KR20070106411A - 베벨 에칭 장치 및 베벨 에칭 방법 - Google Patents

베벨 에칭 장치 및 베벨 에칭 방법 Download PDF

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KR20070106411A
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신이치 이마이
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

비교적 간단한 구성으로, 기판을 변형시키지 않고 베벨 에칭을 행할 수 있는 베벨 에칭 장치 및 베벨 에칭 방법을 제공한다.
반도체 기판(7)은 전기적으로 접속된 전극(1) 사이에 삽입된다. 전극(1)에는 고주파 전원(6)이 접속되어 있고, 반도체 기판(7)을 지지하는 지지체(8)에는 접지 전위가 부여되어 있다. 또, 전극(1)의 간극에 가스를 공급함과 동시에, 전극(1)에 고주파 전력을 인가함으로써, 전극(1)과 반도체 기판(7) 사이에 대기압 글로 방전을 발생시킨다. 이 상태에서, 반도체 기판(7)을 원주 방향으로 회전시킴으로써, 베벨 에칭을 행한다.
기판, 베벨 에칭 장치, 지지체, 유전체, 전극, 대기압 글로 방전, 베벨 에칭 방법

Description

베벨 에칭 장치 및 베벨 에칭 방법{ETCHING APPARATUS AND ETCHING METHOD FOR SUBSTRATE BEVEL}
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에서의 베벨 에칭 장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에서의 베벨 에칭 처리를 도시하는 흐름도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시형태에서의 베벨 에칭 장치의 개략도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에서의 베벨 에칭 처리를 도시하는 흐름도,
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에서의 베벨부에의 파티클 부착 방지를 설명하는 모식도이다.
(부호의 설명)
1 ㄷ자형 전극 2 유전체
3 플라즈마 4 유량계
5 펌프 6 고주파 전원
7 웨이퍼 8 웨이퍼 척(지지체)
9 정합기 10 창
11 베벨부 12 센서
13 가스 공급관 15 가스 배기관
본 발명은 기판의 외측 가장자리로부터 소정 폭의 영역에 대해 에칭처리를 행하는 베벨 에칭 장치와 베벨 에칭 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체장치의 제조공정에서는 도체나 절연체 등의 박막이 반도체 기판의 표면에 형성되고, 이들 박막에 패턴 전사가 행해진다. 이때, 기판 둘레 가장자리부(베벨부)에까지 패턴 전사가 행해지면, 베벨부에서는 패턴 벗겨짐 등이 생기기 쉽기 때문에, 반도체 기판으로부터 패턴이 유리되어 파티클로 되는 경우가 있다. 이러한 파티클이 반도체 기판에 재부착하면, 반도체장치의 제조 수율을 저하시킨다. 이 때문에, 반도체 기판의 표면의 전역에 박막을 형성한 후, 이 박막의 불필요 부분, 즉 베벨부에 형성된 박막을 제거하는 처리가 행해지고 있다.
베벨 에칭 장치에는, 주로, CMP(Chemical Mechanical Polishing)에 의해 베벨부를 연마하여 막을 제거하는 방식과, 습식 에칭에 의해 베벨부를 세정하는 방식이 사용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본 특개 2002-9059호 공보
그러나, CMP에 의해 베벨 에칭을 행하는 방식에서는, 제거해야 할 막뿐만 아니라 반도체 기판도 연마되기 때문에, 반도체 기판의 베벨부의 형상이 바뀌어버린다고 하는 문제가 있다. 또, 본 방식에서는, 연마 패드가 맞닿는 표면측의 베벨부의 에칭은 용이하지만, 기판 이면이나 기판 에지의 에칭을 동시에 행하는 것이 곤 란하다고 하는 과제가 있다.
