TWI421970B - A substrate holding mechanism and a plasma processing device - Google Patents

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TWI421970B
TWI421970B TW097101385A TW97101385A TWI421970B TW I421970 B TWI421970 B TW I421970B TW 097101385 A TW097101385 A TW 097101385A TW 97101385 A TW97101385 A TW 97101385A TW I421970 B TWI421970 B TW I421970B
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Description

基板保持機構及電漿處理裝置
本發明係關於將液晶顯示器(Liquid Crystal Display)或有機電激發光顯示器(Electroluminescence Display)等之平面顯示器(Flat Panel Display)用的基板予以保持之基板保持機構及電漿處理裝置。
於平面顯示器(FPD)的面板製造中，一般係於玻璃等之由絕緣體所構成之基板上形成有像素的裝置或是電極或配線等。於此面板製造的各項步驟當中，蝕刻、CVD、灰化、濺鍍等之精細加工，係藉由電漿處理裝置來進行。電漿處理裝置，例如於可進行減壓之處理容器內，將基板載置於具有構成下部電極之承載器之載置台上，並將高頻電力供應至承載器，藉此於基板上形成處理氣體的電漿，並藉由此電漿，於基板上進行蝕刻等特定處理。
此時，必須抑制因電漿處理時的發熱所導致之溫度上升，而將基板的溫度控制為一定。因此，較多係採用，將經過冷卻裝置進行溫度調節後的冷媒循環供應至載置台內的冷媒通路中，同時使He氣體(氦氣)等之傳熱性較佳的氣體(傳熱氣體)，通過載置台中並供應至基板的內面而間接地冷卻基板之方式。此冷卻方式，由於需抵抗He氣體的供應壓力而將基板固定並保持於載置台上，因此，係於載置台上設置基板保持部，並例如藉由靜電吸附力， 將基板吸附並保持於基板保持部的基板保持面。
於基板對載置台上的基板保持面產生位置偏離時，基板保持面會於承載器上暴露出，一旦於此狀態下對承載器施加高頻電力而產生電漿，則可能產生異常放電而導致承載器的損壞。因此，若能夠於產生電漿前檢測出基板的位置偏離，則可防止異常放電的產生於未然。
〔專利文獻1〕日本特開2005-116645號公報
〔專利文獻2〕日本特開平11-186370號公報
〔專利文獻3〕日本特開平4-359539號公報
近年來，FPD用的絕緣基板，其大型化的要求乃逐漸增高。如此的FPD用基板，由於其尺寸遠較半導體晶圓還大，因此，即使使用搬運臂等之搬運機構，亦非常難以正確地將基板載置於載置台上。因此，於FPD用基板時，必須構成為可在不會產生異常放電之範圍內，容許某種程度之基板的位置偏離。
關於針對此位置偏離之對策方法，於半導體晶圓的技術中，為人所知者例如有專利文獻1、2所記載者。這些技術為，藉由在環形邊形成傾斜面，或是將傾斜的突起設置於載置有半導體晶圓之區域的外側，即使半導體晶圓產生位置偏離而使其端部卡合於傾斜面或突起的斜面，亦可使傾斜面滑落而修正位置偏離。
然而，在尺寸遠較半導體晶圓還大之FPD用基板中，由於其重量亦遠較半導體晶圓還大，即使FPD用基板的端部卡合於傾斜面或突起的斜面，亦不易使傾斜面滑落而維持在上抬的狀態，因此，此技術之無法修正位置偏離的機率極高。
此外，如專利文獻3所記載的技術般，亦有一種於載置台的上部設置壓力測定孔，經由壓力測定孔將壓力測定氣體供應至載置台與半導體晶圓之間，並監測壓力測定氣體的壓力之方法。於此方法中，例如在不具有半導體晶圓時或是靜電保持力較小時，由於壓力測定氣體會從壓力測定孔洩漏而使壓力降低，因此可藉由監測該壓力而檢測出載置台上是否有半導體晶圓以及該保持狀態。然而，此方法並無法檢測出半導體晶圓的位置偏離。
因此，本發明係鑒於上述問題而創作之發明，其目的在於提供一種可容許某種程度之被處理基板的位置偏離，且可防止異常放電的產生於未然之基板保持機構及電漿處理裝置。
為了解決上述課題，根據本發明的某項觀點，係提供一種基板保持機構，為於產生電漿之空間內載置並保持由絕緣體所構成之矩形的被處理基板之基板保持機構，其特徵為具備：矩形的載置台，載置並保持前述被處理基板；氣體流路，用以將氣體供應至前述載置台與以此載置台的 基板保持面所保持之被處理基板之間；複數個氣孔，形成於前述載置台的基板保持面，且將來自於前述氣體流路的氣體導引至前述基板保持面上；凹部，使形成有前述氣孔之區域成為前述基板保持面的內側，且涵蓋前述氣孔形成區域的全面而形成；框部，形成於前述基板保持面之前述氣孔形成區域的外周；複數個基板位置偏離檢測孔，形成於前述框部；連通路徑，連通前述基板位置偏離檢測孔與前述凹部；壓力測定手段，測定前述氣體流路的壓力；以及位置偏離檢測手段，於將被處理基板保持於前述載置台上時，根據來自於前述壓力測定手段的檢測壓力，檢測出來自於前述氣孔的氣體洩漏量，並根據該檢測結果，檢測出是否產生前述特定的位置偏離容許量以上之前述被處理基板的位置偏離。
