TWI787514B - 基板載置台及基板處理裝置 - Google Patents

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TWI787514B
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Abstract

[課題] 提供對FPD用之基板進行蝕刻等處理的時候，進行面內均勻性高的處理之基板載置台及基板處理裝置。 [解決手段] 為一種基板載置台，其係於在處理容器內處理基板之時，載置上述基板而進行調溫，具有：第1平板，其係藉由隔著間隙而被隔開的複數金屬製之分離板形成；和金屬製的第2平板，其係與各上述分離板相接，具有較上述第1平板低之熱傳導率，各上述分離板內置有進行固有的調溫之調溫部。

Description

基板載置台及基板處理裝置
本揭示係關於基板載置台及基板處理裝置。
在專利文獻1揭示具有金屬製之基材、吸附基板之靜電夾具，基材的至少與靜電夾具接觸之部分由麻田散鐵系不鏽鋼或肥粒鐵系不鏽鋼構成的基板載置台。若根據專利文獻1揭示的基板載置台和具備該基板載置台之基板處理裝置，則可以防止因基材和靜電夾具之熱膨脹差所引起的靜電夾具之破損。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2017-147278號公報
[發明所欲解決之課題]
本揭示係提供平面面板顯示器（Flat Panel Display、以下稱為「FPD」)之製造過程中，對FPD用之基板進行蝕刻處理等的時候，有利於進行面內均勻性高之處理的基板載置台及基板處理裝置。 [用以解決課題之手段]
藉由本揭示之一態樣所致的基板載置台， 其係於在處理容器內處理基板之時，載置上述基板而進行調溫，該基板載置台具有： 第1平板，其係藉由隔著間隙而被隔開的複數金屬製之分離板形成；和 金屬製的第2平板，其係與各上述分離板相接，具有較上述第1平板低之熱傳導率， 各上述分離板內置有進行固有的調溫之調溫部。 [發明之效果]
若根據本揭示，則可以提供對FPD用之基板進行蝕刻處理等的時候，進行面內均勻性高的處理之基板載置台及基板處理裝置。
以下，針對與本揭示之實施型態有關之基板載置台及基板處理裝置，一面參照附件圖面一面予以說明。另外，本說明書及圖面中，針對實質上相同之構成要素，有藉由賦予相同之符號，省略重複之說明的情況。
[實施型態] (基板處理裝置及基板載置台) 首先，針對與本揭示之實施型態有關之基板處理裝置和構成基板處理裝置之基板載置台之一例，參照圖1至圖3予以說明。圖1為表示與實施型態有關之基板載置台和基板處理裝置之一例的剖面圖。再者，圖2為圖1之II-II箭頭方向視圖，且為第1平板之橫剖面圖，圖3為圖1之III-III箭頭方向視圖，且為從下方觀看第1平板的圖示。
圖1所示之基板處理裝置100係對FPD用之俯視矩形之基板(以下，單稱為「基板」）G，進行各種基板處理的感應耦合型電漿(Inductive Coupled Plasma：ICP)處理裝置。作為基板G之材料，主要使用玻璃，也有依用途不同，使用透明之合成樹脂等之情形。在此，基板處理包含蝕刻處理或使用CVD(Chemical Vapor Deposition)法的成膜處理等。作為FPD，例示有液晶顯示器(Liquid Crystal Display：LCD)或電致發光(Electro Luminescence：EL)顯示器、電漿顯示面板(Plasma Display Panel：PDP)等。再者，FPD用基板之平面尺寸隨著世代的變遷而大規模化，藉由基板處理裝置100被處理之基板G之平面尺寸至少包含例如從第6世代的1500mm×1800mm左右之尺寸至第10世代的2800mm×3000mm左右之尺寸。再者，基板G之厚度為0.5mm至數mm左右。
圖1所示之基板處理裝置100具有長方體狀之箱型處理容器10，和被配設在處理容器10內而載置基板G之俯視矩形之外形的基板載置台60，和控制部90。
處理容器10藉由介電體板11被區劃成上下兩個空間，上側空間成為天線室12，下方空間成為形成處理室之腔室13。處理容器10中，在成為腔室13和天線室12之境界的位置，以朝處理容器10之內側突出設置之方式，配設矩形環狀之支持框14，在支持框14載置介電體板11。處理容器10藉由接地線13c被接地。
處理容器10藉由鋁等之金屬被形成，介電體板11係以氧化鋁(Al2 O3 )等之陶瓷或石英形成。
