(57)【要約】【課題】基板処理方法が提供される。【解決手段】工程チャンバ内にローディングされた基板は、支持プレート上に載置される。以降、工程チャンバは外部から遮断され、工程チャンバ内部の圧力を既設定の圧力まで増加させる。既設定の圧力で基板の温度は一定の温度に安定化し、工程チャンバ内の圧力は工程圧力に減圧される。工程チャンバ内で基板に対する工程が完了すると、基板は工程チャンバの外部にアンローディングされる。工程チャンバ内部の圧力を増加させる方法には、パージガスを供給する方法と、工程ガスを供給する方法がある。【選択図】図２
2008227506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバ内に基板をローディングするステップと、
前記プロセスチャンバに前記基板を処理するための工程ガスを供給し、前記プロセスチャンバ内の圧力を既設定の圧力に増圧して、前記基板の温度を安定化させるステップと、
前記プロセスチャンバ内の圧力を工程圧力に減圧して、前記基板に対する工程を行うステップと、
前記基板を前記プロセスチャンバの外部にアンローディングするステップと、
を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記工程ガスはエッチングガスまたは洗浄ガスを含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記基板に対する工程を行うステップは、前記プロセスチャンバ内に電界を形成した状態で前記プロセスチャンバ内に前記工程ガスを供給して、プラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて前記基板を処理するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記基板に対する工程を行うステップは、前記基板を加熱して前記基板の上部面に形成された工程副産物を除去するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記既設定の圧力は２６６６．４５Ｐａ（パスカル）であり、前記工程圧力は１３３．３２Ｐａであることを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項６】
第１チャンバ内に基板をローディングするステップと、
前記第１チャンバに前記基板を処理するための工程ガスを供給し、前記第１チャンバ内の圧力を既設定の圧力に増圧して、前記基板の温度を安定化させるステップと、
前記第１チャンバ内の圧力を工程圧力に減圧して、前記基板に対する第１工程を行うステップと、
前記基板を前記第１チャンバの外部にアンローディングし、第２チャンバ内にローディングするステップと、
前記第２チャンバ内の圧力を既設定の圧力に増圧して、前記基板の温度を安定化させるステップと、
前記第２チャンバ内の圧力を工程圧力に減圧して、前記基板に対する第２工程を行うステップと、
前記基板を前記第２チャンバの外部にアンローディングするステップと、
を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
前記第１チャンバ内で前記基板に対する第１工程を行うステップは、前記第１チャンバ内に電界を形成した状態で前記第１チャンバ内に前記工程ガスを供給してプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて前記基板を処理するステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記第２チャンバ内で前記基板に対する第２工程を行うステップは、前記基板を加熱して前記基板の上部面に形成された工程副産物を除去するステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記工程ガスはエッチングガスまたは洗浄ガスを含むことを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記既設定の圧力は２６６６．４５Ｐａ（パスカル）であり、前記工程圧力は１３３．３２Ｐａであることを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理方法に関し、さらに詳細には、プレート上に載置された基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハ表面上に蒸着された薄膜は、エッチングにより選択的に除去され、ウェハ表面上には所望のパターンが形成される。このような工程は、半導体製造過程で繰り返して行われる。また、蒸着された膜だけでなく、トレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）を生成するためにシリコン基板自体をエッチングすることもできる。薄膜は、フォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）またはシリコン酸化膜（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｄｉｏｘｉｄｅ）またはシリコン窒化膜（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｎｉｔｒｉｄｅ）のような相違する薄膜を含むことができる。酸化膜または窒化膜は、フォトレジストに比べてさらに良好なエッチング条件を提供する。
