TW200300981A - Insulation-film etching system - Google Patents

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200300981 玖、發明說明 (發明銳明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及_式簡單說明） I：發明所屬之技術領域3 發明所屬之技術領域 本發明係有關於一種用以蝕刻基板表面之絕緣膜之絕 緣膜蝕刻裝置。 5 【先前技術】 習知技術

對基板之表面處理於LSI(大型積體電路）或LCD(液晶 顯示器）之電子元件之製造過程中漸漸盛行。其中，用以蝕 刻基板表面之絕緣膜之步驟係成為用以形成細微電路時之 10 主要的步驟之一。例如，於表面以矽氧化膜或矽氮化膜覆 蓋之矽基板上藉由微影成像法形成電阻圖案，且以其為掩 膜並以沿著電阻圖案之形狀進行絕緣膜之蝕刻。並且，於 經蝕刻之部分埋入鎢或鋁等以形成細微之電路。

絕緣膜蝕刻裝置係以利用電漿進行乾蝕刻為主流。具體而 15 言，於處理室内導入氣體，且藉高頻放電形成電漿。經導 入之氣體係如CHF3之反應性氣體，且藉反應性氣體之電 漿中所生成之活性種的作用與離子的作用進行蝕刻（反應性 離子钱刻，RIE)。 發明欲解決之課題 20 以製品之電子元件的高機能化、高積體化、性能之更 進一步提高等為背景，對絕緣膜蝕刻裝置的要求亦愈來愈 嚴。特別是關於處理室内之氣氛潔淨度的要求係以電路之 細微化為背景而愈來愈嚴格。以下，就該點而言，以石夕氧 化膜之蝕刻為例加以說明。 0續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 6 200300981 玖、發明說明 發明說明續頁 ' 、— · 姓刻石夕氧化膜時，係形成如CHF3之敦化碳化氫系氣 體（氣碳化物氣體）之電漿來進行。游離於I化碳化氫系氣 體之電漿中的IU系與石夕反應而生成揮發性之siF4。又，游 離於電漿中之氫與碳係與氧反應而生成如水蒸氣或碳酸氣 體之揮發物。如此-來，藉由使石夕氧化膜反應轉變成揮發 物以進行蝕刻。 然而’於使用說化碳化氯系氣體之钱刻中，因未反應 氣體或未分解氣體的影響等’在蚀刻過程中於處理室内之 露出面易堆積碳系薄膜。膜堆積亦會因餘刻結束後之殘留 10耽體而產生。且’堆積膜係由敦、碳、氯等材料所構成之 聚合膜。 如上所述’堆積於處理室i内之露出面的膜係因内部 應力或本身重量而剝離。堆積膜一剝離，則某種程度之大 微粒子（以下，稱作粒子）會釋出。若該粒子附著於基板表 面則可此產生餘刻形狀異常，或者電路斷線或短路等重 大缺陷。又，若已剝離之堆積膜附著於基板保持部之基板 保持面上’則會產生接下來餘刻時，基板與基板保持面間 之接觸性降低等問題。若基板與基板保持面間之接觸性降 低，則蝕刻中之基板的溫度會變得不安定且不均勻，並有 20 蝕刻特性惡化之虞。 特別疋最近以製品之細微化與高機能化為背景，有添 加/、各種作用之氣體來使用，且因添加氣體之影響而助長 膜堆積的傾向。另一方面，要求受蝕刻處理影響之粒子的 排出里極少，在某種意義上是對絕緣膜蝕刻裝置提出相對 _次頁（翻翻府雜觸，旨聽纖臓頁） 200300981 -- 玖、發明說明 發明說明續頁 - ；-V .：；,，： V-,. . , . -ν ；. ... ;λ：.；；;;Λλ,Λ，. / . Vv；..：；x'v：··：：：'··：：；^：^ ：;：_ ； ： ^ ； .!； ;：v- ： -' ：：v- .. 之嚴袼要求。 c發明内容3 本發明係具有提供絕緣膜蝕刻裝置之技術性意義，又 該絕緣膜蝕刻裝置係為解決上述課題而製成者，且具良好 5 的性能以有效防止粒子附著於基板。 解決課題之方法 為解決上述課題，本發明第1態樣所記載之發明係提 供一種絕緣膜蝕刻裝置，其係具有··處理室，係具有排氣 系統，同時於内部進行蝕刻處理者；基板保持部，係用以 10將基板保持於前述處理室内之預定位置；氣體導入系統， 係用以將具蝕刻作用之氣體導入至前述處理室内；電漿形 成機構，係用以形成業經導入之氣體的電漿；及搬送系統 ，係用以將未處理之基板搬入前述處理室内，同時將已處 理之基板從該處理室搬出，且，前述絕緣膜蝕刻裝置係藉 15由電漿中所生成之種的作用來蝕刻基板表面之絕緣膜， 而前述氣體導入系統係可用以導入具清洗作用之氣體 ，以取代導入前述具蝕刻作用之氣體，又前述具清洗作用 之氣體係用以去除堆積於前述處理室内之露出面的膜， 再者，前述絕緣膜蝕刻裝置係設有用以控制前述排氣 20系統、前述氣體導入系統、前述電漿形成機構及前述搬送 系統之控制部，而該控制部係於前述蝕刻處理後，藉由前 述排氣系統使前述處理室排氣，同時在控制前述搬送系統 將已處理之基板從前述處理室搬出後，控制前述氣體導入 系統並且將前述具清洗作用之氣體導入至前述處理室内， 0續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 200300981 …_ v …."&........................ 發明說明續 玖、發明說明 且於該狀態下進行使前述電漿形成機構動作之控制。 又’為解決上述課題，本發明第2態樣 係於前述#1 «之構射，於前述處理㈣且== 5 板保持部之基板保持面更下方的位置，係設有可加以強制 冷卻之冷料，而料卻_可觀具堆積料之氣體分 子’故相較於其他地方可使較多輯積，且前述冷卻牌係 以可替換之方式安裝。 又，為解決上述課題，本發明第3態樣所記載之發明 係於前述第2態樣之構成中，前述冷卻解的前面係料用 10以防止已堆積的膜剝離之凹凸部，同時該凹凸部之表面係 由氧化物或絕緣物所形成。 