또, 습식 에칭에 의해 베벨 에칭을 행하는 방식에서도 마찬가지로, 표면측의 베벨부의 에칭은 용이하지만, 기판 이면이나 기판 에지의 에칭을 동시에 행하는 것이 곤란하다고 하는 과제가 있다. 가령 베벨부, 기판 이면 및 기판 에지를 한번에 에칭하려고 하면 장치가 복잡하게 되고, 베벨 에칭 장치가 고가로 되어버린다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은, 상기 종래의 사정을 감안하여 제안된 것으로, 비교적 간단한 구성으로, 기판을 변형시키지 않고 베벨 에칭을 행할 수 있는 베벨 에칭 장치 및 베벨 에칭 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이하의 수단을 채용하고 있다. 즉, 본 발명에 따른 베벨 에칭 장치는 접지전위가 부여됨과 동시에, 지지한 기판을 원주 방향으로 회전시키는 지지체를 구비한다. 당해 지지체에 지지된 기판의 외측 가장자리로부터 소정 폭의 영역(베벨부)이 전극에 설치된 간극에 삽입된다. 당해 전극은 기판과 대향하는 면이 유전체로 피복됨과 동시에, 고주파 전원 또는 펄스 전원이 접속되어 있다.
본 구성에 의하면, 전극의 간극에 기판의 베벨부가 삽입된 상태에서, 전극에 고주파 전력을 인가함으로써, 전극과 기판 사이에 대기압 플라즈마가 생성된다. 당해 상태에서 기판을 원주 방향으로 회전시킴으로써, 대기압 플라즈마에 의해 기판 표면, 기판 이면, 및 기판 측면을 동시에 또한 기판의 형상 변화를 일으키지 않 고 에칭할 수 있다.
상기 구성에서, 상기 전극은 전기적으로 분리되어, 기판 표면측 전극과 기판 이면측 전극으로 구성되어도 된다. 이 경우, 일방의 전극에 고주파 전원이 접속되고, 타방의 전극에 접지전위가 부여된다. 본 구성에서는, 기판이 삽입되어 있지 않은 상태이어도, 전극의 간극(표면측 전극과 이면측 전극 사이)에, 대기압 플라즈마를 안정하게 생성할 수 있다. 이 때문에, 플라즈마를 생성한 상태에서, 복수매의 기판을 연속적으로 처리할 수 있다.
상기 구성에서, 또한 상기 전극의 간극에 가스를 공급하는 수단과, 당해 가스를 배기하는 수단을 더 구비해도 된다. 예를 들면, 가스공급수단으로부터, 불활성 가스나 플루오로카본 가스 등을 공급함으로써 에칭 대상이 되는 부착물이 난에칭 재료이어도 용이하게 에칭할 수 있다.
또한, 상기 지지체, 또는 상기 전극은 상기 지지된 기판에 평행한 방향으로 이동 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 또, 상기 간극에 삽입된 기판의 에칭 상태를 검출하는 수단을 구비해도 된다.
한편, 다른 관점에서는, 본 발명은 기판의 외측 가장자리로부터 소정 폭의 영역에 대해 에칭처리를 행하는 베벨 에칭 방법을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 베벨 에칭 방법은, 기판이 삽입되는 간극을 갖는 동시에, 기판과 대향하는 면이 유전체로 피복된 전극의 상기 간극에, 기판의 외측 가장자리로부터 소정 폭의 영역을 삽입하는 공정과, 상기 전극에 고주파 전력을 인가하고, 전극과 삽입된 기판 사이에, 대기압 글로 방전을 발생시키는 공정과, 전극에 둘레 가장자리부를 삽 입한 상태에서 기판을 회전시키는 공정을 갖는다.
이 구성에 의하면, 대기압 플라즈마에 의해, 기판 표면, 기판 이면, 및 기판 측면을 동시에, 또한 기판의 형상 변화를 일으키지 않고 베벨 에칭을 행할 수 있다.
또, 상기 구성에서, 상기 간극으로부터 상기 기판을 뽑아내는 공정과, 기판을 뽑아낸 후, 고주파 전력의 인가를 정지하는 공정을 더 가져도 된다. 이것에 의해, 기판으로부터 제거된 부착물이 기판에 재부착하는 것을 현저하게 억제할 수 있다.
