JP4753888B2 - Substrate holding mechanism and plasma processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は,液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display)やエレクトロルミネセンスディスプレイ(Electro−Luminescence Display)などのフラットパネルディスプレイ(Flat Panel Display)用基板を保持する基板保持機構及びプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate holding mechanism and a plasma processing apparatus for holding a flat panel display (Flat Panel Display) substrate such as a liquid crystal display and an electro-luminescence display (Electro-Luminescence Display).
フラットパネルディスプレイ(FPD)のパネル製造においては,一般にガラスなどの絶縁体からなる基板上に画素のデバイスまたは電極や配線等が形成される。このようなパネル製造の様々な工程のうち,エッチング,CVD,アッシング,スパッタリング等の微細加工は,プラズマ処理装置によって行われる。プラズマ処理装置は,例えば減圧可能な処理容器内で基板を下部電極を構成するサセプタを備える載置台の上に載置し,サセプタに高周波電力を供給することによって,基板上に処理ガスのプラズマを形成し,このプラズマによって基板上にエッチングなどの所定の処理を行うようになっている。 In the manufacture of flat panel display (FPD) panels, pixel devices or electrodes, wirings, and the like are generally formed on a substrate made of an insulator such as glass. Of these various panel manufacturing processes, fine processing such as etching, CVD, ashing, and sputtering is performed by a plasma processing apparatus. The plasma processing apparatus, for example, places a substrate on a mounting table including a susceptor that constitutes a lower electrode in a depressurized processing container, and supplies high frequency power to the susceptor, thereby generating plasma of a processing gas on the substrate. Then, a predetermined process such as etching is performed on the substrate by the plasma.
この場合,プラズマ処理中の発熱による温度上昇を抑えて基板の温度を一定に制御する必要がある。このため,チラー装置より温調された冷媒を載置台内の冷媒通路に循環供給すると同時に,Heガスなどの伝熱性の良いガス(伝熱ガス)を載置台の中を通して基板の裏面に供給して,基板を間接的に冷却する方式がよく用いられている。この冷却方式は,Heガスの供給圧力に抗して基板を載置台上に固定保持する必要があるため,載置台上に基板保持部を設け,例えば静電吸着力より基板保持部の基板保持面に基板を吸着保持するようになっている。 In this case, it is necessary to control the temperature of the substrate to be constant while suppressing a temperature rise due to heat generation during plasma processing. For this reason, a coolant whose temperature is controlled by the chiller is circulated and supplied to the coolant passage in the mounting table, and at the same time, a gas having good heat transfer property (heat transfer gas) such as He gas is supplied to the back surface of the substrate through the mounting table. Therefore, a method of indirectly cooling the substrate is often used. Since this cooling method requires that the substrate be fixed and held on the mounting table against the He gas supply pressure, a substrate holding unit is provided on the mounting table. For example, the substrate holding unit holds the substrate by electrostatic attraction force. The substrate is sucked and held on the surface.
載置台上の基板保持面に対して基板が位置ずれしていると,サセプタ上で基板保持面が露出するので,この状態でサセプタに高周波電力を印加してプラズマを発生させると,異常放電が発生してサセプタを損傷させる虞がある。従って,このような基板の位置ずれをプラズマを発生させる前に検出することができれば,異常放電の発生を未然に防ぐことができる。 If the substrate is displaced with respect to the substrate holding surface on the mounting table, the substrate holding surface is exposed on the susceptor. If high-frequency power is applied to the susceptor in this state to generate plasma, abnormal discharge will occur. May occur and damage the susceptor. Therefore, if such a position shift of the substrate can be detected before the plasma is generated, the occurrence of abnormal discharge can be prevented in advance.
ところで,近年ではFPD用の絶縁基板は益々大型化の要求が高まっている。このようなFPD用基板は,半導体ウエハに比べてはるかにサイズが大きいため,搬送アームなどの搬送機構を使っても載置台上に正確に基板を載置させるのは極めて困難となる。従って,FPD用基板の場合には,基板の位置ずれを異常放電が発生しない範囲である程度許容できるようにすることが必要となる。 By the way, in recent years, the demand for increasing the size of an insulating substrate for FPD is increasing. Since such an FPD substrate is much larger than a semiconductor wafer, it is extremely difficult to accurately place the substrate on the mounting table even if a transfer mechanism such as a transfer arm is used. Therefore, in the case of an FPD substrate, it is necessary to allow the positional deviation of the substrate to some extent within a range in which abnormal discharge does not occur.
このような位置ずれに対する対策方法として,半導体ウエハの技術では,例えば特許文献1,2に記載のものが知られている。これらの技術は,エッジリングに傾斜面を形成したり,傾斜する突起を半導体ウエハの載置される領域の外側に設けることによって,半導体ウエハが位置ずれしてその端部がエッジリングや突起の斜面に引っかかっても,傾斜面を滑り落ちて位置ずれを修正することができるようにしたものである。 As countermeasures against such misalignment, for example, those disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known in the semiconductor wafer technology. In these techniques, an inclined surface is formed on the edge ring, or an inclined protrusion is provided outside the region where the semiconductor wafer is placed, so that the semiconductor wafer is displaced and its end portion is formed by the edge ring or protrusion. Even if it catches on a slope, it can slide down the slope and correct the displacement.
しかしながら,このような技術を半導体ウエハに比べてはるかにサイズが大きいFPD用基板ではその重量も半導体ウエハに比べて大きいため,FPD用基板の端部がエッジリングや突起の斜面に引っかかっても,傾斜面を滑り落ち難く,乗り上げたままになってしまって位置ずれが修正できない蓋然性が高い。 However, since the weight of an FPD substrate having a size much larger than that of a semiconductor wafer is larger than that of a semiconductor wafer, even if the end of the FPD substrate is caught on the edge ring or the slope of the protrusion, It is difficult to slip off the inclined surface, and it is highly likely that it will remain on the slope and the misalignment cannot be corrected.
また,例えば特許文献3に記載の技術のように,載置台の上部に圧力測定孔を設け,圧力測定孔を介して圧力測定ガスを載置台と半導体ウエハとの間に供給して圧力測定ガスの圧力を監視するものがある。この方法では,例えば半導体ウエハがない場合や静電保持力が小さい場合には,圧力測定孔から圧力測定ガスが漏れて圧力が低下するため,その圧力を監視することによって,載置台上の半導体ウエハの有無と保持状態を検出する。しかしながら,この方法では半導体ウエハの位置ずれまでは検出できない。 Further, for example, as in the technique described in Patent Document 3, a pressure measurement hole is provided in the upper portion of the mounting table, and the pressure measurement gas is supplied between the mounting table and the semiconductor wafer via the pressure measurement hole. There is something to monitor the pressure of. In this method, for example, when there is no semiconductor wafer or when the electrostatic holding force is small, the pressure measurement gas leaks from the pressure measurement hole and the pressure decreases, so the semiconductor on the mounting table is monitored by monitoring the pressure. The presence / absence and holding state of the wafer are detected. However, this method cannot detect even a semiconductor wafer misalignment.
そこで,本発明は,このような問題に鑑みてなされたもので,その目的とするところは,被処理基板の位置ずれをある程度許容しつつ,異常放電の発生を未然に防止できる基板保持機構及びプラズマ処理装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a substrate holding mechanism capable of preventing the occurrence of abnormal discharge in advance while allowing a positional deviation of the substrate to be processed to some extent. It is to provide a plasma processing apparatus.