【０００３】
一般的なプラズマエッチング装置（ｐｌａｓｍａ  ｅｔｃｈｉｎｇ  ａｐｐａｒａｔｕｓ）に対して説明する。工程ガスがチャンバ内に供給され、二つの電極（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）の間に電界（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄ）が形成されると、ガス原子（ｇａｓ  ａｔｏｍｓ）の一部はイオン化し、陽イオン（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｉｏｎｓ）と自由電子（ｆｒｅｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ）を生成してプラズマを形成する。プラズマエッチング装置で、エネルギは１３．５６ＭＨｚで動作する高周波発生器（ＲＦ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）により供給される。
【０００４】
プラズマエッチングに係わる二つの主要素は、自由ラジカル（ｆｒｅｅ  ｒａｄｉｃａｌｓ）とイオン（ｉｏｎｓ）である。自由ラジカルは、不十分な結合（ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ  ｂｏｎｄｉｎｇ）を有し、電気的に中性である。従って、自由ラジカルは、不十分な結合により非常に大きい反応性を有し、ウェハ上の物質と主に化学的な作用を通じて工程を行う。しかし、イオンは電荷を有するので、電位差によって一定の方向に加速され、ウェハ上の物質と主に物理的な作用を通じて工程を行う。
一方、ウェハはチャンバ内にローディングされ、チャンバ内に設けられたチャック上に載置される。以後、ウェハの温度条件を工程に適合するように調節し、温度条件が充足されれば工程を開始する。しかし、上記のような一般的な装置には幾つかの問題点がある。
【０００５】
工程の精密度を高めるためには、工程条件が正確に調節される必要があり、その中でもウェハの温度条件は非常に重要である。ここで、ウェハがチャックから離隔した状態で、チャンバ内に供給されたガス分子がウェハとチャックの間の温度伝達媒介体として機能する。従って、ウェハの温度を調節することは非常に難しく、特に、高真空状態で工程が行われる場合には、チャンバ内にガス分子が極少数存在するので、このような問題はさらに深刻になり得る。
【０００６】
これを解決するために、ウェハの後面にヘリウムガスを噴射することもあるが、その場合、ウェハを固定するための別途の装置が要求される。従来には機械式クランプ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｃｌａｍｐ）または静電チャック（ＥＳＣ：ｅｌｅｃｔｒｏ  ｓｔａｔｉｃ  ｃｈｕｃｋ）を使用していたが、機械式クランプはウェハに均一な力を与えることができず、パーティクルを発生させる短所がある。また、静電チャックを適用する場合、装置の構造が複雑になり、生産費が増加し、さらに、工程進行の時、チャック（ｃｈｕｃｋｉｎｇ）／ディチャック（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ）の過程が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ウェハの温度条件を容易に調節できる基板処理方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ウェハの温度均一度を確保できる基板処理方法を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、下記の詳細な説明と添付の図面によりさらに明確になるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成すべく、本発明による基板処理方法は、プロセスチャンバ内に基板をローディングするステップと、前記プロセスチャンバに前記基板を処理するための工程ガスを供給し、前記プロセスチャンバ内の圧力を既設定の圧力に増圧して、前記基板の温度を安定化させるステップと、前記プロセスチャンバ内の圧力を工程圧力に減圧して、前記基板に対する工程を行うステップと、前記基板を前記プロセスチャンバの外部にアンローディングするステップと、を含む。
