KR20090110325A - 재치대 구조, 이를 이용한 처리 장치, 이 장치의 사용 방법, 및 이를 실행시키는 프로그램을 격납한 컴퓨터 판독가능 기록매체 - Google Patents

재치대 구조, 이를 이용한 처리 장치, 이 장치의 사용 방법, 및 이를 실행시키는 프로그램을 격납한 컴퓨터 판독가능 기록매체 Download PDF

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Abstract

개시되는 재치대 구조는, 기판에 대하여 소정의 처리가 행해지는 진공 흡인 가능하게 구성된 처리 용기 내에서 기판을 지지하는 재치대 구조로서, 기판이 올려놓여지는 재치대 본체와, 기판을 재치대 본체에 내리고, 재치대로부터 들어 올리도록 구성된 승강핀 기구와, 재치대 본체 상에 올려놓여진 기판의 이면 주연부가, 처리 용기에 공급되는 처리 가스에 노출되도록 재치대 본체에 형성된 단부(段部)를 갖는다.

Description

재치대 구조, 이를 이용한 처리 장치 및 이 장치의 사용 방법{PLACING BED STRUCTURE, TREATING APPARATUS USING THE STRUCTURE, AND METHOD FOR USING THE APPARATUS}
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등에 대하여 예를 들면 마이크로파나 고주파에 의해 발생한 플라즈마를 작용시켜 처리를 시행할 때에 사용되는 처리 장치, 이에 이용되는 재치대 구조 및 이 장치의 사용 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 제품의 고밀도화 및 고미세화에 수반한 반도체 제품의 제조 공정에 있어서, 박막의 퇴적, 에칭, 애싱 등의 처리를 위해 플라즈마 처리 장치가 사용되는 경우가 있다. 특히, 0.1mTorr(13.3mPa)∼수100mTorr(수10Pa)의 비교적 낮은 압력하(고진공하)에서도 안정되게 플라즈마를 발생시킬 수 있는 점에서 마이크로파나 고주파를 이용하여, 고밀도 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 처리 장치가 사용되는 경향이 있다. 이러한 플라즈마 처리 장치는, 특허문헌 1∼5에 개시되어 있다.
여기에서, 예를 들면 마이크로파를 이용한 일반적인 플라즈마 처리 장치를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 마이크로파를 이용한 종래의 일반적인 플라즈마 처리 장치를 나타내는 개략 구성도, 도 2는 재치대 구조의 종래의 다른 일 예를 나타내는 개략 구성도이다.
도 1에 있어서, 이 플라즈마 처리 장치(2)는, 진공 흡인 가능하게 이루어진 처리 용기(4) 내에 반도체 웨이퍼(W)를 올려놓는 재치대 구조(6)를 형성하고 있다. 이 재치대 구조(6)는, 이 처리 용기(4)의 저부(底部)로부터 기립된 지주(支柱;8)와, 이 지주(8)의 상단에 지지된 재치대 본체(10)에 의해 주로 구성되어 있고, 이 재치대 본체(10)의 상면에 웨이퍼(W)를 올려놓도록 되어 있다. 이 재치대 본체(10) 내에는, 가열부인 저항 가열 히터(12)가 매입됨과 함께, 상면의 근방에는 정전기력에 의해 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 정전척(electrostatic chuck; 14)이 형성되어 있다.
또한 웨이퍼(W)가 올려놓여지는 면의 주변부에는, 대략 L자의 단면 형상을 갖는 원형 링 형상의 가이드링(15)이 부착되어 있다. 이 가이드링(15)의 내경은, 웨이퍼(W)의 외경보다도 근소하게 크게 설정되고, 이에 따라, 웨이퍼(W)가 옆으로 미끄러져 적정한 위치로부터 어긋나는 것이 방지된다. 이 재치대 구조(6)에 대향하도록, 처리 용기(4)에 대하여 천판(16)이 기밀하게 형성되어 있다. 천판(top plate; 16)은, 마이크로파를 투과하는 원판 형상의 질화 알루미늄이나 석영 등으로 제작되어 있다. 또한, 처리 용기(4)의 측벽에는, 용기 내로 소정의 가스를 도입하기 위한 가스 도입부인 가스 노즐(18)이 형성되어 있다.
천판(16)의 상면에는, 두께 수mm 정도의 원판 형상의 평면 안테나 부재(18)와, 예를 들면 유전체로 이루어지는 지파(wavelength-shortening) 부재(20)가 설치되어 있다. 지파 부재(20)는, 이 평면 안테나 부재(18)의 반경 방향에 있어서의 마이크로파의 파장을 단축하도록 기능한다. 평면 안테나 부재(18)에는, 예를 들면, 가늘고 긴 상면 형상을 갖는 관통공인 복수의 슬롯(22)이 형성되어 있다. 평면 안테나 부재(18)의 중심부에는, 동축 도파관(24)의 중심 도체(26)가 접속되어 있다. 이러한 구성에 의해, 마이크로파 발생기(28)로부터 발생된, 예를 들면 2.45GHz의 마이크로파가, 모드 변환기(30)에서 소정의 진동 모드로 변환되어, 평면 안테나 부재(18)로 유도된다. 평면 안테나 부재(18)로 유도된 마이크로파는, 안테나 부재(18)의 반경 방향으로 방사 형상으로 전파되면서 평면 안테나 부재(18)의 슬롯(22)으로부터 방사되고, 천판(16)을 통과하여, 하방의 처리 용기(4)내로 도입된다. 이 마이크로파에 의해 처리 용기(4) 내의 처리 공간(S)에 플라즈마가 발생되고, 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 에칭이나 박막의 퇴적 등의 소정의 플라즈마 처리가 행해진다.
또한, 상기 가이드링(15)을 대신하여, 도 2에 나타내는 바와 같이, 재치대(10)의 웨이퍼(W)가 올려놓여지는 면의 중앙에, 웨이퍼(W)의 직경보다도 근소하게 큰 직경을 갖는 원형의 수용 오목부(32)를 형성하고, 이 수용 오목부(32)의 벽면(34)에 의해 웨이퍼(W)가 위치 결정되는 재치대 구조도 알려져 있다.
[특허문헌 1] 일본공개특허공보 평3-191073호
[특허문헌 2] 일본공개특허공보 평5-343334호
[특허문헌 3] 일본공개특허공보 평9-181052호
[특허문헌 4] 일본공개특허공보 2003-332326호
[특허문헌 5] 일본공개특허공보 2005-142529호
(발명이 해결하고자 하는 과제)
그런데, 최근, 웨이퍼(W)의 상면의 평면 부분은 물론, 웨이퍼(W)의 둥근 에지부(이 부분을 「베벨부」라고도 칭함)뿐만 아니라, 웨이퍼의 이면측까지도 처리하고 싶다는 요청이 높아지고 있다. 예를 들면, 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 종래의 일반적인 플라즈마 처리 장치를 이용하여 퇴적 처리를 행한 경우, 박막(36)은, 웨이퍼(W)의 둥근 에지부(베벨부; 38)의 도중 정도까지 밖에 퇴적되어 있지 않다. 이에 대하여, 도 3(B)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 둥근 에지부(38)뿐만 아니라, 웨이퍼(W)의 이면 주연부에까지 도달하도록 박막(36)을 퇴적하는 것이 요망되고 있다. 이 이유는, 박막(36)의 하지층(underlayer)이 예를 들면 수분에 대하여 취약한 경우에는, 박막(36)은 보호막(패시베이션막; passivation layer)으로서 작용하는데, 그 경우, 하층으로의 수분의 침입을 확실하게 방지하기 위해서는, 박막(36)이 도 3(B)에 나타내는 바와 같이 둥근 에지부(38)로부터 웨이퍼(W)의 이면 주연부에까지 도달하도록 퇴적할 필요가 있기 때문이다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 플라즈마 처리 장치에 있어서는, 이 에지부(38)를 초과하여 웨이퍼(W)의 이면 주연부까지 원료 가스 등의 처리 가스가 돌아 들어가는 일이 거의 없어, 이 때문에 웨이퍼(W)의 이면 주연부까지 박막을 퇴적하는 것이 매우 곤란했다. 또한 상기한 이유에서, 이 웨이퍼(W)의 이면 주연부를 에칭하거나, 애싱하거나 하는 등의 요청도 있지만, 이러한 요청에도 대응하는 것이 곤란했다.
본 발명은, 상기의 사정에 비추어 이루어져, 기판의 에지부뿐만 아니라, 웨이퍼(W)의 이면 주연부에 대해서도 플라즈마 처리를 행하는 것이 가능한 재치대 구조, 이를 이용한 처리 장치 및 이 장치의 사용 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명의 제1 형태는, 기판에 대하여 소정의 처리가 행해지는 진공 흡인 가능하게 구성된 처리 용기 내에서 기판을 지지하는 재치대 구조로서, 기판이 올려놓여지는 재치대 본체와, 기판을 재치대 본체에 내려놓고, 재치대 본체로부터 들어 올리도록 구성된 승강핀 기구와, 재치대 본체 상에 올려놓여진 기판의 이면 주연부가, 처리 용기에 공급되는 처리 가스에 노출되도록 재치대 본체에 형성된 단부(段部)를 갖는 재치대 구조를 제공한다.
이와 같이, 기판을 재치대 본체 상에 올려놓고 있을 때에, 단부에 의해 기판의 이면 주연부가 처리 가스에 노출되기 때문에, 기판의 이면 주연부에까지 박막의 퇴적 등의 처리를 행할 수 있다.
이 경우, 단부는, 재치대 본체에 올려놓여진 기판의 외주단을 따른 제1 홈부의 일부라도 좋고, 또한, 재치대 본체의 중앙부에 형성되어 재치대 본체의 주변부에 대하여 융기한 융기부에 의해 형성되어도 좋다.
또한, 재치대 본체는, 재치대 본체에 올려놓여진 기판을 지지하는 정전척을 포함해도 좋다.
또한, 재치대 본체가 복수의 볼록부를 가져, 기판이 복수의 볼록부에 접촉했을 때에 발생하는 수증기가 달아나는 공간이 기판의 하방에 형성되면 바람직하다. 또한, 재치대 본체가 복수의 제2 홈부를 가져, 기판이 재치대 본체에 접촉했을 때에 발생하는 수증기가 달아나는 공간이 기판의 하방에 형성되어도 좋다.