Μ 又，為解決上述課題，本發明第4態樣所記載之發明 係於前述第i態樣之構成中，係設有用以使冷媒流通於前 述基板保持部内，且冷卻前述基板保持部之冷卻機構，而 15前述控制部亦控制該冷卻機構，且控制該冷卻機構使前述 基板保持部之溫度於前述清洗時較前述姓刻處理時為高。 /又，為解決上述課題，本發明第5態樣所記载之發明 係於剛述第1態樣之構成中，前述電裝形成機構係由對向 設置於前述基板保持部之對向電極及於該對向電極施加高 2〇頻電壓之電漿形成用高頻電源所組成，同時該電聚形成: 構係設有用以使冷媒流通於前述對向電極内且冷卻該對向 電極之冷卻機構’又，前述控制部亦控制該冷卻機構，且 控制該冷卻機構使前述對向電極之溫度於前述清洗時較前 述蝕刻處理時為高。 0續次頁（翻la頓不雜鹏，ΐ驗記雌用續頁) 9 ”… 200300981 玖、發明說明： ' . ' 發明說明箱 7 為解決上述課題，本發明第6態樣戶 =於則述第1態樣之構成中，前述電聚形成機構係由對向 -置於前述基板保持部之對向電極及於該對向電極施加高 頻電壓之電漿形成用高頻電源所組成， 5 #者，於前述基板保持部麵接有偏㈣電源，該偏 壓用電源係藉由利用將高頻電堡施加於前述基板保持部而 形成之自偏壓，從電漿中取出離子並使其射入者，同時於 前述基板保持部與偏壓用電源間或者前述對向電壓與電裝 形成用高頻電源間係設有可變電容器， 10 X ’前述控制部亦控制該可變電容器，且控制該可變 電容器使前述基板保持部與前述對向電極間之放電空間中 周邊部之電漿密度較前述蝕刻處理時高。 又丄為解決上述課題，轉日„ 7 Μ所記狀發明係於 前述第1態樣之構成中，前述電漿形成機構係由對向設 b置於前述基板保持部之對向電極及於該對向電極施加高 頻電壓之電漿形成用高頻電源所組成， 再者’於前述基板保持部係連接有用電源，該偏塵用 電源係藉由利用將高頻電屢施加於前述基板保持部而形成 之自偏壓，從電漿中取㈣子並使其射人者，X，前述控 2〇制部亦控制該偏壓用電源，並控制該偏堡用電源於前㈣ 刻處理時動作’同時控制該偏壓用電源於前述清洗時停止 ，或者使其為較前述蝕刻時更小之自偏壓。 Γ實方式】 發明之實施形態 13續次頁（翻1¾明頁不敷使觸，請註記並使用顯） 200300981 _明說明續頁 玖、發明說明 V/-· .V''s；r,· ^ . · ：. · - Λ..· ； .'ν；., ； ； . - ...Λ Λ - -： -,··：ν' Λ：^ν i'： Λ '· ：' "· ' ' · ·- ：·ν,.'· ；- · *>； ; · . V ' ' 以下，就本發明之實施形態加以說明。 5 10 第1圖係顯示本發明實施形態之絕緣膜餘刻裝置之主 要部分的構成之正面截面概略圖。第丨圖所示之裝置係且 有處理室卜係具有排氣系'统11，同時於内部進行姓刻處 理者，基板保持部2，係用以將基板9保持於前述處理室 内之預疋位置，氣體導人***3，係用以將具蚀刻作用之 氣體導入至前述處理室〗内；電漿形成機構4，係用以形 成業經導入之氣體的電漿；及搬送系統，係用以將未處理 之基板9搬人前述處理室内’同時將已處理之基板9從該 處理室1搬出。 則述處理至1係欲閉之真空容器。該處理室1係用不 鏽鋼等金屬形成’且可通電接地。前述排氣系統U係具有 乾式系等真空泵111及排氣速度調整器112，且可使前述 處理室1内維持於10—3Pa至10Pa之真空壓力。 15 冑述基板保持部2係由主保持部及與該主保持部 21相連接而叹之基板保持塊22所構成。該主保持部u係 用紹或不鏽鋼等金屬形成。該基板保持塊Μ則以銘等介電 質形成，且其上面係成為基板保持面。 於前述基板保持部2係設有藉由靜電吸附前述基板9 2〇之基板吸附機構28。該基板吸附機構28係由設於前述基 板保持塊22内部之基板吸附電極挪及於該基板吸附電極 282施加預定的負直流電壓之基板吸附電源281所構成。 於前述基板保持部2係設有貫通内部且與前述基板保 持塊22相通之絕緣管284。於該絕緣管284内部係插通有 0續次頁（翻調頁不_觸，記纖臓頁） 200300981 發明說明續頁 282相連接 玖、發明說明 導入構件283，且一端係與前述基板吸附電極 。該導入構件283之另一端則與前述基板吸附電源281相 連接。且，有時候沒有前述基板吸附電極282，則前述主 保持部21整體係作為靜電吸附來使用。 5 前述基板保持塊22係整體呈凸狀之截面形狀，且於周 · 圍形成有高低差。基板保持面係凸出部分之表面。又，設 有修正環25以載置於前述基板保持塊22周邊部分之高低 差。該修正環25係以單結晶矽等與前述基板9相同材料形 # 成。 10 就蝕刻時之蝕刻用氣體的費用與反應生成物的產生而 言，前述基板9之外側部分係與該基板9之中央部分不同 。因此，電漿的成分在臨前述基板9之中央部分的領域與 臨該基板9之外側部分的領域亦不同。受此影響，於該基 板9表面中周邊部餘刻特性會起變化。以修正前述周邊部 15 之蝕刻特性的誤差為目的，而設有前述修正環25。 又，該修正環25係與前述基板9同樣地藉由保持部冷 ® 卻機構27冷卻，且溫度控制成與該基板9相同溫度。結果 ，該修正環25係將僅與來自該基板9端面之熱散逸相抵之 - 熱賦予該基板9，以抑制該基板9周邊部之溫度下降。若 _ 20 溫度上有誤差，則反應生成物的產生上亦會產生誤差，同 樣地，蝕刻特性會不均勻，但，藉由前述修正環25亦可防 止上述情形。 