment 1, a board | substrate, and a substrate stage. トレイ搬出処理の手順を示す動作説明図Operation explanatory diagram showing the procedure of tray carry-out processing 本発明の実施形態2のクリーニング処理時のトレイ、基板および基板ステージを示す説明図Explanatory drawing which shows the tray at the time of the cleaning process of Embodiment 2 of this invention, a board | substrate, and a substrate stage.

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(実施形態1)
本発明の実施形態1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。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration diagram of an ICP (inductively coupled plasma) type dry etching apparatus 1 as an example of a plasma processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

ドライエッチング装置1は、その内部が基板2にプラズマ処理を行う処理室を構成するチャンバ(真空容器)3を備える。チャンバ3の上端開口は石英等の誘電体により形成された天板4により密閉状態で閉鎖されている。天板4の下面側は誘電体により形成された天板カバー部6により覆われている。天板4上にはICPコイル5が配置されており、ICPコイル5はコイルカバー部10により覆われている。ICPコイル5にはマッチング回路を含む第1の高周波電源部7が電気的に接続されている。天板4と対向するチャンバ3内の底部側には、バイアス電圧が印加される下部電極としての機能及び基板2の保持台としての機能を有する基板ステージ9が配置されている。チャンバ3には、例えばロードドック室(図示せず)と連通する開閉可能な搬入出用のゲートバルブ3aが設けられており、図示しない搬送機構が備えるハンド部により基板2が保持されて、開放状態のゲートバルブ3aを通して基板2の搬入・搬出動作が行われる。また、チャンバ3に設けられたエッチング用のガス導入口3bには、ガス供給部12が接続されている。ガス供給部12には、複数種類のガスの供給ライン(例えば、BCl、Cl、Ar、O、CF)が備えられており、それぞれのガス種のライン毎に設けられた開閉バルブ12a、12b、および流量調整部12cの開閉動作および開度が選択的に制御されることにより、ガス導入口3bから所望の流量および仕様の処理ガスを供給できる。さらに、チャンバ3に設けられた排気口3cには、真空ポンプや圧力制御弁等から構成される圧力制御部13が接続されている。 The dry etching apparatus 1 includes a chamber (vacuum container) 3 that constitutes a processing chamber in which plasma processing is performed on the substrate 2. The upper end opening of the chamber 3 is closed in a sealed state by a top plate 4 formed of a dielectric such as quartz. The lower surface side of the top plate 4 is covered with a top plate cover portion 6 formed of a dielectric. An ICP coil 5 is disposed on the top plate 4, and the ICP coil 5 is covered with a coil cover portion 10. The ICP coil 5 is electrically connected to a first high frequency power supply unit 7 including a matching circuit. A substrate stage 9 having a function as a lower electrode to which a bias voltage is applied and a function as a holding table for the substrate 2 is disposed on the bottom side in the chamber 3 facing the top plate 4. The chamber 3 is provided with a gate valve 3a that can be opened and closed that communicates with, for example, a load dock chamber (not shown), and the substrate 2 is held and opened by a hand unit provided in a transfer mechanism (not shown). The loading / unloading operation of the substrate 2 is performed through the gate valve 3a in the state. A gas supply unit 12 is connected to an etching gas inlet 3 b provided in the chamber 3. The gas supply unit 12 includes a plurality of types of gas supply lines (for example, BCl 3 , Cl 2 , Ar, O 2 , CF 4 ), and an open / close valve provided for each gas type line. By selectively controlling the opening / closing operation and the opening degree of 12a, 12b and the flow rate adjusting unit 12c, a processing gas having a desired flow rate and specifications can be supplied from the gas introduction port 3b. Further, a pressure control unit 13 including a vacuum pump, a pressure control valve, and the like is connected to the exhaust port 3 c provided in the chamber 3.

次に、本実施形態1のドライエッチング装置1にて取り扱われる基板2を保持するトレイ15について、図2および図3の模式斜視図を用いて説明する。   Next, the tray 15 holding the substrate 2 handled by the dry etching apparatus 1 of Embodiment 1 will be described with reference to the schematic perspective views of FIGS.

トレイ15は薄板円板状のトレイ本体15aを備える。トレイ15の材質としては、例えばアルミナ(Al)、窒化アルミニウム(AlN)、ジルコニア(ZrO)、イットリア(Y)、窒化シリコン(SiN)、炭化シリコン(SiC)等のセラミクス材や、アルマイトで被覆したアルミニウム、表面にセラミクスを溶射したアルミニウム、樹脂材料で被覆したアルミニウム等の金属がある。Cl系プロセスの場合にはアルミナ、イットリア、炭化シリコン、窒化アルミニウム等、F系プロセスの場合には石英、水晶、イットリア、炭化シリコン、アルマイトを容射したアルミニウム等を採用することが考えられる。なお、本実施形態1では、炭化シリコンを主材料として形成されたトレイ15が用いられる。 The tray 15 includes a thin disc-shaped tray body 15a. Examples of the material of the tray 15 include ceramic materials such as alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), zirconia (ZrO), yttria (Y 2 O 3 ), silicon nitride (SiN), and silicon carbide (SiC). There are also metals such as aluminum coated with alumite, aluminum coated with ceramics on the surface, and aluminum coated with a resin material. It is conceivable to employ alumina, yttria, silicon carbide, aluminum nitride or the like in the case of a Cl-based process, and aluminum or the like which applies quartz, quartz, yttria, silicon carbide, anodized or the like in the case of an F-based process. In the first embodiment, a tray 15 formed using silicon carbide as a main material is used.

トレイ本体15aには、上面15bから下面15cまで厚み方向に貫通する4個の基板収容孔19が設けられている。基板収容孔19は、上面15b及び下面15cから見てトレイ本体15aの中心に対して等角度間隔で配置されている。図4(A)及び(B)に詳細に示すように、それぞれの基板収容孔19の内壁15dには、孔中心に向けて突出する基板支持部21が設けられている。本実施形態1では、基板支持部21は内壁15dの全周に設けられており、平面視で円環状である。   The tray body 15a is provided with four substrate accommodation holes 19 penetrating in the thickness direction from the upper surface 15b to the lower surface 15c. The substrate accommodation holes 19 are arranged at equiangular intervals with respect to the center of the tray main body 15a when viewed from the upper surface 15b and the lower surface 15c. As shown in detail in FIGS. 4A and 4B, the inner wall 15d of each substrate housing hole 19 is provided with a substrate support portion 21 protruding toward the center of the hole. In this Embodiment 1, the board | substrate support part 21 is provided in the perimeter of the inner wall 15d, and is annular | circular shape by planar view.

それぞれの基板収容孔19にはそれぞれ1枚の基板2が収容される。基板収容孔19に収容された基板2は、その外周縁部2aの下面部分が基板支持部21の上面21aに支持される。また、基板収容孔19はトレイ本体15aを厚み方向に貫通するように形成されているので、トレイ本体15aの下面側から見ると、基板収容孔19により基板2の下面が露出した状態とされている。   Each substrate accommodation hole 19 accommodates a single substrate 2. The lower surface portion of the outer peripheral edge 2 a of the substrate 2 accommodated in the substrate accommodating hole 19 is supported by the upper surface 21 a of the substrate support portion 21. Further, since the substrate accommodation hole 19 is formed so as to penetrate the tray main body 15a in the thickness direction, the lower surface of the substrate 2 is exposed by the substrate accommodation hole 19 when viewed from the lower surface side of the tray main body 15a. Yes.

トレイ本体15aには、外周縁を部分的に切り欠いたノッチ15eが形成されており、搬送時などでトレイ15を取り扱う際に、センサ等を用いてトレイ15の向きを容易に確認できる。   The tray main body 15a is formed with a notch 15e with a part of the outer peripheral edge notched, and when the tray 15 is handled during transport or the like, the orientation of the tray 15 can be easily confirmed using a sensor or the like.

次に、図1〜図3、図4を参照して、基板ステージ9について説明する。   Next, the substrate stage 9 will be described with reference to FIGS.

