TWI511220B - A substrate processing method and a memory medium for storing the program of the method - Google Patents

A substrate processing method and a memory medium for storing the program of the method Download PDF

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TWI511220B
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Description

基板處理方法及記憶實行該方法之程式的記憶媒體
本發明係關於一種對平板顯示器(FPD)用基板等大型基板施以電漿處理之基板處理方法以及記憶實行該方法之程式的記憶媒體。
於FPD之面板製造上，一般係於玻璃等絕緣體所構成之基板上形成畫素之元件或是電極、配線等。如此之面板製造的各種製程中，蝕刻、CVD、電漿清洗(ashing)、濺鍍等微細加工多數的情況係藉由電漿處理裝置來進行。電漿處理裝置係例如於可減壓之處理容器內將基板載置於載置台(具備有構成為下部電極之晶座)之上，對晶座供給高頻電功率來於基板上形成處理氣體之電漿，藉由此電漿來對基板上進行蝕刻等既定處理。
於此情況，必須抑制電漿處理中之發熱造成溫度上升來將基板溫度控制為一定。因此，常使用之方式係將由冷凝器裝置所調溫過之冷媒循環供給於載置台內之冷媒通路中，同時，將He氣體等高傳熱性之氣體(傳熱氣體)通過載置台之中而供給於基板內面，來將基板間接冷卻。此冷卻方式，由於在例如以靜電吸附力將基板吸附保持於基板保持部之基板保持面上的載置台，可對抗於He氣體之供給壓力而將基板固定保持於載置台上，故好被使用。
另一方面，於吸附保持基板之際，若基板相對於載置台上之基板保持面發生位偏，由於在晶座上會露出基板保持面，故若於此狀態下對晶座施加高頻電功率來產生電漿，恐會發生異常放電而損傷晶座。從而，藉由於電漿產生前先檢測如此之基板位偏，可將異常放電之發生防範於未然。
在檢測基板保持狀態之方法上，以往有例如專利文獻1所記載之技術般，於載置台上部設置壓力測定孔，經由壓力測定孔來將壓力測定氣體供給於載置台與基板之間而監視壓力測定氣體之壓力的做法。此方法在例如無基板之情況或是靜電保持力小的情況下，由於氣體自壓力測定孔漏洩造成壓力降低，故藉由監視該壓力來檢測載置台上有無基板以及保持狀態。
此外，在專利文獻2，即便於電漿產生後，只要對載置台與基板之間所供給之氣體成為穩定後，由於在有漏洩之情況下壓力會降低，是以於氣體充分穩定後監測其壓力變化來檢測是否發生漏洩。
先前技術文獻
專利文獻1　日本特開平04-359539號公報
專利文獻2　日本特開2001-338914號公報
但是，隨基板之處理方法不同，有時會於電漿產生後立即提高高頻電功率、或是升高傳熱氣體壓力，此將造成基板之位偏從而發生氣體漏洩。是以，如專利文獻1般僅能於電漿產生前判定氣體漏洩，但無法檢測其後基板偏移所造成之氣體漏洩。再者，如專利文獻2般要等到氣體壓力(流量)充分穩定後才監測氣體漏洩，並無法立即檢測位偏，而會發生異常放電。
此點，雖然可藉由檢測對載置台與基板之間所供給之氣體流量來檢測氣體漏洩，惟一旦電漿產生後立即升高高頻電功率或是提高傳熱氣體壓力，由於有氣體流量變動大之情況，故於電漿產生後立即監視氣體流量來判定基板偏移是非常的困難。
是以，本發明係鑒於如此之問題所得者，其目的在於提供基板處理方法等，於用以產生電漿之放電開始後，藉由即使於傳熱氣體流量穩定前也可進行基板偏移判定，則即使於放電開始後立即發生基板位偏，也可早期檢測並立即停止處理，來儘量防止異常放電所致載置台之損傷。
為了解決上述課題，依據本發明之某觀點，係提供一種基板處理方法，係對於設置在電漿處理裝置之可減壓的處理容器內之被處理基板施以電漿處理；其特徵在於該電漿處理裝置係具備有：基板保持部，係配置於該處理容器內，構成載置保持該被處理基板之載置台；傳熱氣體流路，係對於該基板保持部與被保持在其基板保持面之被處理基板之間供給來自傳熱氣體供給源之傳熱氣體；流量感應器，係檢測流出於該傳熱氣體流路之傳熱氣體流量；高頻電源，係將用以產生該電漿之高頻電功率供給於該處理容器內；以及處理氣體供給部，係將由該高頻電功率所電漿化之處理氣體供給於該處理室內；其中該基板處理方法係具備有下述步驟：調壓步驟，係自該傳熱氣體供給源以該傳熱氣體於該基板保持部與該被處理基板之間成為既定壓力的方式來供給該傳熱氣體；以及放電步驟，係一旦在因該傳熱氣體之供給開始而暫時性上升的該傳熱氣體之流量降低而穩定之前，便成為既定調壓結束基準值以下的情況，乃對該處理容器內供給高頻電功率來開始放電，於該基板保持面上之被處理基板上產生該處理氣體之電漿；於該放電步驟，係於傳熱氣體流量穩定前之時點設置複數個使得當以該流量感應器所檢測之傳熱氣體流量超過既定臨界值之時判定為有基板偏移之判定點，並對該各判定點設置該臨界值，以不待該傳熱氣體流量之穩定即進行基板偏移判定。