根據此構成之本發明，傳熱氣體(例如He氣體)係經由連通路徑而流通於基板位置偏離檢測孔。因此，於被處理基板未產生位置偏離時，基板位置偏離檢測孔係由被處理基板所阻塞而使氣體不會洩漏，相對於此，於被處理基板產生使基板保持面的一部分暴露出之位置偏離時，由於氣體從基板位置偏離檢測孔之洩漏量增大，因此可檢測出位置偏離。藉此，可容許某種程度之被處理基板的位置偏離，且可防止因被處理基板的位置偏離所造成之異常放電的產生於未然。
此時，上述基板位置偏離檢測孔，較理想係形成於前述框部的4個角部。藉此，能夠僅藉由此4個基板位置偏 離檢測孔，不僅於被處理基板平行地對基板保持面產生位置偏離時，於被處理基板斜向地對基板保持面產生位置偏離時，亦可檢測出被處理基板的位置偏離。此外，於上述凹部的下面，可在形成有此凹部之區域內設置有保持基板之多數個凸部。
為了解決上述課題，根據本發明的其他觀點，係提供一種基板保持機構，為於產生電漿之空間內載置並保持由絕緣體所構成之被處理基板之基板保持機構，其特徵為具備：載置台，載置並保持前述被處理基板；氣體流路，用以將氣體供應至前述載置台與以此載置台的基板保持面所保持之被處理基板之間；複數個氣孔，形成於前述載置台的基板保持面，且將來自於前述氣體流路的氣體導引至前述基板保持面上；位置偏離檢測用突起，於使前述被處理基板位於前述載置台之基板保持面的基準位置時，於較該被處理基板的周緣更外側，僅距離特定的位置偏離容許量並沿著前述周緣而配設，且以較前述載置台的基板保持面更高之方式地突出；壓力測定手段，測定前述氣體流路的壓力；以及位置偏離檢測手段，於將被處理基板保持於前述載置台上時，根據來自於前述壓力測定手段的檢測壓力，檢測出來自於前述氣孔的氣體洩漏量，並根據該檢測結果，檢測出是否產生前述特定的位置偏離容許量以上之前述被處理基板的位置偏離。
為了解決上述課題，根據本發明的其他觀點，係提供一種電漿處理裝置，為藉由將處理氣體導入至處理室內並 產生前述處理氣體的電漿，而對處理室內的載置台上所載置並保持之由絕緣體所構成之被處理基板，進行特定的電漿處理之電漿處理裝置，其特徵為具備：氣體流路，用以將氣體供應至前述載置台與以此載置台的基板保持面所保持之被處理基板之間；複數個氣孔，形成於前述載置台的基板保持面，且將來自於前述氣體流路的氣體導引至前述基板保持面上；位置偏離檢測用突起，於使前述被處理基板位於前述載置台之基板保持面的基準位置時，於較該被處理基板的周緣更外側，僅距離特定的位置偏離容許量並沿著前述周緣而配設，且以較前述載置台的基板保持面更高之方式地突出；壓力測定手段，測定前述氣體流路的壓力；以及位置偏離檢測手段，於將被處理基板保持於前述載置台上時，根據來自於前述壓力測定手段的檢測壓力，檢測出來自於前述基板位置偏離檢測孔的氣體洩漏量，並根據該檢測結果，檢測出是否產生前述特定的位置偏離容許量以上之前述被處理基板的位置偏離。
根據此構成之本發明，係從被處理基板的基準位置僅距離特定的基板位置偏離容許量而形成位置偏離檢測用突起，藉此，於被處理基板超過特定的位置偏離容許量而產生位置偏離時，由於被處理基板的一部分上抬至位置偏離檢測用突起，使來自於氣孔之氣體的洩漏量增大，因此能夠檢測出被處理基板的位置偏離。藉此，由於可在被處理基板上形成電漿前檢測出位置偏離，因此可容許某種程度之被處理基板的位置偏離，且可防止因被處理基板的位置 偏離所造成之異常放電的產生於未然。
此時，上述位置偏離容許量，較理想係設定為將被處理基板保持於前述載置台時，不會使前述被處理基板的基板保持面暴露出之範圍。藉此，例如於基板產生從傳熱氣體的氣孔形成區域中偏離之較大的位置偏離時，當然會使傳熱氣體從氣孔之洩漏量增大，但即使為使基板保持面的一部分暴露出之微小的位置偏離時，亦會使傳熱氣體從氣孔之洩漏量增大，因此可檢測出位置偏離。藉此，可容許某種程度之被處理基板的位置偏離，且可防止因被處理基板的位置偏離所造成之異常放電的產生於未然。
此外，上述載置台例如具備：承載器；設置於前述承載器上，且以前述基板保持面保持前述被處理基板之基板保持部；以及以包圍前述承載器及前述基板保持部的周圍之方式地配設之外框部；前述位置偏離檢測用突起，例如形成於前述外框部的上部。根據此，可在將位置偏離檢測用突起形成於外框部的上部之簡單的構成下，檢測出被處理基板的位置偏離，因此可防止異常放電的產生於未然。
此外，上述基板保持面的尺寸，較理想係設定為較前述被處理基板的尺寸僅小了尺寸2a，若以前述位置偏離容許量為尺寸b，則各尺寸a、b的關係為a>b。藉由將位置偏離檢測用突起配置於此位置，即使被處理基板例如從基準位置中產生偏離，於被處理基板未上抬至位置偏離檢測用突起之位置中，基板保持面的一部分亦不會暴露出，因此可容許位置偏離。相對於此，於被處理基板產生使基 板保持面的一部分暴露出之位置偏離時，由於被處理基板係上抬至位置偏離檢測用突起，使來自於氣孔之氣體的洩漏量增大，而能夠檢測出此位置偏離。藉此，可容許某種程度之被處理基板的位置偏離，且可防止因被處理基板的位置偏離所造成之異常放電的產生於未然。