【０００９】
前記工程ガスはエッチングガスまたは洗浄ガスを含むことができる。
前記基板に対する工程を行うステップは、前記プロセスチャンバ内に電界を形成した状態で前記プロセスチャンバ内に前記工程ガスを供給して、プラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて前記基板を処理するステップを含むことができる。
前記基板に対する工程を行うステップは、前記基板を加熱して前記基板の上部面に形成された工程副産物を除去するステップを含むことができる。
【００１０】
本発明の他の実施の形態による基板処理方法は、第１チャンバ内に基板をローディングするステップと、前記第１チャンバに前記基板を処理するための工程ガスを供給し、前記第１チャンバ内の圧力を既設定の圧力に増圧して、前記基板の温度を安定化させるステップと、前記第１チャンバ内の圧力を工程圧力に減圧して、前記基板に対する第１工程を行うステップと、前記基板を前記第１チャンバの外部にアンローディングし、第２チャンバ内にローディングするステップと、前記第２チャンバ内の圧力を既設定の圧力に増圧して、前記基板の温度を安定化させるステップと、前記第２チャンバ内の圧力を工程圧力に減圧して、前記基板に対する第２工程を行うステップと、前記基板を前記第２チャンバの外部にアンローディングするステップと、を含む。
【００１１】
前記第１チャンバ内で前記基板に対する第１工程を行うステップは、前記第１チャンバ内に電界を形成した状態で前記第１チャンバ内に前記工程ガスを供給してプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて前記基板を処理するステップを含むことができる。
前記第２チャンバ内で前記基板に対する第２工程を行うステップは、前記基板を加熱して前記基板の上部面に形成された工程副産物を除去するステップを含むことができる。
前記工程ガスはエッチングガスまたは洗浄ガスを含むことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によればチャンバ内にガスを供給してチャンバの内部圧力及びガス分子の密度を増加させ、ガス分子によりウェハＷの温度調節を容易にすることができる。また、ウェハＷの領域別温度偏差を減少させることができる。特に、パージガスまたは工程ガスを用いて、ウェハＷの温度を容易に調節できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図１〜図７に基づき詳細に説明する。本発明の実施の形態は様々な形態に変形でき、本発明の範囲が後述される実施の形態に限定されると解釈されてはならない。本実施の形態は、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより詳細に説明するために提供されるものである。従って、図面における各要素の形状は、より明確な説明を強調するために誇張され得る。
【００１４】
一方、以下では、基板の一例としてウェハＷに対して説明するが、本発明の技術的思想と範囲はここに限定されない。また、以下では本発明を説明するためにプラズマエッチング装置を例にあげて説明するが、本発明はウェハをプレートに載置した状態で工程を行う多様な半導体製造装置に応用することができる。また、以下では、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）タイプのプラズマ装置を例にあげて説明しているが、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）タイプを含む様々なプラズマ装置に応用することができる。
【００１５】
図１は、本発明による工程モジュール１０ａ、１０ｂを含む半導体製造設備１を概略的に示す図である。
図１を参照すれば、半導体製造設備１は、工程設備２、設備前方端部モジュール（ＥＦＥＭ：Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｍｏｄｕｌｅ）３、及び境界壁（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｗａｌｌ）４を含む。
【００１６】
