CN1677624A - 等离子体处理装置以及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可以抑制颗粒附着而防止晶片污染的等离子体处理装置以及方法。等离子体处理装置具备对晶片进行等离子体处理的处理室(100)。处理室(100)具备腔室侧壁(110)、上部电极(111)、为了用静电将晶片吸附在ESC台(120)而被埋设的吸附晶片用的ESC电极(120a)、配置在晶片的外周上的聚焦环(121)以及ESC台(120)。在ESC台(120)上，为了用静电将聚焦环(121)吸附在ESC台(120)而埋设吸附FR用的ESC电极(122a)。等离子体处理装置在进行等离子体处理中向ESC电极(120a、122a)供给不同电位的电力。
Description
技术领域
本发明涉及等离子体处理装置以及方法，特别涉及具备用于对基板进行等离子体处理的处理室的等离子体处理装置以及方法。
背景技术
近年来，在半导体装置的制造过程中，对于作为被处理体的半导体晶片(以下，称为“晶片”)，进行蚀刻、溅射、CVD(化学气相沉积)等使用等离子体的处理(以下称为等离子体处理)。
用于实施这样的处理的等离子体处理装置(图8)具备用于对晶片进行等离子体处理的圆筒形容器的处理室800。处理室800具备腔室侧壁810、被配置在腔室侧壁810上端部的上部电极811、被配置在处理室800下部的下部电极812、搭载在下部电极812的上面的ESC(Eletrostatic Chunk)台820和聚焦环821、以及被配置在腔室侧壁810以及下部电极812之间的环形的缓冲板830。
在上部电极811上设置多个未图示的贯通孔，上部电极811作为通过该贯通孔而将进行等离子体处理所必需的处理气体导入处理室800内的喷淋头而起作用。在下部电极812上连接用于供应高频电力的高频电源813。聚焦环821由按照包围被载置在ESC台820的上面的晶片的外周那样成形的环状部件组成。
ESC台820具备为了将所载置的晶片用静电吸附在ESC台820上而被埋设在ESC台820内的ESC电极820a。在ESC电极820a上，连接为了提供在该ESC电极820a上吸附晶片所需功率的可变电源822。
在图8的等离子体处理装置上，通过在上部电极811和下部电极812之间的空间内发生高频电场而生成的等离子体，形成如图8所示的等离子体区域。等离子体处理装置通过使用所生成的等离子体，例如将在晶片上面预先形成的氧化膜进行蚀刻。由于蚀刻而从腔室侧壁810的内壁游离出来的颗粒在处理室800的内部浮游。在蚀刻结束后，通过使用未被图示的泵，通过设在缓冲板830上的小的贯通孔(未图示)将处理室800进行排气，而除去颗粒。
这样的颗粒在蚀刻处理中通过被含在等离子体中的电子而带负电，以晶片上方的等离子体区域为中心浮游，在蚀刻结束后停止产生等离子体的话，就将附着在晶片上面，造成晶片污染。
为了避免颗粒附着在上述那样的晶片上面，使用设置在处理室800内部的其他电极，在生成等离子体之前或者在等离子体消失之后，使带电的颗粒积极地移动的技术被公开(例如，专利文献1、2)。在专利文献1中记载的干蚀刻装置上，其他电极设在腔室侧壁810的内侧，而在专利文献2记载的等离子体处理装置上，其他电极埋设在按照包围ESC台820周围的方式配置的环形体，或者按照包围ESC台820的上方区域的方式设置在腔室侧壁810内侧。
专利文献1特开平10-284471号公报
专利文献2特开2000-91247号公报
但是，在上述专利文献1、2记载的技术中，尽管可以在等离子体发生之前或者等离子体消失后使颗粒从晶片上方的区域向上述其他的电极侧移动，但是由于在等离子体生成过程中成为上述其他电极发生异常放电和产生颗粒的原因，所以使颗粒移动是不现实的。作为产生颗粒的原因的理由是通过在处理室800内设置作为其他部件的电极，附着颗粒的场所扩大。
另外，由于存在于晶片上方区域内的颗粒将掩盖晶片要处理的部分而使成品率降低，所以在产生等离子体的过程中需要将这些颗粒向晶片上方的区域外排出。另外，通过抑制成品率的下降，可以提高生成率。
发明内容
本发明的第1个目的在于，提供可以抑制颗粒的附着，并防止晶片污染的等离子体处理装置以及方法。
本发明的第2个目的在于，可以在产生等离子体时使颗粒从基板的上方区域移动，提高生成率的等离子体处理装置以及方法。
为了达到上述第1以及第2目的，本发明第1方面为一种等离子体处理装置，在对于作为被处理体的基板进行设定的处理的处理室内，具备生成等离子体的等离子体生成装置，其特征在于，具备在由所述等离子体进行的所述基板的处理中，使存在于所述基板上方的区域内的颗粒在所述处理室内向所述基板上方的区域外静电地移动的颗粒移动装置。
本发明第2方面的等离子体处理装置是如本发明第1方面所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述颗粒移动装置包含载置所述基板的载置台、将所述基板静电吸附在所述载置台上的第1电极、按照包围所述基板的外周的方式配置的环形部件、将所述环形部件静电吸附在所述载置台上的第2电极、连接到所述第1电极上供给第1电位的电力的第1电源、连接到所述第2电极上供给与所述第1电位不同的第2电位的电力的第2电源，所述载置台、所述第1电极、所述环形部件、以及所述第2电极被设置在所述处理室内。
