KR20230016584A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 기판에 대한 기판 처리의 불균일을 억제하면서, 생성물의 퇴적을 억제한다.
[해결 수단] 감압 가능하게 구성된 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부에 마련되고, 기판이 탑재되는 기판 탑재면을 갖는 탑재대와, 상기 기판이 상기 기판 탑재면에 탑재되었을 때에 상기 기판의 외주를 둘러쌀 수 있도록 마련된, 직사각형 프레임형상의 정류벽을 구비하고, 상기 정류벽의 네 모서리 각각에 대해, 상기 정류벽의 내측으로부터 관통하는 가스 유로가 마련되고, 상기 정류벽의 네 모서리의 내주면은 곡면으로 구성되는, 기판 처리 장치이다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}

본 개시는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 진공 챔버의 내부에 FPD 기판을 탑재하기 위한 탑재대가 마련된 에칭 처리 장치가 개시되어 있다. 이 에칭 처리 장치에서는, 기판의 주위를 둘러싸도록 높이 50㎜ 내지 150㎜ 정도의 정류 부재를 마련하고, 기판의 외주 영역 근방의 에칭 가스의 유동을 정류 부재에 의해 차단하는 것에 의해 기판의 주위에 가스 정체를 형성하고 있다. 이에 의해 당해 영역에 있어서의 에칭 가스 유속을 저하시켜서, 기판 면내에 있어서의 에칭 레이트의 균일성을 높이는 것을 도모하고 있다.

일본 특허 공개 제 2009-54720 호 공보

본 개시에 따른 기술은 기판에 대한 기판 처리의 불균일을 억제하면서, 생성물의 퇴적을 억제한다.

본 개시의 일 태양은 감압 가능하게 구성된 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부에 마련되고, 기판이 탑재되는 기판 탑재면을 갖는 탑재대와, 상기 기판이 상기 기판 탑재면에 탑재되었을 때에 상기 기판의 외주를 둘러싸도록 마련된, 직사각형 프레임형상의 정류벽을 구비하고, 상기 정류벽의 네 모서리 각각에 대해서, 상기 정류벽의 내측으로부터 관통하는 가스 유로가 마련되고, 상기 정류벽의 네 모서리의 내주면은 곡면으로 구성되는, 기판 처리 장치이다.

본 개시에 의하면, 기판에 대한 기판 처리의 불균일을 억제하면서, 생성물의 퇴적을 억제할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치로서의 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치로서의 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도이다.
도 3은 정류벽 및 벽 부재의 구성의 개략을 도시하는 부분 확대 평면도이다.
도 4는 정류벽 및 벽 부재의 구성의 개략을 도시하는 부분 확대 단면도이다.
도 5는 비교형태에 따른 정류벽 및 벽 부재의 구성의 개략을 도시하는 부분 확대 평면도이다.
도 6은 비교형태에 따른 정류벽 및 벽 부재의 구성의 개략을 도시하는 부분 확대 단면도이다.
도 7은 본 실시형태에 있어서의 처리 가스의 유동을 설명하기 위한 도면이다.

액정 표시 장치(LCD) 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 공정에서는, 유리 기판 등의 기판에 대해서, 에칭 처리나 성막 처리 등의 기판 처리가 실행된다. 이러한 기판 처리에는, 처리 대상의 기판이 수용되는 처리 용기 등을 갖는 기판 처리 장치가 이용된다.

그런데, 기판 처리 장치에 의한 기판 처리가 기판의 중앙부와 주연부에서 상이하고, 면내 불균일이 되는 경우가 있다. 예를 들어, 플라즈마를 이용한 에칭 처리에서는, 에칭을 억제하는 요인이 되는, 처리시에 발생한 반응 생성물이, 기판의 주연부쪽이 중앙부에 비해 배출되기 쉬운 것 등으로부터, 에칭 레이트가 기판의 주연부에 있어서 중앙부에 비해 높아진다. 그 때문에, 특허문헌 1에서는, 기판의 주위를 둘러싸도록 정류 부재를 마련하고, 기판의 외주 영역 근방의 에칭 가스의 유동을 정류 부재로 차단함으로써 기판의 주위에 가스 정체를 형성하고, 당해 영역에 있어서의 에칭 가스 유속을 저하시켜서, 에칭 레이트가 균일하게 되도록 하고 있다.

그러나, 상기 설명한 바와 같이 정류 부재를 마련한 경우, 기판 처리시에 발생한 반응 생성물에 포함되는 퇴적성의 물질이 정류 부재에 부착하여 서서히 퇴적하고, 파티클의 원인이 되는 경우가 있다.

그래서, 본 개시에 따른 기술은 기판에 대한 기판 처리의 불균일을 억제하면서, 생성물의 퇴적을 억제한다.

이하, 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.

<플라즈마 처리 장치(1)>

도 1 및 도 2는 각각, 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치로서의 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 도시하는 종단면도 및 횡단면도이다.

