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JP-2026076975-A - 基板処理方法

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Abstract

【課題】基板の下面又は基板の下面とベベルを単一の工程によりエッチングすることのできる基板処理方法を提供すること。 【解決手段】基板処理方法は、基板ボリューム比率と基板ガス比率を調節して、前記基板の下面及びベベルに対するエッチング量を調節するステップと、基板の上部からパージガスを供給するステップと、基板の下面に向かってエッチングガスを供給しながらプラズマを提供するステップと、を含み、基板ボリューム比率は、基板の下部の基板支持部と下部シャワーヘッドアセンブリにより取り囲まれた下部ボリュームに対するチャンバーの内側の基板の上部の上部ボリューム比率に相当し、基板ガス比率は、下部シャワーヘッドアセンブリを介して供給されるエッチングガス量に対する基板の上部から供給されるパージガス量の比率に相当する。 【選択図】図２

Inventors

  • キム、チェ－ウ
  • イ、チョン－チャン
  • チュン、イン－イル
  • ムン、ヒョン－ウク

Assignees

  • テス カンパニー、リミテッド

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20251021
Priority Date
20241024

Claims (5)

  1. 基板の上部からパージガスを供給する上部シャワーヘッドと、前記基板の周縁部の下面を支持する基板支持部と、前記基板の下面に向かってエッチングガスを供給する下部シャワーヘッドアセンブリと、を備えたチャンバーの基板処理方法において、 基板ボリューム比率と基板ガス比率を調節して、前記基板の下面及びベベルに対するエッチング量を調節するステップと、 前記基板の上部からパージガスを供給するステップと、 前記基板の下面に向かってエッチングガスを供給しながらプラズマを提供するステップと、 を含み、 前記基板ボリューム比率は、前記基板の下部の前記基板支持部と前記下部シャワーヘッドアセンブリにより取り囲まれた下部ボリュームに対する前記チャンバーの内側の前記基板の上部の上部ボリューム比率に相当し、 前記基板ガス比率は、前記下部シャワーヘッドアセンブリを介して供給されるエッチングガス量に対する前記基板の上部から供給されるパージガス量の比率に相当することを特徴とする、基板処理方法。
  2. 前記基板の下面、又は前記基板の下面及びベベルに対するエッチング量を調節するステップにおいて、 前記基板ガス比率が前記基板ボリューム比率以上になるように前記基板ガス比率を調節して、前記基板の下面のみをエッチングすることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記基板の下面及びベベルに対するエッチング量を調節するステップにおいて、 前記基板ガス比率が前記基板ボリューム比率よりもさらに小さくなるように前記基板ガス比率を調節して、前記基板の下面とベベルをエッチングすることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理方法。
  4. 前記チャンバーは、前記基板の周縁部の上部から前記パージガスを供給する追加供給路をさらに備え、 前記基板ガス比率を調節する場合に、 前記上部シャワーヘッド又は前記上部シャワーヘッド及び前記追加供給路を介して供給されるパージガスの量を調節することを特徴とする、請求項２又は３に記載の基板処理方法。
  5. 前記基板ボリューム比率を調節する場合に、 前記上部シャワーヘッドと前記基板との距離を調節することを特徴とする、請求項２又は３に記載の基板処理方法。