図1に示すように、基板ステージ9は、セラミクス等の誘電体部材により形成されたステージ上部23と、表面にアルマイト被覆を形成したアルミニウム等により形成され、バイアス電圧が印加される下部電極として機能する金属ブロック24と、絶縁体25と、金属製のシールド27とを備える。基板ステージ9の最上部に配置されるステージ上部23は、金属ブロック24の上面に固定されており、ステージ上部23および金属ブロック24の外周が絶縁体25により覆われて、さらに絶縁体25の外周が金属により形成されたシールド27により覆われている。   As shown in FIG. 1, the substrate stage 9 is formed of a stage upper part 23 formed of a dielectric member such as ceramics, and aluminum having alumite coating on the surface and functions as a lower electrode to which a bias voltage is applied. A metal block 24, an insulator 25, and a metal shield 27. The stage upper part 23 arranged at the uppermost part of the substrate stage 9 is fixed to the upper surface of the metal block 24, and the outer periphery of the stage upper part 23 and the metal block 24 is covered with the insulator 25, and the outer periphery of the insulator 25 is further covered. Is covered with a shield 27 made of metal.

図2に示すように、ステージ上部23は円板状に形成されており、ステージ上部23の上端面は、トレイ15の下面15cを支持するトレイ支持部28となっている。また、トレイ15のそれぞれの基板収容孔19と対応する短円柱状の4個の基板保持部29がトレイ支持部28から上向きに突出している。さらにステージ上部23上には、トレイ支持部28を囲むように配置され、ステージ上部23から上向きに突出して形成された環状のガイドリング30が配置されている。このガイドリング30は、ステージ上部23において、トレイ15の配置位置を案内する役目を担っている。   As shown in FIG. 2, the stage upper portion 23 is formed in a disk shape, and the upper end surface of the stage upper portion 23 is a tray support portion 28 that supports the lower surface 15 c of the tray 15. Further, four short cylindrical substrate holding portions 29 corresponding to the respective substrate accommodation holes 19 of the tray 15 protrude upward from the tray support portion 28. Further, an annular guide ring 30 is disposed on the stage upper portion 23 so as to surround the tray support portion 28 and protrudes upward from the stage upper portion 23. The guide ring 30 plays a role of guiding the arrangement position of the tray 15 in the stage upper part 23.

ここで、トレイ15、基板2、および基板保持部29等の関係について、図4(A),(B)を参照して説明する。基板保持部29の外径R1は、基板支持部21の先端面(内周端面)21bの内径R2よりも小さく設定されている。したがって、トレイ15がトレイ支持部28上に配置された状態において、基板収容孔19に形成された基板支持部21と、基板保持部29との間には、互いに接触しないような隙間が確保される。   Here, the relationship among the tray 15, the substrate 2, the substrate holding portion 29, and the like will be described with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B). The outer diameter R1 of the substrate holding part 29 is set smaller than the inner diameter R2 of the front end face (inner peripheral end face) 21b of the substrate support part 21. Therefore, in a state where the tray 15 is disposed on the tray support portion 28, a gap is secured between the substrate support portion 21 formed in the substrate accommodation hole 19 and the substrate holding portion 29 so as not to contact each other. The

また、トレイ本体15aの下面15cから基板支持部21の上面21aまでの高さH1は、トレイ支持部28から基板保持部29における保持面31までの高さH2よりも低く設定されている。したがって、トレイ15の下面15cがトレイ支持部28上に配置された状態では、基板保持部29の保持面31により基板2が押し上げられ、トレイ15の基板支持部21から基板2が浮き上がった状態となる。言い換えれば、基板収容孔19に基板2を収容しているトレイ15をステージ上部23上に配置すると、基板収容孔19に収容された基板2は基板支持部21の上面21aから浮き上がり、基板2の縁部2aと基板支持部21の上面21aとが互いに離間した状態にて、基板2の下面が基板保持部29の保持面31上に配置される。なお、図3および図4(B)に示すように、それぞれの基板2が基板保持部29上に配置されて、トレイ15から離間した状態では、基板2の上面とトレイ15の上面15bとはほぼ同じ高さに位置された状態となる。   The height H1 from the lower surface 15c of the tray main body 15a to the upper surface 21a of the substrate support portion 21 is set to be lower than the height H2 from the tray support portion 28 to the holding surface 31 of the substrate holding portion 29. Therefore, in a state where the lower surface 15c of the tray 15 is disposed on the tray support portion 28, the substrate 2 is pushed up by the holding surface 31 of the substrate holding portion 29, and the substrate 2 is lifted from the substrate support portion 21 of the tray 15. Become. In other words, when the tray 15 that accommodates the substrate 2 in the substrate accommodation hole 19 is arranged on the upper stage 23, the substrate 2 accommodated in the substrate accommodation hole 19 is lifted from the upper surface 21 a of the substrate support portion 21, and The lower surface of the substrate 2 is disposed on the holding surface 31 of the substrate holding portion 29 in a state where the edge portion 2 a and the upper surface 21 a of the substrate supporting portion 21 are separated from each other. As shown in FIGS. 3 and 4B, when the respective substrates 2 are arranged on the substrate holding portion 29 and are separated from the tray 15, the upper surface of the substrate 2 and the upper surface 15b of the tray 15 are It will be in the state located in the almost same height.

また、基板保持部29の外径R1は、基板2の外径R3よりも小さく設定されている。したがって、基板2が基板保持部29上に配置されて、トレイ15から離間した状態では、図4(B)に示すように、基板2の縁部2aが基板保持部29の外周端部より径方向外向きに突出してはみ出した状態とされる。   Further, the outer diameter R1 of the substrate holding part 29 is set smaller than the outer diameter R3 of the substrate 2. Therefore, when the substrate 2 is disposed on the substrate holding portion 29 and is separated from the tray 15, the edge portion 2 a of the substrate 2 has a diameter larger than the outer peripheral end portion of the substrate holding portion 29 as shown in FIG. It is in a state of protruding outward in the direction.

また、図1に示すように、ステージ上部23に設けられた個々の基板保持部29の保持面31付近にはESC電極(静電吸着用電極)40が内蔵されている。これらのESC電極40は電気的に互いに絶縁されており、直流電源を内蔵するESC駆動電源部41から静電吸着用の直流電圧が印加される。   Further, as shown in FIG. 1, an ESC electrode (electrostatic chucking electrode) 40 is built in the vicinity of the holding surface 31 of each substrate holding unit 29 provided on the stage upper portion 23. These ESC electrodes 40 are electrically insulated from each other, and a DC voltage for electrostatic adsorption is applied from an ESC drive power supply unit 41 having a built-in DC power supply.

図1に示すように、それぞれの基板保持部29の保持面31には冷却ガス供給口44が設けられており、それぞれの冷却ガス供給口44は冷却ガス供給路47を通じて共通の冷却ガス供給部45に接続されている。なお、本実施形態1では、冷却ガスとしてヘリウム(He)が用いられ、プラズマ処理中において、基板保持部29の保持面31と基板2との間に冷却ガスが供給されることで基板2の冷却が行われる。   As shown in FIG. 1, a cooling gas supply port 44 is provided on the holding surface 31 of each substrate holding unit 29, and each cooling gas supply port 44 is connected to a common cooling gas supply unit 47 through a cooling gas supply path 47. 45. In the first embodiment, helium (He) is used as the cooling gas, and the cooling gas is supplied between the holding surface 31 of the substrate holding unit 29 and the substrate 2 during the plasma processing, whereby the substrate 2 is heated. Cooling takes place.

金属ブロック24には、バイアス電圧としての高周波を印加する第2の高周波電源部56が電気的に接続されている。第2の高周波電源部56はマッチング回路を備えている。   The metal block 24 is electrically connected to a second high frequency power supply unit 56 that applies a high frequency as a bias voltage. The second high frequency power supply unit 56 includes a matching circuit.

また、金属ブロック24内には、金属ブロック24を冷却するための冷媒流路60が形成されており、冷却ユニット59より温度調節された冷媒が冷媒流路60に供給されることで、金属ブロック24が冷却される。   In addition, a coolant channel 60 for cooling the metal block 24 is formed in the metal block 24, and the coolant whose temperature is adjusted by the cooling unit 59 is supplied to the coolant channel 60, so that the metal block 24 is cooled.

図1に示すように、基板ステージ9には、トレイ支持部28上に配置された状態のトレイ15をその下面側から押し上げて(突き上げて)トレイ15とともにそれぞれの基板2を上昇させる複数本のトレイ押上ロッド18が備えられている。それぞれのトレイ押上ロッド18は、トレイ支持部28の上面より突出した押上位置と、トレイ支持部28内に格納された格納位置との間で駆動機構17により昇降駆動される。   As shown in FIG. 1, the substrate stage 9 includes a plurality of trays 15 that are arranged on the tray support portion 28 and are pushed up (push up) from the lower surface side to raise the respective substrates 2 together with the tray 15. A tray push-up rod 18 is provided. Each tray push-up rod 18 is driven up and down by the drive mechanism 17 between a push-up position protruding from the upper surface of the tray support portion 28 and a storage position stored in the tray support portion 28.