도 1 및 도 2의 플라즈마 처리 장치(1)는 기판으로서의, 직사각형의 유리 기판(G)(이하, "기판(G)"이라 함)에 대해서, 처리 가스의 플라즈마를 이용하는 기판 처리, 즉, 플라즈마 처리를 실행한다. 플라즈마 처리 장치(1)가 실행하는 플라즈마 처리는, 예를 들면 FPD용의 에칭 처리, 성막 처리, 애싱 처리 등이다. 이러한 처리에 의해, 기판(G) 상에, 발광 소자나 발광 소자의 구동 회로 등의 전자 디바이스가 형성된다.

플라즈마 처리 장치(1)는 바닥이 있는 사각통형상의 용기 본체(10)를 구비한다. 용기 본체(10)는 도전성 재료, 예를 들면, 알루미늄으로 형성되고, 전기적으로 접지되어 있다. 플라즈마 처리에는 자주 부식성의 가스가 이용되기 때문에, 용기 본체(10)의 내벽면은 내부식성을 향상시키는 목적으로, 양극 산화 처리 등의 내부식 코팅 처리가 실시되어 있어도 좋다. 또한, 용기 본체(10)의 상면에는 개구가 형성되어 있다. 본 개구는 용기 본체(10)와 절연되어서 마련된 직사각형상의 금속창(20)에 의해서 기밀하게 폐색되고, 구체적으로는, 금속창(20) 및 후술의 금속 프레임(14)에 의해서 기밀하게 폐색된다. 용기 본체(10) 및 금속창(20)에 의해서 둘러싸인 공간은, 플라즈마 처리의 처리 대상의 기판(G)이 플라즈마 처리시에 위치하는 처리 공간(K1)이 되고, 금속창(20)의 상방측의 공간은, 후술의 고주파 안테나(플라즈마 안테나)(100)가 배치되는 안테나실(K2)이 된다. 용기 본체(10)의 X방향 부측(도 2의 좌측)의 측벽에는, 처리 공간(K1) 내에 기판(G)을 반입·반출하기 위한 반입·반출구(11) 및 반입·반출구(11)를 개폐하는 게이트 밸브(12)가 마련되어 있다.

용기 본체(10)의 바닥벽(10a) 상에는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 금속창(20)과 대향하도록, 탑재대(30)가 마련되어 있다. 탑재대(30)는 그 상면이 기판(G)이 탑재되는 기판 탑재면(31a)이 되는 받침본체(31)를 갖고, 받침본체(31)가 절연성의 재료로 형성된 다리부(32)를 거쳐서, 용기 본체(10)의 바닥벽(10a) 상에 마련되어 있다. 탑재대(30)는, 예를 들면 전체적으로 평면에서 바라볼 때 직사각형상으로 형성되어 있다.

받침본체(31)는 도전성 재료, 예를 들면, 알루미늄으로 형성되어 있다. 받침본체(31)의 표면은 절연성 및 내부식성을 향상시키기 위해, 양극 산화 처리 또는 세라믹 용사 처리 등의 코팅 처리가 실시되어 있어도 좋다. 또한, 받침본체(31)에 탑재된 기판(G)은 탑재대(30)가 갖는 정전 척(도시되지 않음)에 의해 흡착 보지된다.

또한, 받침본체(31)에는, 정합기(40)를 거쳐서 고주파 전원(41)이 접속되어 있다. 고주파 전원(41)은 바이어스용의 고주파 전력, 예를 들면, 주파수가 3.2㎒인 고주파 전력을 받침본체(31)에 공급한다. 이에 의해, 처리 공간(K1) 내에 생성된 플라즈마 안의 이온을 기판(G)으로 끌여들일 수 있다.

또한, 탑재대(30)의 주위에는, 기판 탑재면(31a)을 둘러싸도록(구체적으로는, 기판 탑재면(31a)을 포함한 탑재대(30)의 상부 측면을 둘러싸도록), 링 부재로서의, 쉴드 링(50)이 마련되어 있다. 쉴드 링(50)은 플라즈마를 탑재대(30)의 상방에 균일하게 형성하기 위한 것이며, 절연성의 재료, 예를 들면, 세라믹으로 형성되어 있다. 쉴드 링(50)은, 예를 들면 평면에서 바라볼 때 직사각형의 환형상으로 형성되어 있다. 또한, 탑재대(30)의 측면(구체적으로는, 탑재대(30)의 하부 측면) 및 다리부(32)의 측면을 둘러싸도록 절연 링(51)이 마련되고, 절연 링(51)의 상면과, 받침본체(31)의 어깨부에 걸쳐서 쉴드 링(50)이 탑재되어 있다. 절연 링(51)은 용기 본체(10)의 바닥벽(10a)에 지지되어 있다. 또한, 다리부(32)와 절연 링(51)은 일체로 되어 있어도 좋다. 또한, 받침본체(31)는 어깨부를 마련하지 않아도 좋고, 그 경우, 쉴드 링(50)이 절연 링(51)과 일체화되어도 좋다.

일 실시형태에 있어서, 쉴드 링(50)은 후술의 정류벽(60)을 이루는 벽 부재(61)를 지지하는 부재 지지부를 구성하고, 쉴드 링(50)의 상면은 탑재대(30)의 기판 탑재면(31a)의 외주를 둘러싸서 벽 부재(61)가 탑재되는 부재 탑재면(50a)이 된다. 예를 들어, 부재 탑재면(50a)은 평탄하게 형성되고, 그 높이가 기판 탑재면(31a)의 높이와 대략 동등하다.