또한, 상기 간극에 삽입된 기판의 에칭 상태를 검출하여, 에칭 종점을 검출하는 공정을 가져도 된다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 베벨 에칭 장치 및 베벨 에칭 방법에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 베벨 에칭 장치의 개략도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 베벨 에칭 장치는 반도체 기판(7)(이하, 웨이퍼(7)라고 한다.)을 지지하는 웨이퍼 척(8)(지지체)을 구비한다. 웨이퍼 척(8)은 금속 등의 도전체 재료에 의해 구성되며, 접지전위가 인가되어 있다. 또, 웨이퍼 척(8)의 웨이퍼(7)의 재치면은 웨이퍼(7)의 직경보다 작은 직경을 갖고 있다. 웨이퍼 척(8)의 접촉면에는 진공 척 혹은 정전 척이 설치되어 있고, 웨이 퍼(7)가 흡착되어 고정된다. 또, 웨이퍼 척(8)은, 도시하지 않은 구동기구에 의해, 웨이퍼(7)의 원주 방향으로 회전 가능하게 구성되어 있다.
또, 본 베벨 에칭 장치는 웨이퍼 척(8)에 지지된 웨이퍼(7)의 베벨부(11)의 에칭을 행하는 전극(1)을 구비하고 있다. 여기에서, 베벨부(11)는 기판 표면측의 둘레 가장자리부, 기판 이면측의 둘레 가장자리부, 및 기판 에지(기판 측면)를 가리킨다. 전극(1)은 웨이퍼 척(8)에 지지된 웨이퍼(7)의 표면측에 웨이퍼(7)와 소정의 거리를 두고 배치 위치된 표면측 전극(1a)과, 웨이퍼(7)의 이면측에 웨이퍼(7)와 소정의 거리를 두고 배치된 이면측 전극(1b)이 연결된 단면이 ㄷ자 형의 형상을 갖고 있다.
전극(1)에는 정합기(9)를 통하여 고주파 전원(6)이 접속되어 있어, 수백kHz의 고주파 전력이 전극(1)에 인가된다. 이것에 의해, 표면측 전극(1a)과 이면측 전극(1b)과의 사이(이하, 전극(1)의 간극이라고 한다.)에 삽입된 웨이퍼(7)와, 전극(1)과의 사이에, 대기압 글로 방전에 의한 대기압 플라즈마(3)가 발생한다. 또한, 전극(1)의 내벽(웨이퍼(7)와 대향하는 면)은 플라즈마 용사 등에 의해 형성된 피막, 혹은 세라믹 라이너 등에 의해 구성된 유전체(2)에 의해 피복되어 있다. 이들 유전체(2)는 대기압에서 방전을 생성하는 경우에 대기압의 글로 방전을 생성하기 위해서 필요하다. 유전체(2)가 없으면 글로 방전이 아크 방전으로 천이되어, 웨이퍼가 용해되는 등의 문제를 일으킨다. 또, 유전체(2)만으로 아크 방전으로 이행하는 경우에는, 더욱 고주파 전원(6)을 스위치로 온과 오프를 전환하고, 단속적으로 고주파 전력을 공급하는 것에 의해 글로 방전을 유지하는 것도 가능하다.
또, 전극(1)의 내벽에는 가스공급구가 설치되어 있다. 가스공급구는 일단이 도시하지 않은 가스공급계에 접속된 가스 공급관(13)(가스공급 수단)에 통해 있다. 가스 공급관(13)에는 유량계(4)가 개재되어 있고, 유량관리된 가스(14)가 전극(1)의 간극에 공급된다. 또, 전극(1)의 내벽에는 배기구가 설치되어 있다. 배기구는 타단에 펌프(5)가 접속된 가스 배기관(15)과 통해 있어, 가스 배기관(15) 내의 압력은 항상 대기압보다도 낮은 상태로 유지되어 있다. 도 1에서는 각각 1개의 가스 공급관 및 가스배기관을 도시하고 있지만, 복수의 가스 공급관 및 가스배기관을 구비하는 구성이어도 된다.
