TWI781977B - Plasma processing device - Google Patents
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Abstract
[課題]提供能夠邊使用共同處理氣體原料供給部,邊對複數氣體噴淋頭部之每一個調整處理氣體之成分的電漿處理裝置。 [解決手段]在對被處理基板(G)實行電漿處理之電漿處理裝置(1)中,在對收容有載置被處理基板(G)之載置台(13)的處理空間(100),進行第1、第2處理氣體原料之供給的第1、第2處理氣體原料供給部(4a、4b),各設置有第1、第2供給流量調節部(41a、41b),並且,對複數氣體噴淋頭部(30a~30d),分配該些第1、第2處理氣體原料的複數第1、第2分配流路(401、402),也各設置第1、第2分配流量調節部(421a~424a、421b~424b)。[Problem] To provide a plasma processing apparatus capable of adjusting the composition of a processing gas for each of a plurality of gas shower heads while using a common processing gas raw material supply unit. [Solution] In a plasma processing apparatus (1) for performing plasma processing on a substrate (G) to be processed, in a processing space (100) for accommodating a stage (13) on which the substrate to be processed (G) is placed The first and second processing gas raw material supply parts (4a, 4b) for supplying the first and second processing gas raw materials are respectively provided with first and second supply flow rate adjustment parts (41a, 41b), and for A plurality of gas shower heads (30a-30d), a plurality of first and second distribution channels (401, 402) for distributing the first and second processing gas raw materials, are also respectively provided with first and second distribution flow regulators parts (421a-424a, 421b-424b).
Description
本發明係關於藉由被電漿化之處理氣體進行被處理基板之電漿處理的技術。The present invention relates to the technique of plasma processing the substrate to be processed by using the plasmaized processing gas.
在液晶顯示裝置(LCD)等之平面顯示器(FPD)之製造工程中,存在有對作為被載置於處理空間內之被處理基板的玻璃基板,供給被電漿化之處理氣體而進行蝕刻處理或成膜處理等之電漿處理之工程。在該些電漿處理中,使用電漿蝕刻裝置或電漿CVD裝置等之各種電漿處理裝置。In the manufacturing process of flat-panel displays (FPD) such as liquid crystal display devices (LCD), there is a process of etching by supplying plasmaized processing gas to the glass substrate as the substrate to be processed placed in the processing space. Or plasma treatment such as film-forming treatment. Various plasma processing apparatuses, such as a plasma etching apparatus and a plasma CVD apparatus, are used for these plasma processing.
另一方面,玻璃基板之尺寸朝著大型化進展。例如,在LCD用之矩形狀玻璃基板中,對短邊×長邊之長度為約2200mm×約2400mm,甚至也為約2800mm×約3000mm之尺寸的被處理面之各位置,供給需要量的處理氣體,再者,必須在玻璃基板之面內進行均勻之處理。On the other hand, the size of the glass substrate is increasing. For example, in a rectangular glass substrate for LCD, the length of the short side x the long side is about 2200mm x about 2400mm, and even the size of the surface to be treated is about 2800mm x about 3000mm, and the required amount of treatment is provided. The gas, furthermore, must be processed uniformly within the plane of the glass substrate.
另外,隨著上述玻璃基板之大型化,到達至玻璃基板之處理氣體之濃度或電漿化之狀態等在被處理面內有變化大之情況。因此,產生由於處理氣體造成玻璃基板之處理狀態在面內不均勻之問題。 再者,本身在對如此之大型玻璃基板之各位置供給需要量之處理氣體上也有困難之情況。In addition, as the size of the above-mentioned glass substrate increases, the concentration of the processing gas reaching the glass substrate, the state of plasma formation, and the like may vary greatly within the surface to be processed. Therefore, there arises a problem that the processing state of the glass substrate is uneven in the plane due to the processing gas. Furthermore, it is also difficult to supply the required amount of processing gas to each position of such a large glass substrate.
例如,專利文獻1中記載著將噴淋頭內分割成同心圓狀而設置例如三個緩衝室,從共同的氣體供給源,分流至該些緩衝室,對基板被處理的處理容器內供給電漿蝕刻用之蝕刻氣體的技術。當藉由該專利文獻1時,對被供給至上述緩衝室之中,位於周邊部側之兩個緩衝室的蝕刻氣體,供給用以調整蝕刻特性之附加氣體,在基板面內局部性地調整蝕刻氣體之濃度。 但是,記載於專利文獻1之技術,當供給附加氣體的時候,因在朝各緩衝室供給蝕刻氣體之每一個供給路,設置有專用的氣體供給源,故有氣體供給源之構成大型化之虞。 [先前技術文獻] [專利文獻]For example,
[專利文獻1]日本專利第4358727號公報:請求項1、段落0004、0028、0049~0050、圖5[Patent Document 1] Japanese Patent No. 4358727:
[發明所欲解決之課題][Problem to be Solved by the Invention]
本發明係鑒於如此之情形而創作出,其目的在於提供能夠使用共同的處理氣體原料供給部,並且對複數氣體噴淋頭部之每一個調整處理氣體之成分的電漿處理裝置。 [用以解決課題之手段]The present invention was conceived in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of adjusting the composition of the processing gas for each of a plurality of gas shower heads using a common processing gas raw material supply unit. [Means to solve the problem]
本發明之電漿處理裝置係對被真空排氣之處理空間內之被處理基板,實施藉由被電漿化之處理氣體進行的電漿處理,該電漿處理裝置之特徵在於具備: 處理容器,其係具備載置上述被處理基板之載置台,構成實施上述電漿處理之處理空間; 複數氣體噴淋頭部,其係分別被設置在構成上述處理空間之天頂面,且將上述天頂面從中央部側朝向周邊部側在徑向予以分割而構成的複數區域,形成有對上述處理空間供給處理氣體之氣體吐出孔; 電漿產生部,其係用以將從上述複數噴淋頭部被供給至處理空間之處理氣體予以電漿化; 用以供給上述處理氣體所含之第1處理氣體原料的第1處理氣體原料供給部,及用以供給第2處理氣體原料之第2處理氣體原料供給部; 第1供給流量調節部,其係用以進行從上述第1處理氣體原料供給部被供給至上述處理空間之第1處理氣體原料之流量調節; 複數第1分配流量調節部,其係分別被設置在用以將在上述第1供給流量調節部被流量調節之第1處理氣體原料,分配供給至上述複數氣體噴淋頭部之複數第1分配流路,用以進行被供給至各氣體噴淋頭部之第1原料氣體之流量調節; 第2供給流量調節部,其係用以進行從上述第2處理氣體原料供給部被供給至上述處理空間之第2處理氣體原料之流量調節;及 複數第2分配流量調節部,其係分別被設置在用以將在上述第2供給流量調節部被流量調節之第2處理氣體原料,分配供給至上述複數氣體噴淋頭部之複數第2分配流路,用以進行被供給至各氣體噴淋頭部之第2原料氣體之流量調節。 [發明效果]The plasma processing apparatus of the present invention implements the plasma processing by the plasmaized processing gas on the substrate to be processed in the processing space that is evacuated. The plasma processing apparatus is characterized in that it has: a processing container , which is equipped with a mounting platform for placing the above-mentioned substrate to be processed, and constitutes a processing space for implementing the above-mentioned plasma treatment; a plurality of gas shower heads are respectively arranged on the zenith surface constituting the above-mentioned processing space, and the above-mentioned zenith surface A plurality of areas divided in the radial direction from the central part side toward the peripheral part side are formed with gas discharge holes for supplying the processing gas to the above-mentioned processing space; The processing gas supplied to the processing space is plasmaized; the first processing gas raw material supply part for supplying the first processing gas raw material contained in the above processing gas, and the second processing gas for supplying the second processing gas raw material a raw material supply unit; a first supply flow adjustment unit, which is used to adjust the flow rate of the first processing gas raw material supplied from the first processing gas raw material supply unit to the above-mentioned processing space; a plurality of first distribution flow adjustment units, which They are respectively installed in the plurality of first distribution channels for distributing and supplying the first processing gas raw material whose flow rate is regulated in the first supply flow adjustment part to the plurality of gas shower heads, so as to be supplied to The flow rate adjustment of the first raw material gas of each gas shower head; The second supply flow rate adjustment part is used to perform the flow rate of the second processing gas raw material supplied from the second processing gas raw material supply part to the above-mentioned processing space adjustment; and a plurality of second distribution flow adjustment parts, which are respectively arranged in order to distribute and supply the second processing gas raw material whose flow rate is adjusted in the second supply flow adjustment part to the plurality of the above-mentioned plurality of gas shower heads. The second distribution channel is used to adjust the flow rate of the second source gas supplied to each gas shower head. [Invention effect]
本發明係在第1、第2處理氣體原料供給部各設置進行第1、第2處理氣體原料之流量調節的第1、第2供給流量調節部,並且對於對複數噴淋頭部分配該些第1、第2處理氣體原料的複數第1、第2分配流路,也各設置第1、第2分配流量調節部。其結果,可以以任意之比例混合從共同的第1、第2處理氣體原料供給部所取得之第1、第2處理氣體原料,而供給至被處理基板之各位置。In the present invention, the first and second supply flow adjustment parts for adjusting the flow rate of the first and second processing gas raw materials are respectively provided in the first and second processing gas raw material supply parts, and for distributing these flow rates to a plurality of shower heads The plurality of first and second distribution channels for the first and second process gas raw materials are also provided with first and second distribution flow rate regulators. As a result, the first and second processing gas raw materials obtained from the common first and second processing gas raw material supply units can be mixed in an arbitrary ratio and supplied to each position of the substrate to be processed.