次に、ドライエッチング装置1が備える制御部70の構成について、図5に示すブロック図を用いて説明する。   Next, the configuration of the control unit 70 provided in the dry etching apparatus 1 will be described with reference to the block diagram shown in FIG.

図5に示すように、ドライエッチング装置1が備えるそれぞれの構成部である、第1の高周波電源部7、第2の高周波電源部56、ESC駆動電源部41、ゲートバルブ3a、搬送機構、駆動機構17、ガス供給部12、冷却ユニット59、および圧力制御部13の動作が他の構成部の動作と関連付けられながら統括的に制御部70により制御される。また、制御部70には、オペレータによる操作や入力を行うための操作・入力部71と、ドライエッチング装置1における運転情報などを表示する表示部72とが備えられている。   As shown in FIG. 5, the first high frequency power supply unit 7, the second high frequency power supply unit 56, the ESC drive power supply unit 41, the gate valve 3 a, the transport mechanism, and the drive, which are the respective components included in the dry etching apparatus 1. Operations of the mechanism 17, the gas supply unit 12, the cooling unit 59, and the pressure control unit 13 are controlled by the control unit 70 while being associated with the operations of the other components. Further, the control unit 70 is provided with an operation / input unit 71 for performing operations and inputs by an operator, and a display unit 72 for displaying operation information and the like in the dry etching apparatus 1.

また、本実施形態1のドライエッチング装置1では、基板2として例えばサファイア基板が取り扱われ、エッチング処理(プラズマ処理)として、サファイア基板2の表面に微小な凹凸構造を形成する加工(PSS:Patterned Sapphire Substrate)が行われる。なお、このように基板2の表面に微小な凹凸構造を形成する加工を基板表面の粗面化加工または表面テキスチャ加工と言うこともできる。   Further, in the dry etching apparatus 1 according to the first embodiment, for example, a sapphire substrate is handled as the substrate 2, and as a etching process (plasma process), a minute uneven structure (PSS: Patterned Sapphire) is formed on the surface of the sapphire substrate 2. Substrate) is performed. It should be noted that the processing for forming a minute concavo-convex structure on the surface of the substrate 2 in this way can also be referred to as roughening processing or surface texture processing of the substrate surface.

ドライエッチング装置1では、このようなエッチング処理を行うために、トレイ15に保持された複数の基板2をチャンバ3内に搬入して、基板ステージ9上に載置するトレイ搬入処理(基板搬入工程および基板載置工程)と、搬入された基板2に対してエッチング処理によりPSS加工を行うエッチング処理(第1プラズマ処理工程)と、エッチング処理の実施により基板2およびトレイ15に付着した副生成物をプラズマ処理により除去するクリーニング処理(第2プラズマ処理工程)と、除電プラズマを発生させて基板2と基板保持部29との間の残留静電吸着力を低減させる除電処理(除電工程)と、それぞれの基板2をトレイ15に保持させた状態にてチャンバ3内より搬出するトレイ搬出処理(基板搬出工程)とが予め設定されたプログラムを実行することにより連続的に実施される。そのため、制御部70には、これらのプログラムおよびプログラムを実行する演算部により構成され、各種処理を実行する処理部として、搬送処理部73、エッチング処理部74、クリーニング処理部75、および除電処理部76が備えられている。また、エッチング処理、クリーニング処理、および除電処理を実施するための各種運転条件を記憶する運転条件記憶部77が制御部70には備えられている。   In the dry etching apparatus 1, in order to perform such an etching process, a plurality of substrates 2 held on the tray 15 are loaded into the chamber 3 and placed on the substrate stage 9 (substrate loading process). And substrate mounting step), etching processing (first plasma processing step) for performing PSS processing on the loaded substrate 2 by etching processing, and by-products attached to the substrate 2 and the tray 15 by performing the etching processing. Cleaning treatment (second plasma treatment step) for removing the plasma by a plasma treatment, a static elimination treatment (static elimination step) for generating a static elimination plasma to reduce the residual electrostatic attraction between the substrate 2 and the substrate holding portion 29, A tray unloading process (substrate unloading process) for unloading from the chamber 3 with each substrate 2 held on the tray 15 is set in advance. It carried out continuously by executing the program. Therefore, the control unit 70 includes these programs and a calculation unit that executes the programs, and a transfer processing unit 73, an etching processing unit 74, a cleaning processing unit 75, and a charge removal processing unit as processing units that execute various processes. 76 is provided. Further, the control unit 70 is provided with an operation condition storage unit 77 that stores various operation conditions for performing the etching process, the cleaning process, and the charge removal process.

次に、上述したような構成を有するドライエッチング装置1を用いて、複数の基板2に対してエッチング処理を行う方法について、図6に示すフローチャートを用いて説明する。なお、以降に説明するそれぞれの処理は、ドライエッチング装置1が備える制御部70によりそれぞれの構成部が予め設定されたプログラムおよび運転条件に基づいて制御されることにより実施される。   Next, a method for performing an etching process on a plurality of substrates 2 using the dry etching apparatus 1 having the above-described configuration will be described with reference to a flowchart shown in FIG. In addition, each process demonstrated below is implemented by controlling each structure part based on the program and driving | running condition which were preset by the control part 70 with which the dry etching apparatus 1 is provided.

(トレイ搬入処理)
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。
(Tray import processing)
First, the tray carry-in process (step S1) in the flowchart of FIG. 6 is performed. Specifically, in the dry etching apparatus 1, the gate valve 3a is opened. Thereafter, the tray 15 in which the substrates 2 are accommodated in the four substrate accommodation holes 19 is held by the hand portion of the transport mechanism, and is carried into the chamber 3 from the load lock chamber through the gate valve 3a, for example. .

チャンバ3内では、駆動機構17によって駆動されたトレイ押上ロッド18が上昇し、ハンド部からトレイ押上ロッド18の上端にトレイ15が移載される。トレイ15の移載後、ハンド部はロードロック室に待避し、ゲートバルブ3aが閉鎖される。   In the chamber 3, the tray push-up rod 18 driven by the drive mechanism 17 rises, and the tray 15 is transferred from the hand portion to the upper end of the tray push-up rod 18. After the transfer of the tray 15, the hand unit is retracted to the load lock chamber, and the gate valve 3a is closed.

上端にトレイ15を支持したトレイ押上ロッド18は、その押上位置から基板ステージ9内に格納される格納位置に向けて降下する。トレイ15は下面15cが基板ステージ9のステージ上部23のトレイ支持部28まで降下し、トレイ15はステージ上部23のトレイ支持部28によって支持される。トレイ15がトレイ支持部28に向けて降下する際に、ステージ上部23の基板保持部29がトレイ15の対応する基板収容孔19内にトレイ15の下面15c側から進入する。トレイ15の下面15cがトレイ支持部28に当接する前に、基板保持部29の上端面である保持面31が、基板2の下面に当接する。さらにトレイ15を下降させてトレイ15の下面15cをトレイ支持部28上に載置すると、それぞれの基板2の縁部2aが基板支持部21の上面21aから持ち上げられて、トレイ15と基板2との間に隙間が形成される。なお、トレイ15は、ガイドリング30によりその配置位置が位置決めされるため、それぞれの基板2は基板保持部29に対して高い位置決め精度で配置される。   The tray push-up rod 18 that supports the tray 15 at the upper end descends from the push-up position toward the storage position stored in the substrate stage 9. The lower surface 15 c of the tray 15 is lowered to the tray support portion 28 of the stage upper portion 23 of the substrate stage 9, and the tray 15 is supported by the tray support portion 28 of the stage upper portion 23. When the tray 15 descends toward the tray support portion 28, the substrate holding portion 29 of the stage upper portion 23 enters the corresponding substrate accommodation hole 19 of the tray 15 from the lower surface 15c side of the tray 15. Before the lower surface 15 c of the tray 15 contacts the tray support portion 28, the holding surface 31 that is the upper end surface of the substrate holding portion 29 contacts the lower surface of the substrate 2. When the tray 15 is further lowered and the lower surface 15c of the tray 15 is placed on the tray support portion 28, the edge 2a of each substrate 2 is lifted from the upper surface 21a of the substrate support portion 21, and the tray 15, the substrate 2, A gap is formed between the two. Since the tray 15 is positioned by the guide ring 30, each substrate 2 is positioned with high positioning accuracy with respect to the substrate holding portion 29.