設備前方端部モジュール３は、工程設備２の前方に装着され、ウェハＷが収容された容器（図示せず）と工程設備２の間にウェハＷを移送する。設備前方端部モジュール３は、複数のロードポート（ｌｏａｄｐｏｒｔｓ）６０とフレーム（ｆｒａｍｅ）５０を有する。フレーム５０は、ロードポート６０と工程設備２の間に位置する。ウェハＷを収容する容器は、オーバーヘッドトランスファー（ｏｖｅｒｈｅａｄ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）、オーバーヘッドコンベヤー（ｏｖｅｒｈｅａｄ  ｃｏｎｖｅｙｏｒ）、または自動案内車両（ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｇｕｉｄｅｄ  ｖｅｈｉｃｌｅ）のような移送手段（図示せず）によりロードポート６０上に載置される。容器としては、前面開放一体式ポッド（ＦＯＵＰ：Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）のような密閉容器を使用できる。フレーム５０内には、ロードポート６０に載置された容器と工程設備２の間にウェハＷを移送するフレームロボット７０が設けられる。フレーム５０内には、容器のドアを自動に開閉するオープナー（図示せず）を設けることができる。また、フレーム５０には、清浄空気がフレーム５０内の上部から下部に流れるように、清浄空気をフレーム５０内に供給するファンフィルタユニット（ＦＦＵ：Ｆａｎ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｕｎｉｔ、図示せず）が提供されることができる。
【００１７】
工程設備２内でウェハＷに所定の工程が行われる。工程設備２は、ロードロックチャンバ（ｌｏａｄｌｏｃｋ  ｃｈａｍｂｅｒ）２０、トランスファーチャンバ（ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｃｈａｍｂｅｒ）３０、及び第１及び第２工程モジュール（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｍｏｄｕｌｅ）１０ａ、１０ｂを有する。トランスファーチャンバ３０は、略多角形状の断面を有する。トランスファーチャンバ３０の測面には、ロードロックチャンバ２０または工程モジュール１０ａ、１０ｂが位置する。ロードロックチャンバ２０は、トランスファーチャンバ３０の側部のうち、設備前方端部モジュール３と隣接する側部に位置し、工程モジュール１０ａ、１０ｂは他の側部に位置する。ロードロックチャンバ２０は、工程進行のために工程設備２に搬入されるウェハＷが一時的に待機するローディングチャンバ２０ａと、工程が完了して工程設備２から搬出されるウェハＷが一時的に待機するアンローディングチャンバ２０ｂとを有する。トランスファーチャンバ３０及び工程モジュール１０ａ、１０ｂの内部は真空に維持され、ロードロックチャンバ２０の内部は真空及び大気圧に切り換えられる。ロードロックチャンバ２０は、外部汚染物質がトランスファーチャンバ３０及び工程モジュール１０ａ、１０ｂに流れ込むことを防止する。ロードロックチャンバ２０とトランスファーチャンバ３０の間、そしてロードロックチャンバ２０と設備前方端部モジュール３の間には、ゲートバルブ（図示せず）が設けられる。設備前方端部モジュール３とロードロックチャンバ２０の間にウェハＷが移動する場合、ロードロックチャンバ２０とトランスファーチャンバ３０の間に提供されたゲートバルブが閉鎖され、ロードロックチャンバ２０とトランスファーチャンバ３０の間にウェハＷが移動する場合、ロードロックチャンバ２０と設備前方端部モジュール３の間に提供されるゲートバルブが閉鎖される。
【００１８】
トランスファーチャンバ３０内には移送ロボット４０が装着される。移送ロボット４０は、工程モジュール１０ａ、１０ｂにウェハＷをローディングするか、工程モジュール１０ａ、１０ｂからウェハＷをアンローディングする。また、移送ロボット４０は、工程モジュール１０ａ、１０ｂとロードロックチャンバ２０の間にウェハＷを移送する。
工程モジュール１０ａ、１０ｂは、ウェハＷに対して所定の工程、例えばエッチング、洗浄（ｃｌｅａｎｉｎｇ）、アッシング（ａｓｈｉｎｇ）のような工程を行う。工程モジュール１０ａ、１０ｂは一つのグループを構成し、ウェハＷに対する工程を連続的に行う。
【００１９】
図２は、図１の第１工程モジュール１０ａを概略的に示す図である。
第１工程モジュール１０ａは、第１プロセスチャンバ１２０、第１プレート１４０、第１排気ライン１６０、コイル１７０、及び第１供給ライン１８０を含む。
第１プロセスチャンバ１２０は、エッチング工程が行われる内部空間を提供し、工程進行の時、第１プロセスチャンバ１２０の内部空間は外部から遮断される。第１プロセスチャンバ１２０の一側には、ウェハＷが出入する通路１２２が形成される。通路１２２は、スリットドア（ｓｌｉｔ  ｄｏｏｒ、図示せず）のような開閉部材により開閉される。第１プロセスチャンバ１２０の他側には、第１供給ホール１２６が形成される。後述する第１供給ライン１８０を通して供給されるガスは、第１供給ホール１２６を通して第１プロセスチャンバ１２０の内部に流入する。第１プロセスチャンバ１２０の底壁には、第１プロセスチャンバ１２０内のガスを排出する第１排気ホール１２４が形成される。第１排気ホール１２４は、後述する第１プレート１４０の周りに形成され、第１排気ホール１２４には、後述する第１排気ライン１６０が形成される。