上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,プラズマが生成される空間内で絶縁体からなる矩形の被処理基板を載置保持する基板保持機構であって,前記被処理基板を載置保持する矩形の載置台と,前記載置台とこの載置台の基板保持面に保持された被処理基板との間にガスを供給するためのガス流路と,前記載置台の基板保持面に形成され,前記ガス流路からのガスを前記基板保持面上に案内する複数のガス孔と,前記ガス孔が形成される領域が前記基板保持面の内側になるようにして,前記ガス孔形成領域全面にわたって形成される凹部と,前記基板保持面の前記ガス孔形成領域の外周に形成される枠部と,前記枠部上面の4つの角部にそれぞれに形成した複数の基板位置ずれ検出孔と,前記各基板位置ずれ検出孔と前記凹部とをそれぞれ連通する連通路と,前記ガス流路の圧力を測定する圧力測定手段と,前記載置台上に被処理基板を保持したときに,その被処理基板により前記各基板位置ずれ検出孔が塞がれているか否かを,前記圧力測定手段からの検出圧力に基づく前記各基板位置ずれ検出孔からのガス漏れ量によって検出することにより,所定の位置ずれ許容量を超える前記被処理基板の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出手段とを備えることを特徴とする基板保持機構が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, there is provided a substrate holding mechanism for mounting and holding a rectangular target substrate made of an insulator in a space where plasma is generated, A rectangular mounting table for mounting and holding, a gas flow path for supplying gas between the mounting table and the substrate to be processed held on the substrate holding surface of the mounting table, and a substrate holding of the mounting table A plurality of gas holes formed on a surface for guiding the gas from the gas flow path onto the substrate holding surface, and the region where the gas holes are formed is located inside the substrate holding surface. A plurality of substrate position shifts formed at each of four corners on the upper surface of the frame portion, a recess formed on the entire surface of the hole formation region, a frame portion formed on the outer periphery of the gas hole formation region of the substrate holding surface a detection hole, the said respective substrate positional deviation detection hole concave A communication passage for communicating preparative respectively, and pressure measuring means for measuring the pressure of the gas flow path, when holding a substrate to be processed on the mounting table, wherein each substrate position displacement detection hole by the substrate to be processed By detecting whether or not the substrate is blocked by the amount of gas leakage from each substrate displacement detection hole based on the detected pressure from the pressure measuring means , There is provided a substrate holding mechanism comprising a positional deviation detecting means for detecting the presence or absence of positional deviation.
このような構成の本発明によれば,基板位置ずれ検出孔には,連通路を介して伝熱ガス(例えばHeガス)が流れる。このため,被処理基板が位置ずれしていない場合には,基板位置ずれ検出孔は被処理基板で塞がれるのでガスが漏れないのに対して,被処理基板が基板保持面の一部が露出するほどの位置ずれしている場合には,基板位置ずれ検出孔からのガスの漏れ量が増大するので,位置ずれを検出することができる。これにより,被処理基板の位置ずれをある程度許容しつつ,被処理基板の位置ずれによる異常放電の発生を未然に防ぐことができる。 According to the present invention having such a configuration, the heat transfer gas (for example, He gas) flows through the communication path through the substrate positional deviation detection hole. For this reason, when the substrate to be processed is not displaced, the substrate displacement detection hole is blocked by the substrate to be processed, so that gas does not leak, whereas the substrate to be processed has a part of the substrate holding surface. If the position is shifted to the extent that it is exposed, the amount of gas leakage from the substrate position shift detection hole is increased, so that the position shift can be detected. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of abnormal discharge due to the positional deviation of the substrate to be processed while allowing the positional deviation of the substrate to be processed to some extent.
この場合,上記基板位置ずれ検出孔は,前記枠部の4つの角部に形成されることが好ましい。この4つの基板位置ずれ検出孔だけで,被処理基板が基板保持面に対して平行に位置ずれしている場合のみならず,被処理基板が基板保持面に対して斜行して位置ずれしている場合についても,被処理基板の位置ずれを検出することができる。また,上記凹部の下面には,この凹部が形成されている領域内で基板を保持する多数の凸部を設けるようにしてもよい。 In this case, it is preferable that the substrate position detection holes are formed at the four corners of the frame portion. Not only when the substrate to be processed is displaced in parallel with the substrate holding surface by these four substrate displacement detection holes, but the substrate to be processed is skewed with respect to the substrate holding surface. Even in this case, it is possible to detect the positional deviation of the substrate to be processed. Further, a plurality of convex portions for holding the substrate in the region where the concave portions are formed may be provided on the lower surface of the concave portion.
上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,プラズマが生成される空間内で,矩形の絶縁体からなるフラットディスプレイ用の被処理基板を載置保持する基板保持機構であって,前記被処理基板を載置保持する載置台と,前記載置台とこの載置台の基板保持面に保持された被処理基板との間にガスを供給するためのガス流路と,前記載置台の基板保持面に形成され,前記ガス流路からのガスを前記基板保持面上に案内する複数のガス孔と,前記被処理基板が前記載置台の基板保持面の基準位置にあるとしたときのその被処理基板の周縁よりも外側に所定の位置ずれ許容量だけ離間して前記周縁に沿って配設され,前記位置ずれ許容量を超えて位置ずれした前記被処理基板が乗り上げて持ち上がるように前記載置台の基板保持面から突出してなる位置ずれ検出用突起と,前記ガス流路の圧力を測定する圧力測定手段と,前記載置台上に被処理基板を保持したときに,その被処理基板が前記位置ずれ検出用突起に乗り上げて持ち上がっているか否かを,前記圧力測定手段からの検出圧力に基づく前記ガス孔からのガス漏れ量によって検出することにより,前記位置ずれ許容量を超える前記被処理基板の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出手段と,を備えることを特徴とする基板保持機構が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, there is provided a substrate holding mechanism for mounting and holding a substrate to be processed for a flat display made of a rectangular insulator in a space where plasma is generated. A mounting table for mounting and holding the target substrate; a gas flow path for supplying gas between the mounting table and the target substrate held on the substrate holding surface of the mounting table; A plurality of gas holes formed on the substrate holding surface of the mounting table for guiding the gas from the gas flow path onto the substrate holding surface, and the substrate to be processed are at a reference position of the substrate holding surface of the mounting table. When the substrate to be processed is placed on the outer periphery of the substrate to be processed and separated from the periphery of the substrate by a predetermined misalignment allowance, the substrate to be processed that has been misaligned beyond the allowance of misalignment rides up and lifts up. Like the substrate holding surface of the table above A positional shift detection projection formed by protruding, the pressure measuring means for measuring the pressure of the gas flow path, when holding a substrate to be processed on the mounting table, its protrusion for the substrate to be processed the positional deviation detection Whether or not the substrate to be processed has a positional deviation exceeding the positional deviation allowable amount is detected by detecting whether or not the board is lifted by the amount of gas leakage from the gas hole based on the detected pressure from the pressure measuring means. There is provided a substrate holding mechanism characterized by comprising a displacement detection means for detecting.