在腔室13之側壁13a，開口設置用以對腔室13搬出搬入基板G之搬出搬入口13b，搬出搬入口13b藉由閘閥20成為自如地開關。在腔室13鄰接內含搬運機構的搬運室(皆無圖示)，開關控制閘閥20，以搬運機構經由搬出搬入口13b，進行基板G之搬出搬入。
再者，在腔室13之底部，開口設置複數排氣口13d，在排氣口13d連接氣體排氣管51，氣體排氣管51經由開關閥52而被連接於排氣裝置53。藉由氣體排氣管51、開關閥52及排氣裝置53， 形成氣體排氣部50。排氣裝置53具有渦輪分子泵等之真空泵，成為在製程中將腔室13內自如地抽真空至特定真空度。並且，在腔室13之適當位置設置壓力計(無圖示)，成為壓力計所致的監視資訊被發送至控制部90。
在介電體板11之下面，設置有用以支持介電體板11之支持梁，支持梁兼作噴淋頭30。噴淋頭30係藉由鋁等之金屬而形成，以被施予陽極氧化所致的表面處理為佳。在噴淋頭30內，形成在水平方向延伸設置之氣體流路31，在氣體流路31，連通朝下方延伸設置而面對位於位於噴淋頭30下方之處理空間S的氣體吐出孔32。
在介電體板11之上面，連接與氣體流路31連通之氣體供給管41，氣體供給管41係氣密地貫通處理容器10之頂板，被連接於處理氣體供給源44。在氣體供給管41之途中位置，中介存在著開關閥42和質量流量控制般之流量控制器43。藉由氣體供給管41、開關閥42、流量控制器43及處理氣體供給源44，形成處理氣體供給部40。並且，氣體供給管41在途中分歧，在各分歧管，連通開關閥和流量控制器，及因應處理氣體種類的處理氣體供給源(無圖示)。在電漿處理中，從處理氣體供給部40被供給之處理氣體經由氣體供給管41而被供給至噴淋頭30，經由氣體吐出孔32被吐出至處理空間S。
在天線容器12內配設有高頻天線15。高頻天線15係藉由將由銅或鋁等之良導電性之金屬形成的天線15a，捲裝成環狀或漩渦狀而形成。例如，即使將環狀天線15a配設成多圈亦可。
在天線15a之端子，連接朝天線室12之上方延伸設置的供電構件16，在供電構件16之上端連接供電線17，供電線17係經由進行阻抗匹配之匹配器18而被連接於高頻電源19。藉由對高頻天線15，從高頻電源19施加例如13.56MHz之高頻電力，在腔室13內形成感應電場。藉由該感應電場，從噴淋頭30被供給至處理空間S之處理氣體被電漿化而生成感應耦合型電漿，電漿中之離子被提供至基板G。高頻電源19係電漿產生用之來源，如下述詳細說明般，被連接於基板載置台60之高頻電源73(電源之一例)成為吸引產生的離子而賦予運動能的偏壓源。如此一來，離子源利用感應耦合而生成電漿，將作為另外電源的偏壓源連接於基板載置台60而進行離子能之控制，藉此可以獨立進行電漿之生成和離子能之控制，提高製程的自由度。從高頻電源19被輸出之高頻電力之頻率以在0.1至500MHz之範圍內被設定為佳。
接著，針對基板載置台60予以說明。如圖1所示般，基板載置台60具有藉由複數分離板61a、61b形成之金屬製之第1平板61，和與各分離板61a、61b相接的一片金屬製之第2平板63。形成第1平板61之各分離板61a、61b經由間隙66而分離，以電性連接各分離板61a、61b之方式，一片第2平板63被連接於各分離板61a、61b之上面。
第2平板63之俯視形狀為矩形，具有與被載置於基板載置台60之FPD相同程度的平面尺寸。例如，圖2所示之第1平板61具有與被載置的基板G相同程度的平面尺寸，長邊之長度t2係1800mm至3000mm左右，短邊之長度t3可以設定成1500mm至2800mm左右之尺寸。對於該平面尺寸，第1平板61和第2平板63之厚度之總計能成為例如50mm至100mm左右。
電性連接各分離板61a、61b之第2平板63具有較第1平板61(形成此的分離板61a、61b)低的熱傳導率之金屬製的平板。例如，第1平板61(形成此的分離板61a、61b)係由鋁或鋁合金形成。另外，第2平板63係由不鏽鋼形成。
作為第1平板61之形成材料的鋁係熱傳導率高的金屬材料，就JIS規格而言，可舉出A5052、A6061、A1100等。A5052之熱傳導率為138W/m･K，A6061之熱傳導率為180W/m･K，A1100之熱傳導率為220W/m･K。
另外，作為第2平板63之形成材料的不鏽鋼係熱傳導率低的金屬材料。不鏽鋼包含麻田散鐵系不鏽鋼或肥粒鐵系不鏽鋼、沃斯田鐵系不鏽鋼。