또한, 탑재대(30)의 기판 탑재면(31a)에 기판(G)이 탑재되었을 때에, 기판(G)의 외주를 둘러쌀 수 있도록, 평면에서 바라볼 때 직사각형의 프레임형상, 즉, 직사각형 프레임형상의 정류벽(60)이 마련되어 있다. 정류벽(60)은 탑재대(30)에 탑재된 기판(G)의 주연부의 가스의 흐름을 차단함으로써 기판(G)의 주연부에 가스 정체를 형성하기 위한 것이며, 예를 들면, 세라믹 등의 절연성의 재료로 형성되어 있다.

정류벽(60)은, 예를 들면 직사각형 프레임형상의 벽 부재(61)를 쉴드 링(50)의 부재 탑재면(50a)에 탑재하는 것에 의해 이루어진다. 벽 부재(61)의 상세에 대하여는 후술한다.

또한, 도면의 예에서는, 기판(G)보다 기판 탑재면(31a)쪽이 크고, 기판 탑재면(31a) 내에 기판(G)이 들어가고 있지만, 기판(G)보다 기판 탑재면(31a)쪽이 작고, 기판(G)의 주연부가, 평면에서 바라볼 때에 있어서 기판 탑재면(31a)으로부터 밀어내서 쉴드 링(50)의 부재 탑재면(50a)의 내주부와 겹쳐도 좋다. 그 경우, 기판(G)의 이면과 쉴드 링(50)의 부재 탑재면(50a)이 이격하여 접촉하지 않도록, 기판 탑재면(31a)에 대해 부재 탑재면(50a)을 약간 낮게 하는 것이 바람직하다.

또한, 용기 본체(10)의 바닥벽(10a)에는, 배기구(13)가 형성되어 있다. 배기구(13)는 복수 마련되어 있고, 예를 들면, 도 2에 도시되는 바와 같이, 평면에서 바라볼 때 직사각형상의 탑재대(30)의 각 코너부에 1개 마련되어 있다. 배기구(13)에는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 진공 펌프 등을 갖는 배기부(70)가 접속되어 있다. 처리 공간(K1)은 이 배기부(70)에 의해서 감압된다. 배기부(70)는 복수의 배기구(13)의 각각에 마련되어도 좋고, 복수의 배기구(13)에 공통으로 마련되어도 좋다. 또한, 배기구(13)는 평면에서 바라볼 때 직사각형상의 탑재대(30)의 각 변에, 당해 변을 따라서 복수(예를 들면, 2개) 마련되어 있어도 좋다.

용기 본체(10)의 측벽의 상면측에는, 알루미늄 등의 금속 재료로 형성된 직사각형상의 프레임체인 금속 프레임(14)이 마련되어 있다. 용기 본체(10)와 금속 프레임(14) 사이에는, 처리 공간(K1)을 기밀하게 유지하기 위한 시일 부재(15)가 마련되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 용기 본체(10)와 금속 프레임(14)과 금속창(20)이 감압 가능하게 구성된 처리 용기를 이룬다.

금속창(20)은, 예를 들면 평면에서 바라볼 때 직사각형상으로 형성되어 있다. 또한, 금속창(20)은 처리 공간(K1)에 처리 가스를 공급하는 샤워 헤드로서 기능한다. 예를 들면, 금속창(20)에는, 처리 가스를 하방으로 토출하는 다수의 가스 토출 구멍(21)과, 처리 가스를 확산시키는 확산실(22)이 형성되어 있고, 가스 토출 구멍(21)과 확산실(22)이 연통하여 있다.

확산실(22)은 가스 공급관(80)을 거쳐서 처리 가스 공급부(81)에 접속되어 있다. 처리 가스 공급부(81)는 유량 조정 밸브(도시되지 않음)나 개폐 밸브(도시되지 않음) 등을 구비하고, 에칭 처리, 성막 처리, 애싱 처리 등에 필요한 처리 가스를 확산실(22)에 공급한다. 또한, 금속창(20)은 절연 부재(23)에 의해서 금속 프레임(14)으로부터 전기적으로 절연되어 있다.

상술의 금속창(20), 측벽부(91) 및 천정판부(90)에서 둘러싸인 공간은 안테나실(K2)을 구성하고, 안테나실(K2)의 내부에는, 금속창(20)에 면하도록 고주파 안테나(100)가 배치되어 있다.

고주파 안테나(100)는, 예를 들면 절연 재료로 형성되는 스페이서(도시되지 않음)를 거쳐서 금속창(20)으로부터 이격되어 배치된다.

고주파 안테나(100)에는, 정합기(42)를 거쳐서 고주파 전원(43)이 접속되어 있다. 고주파 안테나(100)에는, 고주파 전원(43)으로부터 정합기(42)를 거쳐서, 예를 들면 13.56㎒의 고주파 전력이 공급된다. 이에 의해, 플라즈마 처리 동안, 처리 공간(K1)의 내부에 유도 전계가 형성되고, 가스 토출 구멍(21)으로부터 토출된 처리 가스가 유도 전계에 의해서 플라즈마화된다.