為了解決上述課題，依據本發明之其他觀點，係提供一種電腦可讀取式記憶媒體，係儲存有使得電腦實行基板處理方法之程式，該基板處理方法係對於設置在電漿處理裝置之可減壓處理容器內之被處理基板施以電漿處理；其特徵在於該電漿處理裝置係具備有：基板保持部，係配置於該處理容器內，構成載置保持該被處理基板之載置台；傳熱氣體流路，係對於該基板保持部與被保持在其基板保持面之被處理基板之間供給來自傳熱氣體供給源之傳熱氣體；流量感應器，係檢測流出於該傳熱氣體流路之傳熱氣體流量；高頻電源，係將用以產生該電漿之高頻電功率供給於該處理容器內；以及處理氣體供給部，係將由該高頻電功率所電漿化之處理氣體供給於該處理室內；再者該基板處理方法係具備有下述步驟：調壓步驟，係自該傳熱氣體供給源以該傳熱氣體於該基板保持部與該被處理基板之間成為既定壓力的方式來供給該傳熱氣體；以及放電步驟，係一旦在因該傳熱氣體之供給開始而暫時性上升的該傳熱氣體之流量降低而穩定之前，便成為既定調壓結束基準值以下的情況，乃對該處理容器內供給高頻電功率來開始放電，於該基板保持面上之被處理基板上產生該處理氣體之電漿；於該放電步驟，係於傳熱氣體流量穩定前之時點設置複數個使得當以該流量感應器所檢測之傳熱氣體流量超過既定臨界值之時判定為有基板偏移之判定點，並對該各判定點設置該臨界值，以不待該傳熱氣體流量之穩定即進行基板偏移判定。
此外，該各判定點之臨界值以基於該傳熱氣體之過去流量或是其變化量來決定為佳。於此情況，上述過去流量或是其變化量可為於該基板處理前所實行之基板處理中之相同判定點之流量或是其變化量的平均值，此外，亦可為該基板處理之前面最靠近之判定點之流量或是其變化量。
此外，當於該放電步驟中具有放電開始後上升該傳熱氣體壓力之步驟的情況下，亦可於即將升壓前停止該基板偏移判定，而於升壓後立即再度開始該基板偏移判定。於此情況，從該放電開始後到該傳熱氣體升壓為止設定判定點，於進行該基板偏移判定後使得該傳熱氣體升壓為佳。此外，該傳熱氣體之升壓前的判定點亦可僅設定於該傳熱氣體即將升壓前來進行該基板偏移判定。此外，該傳熱氣體之升壓前的判定點亦可從放電開始後到傳熱氣體升壓為止設定複數判定點來進行該基板偏移判定。此外，該高頻電源之該高頻電功率對該處理容器內的供給亦可係例如藉由對設置於該處理室內之晶座施加高頻電功率來進行。
依據本發明，即使於放電開始後，藉由在傳熱氣體流量成為穩定之前的時點設置複數個用以利用傳熱氣體流量來判定基板偏移之判定點，並於各點設置臨界值，則可無需等待傳熱氣體流量之穩定即可判定基板之位偏。藉此，即便於放電開始後立即於基板發生位偏，也可早期檢測並立即終止處理，以儘量防止異常放電所致載置台之損傷。
以下參見所附圖式來針對本發明之較佳實施形態做詳細說明。此外，於本說明書以及圖式中，針對實質具有同一功能構成之構成要素係賦予同一符號而省略重複說明。此外，本說明書中1mTorr係定為(10-3 ×101325/760)Pa。
(基板處理裝置之構成例)
首先，針對將本發明適用於具備複數電漿處理裝置之多腔室類型基板處理裝置之情況的實施形態，參見圖式來說明。圖1係本實施形態之基板處理裝置100之外觀立體圖。同圖所示基板處理裝置100係將例如玻璃基板等平板顯示器用基板(FPD用基板)做為被處理基板(以下也簡稱為「基板」)G，具備有對此基板G施以電漿處理之3個電漿處理裝置200。
電漿處理裝置200係具備有由處理容器所構成之腔室，於該腔室內設有載置基板G之載置台。於此載置台上方設有用以導入處理氣體(例如程序氣體)之淋灑頭。載置台係具備有構成本體之做為下部電極的晶座，和晶座呈平行對向設置之淋灑頭也兼具上部電極之功能。於各電漿處理裝置200可進行同一處理(例如蝕刻處理等)也可進行彼此不同的處理(例如蝕刻處理與電漿清洗處理等)。此外，針對電漿處理裝置200內之具體構成例將於後述。
各電漿處理裝置200係分別於截面多角形狀(例如截面矩形狀)之搬送室110的側面經由閘閥102而連結著。於搬送室110進而經由閘閥104而連結著加載互鎖室120。加載互鎖室120係經由閘閥106而鄰接設置有基板搬出入機構130。
於基板搬出入機構130分別鄰接設置有兩個索引器(indexer)140。索引器140中載置可收納基板G之匣體142。匣體142可收納複數片(例如25片)的基板G。
以如此之電漿處理裝置來對基板G進行電漿處理之際，首先利用基板搬出入機構130將匣體142內之基板G搬入至加載互鎖室120。此時，若加載互鎖室120內有處理結束之基板G，則將該處理結束之基板G從加載互鎖室120內搬出，來和未處理之基板G做置換。一旦基板G搬入到加載互鎖室120內，則關閉閘閥106。
其次，將加載互鎖室120內減壓至既定真空度後，打開搬送室110與加載互鎖室120間的閘閥104。然後，將加載互鎖室120內之基板G利用搬送室110內之搬送機構(未圖示)來搬入至搬送室110內後，關閉閘閥104。
打開搬送室110與電漿處理裝置200之間的閘閥102，以上述搬送機構來將未處理之基板G搬入至電漿處理裝置200之腔室內的載置台。此時，若有處理結束之基板G，則將該處理結束之基板G搬出，來和未處理之基板G做置換。
在電漿處理裝置200之腔室內，處理氣體經由淋灑頭而導入腔室內，並對下部電極或上部電極、或是上部電極與下部電極雙方供給高頻電功率，藉此於下部電極與上部電極之間產生處理氣體之電漿，來對保持在載置台上之基板G進行既定電漿處理。
(電漿處理裝置之構成例)
其次，針對電漿處理裝置200之具體構成例，參見圖式來說明。此處，係針對將本發明之電漿處理裝置適用於蝕刻基板G之電容耦合型電漿(CCP)蝕刻裝置的情況之構成例來說明。圖2係顯示本實施形態之電漿處理裝置200之概略構成之截面圖。