麻田散鐵系不鏽鋼係以金屬組織為主而由麻田散鐵系相構成，就JIS規格而言，以SUS403、SUS410、SUS420J1、SUS420J2為適宜。再者，作為其他的麻田散鐵系不鏽鋼，可以舉出SUS410S、SUS440A、SUS410F2、SUS416、SUS420F2、SUS431等。關於麻田散鐵系不鏽鋼之熱傳導率，SUS403之熱傳導率為25.1W/m･K，SUS410之熱傳導率為24.9W/m･K，SUS420J1之熱傳導率為30W/m･K，SUS440C之熱傳導率為24.3W/m･K。
另外，肥粒鐵系不鏽鋼係以金屬組織為主而由肥粒鐵相構成，就JIS規格而言，以SUS430為適宜。再者，作為其他的肥粒鐵系不鏽鋼，可以舉出SUS405、SUS430LX、SUS430F、SUS443J1、SUS434、SUS444等。關於肥粒鐵系不鏽鋼之熱傳導率，SUS430之熱傳導率為26.4W/m･K。
另外，沃斯田鐵系不鏽鋼係以金屬組織為主而由沃斯田鐵相構成，就JIS規格而言，以SUS303、SUS304、SUS316為適宜。關於沃斯田鐵系不鏽鋼之熱傳導率，SUS303及SUS316之熱傳導率為15W/m･K，SUS304之熱傳導率為16.3W/m･K。
如此一來，相對於鋁之熱傳導率，不鏽鋼之熱傳導率具有1/5至1/10左右的低熱傳導率。
第1平板61和第2平板63之疊層體被載置於由絕緣材料構成的矩形構件68上，矩形構件68被固定在腔室13之底板上。
在載置基板G之第2平板63之上面，形成具有直接載置基板G之載置面的靜電夾具67。靜電夾具67係熔射氧化鋁等之陶瓷而形成的介電體覆膜，內置具有靜電吸附功能的電極67a。電極67a經由供電線74被連接於直流電源75。若藉由控制部90，中介存在於供電線74之間的開關(無圖示)被接通，則藉由直流電壓從直流電源75被施加至電極67a，產生庫倫力，基板G藉由庫倫力被靜電吸附於靜電夾具67之上面，以被載置於第2平板63之上面之狀態被保持。
基板載置台60係以第1平板61和第2平板63，以及靜電夾具67構成。即使在靜電夾具67之上面(基板G之載置面)或第2平板63，配設熱電偶(無圖示)等之溫度感測器，使溫度感測器隨時監視靜電夾具67之上面或第2平板63及基板G之溫度亦可。在基板載置台60，對基板載置台60之上面(靜電夾具67之上面)自如地伸出縮回來，設置有用以進行基板G之收授的複數升降銷(無圖示)。
如圖2所示般，形成第1平板61之分離板之中，位於外側之分離板61b為矩形框狀之外側平板，在外側平板616之內側，隔著間隙66，配設有作為另一方的分離板61a的俯視矩形之內側平板。
在內側平板61a，設置有蛇行成覆蓋矩形平面之全區域的調溫媒體流路62a。在圖示例之調溫媒體流路62a中，例如調溫媒體流路62a之一端62a1為調溫媒體之流入部，另一端62a2為調溫媒體之流出部。
另外，在外側平板61b，以覆蓋矩形框狀之全區域之方式，設置有流通調溫媒體之去程和迴程連續的調溫媒體流路62b。在圖示例之調溫媒體流路62b中，例如調溫媒體流路62b之一端62b1為調溫媒體之流入部，另一端62b2為調溫媒體之流出部。
作為調溫媒體，適用冷媒，該冷媒適用GALDEN(註冊商標)或Fluorinert(註冊商標)等。
內側平板61a之內置的調溫媒體流路62a和外側平板61b之內置的調溫媒體流路62b皆為「調溫部」之一例。調溫部除了流通調溫媒體之調溫媒體流路62a、62b之外，也包含加熱器等。更具體而言，內側平板61a和外側平板61b之雙方，作為調溫部除了僅具有調溫媒體流路之圖示例之型態之外，有僅具有加熱器之型態，還有具有調溫媒體流路和加熱器之雙方的型態等。而且，調溫部不包含在圖示例中的冷卻器81、84等之調溫源，最多僅指被內置在構成基板載置台60之第1平板61的調溫構件。並且，作為電阻體的加熱器係由鎢或鉬，或者該些金屬中之任一種和氧化鋁或鈦等的化合物形成。
返回圖1，在被內置在內側平板61a之調溫媒體流路62a之兩端，與對調溫媒體流路62a供給調溫媒體之搬送配管64a，和排出在調溫媒體流路62a流通而升溫的調溫媒體的返回配管64b連通。在搬送配管64a和返回配管64b分別連通搬運流路82和返回流路83，搬運流路82和返回流路83與冷卻器81連通。冷卻器81具有控制調溫媒體之溫度或吐出流量的本體部，和壓送調溫媒體之泵浦(皆無圖示)。
藉由冷卻器81、搬運流路82及返回流路83，在內側平板61a形成固有的調溫源80A。
另一方面，在被內置在外側平板61b之調溫媒體流路62b之兩端，與對調溫媒體流路62b供給調溫媒體之搬送配管64c，和排出在調溫媒體流路62b流通而升溫的調溫媒體的返回配管64d連通。在搬送配管64c和返回配管64d分別連通搬運流路85和返回流路86，搬運流路85和返回流路86與冷卻器84連通。冷卻器84具有控制調溫媒體之溫度或吐出流量的本體部，和壓送調溫媒體之泵浦(皆無圖示)。