上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,処理室内に処理ガスを導入し,前記処理ガスのプラズマを発生させることによって,前記処理室内の載置台に載置保持された矩形の絶縁体からなるフラットディスプレイ用の被処理基板に所定のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって,前記載置台とこの載置台の基板保持面に保持された被処理基板との間にガスを供給するためのガス流路と,前記載置台の基板保持面に形成され,前記ガス流路からのガスを前記基板保持面上に案内する複数のガス孔と,前記被処理基板が前記載置台の基板保持面の基準位置にあるとしたときのその被処理基板の周縁よりも外側に所定の位置ずれ許容量だけ離間して前記周縁に沿って配設され,前記位置ずれ許容量を超えて位置ずれした前記被処理基板が乗り上げて持ち上がるように前記載置台の基板保持面から突出してなる位置ずれ検出用突起と,前記ガス流路の圧力を測定する圧力測定手段と,前記載置台上に被処理基板を保持したときに,その被処理基板が前記位置ずれ検出用突起に乗り上げて持ち上がっているか否かを,前記圧力測定手段からの検出圧力に基づく前記ガス孔からのガス漏れ量によって検出することにより,前記位置ずれ許容量を超える前記所定の位置ずれ許容量以上の前記被処理基板の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出手段とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, by introducing a processing gas into the processing chamber, by generating a plasma of the processing gas, which is placed and held on the mounting table in the processing chamber A plasma processing apparatus for performing predetermined plasma processing on a substrate to be processed for a flat display made of a rectangular insulator , wherein a gas is interposed between the mounting table and the substrate to be processed held on the substrate holding surface of the mounting table. A gas flow path for supplying gas, a plurality of gas holes formed on the substrate holding surface of the mounting table for guiding the gas from the gas flow path onto the substrate holding surface, and the substrate to be processed described above When the substrate holding surface of the mounting table is at the reference position, the substrate is disposed along the peripheral edge with a predetermined positional deviation allowable amount outside the peripheral edge of the substrate to be processed, and exceeds the allowable positional deviation amount. Misaligned Holding and positional shift detection projections formed by projecting from the substrate holding surface of the mounting table as lifts ride is physical substrate, and a pressure measuring means for measuring the pressure of the gas flow path, a substrate to be processed on the mounting table In this case, by detecting whether or not the substrate to be processed rides on the position deviation detection protrusion and is lifted by the amount of gas leakage from the gas hole based on the detected pressure from the pressure measuring means, There is provided a plasma processing apparatus, comprising: a positional deviation detecting means for detecting the presence or absence of positional deviation of the substrate to be processed exceeding the predetermined positional deviation allowable amount exceeding the allowable positional deviation amount.
このような構成の本発明によれば,被処理基板の基準位置から所定の位置ずれ許容量だけ離間して位置ずれ検出用突起を形成することにより,被処理基板が所定の位置ずれ許容量を超えて位置ずれしている場合には,被処理基板の一部が位置ずれ検出用突起に乗り上げてガス孔からのガスの漏れ量が増大するので,被処理基板の位置ずれを検出することができる。これにより,被処理基板上にプラズマを形成する前に位置ずれを検出することができるので,被処理基板の位置ずれをある程度許容しつつ,被処理基板の位置ずれによる異常放電の発生を未然に防ぐことができる。 According to the present invention having such a configuration, the substrate to be processed has a predetermined positional deviation allowable amount by forming the positional deviation detection protrusions apart from the reference position of the substrate to be processed by a predetermined positional deviation allowable amount. If the position of the substrate to be processed is shifted, a part of the substrate to be processed rides on the displacement detection protrusion and the amount of gas leakage from the gas hole increases. it can. As a result, the positional deviation can be detected before the plasma is formed on the substrate to be processed. Therefore, the occurrence of abnormal discharge due to the positional deviation of the substrate to be processed is allowed while allowing the positional deviation of the substrate to be processed to some extent. Can be prevented.
この場合,上記位置ずれ許容量は,前記載置台に被処理基板を保持したときに前記載置台の基板保持面が露出しない範囲で設定することが好ましい。これにより,例えば基板が伝熱ガスのガス孔形成領域を外れる程度に大きく位置ずれしている場合はもちろん,基板保持面の一部が露出する程度の微小な位置ずれしている場合にも,伝熱ガスがガス孔からの漏れ量が増大するので,位置ずれを検出することができる。これにより,被処理基板の位置ずれをある程度許容しつつ,被処理基板の位置ずれによる異常放電の発生を未然に防ぐことができる。 In this case, it is preferable that the allowable displacement is set within a range in which the substrate holding surface of the mounting table is not exposed when the substrate to be processed is held on the mounting table. As a result, for example, when the substrate is largely displaced so as to deviate from the gas hole formation region of the heat transfer gas, not only when the substrate is slightly displaced so that a part of the substrate holding surface is exposed. Since the amount of heat transfer gas leaked from the gas hole increases, it is possible to detect a positional shift. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of abnormal discharge due to the positional deviation of the substrate to be processed while allowing the positional deviation of the substrate to be processed to some extent.
また,上記載置台は,例えばサセプタと,前記サセプタ上に設けられ,前記基板保持面で前記被処理基板を保持する基板保持部と,前記サセプタ及び前記基板保持部の周囲を囲むように配設される外枠部とを備え,前記位置ずれ検出用突起は,例えば前記外枠部の上部に形成される。これによれば,位置ずれ検出用突起を外枠部の上部に形成するという簡単な構成で被処理基板の位置ずれを検出することができ,異常放電の発生を未然に防ぐことができる。 Further, the mounting table includes, for example, a susceptor, a substrate holding part that is provided on the susceptor and holds the substrate to be processed by the substrate holding surface, and is disposed so as to surround the periphery of the susceptor and the substrate holding part. And the misalignment detection projection is formed, for example, on the upper part of the outer frame portion. According to this, it is possible to detect the position shift of the substrate to be processed with a simple configuration in which the position shift detection protrusion is formed on the upper part of the outer frame portion, and it is possible to prevent the occurrence of abnormal discharge.
また,上記基板保持面のサイズは,前記被処理基板のサイズよりも寸法2aだけ小さいものとし,前記位置ずれ許容量を寸法bとすると,各寸法a,bの関係は,a>bであることが好ましい。このような位置に位置ずれ検出用突起を配置することによって,例えば被処理基板が基準位置から位置ずれしていても,被処理基板が位置ずれ検出用突起に乗り上げない位置では,基板保持面の一部が露出することはないので位置ずれを許容できる。これに対して,基板保持面の一部が露出するほど被処理基板が位置ずれしている場合には,被処理基板が位置ずれ検出用突起に乗り上げるため,ガス孔からのガスの漏れ量が増大するので,これらの位置ずれを検出することができる。これにより,被処理基板の位置ずれをある程度許容しつつ,被処理基板の位置ずれによる異常放電の発生を未然に防ぐことができる。 In addition, if the size of the substrate holding surface is smaller than the size of the substrate to be processed by a dimension 2a and the allowable displacement is a dimension b, the relationship between the dimensions a and b is a> b. It is preferable. By disposing the misalignment detection protrusion at such a position, for example, even if the substrate to be processed is displaced from the reference position, the substrate holding surface is not positioned at the position where the substrate to be processed does not run over the misalignment detection protrusion. Since a part of the film is not exposed, the positional deviation can be allowed. On the other hand, when the substrate to be processed is displaced so that a part of the substrate holding surface is exposed, the substrate to be processed runs on the displacement detection protrusion, so that the amount of gas leakage from the gas hole is small. Since it increases, these misregistrations can be detected. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of abnormal discharge due to the positional deviation of the substrate to be processed while allowing the positional deviation of the substrate to be processed to some extent.
また,上記外枠部の上部の高さをh1とし,前記位置ずれ検出用突起の上部の高さをh2とし,前記基板保持面の高さをhとすると,前記各高さh1,h,h2の関係は,h1≦h<h2であることが好ましい。このような位置に位置ずれ検出用突起を配置することによって,被処理基板が位置ずれ検出用突起に乗り上げたときに,基板保持面から被処理基板を持ち上げることができるのでガス孔からのガスの漏れ量が増大させることができる。 Further, when the height of the upper portion of the outer frame portion is h1, the height of the upper portion of the displacement detection protrusion is h2, and the height of the substrate holding surface is h, the heights h1, h, The relationship of h2 is preferably h1 ≦ h <h2. By disposing the misregistration detection protrusion at such a position, when the substrate to be processed rides on the misalignment detection protrusion, the target substrate can be lifted from the substrate holding surface. The amount of leakage can be increased.