その後、それぞれの基板保持部29に内蔵されたESC電極40に対してESC駆動電源部41から直流電圧(駆動電圧)を印加する。   Thereafter, a DC voltage (drive voltage) is applied from the ESC drive power supply unit 41 to the ESC electrodes 40 built in each substrate holding unit 29.

(エッチング処理)
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。
(Etching process)
Next, an etching process (step S2) is performed. Specifically, a gas for etching treatment is supplied from the gas supply unit 12 into the chamber 3, and the inside of the chamber 3 is adjusted to a predetermined pressure by the pressure control unit 13. Subsequently, a high frequency voltage is applied from the first high frequency power supply unit 7 to the ICP coil 5. As a result, plasma is generated in the chamber 3.

また、チャンバ3内にプラズマが発生することにより基板2と基板保持部29の間に静電吸着力が発生し、それぞれの基板保持部29の保持面31に基板2が静電吸着される。基板2の下面はトレイ15を介することなく保持面31上に直接配置されている。したがって、基板2は保持面31に対して高い密着度で保持される。その後、それぞれの基板保持部29の保持面31と基板2の下面との間に存在する空間内に、冷却ガス供給口44を通して冷却ガス供給部45から冷却ガスが所定の圧力で供給され、この空間に冷却ガスが充填される。冷却ガスが十分に充填された状態(所定の圧力に保たれた状態)にて、第2の高周波電源部56により基板ステージ9の金属ブロック24にバイアス電圧を印加し、チャンバ3内で発生したプラズマを基板ステージ9側へ引き寄せる。これにより、基板2に対するエッチング処理が行われて、基板2の表面に対するPSS加工が実施される。1枚のトレイ15で4枚の基板2を基板ステージ9上に載置できるので、バッチ処理が可能である。   Further, when plasma is generated in the chamber 3, an electrostatic adsorption force is generated between the substrate 2 and the substrate holding unit 29, and the substrate 2 is electrostatically adsorbed on the holding surface 31 of each substrate holding unit 29. The lower surface of the substrate 2 is directly disposed on the holding surface 31 without the tray 15 interposed. Therefore, the substrate 2 is held with high adhesion to the holding surface 31. Thereafter, the cooling gas is supplied at a predetermined pressure from the cooling gas supply unit 45 through the cooling gas supply port 44 into the space existing between the holding surface 31 of each substrate holding unit 29 and the lower surface of the substrate 2. The space is filled with cooling gas. A bias voltage is applied to the metal block 24 of the substrate stage 9 by the second high-frequency power supply unit 56 in a state where the cooling gas is sufficiently filled (maintained at a predetermined pressure), and is generated in the chamber 3. Plasma is drawn toward the substrate stage 9 side. Thereby, the etching process with respect to the board | substrate 2 is performed and the PSS process with respect to the surface of the board | substrate 2 is implemented. Since four substrates 2 can be placed on the substrate stage 9 with one tray 15, batch processing is possible.

エッチング処理中は、冷却ガスによる冷却に加えて、冷却ユニット59によって冷媒流路60中で冷媒を循環させて金属ブロック24を冷却し、それによってステージ上部23及び保持面31に保持された基板2が冷却される。したがって、エッチング処理において、基板2の温度が確実に制御される。所定の処理時間経過すると、第2の高周波電源部56による基板ステージ9の金属ブロック24へのバイアス電圧の印加を停止するとともに、エッチング処理用のガスの供給を停止して基板2に対するエッチング処理が完了する。その後、ESC駆動電源部41によるESC電極40への直流電圧(駆動電圧)の印加と冷却ガス供給部45からの冷却ガスの供給を停止する。   During the etching process, in addition to cooling with the cooling gas, the cooling unit 59 circulates the refrigerant in the refrigerant flow path 60 to cool the metal block 24, thereby the substrate 2 held on the stage upper part 23 and the holding surface 31. Is cooled. Therefore, the temperature of the substrate 2 is reliably controlled in the etching process. When a predetermined processing time elapses, the application of the bias voltage to the metal block 24 of the substrate stage 9 by the second high-frequency power supply unit 56 is stopped, and the supply of the etching process gas is stopped to perform the etching process on the substrate 2. Complete. Thereafter, the application of the DC voltage (drive voltage) to the ESC electrode 40 by the ESC drive power supply unit 41 and the supply of the cooling gas from the cooling gas supply unit 45 are stopped.

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7(A)および図7(B)の説明図に示す。図7(A)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S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。   Here, the state of the substrate 2 and the tray 15 immediately after such an etching process is shown in the explanatory diagrams of FIGS. 7A and 7B. As shown in FIG. 7A, in the state where the tray 15 is placed on the tray support portion 28 and the substrate 2 is held on each substrate holding portion 29, the upper surface of the substrate support portion 21 of the tray 15 is displayed. A gap S is provided between 21 a and the lower surface of the edge 2 a of the substrate 2 so as not to contact each other. When the etching process is performed in such a state, the lower surface of the edge 2a of the substrate 2 or the vicinity thereof (part A), the substrate support portion 21 of the tray 15 hidden by the edge 2a of the substrate 2 is covered. On the upper surface 21a and its vicinity (part B), deposits (deposition (deposits)), which are by-products generated during the etching process, are likely to adhere. In the figure, reference numeral 91 is a generated plasma, 92 is a sheath, and 93 is an attached deposit.

特に、トレイ15を用いて複数の基板2を支持しながら搬送を行うという形態では、基板2の縁部2aをトレイ15の基板支持部21に支持させる必要があるため、基板2を基板保持部29上に配置した状態にて、基板保持部29の外周端部よりも基板2の縁部2aがはみ出すような状態となる。さらに、基板2の縁部2aとトレイ15の基板支持部21との間に隙間Sが存在する状態にてエッチング処理が行われることになる。そのため、エッチング処理の際に、生成されたプラズマが比較的侵入し難い部位である基板2の縁部2aの下面やトレイ15の基板支持部21等に、エッチング処理の副生成物であるデポ93が付着して残り易くなる。このように基板2とトレイ15との間に付着したデポ93を除去する処理が後述するクリーニング処理である。   In particular, in the form of transporting while supporting a plurality of substrates 2 using the tray 15, it is necessary to support the edge 2 a of the substrate 2 on the substrate support portion 21 of the tray 15. 29, the edge 2a of the substrate 2 protrudes beyond the outer peripheral end of the substrate holding portion 29. Further, the etching process is performed in a state where there is a gap S between the edge 2 a of the substrate 2 and the substrate support portion 21 of the tray 15. Therefore, a depot 93 that is a by-product of the etching process is formed on the lower surface of the edge 2a of the substrate 2 or the substrate support part 21 of the tray 15 which is a part where the generated plasma is relatively difficult to enter during the etching process. Will stick and become easy to remain. The process of removing the deposit 93 attached between the substrate 2 and the tray 15 in this way is a cleaning process described later.