此外，若以上述外框部之上部的高度為h1，以前述位置偏離檢測用突起之上部的高度為h2，以前述基板保持面的高度為h，則前述各高度h1、h、h2的關係較理想為h1≦h<h2。藉由將位置偏離檢測用突起配置於此位置，於被處理基板上抬至位置偏離檢測用突起時，可將被處理基板從基板保持面舉起，因此可增大氣體從氣孔之洩漏量。
此外，上述位置偏離檢測用突起，例如可沿著前述被處理基板的周緣形成為框狀，此外，上述位置偏離檢測用突起，可形成為棋子狀；沿著前述被處理基板的周緣，設置複數個前述棋子狀的位置偏離檢測用突起。根據此位置偏離檢測用突起，僅需在將位置偏離檢測用突起裝設於必要的位置之極為簡單的構成下，檢測出被處理基板的位置偏離。再者，上述位置偏離檢測用突起，亦可設置為可裝卸。藉此，可容易進行位置偏離檢測用突起332的交換。此外，可因應基板的形狀等而於適當的位置改變配置，並且可與具有適當形狀者進行交換。
上述基板保持部，例如可於下部電介質層與上部電介質層之間包夾電極板而構成，並藉由因對前述電極板施加 特定電壓所產生之靜電吸附力，而將前述被處理基板吸附並保持於前述基板保持面。
根據本發明，係能夠提供一種可容許某種程度之被處理基板的位置偏離，且可防止異常放電的產生於未然之基板保持機構及電漿處理裝置。
以下係參照附加圖式，詳細說明本發明之較佳的實施型態。於本說明書及圖式中，關於實質上具有同一功能構成之構成要素，係附加同一圖號並省略其重複說明。
(電漿處理裝置的構成例)
首先參照圖式，說明將本發明適用於具備複數個電漿處理裝置之多反應室形式的處理裝置時之實施型態。第1圖係顯示本實施型態之處理裝置100之外觀立體圖。同圖所示之處理裝置100，係具備用以對平面顯示器用基板(FPD用基板)G進行電漿處理之3個電漿處理裝置。電漿處理裝置分別具備處理室200。
於處理室200內，例如設置有載置FPD用基板G之載置台，於此載置台的上方，設置有用以導入處理氣體(例如製程氣體)之噴淋頭。載置台係具備構成下部電極之承載器，與此平行而對向設置之噴淋頭，亦兼具上部電極 之功能。於各處理室200中，可進行同一處理(例如蝕刻處理等)，或進行互為不同的處理(例如蝕刻處理及灰化處理等)。處理室200內的具體構成例，將於之後詳述。
各處理室200係分別經閘閥102而連結於剖面呈多角形狀(例如剖面呈矩形狀)之搬運室110的側面。此外，承載室120係經閘閥104而連結於搬運室110。基板搬出入機構130係經閘閥106而鄰接設置於承載室120。
於基板搬出入機構130，係分別鄰接設置有2個指示器140。於指示器140，係載置有收納FPD用基板G之卡匣142。卡匣142係構成為可收納複數片(例如25片)的FPD用基板G。
於藉由此電漿處理裝置對FPD用基板G進行電漿處理時，首先藉由基板搬出入機構130將卡匣142內的FPD用基板G搬入至承載室120內。此時，於承載室120內若存在處理完畢的FPD用基板G，則將該處理完畢的FPD用基板G從承載室120內搬出，並與未處理的FPD用基板G置換。一旦將FPD用基板G搬入至承載室120內，則關閉閘閥106。
接著，將承載室120內減壓至特定的真空度後，開啟搬運室110與承載室120之間的閘閥104。之後藉由搬運室110內的搬運機構(圖中未顯示)，將承載室120內的FPD用基板G搬入至搬運室110內，之後關閉閘閥104。
開啟搬運室110與處理室200之間的閘閥102，並藉由上述搬運機構，將未處理的FPD用基板G搬入至處理 室200內的載置台。此時，若存在處理完畢的FPD用基板G，則將該處理完畢的FPD用基板G搬出，並與未處理的FPD用基板G置換。
於處理室200內，係經由噴淋頭將處理氣體導入至處理室內，並將高頻電力供應至下部電極或上部電極或是下部電極與上部電極兩者，而於下部電極與上部電極之間產生處理氣體的電漿，藉此對載置台上所保持之FPD用基板G進行特定的電漿處理。
(處理室的構成例)
接著參照圖式，說明處理室200的具體構成例。在此，係說明將本發明之電漿處理裝置，適用於例如對玻璃基板等之FPD用絕緣基板(以下亦有僅稱為「基板」時)進行蝕刻之電容耦合電漿(CCP：Capacitively Coupled Plasma)蝕刻裝置時之處理室的構成例。第2圖係顯示處理室200的概略構成之剖面圖。
第2圖所示之處理室200，係具備例如由表面經陽極氧化處理(氧化鋁膜處理)後之鋁所構成之大致呈角柱形狀的處理容器202。處理容器202為接地。於處理容器202內的底部，係配設有具備構成下部電極之承載器310之載置台300。載置台300係具有固定並保持矩形的基板G之基板保持機構的功能，並形成為對應矩形的基板G之矩形形狀。此載置台的具體構成例，將於之後詳述。
於載置台300的上方，係以與承載器310呈平行地對 向之方式，對向配置有具備作為上部電極的功能之噴淋頭210。噴淋頭210係支撐於處理容器202的上部，於內部具有緩衝室222，且於與承載器310對向之下面，形成有吐出處理氣體之多數個吐出孔224。此噴淋頭210為接地，且與承載器310一同構成一對的平行平板電極。