웨이퍼 척(8)에 탑재된 웨이퍼(7)는 웨이퍼 척(8)을 통해서 접지되게 된다. 접지함으로써 웨이퍼 근방의 전위분포를 안정시키는 것이 가능하다. 또, 이 경우, 수십 V에서 수백 V의 셀프 바이어스가 인가된다. 이 전압은 웨이퍼 척 용량 혹은 웨이퍼 척(8)과 어스 간의 용량을 변화시킴으로써 제어할 수 있다. 그러나, 플라즈마(3)가 생성되면, 플라즈마(3)로부터 베벨부(11)를 향하여 전자전류가 유입되기 때문에 웨이퍼(7) 자체는 부전위가 된다. 이 때문에, 플라즈마(3)로부터 정 이온이 웨이퍼(7)의 베벨부(11)에 입사되어, 베벨부(11)의 부착물(막)이 에칭된다. 여기에서는, 플라즈마(3)는 대기 플라즈마이기 때문에, 웨이퍼(7)에 입사되는 정 이온은, 주로 산소 이온 및 질소 이온이다. 에칭 후의 반응생성물이나 스퍼터 물질은 가스 배기관(15)을 통해서 외부로 배출된다. 또한, 에칭 대상이 되는 부착물이 대기 플라즈마에서는 에칭하기 어려운 재질일 경우에는, 에칭 대상물의 재질에 따 라, 대기에 아르곤이나 크세논 등의 불활성 가스나 CF4 등의 플루오로카본 가스를 가스 공급관(13)을 통해서 섞어도 된다.
또, 본 실시형태의 베벨 에칭 장치에서는, 전극(1)의 간극으로의 웨이퍼(7)의 삽입폭을 조정 가능하게 하기 위해서, 웨이퍼 척(8)이 수평방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 표면측 전극(1a)의 선단에는, 웨이퍼(7)의 에지(외측 끝)의 위치를 검출하기 위한 포토 인터럽터 등의 센서(12)가 배치되어 있다. 즉, 웨이퍼(7)의 수평이동 중에, 센서(12)가 웨이퍼 에지를 검출하고나서, 베벨부(11)에 상당하는 소정 시간(또는, 소정 거리)만큼 웨이퍼(7)를 전극(1)측으로 더 수평이동시킴으로써 표면측 전극(1a)과 이면측 전극(1b) 사이에 항상 일정량(예를 들면, 웨이퍼 에지로부터 5mm)만큼 웨이퍼(7)를 삽입할 수 있다. 또한, 웨이퍼 척(8) 대신에, 전극(1)을 수평방향으로 이동 가능하게 한 구성을 채용해도 되는 것은 물론이다.
또한, 본 실시형태에서는, 전극(1)은 웨이퍼(7) 외주의 일부의 폭에 걸쳐서 설치되어 있다. 웨이퍼(7) 전체 둘레의 베벨부(11)의 에칭은 플라즈마(3)를 생성한 상태에서 웨이퍼(7)를 도시하지 않은 구동기구에 의해 회전시킴으로써 실시하는 것이 가능하다. 대기압 플라즈마인 플라즈마(3)는 에칭속도가 빠르기 때문에, 베벨 에칭을 행할 때의 웨이퍼(7)의 회전속도를 10rpm 이상으로 할 수 있다. 또, 대기압 플라즈마를 사용하고 있으므로 진공처리의 시간이 불필요한 것과 더불어, 본 실시형태의 베벨 에칭 장치에 의하면, 종래의 CMP 방식이나 습식 에칭 방식의 베벨 에칭 장치와 비교하여, 베벨 에칭 처리의 처리량을 향상시킬 수 있다.