이에 따르면, 기판이 재치대 본체에 접촉했을 때에, 기판의 이면에 부착되어 있는 수분이 수증기가 되어도, 이 수증기는 공간 내로 확산하기 때문에, 기판을 부상(浮上)시키는 일이 없고, 따라서, 기판의 옆으로 미끄러짐 등이 방지된다.
또한, 재치대 본체가 복수의 볼록부를 갖는 경우, 재치대 본체의 단부(段部)보다 내측의 영역의 면적에 대한 볼록부의 상단부(上端部)가 기판의 이면과 접촉하는 접촉 면적의 비율과, 공간의 깊이와는, 수증기에 의해 기판에 가해지는 압력이, 기판의 단위 면적당의 무게보다도 작아지도록 설정되면 바람직하다. 또한, 재치대 본체가 복수의 제2 홈부를 갖는 경우, 재치대 본체의 단부보다 내측의 영역의 면적에 대한 그 영역의 제2 홈부를 제외하는 면적의 비율과, 공간의 깊이는, 수증기에 의해 기판에 가해지는 압력이, 기판의 단위 면적당의 무게보다도 작아지도록 설정되면 바람직하다. 이에 따라, 기판이 부상하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 재치대 구조는, 기판을 재치대 본체에 접촉시킬 때에 발생할 수 있는 위치 어긋남을 방지하는 승강 가능한 가이드핀 기구를 추가로 가져도 좋다. 이에 따라, 기판이 재치대 본체에 접촉했을 때에 옆으로 미끄러져서 위치가 어긋나는 것이 방지된다.
이 가이드핀 기구는, 승강핀 기구와 일체화되어도 좋고, 또한, 승강핀 기구와 별개로 구성되어도 좋다.
또한, 재치대 본체는 기판을 가열하는 가열부를 추가로 가져도 좋다.
본 발명의 제2 형태는 진공 흡인 가능한 처리 용기와, 기판을 지지하기 위해 처리 용기 내에 형성된, 청구항 1에 기재된 재치대 구조와, 처리 용기 내에 가스를 도입하는 가스 도입부를 구비하는 처리 장치를 제공한다. 이 처리 장치는, 플라즈마 발생용의 전자파를 처리 용기 내로 도입하는 전자파 도입부를 추가로 구비해도 좋다.
본 발명의 제3 형태는, 전자파 도입부를 추가로 구비하는, 본 발명의 제2 형태에 의한 처리 장치를 사용하는 방법으로서, 승강핀 기구의 승강핀을 상승시킨 위치에서, 승강핀으로 기판을 지지하는 지지 공정과, 지지 공정 후에, 가이드핀 기구의 가이드핀을 기판의 외주단의 외측에 위치시킴과 함께, 승강핀을 강하시켜 기판을 재치대 구조 상에 접촉시키는 접촉 공정과, 접촉 공정 후에, 기판의 이면으로부터 발생하는 수증기가 달아나는 소정 시간만큼 대기하는 대기 공정과, 대기 공정 후에, 승강핀과 가이드핀을 하방으로 강하시키는 핀 퇴피(退避) 공정과, 핀 퇴피 공정 후에, 가스류(流)에 의해 재치대 구조 상의 기판을 옆으로 미끄러지지 않게 하는 유량으로 가스 도입부로부터 처리 가스를 도입하는 초기 가스 도입 공정과, 초기 가스 도입 공정 후에, 전자파 도입부에 의해 처리 용기 내에서 플라즈마를 착화하는 플라즈마 착화 공정과, 플라즈마 착화 공정 후에, 정전척을 온하여 기판을 지지하는 척 온(chuck on) 공정과, 척 온 공정 후에, 처리 용기 내로 초기 가스 도입 공정의 유량보다도 큰 미리 정해진 유량의 처리 가스를 흘리는 본(本) 가스 도입 공정을 갖는 사용 방법을 제공한다.
본 발명의 제4 형태는, 전자파 도입부를 추가로 구비하는, 본 발명의 제2 형태에 의한 처리 장치를 사용하는 방법으로서, 승강핀 기구의 승강핀을 상승시킨 위치에서, 승강핀으로 기판을 지지하는 지지 공정과, 지지 공정 후에, 가이드핀 기구의 가이드핀을 기판의 외주단의 외측에 위치시킴과 함께, 승강핀을 강하시켜 기판을 재치대 구조 상에 접촉시키는 접촉 공정과, 접촉 공정 후에, 처리 용기 내로 처리 가스를 흘리는 본 가스 도입 공정과, 본 가스 도입 공정 후에, 전자파 도입부에 의해 처리 용기 내에서 플라즈마를 착화시키는 플라즈마 착화 공정과, 플라즈마 착화 공정 후에, 정전척을 온하여 기판을 지지하는 척 온 공정과, 적어도 본 가스 도입 공정 후에, 승강핀과 가이드핀을 하방으로 강하시키는 핀 퇴피 공정을 갖는 사용 방법을 제공한다.
본 발명의 제5 형태는, 전자파 도입부를 추가로 구비하는, 본 발명의 제2 형태에 의한 처리 장치를 사용하는 방법으로서, 승강핀 기구의 승강핀을 상승시킨 위치에서, 승강핀으로 기판을 지지하는 지지 공정과, 기판을 처리 용기 내의 재치대 구조 상으로 올려놓는 재치 공정과, 재치 공정 후에, 가스류에 의해 재치대 구조 상의 기판이 옆으로 미끄러지지 않는 유량으로 가스 도입부로부터 처리 가스를 도입하는 초기 가스 도입 공정과, 초기 가스 도입 공정 후에, 전자파 도입부에 의해 처리 용기 내에서 플라즈마를 착화하는 플라즈마 착화 공정과, 플라즈마 착화 공정 후에, 정전척을 온하여 기판을 지지하는 척 온 공정과, 척 온 공정 후에, 처리 용기 내로 초기 가스 도입 공정의 유량보다도 큰 미리 정해진 유량의 처리 가스를 흘리는 본 가스 도입 공정을 갖는 사용 방법을 제공한다.
본 발명의 제6 형태는, 전자파 도입부를 추가로 구비하는, 본 발명의 제2 형태에 의한 처리 장치를 사용하는 방법으로서, 승강핀 기구의 승강핀을 상승시킨 위치에서, 승강핀으로 기판을 지지하는 지지 공정과, 지지 공정 후에, 처리 용기 내로 처리 가스를 흘리는 본 가스 도입 공정과, 본 가스 도입 공정 후에, 전자파 도입부에 의해 처리 용기 내에서 플라즈마를 착화하는 플라즈마 착화 공정과, 플라즈마 착화 공정 후에, 정전척을 온하여 기판을 지지하는 척 온 공정과, 적어도 본 가스 도입 공정 후에, 기판을 처리 용기 내의 재치대 구조 상으로 올려놓는 재치 공정을 갖는 사용 방법을 제공한다. 여기에서의 정전척은 단극형(單極型)의 정전척이어도 좋다.
본 발명의 제7 형태는, 전자파 도입부를 추가로 구비하는, 본 발명의 제2 형태에 의한 처리 장치를 사용하는 방법으로서, 승강핀 기구의 승강핀을 상승시킨 위치에서, 승강핀으로 기판을 지지하는 지지 공정과, 정전척을 온하는 척 온 공정과, 처리 용기 내로 처리 가스를 흘리는 본 가스 도입 공정과, 전자파 도입부에 의해 처리 용기 내에서 플라즈마를 착화하는 플라즈마 착화 공정과, 적어도 척 온 공정 후에, 기판을 처리 용기 내의 재치대 구조 상으로 올려놓는 재치 공정을 갖는 사용 방법을 제공한다. 여기에서의 정전척은 쌍극형의 정전척이어도 좋다.
본 발명의 제8 형태는, 제3 형태의 사용 방법을, 전자파 도입부를 추가로 구비하는, 본 발명의 제2 형태에 의한 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 격납하는 컴퓨터 판독가능 기억 매체를 제공한다.
본 발명의 제9 형태는, 제4 형태의 사용 방법을, 전자파 도입부를 추가로 구비하는, 본 발명의 제2 형태에 의한 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 격납하는 컴퓨터 판독가능 기억 매체를 제공한다.
본 발명의 제10 형태는, 제5 형태의 사용 방법을, 전자파 도입부를 추가로 구비하는, 본 발명의 제2 형태에 의한 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 격납하는 컴퓨터 판독가능 기억 매체를 제공한다.
본 발명의 제11 형태는, 제6 형태의 사용 방법을, 전자파 도입부를 추가로 구비하는, 본 발명의 제2 형태에 의한 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 격납하는 컴퓨터 판독가능 기억 매체를 제공한다.
본 발명의 제12 형태는, 제7 형태의 사용 방법을, 전자파 도입부를 추가로 구비하는, 본 발명의 제2 형태에 의한 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 격납하는 컴퓨터 판독가능 기억 매체를 제공한다.
(발명의 효과)
본 발명의 실시 형태에 의한 재치대 구조, 이를 이용한 처리 장치 및 이 장치의 사용 방법에 의하면, 상기 재치대 본체 상에 올려놓여진 기판의 이면 주연부를 상기 처리 가스에 노출하기 위해 상기 재치대 본체에 단부(段部)를 형성하도록 했기 때문에, 기판의 상면으로부터 이면 주연부까지를 소정의 처리 대상으로 할 수 있다.
또한, 상기의 재치대 본체에, 기판을 접촉시켰을 때에 발생할 경우가 있는 수증기를 달아나게 하기 위한 공간을 형성하는 복수의 볼록부를 형성하면, 기판을 재치대 본체에 접촉시켰을 때에 기판의 이면에 부착되어 있는 수분이 수증기가 되어도, 이 수증기는 그 공간 내를 확산하기 때문에, 기판을 부상시켜 옆으로 미끄러지게 하는 일이 방지된다.
또한, 상기의 재치대 구조에 가이드핀 기구를 형성하면, 기판을 재치대 본체에 접촉시켰을 때에, 기판이 옆으로 미끄러져 위치가 어긋나는 것이 방지된다.