於蓮蓬頭210的上面設置有氣體導入口226，氣體導入管228連接於此氣體導入口226。處理氣體供應源234係經開閉閥230、質量流量控制器(MFC：Mass Flow Controller)232而連接於氣體導入管228。
來自於處理氣體供應源234之處理氣體，係藉由質量流量控制器(MFC)232控制為特定流量，並通過氣體導入口226而導入至噴淋頭210的緩衝室222。處理氣體(蝕刻氣體)例如可使用鹵素系氣體、O2 氣體、Ar氣體等，在此領域中一般所使用的氣體。
於處理室200的側壁，設置有用以開閉基板搬出入口204之閘閥102。此外，於處理室200的側壁下方，設置有排氣口，包含真空泵浦(圖中未顯示)之排氣裝置209，係經排氣管208而連接於排氣口。以此排氣裝置209對處理室200的室內進行排氣，藉此於電漿處理中，可將處理室200內維持於特定的真空環境(例如10mTorr=約1.33Pa)。
(適用基板保持機構之載置台的構成例)
在此，係參照第2圖、第3圖，說明適用本發明的基 板保持機構之載置台300的具體構成例。第3圖係用以說明載置台300之傳熱氣體供應機構的構成例之圖式。第3圖為簡化第2圖所示之載置台300的上部分的剖面而表示者。於第3圖中，為了簡化說明，係省略第2圖所示之靜電保持部320。
如第2圖所示，載置台300係具備：絕緣性的底座構件302；以及設置於此底座構件302上之由導電體所構成之矩形方塊狀的承載器310。如第2圖所示，承載器310的側面係以絕緣覆膜311所覆蓋。
於承載器310上，係設置有作為以基板保持面保持基板G之基板保持部的一例之靜電保持部320。靜電保持部320，例如於下部電介質層與上部電介質層之間包夾電極板322而構成。並且以構成載置台300的外框，且包圍上述底座構件302、承載器310及靜電保持部320的周圍之方式地配設有例如由陶瓷或石英的絕緣構件所構成之矩形框狀的外框部330。
靜電保持部320之下部電介質層及上部電介質層，較理想為以其體積固有電阻值為1×1014 Ω．cm以上的絕緣體，例如以二氧化鋁(Al2 O3 )及二氧化鋯(ZrO2 )的至少一種為主成分之陶瓷所構成。電極板322可為任意的導電材料，例如由鎢所構成。可藉由一般所知的電漿熔接法，於承載器310上依序層積下部電介質層、電極板322及上部電介質層的3層而形成。
於靜電保持部320的電極板322，係經開關316而電 性連接於直流(DC)電源315。開關316，例如係對電極板322切換DC電源315與接地電位。於電極板322與直流(DC)電源315之間，可設置用以阻隔來自於承載器310側的高頻，並阻止承載器310側的高頻洩漏至DC電源315側之高頻阻隔部(圖中未顯示)。高頻阻隔部，較理想係由具有1MΩ以上的高電阻之電阻器或可讓直流通過之低通濾波器所構成。
若開關316切換至DC電源315側，則來自於DC電源315之DC電壓會施加於電極板322。於此DC電壓為正極性的電壓時，於基板G的上面，係吸引負電荷(電子、負離子)並累積。藉此，包夾基板G及上部電介質層而互相拉引之靜電吸附力，亦即庫倫力，係於基板G上面之負的面電荷與電極板322之間產生作用，以此靜電吸附力，使基板G吸附並保持於載置台300。若開關316切換至接地側，則解除上述庫倫力，亦即靜電吸附力。
高頻電源314的輸出端子，係經匹配器312而電性連接於承載器310。高頻電源314的輸出頻率數，係從相對較高的頻率數中選出，例如為13.56MHz。來自於高頻電源314的高頻電力，可兼用為電漿產生用及偏壓用。亦即，於電漿處理中，藉由施加於承載器310之來自高頻電源314的高頻電力，可於基板G上產生處理氣體的電漿PZ，並且將電漿PZ中的離子拉引至基板G的上面(被處理面)。藉此係於基板G上進行特定的電漿蝕刻。
於承載器310的內部，設置有冷媒流路340，調整為 特定溫度後的冷媒，係從冷卻裝置(圖中未顯示)中流通至冷媒流路340中。藉由此冷媒，可將承載器310的溫度調整為特定溫度。
載置台300係於靜電保持部320的基板保持面與基板G的內面之間，具備以特定的壓力供應傳熱氣體(例如He氣體)之傳熱氣體供應機構。傳熱氣體供應機構係經由承載器310內部的氣體流路352，以特定的壓力將傳熱氣體供應至基板G的內面。
傳熱氣體供應機構，具體而言例如構成為第3圖所示者。亦即，於承載器310的上面及靜電保持部320，設置有多數個氣孔354，這些氣孔354係與上述氣體流路352連通。如第15圖A、第15圖B所示，氣孔354係以特定間隔，排列配置多數個於內側的氣孔形成區域R，此氣孔形成區域R例如僅距離基板保持面外周為尺寸c。
供應例如作為傳熱氣體的He氣體之He氣體供應源364，係經壓力調整閥(PCV：Pressure Control Valve)362而連接於氣體流路352。壓力調整閥(PCV)362，係以使供應至氣孔354側之He氣體的壓力成為特定壓力之方式地調整流量。
壓力調整閥(PCV)362，係具備例如測定出於氣體流路352中流通之傳熱氣體的壓力之壓力測定手段的1例之流體壓力計(例如電容式流體壓力計(CM))363，並且使圖中未顯示之流量調節閥(例如壓電閥)、流量計、控制作為流量調節閥的壓電閥之控制器一體地形成而構成 。之後，根據以流體壓力計363所測定之He氣體的壓力，以例如經由PID控制使氣壓成為一定之方式，使控制器控制壓電閥而控制He氣體的流量。