또한, 플라즈마 처리 장치(1)에는 제어부(U)가 마련되어 있다. 제어부(U)는, 예를 들면 CPU나 메모리 등을 구비한 컴퓨터이며, 프로그램 격납부(도시되지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 격납부에는, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서의 기판(G)의 처리를 제어하는 프로그램이 격납되어 있다. 상술의 프로그램은 컴퓨터에 판독 가능한 비일시적인 기억 매체에 기록되어 있던 것이며, 당해 기억 매체로부터 제어부(U)에 인스톨된 것이어도 좋다. 프로그램의 일부 또는 모두는 전용 하드웨어(회로 기판)에서 실현되어도 좋다.

<정류벽(60) 및 벽 부재(61)>

계속해서, 정류벽(60) 및 벽 부재(61)의 구성에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하고, 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다. 도 3 및 도 4는 각각, 정류벽(60) 및 벽 부재(61)의 구성의 개략을 도시하는 부분 확대 평면도 및 부분 확대 단면도이며, 직사각형 프레임형상의 정류벽(60) 및 벽 부재(61)의 네 모서리 중 하나를 도시하고 있다.

전술과 같이, 정류벽(60)은 평면에서 바라볼 때 직사각형상의 프레임이다. 그리고, 정류벽(60)의 네 모서리 각각에 대해, 도 2에 도시되는 바와 같이, 당해 정류벽(60)의 내측으로부터 관통하는 가스 유로(200)가 마련되어 있다. 구체적으로는, 정류벽(60)의 네 모서리 각각에 대해, 정류벽(60)의 내주면으로부터 관통하는 가스 유로(200)가 마련되어 있다. 가스 유로(200)는 도 3에 도시되는 바와 같이, 당해 가스 유로(200)가 마련된 정류벽(60)의 모서리부의 내주면으로부터, 평면에서 바라볼 때에 있어서 당해 모서리부의 두께 방향을 따라서 연장되도록 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 가스 유로(200)는 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이, 당해 가스 유로(200)가 마련된 정류벽(60)의 모서리부의 내주면으로부터, 당해 모서리의 두께 방향 또한 수평 방향을 따라서 연장되고, 정류벽(60)의 외주면에 도달하도록 형성되어 있다.

일 실시형태에 있어서, 가스 유로(200)는 벽 부재(61)의 네 모서리 각각의 하면에 마련된 홈부(62)와, 쉴드 링(50)의 부재 탑재면(50a)에 의해서 형성된다. 홈부(62)는, 예를 들면 벽 부재(61)의 네 모서리 각각에 1개씩, 당해 가스 유로(200)가 마련된 모서리부의 벽 부재(61)의 두께 방향을 따라서 연장되도록 형성되어 있다.

또한, 정류벽(60)의 네 모서리의 내주면은 도 3에 도시되는 바와 같이, 곡면(63)으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 정류벽(60)을 이루는 벽 부재(61)의 네 모서리의 내주면은 외측으로 오목한 곡면(63)으로 형성되어 있다.

또한, 정류벽(60)의 내주면, 즉, 벽 부재(61)의 내주면은, 예를 들면 부재 탑재면(50a)에 대해서 수직이 되도록 형성되어 있다. 단, 정류벽(60)의 내주면, 즉, 벽 부재(61)의 내주면은 정류벽(60)의 기능을 완수할 수 있는 범위에서, 부재 탑재면(50a)에 대해서 수직보다 외측 또는 내측으로 경사져 있어도 좋다. 또한, 이하의 설명에서는, 정류벽(60)의 내주면, 즉, 벽 부재(61)의 내주면은 부재 탑재면(50a)에 대해서 수직인 것으로 한다.

벽 부재(61)는 복수로 분할되어 있어도 좋다. 예를 들어, 벽 부재(61)는 각 모서리부의 부재와 각 변부의 부재로 분할되어 있어도 좋다.

또한, 상술과 같은 가스 유로(200)는 정류벽(60)의 네 모서리에 대해서만 마련되어 있고, 정류벽(60)의 변부에는 마련되지 않았다.

<기판 처리>

다음에, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서의 기판 처리에 대해서, 플라즈마를 이용하는 에칭 처리, 즉, 플라즈마 에칭 처리의 예로 설명한다. 또한, 이하의 기판 처리는 제어부(U)의 제어 하에서 실행된다.

우선, 탑재대(30) 상에 기판(G)이 탑재된다.

구체적으로는, 게이트 밸브(12)가 개방되고, 기판(G)이 반입·반출구(11)를 거쳐서 처리 공간(K1) 내에 반입되고, 탑재대(30)의 기판 탑재면(31a)에, 정류벽(60)에 둘러싸이도록 탑재된다. 그 후, 게이트 밸브(12)가 폐쇄된다.

그리고, 처리 공간(K1)에 도입한 처리 가스가 기판 탑재면(31a) 상의 기판(G)에 공급되고, 당해 기판(G)에 처리가 실시된다. 구체적으로는, 상기 처리 가스가 플라즈마화되고, 당해 플라즈마에 의해서 기판(G)에 처리가 실시된다.