說明與本發明之實施形態有關之電漿處理裝置1之具體性構成之前,針對在該電漿處理裝置1被實施之電漿處理之例,在該製程處理之實施時候所掌握的問題點,一面參照圖1、2一面予以說明。 圖1、2表示處理對象之被處理基板G之上面(被處理面)之不同區域的放大縱斷側面圖。該被處理基板G係在玻璃基板701上皆依照作為含矽膜之SiO膜702、SiN膜703之順序疊層,並且,在SiN膜703之上面,圖案製作被曝光顯像之光阻膜704。Before explaining the specific configuration of the
例如,被處理基板G藉由矩形狀之FPD用之玻璃基板701被構成。在此,就以FPD而言例示有液晶顯示器(LCD)、電激發光(Electro Luminescence: EL)顯示器,電漿顯示面板(PDP)等。For example, the substrate G to be processed is constituted by a
對上述被處理基板G,藉由將包含第1處理氣體原料亦即四氟化碳(CF4
)氣體或三氟化氮(NF3
)氣體之至少一方,和第2處理氣體原料亦即氧(O2
)氣體的蝕刻氣體電漿化並予以供給,進行一面使光阻膜704逐漸灰化,一面除去不藉由光阻膜704被覆蓋的區域之SiO膜702、SiN膜703的蝕刻處理。SiO膜702或SiN膜703相當於本實施形態之蝕刻對象膜。For the above-mentioned substrate G to be processed, at least one of carbon tetrafluoride (CF 4 ) gas or nitrogen trifluoride (NF 3 ) gas that is the first processing gas raw material, and oxygen gas that is the second processing gas raw material Etching gas of (O 2 ) gas is plasma-formed and supplied, and the
針對上述處理,本發明者們因應被處理基板G之被處理面內之位置,找出被圖案製作之光阻膜704之縱剖面形狀不同,其結果,有蝕刻處理之結果互相不同的傾向。Regarding the above-mentioned processing, the present inventors found out that the longitudinal cross-sectional shape of the patterned
例如,在被形成在被處理基板G之周邊部側之光阻膜704,如圖1(a)所示般,有被圖案製作後之光阻膜704之端部之傾斜(錐度)變大之情形。For example, in the
對於該被圖案製作之後的光阻膜704之端部之傾斜大的部分,使用O2
氣體之濃度(分壓)低(例如,O2
氣體/CF4
氣體之流體比為1:3)之蝕刻氣體而進行蝕刻處理時,如圖1(b)所示般,在玻璃基板701上之SiO膜702、SiN膜703為良好之狀態下被蝕刻除去。 另外,使用O2
濃度高(例如,O2
氣體/CF4
氣體之流量比為3:2)之蝕刻氣體而進行蝕刻處理時,如圖1(c)所示般,有在SiO膜702、SiN膜703之端部,殘留依存於光阻膜704之錐度之形狀的殘渣物(錐形殘渣71a),或很小的針狀蝕刻殘渣71b之情況。For the portion where the end of the patterned
再者,例如在被形成在被處理基板G之中央部側之光阻膜704,如圖2(a)所示般,有被圖案製作後之光阻膜704之端部之傾斜(錐度)變小之情形。Furthermore, for example, in the
對於該被圖案製作之後的光阻膜704之端部之傾斜小的部分,使用O2
氣體之濃度低(例如,與圖1(b)相同之O2
氣體/CF4
氣體之流量比)之蝕刻氣體而進行蝕刻處理時,如圖2(b)所示般,可以見到在從玻璃基板701上被除去之SiO膜702、SiN膜703之端部,殘存針狀蝕刻殘渣71b之傾向。 另外,使用O2
氣體之濃度高(例如,與圖1(c)之情況相同的O2
氣體/CF4
氣體之流量比)之蝕刻氣體而進行蝕刻處理時,如圖2(c)所示般,在玻璃基板701上之SiO膜702、SiN膜703良好之狀態下被蝕刻除去。For the portion where the inclination of the end of the
若藉由上述說明的蝕刻氣體中之O2
氣體之濃度,和被處理基板G之各位置中之蝕刻處理之結果的對應關係時,為了在被處理基板G之周邊部側取得良好的蝕刻處理結果,當對被處理基板G之全面供給O2
氣體之濃度低之蝕刻氣體時,有在被處理基板G之中央部側之SiO膜702、SiN膜703之端部,殘存針狀之蝕刻殘渣71b之虞。According to the correspondence relationship between the concentration of O gas in the etching gas described above and the results of the etching process in each position of the substrate G to be processed, in order to obtain a good etching process on the peripheral portion side of the substrate G to be processed As a result, when an etching gas with a low concentration of O gas is supplied to the entire surface of the substrate G to be processed, needle - shaped etching residues remain at the ends of the
再者,為了在被處理基板G之中央部側取得良好之蝕刻處理結果,當對被處理基板G之全面供給O2
氣體之濃度高的蝕刻氣體時,有在被處理基板G之周邊部側之SiO膜702、SiN膜703之端部,殘存錐形殘渣71a或針狀之蝕刻殘渣71b之虞。 因與上述說明之問題點對應,故與本實施形態有關之電漿處理裝置1成為能夠因應被處理基板G之位置而使蝕刻氣體中之O2
氣體之濃度變化。Furthermore, in order to obtain a good etching treatment result on the central portion side of the substrate G to be processed, when an etching gas having a high concentration of O gas is supplied to the entire surface of the substrate G to be processed, there may be a problem at the peripheral portion side of the substrate G to be processed. The end portions of the SiO
使用圖3、4,說明與本發明之實施形態有關之電漿處理裝置1之構成。 如圖3之縱斷側面圖所示般,電漿處理裝置1具備由導電性材料,例如內壁面被陽極氧化處理之鋁所構成的角筒形狀之容器本體10,該容器本體10被電性接地。在容器本體10之上面形成開口,該開口藉由設置成與該容器本體10絕緣的矩形狀之金屬窗3被氣密密封。The configuration of the
藉由該些容器本體10及金屬窗3所包圍之空間成為被處理基板G之處理空間100。金屬窗3之上方側之空間成為配置高頻天線(電漿天線)5之天線室50。 再者,在容器本體10之側壁,設置有用以搬入搬出被處理基板G之搬入搬出口101及關閉搬入搬出口101之閘閥102。The space surrounded by the
在處理空間100之下部側,以與上述金屬窗3相向之方式,設置有用以載置被處理基板G之載置台13。載置台13係由導電性材料,例如表面被陽極氧化處理之鋁所構成,在俯視觀看時之形狀成為矩形狀。被載置於載置台13之被處理基板G係藉由無圖示之靜電夾具被吸附保持。載置台13被收納在絕緣體框14內,經由該絕緣體框14被配置在容器本體10之底面。On the lower side of the
在載置台13,經由匹配器151連接有第2高頻電源152。第2高頻電源152對載置台13施加偏壓用之高頻電力,例如頻率為3.2MHz之高頻電力。藉由基於該偏壓用之高頻電力所生成之自偏壓,將在處理空間100內生成之電漿中之離子導入至被處理基板G。 另外,在載置台13內,為了控制被處理基板G之溫度,設置有由陶瓷加熱器等之加熱手段和冷媒流路所構成之溫度控制機構、溫度感測器、用以對被處理基板G之背面供給熱傳達用之He氣體的氣體流路(皆無圖示)。A second high-