這些壓力調整閥(PCV)362、He氣體供應源364，係分別連接於控制處理裝置100的各部之控制部400。控制部400係控制He氣體供應源364使He氣體流出，藉由壓力調整閥(PCV)362將He氣體調整於特定的流量並供應至氣體流路352。藉此，He氣體係通過氣體流路352及氣孔354，以特定的壓力供應至基板G的內面。此時，控制部400係藉由壓力調整閥(PCV)362的流體壓力計363，測定氣體流路352的壓力，並根據所測定之壓力，例如於將基板G予以靜電吸附時，可監測He氣體的洩漏量。
於上述中，係使用流體壓力計363與流量調節閥一體地形成於氣體流路352而成之壓力調整閥(PCV)362，但並不限定於此，流體壓力計363與流量調節閥亦可另外設置氣體流路352。此外，流體壓力計並不限定於電容式流體壓力計，亦可使用種種的流體壓力計，流量調節閥亦不限定於壓電閥，例如可為螺管閥。
此傳熱氣體(例如He氣體)的洩漏量，於基板產生位置偏離時會產生變化，因此，本發明者們係針對是否可藉由傳熱氣體之洩漏量的變化來檢測出基板的位置偏離而進行探討。惟尺寸遠較半導體晶圓還大之FPD用基板，仍具有其獨自的問題。
於FPD用基板般之尺寸極大的基板G中，相較於尺寸遠較FPD用基板還小之半導體晶圓，即使使用搬運臂等之搬運機構，亦非常難以正確地將基板載置於載置台上。因此，以往為了可容許某種程度之基板G的位置偏離，如第4圖、第5圖所示，係將外框部333的上面與載置台301的載置面(靜電保持部的基板保持面)設定為幾乎相同的高度，以使外框部333的上面不會從載置台301的載置面突出。
於此構成中，如第4圖所示，於基板G產生從He氣體之氣孔354的形成區域R中偏離之較大的位置偏離時，由於He氣體會從氣孔354的形成區域R上之不具有基板G的部分中洩漏，因此He氣體的洩漏量會變大。因此，此時藉由監測He氣體的洩漏量而檢測出基板G的位置偏離。
相對於此，如第5圖所示，於基板G產生未從He氣體之氣孔354的形成區域R中偏離之微小的位置偏離時，由於在氣孔354的形成區域R上具有基板G，而使He氣體的洩漏量幾乎不會改變，因而無法檢測出基板G的位置偏離。
然而，即使基板G的位置偏離為未從氣孔354的形成區域R中偏離之程度，但仍使承載器310上的一部分(基板保持面的一部分)暴露出，因此如第5圖所示，於基板G上形成電漿PZ時會產生異常放電，而可能導致基板G的損壞。
因此，於本實施型態中，係於外框部的上部，從基板的基準位置僅距離特定的基板位置偏離容許量而形成位置偏離檢測用突起，藉此，於基板超過特定的基板位置偏離容許量而產生位置偏離時，係利用基板的一部分上抬至位置偏離檢測用突起，使來自於氣孔之傳熱氣體的洩漏量增大之情況，而能夠檢測出基板G的位置偏離。
根據此，例如於基板產生從傳熱氣體的氣孔形成區域中偏離之較大的位置偏離時，當然會使傳熱氣體從氣孔之洩漏量增大，但即使為使承載器上的一部分(基板保持面的一部分)暴露出之微小的位置偏離時，亦會使傳熱氣體從氣孔之洩漏量增大，因此可檢測出位置偏離。例如，可藉由控制部400，從壓力調整閥(PCV)362的流體壓力計363所檢測的壓力中，根據於氣體流路352中流通之傳熱氣體的壓力而監測傳熱氣體的洩漏量，於洩漏量超過預定的設定值時，可判斷出基板G產生位置偏離。如此，控制部400係構成基板G的位置偏離檢測手段。藉此，可於基板G上形成電漿PZ前檢測出位置偏離，因此可防止因基板G的位置偏離所造成之異常放電的產生於未然。
接著參照圖式，說明本實施型態之位置偏離檢測用突起的構成例。第3圖為於外框部330的上部形成階部，並以此階部為位置偏離檢測用突起332時之構成例。
以第3圖為例，說明位置偏離檢測用突起332的配置例。如第3圖所示，係以基板G的尺寸為LG ，以載置台300之基板保持面，亦即靜電保持部320之基板保持面的 尺寸為LS 。在此的尺寸，為基板G等之矩形形狀當中任一邊的長度。
此時，基板保持面的尺寸LS ，係設定為較基板G的尺寸LG 僅小了尺寸2a。亦即，若設定使基板保持面與基板G的中心一致，且基板G的各邊與基板保持面的各邊平行之基板G的位置為基準位置，則於基板G位於基準位置時，基板G的周端部，係涵蓋全周而僅從基板保持面突出尺寸2a。
此外，若於僅距離基板G位於基準位置時之基板G的周緣為尺寸b之位置上，形成位置偏離檢測用突起332，則上述各尺寸a、b的關係較理想為a>b。藉由將位置偏離檢測用突起332配置於此位置，如第6圖所示，即使基板G從基準位置中產生偏離，於基板G未上抬至位置偏離檢測用突起332之位置中，承載器310上的一部分(基板保持面的一部分)亦不會暴露出。此尺寸b為位置偏離容許量，從基板G的周緣至尺寸b為止之範圍，為承載器310上的一部分(基板保持面的一部分)不會暴露出之範圍，於此範圍中，由於不會產生異常放電，因此成為可容許基板G的位置偏離之範圍。