また,上記位置ずれ検出用突起は,例えば前記被処理基板の周縁に沿って枠状に形成してもよく,また,上記位置ずれ検出用突起は,駒状に形成して,その駒状の位置ずれ検出用突起を前記被処理基板の周縁に沿って複数設けるようにしてもよい。このような位置ずれ検出用突起によれば,位置ずれ検出用突起を必要な位置に取付けるだけという極めて簡単な構成で被処理基板の位置ずれを検出することができる。さらに,上記位置ずれ検出用突起は,着脱可能に設けるようにしてもよい。これにより,位置ずれ検出用突起332の交換が容易となる。また,基板の形状等に応じて適切な位置に配置を変えることができるとともに,適切な形状のものに交換することもできる。
The misregistration detection projection may be formed in a frame shape, for example, along the periphery of the substrate to be processed, and the misregistration detection projection is formed in a frame shape. A plurality of misalignment detection protrusions may be provided along the periphery of the substrate to be processed. According to such a misregistration detection projection, it is possible to detect the misregistration of the substrate to be processed with a very simple configuration in which the misregistration detection projection is simply attached to a necessary position. Furthermore, the above-described misalignment detection protrusion may be provided so as to be detachable. This facilitates replacement of the
なお,上記基板保持部は,例えば下部誘電体層と上部誘電体層との間に電極板を挟んで構成し,前記電極板に所定の電圧を印加することによって発生する静電吸着力によって前記基板保持面に前記被処理基板を吸着保持するようにしてもよい。 The substrate holding part is configured, for example, by sandwiching an electrode plate between a lower dielectric layer and an upper dielectric layer, and the electrostatic attraction force generated by applying a predetermined voltage to the electrode plate The substrate to be processed may be sucked and held on the substrate holding surface.
本発明によれば,被処理基板の位置ずれをある程度許容しつつ,異常放電の発生を未然に防止できる基板保持機構及びプラズマ処理装置を提供できるものである。 According to the present invention, it is possible to provide a substrate holding mechanism and a plasma processing apparatus capable of preventing the occurrence of abnormal discharge in advance while allowing a positional deviation of the substrate to be processed to some extent.
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(プラズマ処理装置の構成例)
先ず,本発明を複数のプラズマ処理装置を備えるマルチチャンバータイプの処理装置に適用した場合の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は,本実施形態にかかる処理装置100の外観斜視図である。同図に示す処理装置100は,フラットパネルディスプレイ用基板(FPD用基板)Gに対してプラズマ処理を施すための3つのプラズマ処理装置を備える。プラズマ処理装置はそれぞれ処理室200を備える。
(Configuration example of plasma processing equipment)
First, an embodiment when the present invention is applied to a multi-chamber type processing apparatus including a plurality of plasma processing apparatuses will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of a
処理室200内には,例えばFPD用基板Gを載置する載置台が設けられており,この載置台の上方に処理ガス(例えばプロセスガス)を導入するためのシャワーヘッドが設けられている。載置台は下部電極を構成するサセプタを備え,これと平行に対向して設けられるシャワーヘッドは上部電極としての機能も兼ねる。各処理室200では同一の処理(例えばエッチング処理等)を行っても良いし,互いに異なった処理(例えばエッチング処理とアッシング処理等)を行うようにしても良い。なお,処理室200内の具体的構成例については後述する。
In the
各処理室200はそれぞれ,断面多角形状(例えば断面矩形状)の搬送室110の側面にゲートバルブ102を介して連結されている。搬送室110にはさらに,ロードロック室120がゲートバルブ104を介して連結されている。ロードロック室120には,基板搬出入機構130がゲートバルブ106を介して隣設されている。
Each
基板搬出入機構130にそれぞれ2つのインデクサ140が隣設されている。インデクサ140には,FPD用基板Gを収納するカセット142が載置される。カセット142は複数枚(例えば25枚)のFPD用基板Gが収納可能に構成されている。
Two
このようなプラズマ処理装置によってFPD用基板Gに対してプラズマ処理を行う際には,先ず基板搬出入機構130によりカセット142内のFPD用基板Gをロードロック室120内へ搬入する。このとき,ロードロック室120内に処理済みのFPD用基板Gがあれば,その処理済みのFPD用基板Gをロードロック室120内から搬出し,未処理のFPD用基板Gと置き換える。ロードロック室120内へFPD用基板Gが搬入されると,ゲートバルブ106を閉じる。
When plasma processing is performed on the FPD substrate G by using such a plasma processing apparatus, first, the FPD substrate G in the
次いで,ロードロック室120内を所定の真空度まで減圧した後,搬送室110とロードロック室120間のゲートバルブ104を開く。そして,ロードロック室120内のFPD用基板Gを搬送室110内の搬送機構(図示せず)により搬送室110内へ搬入した後,ゲートバルブ104を閉じる。
Next, after reducing the pressure in the
搬送室110と処理室200との間のゲートバルブ102を開き,上記搬送機構により処理室200内の載置台に未処理のFPD用基板Gを搬入する。このとき,処理済みのFPD用基板Gがあれば,その処理済みのFPD用基板Gを搬出し,未処理のFPD用基板Gと置換える。
The
処理室200内では,処理ガスをシャワーヘッドを介して処理室内に導入し,下部電極或は上部電極,又は上部電極と下部電極の両方に高周波電力を供給することによって,下部電極と上部電極との間に処理ガスのプラズマを発生させることによって,載置台上に保持されたFPD用基板Gに対して所定のプラズマ処理を行う。
In the
(処理室の構成例) (Configuration example of processing chamber)
次に,処理室200の具体的構成例について図面を参照しながら説明する。ここでは,本発明のプラズマ処理装置を,例えばガラス基板などのFPD用の絶縁基板(以下,単に「基板」とも称する)Gをエッチングする容量結合型プラズマ(CCP)エッチング装置に適用した場合の処理室の構成例について説明する。図2は,処理室200の概略構成を示す断面図である。
Next, a specific configuration example of the
図2に示す処理室200は,例えば表面が陽極酸化処理(アルマイト処理)されたアルミニウムからなる略角筒形状の処理容器202を備える。処理容器202はグランドに接地されている。処理室200内の底部には,下部電極を構成するサセプタ310を有する載置台300が配設されている。載置台300は,矩形の基板Gを固定保持する基板保持機構として機能し,矩形の基板Gに対応した矩形形状に形成される。この載置台の具体的構成例は後述する。
The
載置台300の上方には,サセプタ310と平行に対向するように,上部電極として機能するシャワーヘッド210が対向配置されている。シャワーヘッド210は処理容器202の上部に支持されており,内部にバッファ室222を有するとともに、サセプタ310と対向する下面には処理ガスを吐出する多数の吐出孔224が形成されている。このシャワーヘッド210はグランドに接地されており,サセプタ310とともに一対の平行平板電極を構成している。
Above the mounting table 300, a
シャワーヘッド210の上面にはガス導入口226が設けられ,ガス導入口226にはガス導入管228が接続されている。ガス導入管228には,開閉バルブ230,マスフローコントローラ(MFC)232を介して処理ガス供給源234が接続されている。
A
処理ガス供給源234からの処理ガスは,マスフローコントローラ(MFC)232によって所定の流量に制御され,ガス導入口226を通ってシャワーヘッド210のバッファ室222に導入される。処理ガス(エッチングガス)としては,例えばハロゲン系のガス,O2ガス,Arガスなど,通常この分野で用いられるガスを用いることができる。
The processing gas from the processing