又，於前述基板保持部2係具有用以將熱傳導用氣體 導入至基板保持面與前述基板9間之間隙的未圖示熱傳導 0續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 12 200300981 _明說明I賣頁 氦氣。 玖、發明說明 ' .......· " ' ' v ^ ；- ·：··.'- Γ··;.;：··' . · ·：· -二-二.：：v v ： -Λ , .....…' 用氣體導入系統。熱傳導用氣體通常係使用 5 10 15 前述基板簡部2錢祕緣塊⑽絲於前述處理 室卜該絕緣塊26係用料絕緣材料形成，且用以使前述 主保持部2丨與前述處理室丨間絕緣，㈣保護該主保持部 21遠離電漿…為了使前述處理室i内不產生真空漏泄 ’於前述基板簡部2與前述輯塊26_及前述處理室 1與該絕緣塊26間設有未圖示〇環等封止構件。 又，於前述基板保持部2係設有冷卻機構27。該冷卻 機構（以下，稱作料部冷卻機構)27係成為使冷媒流通於 設於前述主保持部21内之空洞的機構。該保持部冷卻機構 27係由用以將冷媒供給至前述主保持部21内之空洞的冷 媒供給管271、用以使冷媒從空洞排出之冷媒排出管272 及用以進行冷媒之供給及排出之泵或循環機2乃等所構成 。冷媒係使用例如2(TC至80°⑽3M公司製之弗羅歷那 (Fluonnert ; 7 口 y于一卜）（商品名），且構造成於蝕刻處理 中使前述基板保持部2整體冷卻至同一溫度者。藉此，前 述基板9於姓刻中係冷卻至7〇。〇至13〇。〇。 前述氣體導入系統3所導入之具蝕刻作用之氣體（以下 ，稱作蝕刻用氣體）係qF8、CF4或CHF3等氟化碳化氫系 20氣體。又，亦可使用氬氣或氧氣等。該氣體導入系統3係 由積存了#刻用氣體之未圖示氣體邦比、用以聯繫該氣體 邦比與刖述處理室1之配管3 1及設於該配管3 1上之閥32 或流量調整器33等所構成。 如述電漿形成機構4係使高頻放電產生於業經導入之 _次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 200300981 玖、發明說明] 餘刻用氣體以形綱。該電裝形成機構 設置於前述基板保持部2之對向電極41及於該對向電極 41施加高頻電壓之電漿形成用高頻電源42所構成。 該對向雜41與前祕㈣持部2 _朗謂平行平 板電極。該對向電極41與基板保持部2間之放電”係於 容量上結合依照電漿形成用高頻電源Ο之高頻電路。即， 前述«形成機構4係形成容量結合性電毁。 ίο 15 20 鲁 前述對向電極41係透過前述絕緣塊44而密閉地嵌入 前述處理室！之上部器壁。該對向電極41亦兼用於依照前 述乳體導入系統3之氣體導入通路。即，如第i圖所示， 於該對向電極41前面係固定有前面板川。該前面板411 係呈中空之截面形狀，且於與前述基板保持部2對向之面 則形成有多數氣體喷出孔。前述氣體導入系統3係於氣體 -積存於前述前面板川内之後，從各喷出孔喷出氣體。 前述電漿形成用高頻電源42係使用頻率i〇MHz至 刚耻，輸出功率0至5_者。前述對向電㈣與該 電漿形成用高頻電源42間係設有整合器421。 又，於前述對向電極41 '亦設有冷卻機構43。該冷卻 機椒以下’稱作電極冷卻機構)43係成為使冷媒流通於設 於前述對向電極内之空洞的機構。該電極冷卻機構€ 係a由用以將冷媒供給至前述對向電極41内之空洞的冷媒供 給管431、用以使冷媒從空洞排出之冷媒排出f 及用 以進行冷媒之供給及排出之泵或循環機433等所構成。冷 媒係同樣地使用20度至80度之弗羅歷那(Fiu〇rinert; “ Η續次頁（翻說頓不離鹏，請_雌麵頁） 14 一、 200300981 y于卜，氟系惰性液體），且於钱刻處理中，前述對向電 極41係冷卻至90度至150度。 又，於本實施形態中，係連接有偏壓用電源6，其係 藉由利用將高頻電壓施加於前述基板保持部2而形成之自 5偏壓，從電襞中取出離子並使其射入基板表面者。該偏壓 用電源6為與前述電漿形成用高頻電源42不同之高頻電源 。該偏塵用電源6係頻率400kHZ至13·56ΜΗζ，輸出功率 0至5_W。又，前述基板保持部2與該偏壓用電源6間 係設有可變電容器61。又，該偏壓用電源6與該基板保持 10部2間係設有未圖示之整合器，且有時該可變電容器61為 整合器的一部份。 於前述處理室1内形成有電漿之狀態下，若透過電容 器於前述基板9施加高頻電壓，則因電漿與高頻電場之相 互作用，該基板9表面之電位會變成負的直流電壓重疊於 15南頻之狀態。該負的直流部分之電壓即自偏壓。藉由自偏 壓’形成自電漿朝前述基板9之電場，且藉該電場取出電 漿中之離子並高效率地射入該基板9。 第2圖係概略地顯示第1圖所示之裝置整體的平面圖 如第2圖所不’於該裝置中，係於中央設有搬送室50， 20且於其周圍設有前述處理室j[與裝載閘室7。於各腔室之 分界部分係設有通道閥1〇。且，雖然於第2圖顯示有多數 处至1仁有日守係進行同樣的姓刻處理，有時則進行飯 刻處理之鈾置步驟或後續步驟之處理。 搬运系統於本實施形態中係使用多關節手臂型機器人 0續次頁(發明說類不敷使觸，請註記搬臟頁） 200300981 玖、發明說明： 翻說明續頁 - ., - : : · .... ' ：：.： .. .·.. 51。該機器人（以下’稱作搬送機器人）5ι係將前述基板9 保持於手臂前端’且進行手臂之伸縮運動、繞垂直轴之旋 轉運動及手臂之升降運動，以於任意位置搬送該基板9。 5 該搬达機人51係設於中央的搬送室5〇内。未處理 之基板9係從大氣側搬入前述裝載閘室7。該搬送機器人 51係從該«閘室7取出前述基板9，且搬人前述處理室 1内’並載置於前述基板保持部2上。㈣處理後，該搬