Description

本発明は、基板処理方法に関し、より詳細には、基板の下面、又は基板の下面及びベベルを単一の工程によりエッチングすることのできる基板処理方法に関する。 一般に、基板の上面に各種のパターンなどが形成される場合に、基板のダメージなどを防ぎ、しかも、基板の撓みなどを補償するために、基板の下面にも薄膜が蒸着されることがある。このような基板の下面に蒸着された薄膜は、工程中にエッチングなどの過程を用いて取り除かれることができる。 ところが、基板の下面に薄膜を蒸着する場合に、基板の下面のみならず、基板のベベル（ｂｅｖｅｌ）にも薄膜が蒸着されてしまう虞があり、基板のベベルに蒸着された薄膜をも取り除く必要がある。 従来の技術による装置では、基板の下面の薄膜及びベベルの薄膜を取り除く装置を別設したり、又は別途の工程を用いて基板の下面の薄膜及びベベルの薄膜を取り除いたりしているが故に、装置の設置に多大な面積などが必要とされ、しかも、エッチング工程に多大な時間及びコストがかかっていた。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置の側断面図。本発明の一実施形態に係る基板処理方法を示す工程手順図。本発明の基板処理方法により基板のベベルをエッチングした結果を示す図。 以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態に係る基板処理装置の仕組みについて詳しく説明する。 図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１０００の側断面図である。 図１を参照すると、前記基板処理装置１０００は、基板Ｗに対する処理空間１１０を提供するチャンバー１００と、前記チャンバー１００の内部の上部に配備されて前記基板Ｗの上面に向かってパージガスなどを供給する上部シャワーヘッド２００と、前記チャンバー１００の内側の下部に配備されて前記基板Ｗの周縁部の下面を支持する基板支持部４００と、前記基板支持部４００の内側に配備されて前記基板Ｗの下面に向かってエッチングガスなどの工程ガスを供給する下部シャワーヘッドアセンブリ４３０と、を備えていてもよい。 前記基板処理装置１０００は、内部に処理空間１１０を提供するチャンバー１００を備えていてもよい。 前記チャンバー１００は、内側に前記基板Ｗに対する蒸着工程が行われる処理空間１１０を提供することができる。 前記チャンバー１００の内側の上部には、前記基板Ｗの上面に向かって不活性ガスからなるパージガスなどを供給する上部シャワーヘッド２００が配備されていてもよい。 前記上部シャワーヘッド２００は、内側にヒーター（図示せず）を備えていてもよく、前記チャンバー１００の上部において上下動自在に配備されていてもよい。前記上部シャワーヘッド２００には、複数の上部貫通孔２１２が配備されていてもよい。 前記チャンバー１００の上部には、不活性ガスなどが供給される上部供給路２２０が接続されてもよい。前記上部供給路２２０に沿って供給された不活性ガスは、上部拡散部２１０を経て前記上部シャワーヘッド２００を経て前記基板Ｗの上面に供給されることができる。 また、前記上部シャワーヘッド２００は、ＲＦ電源供給部６００と接続されてＲＦ電源が供給されてもよい。すなわち、前記上部シャワーヘッド２００が上部電極の役割を果たすことができる。 一方、前記チャンバー１００の上部の周縁部には、不活性ガスなどからなるパージガスを供給する追加供給路３１０がさらに配備されていてもよい。前記追加供給路３１０を介して供給されるパージガスは、前記基板Ｗの上部から前記基板Ｗの周縁部に向かって供給されてもよい。 前記追加供給路３１０を介してパージガスをさらに供給して、前記上部シャワーヘッド２００を介して供給されるパージガスとともに前記チャンバー１００の内部において下降気流を形成することができる。これにより、前記基板Ｗの下面に向かって供給された工程ガスが前記基板Ｗの上面に流れ込むことなく、前記チャンバー１００の下部に移動するようにすることができる。 前記追加供給路３１０を介して供給されるパージガスは、前記上部供給路２２０を介して供給されるパージガスと同種のガスであってもよいし、あるいは、前記上部供給路２２０を介して供給されるパージガスとは異なる種類の不活性ガスから構成されてもよい。 一方、前記チャンバー１００の内側の下部には、前記基板Ｗが載置されて支持される基板支持部４００が配備されていてもよい。 前記基板支持部４００は、前記処理空間１１０の下部に上下動自在に配備されていてもよいし、あるいは、定置されていてもよい。前記基板支持部４００は、前記基板Ｗの下面の周縁部を支持することができ、下部に延びた駆動バー４７０を備えていてもよい。 前記基板支持部４００は、前記基板Ｗの周縁部の下面を支持する基板ホルダー４１０と、前記基板ホルダー４１０の内側に配備されて前記基板Ｗの下面に向かってエッチングガスなどの工程ガスを供給する下部シャワーヘッドアセンブリ４３０と、を備えていてもよい。 前記基板ホルダー４１０は、前記基板Ｗの周縁部の下面を支持することができる。例えば、前記基板ホルダー４１０の上部は開かれていてもよく、開かれた前記基板ホルダー４１０の上部の周縁部に沿って凹部４１６が形成されてもよい。前記凹部４１６に前記基板Ｗが載置されてもよく、前記凹部４１６により前記基板Ｗの下面の周縁部を支持することができる。すなわち、前記凹部４１６により前記基板Ｗの下面を環状に支持することができる。但し、図示はしないが、前記基板Ｗの周縁部の下面をリフトピンなどの構成要素により支持することも可能である。 一方、前記基板ホルダー４１０の内側に下部シャワーヘッドアセンブリ４３０が配備されていてもよい。 前記下部シャワーヘッドアセンブリ４３０は、例えば、複数の下部貫通孔４３４が形成された下部シャワーヘッドプレート４４０と、前記下部シャワーヘッドプレート４４０を支持する下部プレート４５０と、を備えていてもよい。 