相對於此，如第7圖所示，於基板G產生使承載器310上的一部分(基板保持面的一部分)暴露出之位置偏離時，由於基板G係上抬至位置偏離檢測用突起332，使來自於氣孔354之He氣體的洩漏量增大，而能夠檢測出此位置偏離。藉此，可容許某種程度之基板G的位置偏離 ，且可防止因基板G的位置偏離所造成之異常放電的產生於未然。
再者，若以外框部330之上部(較位置偏離檢測用突起332更為內側之較低的部分)的高度為h1，以位置偏離檢測用突起332之上部的高度為h2，以基板保持面的高度為h，則各高度h1、h、h2的關係較理想為h1≦h<h2。藉由將位置偏離檢測用突起332配置於此位置，於基板G上抬至位置偏離檢測用突起332時，可將基板G從基板保持面舉起，因此可增大He氣體從氣孔之洩漏量。
此外，可在將位置偏離檢測用突起332形成於外框部330的外部之簡單的構成下，檢測出基板G的位置偏離，因此可防止因基板G的位置偏離所造成之異常放電的產生於未然。此位置偏離檢測用突起332，係沿著於基板G位於基板保持面的基準位置時之基板G的外周緣而形成。如第8圖所示，位置偏離檢測用突起332，係於外框部330上，從距離位於以虛線所表示之基板保持面的基準位置之基板G為僅相當於上述位置偏離容許量之尺寸b的位置，往外側涵蓋外框部330的全周而形成。外框部330並不一定需一體地構成，亦可藉由將分割為複數個框構件予以組合之分割構造所構成。此外，關於位置偏離檢測用突起332，可一體地構成或是以分割構造所構成。
此外，如第9圖所示，亦可將形成為棋子狀的位置偏離檢測用突起332，沿著基板G的外周而配置複數個。此時，例如沿著基板G的較短邊各配置1個，沿著較長邊以 等間隔各配置2個。惟位置偏離檢測用突起332的數目並不限定於此。例如，可沿著基板G的各邊設置2個或3個以上的位置偏離檢測用突起332，此外，亦可將設置於基板G的各邊之位置偏離檢測用突起332設定為相同數目或是不同數目。
關於此位置偏離檢測用突起332，可如第10圖所示，於外框部330上與外框部330一體地構成，此外，亦可如第11圖、第12圖所示，與外框部330為不同個體且以可裝卸的方式而構成。第11圖為於位置偏離檢測用突起332的下側設置螺釘部，並螺合固定於外框部330時之例子。此外，第12圖為於位置偏離檢測用突起332設置螺孔，且使螺釘通過此螺孔而螺合固定時之例子。如此，可藉由將檢測用突起332以可裝卸的方式設置於外框部330，而容易進行位置偏離檢測用突起332的交換。此外，可因應基板G的形狀等而於適當的位置改變配置，並且可與具有適當形狀者進行交換。
此外，位置偏離檢測用突起332，可如第13圖所示，於使基板G位於基板保持面的基準位置時，沿著基板G的外周而形成為框狀，此外，亦可如第14圖所示，以螺釘等將L字形狀的位置偏離檢測用突起332分別固定於4個角部。若為此棋子狀的位置偏離檢測用突起332，則可在以螺釘裝設於外框部的上部之簡單構成下，檢測出基板G的位置偏離。此外，外框部330並不一定需一體地構成，亦可藉由將分割為複數個框構件予以組合之分割構造所 構成。此外，關於第13圖所示之位置偏離檢測用突起332，可一體地構成或是以分割構造所構成。
上述載置台300之基板保持面的構成，並不限定於第3圖所示者。如第15圖A、第15圖B所示，亦可於基板保持面上，涵蓋氣孔354的形成區域R設置極淺的凹部356。藉由此凹部356，於氣孔形成區域R與基板G之間形成空間，從各氣孔354所噴出之He氣體，係進入於由凹部356所形成之空間內，因此可藉由He氣體，對基板G的面內進行更一致的溫度調整。此外，於上述凹部356的下面，於形成有此凹部356的區域內，係以格子狀設置有保持基板G之多數個凸部355。
此時，如第15圖A、第15圖B所示，可藉由在氣孔形成區域R上設置凹部356，涵蓋其外周以尺寸c的寬度形成框部358。因此，基板G係以靜電吸附力保持於基板保持面，並藉此使基板G以特定的壓力被按壓於框部358，而將He氣體予以密封。
於此框部358中，可形成如第16圖A、第16圖B所示之基板位置偏離檢測孔317，並形成用以使基板位置偏離檢測孔317連通於凹部356與基板G之間所形成的空間之連通路徑318。此時，如第16圖A所示，基板位置偏離檢測孔317較理想係例如設置於框部358的4個角部。
He氣體係經由連通路徑318而流通於此基板位置偏離檢測孔317。因此，如第16圖A所示，於基板G未產生位置偏離時，基板位置偏離檢測孔317係由基板G所阻 塞而使He氣體不會洩漏，相對於此，如第17圖、第18圖所示，於基板G產生使承載器310上的一部分(基板保持面的一部分)暴露出之位置偏離時，由於He氣體從基板位置偏離檢測孔317之洩漏量增大，因此可檢測出此位置偏離。藉此，可容許某種程度之基板G的位置偏離，且可防止因基板G的位置偏離所造成之異常放電的產生於未然。
此外，由於將基板位置偏離檢測孔317設置於框部358的4個角部，因此，能夠僅藉由此4個基板位置偏離檢測孔317，不僅於第17圖所示之基板平行地對基板保持面產生位置偏離時，於第18圖所示之基板斜向地對基板保持面產生位置偏離時，亦可檢測出基板G的位置偏離。