도 1은 마이크로파를 이용한 종래의 일반적인 플라즈마 처리 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 재치대 구조의 종래의 다른 일 예를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3(A) 및 도 3(B)는, 웨이퍼의 에지부에 있어서의 박막의 퇴적을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 재치대 구조를 이용한 처리 장치를 나타내는 구성도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 재치대 구조의 재치대 본체를 나타내는 평면도이다.
도 6(A) 내지 도 6(C)는, 재치대 구조의 승강핀과 가이드핀을 나타내고, 이들의 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 의한 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 9(A) 및 도 9(B)는, 단부(段部)의 변형예를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 의한 재치대 구조를 나타내는 부분 확대 단 면도이다.
도 11(A) 및 도 11(B)는, 도 10에 나타내는 재치대 구조의 재치대 본체를 나타내는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 의한 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 의한 재치대 구조의 일부를 나타내는 개략도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 의한 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 의한 재치대 구조의 일부를 나타내는 개략도이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 의한 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
38 : 에지부
42 : 플라즈마 처리 장치(처리 장치)
44 : 처리 용기
46 : 재치대 구조
48 : 지주
50 : 재치대 본체
52 : 가스 도입부
54 : 가스 공급 노즐
68 : 천판
72 : 전자파 도입부
74 : 평면 안테나 부재
86 : 마이크로파 발생기
92 : 저항 가열 히터(가열부)
100 : 정전척
106 : 승강핀 기구
108 : 가이드핀 기구
110 : 승강핀
118 : 가이드핀
122 : 단부(段部)
124 : 재치 볼록부
126 : 면
130 : 제어 수단
132 : 기억 매체
144 : 볼록부
146 : 공간
148 : 홈부
W : 반도체 웨이퍼(기판)
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 의한 재치대 구조, 이를 이용한 처리 장치 및 이 장치의 사용 방법의 매우 적합한 실시예를 설명한다. 첨부의 전(全)도면 중, 동일 또는 대응되는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일 또는 대응되는 참조 부호를 붙여, 중복하는 설명을 생략한다. 또한, 도면은, 부재 또는 부품간의 상대비를 나타내는 것을 목적으로 하지 않고, 따라서, 구체적인 치수는, 이하의 한정적이지 않은 실시예에 비추어, 당업자에 의해 결정되어야 할 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 재치대 구조의 제1 실시예를 이용한 처리 장치를 나타내는 구성도, 도 5는 재치대 구조의 재치대 본체를 나타내는 평면도, 도 6은 재치대 구조의 승강핀과 가이드핀의 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 여기에서는 처리 장치로서 플라즈마 처리 장치를 이용하여 박막을 퇴적하는 경우를 예로 들어 설명한다.
<재치대 구조의 제1 실시예>
도시하는 바와 같이 본 발명을 적용한 플라즈마 처리 장치(42)는, 예를 들면 측벽이나 저부가 알루미늄 등의 도체에 의해 구성되어, 전체가 통체(筒體) 형상, 예를 들면 원통체 형상으로 성형된 처리 용기(44)를 갖고 있다. 처리 용기(44)의 내부는 밀폐된 처리 공간(S)으로, 이 처리 공간(S)에서 플라즈마가 생성된다. 이 처리 용기(44)는 접지(接地)되어 있다.
이 처리 용기(44) 내에는, 처리 대상인 기판으로서의 예를 들면 반도체 웨이퍼(W)가 올려놓여지는, 본 발명의 제1 실시예에 의한 재치대 구조(46)가 형성되어 있다. 이 재치대 구조(46)는, 이 처리 용기(44)의 저부로부터 기립된, 예를 들면 절연성 재료로 이루어지는 지주(48)와, 이 지주(48)의 상단에 지지된 재치대 본체(50)에 의해 주로 구성되어 있다. 이 재치대 구조(46)에 대해서는 후술한다.
처리 용기(44)의 측벽에는 가스 도입부(52)로서, 처리 용기(44) 내에, 예를 들면, 플라즈마의 형성에 사용되는 플라즈마 형성 가스나 퇴적해야 하는 박막의 원료 가스 등의 처리 가스를 공급하는 석영 파이프제의 가스 공급 노즐(54)이 형성되어 있다. 이 가스 공급 노즐(54)에는 도시하지 않은 유량 제어기를 포함하는 가스 라인이 접속되어, 처리 가스가 유량 제어되어 처리 용기(44) 내에 공급된다. 또한, 가스 도입부(52)는 개별의 가스를 흘리기 위해 복수개의 가스 도입부(52)를 포함해도 좋고, 또한, 가스 공급 노즐을 대신하여, 예를 들면 석영제의 샤워 헤드 등을 포함해도 좋다.
또한, 처리 용기(44)의 측벽에는, 처리 용기(44)의 내부로/로부터 웨이퍼(W)를 반입/반출하기 위한 개구(56)가 형성되고, 이 개구(56)에는 개폐 가능한 게이트 밸브(58)가 형성되어 있다. 또한, 처리 용기(44)의 저부에는, 배기구(60)가 형성되고, 이 배기구(60)에는 진공 펌프(62)나 압력 조정 밸브(64)를 포함하는 배기로(66)가 접속되어 있다. 이들에 의해, 필요에 따라서, 처리 용기(44) 내를 소정의 감압 압력 하로 유지할 수 있다.
그리고, 처리 용기(44)의 상부는 개구되어, 여기에 예를 들면 석영이나 세라믹재 등 마이크로파 투과성 재료로 제작된 천판(68)이 O-링 등의 시일 부재(70)를 통하여 기밀하게 형성된다. 이 천판(68)의 두께는 내압성을 고려하여 예를 들면 20mm 정도로 설정해도 좋다.
이 천판(68)의 상면측에, 이 천판(68)을 통하여 처리 용기(44) 내로 플라즈마 발생용의 전자파를 도입하기 위한 전자파 도입부(72)가 형성된다. 여기에서는 전자파로서 마이크로파가 이용된다. 구체적으로는, 이 전자파 도입부(72)는, 천판(68)의 상면에 형성되는 평면 안테나 부재(74)를 갖고 있다. 이 평면 안테나 부재(74) 상에는 고유전율 특성을 갖는 지파 부재(76)가 형성되어 있다. 이 평면 안테나 부재(74)는, 지파 부재(76)의 측면 및 상면을 덮는 도전성의 중공 원통 형상 용기로 이루어지는 도파상자(78)의 저판(底板)이며, 천판(68)을 통하여, 처리 용기(44) 내의 재치대 본체(50)에 대향하고 있다. 또한, 이 도파상자(78) 및 평면 안테나 부재(74)는 접지되어 있다.
도파상자(78)의 상부의 중심에는, 동축 도파관(80)의 외관(80a)이 접속되고, 내부의 내부 도체(80b)는, 지파 부재(76)의 중심의 관통공을 통과하여 평면 안테나 부재(74)의 중심부에 접속된다. 그리고, 이 동축 도파관(80)은, 모드 변환기(82), 직사각형 도파관(84) 및 매칭 회로(85)를 통하여 예를 들면 2.45GHz의 마이크로파 발생기(86)에 접속되어 있고, 평면 안테나 부재(74)로 마이크로파를 전파하도록 되어 있다.
여기에서, 마이크로파 발생기(86)로부터는 예를 들면 TE 모드의 마이크로파가 방사되고, 이것이 모드 변환기(82)에서 예를 들면 TEM 모드로 변환되어 동축 도파관(80) 내를 전파된다. 이 때문에, 모드 변환기(82)는, 직사각형 도파관(84)과 동축 도파관(80)으로 구성되는 도파관의 도중에 배치된다. 이 주파수는 2.45GHz로 한정되지 않고, 다른 주파수, 예를 들면 8.35GHz 등이어도 좋다. 또한, 도파상 자(78)의 상부에는 천정 냉각 재킷(88)이 형성되어 있다. 도파상자(78)에 있어서 평면 안테나 부재(74)의 상면에 설치된 고유전율 특성을 갖는 지파 부재(76)는, 파장 단축 효과에 의해, 마이크로파의 관내 파장을 짧게 하고 있다. 이 지파 부재(76)는, 낮은 유전 손실을 갖는 재료, 예를 들면 알루미나, 석영, 질화 알루미늄 등으로 제작된다.
평면 안테나 부재(74)는, 웨이퍼 사이즈에도 의하지만, 예를 들면 웨이퍼(W)가 8인치 웨이퍼인 경우에는, 예를 들면 직경이 300∼400mm, 두께가 1∼수mm의 도전성 재료로 이루어지는, 예를 들면 표면이 은 도금된 동판 또는 알루미늄판으로 이루어지고, 이 원판에는, 예를 들면 가늘고 긴 상면 형상을 갖는 관통공인 다수의 슬롯(90)이 형성되어 있다. 이들의 슬롯(90)은, 이들에 한정되지 않지만 예를 들면, 동심원 형상, 소용돌이 형상, 또는 방사 형상으로 배치되어도 좋고, 안테나 부재 전면에 균일하게 분포되어도 좋다.
여기에서, 재치대 구조(46)에 대해서 설명한다. 이 재치대 구조(46)의 재치대 본체(50)는, 그 전체가 내열 재료, 예를 들면 질화 알루미늄 등의 세라믹에 의해 구성되어 있고, 이 세라믹 중에 가열부로서 예를 들면 박판 형상의 저항 가열 히터(92)가 매입되어 있다. 이 저항 가열 히터(92)는, 지주(48) 내를 통과하는 배선(94)을 통하여 히터 전원(96)에 접속되어 있다.
또한, 재치대 본체(50)의 내부에 있어서, 재치대 본체(50)의 상면과 저항 가열 히터(92)와의 사이에, 예를 들면 그물코 형상으로 형성된 도체선층(98)으로 이루어지는 얇은 정전척(100)이 매입되어 있다. 정전척(100)은, 재치대 본체(50) 상 에 올려놓여지는 웨이퍼(W)를 정전력에 의해 재치대 본체(50) 상에 흡착한다. 이 정전척(100)의 도체선층(98)은, 정전력을 발휘하기 위해 배선(102)을 통하여 직류 전원(104)에 접속되어 있다. 본 실시예에서는 정전척(100)은 단극형이다.