보다 구체적으로는, 처리 가스 공급부(81)로부터, 확산실(22) 및 가스 토출 구멍(21)을 거쳐서 처리 공간(K1) 내에 처리 가스가 공급된다. 또한, 배기부(70)에 의한 처리 공간(K1)의 배기가 실행되고, 처리 공간(K1) 내가 소망한 압력으로 조절된다.

그 다음에, 고주파 전원(43)으로부터 고주파 안테나(100)에 고주파 전력이 공급되고, 이에 의해 금속창(20)을 거쳐서 처리 공간(K1) 내에 균일한 유도 전계가 생긴다. 그 결과, 유도 전계에 의해, 처리 공간(K1) 내의 처리 가스가 플라즈마화하여, 고밀도의 유도 결합 플라즈마가 생성된다. 그리고, 고주파 전원(41)으로부터 탑재대(30)의 받침본체(31)에 공급된 바이어스용의 고주파 전력에 의해, 플라즈마 중 이온이 기판(G)으로 인입되고, 기판(G)에 대해 에칭 처리가 실시된다.

상술된 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)에는, 네 모서리 각각에 가스 유로(200)가 형성된 정류벽(60)이 마련되어 있다. 상기 에칭 처리시, 처리 공간(K1) 내에 도입되어서 기판(G)에 공급된 처리 가스는, 정류벽(60)의 상측 및 가스 유로(200)를 거쳐서, 배기구(13)에 인도되어 배출된다. 에칭 처리시에 생긴 반응 생성물은 기판(G)의 처리에 기여하지 않았던 처리 가스와 함께 정류벽(60)의 상측 및 가스 유로(200)를 거쳐서 배기구(13)에 인도되어 배출된다.

에칭 처리의 종료후, 고주파 전원(41, 43)으로부터의 전력 공급, 처리 가스 공급부(81)로부터의 처리 가스 공급이 정지되고, 반입시와는 반대의 순서로 기판(G)이 반출된다. 이에 의해 일련의 기판 처리가 종료한다.

<본 실시형태의 주요 작용 효과>

그런데, 본 실시형태와 상이하게 정류벽(60)이 없는 경우, 에칭 레이트가 기판(G)의 주연부에 있어서 중앙부에 비해 높아지는 일이 있다. 이는 에칭을 억제하는 요인이 되는, 처리시에 발생한 반응 생성물이 기판(G)의 주연부에 있어서 중앙부에 비해 배출되기 쉬운 것 등이 원인이다. 반응 생성물이 기판(G)의 표면으로부터만 발생하는 것에 비해 처리 가스는 처리 공간(K1)으로부터 공급된다고 하는 차이가 있기 때문에, 기판(G)의 주연부에서는 신속하게 배기가 진행되면 신선한 처리 가스로 치환되기 쉽기 때문이다. 그래서, 탑재대(30) 상의 기판(G)을 둘러싸는 정류벽(60)을 마련하고, 기판(G)에 공급된 처리 가스를 정류벽(60)의 내주면 및 상면을 따라서 배출시킴으로써, 기판(G)의 주연부 근방의 처리 가스의 흐름을 정류벽(60)으로 차단하고, 기판(G)의 주위에 가스 정체를 형성하도록 하고 있다. 이에 의해, 플라즈마 중 미반응의 반응종(반응에 기여하는 라디칼이나 이온 등) 등의 비율이 기판(G)의 중앙부 근방과 주연부 근방에서 근사하게 되기 때문에, 에칭 레이트의 면내 균일성을 도모할 수 있다.

그러나, 정류벽(60)을 마련했다고 해도, 본 실시형태와 달리, 정류벽(60)의 네 모서리에 가스 유로(200)가 형성되어 있지 않은 경우, 반응 생성물에 포함되는 퇴적성의 물질이 정류벽(60)에 부착하여 서서히 퇴적해 버린다. 특히, 정류벽(60)의 직사각형 프레임형상이라고 하는 구조상, 반응 생성물에 포함되는 퇴적성의 물질이 정류벽(60)의 모서리부에 퇴적하고, 퇴적한 생성물이 파티클의 원인이 되는 경우가 있다.

그래서, 본 실시형태에서는, 정류벽(60)의 네 모서리에 가스 유로(200)를 마련하고, 모서리부 근방의 반응 생성물을 처리 가스와 함께, 가스 유로(200)를 거쳐서 배출하도록 하고 있다.

또한, 이하에 있어서, 간략화를 위해 "반응 생성물이 퇴적한다"라고 한 표현을 이용하는 경우가 있지만, 반응 생성물에 포함되는 전체 물질이 퇴적하는 것을 의미하지 않고, 상기와 마찬가지로, 반응 생성물에 포함되는 퇴적성의 물질이 퇴적하는 것을 의미하는 것으로 한다.