藉由冷卻器84、搬運流路85及返回流路86，在外側平板61b形成固有的調溫源80B。
基板載置台60係進行區域分割調溫的載置台，其係藉由對與內側平板61a對應之中央區域，和與外側平板61b對應之邊緣區域，分別供給不同的溫度之調溫媒體，將各區域調溫成不同的溫度。因此，內側平板61a和外側平板61b係於各自具有固有的調溫源80A、80B。
另外，即使將冷卻器設為共通，並且在例如搬運流路82、85設置加熱器等之調溫機構，以各調溫機構使調溫媒體之溫度變化之後，對各調溫媒體流路62a、62b供給不同溫度的調溫媒體的型態亦可。再者，在調溫部包含加熱器之情況，調溫源包含經由供電線被連接於加熱器之直流電源(加熱器電源)。
在靜電夾具67之上面或第2平板63，配設熱電偶等之溫度感測器之情況，溫度感測器所致的監視資訊，隨時被發送至控制部90。基於監視資訊，以控制部90實行基板載置台60(之靜電夾具67)或第2平板63及基板G之調溫控制。更具體而言，藉由控制部90，調整從冷卻器81、84被供給至搬運流路82、85之調溫媒體之溫度或流量。而且，藉由被進行溫度調整或流量調整之調溫媒體在調溫媒體流路62a、62b循環，可以分別以固有的溫度對基板載置台60之中央區域和邊緣區域進行調溫控制。在靜電夾具67和基板G之間，成為從傳熱氣體供給部經由供給流路(皆無圖示)，被供給例如He氣體等之傳熱氣體。在靜電夾具67，開口設置多數貫通孔(無圖示)，在第2平板63等被埋設供給流路。藉由經由供給流路，且經由靜電夾具67具有的貫通孔而對基板G之下面供給傳熱氣體，被調溫控制之基板載置台60之溫度經由傳熱氣體快速地被熱傳達至基板G，基板G之調溫控制被進行。
如圖1所示般，藉由靜電夾具67及第2平板63之外周和矩形構件68之上面形成段部，在該段部，載置矩形框狀之聚焦環69。在段部設置聚焦環69之狀態中，以聚焦環69之上面成為較靜電夾具67之上面低的方式被設定。聚焦環69係由氧化鋁等之陶瓷或石英等形成。在基板G被載置於靜電夾具67之載置面的狀態中，聚焦環69之上端面之內側端部被基板G之外周緣部覆蓋。
在內側平板61a之下面，連接朝下方延伸設置的供電構件70，在供電構件70之下端連接供電線71，供電線71經由進行阻抗匹配之匹配器72而被連接於作為偏壓電源的高頻電源73。即是，內側平板61a電性連接於高頻電源73。藉由對基板載置台60，從高頻電源73施加例如13.56MHz之高頻電力，可以將以作為電漿產生用之來源的高頻電源19所生成的離子吸引至基板G。係此，在電漿蝕刻處理中，能夠提高蝕刻率和蝕刻選擇比。
如圖1所示般，高頻電源73僅被連接於內側平板61a。另外，雖然內側平板61a和外側平板61b隔著間隙66而分離，但是內側平板61a和外側平板61b之上面彼此以由例如不鏽鋼構成的第2平板63被連接成一體。因此，也可以漿從高頻電源73被施加至內側平板61a之高頻電力導通至外側平板61b。
再者，如圖1及圖3所示般，內側平板61a和外側平板61b係各自的下面彼此以導電性之連結板65被連結。在圖示之實施型態中，相對於矩形框狀之間隙66，在矩形之短邊隔著間隔，配設兩個連結板65，在矩形之長邊配設一個連結板65於中央位置。如此一來，藉由以導電性之連結板65，連結內側平板61a和外側平板61b之下面彼此，可以更進一步促進從內側平板61a朝外側平板61b的導通。另外，連結板65之型態不限定於圖示例的型態，即使適用例如完全包圍矩形框狀之間隙66之矩形框狀之連結板等亦可。
基板載置台60係藉由分別對內側平板61a和外側平板61b流通例如溫度不同之調溫媒體，個別地對基板載置台60之中央區域和邊緣區域進行調溫控制的載置台。因此，在內側平板61a和外側平板61b之間設置間隙66，分離雙方。例如，相對於外側平板61b，內側平板61a相對性能被高溫控制。在內側平板61a和外側平板61b皆由熱傳導率高的鋁形成之情況，例如可以將內側平板61a之全體設為均勻的高溫狀態，可以將外側平板61b之全體設為均勻的低溫狀態。
假設，若被連接於內側平板61a和外側平板61b之第2平板63或連結板65之熱傳導率高，則會阻礙分別以不同的溫度被調溫之內側平板61a和外側平板61b之調溫狀態。具體而言，例如從相對性高溫的內側平板61a朝相對性低溫的外側平板61b之熱傳導被促進，會產生雙方之平板的溫度接近之作用。於是，在基板載置台60中，配設具有較第1平板61低的熱傳導率的第2平板63。而且，由隨著第2平板63之熱傳導率變低，從內側平板61a朝外側平板61b之傳熱作用變少來看，第2平板63以由即使在不鏽鋼之中熱傳導率亦最低的沃斯田鐵系不鏽鋼形成為佳。而且，連結板65也與第2平板63相同，以由熱傳導率低之金屬材料形成為佳，與第2平板63相同，以由沃斯田鐵系不鏽鋼形成為佳。
