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TWI877375B - 基板處理裝置及氣體供給配管之沖洗方法 - Google Patents

基板處理裝置及氣體供給配管之沖洗方法 Download PDF

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TWI877375B
TWI877375B TW110120392A TW110120392A TWI877375B TW I877375 B TWI877375 B TW I877375B TW 110120392 A TW110120392 A TW 110120392A TW 110120392 A TW110120392 A TW 110120392A TW I877375 B TWI877375 B TW I877375B
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processing chamber
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TW202213500A (zh
Inventor
阿部純一
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

[課題] 提供一種「可一面抑制供給配管內之腐蝕，一面更安全地將處理腔室開放於大氣」的基板處理裝置及氣體供給配管之沖洗方法。 [解決手段] 基板處理裝置，係具有：處理腔室；氣體供給配管；處理氣體配管；沖洗氣體配管；及連動開放部。處理腔室，係在內部藉由腐蝕性之處理氣體來對基板施予處理的處理腔室。氣體供給配管，係被連接於處理腔室並連通至處理腔室之內部的配管。處理氣體配管，係經由第1閥被連接於氣體供給配管，將處理氣體導入至氣體供給配管。沖洗氣體配管，係在第1閥之處理腔室側，經由第2閥被連接於氣體供給配管，將沖洗氣體導入至氣體供給配管。連動開放部，係在第1閥關閉的狀態下，與對處理腔室之內部的大氣導入連動地打開第2閥。

Description

基板處理裝置及氣體供給配管之沖洗方法
本揭示，係關於基板處理裝置及氣體供給配管之沖洗方法。
在基板處理裝置中，係為了執行關於元件形成之處理，通常通過供給配管對處理腔室供給腐蝕性的處理氣體。基板處理裝置，係在定期進行之維護時，處理腔室的蓋子被開啟而處理腔室內部曝露於大氣。此時，大氣亦進入連通於處理腔室之供給配管內，供給配管內所殘留的處理氣體會與大氣中之水分反應而生成例如HCl等的腐蝕性之物質。因該腐蝕性之物質腐蝕供給配管內而成為微粒的原因。為了抑制供給配管內之腐蝕，提案一種「從開啟處理腔室的蓋子而大氣開放之前，使沖洗氣體流動」的技術。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2017-092310號公報
本揭示，係提供一種「可一面抑制供給配管內之腐蝕，一面更安全地將處理腔室開放於大氣」的基板處理裝置及氣體供給配管之沖洗方法。
本揭示之一態樣的基板處理裝置，係具有：處理腔室；氣體供給配管；處理氣體配管；沖洗氣體配管；及連動開放部。處理腔室，係在內部藉由腐蝕性之處理氣體來對基板施予處理的處理腔室。氣體供給配管，係被連接於處理腔室並連通至處理腔室之內部的配管。處理氣體配管，係經由第1閥被連接於氣體供給配管，將處理氣體導入至氣體供給配管。沖洗氣體配管，係在第1閥之處理腔室側，經由第2閥被連接於氣體供給配管，將沖洗氣體導入至氣體供給配管。連動開放部，係在第1閥關閉的狀態下，與對處理腔室之內部的大氣導入連動地打開第2閥。