【００２０】
第１プロセスチャンバ１２０の内部空間には、第１プレート１４０が設けられる。第１プレート１４０は支持軸１４２により支持される。ウェハＷは第１プレート１４０の上部面に載置される。第１プレート１４０は接地され、後述するコイル１７０と共に第１プロセスチャンバ１２０の内部に電界を形成する。第１プレート１４０上には、複数の支持突起１４０ａが設けられ、ウェハＷの背面は複数の支持突起１４０ａにより支持される。従って、ウェハＷは、第１プレート１４０の上部面から一定距離離隔した状態を維持する。
【００２１】
第１排気ライン１６０は、第１排気ホール１２４に連結され、第１プロセスチャンバ１２０内部の圧力調節及び内部空気の排気を行う。第１排気ライン１６０上には、強制排気のための別途のポンプ（図示せず）が設置され得る。従って、ポンプを利用して第１プロセスチャンバ１２０の内部圧力を強制に低下させることができる。
【００２２】
第１プロセスチャンバ１２０の上部にはコイル１７０が設けられ、コイル１７０には高周波発生器（図示せず）が連結される。コイル１７０に連結された高周波発生器を作動すると、コイル１７０から高周波エネルギが発生し、発生したエネルギは第１プロセスチャンバ１２０の上部壁を介して第１プロセスチャンバ１２０の内部に伝達され、第１プロセスチャンバ１２０の内部に電界を形成する。一方、本実施の形態では、コイル１７０が第１プロセスチャンバ１２０の上部に提供されると説明しているが、コイル１７０の位置は様々に変形されることができる。
【００２３】
第１供給ライン１８０は、工程ガスライン１８２及びパージガスライン１８４に分岐する。工程ガスライン１８２の内部には工程ガスが流れ、パージガスライン１８４の内部にはパージガスが流れる。従って、工程ガス及びパージガスは、第１供給ライン１８０を通して第１プロセスチャンバ１２０の内部に供給される。一方、工程ガスライン１８２上には工程ガスライン１８２を開閉するバルブ１８２ａが設置され、パージガスライン１８４上にはパージガスライン１８４を開閉するバルブ１８４ａが設置される。
【００２４】
工程ガスは、第１プロセスチャンバ１２０内で行われる工程により決まるので、第１プロセスチャンバ１２０内でエッチング工程が行われる場合、工程ガスはエッチングガスであり、洗浄工程が行われる場合、工程ガスは洗浄ガスである。パージガスは、第１プロセスチャンバ１２０の維持補修の時、内部の有毒ガスを外部に排出するために、第１プロセスチャンバ１２０の内部に供給される。パージガスは、窒素（Ｎ２）のような不活性ガスを含む。
【００２５】
図３は、図１の第２工程モジュール１０ｂを概略的に示す図である。
第２工程モジュール１０ｂは、第２プロセスチャンバ２２０、第２プレート２４０、第２排気ライン２６０、及び第２供給ライン２８０を含む。
第２プロセスチャンバ２２０は、エッチング工程が行われる内部空間を提供し、工程進行の時、第２プロセスチャンバ２２０の内部空間は外部から遮断される。第２プロセスチャンバ２２０の一側には、ウェハＷが出入する通路２２２が形成される。通路２２２は、スリットドア（ｓｌｉｔ  ｄｏｏｒ、図示せず）のような開閉部材により開閉される。第２プロセスチャンバ２２０の他側には、第２供給ホール２２６が形成される。後述する第２供給ライン２８０を通して供給されるガスは、第２供給ホール２２６を通して第２プロセスチャンバ２２０の内部に流入する。第２プロセスチャンバ２２０の底壁には、第２プロセスチャンバ２２０内のガスを排出する第２排気ホール２２４が形成される。第２排気ホール２２４は、後述する第２プレート２４０の周りに形成され、第２排気ホール２２４には、後述する第２排気ライン２６０が形成される。  
【００２６】
第２プロセスチャンバ２２０の内部空間には第２プレート２４０が設けられる。第２プレート２４０は、支持軸２４４により支持される。ウェハＷは第２プレート２４０の上部面に載置される。第２プレート２４０の内部にはヒーター２４２が設置される。ヒーター２４２は、第２プレート２４０の上部面に安着したウェハＷを工程温度で加熱する。第２プレート２４０上には複数の支持突起２４０ａが設けられ、ウェハＷの背面は複数の支持突起２４０ａにより支持される。従って、ウェハＷは、第１プレート２４０の上部面から一定距離離隔した状態を維持する。
【００２７】
第２排気ライン２６０は、第２排気ホール２２４に連結され、第２プロセスチャンバ２２０内部の圧力調節及び内部空気の排気を行う。第２排気ライン２６０上には、強制排気のための別途のポンプ（ｐｕｍｐ、図示せず）が設置できる。従って、ポンプを利用して、第２プロセスチャンバ２２０の内部圧力を強制に低下させることができる。