並且，以本發明者進行的解析驗證隨著第2平板63之厚度(在圖1所示的厚度t1)變薄，從內側平板61a朝外側平板61b之傳熱作用變低之情形。該解析結果在下述予以詳細說明，就第2平板63之厚度t1而言，以例如20mm至45mm之範圍為佳。
第2平板63由於具有FPD用基板G相同程度之平面尺寸，故當第2平板63之厚度t1比20mm薄時，會產生因撓曲等而導致塑性變形等，構造上之問題，藉此將厚度t1設定成20mm以上為佳。另外，作為基板載置台之材料，從泛用性高的不鏽鋼之厚度為45mm左右(材料成本)，和傳熱作用之觀點來看，以將厚度t1設定成45mm以下為佳。
控制部90係控制基板處理裝置100之各構成部，例如構成調溫源80A、80B之冷卻器81、84，或高頻電源19、73、處理氣體供給部40、基於從壓力計被發送的監視資料的氣體排氣部50等之動作。控制部90具有CPU (Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及RAM(Random Access Memory)。CPU係依照存儲於RAM等之記憶區域的配方(製程配方)，實行特定處理。在配方設定有相對於製程條件之基板處理裝置100的控制資訊。控制資訊包含例如氣體流量或處理容器10內之壓力、處理容器10內之溫度或構成第1平板61的內側平板61a和外側平板61b之溫度、製程時間等。例如，配方包含將內側平板61a和外側平板61b的各自之溫度控制成適合於電漿蝕刻處理等之固有的溫度的處理。在此，「適合於電漿蝕刻處理等之固有的溫度」係指在FPD用之寬幅基板G之全範圍的絕緣膜或電極膜等之蝕刻率成為相同程度，適合於進行面內均勻性高的處理之每區域固有的溫度。
配方及控制部90適用的程式即使被記憶於例如硬碟或光碟、光磁碟等亦可。再者，配方等即使係在被收容於CD-ROM、DVD、記憶卡等之可進行可攜式的電腦所致之讀取的記憶媒體之狀態下，被設定在控制部90，且被讀出之型態亦可。控制部90具有其他進行指令之輸入操作等之鍵盤或滑鼠等之輸入裝置、將基板處理裝置100之運轉狀況可視化而予以顯示的顯示器等之顯示裝置，及印表機等之輸出裝置等的使用者介面。
(第1平板之變形例) 接著，針對具有複數分離板之第1平板之變形例，參照圖4予以說明。圖4A至圖4D係模擬第1平板之變形例的俯視圖。
圖4A所示之第1平板61A係俯視矩形之金屬製板從中心朝向外周側，藉由兩個矩形框狀之間隙66被分割成三個區域，具有內側平板61c、中間板61d及外側平板61e。內側平板61c、中間板61d及外側平板61e分別內置固有的調溫體流路或加熱器等之調溫部，各自之調溫部具有固有的調溫源(皆無圖示)。例如，以依內側平板61c、中間板61d及外側平板61e之順序溫度變低之方式，進行各平板之調溫控制。
另外，圖4B所示之第1平板61B以俯視矩形之金屬製平板之4個隅角部為L型或逆L型之間隙66被分割成5個區域，具有中央板61f和4個隅角板61g。例如，以相對於隅角板61g，中央板61f相對性成為高溫之方式，進行各平板之調溫控制。
另外，圖4C所示之第1平板61C以俯視矩形之金屬製平板之4個端邊之中央位置為ㄈ字型或逆ㄈ字型之間隙66被分割成5個區域，具有中央板61h和4個端邊中央板61j。例如，以相對於端邊中央板61j，中央板61h相對性成為高溫之方式，進行各平板之調溫控制。
並且，圖4D所示之第1平板61D係俯視矩形之金屬製平板被分割成格子狀之9個區域，具有中央板61k、角板61m、邊中央板61n。中央板、角板、邊中央板分別內置固有的調溫媒體流路或加熱器等之調溫部，各自之調溫部具有固有的調溫源(皆無圖示)。例如，以依中央板61k、角板61m及邊中央板61n之順序溫度變低之方式，進行各平板之調溫控制。
即使在與任一的變形例有關的第1平板中，藉由進行每區域固有的調溫控制，在FPD用之寬幅的基板G，亦可以實現面內均勻性高的處理。
[溫度解析] 接著，針對驗證使第2平板之厚度各種變化之時的內側平板和外側平板之各自的溫度和溫度差的溫度解析，參照圖5及圖6予以說明。在此，圖5A為在溫度解析中使用的基板載置台模型之側視圖，圖5B為圖5A之B-B箭頭方向視圖，為第1平板模型之橫剖面圖。