根據本揭示，可一面抑制供給配管內之腐蝕，一面更安全地將處理腔室開放於大氣。
1:基板處理裝置
10:本體部
20:控制裝置
30:處理腔室
31:蓋子
31a:分隔壁
32:本體
32a:處理室
33:噴淋板
34:氣體供給配管
35:第1閥
36:處理氣體配管
40:處理氣體供給部
41:第2閥
42:沖洗氣體配管
43:凸緣
44:沖洗治具
45:機械閥
49:驅動用配管
50:沖洗氣體供給配管
51:沖洗氣體供給部
60:天線
61,71:匹配器
62,72:高頻電源
70:載置台
G:基板
[圖1]圖1，係表示本揭示的一實施形態中之基板處理裝置之一例的概略剖面圖。
[圖2]圖2，係表示本實施形態之沖洗治具的構成之一例的圖。
[圖3]圖3，係表示相對於各噴淋板的沖洗流量之一例的圖。
[圖4]圖4，係表示沖洗處理之一例的流程圖。
以下，基於圖面，詳細地說明關於所揭示的基板處理裝置及氣體供給配管之沖洗方法的實施形態。另外，揭示之技術並不受以下的實施形態所限定。
在基板處理裝置之維護中，當「為了抑制供給配管內之腐蝕，從開啟處理腔室的蓋子而大氣開放之前，將沖洗氣體供給至供給配管內」時，則存在有處理腔室內成為正壓且與處理腔室的蓋子打開同時，內部之沖洗氣體一口氣噴出而在安全上並不佳的情形。另一方面，當「在打開處理腔室的蓋子後，將沖洗氣體供給至供給配管內」時，則存在有大氣進入供給配管內而導致供給配管腐蝕的情形。因此，期望可一面抑制供給配管內之腐蝕，一面更安全地將處理腔室開放於大氣。
[基板處理裝置1之構成]
圖1，係表示本揭示的一實施形態中之基板處理裝置之一例的概略剖面圖。本實施形態中之電漿處理裝置1，係例如電漿處理裝置，其生成感應耦合電漿(ICP)並使用所生成的電漿，對矩形狀之基板G施予蝕刻或灰化、成膜等的電漿處理。在本實施形態中，基板G，係例如FPD(Flat Panel Display)用之玻璃基板。
基板處理裝置1，係具有本體部10及控制裝置20。本體部10，係例如具有：角筒形狀之氣密的處理腔室30，藉由內壁面經陽極氧化處理之鋁等的導電性材料所形成。處理腔室30，係接地。處理腔室30，係藉由具有複數個噴淋板33之分隔壁31a，劃分上部的蓋子31與下部的本體32。分隔壁31a，係具有介電質窗或金屬窗。由分隔壁31a與本體32所包圍的空間成為處理室32a。蓋子31與本體32，係通常時雖為密閉，但可在A-A面分割，在維護時，係蓋子31側例如往上方向移動而脫離，藉此，本體32內(處理室32a)向大氣開放。
在各噴淋板33，係分別連接有氣體供給配管34。各氣體供給配管34，係用以將從處理腔室30的外部所供給之氣體導入至各噴淋板33的配管。從氣體供給配管34被供給至噴淋板33之氣體，係在噴淋板33內之未圖示的擴散室擴散，並從氣體吐出孔33a被供給至處理室32a。
氣體供給配管34，係經由第1閥35被連接於處理氣體配管36。亦即，氣體供給配管34，係從處理腔室 30的外部連通至處理腔室30之內部的噴淋板33。處理氣體配管36，係經由FRC(Flow Ratio Controller)37、蓋側閥38及本體側閥39被連接於處理氣體供給部40。FRC37，係將由處理氣體供給部40內之MFC(Mass Flow Controller)等的流量控制器所決定之流量依預定的比率進行分配。亦即，雖未圖示，但處理氣體配管36，係直至蓋側閥38為止，例如為1根，在從蓋側閥38至FRC37之間分歧成複數根處理氣體配管36。在經分歧之各處理氣體配管36，係分別設置有FRC37及第1閥35，各個氣體供給配管34被連接於各第1閥35。各氣體供給配管34，係分別被連接於位在分隔壁31a之不同區域的噴淋板33，可藉由調節各FRC37之氣體分配的方式，控制處理氣體的供給分佈。蓋側閥38及本體側閥39，係用以「藉由在打開蓋子31時進行關閉而可將處理氣體配管36分割成蓋子31側與本體32側」的閥。