処理室200の側壁には基板搬入出口204を開閉するためのゲートバルブ102が設けられている。また,処理室200の側壁の下方には排気口が設けられ,排気口には排気管208を介して真空ポンプ(図示せず)を含む排気装置209が接続される。この排気装置209により処理室200の室内を排気することによって,プラズマ処理中に処理室200内を所定の真空雰囲気(たとえば10mTorr=約1.33Pa)に維持することができる。
A
(基板保持機構を適用した載置台の構成例)
ここで,本発明にかかる基板保持機構を適用した載置台300の具体的な構成例について図2,図3を参照しながら説明する。図3は,載置台300の伝熱ガス供給機構の構成例を説明する図である。図3は,図2に示す載置台300の上部分の断面を簡略化して示したものである。図3では,説明を簡単にするために図2に示す静電保持部320を省略している。
(Configuration example of a mounting table to which a substrate holding mechanism is applied)
Here, a specific configuration example of the mounting table 300 to which the substrate holding mechanism according to the present invention is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the heat transfer gas supply mechanism of the mounting table 300. FIG. 3 shows a simplified cross section of the upper part of the mounting table 300 shown in FIG. In FIG. 3, the
図2に示すように,載置台300は,絶縁性のベース部材302と,このベース部材302上に設けられる導電体(例えばアルミニウム)からなる矩形ブロック状のサセプタ310とを備える。なお,サセプタ310の側面は,図2に示すように絶縁被膜311で覆われている。
As shown in FIG. 2, the mounting table 300 includes an insulating
サセプタ310上には,基板Gを基板保持面で保持する基板保持部の1例としての静電保持部320が設けられる。静電保持部320は,例えば下部誘電体層と上部誘電体層との間に電極板322を挟んで構成される。載置台300の外枠を構成し,上記ベース部材302,サセプタ310,静電保持部320の周りを囲むように,例えばセラミックや石英の絶縁部材からなる矩形枠状の外枠部330が配設される。
On the
なお,静電保持部320の下部誘電体層および上部誘電体層は,その体積固有抵抗値が1×1014Ω・cm以上の絶縁体,例えばアルミナ(Al2O3)およびジルコニア(ZrO2)の少なくとも一方を主成分とするセラミックスにより構成することが好ましい。電極板322は,任意の導電体材でよく,たとえばタングステンからなる。公知のプラズマ溶射法により,サセプタ310上に下部誘電体層,電極板322,上部誘電体層の三層を順次重ねて形成することができる。
Note that the lower dielectric layer and the upper dielectric layer of the
静電保持部320の電極板322には,直流(DC)電源315がスイッチ316を介して電気的に接続されている。スイッチ316は,例えば電極板322に対してDC電源315とグランド電位とを切り換えられるようになっている。なお,電極板322と直流(DC)電源315との間に,サセプタ310側からの高周波を遮断して,サセプタ310側の高周波がDC電源315側に漏洩するのを阻止する高周波遮断部(図示しない)を設けてもよい。高周波遮断部は,1MΩ以上の高い抵抗値を有する抵抗器または直流を通すローパスフィルタで構成するのが好ましい。
A direct current (DC)
スイッチ316がDC電源315側に切り換えられると,DC電源315からのDC電圧が電極板322に印加される。このDC電圧が正極性の電圧である場合,基板Gの上面には負の電荷(電子、負イオン)が引き付けられるようにして蓄積する。これにより,基板G上面の負の面電荷と電極板322との間に基板Gおよび上部誘電体層を挟んで互いに引き合う静電吸着力つまりクーロン力が働き,この静電吸着力で基板Gは載置台300上に吸着保持される。スイッチ316がグランド側に切り換えられると,電極板322が除電され,これに伴って基板Gも除電され,上記クーロン力つまり静電吸着力が解除される。
When the
サセプタ310には,整合器312を介して高周波電源314の出力端子が電気的に接続されている。高周波電源314の出力周波数は,比較的高い周波数たとえば13.56MHzに選ばれる。高周波電源314からの高周波電力は,プラズマ発生用とバイアス用とに兼用される。すなわち,プラズマ処理中にサセプタ310に印加される高周波電源314からの高周波電力によって,基板Gの上には処理ガスのプラズマPZが生成されるとともに,プラズマPZ中のイオンが基板Gの上面(被処理面)に引き込まれる。これにより,基板G上に所定のプラズマエッチング処理が施される。
The output terminal of the high
サセプタ310の内部には冷媒流路340が設けられており,チラー装置(図示せず)から所定の温度に調整された冷媒が冷媒流路340を流れるようになっている。この冷媒によって,サセプタ310の温度を所定の温度に調整することができる。
A
載置台300は,静電保持部320の基板保持面と基板Gの裏面との間に伝熱ガス(例えばHeガス)を所定の圧力で供給する伝熱ガス供給機構を備える。伝熱ガス供給機構は,伝熱ガスをサセプタ310内部のガス流路352を介して基板Gの裏面に所定の圧力で供給するようになっている。
The mounting table 300 includes a heat transfer gas supply mechanism that supplies heat transfer gas (for example, He gas) at a predetermined pressure between the substrate holding surface of the
伝熱ガス供給機構は,具体的には例えば図3に示すように構成される。すなわち,サセプタ310の上面及び静電保持部320にはガス孔354が多数設けられており,これらのガス孔354は上記ガス流路352に連通している。ガス孔354は,例えば図15A,図15Bに示すように,基板保持面外周から例えば寸法cだけ内側のガス孔形成領域Rに所定間隔で多数配列されている。
Specifically, the heat transfer gas supply mechanism is configured as shown in FIG. 3, for example. That is, the upper surface of the
ガス流路352には,例えば伝熱ガスとしてHeガスを供給するHeガス供給源364が圧力調整バルブ(PCV:Pressure Control Valve)362を介して接続されている。圧力制御バルブ(PCV)362は,ガス孔354側へ供給されるHeガスの圧力が所定の圧力になるように流量を調整するものである。
For example, a He
圧力制御バルブ(PCV)362は,例えばガス流路352を通流する伝熱ガスの圧力を測定する圧力測定手段の1例としてのマノメータ(例えばキャパシタンスマノメータ(CM))363を備えるとともに,図示しない流量調節バルブ(例えばピエゾバルブ),フローメータ,流量調節バルブであるピエゾバルブを制御するコントローラとが一体化されて構成されている。そして,マノメータ363で測定されたHeガスの圧力に基づいて,コントローラが例えばPID制御によりガス圧が一定になるようにピエゾバルブを制御してHeガス流量を制御する。
The pressure control valve (PCV) 362 includes, for example, a manometer (for example, a capacitance manometer (CM)) 363 as an example of a pressure measuring means for measuring the pressure of the heat transfer gas flowing through the
これら圧力調整バルブ(PCV)362,Heガス供給源364はそれぞれ,処理装置100の各部を制御する制御部400に接続されている。制御部400は,Heガス供給源364を制御してHeガスを流出させて,圧力調整バルブ(PCV)362によってHeガスを所定の流量に調整してガス流路352に供給する。これにより,Heガスは,ガス流路352及びガス孔354を通って基板Gの裏面に所定の圧力で供給される。このとき,制御部400は,ガス流路352の圧力を圧力調整バルブ(PCV)362のマノメータ363によって測定し,測定した圧力に基づいて例えば基板Gを静電吸着する際におけるHeガスの漏れ量をモニタリングすることができる。
These pressure regulating valves (PCV) 362 and He
なお,上記ではガス流路352にマノメータ363と流量調整バルブとが一体化された圧力調整バルブ(PCV)362を用いたが,これに限らず,ガス流路352にこれらマノメータ363と流量調整バルブとを別個に設けるようにしてもよい。また,マノメータとしてもキャパシタンスマノメータに限らず種々のマノメータを用いることができ,流量調節バルブとしてもピエゾバルブに限らず,例えばソレノイドバルブであってもよい。
In the above description, the pressure adjustment valve (PCV) 362 in which the
このような伝熱ガス(例えばHeガス)の漏れ量は,基板が位置ずれしていると変化するので,本発明者らは,伝熱ガスの漏れ量の変化によって基板の位置ずれを検出できないかを検討した。ところが,半導体ウエハに比べて極めてサイズの大きいFPD用基板については独自の問題がある。 Since the leakage amount of such heat transfer gas (for example, He gas) changes when the substrate is displaced, the present inventors cannot detect the displacement of the substrate due to the change in the leakage amount of the heat transfer gas. We examined whether. However, an FPD substrate that is extremely large compared to a semiconductor wafer has its own problems.