圖2所示電漿處理裝置200係具備有由大致方筒形狀之處理容器(例如表面經過陽極氧化處理(耐酸鋁處理)之鋁所構成)所構成之腔室202。腔室202係接地於地面。於腔室202內之底部係配置有載置台300(具有構成下部電極之晶座310)。載置台300係發揮固定保持矩形基板G之基板保持機構的功能，形成為對應於矩形基板G之矩形形狀。此載置台之具體構成例將於後述。
於載置台300上方係以和晶座310平行對向的方式配置有可發揮上部電極功能之淋灑頭210。淋灑頭210係被支持於腔室202之上部，內部具有緩衝室222、且對向於晶座310之下面形成有流出處理氣體之多數流出孔224。此淋灑頭210係接地於地面，和晶座310構成一對之平行平板電極。
於淋灑頭210之上面設有氣體導入口226，於氣體導入口226連接有氣體導入管228。氣體導入管228係經由開閉閥230、質流控制器(MFC)232而連接著處理氣體供給源234。此等構成處理氣體供給部。
來自處理氣體供給源234之處理氣體係藉由質流控制器(MFC)232被控制在既定流量，通過氣體導入口226而被導入淋灑頭210之緩衝室222。在處理氣體(蝕刻氣體)方面可使用例如鹵素系氣體、O2 氣體、Ar氣體等於通常本領域所使用之氣體。
於腔室202之側壁設有用以開閉基板搬出入口204之閘閥102。此外，於腔室202之側壁下方設有排氣口，於排氣口經由排氣管208而連接包含真空泵(未圖示)之排氣裝置209。藉由此排氣裝置209對腔室202之室內進行排氣，可於電漿處理中將腔室202內維持在既定真空環境氣氛(例如10mTorr=約1.33Pa)。
於電漿處理裝置200連接有控制部(全體控制裝置)400，藉由此控制部400來控制電漿處理裝置200之各部。此外，於控制部400連接有由操作者可進行用以管理電漿處理裝置200之指令輸入操作等的鍵盤、將電漿處理裝置200之運轉狀況予以可視化顯示之顯示器、或是具有輸入操作終端功能與狀態顯示功能兩者之觸控面板等所構成之操作部410。
再者，於控制部400連接有記憶部420，其儲存有以控制部400之控制來實現在電漿處理裝置200所實行之各種處理(後述基板處理等)之程式或是儲存有用以實行程式所需要之處理條件(配方)等。
於記憶部420係儲存有例如於基板處理所使用之複數處理條件(配方)、於後述基板偏移判定處理所使用之傳熱氣體流量之基準值(例如調壓結束基準值、判定基準值等)、或是各判定點之臨界值等。關於當中之處理條件，係彙整控制電漿處理裝置200各部之控制參數、設定參數等複數參數值。各處理條件有例如處理氣體之流量比、腔室內壓力、高頻電功率等參數值。電漿處理裝置200當以如此之處理條件來進行基板處理之情況，能以和進行基板G搬出入為相同之處理條件來連續處理複數基板G。
此外，此等程式、處理條件可儲存於硬碟、半導體記憶體中，或是在被收容於可由CD-ROM、DVD等可攜式電腦所讀取之記憶媒體的狀態下安置於記憶部420之既定位置。
控制部400係藉由基於來自操作部410之指令等而從記憶部420讀出所希望之程式、處理條件來控制各部，以實行於電漿處理裝置200所希望之處理。此外，可藉由操作部410之操作來編輯處理條件。
(適用基板保持機構之載置台之構成例)
此處，針對適用本發明之基板保持機構的載置台300之具體構成例，參見圖2、圖3來說明。圖3係說明載置台300之傳熱氣體供給機構之構成例之圖。圖3係將圖2所示載置台300之上部分截面予以簡化顯示者。圖3中為了簡單說明起見係省略了圖2所示之靜電保持部320。
如圖2所示般，載置台300係具備有：絕緣性基座構件302；以及矩形塊狀晶座310，係設置於此基座構件302上，由構成載置台300本體之導電體(例如鋁)所構成。此外，晶座310之側面係如圖2所示般被絕緣被膜311所被覆著。
於晶座310上，做為將基板G以基板保持面來保持之基板保持部的1例係設置有靜電保持部320。靜電保持部320係例如於下部介電質層與上部介電質層之間夾持電極板322所構成。另以構成載置台300外框並包圍上述基座構件302、晶座310、靜電保持部320之周圍的方式配置有例如陶瓷、石英之絕緣構件所構成之矩形框狀之外框部330。
直流(DC)電源315係經由開關316而電性連接於靜電保持部320之電極板322。開關316係例如對於電極板322在DC電源315與接地電位間做切換者。此外，於電極板322與直流(DC)電源315之間亦可設置遮斷來自晶座310側之高頻而阻止晶座310側之高頻往DC電源315側漏洩之高頻遮斷部(未圖示)。高頻遮斷部以具有1MΩ以上之高電阻值之電阻器或是通直流之低通濾波器所構成為佳。
一旦開關316切換至DC電源315側，則來自DC電源315之DC電壓被施加於電極板322。當此DC電壓為正極性電壓之情況，於基板G上面係吸引堆積負電荷(電子、負離子)。藉此，於基板G上面之負的面電荷和電極板322之間會有夾持基板G以及上部介電質層而相互吸引之庫倫力(亦即靜電吸附力)作用，基板G受此靜電吸附力而被吸附保持於載置台300上。一旦開關316切換至接地側，則DC電壓對電極板322之供給將停止，進而視需要經過既定除電程序來去除靜電保持部320上面(基板保持面)以及基板G之電荷而解除上述靜電吸附力。
晶座310經由匹配器312而電性連接著高頻電源314之輸出端子。高頻電源314之輸出頻率係選擇例如13.56MHz。藉由施加於晶座310之來自高頻電源314的高頻電功率，於基板G上會生成處理氣體之電漿PZ，對基板G上施以既定電漿蝕刻處理。