이 재치대 본체(50)에는, 웨이퍼(W)를 재치대 본체(50)에/로부터 올려놓거나/들어 올리거나 하도록 승강 가능하게 구성된 승강핀 기구(106)와, 웨이퍼(W)를 재치대 본체(50)에 내릴 때에 이 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 방지하기 위해 승강 가능하게 구성된 가이드핀 기구(108)가 형성되어 있다. 또한, 여기에서는, 가이드핀 기구(108)는, 승강핀 기구(106)에 일체화되어 있다. 구체적으로는, 승강핀 기구(106)는, 도 5에도 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 이면의 중심보다도 오히려 주연부에 가까운 위치에 대응하도록 대략 등간격으로 배치되는 내열성 재료로 이루어지는 복수개(도시예에서는 3개)의 승강핀(110)을 갖고 있다. 각 승강핀(110)의 하단은, 원호(圓弧) 형상의 승강판(112)에 연결되어 있다. 이 승강판(112)은 신축 가능한 벨로즈(113)를 통하여 처리 용기(44)의 저부를 관통하여 형성한 승강 로드(114)에 의해 승강 가능하다. 또한, 이 승강 로드(114)는 도시하지 않은 액추에이터에 의해 작동된다.
또한, 재치대 본체(50)에는, 승강핀(110)을 삽입 통과시키기 위한 핀 삽통공과 구멍(116)이 형성되어 있다. 승강 로드(114)의 승강 동작에 의해, 승강핀(110)은 삽통공(116)을 통과하여 재치대 본체(50)의 상면 상에 출몰할 수 있다.
또한, 가이드핀 기구(108)는, 여기에서는, 각 승강핀(110)보다도 소정의 거리만큼 재치대 본체(50)의 반경 방향 외방으로 배치된 내열성 부재로 이루어지는 복수의 가이드핀(118)을 포함한다. 각 가이드핀(118)은, 그 하부가 예를 들면 L자 형상으로 구부러져 각 승강핀(110)에 접속되어 있다. 따라서, 각 가이드핀(118)은, 승강핀(110)과 일체적으로 상하 이동한다. 그리고, 각 가이드핀(118)은, 재치대 본체(50)에 형성된 핀 삽통공(120) 내에 삽입 통과 되어, 재치대 본체(50)의 상면보다 상방으로 출몰 가능하게 이루어져 있다. 이에 따라, 각 가이드핀(118)은, 적정한 위치에 올려놓여진 웨이퍼(W)의 에지부(38)에 접촉하지 않도록, 에지부(38)의 최외단으로부터 근소한 거리(H1)만큼 떨어진 위치에서 상하 이동할 수 있다.
이 거리(H1)는, 웨이퍼(W)의 허용 가능한 위치 어긋남 양에 상당하고, 예를 들면 0.3∼1mm 정도이다(도 6). 가이드핀(118)의 길이는, 웨이퍼(W)의 옆으로 미끄러짐을 방지하기 위해 승강핀(110)의 상단보다 웨이퍼(W)의 두께에 상당하는 길이 이상으로 길면 바람직하다. 또한, 각 핀(110, 118)은, 석영이나 세라믹 등으로 제작하여도 좋다.
도 6을 참조하면, 이 재치대 본체(50)의 상면에는, 재치대 본체(50) 상에 올려놓여져 있는 웨이퍼(W)의 이면 주연부가 처리 가스에 노출되도록 단부(122)가 형성되어 있다. 구체적으로는, 여기에서는 단부(122)는 웨이퍼(W)가 올려놓여지는 면의 주변부를 제외한 중앙부를 주변부보다도 소정의 높이(H2)(도 6 참조)만큼 높게 융기시킴으로써 형성된 원 형상의 볼록부(124)에 의해 형성되어 있다.
따라서, 이 볼록부(124)의 상면이 실질적으로 웨이퍼(W)가 올려놓여지는 상면(126)이 되어, 웨이퍼(W)가 재치대 본체(50)에 올려놓여졌을 때, 웨이퍼(W)의 이면은 직접 볼록부(124)의 상면에 접한다. 도 6에도 나타내는 바와 같이, 여기에서 원 형상의 볼록부(124)의 반경은 웨이퍼(W)의 반경보다 근소한 길이(H3)만큼 짧아지도록 설정되어 있다. 따라서, 이 길이(H3)에 상당하는 거리만큼 웨이퍼(W)의 에지부(베벨부; 38)로부터 내측으로 처리 가스가 돌아 들어가서, 웨이퍼(W)의 이면 주연부를 처리 가스에 노출할 수 있다. 높이(H2)나 길이(H3)는, 필요에 따라서 설정되는데, 예를 들면 각각 1∼5mm 정도의 범위 내이다.
다시 도 4를 참조하면, 이상과 같이 구성된 플라즈마 처리 장치(42)의 전체의 동작은, 예를 들면 컴퓨터 등으로 이루어지는 제어부(130)에 의해 제어된다. 플라즈마 처리 장치(42)에 소정의 동작을 실행시키는 컴퓨터의 프로그램은, 플로피 디스크, CD(Compact Disk), 플래시 메모리, 하드 디스크 등의 기억 매체(132)에 기억되어 있고, 기억 매체(132)로부터 제어부(130)의 메모리에 다운로드된다. 그리고, 이 제어부(130)로부터의 지령에 의해, 각 처리 가스의 공급이나 유량 제어, 마이크로파의 공급이나 전력 제어, 프로세스 온도나 프로세스 압력의 제어, 정전척(100)이나 가열부(92)의 제어, 승강핀 기구(106)나 가이드핀 기구(108)가 제어된다.
다음으로, 이상과 같이 구성된 플라즈마 처리 장치(42)를 이용한 예를 들면 퇴적 방법에 대해서 설명한다.
우선, 일반적인 흐름에 대해서 설명한다. 게이트 밸브(58)가 열리고, 개구(56)를 통하여 웨이퍼(W)가 반송 아암(도시하지 않음)에 의해 처리 용기(44) 내에 반송되어, 재치대 본체(50)의 상방에 도달한다. 승강핀 기구(106)나 가이드핀 기구(108)가 작동되어 승강핀(110)과 가이드핀(118)이 상승하면, 웨이퍼(W)가 승강 핀(110)에 의해 수취되고, 반송 아암이 처리 용기(44)로부터 퇴출된 후, 승강핀(110)과 가이드핀(118)이 강하하면, 웨이퍼(W)가 재치대 본체(50)의 상면(126)에올려놓여진다. 상면(126)에 올려놓여진 웨이퍼(W)는, 소정의 타이밍으로 정전척(100)에 의해 흡착되어, 상면(126)에 고정된다. 웨이퍼(W)는 저항 가열 히터(92)에 의해 소정의 프로세스 온도로 승온되어, 그 온도로 유지된다. 이후, 도시하지 않은 가스원으로부터 처리 가스, 예를 들면 플라즈마 형성 가스인 아르곤 가스나 퇴적해야 하는 박막의 원료 가스 등의 소정의 가스가, 각각 소정의 유량으로 가스 공급 노즐(54)로부터 처리 용기(44) 내의 처리 공간(S)에 공급되어, 압력 제어 밸브(64)를 제어함으로써 처리 용기(44) 내가 소정의 프로세스 압력으로 유지된다.
이와 동시에, 전자파 도입부(72)의 마이크로파 발생기(86)를 작동함으로써, 이 마이크로파 발생기(86)에서 발생한 마이크로파가, 직사각형 도파관(84) 및 동축 도파관(80)을 통하여 평면 안테나 부재(74)에 공급되어 처리 공간(S)에 도입된다. 이에 따라 처리 공간(S)에 플라즈마가 생성되어, 플라즈마를 이용한 소정의 퇴적 처리가 행해진다. 또한, 처리 공간(S)으로 도입된 마이크로파는, 지파 부재(76)에 의해, 마이크로파 발생기(86)에 의해 발생된 마이크로파의 파장보다도 짧은 파장을 갖는다.
이상의 일련의 순서를 도 6 및 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 의한 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
우선, 미리 진공 흡인된 처리 용기(44) 내로 웨이퍼(W)를 반입할 때에는, 승 강핀 기구(106) 및 가이드핀 기구(108)를 작동하여, 도 6(A)에 나타내는 바와 같이 승강핀(110)과 가이드핀(118)을 상승시켜, 반송 아암(도시하지 않음)에 의해 처리 용기(44) 내로 반입된 웨이퍼(W)를 승강핀(110)으로 수취하여 지지하는 지지 공정이 행해진다(스텝 S1). 이 경우, 가이드핀(118)은 승강핀(110)에 일체적으로 접속되어 있기 때문에, 실질적으로는 승강핀 기구(106)가 작동된다.
다음으로, 가이드핀(118) 및 승강핀(110)을 일체적으로 도중까지 강하시켜, 도 6(B)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 이면이 재치대 본체(50)의 상면(126) 상에 접했을 때에 각 핀(110, 118)의 동작을 일단 정지하는 접촉 공정이 행해진다(스텝 S2). 여기에서는, 재치대 본체(50)는, 저항 가열 히터(92)에 의해 미리 가열되어, 어느 정도의 온도 이상으로 설정되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 이면이 상면(126)에 접함과 동시에 웨이퍼(W)의 이면에 부착되어 있던 수분이 급격하게 증발하여, 이 수증기가 웨이퍼(W)의 이면과 상면(126)과의 사이로부터 달아나기까지 수초간, 예를 들면 2∼3초간, 각 핀(110, 118)의 정지 상태를 유지하여 대기하는 대기 공정이 행해진다(스텝 S3). 이때, 발생한 수증기가 웨이퍼(W)를 상면(126) 상으로부터 부상하게 하도록 작용하기 때문에, 이 웨이퍼(W)가 근소하게 부상하여 옆으로 미끄러져 위치가 어긋나는 경우가 있지만, 웨이퍼(W)의 외측에는, 이 웨이퍼(W)의 에지부(38)에 가이드핀(118)을 매우 접근시켜, 즉 옆에 붙이고 있기 때문에, 옆으로 미끄러짐은 가이드핀(118)에 의해 방지되게 되어, 웨이퍼(W)의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
종래의 플라즈마 처리 장치에 있어서는, 예를 들면 가이드링(15)(도 1 참조) 을 형성하고 있던 점에서, 웨이퍼의 위치 어긋남을 방지할 수 있었지만, 본 발명에서는, 웨이퍼(W)의 이면 주연부를 처리 가스에 노출하기 위한 단부(122)를 형성한 점에서, 전술한 바와 같은 가이드링(15)을 형성할 수 없어, 이를 대신하여 가이드핀(118)을 형성하여 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 방지하고 있다.