再者,在容器本體10之底面形成排氣口103,在該排氣口103連接有包含真空泵等之真空排氣部12。處理空間100之內部,藉由該真空排氣部12被真空排氣成電漿處理時之壓力。如圖3所示般,排氣口103被設置複數個在載置台13之周圍,被配置在俯視觀看時呈矩形狀之載置台13之四角落附近位置,沿著載置台13之四邊的位置等。Furthermore, an
如圖3及從處理空間100側觀看金屬窗3之俯視圖的圖4所示般,在容器本體10之側壁之上面側,設置有由鋁等之金屬所構成之矩形狀之框體亦即金屬框11。在容器本體10和金屬框11之間設置有用以將處理空間100保持氣密之密封構件110。在此,容器本體10及金屬框11構成本實施形態之處理容器。As shown in FIG. 3 and FIG. 4 which is a top view of the
而且,本例之金屬窗3被分割成複數部分窗30,該些部分窗30被配置在金屬框11之內側,整體構成矩形狀之金屬窗3。各部分窗30係藉由例如非磁性體且導電性之金屬、鋁或包含鋁之合金等被構成。Furthermore, the
各部分窗30兼作為處理氣體供給用之氣體噴淋頭部30a~30d。例如圖3所示般,在各氣體噴淋頭部30a~30d之內部,形成有使蝕刻氣體擴散之氣體擴散室301。再者,在形成有氣體擴散室301之區域的下面側,形成有用以對處理空間100供給處理氣體之多數氣體吐出孔302。 具備有該些構成之部分窗30(氣體噴淋頭部30a~30d)經由無圖示之保持部而被保持,構成先前所述之金屬窗3,同時構成處理空間100之天頂面。Each
一面參照圖4一面針對各氣體噴淋頭部30a~30d之平面形狀及配置予以說明時,氣體噴淋頭部30a~30d係從中央部側朝向周邊部側,在徑向進行3分割而構成的複數區域設置有天頂面亦即金屬窗3。 在上述被3分割之區域中,在中央部側之矩形區域,設置有氣體噴淋頭部30a,再者,在該氣體噴淋頭部30a之周圍之角環狀之區域,設置有氣體噴淋頭部30b。When describing the planar shape and arrangement of the respective
並且,在將天頂面進行分割而構成的上述複數區域中,最周邊部側之角環狀的區域,被分割成包含角環之角部(矩形狀之天頂面之角部)的4個區域,和包含被挾於相鄰之上述角部之間的上述角環(矩形狀)之邊部的4個區域。而且,在包含角部之4個區域,設置周邊氣體噴淋頭部30d,在包含邊部之4個區域,設置有周邊氣體噴淋頭部30c。In addition, among the plurality of regions formed by dividing the zenith surface, the corner ring-shaped region on the outermost peripheral side is divided into four regions including corners of the corner ring (corners of the rectangular zenith surface) , and four regions including the side portions of the above-mentioned corner ring (rectangular shape) sandwiched between the adjacent above-mentioned corner portions. In addition, peripheral
再者,為了進行處理空間100內之真空排氣,配置複數在載置台13之周圍的已經敘述的排氣口103被設置在設置有周邊氣體噴淋頭部30c、30d之環狀區域之下方位置,或較該下方位置更外方側之位置(圖3)。Moreover, in order to perform vacuum exhaust in the
互相被分割之氣體噴淋頭部30a~30d(部分窗30)藉由絕緣構件31與金屬框11或其下方側之容器本體10電性絕緣,同時相鄰之氣體噴淋頭部30a~30d彼此也藉由絕緣構件31互相絕緣(參照圖3、圖4)。The mutually divided
再者,為了提升部分窗30之耐電漿性,各部分窗30之處理空間100側之面(氣體噴淋頭部30a~30d之下面)被耐電漿塗佈。作為耐電漿塗佈之具體例而言,可以舉出藉由陽極化氧化處理或陶瓷熔射進行之介電質膜的形成。Moreover, in order to improve the plasma resistance of the
如圖3所示般,各氣體噴淋頭部30a~30d之氣體擴散室301係經氣體供給管43a~43d而被連接於CF4
氣體供給部4a及O2
氣體供給部4b。 CF4
氣體供給部4a相當於本實施形態之第1處理氣體原料供給部(圖3、5中表示「第1處理氣體原料供給部」),從該CF4
氣體供給部4a供給第1處理氣體原料亦即CF4
氣體。另外,即使設置NF3
氣體供給部,以取代CF4
氣體供給部4a,供給NF3
氣體作為第1處理氣體原料當然亦可。As shown in FIG. 3, the
在CF4
氣體供給部4a之下游側,設置用以進行被供給至處理空間100之CF4
氣體之流量調節之第1供給流量調節部41a,而且,在第1供給流量調節部41a之下游側,經開關閥V1連接有複數根列如4根之第1分配流路401。各第1分配流路401被連接於氣體噴淋頭部30a~30d側之氣體供給管43a~43d,發揮將在第1供給流量調節部41a被流量調節之CF4
氣體,分配供給至複數氣體噴淋頭部30a~30d之功能。例如,第1供給流量調節部41a係藉由質量流量控制器(MFC)而構成。On the downstream side of the CF 4
並且,在各第1分配流路401,設置有用以進行被供給至各個的氣體噴淋頭部30a~30d之CF4
氣體之流量調節的第1分配流量調節部421a~424a。例如,第1分配流量調節部421a~424a係藉由MFC而構成。 因將在上游側之第1供給流量調節部41a被流量調整之CF4
氣體在下游側之第1分配流量調節部421a~424a分配成任意之流量比,故當將在第1供給流量調節部41a之CF4
氣體之流量設定值設為F1
,將第1分配流量調節部421a~424a之各流量設定值設為f11
~f14
之時,F1
=f11
+f12
+f13
+f14
之關係成立。In addition, first distribution
在各第1分配流量調節部421a~424a下游側設置開關閥V31~V34,第1分配流路401在該些開關閥V31~V34之下游側之位置與氣體供給管43a~43d連接。 此時,將從各第1分配流量調節部421a~424a至複數氣體噴淋頭部30a~30d之氣體流路之長度和剖面積予以統一而使氣體流路之傳導度相等,依此可以從複數氣體噴淋頭部30a~30d更均等地供給氣體。On-off valves V31-V34 are provided on the downstream side of each of the first distribution
另外,O2
氣體供給部4b相當於本實施形態之第2處理氣體原料供給部(圖3、5中表示「第2處理氣體原料供給部」),從該O2
氣體供給部4b供給第2處理氣體原料亦即O2
氣體。 在O2
氣體供給部4b之下游側,設置用以進行被供給至處理空間100之O2
氣體之流量調節之第2供給流量調節部41b,而且,在第2供給流量調節部41b之下游側,經開關閥V2連接有複數根例如第1分配流路401,同樣連接有4根第2分配流路402。各第2分配流路402與互相不同的第1分配流路401合流,該些經由第1分配流路401而連接於氣體噴淋頭部30a~30d側之已經敘述的氣體供給管43a~43d。即使針對各第2分配流路402,也發揮將在第2供給流量調節部41b被流量調節之O2
氣體,分配供給至複數氣體噴淋頭部30a~30d之功能。例如,第2供給流量調節部41b係藉由MFC而構成。In addition, the O 2
並且,在各第2分配流路402,設置有用以進行被供給至各個的氣體噴淋頭部30a~30d之O2
氣體之流量調節的第2分配流量調節部421b~424b。例如,第2分配流量調節部421b~424b係藉由MFC而構成。 因將在上游側之第2供給流量調節部41b被流量調整之O2
氣體在下游側之第2分配流量調節部421b~424b分配成任意之流量比,故當將在第2供給流量調節部41b之O2
氣體之流量設定值設為F2
,將在第2分配流量調節部421b~424b之各流量設定值設為f21
~f24
之時,F2
=f21
+f22
+f23
+f24
之關係成立。In addition, second distribution