(解析概要) 本發明者係在電腦內，作成圖5A及圖5B所示之基板載置台模型M。基板載置台模型M具有第1平板模型M1和第2平板模型M2，為俯視矩形的解析模型。第1平板模型M1具有俯視矩形之內側平板模型M1a，和俯視矩形框狀之外側平板模型M1b，隔著間隙模型G彼此間隔開。內側平板模型M1a具有蛇行的調溫媒體流路模型M3，外側平板模型M1b具有蛇行的調溫媒體流路模型M4。
第1平板模型M1具有鋁之解析諸元，第2平板模型M2具有沃斯田鐵系不鏽鋼之解析諸元。再者，如圖5A所示般，將間隙模型G之寬度設定成20mm，將第1平板模型M1之厚度設定成45mm，以第2平板模型M2之厚度t1為參數而視為3種厚度，對具有各厚度之第2平板模型M2的基板載置台模型M，進行溫度解析。3種厚度t1為20mm、25mm及35mm。
在溫度解析中，使50℃之調溫媒體流通至圖5B所示之調溫媒體流路模型M3，使0℃之調溫媒體流通至調溫媒體流路模型M4。
(解析結果) 圖6A表示關於圖5B之X軸上之溫度分布之解析結果，圖6B表示關於連結第1平板模型M1之中心點O和右上之隅角點C之O-C軸上之溫度分布的解析結果。再者，在以下之表1中表示在各情況中的O-C軸上之最高溫度(中心點O之溫度)和最低溫度(隅角點C之溫度)，及雙方之差值。
Figure 02_image001
由圖6A及圖6B，可知表示在中心點O，溫度成為最高，朝向端邊緩慢地曲線性降溫，在每個間隙模型G具有曲線的反曲點，在與端邊的交點B、A或隅角點C，溫度成為最低的溫度分布。
再者，由圖6A、圖6B及表1，獲得在厚度最薄的20mm之狀況3中，最高溫度成為最高(37.1℃)，並且最低溫度成為最低(11.1℃)，差值成為最大(26.0℃)。藉由本溫度解析，驗證第2平板模型M2之厚度t1越薄，在基板載置台模型M之中央區域和邊緣區域中，在更高的控制性下的調溫控制被實現。
如此一來，若基於溫度解析之結果，則盡可能地使第2平板之厚度t1薄為佳。另一方面，如先前所述般，由第2平板具有與FPD用之基板G相同程度之平面尺寸來看，從構造耐力之觀點來看設定厚度t1亦為重要。依此，以第2平板之厚度t1被設定成20mm以上之厚度為佳。
[關於蝕刻率及選擇比之溫度依存性之實驗] 接著，針對關於複數絕緣膜之蝕刻率及選擇比之溫度依存性之實驗，參照圖7至圖11予以說明。在此，圖7為模擬在實驗適用的基板載置台之俯視圖之圖示。
(實驗概要) 在本實驗中，改變基板載置台之溫度，針對各區域中之製程性能予以評估。在實驗中，將與內側平板對應之中央的俯視矩形區域設為中央區域，將與外側平板對應之外側的俯視矩形框狀之區域設為邊緣區域。並且，將中央區域和邊緣區域之中間線設為中間區域。
在本實驗中，收容基板載置台之基板處理裝置係感應耦合型電漿處理裝置，將腔室內之壓力設定成5mTorr至15mTorr(0.665Pa至1.995Pa)，將ICP源電力和偏壓電力皆設定成5kW至15kW。而且，作為蝕刻氣體，適用由F系氣體，例如從CHF3 、CH2 F2 、CH3 F、CF4 、C4 F8 、C5 F8 等被選擇出的氣體，和稀釋氣體，例如從He、Ar、Xe等被選擇之氣體構成的混合氣體而進行電漿蝕刻處理。
在本實驗中，針對在基板上成膜SiN膜之試驗體，在基板上成膜SiO膜之試驗體，在基板上成膜閘極電極用之Si膜(Poly-Si膜、多晶矽膜)的試驗體，驗證各自之絕緣膜或電極膜之蝕刻率的溫度依存性。並且，也針對在基板上成膜Si膜和SiO膜的多層膜中，SiO/Si選擇比(SiO膜之選擇性)之溫度依存性進行驗證。
(實驗結果) 圖8係表示關於SiN膜之蝕刻率之溫度依存性之實驗結果的曲線圖。再者，圖9係表示關於SiO膜之蝕刻率之溫度依存性之實驗結果的曲線圖。再者，圖10係表示關於Si膜之蝕刻率之溫度依存性之實驗結果的曲線圖。並且，圖11係表示關於SiO/Si選擇比之溫度依存性之實驗結果的曲線圖。
在各曲線圖中，實線曲線係關於圖7所示之基板載置台之邊緣區域中之蝕刻率及選擇比之溫度依存性的曲線，虛線曲線係關於圖7所示之中央區域中之蝕刻率及選擇比之溫度依存性的曲線。並且，一點鏈線係關於圖7所示之中間區域中之蝕刻率及選擇比之溫度依存性的曲線。
由圖8，驗證SiN膜具有溫度依存性。關於邊緣區域之蝕刻率，可知在低溫和高溫之間無大的蝕刻率之差。另外，關於中央區域中之蝕刻率，可知在低溫蝕刻率低，在高溫蝕刻率高，成為與邊緣區域之低溫時的蝕刻率相同程度。
由圖8所示之實驗結果，驗證關於SiN膜之蝕刻處理，藉由進行將基板載置台之邊緣區域調溫成低溫，將中央區域調溫成高溫之控制，能涵蓋基板載置台之全範圍盡可能地獲得均勻且高的蝕刻率。
接著，由圖9，驗證SiO膜無溫度依存性。依此，可知於SiO膜之蝕刻之時，無須進行按區域不同的調溫控制。