각 핀(110, 118)을 수초간 정지한 후, 도 6(C)에 나타내는 바와 같이, 이들의 가이드핀(118) 및 승강핀(110)을, 더욱 강하하여 퇴피시키는 핀 퇴피 공정이 행해진다(스텝 S4). 이상의 순서에 따라, 웨이퍼(W)가 상면(126) 상에 올려놓여진다.
다음으로, 처리 가스, 상세하게는 플라즈마 형성 가스를 근소한 유량으로 가스 공급 노즐(54)로부터 공급하는 초기 가스 도입 공정이 행해진다(스텝 S5). 이근소한 유량은, 가스류에 의해 재치대 본체(50) 상의 웨이퍼(W)가 옆으로 미끄러지지 않는 유량이어도 좋다. 만약 당초부터 다량의 가스를 흘리면, 이 가스류에 의해 웨이퍼(W)가 옆으로 미끄러질 우려가 있기 때문에, 이를 방지하기 위해, 근소한 유량으로 플라즈마 형성 가스가 공급된다. 이때의 근소한 가스 유량은, 처리 용기(44)의 용적에도 의하지만, 예를 들면 100sccm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 이때 공급되는 플라즈마 형성 가스는 일반적으로는 Ar이나 He 등의 희(希)가스가 이용되지만, 원료 가스를 플라즈마 형성 가스로서 이용할 수도 있다. 또한 이 초기 가스 도입 공정의 시간은, 10∼40초 정도이다. 그리고, 처리 용기(44) 내의 압력이 플라즈마를 착화 가능한 정도의 압력까지 상승했을 때에, 전자파 도입부(72)를 작동하여 마이크로파 발생기(86)로부터의 마이크로파를 평면 안테 나 부재(74)로부터 처리 용기(44) 내로 도입하여 플라즈마를 착화시키는 플라즈마 착화 공정이 행해진다(스텝 S6).
이와 같이, 플라즈마가 착화한 후, 가스가 전리하여 발생한 플라즈마에 의해 정전척(100)을 가동 상태로 할 수 있기 때문에, 다음으로, 정전척(100)을 온으로 하는 척 온 공정이 행해진다(스텝 S7). 이에 따라, 정전기력에 의해 웨이퍼(W)는 상면(126) 상에 확실하게 지지되게 된다.
이와 같이, 척 온 공정을 행한 후, 처리 가스(박막 퇴적용의 원료 가스)를 증가하고, 혹은 원료 가스를 흘리고 있지 않았던 경우에는 원료 가스의 공급을 개시하여, 미리 정해진 큰 유량인 프로세스 유량으로 공급을 행하여, 본 가스 도입 공정이 행해진다(스텝 S8). 그 후 프로세스 즉, 여기에서는 플라즈마 지원 퇴적 처리가 소정의 시간 실행되게 된다(스텝 S9).
여기에서, 도 6(C)에도 나타내는 바와 같이, 재치대 본체(50)에는 단부(122)가 형성되어 있기 때문에, 처리 가스, 즉 원료 가스가, 웨이퍼(W)의 이면 주연부에도 돌아 들어가게 되어, 이 결과, 웨이퍼(W)의 이면 주연부가 원료 가스에 노출되고, 도 3(B)에 나타내는 바와 같이, 이 웨이퍼(W)의 이면 주연부까지 박막을 퇴적시킬 수 있다. 이와 같이, 웨이퍼(W)를 재치대 본체(50) 상에 올려놓고 있을 때에 웨이퍼(W)의 이면 주연부를 처리 가스에 노출하기 위해 재치대 본체(50)에 단부(122)를 형성하도록 했기 때문에, 웨이퍼(W)의 에지부(38) 뿐만 아니라, 웨이퍼(W)의 이면 주연부에도 퇴적 등의 처리를 시행할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 외측에는, 이 웨이퍼(W)의 에지부(38)에 가이드핀(118)을 매우 접근시켜, 즉 옆에 붙여서 위치하고 있기 때문에, 옆으로 미끄러짐은 가이드핀(118)에 의해 방지되게 되어, 웨이퍼(W)의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
<본 발명의 제2 실시예>
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 대해서 설명한다.
도 7을 참조하면서 설명한 방법에서는, 처리 가스의 공급시에 웨이퍼가 재치대 본체(50) 상에서 옆으로 미끄러지는 것을 방지하기 위해 처리 가스를 근소한 유량으로 공급하는 초기 가스 도입 공정을 행했지만, 이 제2 실시예에서는, 가이드핀(118)을 이용함으로써 이 초기 가스 도입 공정이 생략된다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 또한, 도 7에 나타내는 플로우 차트에 나타내는 공정과 동일한 공정에 대해서는 그 설명을 생략한다.
우선, 도 8에 나타내는 바와 같이, 스텝 S11의 지지 공정 및 스텝 S12의 접촉 공정까지는 도 7의 스텝 S1 및 스텝 S2와 각각 동일하다. 접촉 공정이 행해지고, 웨이퍼(W)가 도 6(B)에 나타내는 바와 같이 재치대(126) 상에 재치된 후, 도 7의 스텝 S3의 대기 공정이 행해지는 일 없이, 바로 프로세스 유량으로 처리 가스를 공급하는 본 가스 도입 공정이 행해진다(스텝 S13, 도 7 중의 S8에 대응). 이 처리 가스는, 적어도 플라즈마 형성 가스를 포함한다. 또한, 처리 가스에는, 전술한 바와 같이, 플라즈마 형성 가스나 원료 가스가 포함되는 것으로 하고, 원료 가스가 전리하여 플라즈마를 생성할 수 있는 경우에는, 희가스로 대표되는 플라즈마 형성 가스를 흘리지 않고, 플라즈마 형성 가스로서 원료 가스를 이용하는 경우도 있다.
이 경우, 다량의 처리 가스의 도입을 개시해도, 도 6(B)에 나타내는 바와 같이, 가이드핀(108)이 웨이퍼(W)의 에지부(38)의 외측으로 옆에 붙여져 있기 때문에, 웨이퍼(W)가 옆으로 미끄러져 위치 어긋남이 발생하는 일은 없다.
다음으로, 플라즈마를 착화하는 플라즈마 착화 공정이 행해지고(스텝 S14, 도 7 중의 S6에 대응), 또한, 정전척을 온하는 척 온 공정이 행해져 웨이퍼(W)가 정전기력으로 지지된다(스텝 S15, 도 7 중의 S7에 대응).
다음으로, 웨이퍼(W)가 지지되었기 때문에, 가이드핀(118)과 승강핀(110)을 더욱 강하시켜 각 핀(110, 118)을 퇴피시킨다(스텝 S16, 도 7 중의 S4에 대응).
그리고, 이 플라즈마에 의한 박막의 퇴적 프로세스를 소정의 시간 실행한다(스텝 S17, 도 7 중의 S9에 대응). 또한, 가이드핀(118)과 승강핀(110)을 퇴피시키는 공정은, 본 가스 도입 공정보다도 나중이면 처리 용기(44) 내의 압력 변동이 발생하지 않기 때문에 웨이퍼(W)가 옆으로 미끄러지는 일은 없기 때문에, 적어도 본 가스 도입 공정보다도 나중이면 좋다.
이 제2 실시예의 방법에 의하면, 먼저의 제1 실시예의 방법과 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있을 뿐만 아니라, 도 7 중의 스텝 S3과 스텝 S5에 대응하는 각 스텝을 생략할 수 있기 때문에, 처리 속도를 내서 스루풋(throughtput)을 향상시킬 수 있다.
<단부의 변형예>
다음으로, 웨이퍼(W)의 이면 주연부를 처리 가스에 노출하기 위한 단부(122)의 변형예에 대해서 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 단부의 변형예를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 4∼도 6에 나타내는 재치대 구조에 있어서의 단부(122)는, 재치대 본체(50)의 중앙부측을 한단 높게하여 재치 볼록부(124)를 형성하여, 그 단면에 의해 단부(122)를 형성했지만, 이에 한정되지 않고 재치대 본체(50)의 상면 전체를 동일 수평 레벨로 설정하여, 도 9에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 에지부(38)에 대응시켜 재치대 본체(50)의 둘레 방향을 따라서 링 형상의 홈부(140)를 형성하도록 해도 좋다. 이 경우, 홈부(140)는, 도 9(A)에 나타내는 바와 같이, 단면 직사각형 형상을 갖도록 형성해도 좋고, 또는 도 9(B)에 나타내는 바와 같이, 반타원이나 반원과 같은 단면 곡선 형상을 갖도록 형성해도 좋다. 또한, 웨이퍼(W)의 이면 주연부가 노출되어 처리 가스에 노출되는 바와 같은 단면 형상이라면, 홈부(140)의 단면 형상은 묻지 않는다.