계속해서, 상기의 베벨 에칭 장치에서 베벨 에칭을 실시할 때의 수순에 대해 설명한다. 도 2는 본 실시형태의 베벨 에칭 장치에서 실시되는 베벨 에칭의 처리를 도시하는 플로우차트이다.
우선, 웨이퍼(7)가 웨이퍼 척(8) 상에 탑재된다(S201). 이어서, 웨이퍼 척(8) 등이 구비하는 센서에 의해 웨이퍼의 재치가 검출되면, 전극(1)의 방향으로 수평이동 하여, 표면측 전극(1a)과 이면측 전극(1b) 사이에 웨이퍼(7)가 삽입된다 (S202). 그 과정에서, 센서(12)에 의해 웨이퍼 에지가 검출되고(S203), 그 후의 웨이퍼 척의 수평이동 거리를 조정함으로써, 베벨부(11)만이 전극 사이에 삽입된다 (S204). 삽입이 완료되면, 웨이퍼 척(8)이 소정 속도로의 회전을 개시한다(S205). 웨이퍼 척(8)의 회전이 개시되면, 고주파 전원(6)으로부터 전극(1)으로 고주파 전력이 인가되어, 대기압 플라즈마가 생성된다(S206). 당해 상태를 소정 회전 회수(소정 시간) 유지함으로써, 베벨부(11)의 에칭이 행해진다(S207). 이때, 베벨부(11)의 부착물이 에칭되기 어려운 경우에는, He 가스나 Ar 가스 등의 불활성 가스나 CF4 가스 등의 플루오로카본 가스를 수십 ml/min(표준상태) 정도의 유량으로 가스 공급관(13)으로부터 공급하여, 에칭을 행한다.
웨이퍼 척(8)의 회전이 소정 회전 회수(소정 시간)에 도달하면, 웨이퍼 척(8)의 회전이 정지된다(S208). 이 다음, 전극(1)에의 고주파 전력의 인가가 정지되고(S209), 플라즈마(3) 소실 후에 처리완료된 웨이퍼(7)가 전극 사이에서 끌어 내진다(S210). 또한, 처리완료된 웨이퍼(7)는 베벨 에칭 장치의 외부로 반출된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 표면측의 웨이퍼 둘레 가장자리부, 이면측의 웨이퍼 둘레 가장자리부, 및 웨이퍼 에지를 동시에 또한 웨이퍼의 형상을 변화시키지 않고 에칭할 수 있다. 이 때문에, 종래에 비해, 베벨 에칭 처리의 처리량을 향상시킬 수 있어, 제조 코스트를 삭감할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 대기압 글로 방전을 이용하여 에칭을 행하기 위한 진공장치가 필요치 않아, 종래에 비해 구성을 간단하게 할 수 있다. 따라서, 장치를 비교적 저렴하게 제조할 수 있어, 제조 코스트를 삭감할 수 있다. 본 실시형태의 베벨 에칭 장치를 사용함으로써 베벨부의 부착물의 탈리에 의한 파티클이 웨이퍼 표면에 재부착하는 것이 방지되어, 반도체 디바이스의 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 2의 플로우차트에서, ㄷ자형 전극삽입 거리를 조정하는 스텝(S204)과 웨이퍼 척(8)의 회전을 개시하는 스텝(S205)은 그 순서가 반대이어도 된다. 또, 웨이퍼 척(8)의 회전을 정지하는 스텝(S208)과, 고주파 전력의 인가를 정지하는 스텝(S209)은 그 순서가 동시, 또는 서로 반대이어도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(제 2 실시형태)
계속해서, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 베벨 에칭 장치를 설명한다. 도 3은 본 발명의 제 2 실시형태에서의 베벨 에칭 장치의 개략도이다. 본 실시형태의 베벨 에칭 장치는, 전극(1) 대신에, 표면측 전극(20a)과 이면측 전극(20b)에 전기적으로 분리된 전극(20)을 구비하고 있다. 표면측 전극(20a) 및 이면측 전극(20b) 은 모두 단면 L자형의 형상을 갖고 있고, 양 전극이, 단면이 대략 ㄷ자형으로 되는 상태로 배치되어 있다. 또, 본 실시형태에서는, 이면측 전극(20b)에 고주파 전원(6)이 접속되고 있고, 표면측 전극(20a)에는 접지전위가 부여되어 있다. 또한, 유전체(2)는 전극(20)의 내벽뿐만 아니라 전극(20)의 분할부분의 표면에도 배열 설치되어 있다.