於晶座310之內部設有冷媒流路340，來自冷凝器裝置(未圖示)之被調整為既定溫度之冷媒會通過冷媒流路340。藉由此冷媒可將晶座310之溫度調整為既定溫度。
載置台300係具備有傳熱氣體供給機構，來對靜電保持部320之基板保持面與基板G之內面之間以既定壓力供給傳熱氣體(例如He氣體)。傳熱氣體供給機構係將傳熱氣體經由晶座310內部之氣體流路352而以既定壓力供給於基板G之內面。
傳熱氣體供給機構具體而言係例如圖3所示般所構成。亦即，於晶座310之上面以及圖2所示靜電保持部320(圖3省略)設有多數氣體孔354，此等氣體孔354係和上述氣體流路352連通著。氣體孔354係例如於自基板保持面Ls之外周往內側分離之氣體孔形成區域R以既定間隔配置多數個。
例如供給傳熱氣體(例如He氣體)之傳熱氣體供給源366係經由壓力調整閥(PCV：Pressure Control Valve)362來連接於氣體流路352。壓力控制閥(PCV)362係以對氣體孔354側所供給之傳熱氣體壓力成為既定壓力之方式來調整流量。
壓力調整閥(PCV)362係由例如測定傳熱氣體流量之流量感應器(流量計)364以及其他未圖示之壓力感應器、流量調整閥(例如壓電閥)以及對此等進行控制之控制器所一體化構成者。
此外，於圖3中雖顯示了使用由流量感應器364、壓力感應器、流量調整閥所一體化而成之壓力調整閥(PCV)362之例，惟不限定於此，亦可於氣體流路352個別設置此等流量感應器364、壓力感應器、流量調整閥。
此外，做為如此之壓力感應器可舉出例如流體壓力計(manometer，例如電容流體壓力計(CM))。在流量調整閥方面不限於壓電閥，亦可為例如電磁閥。
此等壓力調整閥(PCV)362、傳熱氣體供給源366係分別連接於控制基板處理裝置100各部之控制部400。控制部400係控制傳熱氣體供給源366使得傳熱氣體流出，於壓力調整閥(PCV)362來設定壓力，於壓力調整閥(PCV)362將傳熱氣體調整為既定流量後供給於氣體流路352。壓力調整閥(PCV)362之控制器係以例如利用PID控制使得氣體壓力成為設定壓力之方式控制壓電閥來控制傳熱氣體流量。藉此，傳熱氣體通過氣體流路352以及氣體孔354而以既定壓力來供給於基板G之內面。
另一方面，如此之傳熱氣體供給機構，由於能以內建於壓力調整閥(PCV)362之壓力感應器來測定氣體流路352之壓力，而可基於所測定之傳熱氣體壓力來控制傳熱氣體流量，並可使用內建之流量感應器364來監測傳熱氣體流量以檢測是否發生了漏洩。由於傳熱氣體之漏洩會隨著基板G之位偏而變化，故可藉由監測傳熱氣體流量來檢測基板G之位偏。
例如如圖4所示般當發生了基板G之位偏的情況，會從氣體孔354之形成區域R上無基板G之部分漏洩傳熱氣體，故傳熱氣體之流量相較於未發生漏洩之情況會變大。從而，可藉由監測傳熱氣體之流量來檢測基板G之位偏。
如圖4所示般，一旦發生了基板G之位偏，由於晶座310上之一部分(基板保持面之一部分)露出，所以若在此情況下如圖5所示般產生了電漿PZ，則恐會發生異常放電而對晶座310或是基板保持面造成損傷，而損傷載置台300。
因此，基於將電漿產生後之異常放電防範於未然之觀點，於產生電漿PZ前，藉由監測傳熱氣體流量來檢測基板G之位偏為佳。此外，於電漿產生後不久，由於會有提高高頻電功率或是升高傳熱氣體壓力造成傳熱氣體流量之變動大的情況，故只要等待傳熱氣體流量充分穩定後再監測傳熱氣體流量即可高精度地檢測基板G之位偏。
關於此等點，參見圖6來更具體地說明。圖6係顯示於電漿產生後不久進行使得傳熱氣體壓力與高頻電功率之施加電壓產生變化之基板處理的情況下，傳熱氣體流量之變化的時程圖。圖6係舉出使得傳熱氣體壓力與高頻電功率以階段性上升之基板處理做為具體例。
如圖6所示般，基板處理首先係藉由調壓步驟來調整傳熱氣體之壓力，然後實行施加高頻電功率來產生電漿PZ之放電步驟。此時，於調壓步驟將傳熱氣體壓力設定為第1壓力(例如1.5Torr)，開始傳熱氣體之供給(t1)。
如此一來，傳熱氣體流量會急速上升而供給至基板G之下側，一旦累積到某一程度會慢慢變小。對此時之傳熱氣體之流量進行監測，在成為事先設定之調壓結束基準值以下之時點，乃開始施加高頻電功率放電。藉此，產生電漿PZ而開始放電步驟。尤其近年來基板G之尺寸更為大型化，伴隨於此載置台300之尺寸也比以往更大型化，從而傳熱氣體流量要達到充分穩定需要時間。因此，調壓結束基準值係以某種程度穩定之時點(t2)的流量為基準來設定。
此時，即使經過暫停時間，當傳熱氣體流量未成為調壓結束基準值以下之情況，由於被認為發生基板偏移而發生傳熱氣體之漏洩，乃中止基板處理而不進行電漿產生用之放電。藉此，可將異常放電防範於未然。
之後，於放電步驟升高傳熱氣體壓力(例如3Torr)，使得高頻電功率也增大。此時，若升高傳熱氣體之設定壓力，則傳熱氣體流量會暫時地急速上升，之後會慢慢變小，傳熱氣體之壓力會到達設定壓力。如此般，於放電步驟開始後不久，傳熱氣體流量之變化會變大，並且其流量變化也隨處理條件而改變，故要決定用以判定基板G位偏的傳熱氣體流量之判定基準值極為困難。
因此，以往當用以產生電漿PZ之放電開始後(經過t2後)監測傳熱氣體流量之情況，係從放電開始(t2)等待經過既定遲延時間後(t4)、亦即等待放電步驟傳熱氣體流量充分穩定之時點後，開始進行傳熱氣體流量之監測，當該穩定後之流量發生變化之時視為發生漏洩而判定基板之位偏。具體而言，一律設定較調壓結束基準值來得低之判定基準值，當超過該判定基準值之情況，判斷有基板G之位偏。