또한, 홈부(140)가 도 9(A)에 나타내는 단면 형상을 갖는 경우, 홈부(140)의 내주측의 수직 구획벽(140a)이 단부(122)가 된다. 또한, 홈부(140)가 도 9(B)에 나타내는 단면 형상을 갖는 경우, 단면 곡선 형상의 홈부(140)의 일부인 내주측의 곡면 구획벽(140b)이 단부(122)가 된다. 이 경우, 상기 각 홈부(140)의 깊이(H4)는, 웨이퍼(W)의 이면 주연부에 있어서 처리되어야 하는 면적에도 의하지만, 예를 들면 1∼5mm 정도의 범위이다. 이와 같이, 먼저의 재치 볼록부(124)를 대신하여, 홈부(140)를 형성한 경우에도, 먼저의 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서 설명한 효과와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 도 4∼도 6에 나타낸 재치대 구조에 있어서는, 가이드핀(118)이 승강 핀(110)에 접합되어 가이드핀 기구(108)와 승강핀 기구(106)가 통합되어 있었지만, 이에 한정되지 않고 가이드핀 기구(108)와 승강핀 기구(106)를 별개 독립으로 각각 형성해도 좋다. 이 경우에는, 가이드핀 기구(108)가 승강핀 기구(108)의 승강판(112), 승강 로드(114), 벨로즈(113) 등에 대응하는 부재를 갖도록 구성되는 것은 물론이다. 또한, 가이드핀(118)과 승강핀(110)은 도 6에 나타내는 바와 같이 동기(同期)시켜 승강시키도록 해도 좋지만, 접촉 공정(S2, S12)에 있어서 가이드핀(118)을 웨이퍼(W)의 에지부(38)에 옆에 붙이면 좋기 때문에(도 6(B) 참조), 지지 공정(도 6(A))에 있어서 웨이퍼(W)를 지지할 때에는, 가이드핀(118)은 강하시킨 상태로 해도 좋다. 또한, 웨이퍼(W)가 재치대 본체(50)의 상면에 접촉했을 때에 승강핀(110)은 정지시키는 일 없이, 그대로 계속하여 강하시켜도 좋다.
<재치대 구조의 제2 실시예>
다음으로, 본 발명의 제2 실시예 재치대 구조에 대해서 설명한다.
도 10은, 본 발명의 제2 실시예에 의한 재치대 구조를 나타내는 부분 확대 단면도, 도 11은 재치대 구조의 재치대 본체를 나타내는 평면도이다.
도 4에 나타낸 재치대 구조에 있어서는, 가이드핀(118)을 갖는 가이드핀 기구(108)를 형성하여 웨이퍼 접촉 공정에 있어서의 웨이퍼(W)의 옆으로 미끄러짐을 방지하도록 했지만, 이를 대신하여, 도 10 및 도 11에 나타내는 제2 실시예와 같이 구성해도 좋다. 또한, 먼저의 제1 실시예와 동일 또는 대응하는 구성 부분에 대해서는 동일 또는 대응하는 부호를 붙이고 있다.
도 10 및 도 11(A)에 나타내는 바와 같이, 재치대 본체(50)의 상면에, 웨이 퍼(W)를 접촉시켰을 때에 발생하는 수증기를 달아나게 하는 공간(146)을 형성하는 작은 복수개의 볼록부(144)가 형성되어 있다. 구체적으로는, 여기에서는 다수개의 볼록부(144)는, 단부(122)를 형성하기 위한 재치 볼록부(124)의 상면에 균등하게 분포되어 있다. 웨이퍼(W)는 각 볼록부(144)의 상면에 웨이퍼(W)의 이면이 접하도록 올려놓여졌을 때에, 볼록부(144)의 높이만큼 볼록부(124)의 저부로부터 들어 올려져, 이 웨이퍼(W)의 이면의 하방에 공간(146)이 형성된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)를 가열 상태의 재치 볼록부(124) 상에 접촉했을 때에 발생하는 수증기를 공간(146)으로 달아나게 할 수 있다.
이 경우, 재치대 본체(50)의 상면(126)의 면적(반경을 r로 하면 πr2)에 대한, 각 볼록부(144)의 상단면과 웨이퍼(W)의 이면이 직접적으로 접하는 면적의 비율은, 공간(146)의 깊이와의 관계로 정해진다. 공간(146)의 체적이 너무 작으면, 발생한 수증기의 증기압이 웨이퍼(W)의 무게보다도 커져 웨이퍼(W)가 부상하여 옆으로 미끄러지는 경우가 있기 때문에, 공간(146)의 체적을 크게 하여 증기압을 낮출 필요가 있다. 이 목적을 위해 공간(146)을 깊게 하면, 웨이퍼(W)와의 접촉 면적의 비율을 크게 할 수 있다. 또한, 공간(146)을 비교적 얕게 유지하면서 웨이퍼(W)에 가해지는 증기압을 낮추기 위해, 접촉 면적의 비율을 작게 해도 좋다. 단, 1개의 볼록부(144)의 상단면의 면적이 너무 크면, 이 볼록부(144)와 웨이퍼(W)의 이면과의 사이에는 공간이 거의 없기 때문에, 접촉에 의해 발생한 수증기(가스)가 공간(146)으로 달아날 수 없어, 그 부분의 압력이 너무 커져 웨이퍼(W)를 부상 시킬 우려가 있어, 바람직하지 않다. 따라서, 예를 들면 볼록부(144)의 상단면의 면적은 4㎟ 정도보다도 작은 것이 바람직하다.
여기에서, 웨이퍼(W)와 재치대 본체(50)와의 접촉 면적의 비율과 공간(146)의 깊이(볼록부(144)의 높이)와의 관계에 대해서 고찰한다. 기본적인 사고 방식은, 웨이퍼 이면에는 수분이 분자 레벨로 균일하게 층 형상에 부착되어 있어, 이 웨이퍼가 고온의 상면(126)(볼록부(144))과 접촉하면, 접촉 부분만의 수분이 바로 수증기가 되어 체적 팽창하여 공간(146) 전체로 확산하여, 이때의 압력이 웨이퍼(W)의 무게보다도 작아지도록 각 값을 설정하게 된다.
여기에서, 하기와 같이 정의한다.
a : 웨이퍼와 볼록부(144)와의 접촉 면적의 비율(전면 접촉의 경우가 1이 됨)
b : 웨이퍼의 이면에 부착된 수분자 밀도(개/㎠)
c : 공간의 깊이(볼록부(144)의 높이)(㎝)
T : 재치대 본체의 온도(℃)
t : 웨이퍼의 두께(㎝)
p : 웨이퍼 밀도(g/㎤)
우선, 웨이퍼가 접촉하고 있는 부분의 수분이 가열되어 기화하면, 단위 면적당에 기화하는 양은 다음의 식으로 나타난다.
단위 면적당 기화하는 양=a×b
한편, 단위 면적당, 공간(146)의 체적은 다음과 같이 된다.
공간의 체적=(1-a)×c
따라서, 공간(146)에 발생하는 압력(P)은 이하와 같이 된다.
P=[(a×b)·(273+T)/((1-a)·c)]/[6.02×1023×293/(22.4×103)]…(atm)
=1.29×10-17×(a×b)·(273+T)/[(1-a)·c]…(Pa)
한편, 웨이퍼의 단위 면적당의 무게(W)는 다음과 같이 된다.
W=t×p/1000…(kgf/㎠)
=98.1×t·p…(Pa)
여기에서, 웨이퍼가 부상하지 않는 조건은,
W＞P
로 나타난다.
따라서, 상기 “W＞P”의 조건을 충족하도록, 접촉 면적 비율(a)이나 공간(146)의 깊이(c)를 설정하면 좋은 것이 이해된다. 또한, 다른 b, T, t, p의 값은 설계시에 미리 설정되어도 좋다.
전술한 바와 같이 구한 일 예에 대해서 설명한다. 각 조건에 관하여, 접촉 면적 비율 (a)=0.05, 흡착 수분자 밀도 (b)=1.00×1015(개/㎠), 공간(146)의 깊이 (c)=0.03㎝, 재치대 본체의 온도 (T)=350℃, 웨이퍼 두께 (t)=0.075㎝, 웨이퍼 밀도 (p)=2.2(g/㎤)로 한다. 여기에서 흡착 수분자 밀도는 경험적인 값이지만, 웨이퍼 이면에 수분자층이 한층 부착되어 있는 경우에 상당한다.
상기의 각 식에 의한 계산의 결과, 압력 (P)=14.1(Pa)이 되고, 웨이퍼의 단 위 면적당의 무게 (W)=16.2(Pa)이 되었다. 즉, 이 경우에는, “W＞P”이기 때문에, 웨이퍼는 부상하지 않는 것을 이해할 수 있다. 또한, 볼록부(144)의 단면 형상은 원형에 한하지 않고, 삼각형이나 사각형이라도 좋고, 특별히 한정되지 않는다.
이 제2 실시예의 경우에는, 웨이퍼(W)를 재치대 본체(50) 상에 접촉했을 때에 발생하는 수증기를 달아나게 하기 위한 대기 공정(도 7의 S3) 등을 생략할 수 있다.
<본 발명의 제3 실시예>
여기에서, 상기한 볼록부(144)가 딸린 재치대 구조를 이용한 플라즈마 처리 장치의 사용 방법에 대해서 설명한다.
도 12는, 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 플로우 차트이다. 또한, 이하에 있어서, 도 7에 나타내는 플로우 차트를 참조하면서 설명한 공정과 동일한 공정에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
우선, 도 12에 나타내는 바와 같이, 승강핀(110)을 상승시켜 웨이퍼(W)를 수취하는 스텝 S21의 지지 공정은 도 7의 스텝 S1과 동일하다. 승강핀(110)으로 웨이퍼(W)를 수취한 후, 승강핀(110)을 강하시켜 웨이퍼(W)가 재치대 본체(50)의 상면에 접촉해도 승강핀(110)을 정지시키는 일 없이, 그대로 더욱 강하시켜 퇴피시키는 재치 공정이 행해진다(스텝 S22). 즉, 본 실시예에서는 대기 공정은 행해지지 않는다. 스텝 S22가 종료하면 웨이퍼(W)는 재치대 본체(50)에 올려놓여져 있다.
이 경우, 웨이퍼(W)가 가열 상태의 재치대 본체(50)에 접촉했을 때에, 웨이 퍼(W)의 이면에 부착되어 있던 수분이 증발하여 수증기가 되는데, 이 수증기는, 재치 볼록부(124)의 상면에 형성한 다수의 볼록부(144)에 의해 웨이퍼(W)의 하방에 형성된 공간(146) 내로 확산하여 달아날 수 있다. 따라서, 도 6에서 이용한 가이드핀(118)을 이용하지 않아도, 웨이퍼(W)의 옆으로 미끄러짐이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 가이드핀(118)을 형성하고 있지 않기 때문에, 웨이퍼(W)가 재치대 본체(50)에 접촉해도 승강핀(110)을 정지시키는 일 없이, 그대로 강하시킬 수 있다.