第２供給ライン２８０の内部にはパージガスが流れ、パージガスは第２供給ライン２８０を通して第２プロセスチャンバ２２０の内部に供給される。一方、第２供給ライン２８０上には、第２供給ライン２８０を開閉するバルブ２８０ａが設置される。パージガスは、第２プロセスチャンバ２２０の維持補修の時、内部の有毒ガスを外部に排出するために、第２プロセスチャンバ２２０の内部に供給される。パージガスは窒素（Ｎ２）のような不活性ガスを含む。
【００２８】
図４は、本発明による基板処理方法を示すフローチャートであり、図５は、図２の第１工程チャンバ１２０及び図３の第２工程チャンバ２２０内の圧力変化を示すグラフである。
以下、図２〜図５を参照して、ウェハＷに対するエッチング工程及びウェハＷの温度を調節する方法を説明する。
【００２９】
先ず、ウェハＷを第１プロセスチャンバ１２０の内部にローディングする（Ｓ１０）。移送ロボット４０はウェハＷを第１工程モジュール１０ａにローディングし、ウェハＷは第１プロセスチャンバ１２０の一側に形成された第１通路１２２を通して第１プレート１４０上に載置される。ここで、第１プロセスチャンバ１２０内部の圧力は真空状態を維持する（「ａ」区間：ウェハローディング区間）。
【００３０】
次に、第１プロセスチャンバ１２０の内部空間を外部から遮断した状態で第１プロセスチャンバ１２０内部の圧力を既設定の圧力に増圧して、ウェハＷの温度を安定化させる（Ｓ２０）。ウェハＷの温度を安定化させるということは、ウェハＷと第１プレート１４０の温度差が既設定の範囲内にあるようにするか又はウェハＷの領域別温度偏差が一定範囲内にあるようにすることを意味する。これ以外にもウェハＷの温度を既設定の温度に調節することを意味する。ここで、ウェハＷの温度が安定化したと判断できる範囲は、作業者の要求によって決めることができる。
【００３１】
第１プロセスチャンバ１２０の内部圧力は、真空状態（ｖａｃｕｕｍ：Ｖ）から１９９９．８４Ｐａ（１５Ｔ（Ｔｏｒｒ））以上（好ましくは２６６６．４５Ｐａ（２０Ｔ））まで増加する（「ｂ」区間：温度安定化区間）。第１プロセスチャンバ１２０の圧力を増圧させる方法は二つある。一番目の方法は、第１プロセスチャンバ１２０の内部に工程ガスを供給することであり、二番目の方法は、第１プロセスチャンバ１２０の内部にパージガスを供給することである。工程ガスまたはパージガスは、第１供給ライン１８０を通して第１プロセスチャンバ１２０の内部に供給される。第１プロセスチャンバ１２０の内部にガスを強制供給すると、第１プロセスチャンバ１２内部の圧力は増加する。
【００３２】
第１プロセスチャンバ１２０内部にガスが強制供給されることで、第１プロセスチャンバ１２０の内部はガスで満たされ、これにより第１プロセスチャンバ１２０内部の圧力及びガス分子の密度は増加する。第１プロセスチャンバ１２０の内部を満たしているガス分子は、第１プレート１４０とウェハＷの間における温度伝達媒介体として機能する。従って、第１プレート１４０とウェハＷの間では熱伝達が円滑に行われることができる。
【００３３】
図６は、図２の第１工程モジュール１０ａで測定したウェハＷの温度変化を示すグラフであり、ウェハＷの温度は多様な領域で測定された。図６の左側グラフは、第１プロセスチャンバ１２０の内部が真空状態である時のウェハＷの温度変化を示し、図６の右側グラフは、第１プロセスチャンバ１２０の内部が高圧状態である時のウェハＷの温度変化を示す。図６において、「１」は、ウェハＷが第１プレート１４０上に載置される時点を表す。
【００３４】
ウェハＷは、移送ロボット４０により第１プロセスチャンバ１２０の内部にローディングされ、ウェハＷの温度は第１プレート１４０の温度より高い。ウェハＷが第１プレート１４０上に載置された後、ウェハＷと第１プレート１４０の間では熱伝達が行われ、ウェハＷは次第に冷却される。
【００３５】
ここで、図６の左側グラフに示すウェハＷは、領域によって大きい温度偏差を有し、徐々に冷却される。反面、図６の右側グラフに示すウェハＷは、最初は領域によって大きい温度偏差を有するが、第１プロセスチャンバ１２０の内部圧力が増加することによって（「Ｈ」時点）、ウェハＷの温度は早く収斂されることが分かる。このような結果は、第１プロセスチャンバ１２０の内部圧力が高い場合、ガス分子により熱伝達が円滑に行われるからである。すなわち、内部圧力が高い場合、ガス分子によりウェハＷの温度を迅速に調節することができる。また、同一な理由から、ウェハＷの領域別温度偏差は減少することができる。
【００３６】
次に、ウェハＷの温度が安定化すると、第１プロセスチャンバ１２０の内部圧力を工程圧力に減圧し、ウェハＷに対する第１工程を行う（Ｓ３０）。第１プロセスチャンバ１２０の内部圧力は、２６６６．４５Ｐａ（２０Ｔ）から６６６．６１Ｐａ（５Ｔ）以下（好ましくは１３３．３２Ｐａ（１Ｔ））まで減少する。すなわち、第１工程モジュール１０ａの工程圧力は、１３３．３２Ｐａ（１Ｔ）である（「ｃ」区間：工程区間）。