處理氣體供給部40，係具有氣體供給源、MFC等的流量控制器及閥。流量控制器，係在閥被開啟的狀態下，控制從氣體供給源所供給之處理氣體的流量，並將流量經控制的處理氣體供給至處理氣體配管36。處理氣體，係例如O2氣體或Cl2氣體、BCl3氣體這樣的氯系氣體(腐蝕性氣體)抑或該些混合氣體等。又，處理氣體供給部40，係相同地，將N2氣體等的惰性氣體供給至處理氣體配管36。
在各第1閥35之噴淋板33側的各氣體供給配管34，係分別經由第2閥41連接有各沖洗氣體配管42。各 沖洗氣體配管42，係經由凸緣43被連接於沖洗治具44。第2閥41，係切換從沖洗氣體配管42所供給之沖洗氣體對氣體供給配管34的供給/停止。又，第2閥41，係空氣驅動方式的閥，經由機械閥45連接有驅動用配管49。驅動用配管49，係被連接於沖洗治具44。凸緣43，係用以可分割地連接各沖洗氣體配管42者。各沖洗氣體配管42，係可在凸緣43中，分割成處理腔室30側與沖洗治具44側。亦即，凸緣43，係在維護時連接沖洗治具44並供給沖洗氣體的維護氣體埠。
機械閥45，係能以機械動作控制開關的閥。機械閥45，係具有閥部46與檢測部47。閥部46，係藉由切換從驅動用配管49所導入的沖洗氣體之供給/停止的方式，控制第2閥41之開關。檢測部47，係控制閥部46之開關的切換器，被設置於蓋子31側。在與檢測部47對向之本體32側的位置，係設置有用以按壓檢測部47的塊體48。在蓋子31關閉的情況下，檢測部47，係與塊體48接觸而被按壓的狀態，閥部46為關閉。另一方面，在蓋子31開啟(蓋子31從本體32脫離)的情況下，檢測部47，係成為離開塊體48而未被按壓的狀態，閥部46為開啟。另外，在圖1中，係雖被圖示為閥部46與檢測部47位於分開的位置，但閥部46與檢測部47被一體化，且閥部46與檢測部47機械地連接。另外，驅動用配管49，係與機械閥45可分離地連接。
沖洗治具44，係經由沖洗氣體供給配管50被 連接於沖洗氣體供給部51。沖洗氣體供給部51，係具有氣體供給源、MFC等的流量控制器及閥。流量控制器，係在閥被開啟的狀態下，控制從氣體供給源所供給之沖洗氣體的流量，並將流量經控制的沖洗氣體供給至沖洗氣體供給配管50。沖洗氣體，係例如可使用乾空氣等。另外，沖洗治具44，係為了清洗處理腔室30內，亦可供給水蒸氣。
在此，使用圖2，說明關於沖洗治具44。圖2，係表示本實施形態之沖洗治具的構成之一例的圖。如圖2所示般，沖洗治具44，係從沖洗氣體供給配管50側依序具有手動閥52、調整器53、複數個流量計55、複數個針閥56及複數個過濾器57，並經由沖洗治具44外的凸緣43被連接於各沖洗氣體配管42。又，配管49a從連接手動閥52與調整器53之間的配管分歧，並被連接於沖洗治具44外的驅動用配管49。又，沖洗治具44，係在開啟蓋子31之維護時設置，並經由凸緣43連接有處理腔室30側的各沖洗氣體配管42與沖洗治具44側的各沖洗氣體配管42。而且，在維護時，係驅動用配管49亦被連接於機械閥45。另外，沖洗治具44，係在通常時，亦可被設置為基板處理裝置1的一部分。