이와 같이, 웨이퍼(W)의 재치를 행했다면, 다음으로 도 7의 스텝 S5∼S9까지의 각 공정과 동일하도록, 가스류에 의해 웨이퍼(W)가 옆으로 미끄러지는 것을 방지하기 위해 처리 가스를 근소한 유량으로 공급하는 초기 가스 도입 공정이 행해지고(스텝 S23), 다음으로 플라즈마를 세우는 플라즈마 착화 공정이 행해지고(스텝 S24), 다음으로 정전척(100)을 온하여 웨이퍼(W)를 지지하는 척 온 공정이 행해지고(스텝 S25), 다음으로 처리 가스를 프로세스 유량으로 공급하는 본 가스 도입 공정이 행해지고(스텝 S26), 다음으로 프로세스가 소정의 시간 실행된다(스텝 S27).
이 실시예의 경우에는, 먼저 설명한 각 실시예와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있는 것은 물론이고, 도 7 중의 스텝 S3의 대기 공정을 행하지 않고 끝내기 때문에, 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, 가이드핀(118)을 불필요하게 할 수 있는 분만큼 장치 구조를 간단화할 수 있다.
또한, 실시예에서는 작은 볼록부(144)를 형성하여 공간(146)을 형성했지만, 이에 한하지 않고, 예를 들면 도 11(B)에 나타내는 바와 같이, 재치 볼록부(124)의 상면에 복수의 홈부(148)를 형성하여, 이 홈부(148) 내를 공간(146)으로 해도 좋다. 이 경우, 홈부(148)는 도 11(B)에 나타내는 바와 같이 종횡으로 격자 형상으로 다수개 형성해도 좋고, 단순하게 일방향으로 평행하게 복수개 형성해도 좋으며, 그 배치는 묻지 않는다. 이 경우에도, 재치대 본체(50)에 대한 웨이퍼(W)의 이면의 접촉하는 면적의 비율과, 공간(146)의 깊이(홈부(148)의 깊이)는, 전술한 수식을 따라서 설정할 수 있다.
또한, 이 재치대 구조의 경우에도, 재치 볼록부(124)를 대신하여, 도 9에 나타내는 홈부(140)의 구조를 적용할 수 있는 것은 물론이다.
<본 발명의 제4 실시예>
다음으로, 본 발명의 제4 실시예에 대해서 설명한다.
도 13은, 본 발명의 제4 실시예에 의한 재치대 구조의 일부를 나타내는 개략 단면도, 도 14는 본 발명의 제4 실시예에 의한 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 또한, 이하에 있어서, 도 7 및 도 12에 나타내는 플로우 차트를 참조하면서 설명한 공정과 동일한 공정에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
재치대 구조의 재치대 본체(50)는, 정전척(100)으로서 전극이 1개인 단극형의 정전척을 갖고 있다. 또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 재치대 본체(50)에 있어서는, 재치 볼록부(124)에 의해 단부(122)가 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 웨이퍼(W)를 재치대 본체(50)에 접촉시키기 전에 플라즈마가 착화되고, 정전척(100)이 온으로 되어, 웨이퍼의 접촉시에 가이드핀을 이용하는 일 없이 미끄러짐이 방지된다.
우선, 승강핀(110)을 상승시켜 웨이퍼(W)를 수취하는 스텝 S31의 지지 공정은, 도 7의 스텝 S1과 동일하다. 그리고, 승강핀(110)을 도중까지 강하시켜 웨이퍼(W)가 재치대 본체(50)에 접촉하기 직전에서 승강핀(110)을 정지시킨다(스텝 S32).
이와 같이, 웨이퍼(W)가 재치대 본체(50)로부터 뜬 상태로 유지하고, 다음으로 처리 가스를 프로세스 유량으로 공급 개시하는 본 가스 도입 공정이 행해진다(스텝 S33, 도 7의 S8에 대응).
다음으로, 플라즈마를 착화하는 플라즈마 착화 공정이 행해지고(스텝 S34, 도 7의 S6에 대응), 이어서 정전척을 온하는 척 온 공정이 행해진다(스텝 S35, 도 7의 S7에 대응). 이때, 웨이퍼(W)는 도 13에 나타내는 바와 같이, 승강핀(110)에 의해 지지되어 있다. 이와 같이 웨이퍼(W)는 재치대 본체(50)의 상방에 위치하는데, 이 웨이퍼(W)에 대해서는 정전력이 작용하고 있다.
다음으로, 승강핀(110)을 더욱 강하시켜 도중에서 정지시키는 일 없이 최하부까지 강하시켜 승강핀(110)을 퇴피시키는 재치 공정이 행해진다(스텝 S36, 도 12의 S22에 대응). 이에 따라, 웨이퍼(W)는 재치대 본체(50) 상에 올려놓여짐과 함께, 이미 정전력이 작용하고 있기 때문에, 웨이퍼(W)는 재치대 본체(50)에 접촉함과 동시에, 이 정전력에 의해 지지되게 된다. 따라서, 가이드핀을 이용하지 않아도, 웨이퍼(W)의 접촉시에 이 웨이퍼(W)가 옆으로 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 소정의 시간 프로세스가 실행된다(스텝 S37, 도 7의 S9에 대응). 또한, 이 경우에서도, 가이드핀(118)과 승강핀(110)을 퇴피시키는 공정은, 본 가스 도입 공정보다도 나중이면 처리 용기(44) 내의 압력 변동이 발생하지 않기 때문에 웨이퍼(W)가 옆으로 미끄러지는 일은 없기 때문에, 적어도 본 가스 도입 공정보다도 나중이면 좋다.
이 실시예의 경우에도, 먼저의 제1∼제3의 실시예와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있을 뿐만 아니라, 먼저의 제1∼제3 실시예보다도 공정수가 적어진 분만큼, 처리 속도가 빨라져 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 이 재치대 구조의 경우에도, 재치 볼록부(124)를 대신하여, 도 9에 나타내는 홈부(140)의 구조를 적용할 수 있는 것은 물론이다.
<본 발명의 제5 실시예>
다음으로, 본 발명의 제5 실시예에 대해서 설명한다.
도 15는 본발명의 제5 실시예에 의한 재치대 구조의 일부를 나타내는 개략 단면도, 도 16은 본 발명의 제5 실시예에 의한 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 또한, 도 7 및 도 12를 참조하면서 설명한 공정과 동일한 공정에 대해서는, 그 설명을 생략한다.
본 실시예에 의한 재치대 구조의 재치대 본체(50)는, 정전척(100)으로서, 전기적으로 분리된 2개의 도체선층(98a, 98b)을 갖는 쌍극형의 정전척을 갖고 있다. 이 정전척(100)은 이들의 2개의 도체선층(98a, 98b)의 사이에 전원(104)으로부터 직접 전압을 인가함으로써, 양(兩)도체선층(98a, 98b)간에 전계가 발생하기 때문에 플라즈마를 세우는 일 없이 웨이퍼(W)에 대하여 정전력을 작용할 수 있다. 본 실 시예에 있어서는, 웨이퍼(W)를 재치대 본체(50)에 접촉시키기 전에, 쌍극형의 정전척(100)을 온함으로써, 웨이퍼의 접촉시에 가이드핀을 이용하는 일 없이 옆으로 미끄러짐을 방지할 수 있다.
우선, 승강핀(110)을 상승시켜 웨이퍼(W)를 수취하는 스텝 S41의 지지 공정은 도 4의 스텝 S1과 동일하다. 다음으로, 2개의 도체선층(98a, 98b)을 갖는 쌍극형의 정전척(100)을 온하는 척 온 공정을 행하여 양도체선층(98a, 98b)간에 전계를 발생시킴으로써, 웨이퍼(W)에 대하여 정전력을 작용시킨다(스텝 S42, 도 7의 S7에 대응). 이때, 웨이퍼(W)는 도 15에 나타내는 바와 같이, 승강핀(110)에 의해 지지되어 있다.
다음으로, 승강핀(110)을 강하시켜 도중에서 정지시키는 일 없이 최하부까지 강하시켜 승강핀(110)을 대비시키는 재치 공정이 행해진다(스텝 S43, 도 12의 S22에 대응). 이에 따라, 웨이퍼(W)는 재치대 본체(50) 상에 올려놓여져 접촉함과 동시에 정전력에 의해 지지되게 된다.
따라서, 가이드핀을 이용하지 않아도, 웨이퍼(W)의 접촉시에 이 웨이퍼(W)가 옆으로 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 처리 가스를 프로세스 유량으로 공급하는 본 가스 도입 공정이 행해진다(스텝 S44, 도 7의 S8에 대응). 다음으로, 플라즈마를 착화하는 플라즈마 착화 공정이 행해지고(스텝 S45, 도 7의 S6에 대응), 이 후, 소정의 시간 프로세스가 실행된다(스텝 S46, 도 7의 S9에 대응).
이 실시예에 있어서도, 먼저의 제1∼제3 실시예와 동일한 작용 효과를 발휘 할 수 있을 뿐만 아니라, 먼저의 제1∼제3 실시예보다도 공정수가 적어진 분만큼, 처리 속도가 빨라져 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 이 재치대 구조의 경우에도, 재치 볼록부(124)를 갖는 재치대 본체(50)를 대신하여, 도 9에 나타내는 홈부(140)가 형성된 재치대 본체(50)를 이용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 이상의 각 실시예에 있어서는, 플라즈마 지원 퇴적 처리를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 플라즈마 에칭 장치, 플라즈마 애싱 장치 등의 다른 플라즈마 처리 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기의 실시예에 있어서는, 전자파 도입부(72)로서 마이크로파를 이용하여, 이를 평면 안테나 부재(74)에 의해 처리 용기(44) 내로 도입하는 마이크로파 플라즈마 장치에 대해서 설명했지만, 마이크로파 플라즈마 장치는, 이에 한정되지 않고, 슬롯 부착의 도파관을 이용한 플라즈마 처리 장치, ECR(Electron Cyclotron Resonance) 플라즈마 처리 장치 등의 마이크로파를 이용한 처리 장치라도 좋다.