在各第2分配流量調節部421b~424b下游側設置開關閥V41~V44,各第2分配流路402在該些開關閥V41~V44之下游側之位置,與連接於氣體供給管43a~43d之第1分配流路401合流。 此時,將從各第2分配流量調節部421b~424b至複數氣體噴淋頭部30a~30d之氣體流路之長度和剖面積予以統一而使氣體流路之傳導度相等,依此可以從複數氣體噴淋頭部30a~30d更均等地供給氣體。On-off valves V41-V44 are provided on the downstream side of each of the second distribution
圖5係表示設置有構成金屬窗3之各氣體噴淋頭部30a~30d,和第1、第2分配流量調節部421a~424a、421b~424b的第1、第2分配流路401、402之連接關係。 當依據圖5時,對於中央部側之氣體噴淋頭部30a及其周圍之氣體噴淋頭部30b,藉由第1分配流量調節部421a、422a、第2分配流量調節部421b、422b進行各氣體之流量調節。Fig. 5 shows the first and
另外,對於構成周邊部側之角環之邊部的4個周邊氣體噴淋頭部30c,分配供給使用共同的第1、第2分配流量調節部423a、423b而被流量調節的氣體。再者,對於構成上述角環之角部的4個周邊氣體噴淋頭部30d,分配供給使用與邊部側不同之共同的第1、第2分配流量調節部424a、424b而被流量調節的氣體。In addition, the gas whose flow rate is adjusted by using the common first and second distribution flow
並且,如圖3所示般,在金屬窗3之上方側配置頂板部61,該頂板部61係藉由被設置在金屬框11上之側壁部63被支持。以金屬窗3、側壁部63及頂板部61所包圍之空間構成天線室50,在天線室50之內部,以面對部分窗30之方式配置有高頻天線5。Furthermore, as shown in FIG. 3 , a
高頻天線5被配置成經例如無圖示之絕緣構件所構成之間隔件而與部分窗30間隔開。高頻天線5係在與各部分窗30對應之面內,以沿著矩形狀之金屬窗3之周方向環繞之方式,形成漩渦狀(省略平面圖示)。另外,高頻天線5之形狀並不限定於渦旋,即使為使一條或複數之天線線成為環狀之環狀天線亦可。而且,即使採用一面偏移角度一面捲繞複數天線,且使全體成為漩渦狀之多重天線亦可。如此一來,若在與金屬窗3或各部分窗30對應之面內,以沿著其周方向環繞之方式設置天線線時,則不論高頻天線5之構造如何。The high-
在各高頻天線5,經由匹配器511連接有第1高頻電源512。在各高頻天線5,從第1高頻電源512經匹配器511被供給例如13.56MHz之高頻電力。依此,在電漿處理之間、部分窗30之各個表面激起渦電流,藉由該渦電流在處理空間100之內部形成感應電場。從氣體吐出孔302被吐出之處理氣體藉由感應電場在處理空間100之內部被電漿化。A first high-
而且,如圖3所示般,在該電漿處理裝置1設置有控制部6。控制部6係由具備有無圖示之CPU(Central Processing Unit)和記憶部之電腦所構成,在該記憶部記錄有編排用以輸出控制訊號或各流量調節部41a、41b、421a~424a、421b~424b之流量設定值之步驟(命令)群的程式,且該控制訊號係實行使配置有被處理基板G之處理空間100內真空排氣,且使用高頻天線5將蝕刻氣體(處理氣體)予以電漿化而處理被處理基板G的動作。該程式係被儲存於例如硬碟、CD、光磁性碟、記憶卡等之記憶媒體,自此被安裝於記憶部。Furthermore, as shown in FIG. 3 , a
針對具備以上說明之構成之電漿處理裝置1之作用進行說明。 首先,打開閘閥102,從相鄰之真空搬運室藉由搬運機構(任一者皆無圖示),經搬入搬出口101將被處理基板G搬入至處理空間100內。接著,在載置台13上載置被處理基板G,藉由無圖示之靜電夾具固定,另外,使上述搬運機構從處理空間100退避而關閉閘閥102。The action of the
然後,開啟各開關閥V1、V2、V31~V34、V41~V44,開始供給分別藉由第1供給流量調節部41a、第2供給流量調節部41b而被流量調節的CF4
氣體、O2
氣體。 O2
氣體係在4個第2分配流路402被分流,在第2分配流量調節部421b~424b被流量調節之後,在第1分配流路401合流。另外,CF4
氣體係在4個第1分配流路401被分流,在第1分配流量調節部421a~424a被流量調節之後,與從第2分配流路402側被供給之O2
氣體混合。Then, each on-off valve V1, V2, V31-V34, V41-V44 is opened, and the supply of CF4 gas and O2 gas whose flow rates are adjusted by the first supply
針對CF4
氣體、O2
氣體分別藉由第1供給流量調節部41a、第2供給流量調節部41b及第1分配流量調節部421a~424a、第2分配流量調節部421b~424b,藉由在分流之前後,進行2階段之流量調節,可以以比較簡易的構成,以互相獨立之任意比例混合從第1、第2處理氣體原料供給部所取得之第1、第2處理氣體原料,而供給至被處理基板之各位置。其結果,可以對玻璃基板701之每一個區域,以對應光阻膜704之端部之傾斜的O2
氣體/CF4
氣體之流量比進行蝕刻處理。 混合CF4
氣體和O2
氣體而取得的蝕刻氣體,係經氣體供給管43a~43d而被導入至各氣體噴淋頭部30a~30d之氣體擴散室301。For CF 4 gas and O 2 gas, the first supply
當針對O2
氣體/CF4
氣體之流量比予以敘述時,被分配至氣體噴淋頭部30a之蝕刻氣體被調節成O2
氣體/CF4
氣體=1:3~3:2之範圍內的值,被分配至周邊氣體噴淋頭部30c、30d之蝕刻氣體被調節成O2
氣體/CF4
氣體=1:3~3:2之範圍內的值。而且,針對被分配至位於氣體噴淋頭部30a和周邊氣體噴淋頭部30c、30d之間的氣體噴淋頭部30b的蝕刻氣體,O2
氣體/CF4
氣體之流量比被調節至上述各範圍內的值。 再者,如後述般,邊部之周邊氣體噴淋頭部30c,和角部之周邊氣體噴淋頭部30d即使供給O2
氣體/CF4
氣體之流量比互相不同的蝕刻氣體亦可。When describing the flow ratio of O 2 gas/CF 4 gas, the etching gas distributed to the
另外,在容器本體10側,藉由真空排氣部12進行處理空間100內之真空排氣,將處理空間100內調節至例如0.66~26.6Pa左右之壓力氛圍。再者,進行被載置於載置台13上之被處理基板G之溫度調節,同時對被處理基板G之背面側,供給熱傳達用之He氣體。In addition, on the side of the
接著,從第1高頻電源512對高頻天線5施加高頻電力,依此經金屬窗3在處理空間100內生成均勻之感應電場。其結果,藉由感應電場,蝕刻氣體在處理空間100內電漿化,生成高密度之感應耦合電漿。而且,藉由從第2高頻電源152被施加至載置台13之偏壓用之高頻電力,電漿中之離子朝向被處理基板G被導入,進行被處理基板G之蝕刻處理。Next, high-frequency power is applied to the high-
此時,第1、第2分配流量調節部421a~424a、421b~424b,以比起位於天頂面亦即金屬窗3之周邊部側之周邊氣體噴淋頭部30c、30d,從位於中央部側之氣體噴淋頭部30b、30a被供給之蝕刻氣體中之O2
氣體濃度較高之方式,分別進行CF4
氣體、O2
氣體之流量設定。 換言之,第1、第2分配流量調節部421a~424a、421b~424b係因應被圖案製作於SiO膜702或SiN膜703(蝕刻對象膜)之上面側的光阻膜704之端部之錐度之大小互相不同的區域,以比起對該錐度大之區域供給蝕刻氣體之位置的氣體噴淋頭部30c、30d,從對錐度小之區域,供給蝕刻氣體之位置的氣體噴淋頭部30b、30a被供給之蝕刻氣體中之氧濃度較高之方式,分別設定CF4
氣體、O2
氣體之流量。At this time, the first and second distribution
藉由上述CF4
氣體、O2
氣體之流量設定,在端部之錐度大的光阻膜704被圖案製作之被處理基板G之周邊部側之區域(圖1(a)),能夠使用O2
氣體之濃度低之蝕刻氣體而進行蝕刻處理。其結果,可以在良好之狀態下蝕刻除去玻璃基板701之SiO膜702、SiN膜703(圖1(b))。By setting the flow rates of CF4 gas and O2 gas mentioned above, the region on the peripheral side of the substrate G to be processed (FIG. 1(a)) where the
此時,藉由周邊部側之邊部之周邊氣體噴淋頭部30c,和角部之周邊氣體噴淋頭部30d被連接於不同之第1、第2分配流量調節部423a、424a、423b、424b,亦可以使被供給至各周邊氣體噴淋頭部30c、30d之蝕刻氣體中之O2