但是，若如圖6之放電步驟所示般，於電漿產生不久後提高高頻電功率或是升高傳熱氣體壓力，有時會因而在從t2到t4之間發生基板G之位偏。於此情況，若是在經過t4後開始傳熱氣體流量之監測，則從t2～t4之間將成為未受監測狀態，故無法立即檢測位偏，而會發生異常放電而損傷載置台300。
是以，於本實施形態，即使於放電開始後，藉由使得用以利用傳熱氣體流量來判定基板G位偏的判定點在傳熱氣體流量穩定前之時點起設置複數點，於各點設定臨界值，則可無需等待傳熱氣體流量之穩定(無需等待t4之經過)即可判定基板G之位偏。藉此，即便於電漿產生不久後於基板G發生位偏，也可早期檢測出。從而，若於基板G發生位偏後立即終止處理，則可儘可能地防止因異常放電所致載置台300之損傷。
包含如此之本實施形態之基板G之位偏判定的基板處理之具體例係參見圖式來說明。圖7係顯示了做為本實施形態之基板處理具體例之主例行工作概略之流程圖。圖8係顯示做為圖7所示基板偏移判定處理之具體例之次例行工作概略的流程圖。圖9係顯示圖7、圖8之處理的時程圖。此處，係舉出和圖6同樣地使得傳熱氣體壓力與高頻電功率階段性上升之基板處理做為具體例。
控制部400係基於既定程式來對載置於載置台300上之基板G實行圖7所示之基板處理。此基板處理首先進行調壓步驟(步驟S110～S130)，進而以放電步驟(步驟S140～S190)來進行電漿處理。
具體而言，於步驟S110將腔室202內減壓至既定真空壓力，從淋灑頭210將處理氣體導入腔室202內，於步驟S120開始導入傳熱氣體。於是，如圖9所示般，傳熱氣體流量會急速上升而供給至基板G之下側，一旦累積某種程度則會慢慢變小。
然後，於步驟S130，藉由壓力調整閥(PCV)之流量感應器364來監測傳熱氣體流量，判斷傳熱氣體流量是否成為調壓結束基準值以下。此時，當判斷傳熱氣體流量未成為調壓結束基準值以下之情況，乃於步驟S132對從傳熱氣體導入開始之經過時間以及預先設定之暫停時間進行比較，判斷是否超過暫停時間。
當於步驟S132判斷未超過暫停時間之情況，乃回到步驟S130繼續進行傳熱氣體流量之監測。當於步驟S132判斷超過暫停時間之情況，由於發生傳熱氣體漏洩之可能性高，故於步驟S134進行待穩定之錯誤處理。
例如於載置台300上未載置基板G、或是發生基板G之吸附不良而有發生基板G之位偏的可能性。是以，於如此之情況，係於步驟S134進行待穩定錯誤處理。於待穩定錯誤處理係例如停止傳熱氣體之供給，並於操作部410之顯示器進行錯誤顯示或是以警報告知。
對此，當判斷傳熱氣體流量成為調壓結束基準值以下之情況，判斷基板載置狀態OK、傳熱氣體之供給狀態OK，藉由步驟S140以後之放電步驟來開始基板G之處理。具體而言，係於步驟S140施加第1高頻電功率(例如5kW)來產生處理氣體之電漿PZ。
接著，於步驟S150使得傳熱氣體升壓，於步驟S160則施加高於第1高頻電功率之第2高頻電功率。此時，如圖9所示般，傳熱氣體流量會暫時地急速上升，之後會慢慢地變小。
於本實施形態，藉由在步驟S150、S160之後亦即傳熱氣體暫時地急速上升後不久之傳熱氣體流量來實行基板偏移判定處理(步驟S200)。具體而言，係如圖8所示般，於步驟S210判斷是否為判定點。
例如對從傳熱氣體升壓(t3)起之經過時間與事先設定之複數判定點(判定點之時間)進行比較，每當成為判定點之情況乃實行步驟S220以後之處理。圖9所示白點為判定點之時點，在圖9中，最初判定點為tp之情況。判定點係以既定間隔來設定，此間隔愈縮短則愈能以即時來判定。
於步驟S210判斷了判定點之情況，在步驟S220將該判定點之傳熱氣體流量儲存於記憶部420。此乃為了用於進行下一基板處理之際設定相同判定點之臨界值。
其次於步驟S230對於前次以前之基板處理中基於相同判定點之傳熱氣體流量所設定之臨界值與此判定點之傳熱氣體流量進行比較。做為此情況之臨界值可為於前次以前之基板處理之實際傳熱氣體流量之平均值，亦可為於此平均值進而加上既定容許流量之值。此外，於設定臨界值之情況所使用之傳熱氣體流量係用以提升基板偏移判定之精度，而使用未發生基板偏移之情況者。
接著，於步驟S240判斷該判定點之傳熱氣體流量是否成為臨界值以下。當判斷傳熱氣體流量非臨界值以下之情況，乃於步驟S242判斷有基板偏移之異常，而於步驟S244進行基板偏移錯誤處理。於基板偏移錯誤處理係例如暫時地中止基板處理，將判定結果進行顯示器顯示或是以警報來告知。
當於步驟S240判斷傳熱氣體流量為臨界值以下之情況，視為無基板偏移，而回到圖7之處理，繼續進行基板處理直到經過於步驟S180所事先設定之處理時間(程序處理時間)，每當成為各判定點時基於該判定點所設定之臨界值來判定基板偏移。於步驟S180一旦判斷已經過處理時間，則於步驟S190停止高頻電功率，並停止處理氣體以及傳熱氣體而結束一連串之基板處理。
據此，如圖9所示般由於在放電步驟可於較傳熱氣體穩定之時點(t4)更前面之時點tp進行基板偏移判定，故例如即使傳熱氣體升壓後或是高頻電功率上升後而於t4經過前發生基板偏移之情況，也能在較傳熱氣體穩定之時點(t4)之前檢測出該情況，而可立即終止處理。藉此，可極力防止異常放電所致載置台300之損傷。
此外，各判定點之臨界值可分別藉由過去之基板處理所使用之相同判定點之實際傳熱氣體流量來設定更確切的臨界值。例如實際的傳熱氣體流量係隨電漿處理裝置200與處理條件而微妙地變化，而可自動地設定相對應之確切的臨界值。藉此，可提高基板偏移判定之精度。