FPD用基板のように極めて大きいサイズの基板Gでは,FPD用基板よりもはるかに小さいサイズの半導体ウエハに比べて,搬送アームなどの搬送機構を使っても載置台上に正確に載置させるのは極めて困難である。従って,従来は,ある程度の基板Gの位置ずれを許容できるようにするために,例えば図4,図5に示すように外枠部333の上面と載置台301の載置面(静電保持部の基板保持面)とをほぼ同じ高さにして,外枠部333の上面が載置台301の載置面から突出しないようにしていた。
An extremely large substrate G such as an FPD substrate can be accurately placed on a mounting table even if a transfer mechanism such as a transfer arm is used, compared to a semiconductor wafer having a size much smaller than that of an FPD substrate. Is extremely difficult. Therefore, conventionally, in order to allow a certain amount of positional deviation of the substrate G, for example, as shown in FIGS. 4 and 5, the upper surface of the
このような構成では,例えば図4に示すように基板GがHeガスのガス孔354の形成領域Rから外れるほど大きく位置ずれしている場合には,ガス孔354の形成領域R上の基板Gがない部分からHeガスが漏洩するので,Heガスの漏れ量が大きくなる。従って,この場合には,Heガスの漏れ量をモニタリングすることによって基板Gが位置ずれていることを検出できるものと考えられる。
In such a configuration, for example, as shown in FIG. 4, when the substrate G is largely displaced from the formation region R of the He
これに対して,図5に示すように基板GがHeガスのガス孔354の形成領域Rを外れない程度の微小な位置ずれの場合は,ガス孔354の形成領域R上に基板GがあるのでHeガスの漏れ量はほとんど変化しないため,基板Gの位置ずれを検出できない。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when the substrate G is slightly displaced so that it does not deviate from the formation region R of the
しかしながら,基板Gの位置ずれがガス孔354の形成領域Rを外れない程度であっても,サセプタ310上の一部(基板保持面の一部)が露出してしまうと,図5に示すように基板G上にプラズマPZを形成した際に異常放電が発生してサセプタ310を損傷させる虞がある。
However, even if the position shift of the substrate G is such that it does not deviate from the formation region R of the
そこで,本実施形態では,外枠部の上部に基板の基準位置から所定の基板位置ずれ許容量だけ離間して位置ずれ検出用突起を形成することにより,基板が所定の基板位置ずれ許容量を超えて位置ずれしている場合には,基板の一部が位置ずれ検出用突起に乗り上げてガス孔からの伝熱ガスの漏れ量が増大することを利用して,基板の位置ずれを検出することができるようにした。 Therefore, in the present embodiment, the substrate is provided with a predetermined substrate positional deviation allowable amount by forming a positional deviation detection protrusion on the upper part of the outer frame portion by being separated from the reference position of the substrate by a predetermined substrate positional deviation allowable amount. If the position of the substrate is displaced, the position of the substrate is detected by utilizing the fact that a part of the substrate rides on the displacement detection protrusion and the amount of heat transfer gas leakage from the gas hole increases. I was able to do that.
これによれば,例えば基板が伝熱ガスのガス孔形成領域を外れる程度に大きく位置ずれしている場合はもちろん,サセプタ上の一部(基板保持面の一部)が露出する程度の微小な位置ずれしている場合にも,伝熱ガスがガス孔からの漏れ量が増大するので,位置ずれを検出することができる。例えば制御部400により圧力調整バルブ(PCV)362のマノメータ363で検出された圧力からガス流路352を通流する伝熱ガスの圧力に基づいて伝熱ガスの漏れ量をモニタリングし,漏れ量が予め設定値を超える場合には,基板Gが位置ずれしていると判断することができる。このように,制御部400は基板Gの位置ずれ検出手段を構成する。これにより,基板G上にプラズマPZを形成する前に位置ずれを検出することができるので,基板の位置ずれによる異常放電の発生を未然に防ぐことができる。
According to this, for example, not only when the substrate is greatly displaced so as to deviate from the gas hole formation region of the heat transfer gas, it is fine enough that a part on the susceptor (a part of the substrate holding surface) is exposed. Even in the case of misalignment, the amount of heat transfer gas leakage from the gas hole increases, so that misalignment can be detected. For example, the leakage amount of the heat transfer gas is monitored based on the pressure of the heat transfer gas flowing through the
このような本実施形態にかかる位置ずれ検出用突起の構成例について図面を参照しながら説明する。図3は,外枠部330の上部に段部を形成し,この段部を位置ずれ検出用突起332とした場合の具体例である。
A configuration example of the misregistration detection projection according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows a specific example in which a step portion is formed on the upper portion of the
図3を例に挙げて,位置ずれ検出用突起332の配置例を説明する。図3に示すように,基板GのサイズをLGとし,載置台300の基板保持面,すなわち静電保持部320の基板保持面のサイズをLSとする。なお,ここでのサイズは,基板Gなどの矩形形状のいずれか一辺の長さを示す。
With reference to FIG. 3 as an example, an arrangement example of the
この場合,基板保持面のサイズLSは,基板GのサイズLGよりも寸法2aだけ小さいものとする。すなわち,基板保持面と基板Gの中心が一致し,基板Gの各辺が基板保持面の各辺と平行になるような基板Gの位置を基準位置とすれば,基板Gが基準位置にあるときには,基板保持面から基板Gの周端部が全周にわたって寸法aだけ張り出すことになる。 In this case, the size L S of the substrate holding surface is assumed to be smaller by the dimension 2a than the size L G of the substrate G. That is, if the position of the substrate G is such that the center of the substrate holding surface and the center of the substrate G coincide and each side of the substrate G is parallel to each side of the substrate holding surface, the substrate G is at the reference position. In some cases, the peripheral edge of the substrate G protrudes from the substrate holding surface by a dimension a over the entire circumference.