氣體之濃度不同。At this time, the peripheral
另外,圖案製作有端部之錐度小之光阻膜704的被處理基板G之中央部側之區域中(圖2(a)),能夠使用O2
氣體之濃度高的蝕刻氣體而進行蝕刻處理。其結果,可以在良好之狀態下從玻璃基板701蝕刻除去SiO膜702、SiN膜703(圖2(c))。In addition, in the area on the central portion side of the substrate G to be processed (FIG. 2(a)) where the
而且,若僅以事先設定的時間進行電漿處理時,即使停止從各高頻電源512、152供給電力,及從CF4
氣體供給部4a、O2
氣體供給部4b供給CF4
氣體、O2
氣體,亦進行從處理空間100內進行排氣處理。之後,以與搬入時相反之順序,搬出被處理基板G。Moreover, if the plasma treatment is performed only for the time set in advance, even if the power supply from the high-
若藉由與本實施形態有關之電漿處理裝置1時,則有以下之效果。在CF4
氣體供給部4a、O2
氣體供給部4b分別設置進行CF4
氣體、O2
氣體之流量調節的第1、第2供給流量調節部41a、41b,並且,即使對將該些CF4
氣體、O2
氣體分配至複數氣體噴淋頭部30a~30d的複數第1、第2分配流路401、402,也分別設置有第1、第2分配流量調節部421a~424a、421b~424b。其結果,能夠以任意之比例混合從共同的CF4
氣體供給部4a、O2
氣體供給部4b所取得之CF4
氣體、O2
氣體,可以將該些氣體以期待之比例被混合後的蝕刻氣體,供給至被處理基板G之各位置。依此,即使因應被處理基板G之被處理面之位置被圖案製作之光阻膜704之縱剖面形狀不同之情況下,因可以將CF4
氣體和O2
氣體以與其縱剖面形狀對應之流量比供給至複數氣體噴淋頭部30a~30d之每一個,故可以取得良好的蝕刻處理結果。When using the
在此,被構成能夠從複數氣體噴淋頭部30a~30d供給O2
濃度不同之蝕刻氣體的上述電漿處理裝置1,並不限定於使用圖1、圖2說明的其情況,亦即在錐形殘渣71a或蝕刻殘渣71b之殘存成為問題的製程中,在良好狀態下除去蝕刻對象膜(在上述例中,為含矽膜亦即SiO膜702或SiN膜703)之蝕刻處理的情況。 例如,被形成在光阻膜704之端部的已經敘述的傾斜,被轉印至蝕刻處理後之圖案之時,以對齊被轉印之傾斜的錐形為目的,亦可以利用上述電漿處理裝置1。Here, the
圖6(a)、7(a)係表示被進行薄膜電晶體之形成的被處理基板G中,在多晶矽或鉬亦即蝕刻對象膜707之上面圖案製作光阻膜704之例(省略蝕刻對象膜707之下層側之記載)。6(a), 7(a) show an example of patterning a
多晶矽膜或鉬膜亦即蝕刻對象膜707可以使用使包含從第1處理氣體亦即四氟化碳(CF4
)氣體、六氟化硫(SF6
)氣體、三氟化氮(NF3
)氣體或氯(Cl2
)氣體選擇至少一個的氣體,和第2處理氣體亦即氧(O2
)之氣體電漿化的蝕刻氣體而予以除去。 在本例中,針對與已經敘述的含矽膜(SiO膜702或SiN膜703)之除去相同,針對使用含CF4
氣體和O2
氣體之蝕刻氣體除去上述蝕刻對象膜707之情況予以說明。The polysilicon film or the molybdenum film, that is, the
在此,光阻膜704膜之錐度,也有受到光阻膜704之塗佈、顯像製程之影響的情況,依該製程不同,也有與圖1(a)、2(a)所示之例相反,在被處理基板G之中央部側,錐度變大,在周邊部側錐度變小之情況。圖6(a)、7(a)表示如此之例。Here, the taper of the
如此一來,對於形成有錐度不同之光阻膜704之被處理基板G,例如在被處理基板G之全面,供給CF4
氣體/O2
氣體之混合比(O2
混合比濃度)相等之蝕刻氣體而進行蝕刻處理之情況進行研討。 在利用光阻膜704之蝕刻處理中,藉由蝕刻氣體所含的O2
氣體之作用,使光阻膜704逐漸地灰化,並且進行蝕刻對象膜707之蝕刻。因此,藉由控制蝕刻氣體所含之O2
氣體之濃度,可以變更在蝕刻對象膜707之蝕刻中之光阻膜704之灰化率。In this way, for the substrate G to be processed on which the
此時,當在被處理基板G之中央部側和周邊部側之間,蝕刻氣體中之O2
氣體之濃度幾乎相等時,在各位置之光阻膜704之每單位時間之灰化量幾乎相同的條件下,進行蝕刻。 其結果,因在維持光阻膜704之錐度不同的狀態下進行蝕刻,故即使針對被轉印至圖案707a之錐度,也成為在被處理基板G之面內不同的狀態。即是,產生被形成在被處理基板G之中央部側的圖案707a之端部的錐角θ1
,大於被形成在周邊部側之圖案707a之端部的錐角θ2
的不一致(圖6(b)、7(b))。At this time, when the concentration of O gas in the etching gas is almost equal between the central part side and the peripheral part side of the substrate G to be processed, the ashing amount per unit time of the
另外,藉由來自接著蝕刻處理之後段處理的要求等,也有需要盡可能地地使多晶矽或鉬之圖案707a之錐度在被處理基板G之面內一致的情形。使用圖3說明的電漿處理裝置1即使在如此之情況下亦可以活用。 在此情況下,第1分配流量調節部421a~424a係以在特定之處理時間內完成蝕刻處理之方式,分別被進行CF4
氣體之流量設定。再者,第2分配流量調節部421b~424b,以比起位於天頂面亦即金屬窗3之周邊部側之周邊氣體噴淋頭部30c、30d,從位於中央部側之氣體噴淋頭部30b、30a被供給之蝕刻氣體中之O2
氣體濃度較高之方式,分別進行O2
氣體之流量設定。In addition, there are cases where it is necessary to make the taper of the polysilicon or
換言之,第1、第2分配流量調節部421a~424a、421b~424b,以比起對被圖案製作於蝕刻對象膜707之上面側之光阻膜704之端部之錐度小的區域,供給蝕刻氣體之位置的氣體噴淋頭部30c、30d,從對上述錐度大的區域供給蝕刻氣體之位置的氣體噴淋頭部30b、30a被供給之蝕刻氣體中之氧濃度較高之方式,分別設定CF4氣體、O2氣體之流量。
In other words, the first and second distribution
藉由上述CF4氣體、O2氣體之流量設定,使用圖案製作有錐度大之光阻膜704的被處理基板G之中央部側之區域(圖6(a))中,使用O2氣體之濃度高的蝕刻氣體,進行蝕刻處理,被圖案製作有錐度小之光阻膜704的被處理基板G之周緣部側之區域(圖7(a))中,使用O2氣體之濃度低之蝕刻氣體而進行蝕刻處理。
By setting the flow rates of the above - mentioned CF4 gas and O2 gas, in the region ( FIG. An etching gas with a high concentration is used for etching, and an etching process with a low concentration of O2 gas is used in the area on the peripheral side of the substrate G to be processed ( FIG. 7( a )) where the
此時,因錐角大的光阻膜704之灰化速度,大於錐角小之光阻膜704,故在各區域之錐角差異被減緩的方向進行灰化。其結果,可以邊使利用該些光阻膜704所形成之圖案707a之端部的錐度θ’1、θ’2互相接近,邊進行蝕刻(圖6(c)、圖7(c))。
At this time, since the ashing speed of the
接著,一面參照圖8、9,一面針對與第2實施形態有關之電漿處理裝置1a之構成及適用製程予以說明。
Next, while referring to Figs. 8 and 9, the configuration and applicable process of the
圖8(a)係表示處理對象之被處理基板G之上面之放大縱剖側視圖。該被處理基板G中,在玻璃基板701上,形成厚度為數百nm左右的鋁膜705,更在其上面形成數十nm左右的SiO2膜706。