此外，上述臨界值可使用於各判定點比較傳熱氣體流量之際分別算出而設定者，再者當儲存調溫氣體流量之時亦可將事先算出、設定並儲存之基板處理之臨界值使用在下一基板處理之相同判定點的判定上。
此外，做為各判定點之臨界值，可取代過去基板處理使用相同判定點之實際傳熱氣體流量，而改用該傳熱氣體流量之變化量。於此情況下，可將圖8所示步驟S230、S240中為「流量」者置換使用「流量之變化量」。由於隨基板處理之處理條件(處理氣體之種類、腔室內壓力等)的不同，靜電保持部320之上面電位會出現微妙變化，故傳熱氣體流量未必為減少或是成為一定，也有些許慢慢上升之情況。
即使是如此之情況，藉由如上述般使用傳熱氣體流量之變化量做為各判定點之臨界值，則即使傳熱氣體流量上升，只要於各判定點變化量不致大到臨界值以上，則可判定為無漏洩、無基板偏移之正常狀態。
此外，由於如此設定之臨界值會隨實際流量而變動，是以亦可事先設定固定臨界值，當相較於該固定臨界值變得過大之情況，重設為該固定臨界值。
此外，圖9所示之基板處理，在成為調壓結束基準值以下之時點(t2)施加相對低之第1高頻電功率來開始放電步驟後，有發生基板偏移之可能性。因此，亦可於傳熱氣體之升壓即將開始之前，藉由此時之傳熱氣體流量來判定基板偏移。
具體而言，亦可例如圖10所示般，在傳熱氣體即將升壓前之時點(ta)也測定傳熱氣體流量，判斷該傳熱氣體流量是否成為較調壓結束基準值來得低之判定基準值以下。此時，當判斷於傳熱氣體即將升壓前之時點(ta)為判定基準值以下之情況為正常，當判斷未成為判定基準值以下之情況，有因為基板偏移而發生漏洩之可能性。
因此，當判斷為判定基準值以下之情況係繼續進行基板處理，當判斷為未成為判定基準值以下之情況係和圖8之步驟S244同樣地藉由基板偏移錯誤處理來暫時地中止基板處理。據此，即便於開始放電步驟後於基板G發生位偏，由於可在高頻電功率上升前之傳熱氣體即將升壓前來進行檢測而中止基板處理，故可極力防止高頻電功率上升後之異常放電所致載置台300之損傷。
此外，不僅是傳熱氣體之即將升壓前之時點(ta)，亦可例如圖11所示般，從開始放電步驟之時點(t2)到傳熱氣體即將升壓前(ta)設定複數判定點來進行判定。於此情況，和圖8所示之基板偏移處理同樣地，可使用基於前次以前之相同判定點之流量所設定之臨界值來進行判定。
然後，當於各判定點判斷為臨界值以下之情況係繼續進行基板處理，當判斷為未成為臨界值以下之情況係和圖8之步驟S244同樣地藉由基板偏移錯誤處理來暫時地中止基板處理。據此，即便於開始放電步驟後於基板G發生了位偏，也能立即檢測出來而中止基板處理，是以可極力防止異常放電所致載置台300之損傷。
此外，依據上述圖10、圖11之處理，藉由於難以發生異常放電之範圍內施加提高基板吸附力之程度相對低的第1高頻電功率後測定傳熱氣體流量，可確切地檢測漏洩之發生。然後，可在確認了未發生傳熱氣體之漏洩的情況下，施加第2高頻電功率利用正式放電來進行基板處理。
到目前為止，係舉出放電步驟開始後立即升壓傳熱氣體之情況為例來說明，惟即使是未升壓傳熱氣體之情況也可適用本實施形態之基板處理。此處，未於放電步驟開始後立即升壓傳熱氣體之情況的時程圖係如圖12所示。於圖12所示之情況，由於未升壓傳熱氣體，故傳熱氣體流量不會於放電開始(t2)後大幅變化，而是緩慢地減少而穩定。
於此情況下，可省略圖7所示步驟S150來適用。此外，當如此般於放電步驟後無傳熱氣體之顯著變化的情況，亦可如圖12所示般從放電步驟開始(步驟S140)進行基板偏移判定處理(步驟S200)。據此，即使於放電步驟開始後，藉由將利用傳熱氣體流量來判定基板G位偏之判定點從傳熱氣體流量穩定前之時點(t2)起設置複數點，於各點設定臨界值，可在比傳熱氣體流量穩定之時點(t4)前之時點(t2)起進行基板偏移判定處理。藉此，由於可無需等待傳熱氣體流量之穩定(無需等待t4之經過)而早期地檢測基板偏移，是以可極力防止異常放電所致載置台300之損傷。
另一方面，圖8所示之基板偏移判定處理，係舉出各判定點之臨界值分別使用過去之基板處理使用相同判定點之實際傳熱氣體流量的情況為例來說明，惟各判定點之臨界值不限定於此，亦可例如將相同基板處理前面最靠近的判定點之實際傳熱氣體流量設定做為臨界值。
此處，各判定點之臨界值分別設定為前面最靠近的判定點之實際傳熱氣體流量的情況下之基板偏移判定處理係如圖13所示。於圖13中，係將圖8之步驟S230置換為步驟S232、S234。
具體而言，如圖13所示當於步驟S210判斷為判定點之情況，於步驟S220將該判定點之傳熱氣體流量儲存於記憶部420。此處係使用在設定相同基板處理之下一判定點之臨界值。
其次於步驟S232判斷是否為最初之判定點，當判斷為最初判定點之情況，乃回到步驟S210之處理，照此判斷是否已成為下一判定點。此乃由於最初判定點並無前面最靠近的判定點，故從下次以後的判定點基於前面最靠近的判定點之傳熱氣體流量來設定臨界值之故。此外，於最初判定點，亦可將基於過去基板處理之相同判定點的傳熱氣體流量所求出之預設值做為臨界值來使用而判定基板偏移。
然後於步驟S232，當判斷並非最初判定點之情況，係於步驟S234將基於其前面最靠近之判定點之傳熱氣體流量所設定之臨界值來和此判定點之傳熱氣體流量進行比較。做為此情況之臨界值，可為前面最靠近之判定點的實際傳熱氣體流量之值、亦可為此值進一步加上既定容許流量之值。
然後，於步驟S240判斷該判定點之傳熱氣體流量是否成為臨界值以下。當判斷傳熱氣體流量非臨界值以下之情況，於步驟S242判斷有基板偏移之異常，於步驟S244進行基板偏移錯誤處理。基板偏移錯誤處理係例如暫時地中止基板處理，將判定結果進行顯示器顯示或是以警報來告知。