送機器人51係將前述基板9從該基板保持部2取走，並返 回前述裝載閘室7。 10 又，於前述裝載閘t 7之㈣U氣侧）係設有 自動裝 載機52。該自動裝載機52係用以將未處理之基板9從配 置於大氣側之匣盒53搬入至前述裝載閘室7，同時將處理 完畢之基板9從該裝載閘室7搬出至大氣側之厘盒53。 又，如第1圖所示，絕緣膜蝕刻裝置係具有用以控制 15各部之控制部8。該控制部8係用以控制前述排氣系統u 、氣體導入系統3、靜電吸附機構28、電漿形成用高頻電 · 源42、偏壓用電源6、保持部冷卻機構27及搬送系統等之 動作。 本實施形態之裝置的一大特點係可進行於蝕刻處理之 20際去除業已堆積於前述處理室1内之露出面的膜（以下，稱 作堆積膜）之清洗。以下，就該點加以詳述。 首先，前述導入系統3係除了前述蝕刻用氣體，還可 用以導入具清洗作用之氣體（以下，稱作清洗用氣體）。清 洗用氣體於本實施形態中係採用氧氣。該氣體導入系統3 0續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 16 一 200300981 玖、發明說明 .. ........ ^ 係依照前述控制部8之控制開闔 氣體或清洗用氣體之其中一者。 ^ 發明說明 ' ' · 月!l述閥32，以導入蝕刻用 清洗係藉形成經導入之氧氣的電聚來進行。氧氣電聚 5 :形成係無刻時同樣藉由高頻放電來進行。於本實施形 態卜前述電漿形成用高頻電源42亦兼用於清洗。若藉該 電漿形成用高頻電源42形成氧氣電漿，則氧氣離子與氧氣 活性種會於電漿中大量地生成。附著於前述處理室〗内之 露出面的侧時釋出物係藉由該等離子或活性種的抵達而 去除。

1U 具體而言，於本實施形態中，如上所述，假定姓刻石夕 氣化膜，且㈣用氣體為a化碳化氫系（氟碳化物系）氣體 。因此，堆積膜係由碳、碳化氫等所構成。電漿中之氧氣 離=氧氣活性種係與該等材料反應而生成如碳酸氣體或 15 水蒸氣之揮發物。揮發物係藉前述排氣系統11排出至前述 處理室1外。 又，前述控制部8係具有順序控制程式，該順序控制 程式係用以進行包含用以清洗之裝置各部之最合適的控制 者。第3圖係顯示前述控制部8所具有之順序控制程式的 概略之流程圖。以下’一邊說明本裝置之動作，_邊利用 第3圖就前述控制部8所具有之順序控制程式加以說明。 裝置-開始運轉’則順序控制程式係使各腔室藉由各 自的排氣系統排氣’並確認其是否變成預定之真空壓力。 接著’使搬送系統動作’且將第一片基板9搬入前述處理 室1内並載置於前述基板保持部2上。前述控制部8 0續額（觀翻财雖觸，_記雌用續頁） 20 州0300981

玫、發明說明 ^;......... WMimMM .......-- " ·..· . : 圓.厂：ί圓· ； ：.. ·..·. ·..：： ..........................................···、.+二 .*· ..........-.，. ；.<：：ν..·-..·..；·>；ν .. , ：： ；., ：1 ... , 前述靜電吸附機構28動作且使前述基板9靜電吸附於前述 基板保持部2上，同時使前述氣體導入系統3動作，並以 預疋/;,L i ^入姓刻用氣體。確定前述處理室1内之壓力及 银刻用氣體之流量變成預定值後，係使前述電漿形成用高 5頻電源42動似形成電漿，同時使前述偏壓用電源6動作 。藉此，藉由電漿中之離子與活性種之作用以钱刻前述基 板9表面之絕緣膜。且，前述保持部冷卻機構27及電極冷 卻機構43基本上係於裝置運轉中進行平時的動作，且進行 月’J述基板保持部2及對向電極41之冷卻。 1〇 1虫刻開始後，順序控制程式係使計時器開始跑，且若 計時器的計算到達預定值，則依序使前述偏壓用電源。 靜電吸附機構28及電漿形成用高頻電源42之動作停止。 然後，由前述氣體導入系統3之餘刻用氣體的導入亦停止 ，且ϋ由前述排氣系統U使前述處理室j内再度排氣。而 15後，控制搬送系統將前述基板9從前述處理室i取出，並 返回前述裝載閘室7。 順序控制程式係接著轉移至用以清洗之控制。具體而 言’係使前述排氣系統U動作並使前述處理室i内再度排 乳。在藉由未圖示之真空計確定已排氣至預定壓力後，將 信號傳送至前述氣體導入系統3,並切換前述間32，且以 狀流量導入氧氣氣體。確定氧氣氣體之導入量及前述處 理室1内之麼力維持於預定值後，順序控制程式係使前述 電漿形成用高頻電源42動作，且形成電漿。結果，如上所 述」藉由氧氣電漿的作用除去堆積膜。順序控制程式係於 0續次頁（發觀頓不驗觸’ |親記並麵續頁） 200300981 1發明說明 . .… 與前述電漿形成用高頻電泝 二 ：二1- 原42之動作幾乎同時停止前述保 持部冷卻機構27及電極冷細德姐μ 7部機構43之動作。即，係使冷 媒之流通停止。 5 10 15 20 工制程式係與開始清洗同時使計時器開始計算 且田#$之計异到達預定值後，即使前述電漿形成用； 頻電源42之動作停止°同時’使前述氣體導人系統3之讀 作V止。X，重新開始前述保持部冷卻機構27及電極冷各 機構43之動作。

接著’順賴做式係進㈣讀理下—個基板9 : 準備。即，使前述排氣系統η動作，且使前述處理室^ 再度排氣，並在確㈣氣至狀壓力後，使搬送系統射 以將下-個基板9搬入至前述處理室U。接下來⑽ 則述相同之順序進行似，卜並且，在處理結束後，於處王』 片數之计算再加一片。