Fig. 8(a) is an enlarged longitudinal sectional side view showing the upper surface of the substrate G to be processed. In this substrate G to be processed, an
而且,在SiO2膜706之上面,被圖案製作用以將該些鋁膜705、SiO2膜706之疊層膜蝕刻成線與間隙狀之光阻膜704a。光阻膜704a被圖案製作成線與間隙之線寬及間隙寬分別成為數十nm左右。
Further, on the SiO 2 film 706, a
藉由對具備上述構成之被處理基板G,供給一種第1處理氣體原料,既也係主要蝕刻氣體的氯(Cl2)氣,和一種第2處理氣體原料,作為既也係添加氣體的氮(N2)氣及含鹵氣體的添加氣體(以下,也稱為「含鹵添加氣體」)例如含三氟甲烷(CHF3)之氣體並使予以電漿化,進行除去不藉由光阻膜704a被覆蓋之區域的鋁膜705、SiO2膜706之蝕刻處理。在此,含有鹵添加氣體,雖然舉使用三氟甲烷(CHF3)之例,但是可以使用CF4、C2HF5、C4F8、BCl3、HCl等。
By supplying a first processing gas raw material, which is chlorine (Cl 2 ) gas which is also a main etching gas, and a second processing gas raw material, which is nitrogen which is also an additive gas, to the substrate G to be processed having the above-mentioned structure, Adding gas (N 2 ) gas and halogen-containing gas (hereinafter, also referred to as "halogen-containing additive gas"), such as trifluoromethane (CHF 3 ), is plasmaized and removed without passing through the photoresist. Etching treatment of the
針對進行上述處理之被處理基板G,本發明者發現因應被處理基板G之被處理面內之位置,有容易進行蝕刻處理之區域,和藉由蝕刻處理難取得期望之線與間隙圖案72的區域之情形。
With respect to the substrate G to be processed as described above, the present inventors have found that depending on the position within the surface to be processed of the substrate G to be processed, there are areas where etching is easy to perform, and where it is difficult to obtain the desired line-and-
例如,在被處理基板G之周邊部側,如圖8(b)所示般,形成比較良好之線與間隙圖案72,另外,在被處理基板G之中央部側,如圖8(c)所示般,形成有蝕刻不良所致的不完全圖案73。
For example, on the peripheral portion side of the substrate G to be processed, as shown in FIG. 8( b ), a relatively good line and
在被處理基板G之中央部側,形成不完全圖案73的理由,預測應該係比起被處理基板G之周邊部側,光阻膜704a被蝕刻所生成的碳量比較多,再者,由於所生成之碳的排氣能力低,故該些碳附著在不藉由光阻膜704a被覆蓋的鋁膜705、SiO2
膜706上之主蝕刻氣體亦即Cl2
氣體所致的蝕刻處理被抑制所導致。The reason why the
於是,與第2實施形態有關之電漿處理裝置1a具備使用被分割成複數的氣體噴淋頭部30a~30d,能夠對被處理基板G之各區域,供給不同流量之蝕刻氣體的構成。 圖9係示意性表示從第1處理氣體原料供給部亦即Cl2
氣體供給部4c(在圖9中以「第1處理氣體原料供給部」表示),及第2處理氣體原料供給部亦即N2
氣體供給部4d、含鹵添加氣體供給部4e(在圖9中分別「第2處理氣體原料供給部(1)、第2處理氣體原料供給部(2)表示」,朝各氣體噴淋頭部30a~30d供給各氣體的供給路徑。另外,電漿處理裝置1a之具體裝置構成因與使用圖3、4說明的電漿處理裝置1之情形相同,故省略再次說明。再者,在圖9所載之電漿處理裝置1a,及後述圖10所載之電漿處理裝置1b中,對於與使用圖3、4說明內容共同的構成要素,標示與在該些圖中所使用之符號相同的符號。Therefore, the
圖9所示之電漿處理裝置1a係在第1、第2處理氣體原料之氣體種類不同之點,及混合從N2
氣體供給部4d、含鹵添加氣體供給部4e被供給之2種類的氣體之後,在第2分配流路402被分流之點,與已經敘述之第1實施形態有關的電漿處理裝置1不同。再者,在本例中,以N2
氣體/含鹵添加體之流量比在氣體噴淋頭部30a~30d間設為相同,另外,可以使從各氣體噴淋頭部30a~30d分配Cl2
氣體之分配比不同之方式,進行藉由第1、第2分配流量調節部421a~424a、421b~424b的流量調節。The
若藉由具備上述構成之電漿處理裝置1a時,依據在位於蝕刻時因光阻膜704a所引起的碳容易附著的被處理基板G之中央部側的氣體噴淋頭部30a,使對主蝕刻氣體亦即Cl2
氣體分配添加氣體亦即N2
氣體及含鹵添加氣體之分配比,較位於周邊部側之周邊氣體噴淋頭部30c、30d小,能夠抑制因光阻膜704a所引起之碳的附著而能夠取得良好的線與間隙圖案72。 再者,能夠在圓周方向被分割的周邊氣體噴淋頭部30c、30d間,使第1處理氣體原料亦即主蝕刻氣體和第2處理氣體原料亦即添加氣體之供給流量不同。If the
以上,在使用與圖3、4、7說明的第1、第2實施形態有關之電漿處理裝置1、1a中,針對位於最外周側之角環狀區域的周邊氣體噴淋頭部30c、周邊氣體噴淋頭部30d,雖然表示在圓周方向分割之例,但是朝圓周方向分割的周邊氣體噴淋頭部30c、周邊氣體噴淋頭部30d並不限定於最外周側之區域。As above, in the
即使在徑向4分割天頂面亦即部分窗30,且在圓周方向分割比起最外周一個內側的各環狀區域而配置周邊氣體噴淋頭部30c、30d亦可。 例如,若為位於較從部分窗30之中心位置至周邊位置之距離之1/2更外周側的區域內時,藉由設置在周方向被分割之周邊氣體噴淋頭部30c、30d,可以謀求因應與排氣口103之位置關係而提升藉由蝕刻氣體(處理氣體)之流量比調節、供給流量調整的處理結果。
The
另外,無須在圓周方向分割位於部分窗30之外周側的區域。如圖10之電漿處理裝置1b所示般,針對被配置在徑向分割矩形狀之部分窗30而形成的外周側之區域的氣體噴淋頭部30e,即使不進行圓周方向之分割,而進行從角環狀之氣體噴淋頭部30e供給處理氣體亦可。
In addition, it is not necessary to divide the area located on the outer peripheral side of the
圖10係表示藉由將包含第1處理氣體原料亦即四氟化矽(SiF4)氣體及四氯化矽(SiCl4)氣體,和第2處理氣體原料亦即氮(N2)氣體或氧(O2)氣體的成膜氣體電漿化並予以供給,在被處理基板G上進行SiO2膜或SiN膜之成膜處理的電漿處理裝置1b之構成例。
Fig. 10 shows that by combining the first processing gas raw material, i.e. silicon tetrafluoride (SiF 4 ) gas and silicon tetrachloride (SiCl 4 ) gas, and the second processing gas raw material, i.e. nitrogen (N 2 ) gas or A configuration example of a
在圖10中,例示設置SiCl4氣體供給部4f和SiF4氣體供給部4h作為第1處理氣體原料供給部(在圖10中分別表示「第1處理氣體原料供給部(1)、第1處理氣體原料供給部(2)」,設置N2氣體供給部4g和O2氣體供給部4i作為第2處理氣體原料供給部之情況(在圖10中分別表示「第2處理氣體原料供給部(1)、第2處理氣體原料供給部(2)」。在SiCl4氣體供給部4f及SiF4氣體供給部4h之下游側,分別設置第1供給流量調節部41a、41c,進一步在第1供給流量調節部41a、41c之下游側,經開關閥V1、V3而共同連接有3條第1分配流路401。再者,在N2氣體供給部4g及O2氣體供給部4i之下游側,分別設置第1供給流量調