接著，由圖10，驗證Si膜具有溫度依存性。關於邊緣區域之蝕刻率，可知在低溫和高溫之間，蝕刻率具有某程度的差，另外，關於中央區域中之蝕刻率，在低溫和高溫之間，無邊緣區域般的蝕刻率之差。
由圖10所示之實驗結果，驗證關於Si膜之蝕刻處理，藉由進行將基板載置台之邊緣區域調溫成低溫，將中央區域調溫成高溫之控制，能涵蓋基板載置台之全範圍盡可能地獲得均勻的蝕刻率。另外，藉由比較圖8及圖9和圖10，可知比起SiN膜或SiO膜等之絕緣膜之蝕刻率，Si膜之蝕刻率較低。此情形牽連到圖11所示之SiO/Si選擇比變高。
由圖11，驗證SiO/Si選擇比具有溫度依存性。關於邊緣區域之選擇比，可知在低溫下高，隨著往高溫移動，急遽地變低，表示與圖8及圖10所示之端邊曲線圖相反的傾向。另外，關於中央區域之選擇比，可知雖然在低溫下高(較邊緣曲線圖高)，隨著往高溫移動而逐漸變低，但是成為與邊緣曲線圖之低溫時的選擇比相同程度。
由圖11所示之實驗結果，驗證關於被成膜在Si膜上之SiO膜之蝕刻處理，藉由將基板載置台之邊緣區域調溫成低溫，將中央區域調溫成高溫，能獲得在涵蓋基板載置台之全範圍盡可能均勻且高的SiO選擇性。
藉由本實驗，即使在SiN膜之蝕刻處理、Si膜之蝕刻處理中之任一者，藉由進行將基板載置台之邊緣區域調溫成低溫，將中央區域調溫成高溫的控制，可以在涵蓋基板之全範圍盡可能地進行均勻的蝕刻處理。尤其，在SiN膜之情況，除了在函蓋基板之全範圍盡可能地進行均勻的蝕刻處理之外，成為能獲得高的蝕刻率。再者，即使關於被成膜在Si膜上之SiO膜之蝕刻處理，藉由進行將基板載置台之邊緣區域調溫成低溫，將中央區域調溫成高溫之控制，成為能涵蓋基板載置台之全範圍盡可能地獲得均勻且高的SiO/Si選擇比。
另外，由依SiN膜或SiO膜等之絕緣膜、Si膜等之電極膜之種類不同，適合於邊緣區域和中央區域之各者的調溫溫度會不同來看，以因應絕緣膜種類或電極膜種類，以適合於各者的調溫溫度進行每區域的調溫控制為佳。
對於在上述實施型態舉出的構成等，即使為組合其他構成要素等的其他實施型態亦可，再者，本揭示不被任何限定於在此所示的構成。關於此點，能在不脫離本揭示之主旨的範圍進行變更，可以因應其應用型態而適當地決定。
例如，雖然圖示例之基板處理裝置100係以具備介電體窗之感應耦合之電漿處理裝置進行說明，但是即使為取代介電體窗，具備金屬窗之感應耦合型之電漿處理裝置亦可，即使為其他型態之電漿理裝置亦可。具體而言，可舉出電子迴旋諧振電漿(Electron Cyclotron resonance Plasma；ECP)或螺旋波激勵電漿(Helicon Wave Plasma；HWP)、平形平板電漿(Capacitively coupled Plasma；CCP)。再者，可舉出微波激勵表面波電漿(Surface Wave Plasma；SWP)。該些電漿處理裝置包含ICP，任一者皆可以獨立控制離子通量和離子能，且可以自由地控制蝕刻形狀或選擇性，並且能獲得1011 乃至1013 cm-3 左右的高電子密度。
再者，雖然基板處理裝置100係在基板G之對向面具有高頻電源19所致的高頻電極，在基板載置台60也具有高頻電源73所致的高頻電極的裝置，但是即使為僅具有任一方的高頻電極的基板處理裝置亦可。
再者，構成基板處理裝置100之第1平板61的各分離板內置加熱器以作調溫部，在使用熱CVD法而進行成膜裝置之情況，不一定需要電漿之生成。
再者，即使適用在第2平板63之上面，無具備靜電夾具67或聚焦環69的基板載置台亦可。
10:處理容器 19:高頻電源 60:基板載置台 61:第1平板 61a:分離板(內側平板) 61b:分離板(外側平板) 62a、62b:調溫媒體流路(調溫部) 63:第2平板 65:連結板 66:間隙 73:高頻電源(電源) 80A、80B:調溫源 81、84:冷卻器 90:控制部 100:基板處理裝置 G:基板
圖1為表示與實施型態有關之基板載置台和基板處理裝置之一例的剖面圖。 圖2為圖1之II-II箭頭方向視圖，且為第1平板之橫剖面圖。 圖3為圖1之III-III箭頭方向視圖，且為從下方觀看第1平板之圖示。 圖4A為模擬第1平板之一例的俯視圖。 圖4B為模擬第1平板之其他例的俯視圖。 圖4C為模擬第1平板之又其他例的俯視圖。 圖4D為模擬第1平板之又其他例的俯視圖。 圖5A為在溫度解析使用的基板載置台模型之側面圖。 圖5B為圖5A之B-B箭頭方向視圖，且為第1平板模型之橫剖面圖。 圖6A為表示在圖5B中之B-A線上之溫度解析結果的圖示。 圖6B為表示在圖5B中之O-C線上之溫度解析結果的圖示。 圖7為模擬在驗證蝕刻率及選擇比之實驗中適用的基板載置台之俯視圖的圖示。 圖8為表示關於SiN膜之蝕刻率之溫度依存性之實驗結果的曲線圖。 圖9為表示關於SiO膜之蝕刻率之溫度依存性之實驗結果的曲線圖。 圖10為表示關於Si膜之蝕刻率之溫度依存性之實驗結果的曲線圖。 圖11為表示關於SiO/Si選擇比之溫度依存性之實驗結果的曲線圖。