(トレイ高さ変更処理)
エッチング処理完了後のトレイ15は、図8(A)に示すように、トレイ支持部28上に接するように載置されている。トレイ支持部28にトレイ15を載置した状態でクリーニング処理を行うと、隙間Sが形成されていることにより、クリーニング処理によって除去したデポの多くは、側面26に再付着する。再付着したデポは処理を重ねるごとに堆積し、場合によっては、側面26に堆積したデポが基板保持部29の上面に回り込む。このような場合、基板2と基板保持部29との間に隙間が生じ、基板2と基板保持部29との間に冷却ガスとして供給されるHeガスがリークすることにより、Heガスの供給を制御する冷却ガス供給部45が制御限界に至り、基板2表面(特に基板2の周縁部分)のPSS加工の形状に影響を及ぼすおそれがある。それだけでなく、基板保持部29による基板2の確実な保持が阻害され、また、基板2とデポとの接触によりコンタミネーションが生じる可能性がある。したがって、このような側面26へのデポの堆積を抑制するため、トレイ15の位置(高さ)を、基板保持部29から基板2を持ち上げる位置まで上昇させて隙間Sを無くした状態とする。具体的には、エッチング処理が完了し、バイアス電圧の印加、エッチング処理用のガスの供給、ESC電極40への直流電圧(駆動電圧)の印加および冷却ガスの供給が停止された後、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(トレイ高さ変更処理)。図8(B)に示すように、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、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から浮き上がった状態(離れた状態)になる。このとき、基板2の縁部2aとトレイ15の基板支持部21との間に形成されていた隙間Sは無くなる。このようにして、第2プラズマ処理工程によって除去される副生成物の基板保持部29への付着を抑制する位置までトレイ15を上昇させる。
(Tray height change process)
The tray 15 after the completion of the etching process is placed so as to be in contact with the tray support portion 28 as shown in FIG. When the cleaning process is performed with the tray 15 placed on the tray support 28, the gap S is formed, so that most of the deposits removed by the cleaning process reattach to the side surface 26. The re-deposited deposit is deposited every time the process is repeated. In some cases, the deposit deposited on the side surface 26 wraps around the upper surface of the substrate holder 29. In such a case, a gap is generated between the substrate 2 and the substrate holding part 29, and the He gas supplied as a cooling gas leaks between the substrate 2 and the substrate holding part 29, so that the He gas is supplied. The cooling gas supply unit 45 to be controlled reaches the control limit and may affect the shape of the PSS processing on the surface of the substrate 2 (particularly, the peripheral portion of the substrate 2). In addition, reliable holding of the substrate 2 by the substrate holding unit 29 is hindered, and contamination may occur due to contact between the substrate 2 and the deposit. Therefore, in order to suppress deposition of deposits on the side surface 26, the position (height) of the tray 15 is raised to a position where the substrate 2 is lifted from the substrate holding portion 29, and the gap S is eliminated. Specifically, after the etching process is completed and the application of the bias voltage, the supply of the gas for the etching process, the application of the DC voltage (drive voltage) to the ESC electrode 40 and the supply of the cooling gas are stopped, the drive mechanism 17 raises each tray push-up rod 18 (tray height changing process). As shown in FIG. 8B, when the tray push-up rod 18 is raised, the lower surface 15c of the tray 15 is pushed up at its upper end, and the substrate support portion 21 of the tray 15 and the lower surface of the edge portion 2a of the substrate 2 come into contact with each other. Thus, each substrate 2 is pushed up while being supported by the tray 15, and is lifted (separated) from the holding surface 31 of the substrate holding portion 29. At this time, the gap S formed between the edge 2a of the substrate 2 and the substrate support portion 21 of the tray 15 is eliminated. In this manner, the tray 15 is raised to a position where the by-product removed by the second plasma processing step is prevented from adhering to the substrate holding portion 29.

このトレイ高さ変更処理は、残留静電吸着力を低減させるための除電処理の最中に実施することが好ましい。エッチング処理後においては、ESC電極40への直流電圧の印加を停止した後も、基板2と基板保持部29の保持面31は残留静電吸着力によって密着しており、容易に両者を引き離すことはできない。このため、除電用のプラズマを発生させた除電処理を行いながら、上述のトレイ高さ変更処理を行う。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O等のガス等)を供給するとともに、チャンバ3内にプラズマを発生させて、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。この間、基板2と保持面31との間の残留静電吸着力は中和され、トレイ高さ変更処理をスムーズに実行することができる。 This tray height changing process is preferably performed during the static elimination process for reducing the residual electrostatic attraction force. After the etching process, even after the application of the DC voltage to the ESC electrode 40 is stopped, the substrate 2 and the holding surface 31 of the substrate holding part 29 are in close contact with each other by the residual electrostatic attraction force, and they can be easily separated. I can't. For this reason, the above-described tray height changing process is performed while performing the charge removal process in which the plasma for charge removal is generated. Specifically, the gas supply unit 12 enters the chamber 3 with a different type of static elimination gas (such as an inert gas such as Ar or He or a gas such as O 2 that does not easily contribute to etching) from the cleaning gas. ) And plasma is generated in the chamber 3 to reduce the electrostatic adsorption force remaining between the substrate 2 and the substrate holder 29. During this time, the residual electrostatic attraction force between the substrate 2 and the holding surface 31 is neutralized, and the tray height changing process can be executed smoothly.

(クリーニング処理)
トレイ高さ変更処理の後、クリーニング処理を実施する(ステップS3)。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とは異なる種類のクリーニ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内を所定圧力に調整する。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してチャンバ3内にプラズマを発生させる。このプラズマにより基板2の縁部2aおよびトレイ15の基板支持部21ならびにその近傍に付着しているデポが除去される。
(Cleaning process)
After the tray height changing process, a cleaning process is performed (step S3). Specifically, a cleaning gas of a different type from the etching gas is supplied from the gas supply unit 12 into the chamber 3, and the inside of the chamber 3 is adjusted to a predetermined pressure by the pressure control unit 13. Subsequently, a high frequency voltage is applied from the first high frequency power supply unit 7 to the ICP coil 5 to generate plasma in the chamber 3. This plasma removes the edge 2a of the substrate 2, the substrate supporting portion 21 of the tray 15, and the deposit attached to the vicinity thereof.

このクリーニング処理では、チャンバ3内の圧力は、エッチング処理における圧力よりも高い圧力に調整される。このようにクリーニング処理において、チャンバ3内の空間を高い圧力とすることにより、生成されるプラズマの等方性的な特性を強めることができ、付着しているデポを効果的に除去できる。   In this cleaning process, the pressure in the chamber 3 is adjusted to a pressure higher than the pressure in the etching process. Thus, in the cleaning process, by setting the space in the chamber 3 to a high pressure, the isotropic characteristics of the generated plasma can be enhanced, and the deposited deposit can be effectively removed.

また、クリーニング処理前のトレイ高さ変更処理により、縁部2aの下面と基板支持部21との間の隙間Sはなくなっている。このように隙間Sのない状態でのクリーニング処理によれば、隙間Sが存在する状態でのクリーニング処理よりも側面26へのデポの再付着を抑制することができる。   Further, the gap S between the lower surface of the edge portion 2a and the substrate support portion 21 is eliminated by the tray height changing process before the cleaning process. As described above, according to the cleaning process without the gap S, it is possible to suppress the reattachment of the deposit to the side surface 26 as compared with the cleaning process with the gap S present.

その後、所定時間が経過すると、クリーニング処理用のガスの供給を停止して、基板2およびトレイ15に対するクリーニング処理が完了する。   Thereafter, when a predetermined time elapses, the supply of the cleaning process gas is stopped, and the cleaning process for the substrate 2 and the tray 15 is completed.

(トレイ搬出処理)
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S4)。具体的には、駆動機構17によりそれぞれのトレイ押上ロッド18をさらに押上位置まで上昇させ、トレイ15を図9(A)、(B)に示す高さ(搬送高さ)に位置させる。その後、ゲートバルブ3aが開放されて、搬送機構のハンド部81がチャンバ3内に挿入される。さらにその後、図9(B)、(C)に示すように、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が、トレイ押上ロッド18からハンド部81に受け渡されて、ゲートバルブ3aを通して、トレイ15に支持された状態の基板2が搬出される。
(Tray unloading process)
Subsequently, a tray unloading process for unloading each substrate 2 together with the tray 15 from the chamber 3 is performed (step S4). Specifically, each tray push-up rod 18 is further raised to the push-up position by the drive mechanism 17, and the tray 15 is positioned at the height (conveyance height) shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B). Thereafter, the gate valve 3 a is opened, and the hand portion 81 of the transport mechanism is inserted into the chamber 3. Thereafter, as shown in FIGS. 9B and 9C, the tray 15 in which the substrate 2 is accommodated in each of the four substrate accommodation holes 19 is transferred from the tray push-up rod 18 to the hand portion 81. Thus, the substrate 2 supported by the tray 15 is carried out through the gate valve 3a.