手動閥52，係手動地對經由沖洗氣體供給配管50而從沖洗氣體供給部51所供給之沖洗氣體進行開關的閥。當在沖洗治具44之設置後，確認到各沖洗氣體配管42及驅動用配管49的連接時，由操作員打開手動閥52。調整器53，係調整供給至各沖洗氣體配管42之沖洗氣體的壓 力。壓力計54，係計測調整器53中之壓力。調整器53之輸出側的配管42a分歧，分別連接於複數個流量計55。各流量計55，係計測輸出至各沖洗氣體配管42之沖洗氣體的流量。針閥56，係調整各沖洗氣體配管42的流量。過濾器57，係用以去除沖洗氣體中之微粒子等的過濾器。
在此，使用圖3，說明相對於各噴淋板33的沖洗氣體之流量的一例。圖3，係表示相對於各噴淋板33的沖洗流量之一例的圖。圖3所示之氣體供給配管34a，係將複數個氣體供給配管34中之一個抽出者。氣體供給配管34a，係進一步分歧成被連接於各噴淋板33的複數個氣體供給配管34b。在圖3之例子中，當例如52L/min的沖洗氣體被供給至氣體供給配管34a時，沖洗氣體，係均等地被分配至氣體供給配管34b之各者。各氣體供給配管34b，係將6.5L/min的沖洗氣體供給至各噴淋板33。在使用乾空氣作為沖洗氣體的情況下，只要可對各噴淋板33進行5L/min以上的乾空氣沖洗，則可抑制大氣侵入至氣體供給配管34。因此，在圖3之例子中，係可抑制氣體供給配管34、34a、34b內及噴淋板33內的腐蝕。
返回到圖1之說明。在蓋子31內，係設置有天線60。天線60，係藉由銅等導電性高的金屬，被形成為環狀或螺旋狀等的任意形狀。天線60，係藉由未圖示的間隔件與分隔壁31a分離。
高頻電源62經由匹配器61被連接於天線60。高頻電源62，係經由匹配器61，將例如13.56MHz之頻率 的高頻電力供給至天線60。藉此，在位於天線60之下方的處理室32a內形成有感應電場。藉由被形成於處理室32a內之感應電場，從噴淋板33所供給的處理氣體被電漿化，在處理室32a內生成感應耦合電漿。高頻電源62及天線60，係電漿生成機構的一例。
在本體32之底部，係配置有載置基板G的載置台70。載置台70，係被形成為與基板G之形狀對應的四角板狀或四角柱狀。於載置台70之上面，在載置基板G的載置面，係形成有用以保持基板G的靜電卡盤(未圖示)，在進行電漿處理的期間，基板G被固定於載置台70。
在載置台70，係連接有匹配器71及高頻電源72。高頻電源72，係經由匹配器71，將偏壓用之高頻電力供給至載置台70。高頻電源72，係偏壓電力供給機構的一例。偏壓用之高頻電力經由匹配器71被供給至載置台70，藉此，離子會被引入至載置台70所載置的基板G。藉由高頻電源72被供給至載置台70之高頻電力的頻率，係例如50kHz~10MHz之範圍的頻率，例如6MHz。又，在載置台70，係雖未圖示，但設置有用以供給傳熱氣體的配管、溫度調節機構及升降銷等。
在本體32之側面，係設置有用以搬入搬出基板G之未圖示的開口及閘閥。又，在本體32之底部的外周側，係形成有複數個排氣口73。在各排氣口73，係分別經由排氣管74及APC(Auto Pressure Controller)閥75連接有真空泵76。藉由真空泵76對處理室32a內進行排氣，並調整 APC閥75之開合度，藉此，處理室32a內的壓力被維持在預定壓力。
控制裝置20，係具有記憶體、處理器及輸出入介面。控制裝置20內之處理器，係讀出並執行被儲存於控制裝置20內之記憶體的程式，藉此，經由控制裝置20之輸出入介面，控制本體部10的各部。
[氣體供給配管之沖洗方法]
其次，說明關於本實施形態中的氣體供給配管之沖洗方法。圖4，係表示沖洗處理之一例的流程圖。在圖4中，係從「在蓋子31之上部設置沖洗治具44，將各沖洗氣體配管42及驅動用配管49連接至處理腔室30側，並將沖洗氣體供給配管50連接至沖洗氣體供給部51」的狀態，開始說明。