節部41b、41d,進一步在第1供給流量調節部41b、41d之下游側,經開關閥V2、V4而共同連接有3條第2分配流路402。
In Fig. 10, SiCl 4 gas supply part 4f and SiF 4 gas supply part 4h are set as examples as the first processing gas raw material supply part (shown in Fig. 10 as "the first processing gas raw material supply part (1), the first processing gas Gas raw material supply part (2)", set N2
圖10所示之電漿處理裝置1b係混合從SiCl4氣體供給部4f和SiF4氣體供給部4h被供給之2種類氣體之後,在第1分配流路401被分流之點,和從N2氣體供給部4g和O2氣體供給部4i中之任一方被供給之氣體,在第2分配流路402被分流之點,與已經敘述之第1實施形態有關之電漿處理裝置1不同。藉由從N2氣體供給部4g和O2氣體供給部4i中之任一方,切換供給N2氣體和O2氣體,可以切換形成SiN膜或SiO2膜。
In the
另外,即使針對電漿處理裝置1b之具體裝置構成,因亦與使用圖3、4說明的電漿處理裝置1之情形相同,故省略再次說明。
In addition, even the specific apparatus configuration of the
圖11表示從設置有SiCl4氣體供給部4f或SiF4氣體供給部4h、N2氣體供給部4g之氣體箱,至氣體噴淋頭部30a、30b、30e之路徑內之各位置的壓力。
11 shows the pressure at each position in the path from the gas box provided with SiCl4 gas supply part 4f or SiF4 gas supply part 4h , N2 gas supply part 4g to the
圖11中之四角之描繪係表示不設置第2分配流路402,而在第1分配流量調節部421a~423a之上游側,設置SiCl4氣體供給部4f、SiF4氣體供給部4h、N2氣體供給部4g,混合被流量調節成例如150sccm之SiF4氣體,被流量調節成150sccm之SiCl4氣體和被流量調節成4000sccm之N2氣體,經由第1分配流路401而供給至氣體噴淋頭部30a、30b、30e之情況下之各位置的壓力。The drawing of the four corners in Fig. 11 shows that the
在事先混合SiCl4
氣體和SiF4
氣體和N2
氣體之情況下,MFC亦即第1分配流量調節部421a~423a之上游側之路徑內之全壓升高至33kPa(250torr)左右。當藉由圖12所示之SiCl4
(沸點57.6℃)之蒸氣壓曲線時,該壓力為高於25℃之溫度下的蒸氣壓。因此,當不加熱SiCl4
氣體和SiF4
氣體和N2
氣體之混合氣體(成膜氣體)流動之第1分配流量調節部421a~423a之上流側的配管時,有SiCl4
凝縮之虞。When SiCl 4 gas, SiF 4 gas and N 2 gas are mixed in advance, the MFC, that is, the total pressure in the upstream path of the first distribution
再者,第1分配流量調節部421a~423a因傳導度變小,在第1分配流量調節部421a~423a之上游,混合氣體之壓力升高,故也有難以正確地供給蒸氣壓低之SiCl4
氣體之問題。Furthermore, since the conductance of the first distribution
於是,如圖10所示般,藉由分離從SiCl4
氣體供給部4f和SiF4
氣體供給部4h被供給之SiCl4
氣體和SiF4
氣體用之第1分配流路401、從N2
氣體供給部4g被供給之N2
氣體供給用之第2分配流路402,如圖11中菱形描繪所示般,可以使第1分配流量調節部421a~423a之上游側之路徑內之全壓降低,抑制蒸氣壓低的SiCl4
氣體之凝縮,同時正確地供給SiCl4
氣體。 再者,即使在切換成從N2
氣體供給部4g供給N2
氣體,從O2
氣體供給部4i供給O2
氣體,使用SiCl4
氣體和SiF4
氣體和O2
氣體之混合氣體(成膜氣體)而進行成膜之情況下,亦能取得同樣的作用效果。Then, as shown in FIG. 10, by separating the SiCl 4 gas and the SiF 4 gas supplied from the SiCl 4 gas supply part 4f and the SiF 4 gas supply part 4h, the
並且,在從SiCl4
氣體供給部4f或SiF4
氣體供給部4h單獨地供給SiCl4
氣體或SiF4
氣體之情況下,構成各個氣體的物質凝縮,或是難以正確地供給之問題的情況下,即使分離SiCl4
氣體或SiF4
氣體用之第1分配流路401,和N2
氣體或O2
氣體供給用之第2分配流路402亦可。依此,可以抑制各物質之凝縮,再者,可以正確地供給SiCl4
氣體或SiF4
氣體。In addition, when SiCl 4 gas or SiF 4 gas is supplied separately from SiCl 4 gas supply unit 4f or SiF 4 gas supply unit 4h, the substances constituting each gas are condensed or it is difficult to supply accurately, It is also possible to separate the
在上述說明之例中,表示使用SiCl4 氣體及SiF4 氣體之例,作為第1處理氣體原料之例。在此,於利用第1處理氣體原料作為Si之原料之情況,就以能夠採用之氣體種而言,除了已經敘述之SiCl4 、SiF4 之外,亦可以組合使用從SiBr4 、SiF2 Cl2 、SiH4 之氣體種群中選擇出之任一氣體種或2個以上之氣體種。 並且,在上述之例中,表示使用N2 氣體和O2 氣體之例,作為第2處理氣體原料之例。在此,在利用第2處理氣體原料作為氧化氣體、氮化氣體、稀釋氣體、清淨氣體之情況下,作為能夠採用之氣體種,亦可以組合使用從O2 、N2 、N2 O、Ar、He、NF3 之氣體種群中所選擇出之任一氣體種,或2個以上之氣體種。In the example described above, an example using SiCl 4 gas and SiF 4 gas was shown as an example of the first process gas raw material. Here, in the case of using the first processing gas raw material as the raw material of Si, in terms of gas species that can be used, in addition to the SiCl 4 and SiF 4 already described, SiBr 4 , SiF 2 Cl can also be used in combination. 2. Any gas species or two or more gas species selected from the SiH 4 gas species. In addition, in the above-mentioned example, an example using N 2 gas and O 2 gas was shown as an example of the second process gas raw material. Here, in the case of using the second processing gas raw material as oxidizing gas, nitriding gas, diluent gas, and clean gas, the gas species that can be used can also be used in combination from O 2 , N 2 , N 2 O, Ar Any gas species selected from the gas species of , He, and NF 3 , or two or more gas species.