於步驟S240當判斷傳熱氣體流量為臨界值以下之情況，視為無基板偏移而回到圖7之處理，在步驟S180繼續進行基板處理直到經過事先設定之處理時間(程序處理時間)，每當成為各判定點時基於該判定點所設定之臨界值來判定基板偏移。
具體而言，於圖13所示之基板偏移判定處理，由於各判定點之臨界值係分別使用相同基板處理之前面最靠近之判定點之實際傳熱氣體流量，故和不久前之流量為相同或是相對低之情況係判定為正常，當超過不久前之流量的情況係判定於傳熱氣體發生了漏洩而有基板偏移。此乃由於當發生基板偏移之情況下，應從該時點起即發生了漏洩，故傳熱氣體流量係較前面最靠近之判定點多出了漏洩量。
即使藉由圖13所示之基板偏移判定處理，也可如圖9或圖12所示般在放電步驟中從比傳熱氣體穩定之時點(t4)更前面之時點(圖9所示tp或是圖12所示t2)起進行基板偏移判定，即使例如傳熱氣體升壓後或是高頻電功率上升後發生基板偏移之情況，可於傳熱氣體穩定之時點(t4)前檢測出，可立即終止處理。藉此，可極力防止異常放電所致載置台300之損傷。並且，各判定點之間隔愈短愈能即時地進行基板偏移判定。
此外，圖13所示基板偏移判定處理亦和圖9所示情況同樣地，取代使用前面最靠近之判定點的實際傳熱氣體流量，改用該傳熱氣體流量之變化量來做為各判定點之臨界值。於此情況，可將圖13所示步驟S234、S240中之「流量」置換為「流量之變化量」來適用。據此，不僅是傳熱氣體流量減少或是成為一定之情況、即使是略為緩緩上升之情況，只要於各判定點之變化量不致大到臨界值以上，則可判定為無漏洩、無基板偏移之正常狀態。
此外，將儲存有軟體程式(用以實現上述實施形態之功能)之記憶媒體等媒體供給於系統或是裝置，由該系統或是裝置之電腦(或是CPU、MPU)讀取記憶媒體等媒體中所儲存之程式來實行亦可達成本發明。
於此情況下，從記憶媒體等媒體所讀取出之程式本身係實現上述實施形態之功能，儲存該程式之記憶媒體等媒體成為構成本發明。做為用以供給程式之記憶媒體等媒體可舉出例如軟碟(註冊商標)、硬碟、光碟、光磁碟、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW、磁帶、非揮發性記憶卡、ROM等。此外，亦可對媒體自網路下載程式來提供。
此外，本發明也包含下述情況：藉由實行電腦讀取程式，不僅是實現上述實施形態之功能，即使是於電腦上運作之OS等基於該程式指令來進行實際處理之一部分或是全部，藉由該處理來實現上述實施形態之功能。
再者，本發明也包含下述情況：從記憶媒體等媒體所讀取出之程式在寫入至插入於電腦之功能擴充板或是連接於電腦之功能擴充單元中所具備之記憶體後，基於該程式指令，由該功能擴充板或是功能擴充單元所具備之CPU等來進行實際處理之一部分或是全部，藉由該處理來實現上述實施形態之功能。
以上，已參見所附圖式針對本發明之較佳實施形態作了說明，惟本發明當然不限定於相關例。業界人士當然可於申請專利範圍所記載之範疇內思及各種變更例或是修正例，此等當然也屬於本發明之技術範圍。
例如於上述各實施形態中，針對於晶座施加高頻來產生電漿之情況作了說明，惟亦可為於晶座施加高頻以外之方法，例如以電容耦合放電於上部施加電漿生成用高頻之情況、以感應耦合型放電來生成電漿之情況、例用微波生成電漿之情況。不管是以何種做法所產生之電漿，只要露出基板保持面皆同樣的會產生異常放電，是以用以產生電漿之高頻對處理容器內之供給方法不限定於上述各實施形態所說明者。
本發明可適用於基板處理方法以及記憶實行該方法之程式的記憶媒體。
100．．．基板處理裝置
102,104,106．．．閘閥
110．．．搬送室
120．．．加載互鎖室
130．．．基板搬出入機構
140．．．索引器
142．．．匣體
200．．．電漿處理裝置
202．．．腔室(處理容器)
204．．．基板搬出入口
208．．．排氣管
209．．．排氣裝置
210．．．淋灑頭
222．．．緩衝室
224．．．流出孔
226．．．氣體導入口
228．．．氣體導入管
230．．．開閉閥
232．．．質流控制器(MFC)
234．．．處理氣體供給源
300．．．載置台
302．．．基座構件
310．．．晶座
311．．．絕緣被膜
312．．．匹配器
314．．．高頻電源
315．．．DC電源
316．．．開關
320．．．靜電保持部
322．．．電極板
330．．．外框部
340．．．冷媒流路
352．．．氣體流路
354．．．氣體孔
362．．．壓力控制閥(PCV)
364．．．流量感應器
366．．．傳熱氣體供給源
400．．．控制部
410．．．操作部
420．．．記憶部
G．．．基板
圖1係本發明之實施形態之處理裝置之外觀立體圖。
圖2係同實施形態之電漿處理裝置之截面圖。
圖3係用以說明同實施形態之傳熱氣體供給機構之構成例的圖。
圖4係用以說明同實施形態之載置台作用之圖，因基板偏移而發生傳熱氣體漏洩之情況。
圖5係用以說明同實施形態之載置台作用之圖，係於圖4之狀態下產生電漿之情況。
圖6係用以說明比較例之基板處理之時程圖。
圖7係顯示同實施形態之基板處理具體例之主例行工作概略之流程圖。
圖8係顯示圖7所示基板偏移判定處理之具體例的次例行工作概略之流程圖。
圖9係用以說明本實施形態之基板處理具體例之時程圖。
圖10係用以說明本實施形態之基板處理變形例之時程圖。
圖11係用以說明本實施形態之基板處理之其他變形例之時程圖。