このように本実施形態1の基板2に対するクリーニング処理方法によれば、基板2の縁部2aとトレイ15の基板支持部21とが互いに接触しない程度に離間した状態にて基板2に対するエッチング処理を行い、このエッチング処理に続いて、トレイ高さ変更処理を行ってからクリーニング処理を実施することにより、エッチング処理の際に基板2の縁部2aとトレイ15の基板支持部21とに付着した副生成物であるデポを、生成されたプラズマを用いて効果的に除去することができる。したがって、その後、トレイ15に収容させた状態にて複数の基板2をチャンバ3から搬出する際に、トレイ15と基板2との接触によりデポが落下することを防止することができる。また、クリーニング処理に先立ってトレイ高さ変更処理を実施し、縁部2aの下面と基板支持部21との間の隙間Sを無くした状態としてクリーニング処理を行うことにより、デポが側面26へ堆積すること、および側面26へ堆積したデポが基板保持部29の上面に回り込むことを抑制することができる。したがって、基板2と基板支持部29の隙間からHeガスがリークして冷却ガス供給部45が制御不能となることを防止して、基板2表面のPSS加工の形状への影響を低減することができ、さらに、基板保持部29による基板2の確実な保持を確保することができる。   As described above, according to the cleaning processing method for the substrate 2 of the first embodiment, the etching processing for the substrate 2 is performed in a state where the edge 2a of the substrate 2 and the substrate support portion 21 of the tray 15 are spaced apart from each other. After the etching process, the tray height changing process is performed and then the cleaning process is performed, so that the sub-surface adhered to the edge 2a of the substrate 2 and the substrate support part 21 of the tray 15 during the etching process. The product depot can be effectively removed using the generated plasma. Therefore, when the plurality of substrates 2 are subsequently unloaded from the chamber 3 while being accommodated in the tray 15, it is possible to prevent the deposits from dropping due to contact between the tray 15 and the substrate 2. In addition, a tray height changing process is performed prior to the cleaning process, and the cleaning process is performed in a state in which the gap S between the lower surface of the edge 2a and the substrate support part 21 is eliminated, so that the deposit is deposited on the side surface 26. It is possible to prevent the deposit deposited on the side surface 26 from entering the upper surface of the substrate holding portion 29. Therefore, it is possible to prevent the He gas from leaking from the gap between the substrate 2 and the substrate support portion 29 and cause the cooling gas supply unit 45 to become uncontrollable, and to reduce the influence on the shape of the PSS processing on the surface of the substrate 2. In addition, the substrate 2 can be reliably held by the substrate holder 29.

よって、側面26に付着したデポを頻繁に拭き取る必要がなくなるとともに、デポが基板保持部29上等に落下、堆積若しくは回り込んで、次の処理を行う際にコンタミネーションが生じることなどのトラブルの発生を回避することができるため、基板2のエッチング処理方法における製品の品質を向上させ、メンテナンスサイクルを延ばすことができる。   Therefore, it is not necessary to frequently wipe off the deposit attached to the side surface 26, and troubles such as the occurrence of contamination when the deposit is dropped, deposited, or wraps around the substrate holding portion 29 and the next processing is performed. Since generation | occurrence | production can be avoided, the quality of the product in the etching processing method of the board | substrate 2 can be improved, and a maintenance cycle can be extended.

また、本実施形態1のエッチング処理方法において、基板2としてサファイア基板を用いて処理を行う場合には、それぞれの処理の運転条件は、次のように設定することができる。これらの運転条件は、制御部70の運転条件記憶部77に予め記憶されている。なお、これらの運転条件は一例であり、処理される基板の種類や処理内容などにより最適な条件に設定することができる。   Moreover, in the etching method of this Embodiment 1, when processing using a sapphire substrate as the board | substrate 2, the operating conditions of each process can be set as follows. These operating conditions are stored in advance in the operating condition storage unit 77 of the control unit 70. These operating conditions are merely examples, and can be set to optimum conditions depending on the type of substrate to be processed, the processing content, and the like.

エッチング処理:
処理ガス種・流量: BCl、200cc
処理圧力: 0.6Pa
ICPコイル印加パワー: 1400W
バイアス: 1600W
ESC電極への印加電圧: 2.0kV
冷却ガス圧力: 2.0kPa
処理時間: 10min
Etching process:
Process gas type and flow rate: BCl 3 , 200cc
Processing pressure: 0.6Pa
ICP coil applied power: 1400W
Bias: 1600W
Applied voltage to ESC electrode: 2.0 kV
Cooling gas pressure: 2.0 kPa
Processing time: 10min

クリーニング処理:
処理ガス種・流量: O、200cc/CF、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: 0kV
冷却ガス圧力: 0kPa
処理時間: 2min
Cleaning process:
Process gas type / flow rate: O 2 , 200 cc / CF 4 , 200 cc
Processing pressure: 8.0 Pa
ICP coil applied power: 1800W
Bias: 0W
Applied voltage to ESC electrode: 0 kV
Cooling gas pressure: 0 kPa
Processing time: 2min

なお、クリーニング処理時におけるトレイ15の高さは搬送高さであっても良い。この場合、トレイ15の搬出の際に高さを変更させることなくそのまま搬出することができるため、トレイ搬出処理の効率性を向上させることができる。   Note that the height of the tray 15 during the cleaning process may be the conveyance height. In this case, since the tray 15 can be unloaded without changing the height when it is unloaded, the efficiency of the tray unloading process can be improved.

本実施形態1では、クリーニング処理の開始前にトレイ高さ変更処理を実施する場合について説明したが、クリーニング処理の途中でトレイ高さ変更処理を実施しても良い。クリーニング処理時のプラズマにも除電効果があるので前述のような除電処理を行う必要がなくなるという点で有利である。
この場合、クリーニング処理の開始からトレイ高さ変更処理の開始までの時間は、短くする方が好ましく、さらにその間における冷却ガスのチャンバ内部の圧力との差圧はゼロである方が好ましい。
In the first embodiment, the case where the tray height changing process is performed before the start of the cleaning process has been described. However, the tray height changing process may be performed during the cleaning process. The plasma at the time of the cleaning process is also advantageous in that it eliminates the need for the above-described neutralization process because it has a neutralization effect.
In this case, it is preferable to shorten the time from the start of the cleaning process to the start of the tray height changing process, and it is more preferable that the differential pressure between the cooling gas and the pressure inside the chamber is zero.

(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2に係るプラズマ処理方法ついて説明する。上記実施形態1では、デポの基板保持部29への付着を抑制する位置として、基板2の縁部2aとトレイ15の基板支持部21との間の隙間Sを無くした状態でクリーニング処理を実施する場合について説明したが、本実施形態2では、基板2の縁部2aとトレイ15の基板支持部21との間の隙間Sを小さくした状態でクリーニング処理を実施するものである。装置については、実施形態1と同じ装置を用いるため、同一の構成部材には同じ参照番号を付してその説明を省略する。以下に本実施形態2と実施形態1との相違点を主体として説明を行う。
(Embodiment 2)
Next, a plasma processing method according to Embodiment 2 of the present invention will be described. In the first embodiment, the cleaning process is performed in a state where the gap S between the edge 2a of the substrate 2 and the substrate support portion 21 of the tray 15 is eliminated as a position for suppressing the deposition of the deposit on the substrate holding portion 29. In the second embodiment, the cleaning process is performed in a state where the gap S between the edge 2a of the substrate 2 and the substrate support portion 21 of the tray 15 is reduced. About the apparatus, since the same apparatus as Embodiment 1 is used, the same referential mark is attached | subjected to the same structural member and the description is abbreviate | omitted. The following description will focus on the differences between the second embodiment and the first embodiment.

エッチング処理終了後のトレイ15は、図10(A)に示すように、トレイ支持部28上に接するように載置されている。実施形態1と同様に、ガスの供給、圧力の調整、ESC電極40への直流電流の印加の停止を行う。その後、図10(B)に示すように、トレイ15をトレイ押上ロッド18によって突き上げることにより、基板2の縁部2aと基板支持部21との間の隙間Sを小さくする。この場合、縁部2aの下面と基板支持部21との間に形成される隙間Sの寸法d2は、トレイ15を突き上げていないときの隙間Sの寸法d1よりも小さくなる。このように、基板2の縁部2aと基板支持部21との間の隙間Sが小さくなるように、トレイ15をデポの付着を抑制する位置まで上昇させてから、第2の高周波電源部56によるバイアス電圧は印加せずにチャンバ3内にプラズマを発生させてクリーニング処理を開始する。   As shown in FIG. 10A, the tray 15 after the etching process is placed so as to be in contact with the tray support portion 28. As in the first embodiment, gas supply, pressure adjustment, and application of direct current to the ESC electrode 40 are stopped. Thereafter, as shown in FIG. 10B, the gap 15 between the edge 2 a of the substrate 2 and the substrate support portion 21 is reduced by pushing up the tray 15 with the tray push-up rod 18. In this case, the dimension d2 of the gap S formed between the lower surface of the edge 2a and the substrate support 21 is smaller than the dimension d1 of the gap S when the tray 15 is not pushed up. Thus, after raising the tray 15 to a position where adhesion of deposition is suppressed so that the gap S between the edge portion 2a of the substrate 2 and the substrate support portion 21 is reduced, the second high-frequency power supply unit 56 is used. The cleaning process is started by generating plasma in the chamber 3 without applying the bias voltage.