如上述般，於形成如第16圖A、第16圖B所示之基板位置偏離檢測孔317時，可藉由基板位置偏離檢測孔317檢測出基板G的位置偏離，因此並不一定須設置第3圖所示之位置偏離檢測用突起332。具體而言，可於第4圖所示之載置台301的基板保持面，形成如第16圖A、第16圖B所示之基板位置偏離檢測孔317。
以上係參照附加圖式，說明本發明之較佳的實施型態，但本發明當然不限定於此例。對就業者而言所能夠明瞭的是，於申請專利範圍所記載之範疇內，可思考出各種變更例或是修正例，並且這些例子均屬於本發明之技術性範圍。
例如，於上述實施型態中，係以電容耦合電漿(CCP ：Capacitively Coupled Plasma)處理裝置作為可適用本發明之電漿處理裝置而進行說明，但並不限定於此，亦可將本發明適用於可在低壓下產生高密度的電漿之感應耦合電漿(ICP：Inductively Coupled Plasma)處理裝置。
此外，亦可將本發明適用於其他電漿處理裝置，例如為，使用螺旋波電漿產生方式、ECR(Electron Cyclotron Resonance：電子迴旋共振)電漿產生方式作為電漿產生方式之電漿處理裝置。
產業上之可利用性：
本發明可適用於基板保持機構及電漿處理裝置。
100‧‧‧處理裝置
102、104、106‧‧‧閘閥
110‧‧‧搬運室
120‧‧‧承載室
130‧‧‧基板搬出入機構
140‧‧‧指示器
142‧‧‧卡匣
200‧‧‧處理室
202‧‧‧處理容器
204‧‧‧基板搬出入口
208‧‧‧排氣管
209‧‧‧排氣裝置
210‧‧‧噴淋頭
222‧‧‧緩衝室
224‧‧‧吐出孔
226‧‧‧氣體導入口
228‧‧‧氣體導入管
230‧‧‧開閉閥
232‧‧‧質量流量控制器(MFC：Mass Flow Controller)
234‧‧‧處理氣體供應源
300‧‧‧載置台
302‧‧‧底座構件
310‧‧‧承載器
311‧‧‧絕緣覆膜
312‧‧‧匹配器
314‧‧‧高頻電源
315‧‧‧DC電源
316‧‧‧開關
317‧‧‧基板位置偏離檢測孔
318‧‧‧連通路徑
320‧‧‧靜電保持部
322‧‧‧電極板
330‧‧‧外框部
332‧‧‧位置偏離檢測用突起
333‧‧‧外框部
340‧‧‧冷媒流路
352‧‧‧氣體流路
354‧‧‧氣孔
356‧‧‧凹部
358‧‧‧框部
362‧‧‧壓力調整閥(PCV：Pressure Control Valve)
363‧‧‧流體壓力計(Manometer)
364‧‧‧氣體供應源
400‧‧‧控制部
G‧‧‧基板
第1圖係顯示本發明的實施型態之處理裝置之外觀立體圖。
第2圖係顯示構成同實施型態的電漿處理裝置之處理室之剖面圖。
第3圖係用以說明載置台之傳熱氣體供應機構的構成例之圖式。
第4圖係用以說明以往的載置台的作用之圖式，為基板產生從氣孔形成區域R偏離般之較大的位置偏離之情況。
第5圖係用以說明以往的載置台的作用之圖式，為基板產生未從氣孔形成區域R偏離般之微小的位置偏離之情 況。
第6圖係用以說明同實施型態之載置台的作用之圖式，為可容許基板的位置偏離之情況。
第7圖係用以說明以往的載置台的作用之圖式，為不可容許基板的位置偏離之情況。
第8圖係用以說明同實施型態之位置偏離檢測用突起的構成例之立體圖。
第9圖係用以說明同實施型態之位置偏離檢測用突起的其他構成例之立體圖。
第10圖係用以說明第9圖所示之位置偏離檢測用突起的具體例之剖面圖。
第11圖係用以說明第9圖所示之位置偏離檢測用突起的變形例之剖面圖。
第12圖係用以說明第9圖所示之位置偏離檢測用突起的其他變形例之剖面圖。
第13圖係用以說明同實施型態之位置偏離檢測用突起的其他構成例之立體圖。
第14圖係用以說明同實施型態之位置偏離檢測用突起的其他構成例之立體圖。
第15圖A係用以說明同實施型態的載置台之基板保持面的其他構成例之圖式，為從上方觀看載置台時之俯視圖。
第15圖B係顯示第15圖A之P1-P1’剖面圖。
第16圖A係用以說明同實施型態的載置台之基板保 持面的其他構成例之圖式，為從上方觀看載置台時之俯視圖。
第16圖B係顯示第16圖A之P2-P2’剖面圖。
第17圖係顯示基板平行地對第16圖A所示之載置台的基板保持面產生位置偏離時之圖式。
第18圖係顯示基板斜向地對第16圖A所示之載置台的基板保持面產生位置偏離時之圖式。
300‧‧‧載置台
310‧‧‧承載器
330‧‧‧外框部
332‧‧‧位置偏離檢測用突起
352‧‧‧氣體流路
354‧‧‧氣孔
362‧‧‧壓力調整閥(PCV：Pressure Control Valve)
363‧‧‧流體壓力計(Manometer)
364‧‧‧氣體供應源
400‧‧‧控制部
G‧‧‧基板
LG ‧‧‧基板G的尺寸
LS ‧‧‧靜電保持部320之基板保持面的尺寸
R‧‧‧氣孔354的形成區域
a、b‧‧‧尺寸
h‧‧‧基板保持面的高度
h1‧‧‧外框部330上部的高度
h2‧‧‧位置偏離檢測用突起332上部的高度

Claims (13)