如上述說明般之電漿處理裝置1b般,藉由較氣體噴淋頭部30a、30b、30e更上游側的必要性,在分離SiCl4
氣體供給部4f和SiF4
氣體供給部4h(第1處理氣體原料供給部)、N2
氣體供給部4g或O2
氣體供給部4i(第2處理氣體原料供給部)之情況下,不需要在圓周方向分割外周側之氣體噴淋頭部30e。 但是,從膜厚之調整等之觀點來看,需要在被處理基板G之角部和邊部等周方向分割的每區域,即使變更成膜氣體之供給流量或第1、第2處理氣體原料之流量比之情況下,即使使用在圓周方向被分割之周邊氣體噴淋頭部30c、30d而進行成膜氣體之供給當然亦可。Like the
以上,在與使用圖3、4、7、8說明的實施形態有關之電漿處理裝置1、1a、1b中,表示藉由使用高頻天線5之感應電場之形成,使被供給至處理空間100之處理氣體予以電漿化的例。但是,使處理氣體予以電漿化之方法並不限定於感應耦合方式。 例如,即使在圖3所示之電漿處理裝置1中,以在各氣體噴淋頭部30a~30d連接第1高頻電源512,取代高頻天線5之配置,構成載置台13和金屬窗3(氣體噴淋頭部30a~30d)產生的平行平板型電漿產生部,藉由電容耦合使處理氣體予以電漿化亦可。In the above, in the
再者,即使為使用高頻天線5之感應耦合電漿之情況下,氣體噴淋頭部30a~30d、30e藉由金屬製之部分窗30構成係並非必須要件,即使為由例如石英等之介電質所構成之介電質窗亦可。Furthermore, even in the case of inductively coupled plasma using the high-
而且,對於被處理基板G之處理,並不限定於上述蝕刻處理或成膜處理,亦可以使用於形成薄膜電晶體之時的金屬膜、ITO膜、氧化膜等之其他成膜處理或蝕刻該些膜之其他蝕刻處理、光阻膜之灰化處理等之各種電漿處理。Furthermore, the treatment of the substrate G to be processed is not limited to the above-mentioned etching treatment or film formation treatment, and other film formation treatment or etching of a metal film, an ITO film, an oxide film, etc. when forming a thin film transistor may also be used. Various plasma treatments such as other etching treatment of these films, ashing treatment of photoresist films, etc.
並且,電漿處理裝置1、1a、1b並不限定於FPD用之基板G,亦可以使用於對於太陽電池面板用之基板G之上述各種電漿處理。Furthermore, the
即使分配供給矩形狀之金屬窗3具有短邊和長邊之時,將周邊氣體噴淋頭部30c分成長邊側之周邊噴淋頭部和短邊側之周邊氣體噴淋頭部,而分別使用不同的第1分配流量調節部、第2分配流量調節部而個別被流量調節的氣體亦可。Even when the distribution supply
雖然使用MFC作為第1分配流量調節部421a~424a、第2分配流量調節部421b~424b,但是即使取代此,使用因應特定壓力比分配被供給的氣體的壓力式分流量控制器及因應特定流量比而予以分配的流量控制器亦可。Although MFCs are used as the first distribution
G‧‧‧被處理基板30a、30b、30e‧‧‧氣體噴淋頭部30c、30d‧‧‧周邊氣體噴淋頭部(氣體噴淋頭部)4a‧‧‧CF4氣體供給部4b‧‧‧O2氣體供給部4c‧‧‧Cl2氣體供給部4d‧‧‧N2氣體供給部4e‧‧‧含鹵添加氣體供給部4f‧‧‧SiCl4氣體供給部4g‧‧‧N2氣體供給部4h‧‧‧SiF4氣體供給部4i‧‧‧O2氣體供給部401‧‧‧第1分配流路402‧‧‧第2分配流路41a‧‧‧第1供電流量調節部41b‧‧‧第2供電流量調節部421a~424a‧‧‧第1分配流量調節部421b~424b‧‧‧第2分配流量調節部43a~43d‧‧‧氣體供給管5‧‧‧高頻天線6‧‧‧控制部G‧‧‧Substrates to be processed 30a, 30b, 30e‧‧
圖1為在與實施形態有關之電漿處理裝置被處理之被處理基板之第1說明圖。 圖2為在電漿處理裝置被處理之被處理基板之第2說明圖。 圖3為電漿處理裝置之縱剖側視圖。 圖4為被設置在上述電漿處理裝置之金屬窗之俯視圖。 圖5為朝構成上述金屬窗之各氣體噴淋頭部供給蝕刻氣體之供給系統圖。 圖6為與在電漿處理裝置被處理之其他被處理基板有關之第1說明圖。 圖7為與上述其他被處理基板有關之第2說明圖。 圖8為在與第2實施形態有關之電漿處理裝置被處理之被處理基板之說明圖。 圖9為對與第2實施形態有關之電漿處理裝置供給處理氣體的供給系統圖。 圖10為對與第3實施形態有關之電漿處理裝置供給處理氣體的供給系統圖。 圖11為表示在處理氣體之供給流路內之各位置之壓力的說明圖。 圖12為SiCl4 氣體之溫度-蒸氣壓特性圖。FIG. 1 is a first explanatory diagram of a substrate to be processed processed in the plasma processing apparatus according to the embodiment. Fig. 2 is a second explanatory view of a substrate to be processed in a plasma processing apparatus. Fig. 3 is a longitudinal sectional side view of the plasma treatment device. FIG. 4 is a top view of a metal window provided in the above-mentioned plasma processing device. Fig. 5 is a diagram of a supply system for supplying etching gas to each gas shower head constituting the metal window. Fig. 6 is a first explanatory diagram related to another substrate to be processed in the plasma processing apparatus. Fig. 7 is a second explanatory diagram related to the above-mentioned other substrate to be processed. Fig. 8 is an explanatory diagram of a substrate to be processed processed in the plasma processing apparatus according to the second embodiment. Fig. 9 is a diagram of a supply system for supplying processing gas to the plasma processing apparatus according to the second embodiment. Fig. 10 is a diagram of a supply system for supplying processing gas to the plasma processing apparatus according to the third embodiment. Fig. 11 is an explanatory diagram showing the pressure at each position in the process gas supply flow path. Fig. 12 is a temperature-vapor pressure characteristic diagram of SiCl 4 gas.
1‧‧‧電漿處理裝置 1‧‧‧Plasma treatment device
3‧‧‧金屬窗 3‧‧‧Metal window
4a‧‧‧CF4氣體供給部 4a‧‧‧CF 4 gas supply unit
4b‧‧‧O2氣體供給部 4b‧‧‧O 2 gas supply unit
5‧‧‧高頻天線 5‧‧‧High Frequency Antenna
6‧‧‧控制部 6‧‧‧Control Department
10‧‧‧容器本體 10‧‧‧Container body
11‧‧‧金屬框 11‧‧‧Metal frame
12‧‧‧真空排氣部 12‧‧‧Vacuum exhaust part
13‧‧‧載置台 13‧‧‧Placing table
14‧‧‧絕緣體框 14‧‧‧Insulator frame
30‧‧‧部分窗 30‧‧‧partial window
30a、30b‧‧‧氣體噴淋頭部 30a, 30b‧‧‧gas spray head
30c、30d‧‧‧周邊氣體噴淋頭部(氣體噴淋頭部) 30c, 30d‧‧‧peripheral gas spray head (gas spray head)
31‧‧‧絕緣構件 31‧‧‧Insulation components
41a‧‧‧第1供電流量調節部 41a‧‧‧The first power supply flow adjustment department
41b‧‧‧第2供電流量調節部 41b‧‧‧The second power supply flow adjustment unit
43a~43d‧‧‧氣體供給管 43a~43d‧‧‧gas supply pipe
50‧‧‧天線室 50‧‧‧antenna room
61‧‧‧頂板部 61‧‧‧top plate
63‧‧‧側壁部 63‧‧‧side wall
100‧‧‧處理空間 100‧‧‧processing space
101‧‧‧搬入搬出口 101‧‧‧Import and export
102‧‧‧閘閥 102‧‧‧gate valve
103‧‧‧排氣口 103‧‧‧Exhaust port
110‧‧‧密封構件 110‧‧‧Sealing components
151‧‧‧匹配部 151‧‧‧Matching Department
152‧‧‧高頻電源 152‧‧‧High frequency power supply
301‧‧‧氣體擴散室 301‧‧‧Gas diffusion chamber
302‧‧‧氣體吐出口 302‧‧‧Gas outlet
401‧‧‧第1分配流路 401‧‧‧The first distribution channel
402‧‧‧第2分配流路 402‧‧‧The second distribution channel
421a~424a‧‧‧第1分配流量調節部 421a~424a‧‧‧The first distribution flow adjustment part
421b~424b‧‧‧第2分配流量調節部 421b~424b‧‧‧The second distribution flow adjustment part
511‧‧‧匹配器 511‧‧‧Matcher
512‧‧‧高頻電源 512‧‧‧High frequency power supply
G‧‧‧被處理基板 G‧‧‧Substrate to be processed
V1、V2、V31~V34、V41~V44‧‧‧開關閥 V1, V2, V31~V34, V41~V44‧‧‧on/off valve
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