また,基板Gが基準位置にあるとしたときの基板Gの周縁から寸法bだけ離れた位置に位置ずれ検出用突起332を形成したとすると,上記の各寸法a,bの関係は,a>bであることが好ましい。このような位置に位置ずれ検出用突起332を配置することによって,例えば図6に示すように,基板Gが基準位置から位置ずれしていても,基板Gが位置ずれ検出用突起332に乗り上げない位置では,サセプタ310上の一部(基板保持面の一部)が露出することはない。この寸法bは位置ずれ許容量であり,基板Gの周縁から寸法bまでの範囲は,サセプタ310上の一部(基板保持面の一部)が露出しない範囲であり,この範囲では異常放電が発生しないので,基板Gの位置ずれを許容できる範囲となる。
Further, assuming that the
これに対して,図7に示すようにサセプタ310上の一部(基板保持面の一部)が露出するほど基板Gが位置ずれしている場合には,基板Gが位置ずれ検出用突起332に乗り上げるため,ガス孔354からのHeガスの漏れ量が増大するので,これらの位置ずれを検出することができる。これにより,基板Gの位置ずれをある程度許容しつつ,基板Gの位置ずれによる異常放電の発生を未然に防ぐことができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the substrate G is displaced so that a part on the susceptor 310 (a part of the substrate holding surface) is exposed, the substrate G is misaligned. Therefore, the amount of He gas leaked from the
さらに,外枠部330の上部(位置ずれ検出用突起332よりも内側の低い部分)の高さをh1とし,位置ずれ検出用突起332の上部の高さをh2とし,基板保持面の高さをhとすると,各高さh1,h,h2の関係は,h1≦h<h2であることが好ましい。このような位置に位置ずれ検出用突起332を配置することによって,基板Gが位置ずれ検出用突起332に乗り上げたときに,基板保持面から基板Gを持ち上げることができるのでHeガスのガス孔354からの漏れ量が増大させることができる。
Furthermore, the height of the upper part of the outer frame 330 (the lower part inside the misalignment detection protrusion 332) is h1, the height of the upper part of the
また,位置ずれ検出用突起332を外枠部330の上部に形成するという簡単な構成で,基板Gの位置ずれを検出することができ,基板Gの位置ずれによる異常放電の発生を未然に防ぐことができる。このような位置ずれ検出用突起332は,基板Gが基板保持面の基準位置にあるとした場合の基板Gの外周に沿って形成される。例えば図8に示すように位置ずれ検出用突起332は,外枠部330上に,点線で示す基板保持面の基準位置にある基板Gから上記位置ずれ許容量に相当する寸法bだけ離れた位置から外側に外枠部330の全周にわたって形成される。なお,外枠部330は,必ずしも一体で構成しなくてもよく,例えば複数に分割された枠部材を組み合わせた分割構造で構成してもよい。また,位置ずれ検出用突起332についても,一体で構成してもよく,分割構造で構成してもよい。
Further, the positional deviation of the substrate G can be detected with a simple configuration in which the positional
また,図9に示すように,駒状に形成した位置ずれ検出用突起332を,基板Gの外周に沿って複数配置してもよい。この場合,例えば基板Gの短い方の辺に沿って1つずつ配置し,長い方の辺に沿って2つずつ等間隔に配置するようにする。なお,位置ずれ検出用突起332の数はこれに限定されるものではない。例えば,位置ずれ検出用突起332を基板Gの各辺に沿って2つ或は3つ以上設けてもよく,また基板Gの各辺に設ける位置ずれ検出用突起332を同数にしてもよく,また異なる数にしてもよい。
Further, as shown in FIG. 9, a plurality of
このような駒状の位置ずれ検出用突起332としては,図10に示すように外枠部330の上に外枠部330と一体に構成してもよく,また図11,図12に示すように外枠部330とは別体で着脱可能に構成してもよい。図11は,位置ずれ検出用突起332の下側にネジ部を設け,外枠部330にネジ止して固定した場合の例である。また,図12は,位置ずれ検出用突起332にねじ穴を設け,このねじ穴にネジを通してネジ止した場合の例である。このように,検出用突起332を外枠部330に着脱可能に設けることによって,位置ずれ検出用突起332の交換が容易となる。また,基板Gの形状等に応じて適切な位置に配置を変えることができるとともに,適切な形状のものに交換することもできる。
Such a frame-shaped
また,位置ずれ検出用突起332は,図13に示すように基板Gが基板保持面の基準位置にあるとした場合の基板Gの外周に沿って枠状に形成してもよく,また,図14に示すようにL字状の位置ずれ検出用突起332をそれぞれ4つの角部にネジなどで固定するようにしてもよい。このような駒状の位置ずれ検出用突起332であれば,外枠部の上部にねじで取付けるという極めて簡単な構成で,基板Gの位置ずれを検出することができる。なお,外枠部330は,必ずしも一体で構成しなくてもよく,例えば複数に分割された枠部材を組み合わせた分割構造で構成してもよい。また,図13に示す位置ずれ検出用突起332についても,一体で構成してもよく,また分割構造で構成してもよい。
Further, the
なお,上記載置台300の基板保持面の構成は,図3に示すものに限られるものではない。例えば図15A,図15Bに示すように基板保持面にガス孔354の形成領域R全体にわたって極浅い凹部356を設けるようにしてもよい。この凹部356により,ガス孔形成領域Rと基板Gとの間に空間ができ,各ガス孔354から噴出するHeガスは,凹部356により形成された空間内に入り込むので,Heガスにより基板Gの面内をより均一に温度調整することができる。また,上記凹部356の下面には,この凹部356が形成されている領域内で基板Gを保持する多数の凸部355が格子状に設けられている。
The configuration of the substrate holding surface of the mounting table 300 is not limited to that shown in FIG. For example, as shown in FIGS. 15A and 15B, an extremely
この場合でも,図15A,図15Bに示すようにガス孔形成領域Rに凹部356を設けることによって,その外周にわたって寸法cの幅で枠部358が形成される。このため,基板Gが静電吸着力により基板保持面に保持されることによって,基板Gは枠部358に所定の圧力で押しつけられるので,Heガスがシールされる。
Even in this case, as shown in FIGS. 15A and 15B, by providing the
なお,この枠部358には,図16A,図16Bに示すような基板位置ずれ検出孔317を形成し,この基板位置ずれ検出孔317を凹部356と基板Gとの間に形成される空間に連通させるための連通路318を形成するようにしてもよい。なお,この場合,基板位置ずれ検出孔317は,図16Aに示すように,例えば枠部358の4つの角部に設けることが好ましい。
The
このような基板位置ずれ検出孔317には,連通路318を介してHeガスが流れる。このため,例えば図16Aに示すように,基板Gが位置ずれしていない場合には,基板位置ずれ検出孔317は基板Gで塞がれるのでHeガスが漏れないのに対して,例えば図17,図18に示すように基板Gがサセプタ310上の一部(基板保持面の一部)が露出するほど位置ずれしている場合には,基板位置ずれ検出孔317からのHeガスの漏れ量が増大するので,位置ずれを検出することができる。これにより,基板Gの位置ずれをある程度許容しつつ,基板Gの位置ずれによる異常放電の発生を未然に防ぐことができる。
He gas flows through the
また,基板位置ずれ検出孔317を枠部358の4つの角部に設けるので,この4つの基板位置ずれ検出孔317だけで,例えば図17のように基板Gが基板保持面に対して平行に位置ずれしている場合のみならず,図18に示すように基板Gが基板保持面に対して斜行して位置ずれしている場合についても,基板Gの位置ずれを検出することができる。
Further, since the substrate misalignment detection holes 317 are provided at the four corners of the
なお,上述したように,図16A,図16Bに示すような基板位置ずれ検出孔317を形成する場合には,基板位置ずれ検出孔317によって基板Gの位置ずれを検出できるので,必ずしも図3に示すような位置ずれ検出用突起332を設ける必要はない。具体的には例えば図4に示す載置台301の基板保持面に図16A,図16Bに示すような基板位置ずれ検出孔317を形成することもできる。
As described above, when the substrate
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
例えば上記実施形態では,本発明を適用可能なプラズマ処理装置として,容量結合型プラズマ(CCP)処理装置を例に挙げて説明したが,必ずしもこれに限定されるものではなく,低圧で高密度のプラズマ生成を可能な誘導結合プラズマ(ICP)処理装置に本発明を適用してもよい。 For example, in the above-described embodiment, a capacitively coupled plasma (CCP) processing apparatus has been described as an example of a plasma processing apparatus to which the present invention can be applied. The present invention may be applied to an inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus capable of generating plasma.
また,その他,プラズマ生成としてヘリコン波プラズマ生成、ECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマ生成を用いたプラズマ処理装置等にも本発明を適用可能である。 In addition, the present invention can also be applied to a plasma processing apparatus that uses helicon wave plasma generation or ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma generation as plasma generation.
本発明は,基板保持機構及びプラズマ処理装置に適用可能である。 The present invention is applicable to a substrate holding mechanism and a plasma processing apparatus.