또, 본 실시형태의 베벨 에칭 장치는 베벨 에칭의 에칭 종점을 검출하는 에칭 종점 검출수단을 구비하고 있다. 도 3의 예에서는, 에칭 종점 검출수단은 전극(20)에 설치된 투광성 재료로 이루어지는 창(10)과, 도시하지 않은 분광계에 의해 구성되어 있다. 이 경우, 당해 창(10)을 통하여 특정 파장의 플라즈마 발광강도를 분광계로 측량하고, 그 강도변화를 검지함으로써 에칭 종점의 검출이 행해진다. 또한, 에칭 종점의 검출법은 플라즈마 에칭 등의 종점 검출에 사용되고 있는 임의의 검출법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼(7)의 베벨부에 바로 위의 표면측 전극(20a)에 설치한 창을 통하여 특정 파장의 광을 베벨부에 조사하고, 당해 광의 반사광 강도의 변화를 검지함으로써도, 종점 검지를 행할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 대기압하에서 플라즈마(3)를 생성하고 있기 때문에, 진공 중의 처리에 비해 에칭상태를 용이하게 관측할 수 있다고 하는 메리트도 갖고 있다. 예를 들면, 표면측 전극(20a) 등에 설치한 창을 통하여 광학현미경 등에 의해 베벨부(11)의 표면상태를 직접 관찰함으로써도, 에칭 종점을 검지할 수도 있다. 또한, 그 밖의 구성은 제 1 실시형태의 베벨 에칭 장치와 동일하기 때문에 여기에서의 설명은 생략한다.
제 1 실시형태에서는, 전극(1)의 간극에 웨이퍼(7)가 미삽입인 상태에서는, 전극(1)의 근방에 접지 전위(접지 전극)가 존재하지 않기 때문에, 플라즈마(3)가 불안정하게 되는 것에 반해, 본 실시형태의 구성에 의하면, 웨이퍼(7)가 미삽입인 상태이어도 표면측 전극(20a)과 이면측 전극(20b) 사이에 안정되게 플라즈마(3)를 생성할 수 있다.
계속해서, 상기의 베벨 에칭 장치에서 베벨 에칭을 실시할 때의 수순에 대해 설명한다. 도 4는 본 실시형태의 베벨 에칭 장치에서 실시되는 베벨 에칭의 처리를 도시하는 플로우차트이다.
우선, 웨이퍼(7)가 웨이퍼 척(8) 상에 탑재된다(S401). 그리고, 웨이퍼 척(8)이 전극(1)의 방향으로 수평이동하고, 표면측 전극(20a)과 이면측 전극(20b) 사이에 웨이퍼(7)가 삽입된다(S402). 그 과정에서, 센서(12)에 의해 웨이퍼 에지가 검출되고(S403), 그 후의 웨이퍼 척(8)의 수평이동 거리를 조정함으로써, 베벨부(11)만이 전극 사이에 삽입된다(S404). 웨이퍼(7)의 삽입이 완료되면, 웨이퍼 척(8)이 소정 속도로의 회전을 개시한다(S405). 웨이퍼 척(8)의 회전이 개시되면, 고주파 전원(6)으로부터 전극(20(20b))에 고주파 전력이 인가되어, 대기압 플라즈마(3)가 생성된다(S406). 당해 상태를 유지함으로써, 베벨부(11)의 에칭이 행해진다(S407).