(トレイ搬出処理)
クリーニング処理が終わると、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S4)。それぞれのトレイ押上ロッド18をさらに上昇させることで、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。そのままトレイ押上ロッド18を押上位置(トレイ15を搬送高さ)まで上昇させる。この場合も、実施形態1と同様に基板2と基板保持部29との間の残留静電吸着力を低減させる除電処理を行いながらトレイ搬出処理を行う。
(Tray unloading process)
When the cleaning process is finished, a tray unloading process for unloading each substrate 2 from the chamber 3 together with the tray 15 is performed (step S4). By further raising each tray push-up rod 18, the substrate support portion 21 of the tray 15 and the lower surface of the edge portion 2 a of the substrate 2 come into contact with each other, and each substrate 2 is pushed up in a state of being supported by the tray 15. And lifts from the holding surface 31 of the substrate holding part 29. The tray push-up rod 18 is raised to the push-up position (tray 15 is transported) as it is. Also in this case, the tray carry-out process is performed while performing the static elimination process for reducing the residual electrostatic attraction force between the substrate 2 and the substrate holding unit 29 as in the first embodiment.

その後は実施形態1と同様に、ゲートバルブ3aが開放されて、搬送機構のハンド部81がチャンバ3内に挿入されて、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が、トレイ押上ロッド18からハンド部81に受け渡されて、ゲートバルブ3aを通して、トレイ15に支持された状態の基板2が搬出される。   Thereafter, as in the first embodiment, the gate valve 3a is opened, the hand portion 81 of the transport mechanism is inserted into the chamber 3, and the trays in the state where the substrates 2 are accommodated in the four substrate accommodating holes 19, respectively. 15 is transferred from the tray push-up rod 18 to the hand portion 81, and the substrate 2 supported by the tray 15 is carried out through the gate valve 3a.

このように、本実施形態2では、縁部2aの下面と基板支持部21との間の隙間Sを小さくした状態にてクリーニング処理を実施することで、エッチング処理の際に縁部2aや基板支持部21に付着した副生成物のデポが側面26へ再付着および堆積することを抑制しつつ、プラズマを用いて効果的にデポを除去することができる。したがって、Heガスのリークによる基板2表面のPSS加工の形状への影響を低減し、さらに基板保持部29による基板2の確実な保持を確保して、コンタネーションの発生を抑制することができるため、結果的にドライエッチング装置1のメンテナンスサイクルを延ばすことができる。また、本実施形態2では、隙間Sが存在する状態でクリーニング処理を実施するため、隙間Sがない状態でクリーニング処理を実施する実施形態1よりも、基板2の縁部2aおよびその下面に付着したデポを十分に除去することができる。   As described above, in the second embodiment, the cleaning process is performed in a state where the gap S between the lower surface of the edge part 2a and the substrate support part 21 is reduced, so that the edge part 2a and the substrate are etched during the etching process. The depot can be effectively removed using plasma while suppressing the deposition of the by-product adhering to the support portion 21 from reattaching and depositing on the side surface 26. Therefore, the influence on the shape of the PSS processing on the surface of the substrate 2 due to the leak of He gas can be reduced, and the substrate 2 can be surely held by the substrate holding portion 29 and the occurrence of the contamination can be suppressed. As a result, the maintenance cycle of the dry etching apparatus 1 can be extended. Further, in the second embodiment, since the cleaning process is performed in a state where the gap S exists, it adheres to the edge portion 2a of the substrate 2 and its lower surface, compared to the first embodiment in which the cleaning process is performed without the gap S. The deposited depot can be removed sufficiently.

なお、本実施形態2では、クリーニング処理の開始前に隙間Sを小さくしてクリーニング処理を実施するが、クリーニング処理の途中でさらにトレイ高さ変更処理を実施することにより、実施形態1のような隙間Sをなくした状態にしても良い。このように、隙間Sを小さくした状態をクリーニング処理の序盤に限定することで、基板保持部29の側面26へのデポの付着を大幅に減少させることができる。   In the second embodiment, the cleaning process is performed by reducing the gap S before the start of the cleaning process. However, the tray height changing process is further performed in the middle of the cleaning process, as in the first embodiment. The gap S may be eliminated. As described above, by limiting the state in which the gap S is reduced to the early stage of the cleaning process, it is possible to significantly reduce deposition of deposits on the side surface 26 of the substrate holding portion 29.

さらに、本実施形態2では、クリーニング処理の開始前にトレイ高さ変更処理を実施する場合について説明したが、クリーニング処理の途中でトレイ高さ変更処理を実施しても良い。この場合、クリーニング処理の開始からトレイ高さ変更処理の開始までの時間は、短くする方が好ましく、さらにその間における冷却ガスのチャンバ内部の圧力との差圧はゼロである方が好ましい。   Furthermore, although the case where the tray height changing process is performed before the start of the cleaning process has been described in the second embodiment, the tray height changing process may be performed during the cleaning process. In this case, it is preferable to shorten the time from the start of the cleaning process to the start of the tray height changing process, and it is more preferable that the differential pressure between the cooling gas and the pressure inside the chamber is zero.

さらに、実施形態2では、クリーニング処理後にトレイ搬出処理を行っているが、クリーニング処理の終盤で、トレイ搬出処理の前半の動作(トレイを上昇させて基板2を基板保持部29の保持面31から浮き上がらせる)を行ってもよい。この場合も前述の除電処理を行う必要がなくなるという点で有利である。   Furthermore, in the second embodiment, the tray unloading process is performed after the cleaning process. However, at the final stage of the cleaning process, the first half of the tray unloading process (the tray 2 is lifted to remove the substrate 2 from the holding surface 31 of the substrate holding unit 29). May be raised). This is also advantageous in that it is not necessary to perform the above-described charge removal process.

なお、本発明は上述の構成に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、サファイア基板に代えて、シリコン基板に対しても上述の実施形態のエッチング処理方法を適用できる。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned structure, It can implement in another various aspect. For example, instead of the sapphire substrate, the etching method of the above-described embodiment can be applied to a silicon substrate.

さらに円盤状の基板に代えて、四角形状の基板に対しても上述の実施形態のエッチング処理方法を適用できる。このような四角形状基板としては、例えば、太陽光パネル基板がある。太陽光パネル基板では、太陽光を効率的に吸収するために基板の表面に微小な凹凸構造がエッチング処理や表面テキスチャ加工により形成され、凹凸構造がエッチング処理により形成される点においてはサファイア基板と共通する。また、このような太陽光パネル基板では、シリコン系材料により形成されるものが多く、また、トレイを用いた基板の搬送が採用されている。   Furthermore, the etching method of the above-described embodiment can be applied to a quadrangular substrate instead of the disc-shaped substrate. An example of such a rectangular substrate is a solar panel substrate. In a solar panel substrate, in order to efficiently absorb sunlight, a minute concavo-convex structure is formed on the surface of the substrate by etching treatment or surface texture processing, and in that the concavo-convex structure is formed by etching treatment, Common. In addition, such solar panel substrates are often formed of silicon-based materials, and the conveyance of the substrates using a tray is employed.

また、上述の構成では、トレイ15の基板収容孔19の内壁の全周囲に渡って形成された基板支持部21により、基板2の縁部2aの全周囲が支持されるような例について説明したが、基板支持部21が基板収容孔19の内壁の一部について形成されて、基板2の縁部2aがその外周の一部において支持されるような構成を採用しても良い。   Further, in the above-described configuration, the example in which the entire periphery of the edge portion 2a of the substrate 2 is supported by the substrate support portion 21 formed over the entire periphery of the inner wall of the substrate accommodation hole 19 of the tray 15 has been described. However, a configuration in which the substrate support portion 21 is formed on a part of the inner wall of the substrate accommodation hole 19 and the edge portion 2a of the substrate 2 is supported on a part of the outer periphery thereof may be employed.

また、上述の実施形態のエッチング処理方法を複数枚のトレイ15に対して連続的に実施した後、チャンバ3内にトレイ15を載置しない状態にてクリーニング処理を実施して、チャンバ3内に付着しているデポを除去するようにしても良い。   In addition, after the etching processing method of the above-described embodiment is continuously performed on a plurality of trays 15, a cleaning process is performed in a state where the tray 15 is not placed in the chamber 3. You may make it remove the deposit which has adhered.