、如此-來，於每次的處理係—面進行清洗，—面以葉 片式處理進彳τ基板9之㈣於本實施職巾，於前述昆 Μ錢料25片前述基板9，且該25片餘9之姓刻 一結束’-組的處理即結束。於本實施形態中，於轉移至 :一組的處理前，亦進行清洗。即，雖然於第3圖省略圖 不’但順序控制程式係於處理片數之計算達到25後，即於 下一組第一片基板9搬入之前，再次進行清洗。 又，雖然於第3圖中沒有顯示，但順序控制程式係於 裝置之運轉開始後，且於開始處理最先一組前進行清洗。 即，於本實施形態中，係於各基板9之處理空檔及各組之 續次頁（發日施觀不敷麵時，請註記並使用續百） 、 19 八 200300981 :玖、發明說明 I"#明說明續蒼 處理空播進行清洗。 / j述控制8具體而言為具有CPU、記憶體及硬碟等 之微電腦。前述順序控制程式係安裝於硬碟，且於裝置運 轉^ ’從硬碟讀取且記憶於記憶體，並U CPU執行。 5主於本實施形態之絕緣㈣㈣置中，由於堆積膜係藉 由清洗來去除，故可抑制因堆積膜之剝離而產生的粒子。 因此，可有效地防止因粒子附著於前述基板9表面而產生 之電路缺陷等異常。又，於下-次_之際，前述基板9 之溫度並不會因粒子附著於基板保持面而不均勻或不安定 ⑺。特別是於將如氬氣之熱傳導用氣體導人於基板與基板保 持面間之構成中，熱傳導用氣體必須關在界面内，但，一 旦粒子附著，則此關入狀態恐怕會出錯。於本實施形態中 ，亦可防止前述熱傳導用氣體之關入狀態出錯。 附帶一提，若使前述電漿形成用高頻電源42以 15 60MHz’ 15罐動作’且將氧氣氣體作為清洗用氣體並以 lOOsccm之流量導入，並且以壓力5Pa來進行清洗，則附 著於前述基板9之粒徑〇.2//m以上之粒子的數量可安定並 控制於20個以下。 於本實施形態中，由於在钱刻前述基板9時進行清先 2〇 ，故可提高上述效果。又，由於每組皆進行清洗，故上述 效果會更好。即，於蝕刻前述基板9時進行清洗之際，卷 無法完全地徹底去除堆積膜時，則隨著處理片數增加， 留下來的堆積膜會變多。於此，於一組的處理結束後之日^ 機進行附加的清洗，則可完全地去除所殘留之堆積膜。 0續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 200300981 玖、發明說明 I發明說 又’當於-次㈣之際所堆積之堆積膜的量沒有G 多時，則可使清洗頻率較前述低。例如，於數次钱刻才進 行凊洗，或者每一組清洗一次。 h裝置有時於某種程度之長期運轉後，才座洗前述處理 . 5 ^ 1内。即使如此，若先進行前述乾洗，龍洗所需之全 — 部時間可大幅縮短。舉例而言，即使是運轉2〇〇小時後才 進行座清洗之裝置，若先以上述條件進行清洗，則座洗所 需之全部時間會在3小時以内，且裝置之運轉效率會大@ # 提高。 ‘丄必Μ汁投刺杈式之構成中一項重點係於蝕刻之障 前述保持部冷卻機構27及電極冷卻機構U動作，但清 %則不動作。此點係具有提高清洗效率以使清洗於短時 内結束之技術性意義。 15

20 於钮刻時冷卻前述基㈣持部2之點主要係由於藉 來自電漿的熱使前述基板9不要加熱至限度以上之故。 使就前述對向電極41而言，亦加熱至不受到熱損害。另, 方面’於清洗之際’前述基板保持部2上並沒有前述基3 9,且清洗之所需時間亦較_時短。並且，心清洗心 與氧氣離子或氧氣活性種反應，故溫度愈高效果愈好。 ;於本只把幵U，為使前述基板保持部2與斐 向電極4】之溫度較敍刻時更高，係使前述保持部冷卻機賴 27與電極冷卻機構43之叙从# 士 _ 之師於清洗畴止。雖然於Μ 基板保持部2之修正環25表面«述對向電極41之對向 面（下面）堆積有許多膜，但該等膜係受高溫與氧氣離子、 0續次頁(發明說明頁不敷使用時己並使用續頁） 21 200300981 ‘…................... "'——·—,—_- ：f· ； ·"-. •.二_ *-*：：··.··“ 八“-.γ ..··：：：···ν·'·'·： V... ·';，..：· 玖、發明說明： ««Hi 氧氣活，且可迅㈣絲。χ，^了 部冷卻機構27與電極冷卻機構43於清洗時完全地停止以 ’有時亦降低其較钮刻時之能力而使其動作。所謂降低 I力係扎提南冷媒之溫度或者減少冷媒之流通量。 . 5 X ’前述順序控制程式之構成中另—重點係清洗時不 - 2前述偏壓用電源6動作。此點係具有以防止過多離子於 清洗時射入前述基板保持部2來保護該基板保持部2之技 術性意義。 0 如上所述，前述偏壓用電源6係具有從電漿取出離子 10且使其射入前述基才反9 ϋ此提高餘刻效率之作用。然而， 由於清洗時沒有前述基板9,故，若取出過多離子，則前 述基板保持部2之基板保持面會因離子之射入而受損。於 此，清洗係使前述偏壓用電源6不要動作。 但，由於在基板保持面以外堆積有膜，故有時亦某種 15程度地使前述偏壓用電源6動作。即使如此，前述基板保 持部2表面所產生之自偏壓仍須較姓刻時小，即小至不損 φ 害基板保持面之程度。而何種程度之自偏壓則不損害基板 保持面，由於其亦依賴於壓力，故無法籠統地說明，但在 · 通常認為清洗時之壓力為1Pa至1〇〇Pa的範圍内，則自偏 20 壓為0至100V即可。 又，本實施形態之裝置亦進行上述清洗，且為了抑制 生產性之降低，而特別下功夫。以下，就該點加以說明。 作為用以抑制生產性降低之技術方法，本實施形態之 裝置係具有用以積極地使堆積膜堆積之冷卻阱丨2。該冷卻 0續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 200300981 t 丨.::一一 .....一 〜… :圓_.：……圓'.. … 玖、發明說明 發明說明續頁 ................. ..··. . · ...... . ·· '· ·.·.····... V. . . . ... .,.,ΛΛ ·. ......_· .· . ' ·. . ： .··,..'