그리고 또한, 전자파 도입부(72)로서 마이크로파 이외의, 예를 들면 13.56MHz 등의 고주파 전압을 이용하여 플라즈마를 발생시키도록 해도 좋고, 이 종류의 장치로서는, 예를 들면 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치, ICP(Inductively Coupled Plasma)형의 플라즈마 처리 장치, MERIE(Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching)형의 플라즈마 처리 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전자파 도입부(72)로부터의 마이크로파나 고주파를 이용하여 생성시킨 플라즈마를 이용하는 처리 장치에 한정되지 않고, 플라즈마를 이용하 지 않는 처리 장치, 예를 들면 열 CVD나 어닐 처리를 행하는 열처리 장치, 클리닝 처리 장치, 에칭 처리 장치 등에도 적용 가능하다.
이 경우에는, 전술의 각 방법에 있어서, 플라즈마의 착화에 관련하는 공정이나 정전척에 관하는 공정은 불필요하게 되지만, 홈부(140)를 형성하여 웨이퍼(W)의 이면 주연부를 처리하거나, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같은 공간(146)을 형성하여 웨이퍼 접촉시에 있어서의 옆으로 미끄러짐을 방지하거나 할 수 있다.
또한, 여기에서는 피(被)처리체로서, 반도체 웨이퍼를 예시했지만, 이에 한정되지 않고, 유리 기판, LCD 기판, 세라믹 기판 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
전술의 실시 형태와 함께 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 구체적으로 개시된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 청구된 본 발명의 범위로부터 일탈하는 일 없이, 여러 가지의 변형예나 실시예를 생각할 수 있다.
본 국제출원은, 2007년 2월 9일에 일본국 특허청에 출원된 특허출원 제2007-031171호에 기초하여 우선권을 주장하는 것이며, 그 내용의 전부를 여기에 원용한다.

Claims (23)

  1. 기판에 대하여 소정의 처리가 행해지는 진공 흡인 가능하게 구성된 처리 용기 내에서 상기 기판을 지지하는 재치대 구조로서,
    상기 기판이 올려놓여지는 재치대 본체와,
    상기 기판을 상기 재치대 본체에 내리고, 상기 재치대 본체로부터 들어올리도록 구성된 승강핀 기구와,
    상기 재치대 본체 상에 올려놓여진 상기 기판의 이면 주연부가, 상기 처리 용기에 공급되는 처리 가스에 노출되도록 상기 재치대 본체에 형성된 단부(段部)를 갖는 재치대 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단부가, 상기 재치대 본체에 올려놓여진 상기 기판의 외주단을 따른 제1 홈부의 일부인 재치대 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단부가, 상기 재치대 본체의 중앙부에 형성되어 상기 재치대 본체의 주변부에 대하여 융기한 융기부에 의해 형성되는 재치대 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 재치대 본체가, 상기 재치대 본체에 올려놓여진 상기 기판을 지지하는 정전척을 포함하는 재치대 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 재치대 본체가 복수의 볼록부를 갖고, 상기 기판이 상기 복수의 볼록부에 접촉했을 때에 상기 기판의 이면으로부터 발생하는 경우가 있는 수증기를 달아나게 하는 공간이 상기 기판의 하방에 형성되는 재치대 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 재치대 본체가 복수의 제2 홈부를 갖고, 상기 기판이 상기 재치대 본체에 접촉했을 때에 상기 기판의 이면으로부터 발생하는 경우가 있는 수증기를 달아나게 하는 공간이 상기 기판의 하방에 형성되는 재치대 구조.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 재치대 본체의 상기 단부보다 내측의 영역의 면적에 대한 상기 볼록부의 상단부가 상기 기판의 이면과 접촉하는 접촉 면적의 비율과, 상기 공간의 깊이는, 상기 수증기에 의해 상기 기판에 가해지는 압력이, 상기 기판의 단위 면적당의 무게보다도 작아지도록 설정되는 재치대 구조.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 재치대 본체의 상기 단부보다 내측의 영역의 면적에 대한 상기 영역의 상기 제2 홈부를 제외하는 면적의 비율과, 상기 공간의 깊이와는, 상기 수증기에 의해 상기 기판에 가해지는 압력이, 상기 기판의 단위 면적당의 무게보다도 작아지도록 설정되는 재치대 구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 상기 재치대 본체에 접촉시킬 때에 발생할 수 있는 위치 어긋남을 방지하는 승강 가능한 가이드핀 기구를 추가로 갖는 재치대 구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가이드핀 기구가 상기 승강핀 기구와 일체화되어 있는 재치대 구조.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 가이드핀 기구가 상기 승강핀 기구와 별개로 구성되는 재치대 구조.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 재치대 본체가, 상기 기판을 가열하는 가열부를 추가로 갖는 재치대 구조.
  13. 진공 흡인 가능한 처리 용기와,
    기판을 지지하기 위해 상기 처리 용기 내에 형성된, 제1항에 기재된 재치대 구조와,
    상기 처리 용기 내에 가스를 도입하는 가스 도입부를 구비하는 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    플라즈마 발생용의 전자파를 상기 처리 용기 내로 도입하는 전자파 도입부를 추가로 구비하는 처리 장치.
  15. 제14항에 기재된 처리 장치의 사용 방법으로서,
    승강핀 기구의 승강핀을 상승시킨 위치에서, 상기 승강핀으로 기판을 지지하는 지지 공정과,
    상기 지지 공정 후에, 가이드핀 기구의 가이드핀을 상기 기판의 외주단의 외측에 위치시킴과 함께, 상기 승강핀을 강하시켜 상기 기판을 재치대 구조 상에 접촉시키는 접촉 공정과,
    상기 접촉 공정 후에, 상기 기판의 이면으로부터 발생하는 수증기가 달아나는 소정의 시간만큼 대기하는 대기 공정과,
    상기 대기 공정 후에, 상기 승강핀과 상기 가이드핀을 하방으로 강하시키는 핀 퇴피 공정과,
    상기 핀 퇴피 공정 후에, 가스류에 의해 상기 재치대 구조 상의 상기 기판을 옆으로 미끄러지지 않게 하는 유량으로 가스 도입부로부터 처리 가스를 도입하는 초기 가스 도입 공정과,
    상기 초기 가스 도입 공정 후에, 전자파 도입부에 의해 상기 처리 용기 내에서 플라즈마를 착화하는 플라즈마 착화 공정과,
    상기 플라즈마 착화 공정 후에, 정전척을 온하여 상기 기판을 지지하는 척 온 공정과,
    상기 척 온 공정 후에, 상기 처리 용기 내로 상기 초기 가스 도입 공정의 유량보다도 큰 미리 정해진 유량의 처리 가스를 흘리는 본 가스 도입 공정
    을 갖는 처리 장치의 사용 방법.
  16. 제14항에 기재된 처리 장치의 사용 방법으로서,
    승강핀 기구의 승강핀을 상승시킨 위치에서, 상기 승강핀으로 기판을 지지하는 지지 공정과,
    상기 지지 공정 후에, 가이드핀 기구의 가이드핀을 상기 기판의 외주단의 외측에 위치시킴과 함께, 상기 승강핀을 강하시켜 상기 기판을 재치대 구조 상에 접촉시키는 접촉 공정과,
    상기 접촉 공정 후에, 상기 처리 용기 내로 처리 가스를 흘리는 본 가스 도입 공정과,
    상기 본 가스 도입 공정 후에, 전자파 도입부에 의해 상기 처리 용기 내에서 플라즈마를 착화시키는 플라즈마 착화 공정과,
    상기 플라즈마 착화 공정 후에, 정전척을 온하여 상기 기판을 지지하는 척 온(chuck on) 공정과,
    적어도 상기 본 가스 도입 공정 후에, 상기 승강핀과 상기 가이드핀을 하방으로 강하시키는 핀 퇴피 공정
    을 갖는 처리 장치의 사용 방법.
  17. 제14항에 기재된 처리 장치의 사용 방법으로서,
    승강핀 기구의 승강핀을 상승시킨 위치에서, 상기 승강핀으로 기판을 지지하는 지지 공정과,
    상기 기판을 처리 용기 내의 재치대 구조 상으로 올려놓는 재치 공정과,
    상기 재치 공정 후에, 가스류에 의해 상기 재치대 구조 상의 상기 기판이 옆으로 미끄러지지 않는 유량으로 가스 도입부로부터 처리 가스를 도입하는 초기 가스 도입 공정과,
    상기 초기 가스 도입 공정 후에, 전자파 도입부에 의해 상기 처리 용기 내에서 플라즈마를 착화하는 플라즈마 착화 공정과,
    상기 플라즈마 착화 공정 후에, 정전척을 온하여 상기 기판을 지지하는 척 온 공정과,
    상기 척 온 공정 후에, 상기 처리 용기 내로 상기 초기 가스 도입 공정의 유량보다도 큰 미리 정해진 유량의 처리 가스를 흘리는 본 가스 도입 공정
    을 갖는 처리 장치의 사용 방법.
  18. 제14항에 기재된 처리 장치의 사용 방법으로서,
    승강핀 기구의 승강핀을 상승시킨 위치에서, 상기 승강핀으로 기판을 지지하는 지지 공정과,
    상기 지지 공정 후에, 처리 용기 내로 처리 가스를 흘리는 본 가스 도입공정과,
    상기 본 가스 도입 공정 후에, 전자파 도입부에 의해 상기 처리 용기 내에서 플라즈마를 착화하는 플라즈마 착화 공정과,
    상기 플라즈마 착화 공정 후에, 정전척을 온하여 상기 기판을 지지하는 척 온 공정과,
    적어도 상기 본 가스 도입 공정 후에, 상기 기판을 처리 용기 내의 재치대 구조 상으로 올려놓는 재치 공정
    을 갖는 처리 장치의 사용 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 정전척은 단극형의 정전척인 처리 장치의 사용 방법.
  20. 제15항에 기재된 각 공정을 제14항에 기재된 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 격납하는 컴퓨터 판독가능 기억 매체.
  21. 제16항에 기재된 각 공정을 제14항에 기재된 처리 장치에 실행시키는 프로그 램을 격납하는 컴퓨터 판독가능 기억 매체.
  22. 제17항에 기재된 각 공정을 제14항에 기재된 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 격납하는 컴퓨터 판독가능 기억 매체.
  23. 제18항에 기재된 각 공정을 제14항에 기재된 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 격납하는 컴퓨터 판독가능 기억 매체.
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