100 処理装置
102,104,106 ゲートバルブ
110 搬送室
120 ロードロック室
130 基板搬出入機構
140 インデクサ
142 カセット
200 処理室
202 処理容器
204 基板搬入出口
208 排気管
209 排気装置
210 シャワーヘッド
222 バッファ室
224 吐出孔
226 ガス導入口
228 ガス導入管
230 開閉バルブ
232 マスフローコントローラ
234 処理ガス供給源
300 載置台
302 ベース部材
310 サセプタ
311 絶縁被膜
312 整合器
314 高周波電源
315 DC電源
316 スイッチ
317 基板位置ずれ検出孔
318 連通路
320 静電保持部
322 電極板
330 外枠部
332 位置ずれ検出用突起
333 外枠部
340 冷媒流路
352 ガス流路
354 ガス孔
356 凹部
358 枠部
362 圧力調整バルブ(PCV)
363 マノメータ
364 ガス供給源
400 制御部
G 基板
100
363 Manometer 364
Claims (12)
前記被処理基板を載置保持する矩形の載置台と,
前記載置台とこの載置台の基板保持面に保持された被処理基板との間にガスを供給するためのガス流路と,
前記載置台の基板保持面に形成され,前記ガス流路からのガスを前記基板保持面上に案内する複数のガス孔と,
前記ガス孔が形成される領域が前記基板保持面の内側になるようにして,前記ガス孔形成領域全面にわたって形成される凹部と,
前記基板保持面の前記ガス孔形成領域の外周に形成される枠部と,
前記枠部上面の4つの角部にそれぞれ形成した基板位置ずれ検出孔と,
前記各基板位置ずれ検出孔と前記凹部とをそれぞれ連通する連通路と,
前記ガス流路の圧力を測定する圧力測定手段と,
前記載置台上に被処理基板を保持したときに,その被処理基板により前記各基板位置ずれ検出孔が塞がれているか否かを,前記圧力測定手段からの検出圧力に基づく前記各基板位置ずれ検出孔からのガス漏れ量によって検出することにより,所定の位置ずれ許容量を超える前記被処理基板の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出手段と,
を備えることを特徴とする基板保持機構。 A substrate holding mechanism for mounting and holding a rectangular target substrate made of an insulator in a space where plasma is generated,
A rectangular mounting table for mounting and holding the substrate to be processed;
A gas flow path for supplying gas between the mounting table and the substrate to be processed held on the substrate holding surface of the mounting table;
A plurality of gas holes formed on the substrate holding surface of the mounting table for guiding the gas from the gas flow path onto the substrate holding surface;
A recess formed over the entire surface of the gas hole forming region so that the region in which the gas hole is formed is inside the substrate holding surface;
A frame portion formed on an outer periphery of the gas hole forming region of the substrate holding surface;
A substrate misregistration detection hole formed in each of the four corners of the upper surface of the frame portion;
A communication passage communicating said and said recess each substrate position displacement detection hole respectively,
Pressure measuring means for measuring the pressure of the gas flow path;
Each substrate position based on the detected pressure from the pressure measuring means indicates whether or not each substrate position detection hole is closed by the substrate to be processed when the substrate is held on the mounting table. A positional deviation detecting means for detecting the presence or absence of positional deviation of the substrate to be processed exceeding a predetermined positional deviation allowable amount by detecting the amount of gas leakage from the deviation detection hole ;
A substrate holding mechanism comprising:
前記被処理基板を載置保持する載置台と,
前記載置台とこの載置台の基板保持面に保持された被処理基板との間にガスを供給するためのガス流路と,
前記載置台の基板保持面に形成され,前記ガス流路からのガスを前記基板保持面上に案内する複数のガス孔と,
前記被処理基板が前記載置台の基板保持面の基準位置にあるとしたときのその被処理基板の周縁よりも外側に所定の位置ずれ許容量だけ離間して前記周縁に沿って配設され,前記位置ずれ許容量を超えて位置ずれした前記被処理基板が乗り上げて持ち上がるように前記載置台の基板保持面から突出してなる位置ずれ検出用突起と,
前記ガス流路の圧力を測定する圧力測定手段と,
前記載置台上に被処理基板を保持したときに,その被処理基板が前記位置ずれ検出用突起に乗り上げて持ち上がっているか否かを,前記圧力測定手段からの検出圧力に基づく前記ガス孔からのガス漏れ量によって検出することにより,前記位置ずれ許容量を超える前記被処理基板の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出手段と,
を備えることを特徴とする基板保持機構。 A substrate holding mechanism for mounting and holding a substrate to be processed for a flat display made of a rectangular insulator in a space where plasma is generated,
A mounting table for mounting and holding the substrate to be processed;
A gas flow path for supplying gas between the mounting table and the substrate to be processed held on the substrate holding surface of the mounting table;
A plurality of gas holes formed on the substrate holding surface of the mounting table for guiding the gas from the gas flow path onto the substrate holding surface;
When the substrate to be processed is at the reference position of the substrate holding surface of the mounting table, the substrate to be processed is disposed along the periphery with a predetermined positional deviation allowable outside the periphery of the substrate to be processed. A misregistration detection protrusion that protrudes from the substrate holding surface of the mounting table so that the substrate to be processed that has been misaligned in excess of the misalignment allowance rides on and rises ;
Pressure measuring means for measuring the pressure of the gas flow path;
When the substrate to be processed is held on the mounting table, whether or not the substrate to be processed rides up on the misalignment detection protrusion and is lifted is determined from the gas hole based on the detected pressure from the pressure measuring means. A displacement detection means for detecting the presence or absence of a displacement of the substrate to be processed that exceeds the displacement tolerance by detecting by the amount of gas leakage ;
A substrate holding mechanism comprising:
前記位置ずれ検出用突起は,前記外枠部の上部に形成されることを特徴とする請求項3に記載の基板保持機構。 The mounting table includes a susceptor, a substrate holding unit that is provided on the susceptor and holds the substrate to be processed on the substrate holding surface, and an outer surface disposed so as to surround the susceptor and the substrate holding unit. A frame portion,
The substrate holding mechanism according to claim 3 , wherein the misalignment detection protrusion is formed on an upper portion of the outer frame portion.
前記駒状の位置ずれ検出用突起を前記被処理基板の周縁に沿って複数設けたことを特徴とする請求項5に記載の基板保持機構。 The misalignment detection protrusion is formed in a frame shape,
6. The substrate holding mechanism according to claim 5 , wherein a plurality of the piece-shaped misregistration detection protrusions are provided along the periphery of the substrate to be processed.
前記載置台とこの載置台の基板保持面に保持された被処理基板との間にガスを供給するためのガス流路と,
前記載置台の基板保持面に形成され,前記ガス流路からのガスを前記基板保持面上に案内する複数のガス孔と,
前記被処理基板が前記載置台の基板保持面の基準位置にあるとしたときのその被処理基板の周縁よりも外側に所定の位置ずれ許容量だけ離間して前記周縁に沿って配設され,前記位置ずれ許容量を超えて位置ずれした前記被処理基板が乗り上げて持ち上がるように前記載置台の基板保持面から突出してなる位置ずれ検出用突起と,
前記ガス流路の圧力を測定する圧力測定手段と,
前記載置台上に被処理基板を保持したときに,その被処理基板が前記位置ずれ検出用突起に乗り上げて持ち上がっているか否かを,前記圧力測定手段からの検出圧力に基づく前記ガス孔からのガス漏れ量によって検出することにより,前記位置ずれ許容量を超える前記被処理基板の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出手段と,
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。 Process by introducing a process gas into the chamber, by generating a plasma of the process gas, a predetermined plasma process on a target substrate for a flat display comprising a rectangular insulator placed held on the mounting table in the processing chamber A plasma processing apparatus for applying
A gas flow path for supplying gas between the mounting table and the substrate to be processed held on the substrate holding surface of the mounting table;
A plurality of gas holes formed on the substrate holding surface of the mounting table for guiding the gas from the gas flow path onto the substrate holding surface;
When the substrate to be processed is at the reference position of the substrate holding surface of the mounting table, the substrate to be processed is disposed along the periphery with a predetermined positional deviation allowable outside the periphery of the substrate to be processed. A misregistration detection protrusion that protrudes from the substrate holding surface of the mounting table so that the substrate to be processed that has been misaligned in excess of the misalignment allowance rides on and rises ;
Pressure measuring means for measuring the pressure of the gas flow path;
When the substrate to be processed is held on the mounting table, whether or not the substrate to be processed rides up on the misalignment detection protrusion and is lifted is determined from the gas hole based on the detected pressure from the pressure measuring means. A displacement detection means for detecting the presence or absence of a displacement of the substrate to be processed that exceeds the displacement tolerance by detecting by the amount of gas leakage ;
A plasma processing apparatus comprising:
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