10:處理容器
11:介電體板
12:天線室
13:腔室
13a:側壁
13b:搬出搬入口
13c:接地線
13d:排氣口
14:支持框
15:高頻天線
15a:天線
16:供電構件
17:供電線
18:匹配器
19:高頻電源
20:閘閥
30:噴淋頭
31:氣體流路
32:氣體吐出孔
40:處理氣體供給部
41:氣體供給管
42:開關閥
43:流量控制器
44:處理氣體供給源
50:氣體排氣部
51:氣體排氣管
52:開關閥
53:排氣裝置
60:基板載置台
61:第1平板
61a:分離板(內側平板)
61b:分離板(外側平板)
62a、62b:調溫媒體流路(調溫部)
63:第2平板
64a:搬送配管
64b:返回配管
64c:搬送配管
64d:返回配管
65:連結板
66:間隙
67:靜電夾具
67a:電極
68:矩形構件
69:聚焦環
70:供電構件
71:供電線
72:匹配器
73:高頻電源(電源)
74:供電線
75:直流電源
80A、80B:調溫源
81、84:冷卻器
83:返回流路
85:搬運流路
86:返回流路
90:控制部
100:基板處理裝置
S:處理空間
G:基板

Claims (12)

  1. 一種基板載置台，其係於在處理容器內處理基板之時，載置上述基板而進行調溫，該基板載置台之特徵，具有：第1平板，其係藉由隔著間隙而被隔開的複數金屬製之分離板形成；和金屬製的第2平板，其係與各上述分離板相接，具有較上述第1平板低之熱傳導率，各上述分離板內置有進行固有的調溫之調溫部，在任一個的上述分離板電性連接電源，其他之上述分離板經由具有較上述第1平板低之熱傳導率的導電性之連結板而被連接於上述電源所連接的上述分離板。
  2. 如請求項1記載之基板載置台，其中具有載置上述基板之上面的上述第2平板配置在上述第1平板之上面。
  3. 如請求項1或2記載之基板載置台，其中上述第2平板係由沃斯田鐵系不鏽鋼形成。
  4. 如請求項3記載之基板載置台，其中上述第1平板係由鋁或鋁合金形成。
  5. 如請求項1或2記載之基板載置台，其中上述第2平板之厚度在於20mm至45mm的範圍。
  6. 如請求項1或2記載之基板載置台，其中上述連結板係由沃斯田鐵系不鏽鋼形成。
  7. 如請求項1或2之基板載置台，其中上述調溫部具有加熱器，和流通調溫媒體之調溫媒體流路之至少任一方。
  8. 一種基板處理裝置，其具有處理容器，和在上述處理容器內載置基板而進行調溫的基板載置台，和上述基板載置台之調溫源，該基板處理裝置具有：上述基板載置台具備：第1平板，其係藉由隔著間隙而被隔開的複數金屬製之分離板而形成；和金屬製的第2平板，其係與各上述分離板相接，具有較上述第1平板低之熱傳導率，各上述分離板內置有進行固有的調溫之調溫部，藉由上述調溫源，對上述調溫部進行調溫，在任一個的上述分離板電性連接電源，其他之上述分離板經由具有較上述第1平板低之熱傳導率的導電性之連結板而被連接於上述電源所連接的上述分離板。
  9. 如請求項8記載之基板處理裝置，其中上述調溫部具有加熱器，和調溫媒體流通之調溫媒體流路之至少任一方，與上述加熱器對應之上述調溫源為加熱器電源，與上述調溫媒體流路對應的上述調溫源為冷卻器。
  10. 如請求項8或9記載之基板處理裝置，其中上述基板處理裝置進一步具有控制部，上述控制部係對上述調溫源，實行各上述分離板具有的上述調溫部以固有的溫度進行調溫的處理。
  11. 如請求項10記載之基板處理裝置，其中上述基板載置台具有俯視矩形之外形，上述分離板具有矩形框狀之外側平板，和在上述外側平板之內側隔著上述間隙而被配設的俯視矩形之內側平板，上述外側平板和上述內側平板皆內置上述調溫媒體流路，上述控制部係對上述調溫源，實行使比起在上述外側平板之上述調溫媒體流路流通之調溫媒體相對性高溫之調溫媒體，流通於上述內側平板之上述調溫媒體流路的控制。
  12. 如請求項8或9記載之基板處理裝置，其中 具有載置上述基板之上面的上述第2平板配置在上述第1平板之上面。
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