【００３７】
第１プロセスチャンバ１２０の内部圧力が工程圧力に到逹すると、第１プロセスチャンバ１２０内に工程ガスが供給される。工程ガスは、工程ガスライン１８２及び第１供給ライン１８０を通して供給される。第１プロセスチャンバ１２０内に電界が形成されると、工程ガスからプラズマが生成され、生成されたプラズマはウェハＷ表面をエッチングする。工程ガスは、エッチングしようとする膜によって決まる。
【００３８】
次に、第１工程が完了すると、ウェハＷは第１プロセスチャンバ１２０からアンローディングされ（「ｄ」区間）、第２プロセスチャンバ２２０にローディングされる（Ｓ４０）（「ａ」区間）。ウェハＷが第２プロセスチャンバ２２０にローディングされる方法は、ウェハＷが第１プロセスチャンバ１２０にローディングされる方法と同様である。
【００３９】
次に、第２プロセスチャンバ２２０の内部空間を外部から遮断した状態で第２プロセスチャンバ２２０内部の圧力を既設定の圧力に増圧して、ウェハＷの温度を安定化させる（Ｓ５０）。第２プロセスチャンバ２２０の内部圧力は、真空状態から１９９９．８４Ｐａ（１５Ｔ（Ｔｏｒｒ））以上（好ましくは２６６６．４５Ｐａ（２０Ｔ））まで増加する（「ｂ」区間）。第２プロセスチャンバ２２０の圧力は、その内部にパージガスを供給することで増加する。パージガスは、第２供給ライン２８０を通して第２プロセスチャンバ２２０の内部に供給される。その他に、ウェハＷの温度を安定化させる原理は、前述した方法と同様である。
【００４０】
図７は、図３の第２工程モジュール１０ｂで測定したウェハＷの温度変化を示すグラフであり、ウェハＷの温度は様々な領域で測定された。図７の左側グラフは、第２プロセスチャンバ２２０の内部が真空状態である時のウェハＷの温度変化を表し、図７の右側グラフは、第２プロセスチャンバ２２０の内部が高圧状態である時のウェハＷの温度変化を表す。
【００４１】
ウェハＷは、移送ロボット４０により第２プロセスチャンバ２２０の内部にローディングされ、ウェハＷの温度は第２プレート２４０の温度より低い。ウェハＷが第２プレート２４０上に載置された後、ウェハＷと第２プレート２４０の間では熱伝達が行われ、ウェハＷは次第に加熱される。
【００４２】
ここで、図７の左側グラフに示すウェハＷは領域によって大きい温度偏差を有するが、図７の右側グラフに示すウェハＷは領域による温度偏差を殆ど有しない。このような結果は、第２プロセスチャンバ２２０内部圧力が高い場合、ガス分子により熱伝達が円滑に行われるからである。すなわち、内部圧力が高い場合、ガス分子によりウェハＷの温度を迅速に調節することができる。また、同一な理由からウェハＷの領域別温度偏差は減少することができる。
【００４３】
次に、ウェハＷの温度が安定化すると、第２プロセスチャンバ２２０の内部圧力を工程圧力に減圧し、ウェハＷに対する第２工程を行う（Ｓ６０）。第２プロセスチャンバ２２０の内部圧力は２６６６．４５Ｐａ（２０Ｔ）から６６６．６１Ｐａ（５Ｔ）以下（好ましくは１３３．３２Ｐａ（１Ｔ））まで減少する。すなわち、第２工程モジュール１０ｂの工程圧力は１３３．３２Ｐａ（１Ｔ）である（「Ｃ」区間）。
【００４４】
第２プロセスチャンバ２２０の内部圧力が工程圧力に到逹すると、第２プレート２４０はウェハＷを既設定の温度に加熱する。ウェハＷを加熱すると、第１工程（エッチング）の後ウェハＷの表面に残っている物質は蒸発（ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ）し、気体状態で第２排気ライン２６０を通して外部に排出される。
【００４５】
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による工程モジュールを含む半導体製造設備を概略的に示す図である。
【図２】図１の第１工程モジュールを概略的に示す図である。
【図３】図１の第２工程モジュールを概略的に示す図である。
【図４】本発明による基板処理方法を示すフローチャートである。
【図５】図２の第１プロセスチャンバ及び図３の第２プロセスチャンバ内の圧力変化を示すグラフである。
【図６】図２の第１工程モジュールで測定したウェハＷの温度変化を示すグラフである。
【図７】図３の第２工程モジュールで測定したウェハＷの温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１    半導体製造設備
１０ａ、１０ｂ  工程モジュール
１２０、２２０  プロセスチャンバ
１４０、２４０  プレート
１６０、２６０  排気ライン
１７０  コイル
１８０、２８０  供給ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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