控制裝置20，係使N2氣體從處理氣體供給部40供給至氣體供給配管34(步驟S1)。N2氣體，係經由處理氣體配管36及第1閥35被導入至氣體供給配管34。其次，控制裝置20，係將第1閥35關閉(步驟S2)，使N2氣體的供給停止。亦即，成為N2氣體被封入至處理氣體配管36的狀態。又，控制裝置20，係將蓋側閥38及本體側閥39關閉。其後，由操作員關閉基板處理裝置1之電源。此時，沖洗治具44，係將沖洗氣體供給至各沖洗氣體配管42及驅動用配管49的狀態。
在基板處理裝置1之電源被關閉的狀態下， 由操作員將蓋子31從本體32脫離，大氣被導入至處理腔室30的內部。亦即，處理室32a向大氣開放。機械閥45，係以檢測部47檢測蓋子31從本體32的脫離，並打開閥部46。藉由閥部46被打開而供給的沖洗氣體，打開第2閥41。當第2閥41被打開時，則各沖洗氣體配管42的沖洗氣體被供給至氣體供給配管34。亦即，與處理腔室30之大氣開放連動地，沖洗氣體被供給至氣體供給配管34(步驟S3)。
由於被供給至氣體供給配管34之沖洗氣體，係持續從噴淋板33的氣體吐出孔33a吐出，因此，可阻止大氣侵入至氣體供給配管34內，並抑制氣體供給配管34內的腐蝕。又，由於是不借助人手而與處理腔室30之大氣開放連動地開始沖洗氣體對氣體供給配管34之供給，因此，在大氣開放時，處理腔室30內不會成為正壓且可更安全地將處理腔室開放於大氣。
以上，根據各實施形態，基板處理裝置1，係具有：處理腔室30；氣體供給配管34；處理氣體配管36；沖洗氣體配管42；及連動開放部(機械閥45)。處理腔室30，係在內部藉由腐蝕性之處理氣體來對基板G施予處理的處理腔室。氣體供給配管34，係被連接於處理腔室30並連通至處理腔室30之內部的配管。處理氣體配管36，係經由第1閥35被連接於氣體供給配管34，將處理氣體導入至氣體供給配管34。沖洗氣體配管42，係在第1閥35之處理腔室30側，經由第2閥41被連接於氣體供給配管34，將沖洗氣體導入至氣體供給配管34。連動開放部，係在第1 閥35關閉的狀態下，與對處理腔室30之內部的大氣導入連動地打開第2閥41。其結果，可一面抑制氣體供給配管34內之腐蝕，一面更安全地將處理腔室30開放於大氣。
又，根據本實施形態，處理腔室30，係被構成為藉由本體32與蓋子31而密閉。又，大氣導入，係藉由使蓋子31從本體32脫離的方式，將大氣導入至處理腔室30的內部。其結果，在使蓋子31從本體32脫離的時間點下，可將處理腔室30開放於大氣。
又，根據本實施形態，連動開放部，係基於蓋子31從本體32脫離的方式，打開第2閥41。其結果，在使蓋子31從本體32脫離的時間點下，可將沖洗氣體供給至氣體供給配管34。
又，根據本實施形態，連動開放部，係藉由機械閥45檢測蓋子31從本體32的脫離，並藉由從沖洗氣體配管42分歧而被供給至與機械閥45連接之驅動用配管49的沖洗氣體，打開第2閥41。其結果，即便在基板處理裝置1之電源被關閉的狀態下，亦可將沖洗氣體供給至氣體供給配管34。
又，根據本實施形態，沖洗氣體，係乾空氣。其結果，可抑制氣體供給配管34內之腐蝕。又，即便在大氣開放時持續供給沖洗氣體，亦不會對操作員造成影響。
又，根據本實施形態，基板處理裝置1中的氣體供給配管之沖洗方法，係具有：「關閉經由第1閥35 被連接於氣體供給配管34而將處理氣體導入至氣體供給配管34的處理氣體配管36之第1閥35」的工程，該氣體供給配管34，係被連接於處理腔室30，該處理腔室30，係在內部藉由腐蝕性之處理氣體來對基板G施予處理；及「與對處理腔室30之內部的大氣導入連動地打開沖洗氣體配管42之第2閥41，並將沖洗氣體導入至氣體供給配管34」的工程，該沖洗氣體配管42，係在第1閥35之處理腔室30側，經由第2閥41被連接於氣體供給配管34。其結果，可一面抑制氣體供給配管34內之腐蝕，一面更安全地將處理腔室30開放於大氣。