또한, 본 실시형태와 상이한 비교형태로서, 도 5 및 도 6에 도시하는 것이 고려된다. 도 5 및 도 6에 도시하는 비교형태에서는, 기판(G)의 외주를 둘러쌀 수 있는, 직사각형상 프레임의 정류벽(500)을 이루는 벽 부재(510)와, 부재 탑재면(50a) 사이에 지지 기둥(511)을 마련하고, 벽 부재(510)를 지지 기둥(511)에 의해 부재 탑재면(50a)과의 사이에 간극(512)을 마련하여 지지하고 있다. 또한, 상기 비교형태에서는, 직사각형 프레임형상의 정류벽(500)의 변 각각에 대해서, 복수의 지지 기둥(511)을 마련하고, 정류벽(500)의 각 모서리부를 포함하여 복수 개소에 간극(512)을 마련하고 있다.

본 형태의 경우, 기판(G)의 처리에 수반하여 발생한 반응 생성물을 처리 가스와 함께, 간극(512)을 거쳐서 배출할 수 있다.

그러나, 본 비교형태에서는, 도 6에 도시되는 바와 같이, 지지 기둥(511)의 기판(G)측에 반응 생성물(Q)이 퇴적하는 경우가 있다. 특히, 정류벽(500)의 변부 중앙 부근에 마련된 지지 기둥(511)의 기판(G)측에 반응 생성물(Q)이 퇴적하는 경우가 있다. 그 이유로서는, 이하가 고려된다. 비교형태에 있어서의, 처리 가스의 배출 경로는 정류벽(500)의 상측을 거치는 것을 제외하면, 간극(512)을 거치는 경로, 즉, 인접하는 지지 기둥(511)끼리의 사이를 거치는 경로이다. 바꿔말하면, 지지 기둥(511)은 간극(512)을 통과하는 처리 가스의 흐름 중에 존재한다. 따라서, 기판(G)측으로부터 지지 기둥(511)을 향하는 처리 가스의 흐름(도 5의 화살표(F)(10) 참조)이 강하다. 이 때문에, 지지 기둥(511)에 도달하는 반응 생성물의 수가 많고, 또한 지지 기둥(511)에 도달한 반응 생성물이 그 처리 가스의 흐름에 의해 지지 기둥(511)에 가압되고, 반응 생성물에 포함되는 퇴적성 물질이 퇴적해 버린다고 생각된다.

그래서, 본 실시형태에서는, 도 7에 도시되는 바와 같이, 정류벽(60)의 네 모서리에만 가스 유로(200)를 마련하고, 정류벽(60)의 변부를 따라서 네 모서리를 향하는 처리 가스의 흐름(F1)이 형성되도록 하고, 기판(G)측으로부터 정류벽(60)의 변부를 향하는 처리 가스의 흐름(F2)을 약하게 하도록 하고 있다. 이에 의해, 정류벽(60)의 변부에 도달하는 반응 생성물의 (단위면적 당) 수를 줄일 수 있고, 또한 정류벽(60)의 변부에 도달한 반응 생성물이 당해 변부에 가압하기 어렵게 할 수 있다. 따라서, 정류벽(60)에 반응 생성물이 변부에 퇴적하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 정류벽(60)의 네 모서리의 내주면이 곡면(63)으로 형성되어 있다. 그 때문에, 당해 네 모서리에 도달한 처리 가스는 당해 네 모서리에 체류하지 않고 곡면(63)을 따라서 흐르기 쉽다. 따라서, 당해 네 모서리에서의 처리 가스의 정체를 억제할 수 있고, 당해 네 모서리에 있어서의 가스 유로(200)가 형성되어 있지 않은 부분에 반응 생성물이 퇴적하는 것을 억제할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 기판에 대한 플라즈마 에칭 처리의 불균일성을 억제하면서, 플라즈마 에칭 처리시에 생긴 반응 생성물의 퇴적(특히, 모서리부에의 퇴적)을 억제할 수 있다. 또한, 상술의 점은, 플라즈마 에칭 처리 이외의 플라즈마 처리 및 플라즈마 처리 이외의 처리 가스를 이용하는 기판 처리에 있어서도 마찬가지이다. 즉, 본 실시형태에 의하면, 기판 처리의 불균일을 억제하면서, 기판 처리시에 생긴 반응 생성물의 퇴적(특히, 모서리부에의 퇴적)을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 반응 생성물이 정류벽(60)에 퇴적하기 어렵기 때문에, 퇴적물을 없애기 위한 정류벽(60)의 메인터넌스의 주기를 길게 할 수 있고, 생산성의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 정류벽(60)의 네 모서리에만 가스 유로(200)가 마련되어 있기 때문에, 가스 유로(200)를 통과할 때의 처리 가스의 유속이 높다. 따라서, 퇴적물의 원인 물질을 포함한 반응 생성물이 가스 유로(200)에 머물지 않고 배출된다. 즉, 반응 생성물이 가스 유로(200)에 퇴적하는 것을 억제할 수 있다.

<정류벽(60) 및 벽 부재(61)의 치수 및 배치 위치>

도 3 및 도 4를 참조하여, 정류벽(60) 및 벽 부재(61)의 치수 및 배치 위치의 일례를 설명한다. 이들은 반응 생성물의 종류나 처리 가스의 종류(당해 반응 생성물을 배기하는데 필요한 가스 유로(200)의 컨덕턴스 등에 반영됨)나, 기판(G)의 크기, 처리 압력 등에 따라 정해진다.