·· · ·： ： ......... · · .. · 啡12係設於較前述基板9表面更下方的位置。具體而士， 如第1圖所示，該冷卻阱12係設於前述基板保持部2之側 面。 又，裝置係具有冷媒塊121作為用以冷卻前述冷卻阱 5 I2之構件。該冷媒塊121係藉冷媒流通於内部而直接冷卻 之構件。該冷媒塊121係圍住前述基板保持部2下端部分 之環狀構件。而且，於該冷媒塊121内之空洞係設有用以 供給冷媒之冷媒供給管122、用以將冷媒從空洞排出之冷 媒排出管123及用以進行冷媒之供給及排出之泵或循環機 10 I24。且，設有用以將所排出之冷媒冷卻至預定溫度再供給 之未圖示調溫部。 月述冷卻阱12之形狀為圍住前述基板保持部2之筒狀 。該冷卻阱12如第1圖所示係於下端部分具有凸緣部。該 冷卻阱12係藉凸緣部部分拾在前述冷媒塊121而熱接觸性 15良好地固定於該冷媒塊121。且，為了進一步地提高兩者 之熱接觸性，係於界面夾入未圖示之薄板狀構件（例如碳薄 板）。前述冷卻啡12與冷媒塊121之表面並非完整的平坦 面而有細小的凹凸部。因此，於兩者之界面係形成有細小 的空間。由於該空間為真空，故熱傳導性不良。而薄板狀 20 構件係掩蓋該空間且提高熱傳導性。 冷媒係使用例如弗羅歷那（Flu〇rinert ; 7 口 y于一卜， 氟系惰性液體）或哥登（Galden ;方，氟系惰性液體） ，且所供給之冷媒的溫度為20°C至80°C。藉此，前述冷卻 阱12於蝕刻時係冷卻至40艽至1〇(rc。又，該冷卻阱 0續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續I) 23 一 200300981 發明說明續頁 但於裝置運轉中進行 :.V ..；·* .：：..….…‘ ................. :玖、發明說明… 之強制冷卻雖然必須在餘刻時進行， 平時的強制冷卻亦可。 姓刻時之膜的堆積係容易產生於前述處理室！内溫度 較低處之露出面。這是堆積作用之未反應、未分解之餘刻 5用氣體的分子奪取溫度較低處之能量而捕集於露出面的結 果。於溫度較高處，具堆積作用之氣體分子即使到達露出 面，亦為了維持高能量，而離開露出面，並再度浮游於前 述處理室1内。 若依本實施形態之裝置，則具堆積作用之氣體分子會 大量地被捕集於前述冷卻醉12且長成膜。因此，朝前述處 理室1内之其他地方的膜堆積會相對地減少。如此一來， 相較於沒有前料㈣12之情形，_:欠_處賴堆積之 膜（亦包含因姓刻後之殘留氣體而產生的堆積）的量也會變 少。此情形意味著清洗頻率低即足夠。即，若依設有前述 15冷卻阱12之本貫施开> 態，則藉由進行清洗，可進行粒子少 之高品質賴刻處ί里，且具有可有效抑制因$青洗頻率高而 生產性降低之技術性意義。 於前述冷卻阱12表面係藉所捕集之氣體分子而堆積薄 膜並使其成長。因此，在使用於幾次蝕刻處理後，該冷卻 2〇阱12會替換。前述處理室1係可以未圖示之分割部分割。 當父換前述冷卻阱12時，在使前述處理室丨内排氣且回到 大氣壓後，係分割該處理室1，並將前述冷卻阱12從前述 冷媒塊121取走。而後，安裝新的且表面之堆積膜已去除 之冷卻阱12。 0續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 200300981 r*…'…-…'….…. ..................... ：^·,··· · -： ......；. .玖、發明說明 發明說明續頁 ; ' , '- 於本實施形態中，並非直接使冷媒流通於前述冷卻阱 12内來冷卻，而是使冷媒流通於前述冷媒塊丨2丨内，且可 自由裝卸地將前述冷卻阱12安裝於該冷媒塊121。若為直 接使冷媒流通於該冷卻阱12之構成，則必須於交換該冷卻 5啡12之際使冷媒之流通停止，且將冷媒從該冷卻阱12取 走’但於本實施形態中沒有這樣的麻煩。 又，前述冷卻阱12之表面，如第丨圖中之放大顯示， 係形成有微小的凹凸部。該凹凸部係用以防止堆積膜剝離 。若為平坦表面，則堆積膜會容易剝離，但若設有凹凸部 1〇 ，則由於可陷入於凹凸部且將其抓住，故可防止剝離。 刖述凹凸部係藉由例如喷射業經加熱、溶解之鋁的鋁 熔射而形成。又，有時亦於鋁之表面藉由噴砂法形成凹凸 部後’對表面進行防蝕鋁處理。 無論如何，前述冷卻阱12之表面宜由氧化物或絕緣物 15構成。這是因為從與絕緣膜蝕刻所使用之氣體種類的關係 來看，堆積膜多為有機系。且由於為有機系膜時，相較於 鋁或不鏽鋼，氧化物與絕緣物之親和性較高，且剝離較少 之故。因此，有時亦於前述冷卻阱12表面施以氟樹脂製塗 布液且，考慮到熱傳導性，前述冷卻阱12之本體與冷媒 20塊121係如鋁、不鏽鋼或銅之金屬製。 又，前述冷卻阱12設於較前述基板9表面更下方的位 置之點係考慮到萬一粒子從該冷卻阱12釋出時之問題。該 冷部啡12雖然如上所述，堆積膜之祕變少，但，即使如 此亦並非無剝離之可能性。若堆積膜剝離，且前述冷卻拼 0續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用顚） 玖、發明說明. ：. 月續頁 12位於較前述基板9表面更高的位置，則於落下之際附著 於該基板9表面的可能性會很高。又，若考慮前述依排氣 系統11之排氣通路的點，則前述冷卻阱12宜設於較前述 基板9表面為距離已設於前述處理室1之器壁的排氣口更 近的位置。這是因為即使堆積膜剝離，粒子亦不會到達前 述基板9之表面，以提高藉由前述排氣系統η排氣之可能 性。如第1圖所示，本實施形態之裝置係亦滿足此構成。 又’本實施形態之裝置為了更提高清洗效果，而針對 電漿之形成方法特別下工夫。以下，就該點加以說明。 