另外，在上述實施形態中，係雖說明了感應耦合型之基板處理裝置作為電漿源的一例，但亦可為具備有其他電漿源的基板處理裝置。作為感應耦合電漿以外之電漿源，係例如可列舉出電容耦合型電漿(CCP)、微波激發表面波電漿(SWP)、電子迴旋共振電漿(ECP)及螺旋波激發電漿(HWP)等。
本次所揭示之實施形態，係在所有方面皆為例示，吾人應瞭解該等例示並非用以限制本發明。上述之實施形態，係亦可不脫離添附之申請專利範圍及其主旨，以各種形態進行省略、置換、變更。
1:基板處理裝置
10:本體部
20:控制裝置
30:處理腔室
31:蓋子
31a:分隔壁
32:本體
32a:處理室
33:噴淋板
33a:氣體吐出孔
34:氣體供給配管
35:第1閥
36:處理氣體配管
37:FRC
38:蓋側閥
39:本體側閥
40:處理氣體供給部
41:第2閥
42:沖洗氣體配管
43:凸緣
44:沖洗治具
45:機械閥
46:閥部
47:檢測部
48:塊體
49:驅動用配管
50:沖洗氣體供給配管
51:沖洗氣體供給部
60:天線
61:匹配器
62:高頻電源
70:載置台
71:匹配器
72:高頻電源
73:排氣口
74:排氣管
75:APC閥
76:真空泵
G:基板

Claims (6)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵係，具有： 處理腔室，在內部藉由腐蝕性之處理氣體來對基板施予處理； 氣體供給配管，被連接於前述處理腔室並連通至前述處理腔室之內部； 處理氣體配管，經由第1閥被連接於前述氣體供給配管，將前述處理氣體導入至前述氣體供給配管； 沖洗氣體配管，在前述第1閥之前述處理腔室側，經由第2閥被連接於前述氣體供給配管，將沖洗氣體導入至前述氣體供給配管；及 連動開放部，在前述第1閥關閉的狀態下，與對前述處理腔室之內部的大氣導入連動地打開前述第2閥。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中， 前述處理腔室，係被構成為藉由本體與蓋子而密閉， 前述大氣導入，係藉由使前述蓋子從前述本體脫離的方式，將大氣導入至前述處理腔室的內部。
  3. 如請求項2之基板處理裝置，其中， 前述連動開放部，係基於前述蓋子從前述本體脫離的方式，打開前述第2閥。
  4. 如請求項3之基板處理裝置，其中， 前述連動開放部，係藉由機械閥檢測前述蓋子從前述本體的脫離，並藉由從前述沖洗氣體配管分歧而被供給至與前述機械閥連接之驅動用配管的沖洗氣體，打開前述第2閥。
  5. 如請求項1～4中任一項之基板處理裝置，其中， 前述沖洗氣體，係乾空氣。
  6. 一種氣體供給配管之沖洗方法，係基板處理裝置中的氣體供給配管之沖洗方法，其特徵係，具有： 關閉「經由第1閥被連接於與在內部藉由腐蝕性之處理氣體來對基板施予處理的處理腔室連接之氣體供給配管，將前述處理氣體導入至前述氣體供給配管」的處理氣體配管之前述第1閥的工程；及 與對前述處理腔室之內部的大氣導入連動地打開「在前述第1閥之前述處理腔室側，經由第2閥被連接於前述氣體供給配管」的沖洗氣體配管之前述第2閥，並將沖洗氣體導入至前述氣體供給配管的工程。
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