에칭이 진행되고, 에칭 종점 검출수단에 의해 에칭 종점이 검지되면(S408), 웨이퍼 척(8)이 수평이동하여, 웨이퍼(7)을 표면측 전극(20a)과 이면측 전극(20b) 사이로부터 반출한다(S409). 센서(12)가 웨이퍼 에지를 검출하고, 웨이퍼(7)의 반 출이 완료되면, 웨이퍼 척(8)이 회전을 정지함(S410)과 동시에, 처리완료된 웨이퍼(7)는 장치 외부로 반출된다. 이 다음, 전극(20)에의 고주파 전력의 인가가 정지된다(S411). 이때, 고주파 전력의 인가를 정지하지 않고, 다음 웨이퍼(7)를 연속해서 처리할 수도 있다. 이 경우, 계속해서 처리되는 웨이퍼에서는, 플라즈마(3)를 점화하는 시간을 요하지 않기 때문에, 베벨 에칭 처리의 처리량을 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시형태의 베벨 에칭 장치에서는, 플라즈마(3)를 생성한 상태에서 웨이퍼(7)를 전극 사이로부터 반출한다. 이것에 의해, 에칭된 물질(파티클)이 베벨부(11)에 재부착하는 것을 막을 수 있다. 도 5는 파티클의 재부착 방지의 메커니즘을 설명하기 위한 모식도이다. 또한, 도 5에서는, 에칭 제거되기 전의 막(22)을 점선으로 나타내고 있다.
상기한 바와 같이 베벨 에칭처리 중의 웨이퍼(7)는 전자전류에 의해 부전위로 바이어스 되어 있다. 마찬가지로, 웨이퍼(7) 상의 막(21(22))도 부로 대전되어 있다. 또한 플라즈마 중에 삽입된 웨이퍼(7)의 근방에는, 베벨부(11)의 표면을 덮도록 이온 시스(sheath)(23)가 형성되어 있다. 이 상황하에서는, 정 이온에 의해 막(22)이 에칭될 때에 발생하는, 반응생성물이나 스퍼터 물질 등의 파티클(24)도 부로 대전되어 있다. 이 때문에, 파티클(24)은 이온 시스(23)에 포착되어, 웨이퍼(7)에 떨어질 수 없다. 따라서, 베벨부(11)에의 파티클(24)의 재부착이 억제된다. 즉, 플라즈마(3)가 생성된 상태에서, 처리완료된 웨이퍼(7)를 반출함으로써 파티클이 웨이퍼에 재부착하는 것을 억제할 수 있는 것이다. 따라서, 플라즈마(3) 가 생성된 상태에서, 처리완료된 웨이퍼(7)를 반출함으로써 반도체장치의 제조 수율의 더 한층의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 도 4의 플로우차트에서, 웨이퍼 에지를 검출하는 스텝(S403)과 베벨부의 ㄷ자형 전극삽입 거리를 조정하는 스텝(S404)과는 그 순서가 반대이어도 된다. 또, 글로 방전을 발생하는 스텝(S406)은 베벨부(11)의 에칭을 행하는 스텝(S407)보다 앞이면, 어느 타이밍으로 실행되어도, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼 척(8)의 회전을 정지하는 스텝(S410)과 대기압 글로 방전을 정지하는 스텝(S411)과는 그 순서가 반대이어도 된다. 더불어, 베벨부(11)의 부착물이 에칭되기 어려운 경우에는, 제 1 실시형태와 같이, He 가스나 Ar 가스 등의 불활성 가스나 CF4 가스 등의 플루오로카본 가스를 수십 ml/min(표준상태) 정도의 유량으로 가스 공급관(13)으로부터 공급하여, 에칭을 행하면 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있는 것과 아울러, 베벨부에의 파티클의 부착을 극히 적게 할 수 있다. 따라서, 반도체장치의 제조 수율을 보다 향상시킬 수 있다. 또, 전극 사이에 웨이퍼(7)가 삽입되어 있지 않은 상태이어도, 안정하게 플라즈마(3)를 생성할 수 있기 때문에, 복수의 웨이퍼(7)의 연속처리에 바람직하다.