さらに、上記実施形態では、クリーニング処理の開始前にトレイ高さ変更処理を実施する場合について説明したが、クリーニング処理の途中でトレイ高さ変更処理を実施しても良い。この場合、クリーニング処理の開始からトレイ高さ変更処理の開始までの時間は、短くする方が好ましく、さらにその間における冷却ガスとチャンバ内部の圧力との差圧はゼロである方が好ましい。   Furthermore, in the above embodiment, the case where the tray height changing process is performed before the start of the cleaning process has been described. However, the tray height changing process may be performed during the cleaning process. In this case, it is preferable to shorten the time from the start of the cleaning process to the start of the tray height changing process, and it is more preferable that the differential pressure between the cooling gas and the pressure inside the chamber is zero.

なお、上記実施形態1,2ではエッチング処理(第1プラズマ処理)用のガスとしてBCl3を使用する場合を例に挙げて説明しているが、エッチング処理用ガスとしてはBCl3主体のガス、例えばBCl/Cl/Ar,BCl/Cl,Bcl/Ar等であってもよい。また、上記実施形態1、2ではクリーニング処理(第2プラズマ処理)用のガスとしてO/CFの混合ガスを使用する場合を例に挙げて説明しているが、クリーニング処理用のガスとしては、O/フッ素系ガスの混合ガス、例えばO/SF,O/CHF,O/NF等であってもよい。
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
In the first and second embodiments, the case where BCl3 is used as an etching process (first plasma process) gas is described as an example. However, as the etching process gas, a BCl3-based gas such as BCl3 is used. 3 / Cl 2 / Ar, BCl 3 / Cl 2 , Bcl 3 / Ar, or the like may be used. In the first and second embodiments, the case where a mixed gas of O 2 / CF 4 is used as an example of a cleaning process (second plasma process) gas has been described as an example. May be a mixed gas of O 2 / fluorine-based gas, for example, O 2 / SF 6 , O 2 / CHF 3 , O 2 / NF 3 and the like.
It is to be noted that, by appropriately combining arbitrary embodiments of the various embodiments described above, the effects possessed by them can be produced.

本発明は、トレイに収容された状態で搬送が行われる複数の基板に対してプラズマ処理を行う方法に有用であり、特に、基板表面に微小な凹凸構造を形成する基板の粗面化処理や表面テキスチャ加工をエッチング処理により行うような方法に適用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a method for performing plasma processing on a plurality of substrates that are transported in a state of being accommodated in a tray. It can be applied to a method in which surface texture processing is performed by etching.

1 ドライエッチング装置
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
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dry etching apparatus 2 Substrate 2a Edge 3 Chamber 3a Gate valve 4 Top plate 5 ICP coil 6 Top plate cover part 7 1st high frequency power supply part 9 Substrate stage 10 Coil cover part 12 Gas supply part 13 Pressure control part 15 Tray 15a Tray body 17 Drive mechanism 18 Tray push-up rod 19 Substrate receiving hole 21 Substrate support portion 23 Upper stage 24 Metal block 25 Insulator 26 Side surface 28 Tray support portion 29 Substrate holding portion 30 Guide ring 31 Holding surface 40 ESC electrode 41 ESC drive power supply portion 45 Cooling gas supply unit 56 Second high frequency power supply unit 59 Cooling unit 70 Control unit 71 Operation / input unit 72 Display unit 73 Transfer processing unit 74 Etching processing unit 75 Cleaning processing unit 76 Static elimination processing unit 77 Operating condition storage unit

Claims (11)

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の間に隙間を形成した状態とする基板載置工程と、
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、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、
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み、
第2プラズマ処理工程において、第2プラズマ処理工程によって除去される副生成物の基板保持部への付着を抑制する位置までトレイを上昇させた状態にてプラズマ処理を実施する、基板のプラズマ処理方法。
A plurality of substrate accommodation holes for accommodating the substrate are provided, and a tray having a substrate support portion protruding from the inner wall of the substrate accommodation hole is used, and the edge portion is supported by the substrate support portion and accommodated in the substrate accommodation hole. A substrate carrying-in step of carrying a plurality of substrates in a state of being brought into the chamber;
In a chamber, with respect to a substrate stage having a tray support portion and a plurality of substrate holding portions protruding upward from the tray support portion, a tray is placed on the tray support portion and a substrate is placed on each substrate holding portion. A substrate mounting step in which a gap is formed between the edge of the substrate protruding from the edge of the substrate holding portion and the substrate support portion,
A first plasma processing step of supplying a processing gas into the chamber and adjusting a pressure in the chamber to perform plasma processing on each substrate in a state where the tray and each substrate are placed on the substrate stage; ,
A process gas is supplied into the chamber and a plasma process is performed by adjusting a pressure in the chamber, and a by-product attached to the edge of the substrate and the substrate support is removed by performing the first plasma process. Two plasma treatment steps;
A substrate unloading step of unloading each substrate from the chamber together with the tray in a state where the edge of the substrate is supported by the substrate support portion after the second plasma processing step is completed;
In the second plasma processing step, a plasma processing method for a substrate, wherein the plasma processing is performed in a state where the tray is raised to a position where the by-product removed by the second plasma processing step is prevented from adhering to the substrate holding portion. .
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。   When the second plasma processing step is performed after the first plasma processing step is completed, the processing gas is switched to a different type of processing gas from the processing gas in the first plasma processing step, and the pressure is higher than the pressure in the first plasma processing step. The substrate plasma processing method according to claim 1, wherein the second plasma processing step is performed. 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。
In the first plasma processing step, each substrate is attracted and held on the substrate holding portion by electrostatic attraction, and plasma processing is performed while cooling with a cooling gas supplied at a predetermined pressure between the substrate and the substrate holding portion. ,
The electrostatic chucking is performed by switching to a driving voltage lower than the driving voltage for electrostatic chucking in the first plasma processing step when the second plasma processing step is performed after the first plasma processing step is completed. The plasma processing method of the board | substrate of description.
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。   The substrate plasma processing method according to claim 3, wherein when performing the second plasma processing step, the pressure is switched to a pressure lower than the pressure of the cooling gas in the first plasma processing step. 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。   5. The plasma processing method for a substrate according to claim 4, wherein the differential pressure between the electrostatic adsorption driving voltage when performing the second plasma processing step, the pressure inside the chamber and the cooling gas in the second plasma processing step is zero. . 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。   The substrate plasma processing method according to claim 3, wherein a sapphire substrate is used as the substrate, and in the first plasma processing step, a process of forming a minute uneven structure on the surface of the sapphire substrate is performed as plasma processing. 第1プラズマ処理工程における処理ガスとしてBCl主体のガスを用い、第2プラズマ処理工程における処理ガスとしてO/フッ素系ガスの混合ガスを用いる、請求項6に記載の基板のプラズマ処理方法。 The substrate plasma processing method according to claim 6, wherein a gas mainly composed of BCl 3 is used as a processing gas in the first plasma processing step, and a mixed gas of O 2 / fluorine gas is used as a processing gas in the second plasma processing step. 第2プラズマ処理工程によって除去される副生成物の基板保持部への付着を抑制する位置は、トレイの基板支持部により基板の縁部を支持する高さである、請求項1に記載の基板のプラズマ処理方法。   2. The substrate according to claim 1, wherein the position at which the adhesion of the by-product removed by the second plasma treatment step is suppressed to a height at which the edge of the substrate is supported by the substrate support portion of the tray. Plasma processing method. 第2プラズマ処理工程の前に、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処理を行いながら前記基板の縁部を支持する高さまでトレイを上昇させる、請求項8に記載の基板のプラズマ処理方法。   Prior to the second plasma treatment step, a discharge plasma is generated, and the tray is raised to a height that supports the edge of the substrate while performing a discharge treatment that reduces the residual electrostatic attraction between the substrate and the substrate holding portion. The substrate plasma processing method according to claim 8, wherein the substrate is raised. 第2プラズマ処理工程によって除去される副生成物の基板保持部への付着を抑制する位置は、トレイの基板支持部が基板の縁部に接触せずに隙間を保った高さである、請求項1に記載の基板のプラズマ処理方法。   The position at which the by-product removed by the second plasma processing step is prevented from adhering to the substrate holding portion is a height at which the substrate support portion of the tray maintains a gap without contacting the edge of the substrate. Item 2. The plasma processing method for a substrate according to Item 1. 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処理を行いながら基板を前記基板保持部の保持面から浮き上がらせる、請求項10に記載の基板のプラズマ処理方法。   After completion of the second plasma processing step, discharge plasma is generated, and the substrate is lifted from the holding surface of the substrate holding portion while performing discharging treatment to reduce the residual electrostatic attraction between the substrate and the substrate holding portion. The method for plasma processing a substrate according to claim 10.
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