기판 탑재면(31a)에 탑재된 기판(G)의 측단부(구체적으로는, 그 설계 값)와 정류벽(60) 및 벽 부재(61)의 변부의 내주면 사이의 거리(L1)가 8㎜, 기판(G)의 두께가 0.5㎜ 내지 0.7㎜의 경우, 정류벽(60) 및 벽 부재(61)의 치수 및 배치 위치는, 예를 들면 이하와 같다.

정류벽(60) 및 벽 부재(61)의 높이(H1): 20㎜ 내지 80㎜

정류벽(60)의 두께(T): 5㎜ 내지 36㎜

가스 유로(200)의 높이(H2): 1㎜ 내지 10㎜

기판(G)의 코너부로부터 가스 유로(200)의 측단까지의 거리(L2): 0㎜ 내지 20㎜

가스 유로(200)의 측면의 각도(당해 측면이 형성된 정류벽(60)의 변부에 대해서 수직인 각도를 기준으로 함)(θ): 0° 내지 45°

또한, 상기 각도(θ)가 45°는, 가스 유로(200)가 당해 가스 유로(200)가 마련된 정류벽(60)의 모서리부의 두께 방향을 따라서 연장되고, 또한 두께 방향을 따라서 균등한 두께를 갖도록 형성되어 있는 것을 의미한다.

또한, 상기 각도(θ)가 0° 이상 내지 45° 미만의 경우, 가스 유로(200)가 당해 가스 유로(200)가 마련된 정류벽(60)의 모서리의 두께 방향을 따라서 연장되고, 또한 외측을 향해서 개방되는 형상으로 형성되어 있는 것을 의미한다.

상기 각도(θ)가 0° 미만으로 한 경우, 즉, 음의 값인 경우, 가스 유로(200)는 0°의 경우보다 더욱 외측을 향해 개방하는 형상으로 형성되고, 가스 유로(200)의 입구 부근에 있어서, 처리 가스의 회입이 발생하고, 반응 생성물의 퇴적이 생길 우려가 있다. 상기 각도(θ)를 0° 이상으로 함으로써, 이를 막을 수 있다. 또한, 상기 각도(θ)를 0° 미만으로 했을 경우, 가스 유로(200)를 거쳐서 배기측으로부터 기판(G)측으로 가스가 역확산할 가능성이 높아진다. 상기 각도(θ)를 0° 이상으로 함으로써, 이 역확산을 억제할 수 있다.

한편, 상기 각도(θ)가 45°를 넘는 경우, 가스 유로(200)의 내면에 충돌하는, 처리 가스 및 이에 포함되는 반응 생성물의 비율이 증가할 우려, 즉, 반응 생성물의 배출 성능이 저하할 우려가 있다. 상기 각도(θ)를 45° 이하로 함으로써, 이 반응 생성물의 배출 성능의 저하를 막을 수 있다.

또한, 기판(G)의 코너부로부터 가스 유로(200)의 측단부까지의 거리(L2)가 음의 값의 경우, 즉, 기판(G)의 코너부의 위치가 가스 유로(200)의 측단부보다 벽 부재(61)의 변부측에 있는 경우도, 반응 생성물의 배출 성능이 저하할 우려가 있다. 따라서, 상기 거리(L2)를 0㎜ 이상으로 함으로써, 이 반응 생성물의 배출 성능의 저하를 막을 수 있다.

한편, 상기 거리(L2)가 20㎜를 넘는 경우, 기판(G)의 코너부와 그 이외의 부분에서, 처리 가스의 배출 효율이 상이하고, 기판 처리의 균일성에 영향이 미칠 우려가 있다. 상기 L2를 20㎜ 이하로 함으로써, 이와 같이 기판 처리의 균일성에 영향이 미치는 것을 억제할 수 있다.

또한, 정류벽(60) 및 벽 부재(61)는 곡면(63)의 곡률 반경(r)이, 예를 들면 기판 탑재면(31a)에 탑재된 기판(G)의 측단부와 정류벽(60) 및 벽 부재(61)의 변부의 내주면 사이의 거리(L2)에 동등해지도록 형성되는 것이 바람직하다.

곡면(63)이 상술된 바와 같이 형성되는 것에 의해, 어느 장소에 있어서도, 기판(G)의 측단부와 정류벽(60) 및 벽 부재(61)의 변부의 내주면의 거리를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 기판(G)의 코너부에 있어서의 기판 처리의 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 곡면(63)의 곡률 반경(r)은 기판 탑재면(31a)에 탑재되는 기판(G)의 치수에 맞춰서 설정되는 것이 바람직하지만, 기판(G)은 본 실시형태의 필수의 구성 요건이 되는 것은 아니다.