또한, 이상에서 설명한 실시형태는 본 발명의 기술적 범위를 제한하는 것은 아이고, 이미 기재한 것 이외에도, 본 발명의 범위 내에서 여러 변형이나 응용이 가능하다. 예를 들면, 상기에서는, 베벨부의 에칭에 대해 설명했지만, 전극의 간 극으로의 기판의 삽입량을 기판 반경과 동일하게 함으로써, 기판 전체 표면의 클리닝이나 레지스트 애싱에도 본 발명을 적용할 수 있다.
(산업상의 이용가능성)
본 발명은 대기압의 글로 방전을 사용하고 있어 대단히 저렴하게 고속으로 베벨부의 에칭을 실시할 수 있기 때문에, 베벨 에칭 장치 및 베벨 에칭 방법으로서 유용하다. 또, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 디바이스나 액정 패널의 제조방법 등의 용도에도 응용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판 표면, 기판 이면, 및 기판 측면을 동시에 또한 기판의 형상 변화를 일으키지 않고 베벨 에칭을 행할 수 있다. 이 때문에, 베벨 에칭의 처리량이 향상되어, 제조 코스트를 저감시킬 수 있다. 또, 본 발명의 베벨 에칭 장치는 대기압 글로 방전을 사용한 방법에 의해 베벨 에칭을 행하기 때문에, 진공장치가 불필요하여, 장치를 저렴하게 구성할 수 있다. 또한, 기판으로부터 제거된 부착물을 대기압 플라즈마에 포착시킬 수 있기 때문에, 기판 표면에의 파티클의 재부착을 현저하게 저감할 수 있고, 이것에 의해 반도체장치의 제조 수율을 보다 향상시키는 것이 가능하게 된다.

Claims (8)

  1. 기판의 외측 가장자리로부터 소정 폭의 영역에 대해 에칭처리를 행하는 베벨 에칭 장치에 있어서,
    접지전위가 부여됨과 동시에, 지지한 기판을 원주 방향으로 회전시키는 지지체와,
    상기 지지체에 지지된 기판의 외측 가장자리측으로부터 소정 폭의 영역이 삽입되는 간극을 가짐과 동시에, 상기 기판과 대향하는 면이 유전체로 피복된 전극과,
    상기 전극에 접속된 고주파 전원을 구비한 것을 특징으로 하는 베벨 에칭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극이 전기적으로 분리된, 기판 표면측 전극과, 기판 이면측 전극으로 이루어지고, 일방의 전극에 상기 고주파 전원이 접속되고, 타방의 전극에 접지전위가 부여된 것을 특징으로 하는 베벨 에칭 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전극의 간극에 가스를 공급하는 수단과,
    당해 가스를 배기하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 베벨 에칭 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지체 또는 상기 전극이 상기 지지된 기판과 평행한 방향으로 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 베벨 에칭 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 간극에 삽입된 기판의 에칭상태를 검출하는 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 베벨 에칭 장치.
  6. 기판의 외측 가장자리로부터 소정 폭의 영역에 대해 에칭처리를 행하는 베벨 에칭 방법에 있어서,
    기판이 삽입되는 간극을 가짐과 동시에, 기판과 대향하는 면이 유전체로 피복된 전극의 상기 간극에, 기판의 외측 가장자리로부터 소정 폭의 영역을 삽입하는 공정과,
    상기 전극에 고주파 전력을 인가하여, 상기 간극에 대기압 글로 방전을 발생시키는 공정과,
    상기 간극에 기판을 삽입한 상태에서 상기 기판을 원주 방향으로 회전시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 베벨 에칭 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 간극으로부터 상기 기판을 뽑아내는 공정과,
    기판을 뽑아낸 후, 상기 전극으로의 고주파 전력의 인가를 정지하는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 베벨 에칭 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 간극에 삽입된 기판의 에칭상태를 검출함으로써 에칭 종점을 검지하는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 베벨 에칭 방법.
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