如上所述，堆積膜會成為問題是由於因剝離而產生粒 子’且该粒子附著於前述基板9表面之故。因此，堆積於 愈靠近保持於前述基板保持部2之基板9附近處之堆積膜 愈容易發生問題。於本實施形態之構成中，圍住前述基板 保持部2之基板保持面的修正環25及堆積於其附近之膜就 相當於上述情形。並且，清洗係依電製中所生成之氧氣離 子與氧氣活性種的作用。由上述情形看來，電漿密度於臨 前述基板保持部2之周邊部分的空間宜增加。 根據發明人的研究，可知於如本實施形態之平行平板 型之容量結合型高頻電漿中，若調整設於電極與電極間之 可變電容器的電容量大小，則可調整電極（前述對向電極 41及基板保持部2)間平行方向之電漿密度的分布。 第4圖係顯示確定該點後之實驗結果。第4圖所示之 驗仏依下述條件來進行。且，雖然使前述偏壓用電源6 動作’但若自偏壓為較㈣時更小，則如上所述。且，「 _次頁（翻_辭_觸，·記纖臓頁） 26 200300981 玫、發明說明 seem」為換算成0度1氣壓之氣體的流量（standard cubic centimeter par minute ;標準立方公分/分鐘）。 電漿形成用高頻電源42 :頻率60MHz，輸出功率 1800W， 5 偏壓用電源6 :頻率1·6ΜΗζ，輸出功率1800W， ^ 處理室1内之壓力：3.3Pa， 經導入之氣體：氧氣’ 氣體流量：lOOsccm。 0 第4圖之橫軸係於放電空間之電極間平行方向的位置 10 ，而橫軸係電漿密度（電子或離子的數量密度）。第4圖中 ，以•標繪之資料係前述可變電容器61之電容量為零之情 形，而以標繪之資料係變為55pF之情形。且，即使該可 變電容器61之電容量為零，由於有浮游容量與基板保持塊 22之靜電容量等，故前述基板9與地面間亦存在有某種程 15 度的電容量。 如第4圖所示，可確定相較於前述可變電容器61之電 ® 容量為零時，若將電容量設於50pF至60pF，則周邊部分 之電漿密度會突出。 - 於本實施形態中，係考慮上述情形，而於前述偏壓用 、 20 電源6與基板保持部2間設置前述可變電容器61，且可調 整電容量以達到所希望之電漿密度分布。周邊部之電漿密 度的突出是調整至何種程度之電容量亦依據壓力、電漿形 成用高頻電源42之頻率或輸出功率等。因此，於最適當的 清洗條件下，事先實驗性地研究可看出電漿密度的突出之 E續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 27 200300981 玖、發明闘'': \ 明續頁 電谷量。而後，為達到該電容量，係於清洗之際以前述控 制部8控制。即’為了達到個別就钮刻與清洗而言為最合 適的電容量，前述控制部8係個別地控制前述可變電容器 61。且，亦可控制於前述電漿形成用高頻電源“與對向電 5 極41間設置前述可變電容器61。 又，於上述條件中，55PF之電容量實際上係採用前述 電襞形成用高頻電源42之鮮的高射共振於前述基板保 持部2與下方之地面部間者。但，要達成此共振並不是說 前述周邊部之電漿密度的突出為必要條件。 3 於前述本實施形態之絕緣膜蝕刻裝置中，為了於清洗 時保護前述基板保持部2之基板保持面，亦可於基板保持 面配置與前述基板9同樣形狀大小之覆蓋構件。該覆蓋構 件於蝕刻時係先待機於前述裝載閘室7等，再於蝕刻之際 藉由搬送线搬送並與前述基板9同#地配置於基板保持 ;面。如此一來，由於基板保持面受到保護，故即使產生與 蚀刻時相同程度之自偏壓且增加離子的射入，亦不會有問 題。該覆蓋構件為了不釋出污染物質，係以不會被氧氣電 漿姓刻之材料或者如石夕或碳等即使被姓刻亦不會有問題之 材料來形成。 以本發月之絕緣膜|虫刻裝置餘刻之絕緣膜係不限於上 述石夕氧化誠⑦氮化膜。又，清洗用氣體除了氧氣以外亦 可使用 N2、H2、NH3、H2〇、CF4、CHF3 等。 發明之效果 如上所述若依本發明第1態樣所記載之發明，則由 0續次頁（發_頓不雜觸，1冑_用麵） 200300981

玖、發明說明 於堆積膜係藉钱刻去除，故可抑制因堆積膜之^ 之粒子ϋ此’可減低因粒子而造成之如電路異常等缺陷 ，且對提高出成率深具貢獻。 5 10 又右依本發明第2態樣所記載之發明，則除了上述 效果以外，由於冷料可捕集具堆積㈣之氣體，故朝有 問題處之膜的堆積量會相對地減少。因此，清洗頻率低即 可’且可抑制生產性之降低。 又右依本發明第3態樣所記載之發明，則除了上述 效果以外，由於可防止來自冷卻牌之膜的剝離，故來自冷 部拼之粒子的產生會愈來愈少。因該點，可更進一步地對 出成率之提高有所貢獻。 又，右依本發明第4態樣所記載之發明，則除了上述 效果以外，由於清洗時之基板保持部的溫度較I虫刻時高， 故可提高清洗之效率。因此，清洗可於短時間内結束，且 15 提高生產性。 又，若依本發明第5態樣所記載之發明，則除了上述 效果以外，由於清洗時之對向電極的溫度較勉刻時高，故 可提高清洗之效率。因此，清洗可於短時間内結束，且提 高生產性。 2〇 X ’若依本發明f 6態樣所記載之發明，騎了上述 效果以外’由於放電空間中周邊部之電漿密度較蝕刻處理 時高’故可高效率地去除基板保持部之基板保持面外側部 分的膜。因此，清洗可於短時間内結束’且提高生產性。 又，若依本發明第7態樣所記載之發明，則除了上述 0續次頁（翻說頓不雌觸，旨讎纖醜顚） 200300981 發明說明續頁 玖、發明說明 效果以外，由於可控制偏壓用電源於清洗時停止或者使其 為較钮刻時更小之自偏壓，故可不損害基板保持部而進行 清洗。 I：圖式簡單說明】 5 第1圖係顯示本發明實施形態之絕緣膜蝕刻裝置之主 要#分的構成之正面截面概略圖。 第2圖係概略地顯示第1圖所示之裝置整體的平面圖