(변형예)

이상의 예에서는, 벽 부재(61)의 바닥면에 마련된 홈부(62)와 부재 탑재면(50a)에 의해 가스 유로(200)가 형성되어 있었다. 가스 유로(200)의 형태는 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 가스 유로(200)는 벽 부재(61)를 관통하는 구멍이어도 좋다. 또한, 가스 유로(200)는 벽 부재(61)의 평탄한 바닥면과 쉴드 링(50)의 부재 탑재면(50a)에 마련한 홈부에 의해 형성되어 있어도 좋고, 또한 가스 유로(200)는 쉴드 링(50)의 부재 탑재면(50a)에 있어서의 벽 부재(61)보다 내측으로부터 당해 쉴드 링(50)을 관통하는 구멍이어도 좋다.

다만, 부재 탑재면(50a)에 마련된 홈부와 벽 부재(61)의 평탄한 바닥면에 의해 가스 유로(200)를 형성했을 경우에는, 벽 부재(61)보다 내측의 부재 탑재면(50a)과 가스 유로(200) 사이에 단차가 생긴다. 이에 대해, 벽 부재(61)의 바닥면에 마련된 홈부(62)와 부재 탑재면(50a)에 의해 가스 유로(200)를 형성했을 경우, 벽 부재(61)보다 내측의 부재 탑재면(50a)과 가스 유로(200) 사이에 단차가 없다. 그 때문에, 단차가 없는 구성에 의해, 벽 부재(61)보다 내측의 부재 탑재면(50a)을 따라서 가스 유로(200)를 향한 처리 가스를, 가스 유로(200)를 거쳐서 매끄럽게, 벽 부재(61)의 외측에 배출할 수 있다. 따라서, 반응 생성물의 배출 성능이 높기 때문에, 반응 생성물의 퇴적을 억제할 수 있다.

또한, 이상의 예에서는, 가스 유로(200)는 수평 방향으로 연장되도록 형성되어 있었지만, 소망한 반응 생성물의 배출 성능을 얻을 수 있으면, 하류단부(정류벽의 외측)가 상류단부(정류벽의 내측)보다 상방 또는 하방에 위치하도록, 수평 방향으로 경사지도록 형성되어 있어도 좋다.

금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 고려되어야 하는 것이다. 상기의 실시형태는 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하는 일 없이, 여러가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.

1: 플라즈마 처리 장치
10: 용기 본체
14: 금속 프레임
20: 금속창
30: 탑재대
31a: 기판 탑재면
60: 정류벽
63: 곡면
200: 가스 유로
G: 유리 기판

Claims (8)

1. 감압 가능하게 구성된 처리 용기와,
   상기 처리 용기의 내부에 마련되고, 기판이 탑재되는 기판 탑재면을 갖는 탑재대와,
   상기 기판이 상기 기판 탑재면에 탑재되었을 때에 상기 기판의 외주를 둘러쌀 수 있도록 마련된, 직사각형 프레임형상의 정류벽을 구비하고,
   상기 정류벽의 네 모서리 각각에 대해, 상기 정류벽의 내측으로부터 관통하는 가스 유로가 마련되고,
   상기 정류벽의 네 모서리의 내주면은 곡면으로 구성되는
   기판 처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판은 직사각형상이며,
   상기 곡면의 곡률 반경은 상기 기판이 상기 기판 탑재면에 탑재되었을 때에 상기 기판의 측단부와 상기 정류벽의 변부의 내주면 사이의 거리와 동등한
   기판 처리 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 기판 탑재면의 외주를 둘러싸는 부재 탑재면을 갖는 부재 지지부와,
   상기 부재 탑재면에 탑재되어서 상기 정류벽을 이루는 벽 부재를 구비하고,
   상기 가스 유로는 상기 벽 부재의 하면에 마련된 홈부와 상기 부재 탑재면에 의해서 형성되는
   기판 처리 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 기판 탑재면을 둘러싸도록 마련된 링 부재를 더 구비하고,
   상기 링 부재 및 그 상면은 각각 상기 부재 지지부 및 상기 부재 탑재면을 구성하는
   기판 처리 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가스 유로는 상기 가스 유로가 마련된 상기 정류벽의 모서리부의 두께 방향을 따라서 연장되고, 또한 상기 두께 방향을 따라서 균등한 두께를 갖도록 형성되는
   기판 처리 장치.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가스 유로는 상기 가스 유로가 마련된 상기 정류벽의 모서리부의 두께 방향을 따라서 연장되고, 또한 외측을 향해서 개방하는 형상으로 형성되는
   기판 처리 장치.
7. 처리 용기의 내부에 마련된 탑재대의 기판 탑재면에, 네 모서리의 내주면이 곡면으로 형성된 직사각형 프레임형상의 정류벽에 둘러싸이도록, 기판을 탑재하는 공정과,
   상기 처리 용기 내에 도입한 처리 가스를 상기 기판 탑재면 상의 상기 기판에 공급하고 상기 기판에 처리를 실시하는 공정과,
   상기 기판 탑재면 상의 상기 기판에 공급된 처리 가스를, 상기 정류벽의 상기 네 모서리의 각각에 대해 마련된 상기 정류벽의 내주면으로부터 관통하는 가스 유로 및 상기 정류벽의 상측을 거쳐서 배출하는 공정을 포함하는
   기판 처리 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 처리를 실시하는 공정은 상기 처리 가스를 플라즈마화하고 상기 플라즈마에 의해서 상기 기판에 처리를 실시하는
   기판 처리 방법.

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