  1. 一種基板保持機構，為於產生電漿之空間內載置並保持由絕緣體所構成之矩形的被處理基板之基板保持機構，其特徵為：係具備：矩形的載置台，載置並保持前述被處理基板；氣體流路，用以將氣體供應至前述載置台與以此載置台的基板保持面所保持之被處理基板之間；複數個氣孔，形成於前述載置台的基板保持面，且將來自於前述氣體流路的氣體導引至前述基板保持面上；凹部，使形成有前述氣孔之區域成為前述基板保持面的內側，且涵蓋前述氣孔形成區域的全面而形成；框部，形成於前述基板保持面之前述氣孔形成區域的外周；複數個基板位置偏離檢測孔，形成於前述框部；連通路徑，連通前述基板位置偏離檢測孔與前述凹部；壓力測定手段，測定前述氣體流路的壓力；以及位置偏離檢測手段，於將被處理基板保持於前述載置台上時，根據來自於前述壓力測定手段的檢測壓力，檢測出來自於前述氣孔的氣體洩漏量，並根據該檢測結果，檢測出是否產生特定的位置偏離容許量以上之前述被處理基板的位置偏離。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之基板保持機構， 其中前述基板位置偏離檢測孔，係形成於前述框部的4個角部。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之基板保持機構，其中於前述凹部的下面，在形成有此凹部之區域內設置有保持前述基板之多數個凸部。
  4. 一種基板保持機構，為於產生電漿之空間內載置並保持由絕緣體所構成之被處理基板之基板保持機構，其特徵為：係具備：載置台，載置並保持前述被處理基板；氣體流路，用以將氣體供應至前述載置台與以此載置台的基板保持面所保持之被處理基板之間；複數個氣孔，形成於前述載置台的基板保持面，且將來自於前述氣體流路的氣體導引至前述基板保持面上；位置偏離檢測用突起，於使前述被處理基板位於前述載置台之基板保持面的基準位置時，於較該被處理基板的周緣更外側，僅距離特定的位置偏離容許量並沿著前述周緣而配設，且以較前述載置台的基板保持面更高之方式地突出；壓力測定手段，測定前述氣體流路的壓力；以及位置偏離檢測手段，於將被處理基板保持於前述載置台上時，根據來自於前述壓力測定手段的檢測壓力，檢測出來自於前述氣孔的氣體洩漏量，並根據該檢測結果，檢測出是否產生前述特定的位置偏離容許量以上之前述被處理基板的位置偏離。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之基板保持機構，其中前述位置偏離容許量，係設定為將被處理基板保持於前述載置台時，不會使前述被處理基板的基板保持面暴露出之範圍。
  6. 如申請專利範圍第4項所記載之基板保持機構，其中前述載置台係具備：承載器；設置於前述承載器上，且以前述基板保持面保持前述被處理基板之基板保持部；以及以包圍前述承載器及前述基板保持部的周圍之方式地配設之外框部；前述位置偏離檢測用突起，係形成於前述外框部的上部。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之基板保持機構，其中前述基板保持面的尺寸，係設定為較前述被處理基板的尺寸僅小了尺寸2a，若以前述位置偏離容許量為尺寸b，則各尺寸a、b的關係為a>b。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之基板保持機構，其中若以前述外框部之上部的高度為h1，以前述位置偏離檢測用突起之上部的高度為h2，以前述基板保持面的高度為h，則前述各高度h1、h、h2的關係為h1≦h<h2。
  9. 如申請專利範圍第6項所記載之基板保持機構，其中前述位置偏離檢測用突起，係沿著前述被處理基板的周緣形成為框狀。
  10. 如申請專利範圍第6項所記載之基板保持機構，其中前述位置偏離檢測用突起，係形成為棋子狀； 沿著前述被處理基板的周緣，設置複數個前述棋子狀的位置偏離檢測用突起。
  11. 如申請專利範圍第4項所記載之基板保持機構，其中前述位置偏離檢測用突起，係設置為可裝卸。
  12. 如申請專利範圍第6項所記載之基板保持機構，其中前述基板保持部，係於下部電介質層與上部電介質層之間包夾電極板而構成，並藉由因對前述電極板施加特定電壓所產生之靜電吸附力，而將前述被處理基板吸附並保持於前述基板保持面。
  13. 一種電漿處理裝置，為藉由將處理氣體導入至處理室內並產生前述處理氣體的電漿，而對處理室內的載置台上所載置並保持之由絕緣體所構成之被處理基板，進行特定的電漿處理之電漿處理裝置，其特徵為：係具備：氣體流路，用以將氣體供應至前述載置台與以此載置台的基板保持面所保持之被處理基板之間；複數個氣孔，形成於前述載置台的基板保持面，且將來自於前述氣體流路的氣體導引至前述基板保持面上；位置偏離檢測用突起，於使前述被處理基板位於前述載置台之基板保持面的基準位置時，於較該被處理基板的周緣更外側，僅距離特定的位置偏離容許量並沿著前述周緣而配設，且以較前述載置台的基板保持面更高之方式地突出；壓力測定手段，測定前述氣體流路的壓力；以及位置偏離檢測手段，於將被處理基板保持於前述載置 台上時，根據來自於前述壓力測定手段的檢測壓力，檢測出來自於前述基板位置偏離檢測孔的氣體洩漏量，並根據該檢測結果，檢測出是否產生前述特定的位置偏離容許量以上之前述被處理基板的位置偏離。
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