C 第3圖係顯示控制部8所具有之順序控制程式的概略 1〇 之流程圖。 第4圖係顯示確定電漿密度分布之調整後之實驗結果 〇 【圖式之主要元件代表符號表】 1···處理室 15 2…基板保持部 3…氣體導入系統 4…電漿形成機構 6···偏壓用電源 7·.·裝載閘室 20 9...基板 10…通道閥 11…排氣系統 12...冷卻阱 21…主保持部 25 22…基板保持塊 2 5 · · ·修正環 26…絕緣塊 27…保持部冷卻機構 2 8…靜電吸附機構 30 31···配管 32…閥 33…流量調整器 41···對向電極 42·.·電漿形成用高頻電源 35 43…電極冷卻機構 0續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 200300981 玖、發明說明 44…絕緣塊50...搬送室 51.. .搬送機器人 52.. .自動裝載機 53.. .匣盒 5 61...可變電容器 111…真空泵 112.. .排氣速度調整器 121.. .冷媒塊 122…冷媒供給管 10 123...冷媒排出管 124.. .循環機 271…冷媒供給管 ::費明說明末頁 272…冷媒排出管 273…循環機 15 281...基板吸附電源 282.. .基板吸附電極 283.. .導入構件 284…絕緣管 411…前面板 20 421...整合器 431…冷媒供給管 432…冷媒排出管 433…循環機

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Claims (1)

1. 拾、申請專利範圍 1 · 一種絕緣膜蝕刻裝置，包含有： 處理室，係具有排氣系統，同時於内部進行姓刻處理 者； 基板保持部，係用以將基板保持於前述處理室内之預 定位置； 氣體導入系統，係用以將具蝕刻作用之氣體導入至前 述處理室内； 電漿形成機構，係用以形成業經導入之氣體的電漿； 及 搬送系統，係用以將未處理之基板搬入前述處理室内 ，同時將已處理之基板從該處理室搬出， 且，前述絕緣膜蝕刻裝置係藉由電漿中所生成之種的 作用來姓刻基板表面之絕緣膜， 而前述氣體導入系統係可用以導入具清洗作用之氣體 ，以取代導入前述具#刻作用之氣體，又前述具清洗作 用之氣體係用以去除堆積於前述處理室内之露出面的膜 再者’前述絕緣膜蝕刻裝置係設有用以控制前述排氣 系統、前述氣體導入系統、前述電漿形成機構及前述搬 送糸統之控制部’而該控制部係於前述鍅刻處理後，莽 由刚述排氣系統使前述處理室排氣，同時在控制前述搬 送系統將已處理之基板從前述處理室搬出後，控制前述 氣體導入系統並且將前述具清洗作用之氣體導入至前述 處理室内，且於該狀態下進行使前述電漿形成機構動作 0續次頁（申請專利範圍頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 200300981 拾、申請專利範阚 申請專利範圍續頁 ......v...... ........... L _ 之控制。 2.如申請專利範圍第丨項之絕緣膜蝕刻裝置，其中於前述 處理室内且較前述基板保持部之基板保持面更下方的位 置，係設有可加以強制冷卻之冷卻阱，而該冷卻阱因可 捕集具堆積作用之氣體分子，故相較於其他地方可使較 多膜堆積’且前述冷卻阱係以可替換之方式安裝。 3·如申請專利範圍第2項之絕緣膜蝕刻裝置，其中前述冷 卻阱的前面係設有用以防止已堆積的膜剝離之凹凸部， 同日寸戎凹凸部之表面係由氧化物或絕緣物所形成。 1〇 4.如申請專利範圍第1項之絕緣膜蝕刻裝置，係設有用以 使冷媒流通於前述基板保持部内，且冷卻前述基板保持 部之冷卻機構，而前述控制部亦控制該冷卻機構，且控 制該冷卻機構使前述基板保持部之溫度於前述清洗時較 前述蝕刻處理時為高。 15 5.如申請專利範圍帛j項之絕緣膜蝕刻裝置，其中前述電 漿形成機構係由對向設置於前述基板保持部之對向電極 及於該對向電極施加高頻電壓之電漿形成用高頻電源所 組成，同時該電漿形成機構係設有用以使冷媒流通於前 述對向電極内且冷卻該對向電極之冷卻機構，又，前述 2〇 ㉟制^亦控制該冷卻機構’且控制該冷卻機構使前述對 向電極之溫度於前述清洗時較前述蝕刻處理時為高。 6.如申請專利範圍第！項之絕緣膜餘刻裝置，其中前述電 漿形成機構係由對向設置於前述基板保持部之對向電極 及於該對向電極施加高頻電壓之電漿形成用高頻電源所 0續次頁（申請專利範釀不敷使騰，請註記並使膽百） 33 ^ 200300981 ίο 15 20 拾、申請專利範圍 申請專利範圍: 組成， β再者，於前述基板保持部係連接有偏壓用電源，該偏堡用電源係藉由利料高頻電壓施加於前述基板保持部 7形：之自偏塵’從電漿中取出離子並使其射入者， 枯於月述基板保持部與偏壓用電源間或者前述對向電與電聚形成用高頻電源間係設有可變電容器， 又’則述控制部亦控制該可變電容器，且控制該可 電容器使前述基板保持部與前述對向電極間之放電空 中周邊D卩之電漿⑧度較前述#刻處理時高。7.如申請專利1 請第W緣㈣職置，其中前述水I成機構係由對向設置於前述基板保持部之對向電蚀 及於該對向電極施加高頻電壓之電漿形成用高頻電源所 組成， β再者於刖述基板保持部係連接有偏壓用電源，該偏 壓用電源係藉由·將高頻電壓施加於前述基板保持部 而形成之自偏邀，從電衆中取出離子並使其射入者， ’前述控制部亦控制該偏麼用電源，並控制該偏愿用電 源於前述姓刻處理時動作’同時控制該偏壓用電源於前述清洗時停止’或者使其為較前述钱刻時更小之自偏 〇

   同 壓 變 間 電 極 又 電 壓 34