圖12係用以說明本實施形態之其他基板處理之時程圖。
圖13係顯示圖8所示基板偏移判定處理之變形例之次例行工作概略之流程圖。
102．．．閘閥
200．．．電漿處理裝置
202．．．腔室(處理容器)
204．．．基板搬出入口
208．．．排氣管
209．．．排氣裝置
210．．．淋灑頭
222．．．緩衝室
224．．．流出孔
226．．．氣體導入口
228．．．氣體導入管
230．．．開閉閥
232．．．質流控制器(MFC)
234．．．處理氣體供給源
300．．．載置台
302．．．基座構件
310．．．晶座
311．．．絕緣被膜
312．．．匹配器
314．．．高頻電源
315．．．DC電源
316．．．開關
320．．．靜電保持部
322．．．電極板
330．．．外框部
340．．．冷媒流路
352．．．氣體流路
400．．．控制部
410．．．操作部
420．．．記憶部

Claims (10)

  1. 一種基板處理方法，係對於設置在電漿處理裝置之可減壓的處理容器內之被處理基板施以電漿處理；其特徵在於該電漿處理裝置係具備有：基板保持部，係配置於該處理容器內，構成載置保持該被處理基板之載置台；傳熱氣體流路，係對於該基板保持部與被保持在其基板保持面之被處理基板之間供給來自傳熱氣體供給源之傳熱氣體；流量感應器，係檢測流出於該傳熱氣體流路之傳熱氣體流量；高頻電源，係將用以產生該電漿之高頻電功率供給於該處理容器內；以及處理氣體供給部，係將由該高頻電功率所電漿化之處理氣體供給於該處理室內；其中該基板處理方法係具備有下述步驟：調壓步驟，係自該傳熱氣體供給源以該傳熱氣體於該基板保持部與該被處理基板之間成為既定壓力的方式來供給該傳熱氣體；以及放電步驟，係一旦在因該傳熱氣體之供給開始而暫時性上升之該傳熱氣體之流量降低而穩定之前，便成為既定調壓結束基準值以下的情況，乃對該處理容器內供給高頻電功率來開始放電，於該基板保持面上之被處理基板上產生該處理氣體之電漿；於該放電步驟，係於傳熱氣體流量穩定前之時點設置複數個使得當以該流量感應器所檢測之傳熱氣體流量超過既定臨界值之時判定為有基板偏移之判定點，並對該各判定點設置該臨界值，以不待該傳熱氣體流量之穩定即進行基板偏移判定。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中該各判定點之臨界值係基於該傳熱氣體之過去流量或是其變化量來決定。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理方法，其中該過去流量或是其變化量係於該基板處理前所實行之基板處理中之相同判定點之流量或是其變化量的平均值。
  4. 如申請專利範圍第2項之基板處理方法，其中該過去流量或是其變化量係該基板處理之前面最靠近之判定點之流量或是其變化量。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之基板處理方法，其中當於該放電步驟中具有放電開始後上升該傳熱氣體壓力之步驟的情況下，係於即將升壓前停止該基板偏移判定，而於升壓後立即再度開始該基板偏移判定。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理方法，係從該放電開始後到該傳熱氣體升壓為止設定判定點，於進行該基板偏移判定後使得該傳熱氣體升壓。
  7. 如申請專利範圍第6項之基板處理方法，其中該傳熱氣體之升壓前的判定點係僅設定於該傳熱氣體即將升壓前來進行該基板偏移判定。
  8. 如申請專利範圍第6項之基板處理方法，其中該傳熱氣體之升壓前的判定點係從放電開始後到傳熱氣體升壓為止設定複數判定點來進行該基板偏移判定。
  9. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之基板處理方法，其中該高頻電源之該高頻電功率對該處理容器內的供給係藉由對設置於該處理室內之晶座施加高頻電功率來進行。
  10. 一種記憶媒體，係儲存有使得電腦實行基板處理方法之程式的電腦可讀取式記憶媒體，該基板處理方法係對於設置在電漿處理裝置之可減壓處理容器內之被處理基板施以電漿處理；其特徵在於該電漿處理裝置係具備有：基板保持部，係配置於該處理容器內，構成載置保持該被處理基板之載置台；傳熱氣體流路，係對於該基板保持部與被保持在其基板保持面之被處理基板之間供給來自傳熱氣體供給源之傳熱氣體；流量感應器，係檢測流出於該傳熱氣體流路之傳熱氣體流量；高頻電源，係將用以產生該電漿之高頻電功率供給於該處理容器內；以及處理氣體供給部，係將由該高頻電功率所電漿化之處理氣體供給於該處理室內；其中該基板處理方法係具備有下述步驟：調壓步驟，係自該傳熱氣體供給源以該傳熱氣體於該基板保持部與該被處理基板之間成為既定壓力的方式來供給該傳熱氣體；以及放電步驟，係一旦在因該傳熱氣體之供給開始而暫時性上升之該傳熱氣體之流量降低而穩定之前，便成為既定調壓結束基準值以下的情況，乃對該處理容器內供給高頻電功率來開始放電，於該基板保持面上之被處理基板上產生該處理氣體之電漿；於該放電步驟，係於傳熱氣體流量穩定前之時點設置複數個使得當以該流量感應器所檢測之傳熱氣體流量超過既定臨界值之時判定為有基板偏移之判定點，並對該各判定點設置該臨界值，以不待該傳熱氣體流量之穩定即進行基板偏移判定。
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