前記駆動バー４７０を貫通した下部供給路（図示せず）を介して工程ガスが供給され、前記下部供給路（図示せず）に沿って供給された工程ガスは、下部拡散部４３２を経て前記下部シャワーヘッドプレート４４０に供給される。前記下部シャワーヘッドプレート４４０に供給された工程ガスは、下部貫通孔４３４を介して前記基板Ｗの下面に向かって供給されることができる。 この場合、前記下部シャワーヘッドアセンブリ４３０は接地されて前記基板Ｗとの間においてプラズマを発生することができる。 一方、前記下部プレート４５０には熱交換流路（図示せず）が形成されてもよく、前記熱交換流路に沿って熱交換流体などが流動して熱交換を用いて工程ガス又は前記チャンバー１００の内部の温度を調節することができる。 また、前記下部プレート４５０は、前記下部シャワーヘッドプレート４４０と前記基板ホルダー４１０を支持する役割を果たすことができる。 この場合、前記下部シャワーヘッドプレート４４０は、前記下部プレート４５０の上面に接続されてもよい。 さらに、前記基板ホルダー４１０の下端部を支持する固定部４２０は、前記下部プレート４５０に接続されてもよい。 このとき、前記固定部４２０は、前記基板ホルダー４１０の下端部と前記下部プレート４５０とを完全に密閉して結合するものではなく、前記固定部４２０は、複数配備されて前記下部プレート４５０の外周に沿って予め決定された間隔だけ離間して配備されていてもよい。 すなわち、前記固定部４２０を複数備える場合に、隣り合う固定部４２０同士の間の隙間は、下に向かって開かれて前記チャンバー１００の内部と連通していてもよい。したがって、前記下部シャワーヘッドプレート４４０の側面及び前記下部プレート４５０の側面と前記基板ホルダー４１０の内面との間の空間が排気流路４２２を形成することができる。 この場合、前記下部シャワーヘッドアセンブリ４３０から供給された工程ガスは、前記排気流路４２２を介して前記チャンバー１００の内部の下部に排出され、前記チャンバー１００の下部に配備された排気部４９０を介して前記チャンバー１００の外部に排気されることができる。 前述の仕組みを有する基板処理装置１０００の場合、前記基板Ｗの下面に向かって前記下部シャワーヘッドアセンブリ４３０からエッチングガスなどの工程ガスが供給され、前記工程ガスによりプラズマを発生することができる。 例えば、前記基板Ｗの下面に蒸着された薄膜を取り除こうとする場合、前記下部シャワーヘッドアセンブリ４３０からエッチング用の工程ガスを供給することができ、前記工程ガスがプラズマにより活性化されて前記基板Ｗの下面の薄膜を取り除くことができる。 ところが、前記基板Ｗのダメージなどを防ぐために、前記基板Ｗの下面に薄膜を蒸着する場合に、前記基板Ｗの下面に加えてベベルにも薄膜が蒸着されてしまう虞がある。 従来の技術による装置においては、前記基板Ｗの下面の薄膜及びベベルの薄膜を取り除く装置を別設していて、別途の工程を用いて前記基板Ｗの下面の薄膜及びベベルの薄膜を取り除くが故に、多大な時間及びコストがかかっていた。 本発明においては、前記基板Ｗの下面の薄膜及びベベルの薄膜を別途の装備又は別途の工程を用いて取り除くことなく、単一の工程により取り除くことのできる基板処理方法を提供することを目的としている。 図２は、本発明の一実施形態に係る基板処理方法を示す工程手順図である。 図１及び図２を参照すると、前記基板処理方法は、基板ボリューム比率と基板ガス比率を調節して、前記基板Ｗの下面及びベベルに対するエッチング量を調節するステップ（Ｓ２１０）と、前記基板Ｗの上部からパージガスを供給するステップ（Ｓ２３０）及び前記基板Ｗの下面に向かってエッチングガスを供給しながらプラズマを提供するステップ（Ｓ２５０）を含んでいてもよい。 ここで、前記パージガスを供給するステップとプラズマを提供するステップは、説明のしやすさのために、順番を区別して記載したものに過ぎず、本発明はこれに何ら限定されない。例えば、前記パージガスを供給するステップとプラズマを提供するステップが同時に行われてもよいし、あるいは、前記プラズマを提供するステップが先に行われてから、前記パージガスを供給するステップが行われてもよい。 まず、基板ボリューム比率と基板ガス比率を調節して、前記基板Ｗの下面及びベベルに対するエッチング量を調節してもよい。 本発明者らの研究によれば、前記基板Ｗの下面に向かってエッチングガスを供給して、前記基板Ｗの下面及びベベルに対するエッチングを行おうとする場合、基板ボリューム比率と基板ガス比率が非常に重要であるという知見を得た。 ここで、前記基板ボリューム比率は、前記基板Ｗの下部の前記基板支持部４００と前記下部シャワーヘッドアセンブリ４３０により取り囲まれた下部ボリュームＳ２に対する前記チャンバー１００の内側の前記基板Ｗの上部の上部ボリュームＳ１との比率（Ｓ１／Ｓ２）に相当する。 また、前記基板ガス比率は、前記下部シャワーヘッドアセンブリ４３０を介して供給されるエッチングガス量（ｓｃｃｍ）に対する前記基板Ｗの上部から供給されるパージガス量（ｓｃｃｍ）の比率（パージガス量／エッチングガス量）に相当する。 下記の表１は、本発明者らによる実験結果を示しており、前記基板ボリューム比率と基板ガス比率に応じた前記基板Ｗの下面及びベベルのエッチング量を示している。 上記の表１を参照すると、実施例１～実施例４から明らかなように、前記基板ガス比率が前記基板ボリューム比率とは異なり、この場合、前記基板Ｗの下面のエッチング量は５７２Å～８４９Åに相当して、前記基板Ｗの下面に対するエッチングが円滑に行われるということが分かる。 これに対し、実施例１～実施例４における前記基板Ｗのベベルのエッチング量は、０～０．９Åに相当して、前記基板Ｗのベベルのエッチングがほとんど行われていないということが分かる。 したがって、前記基板Ｗの下面、又は