本发明第3方面记载的等离子体处理装置是如本发明第2方面所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述颗粒移动装置包含为使所述颗粒从所述基板上方的区域向所述第2电极的上方移动而至少控制所述第2电位的电位控制装置。
本发明第4方面记载的等离子体处理装置是如本发明第2或3方面所述的等离子体处理装置，其特征在于，在进行所述等离子体处理的过程中，所述颗粒带负电时，所述第2电位比所述第1电位高。
本发明第5方面记载的等离子体处理装置是如本发明第2～4方面中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第1电位为负极性，所述第2电位为正极性。
本发明第6方面记载的等离子体处理装置是如本发明第2～4方面中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第1电极为负极性，所述第2电极为负极性。
本发明第7方面记载的等离子体处理装置是如本发明第2～6方面中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第2电位比在所述基板的上方区域的该基板的面近旁与所述第1电位相对应而形成的电位或通过等离子体的生成形成的自偏压电位高。
本发明第8方面记载的等离子体处理装置是如本发明第1～7方面中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，具备将所述颗粒从所述处理室内除去的颗粒除去装置。
本发明第9方面记载的等离子体处理装置是如本发明第8方面所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述颗粒除去装置包含将所述处理室排气的排气装置。
为了达到上述第1以及第2目的，本发明第10方面一种等离子体处理方法，具有在对于作为被处理体的基板进行设定的处理的处理室内具备生成等离子体的等离子体生成步骤，和在具有通过所述等离子体处理所述基板的步骤，其特征在于，具备在由所述等离子体进行的所述基板的处理中，使存在于所述基板上方的区域内的颗粒在所述处理室内向所述基板上方的区域外静电地移动的颗粒移动步骤。
本发明第11方面记载的等离子体处理方法是如本发明第10方面所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述等离子体处理装置包含载置所述基板的载置台、将所述基板静电吸附在所述载置台上的第1电极、按照包围所述基板的外周的方式配置的环形部件、将所述环形部件静电吸附在所述载置台上的第2电极、连接到所述第1电极上供给第1电位的电力的第1电源、连接到所述第2电极上供给与所述第1电位不同的第2电位的电力的第2电源，所述载置台、所述第1电极、所述环形部件、以及所述第2电极被设置在所述处理室内，所述颗粒移动步骤包含从所述第2电源向所述第2电极供给与所述第1电位不同的第2电位的电力的供给步骤。
本发明第12方面记载的等离子体处理方法是如本发明第11方面所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述颗粒移动装置包含为使所述颗粒从所述基板上方的区域向所述第2电极的上方移动而至少控制所述第2电位的电位控制装置。
本发明第13方面记载的等离子体处理方法是如本发明第11或12方面所述的等离子体处理方法，其特征在于，在进行所述等离子体处理的过程中，所述颗粒带负电时，所述第2电位比所述第1电位高。
本发明第14方面记载的等离子体处理方法是如本发明第11～13方面中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述第1电位为负极性，所述第2电位为正极性。
本发明第方面15记载的等离子体处理方法是如本发明第11～13方面中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述第1电位为负极性，所述第2电位为负极性。
本发明第16方面记载的等离子体处理方法是如本发明第11～15方面中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述第2电位比在所述基板的上方区域的该基板的面近旁与所述第1电位相对应而形成的电位或通过等离子体的生成形成的自偏压电位高。
本发明第17方面记载的等离子体处理方法是如本发明第10～16方面中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于，具备将所述颗粒从所述处理室内除去的颗粒除去步骤。
本发明第18方面记载的等离子体处理方法是如本发明第17方面所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述颗粒除去步骤包含将所述处理室进行排气的排气步骤。
发明的效果
根据本发明第1方面记载的等离子体处理装置或者本发明第10方面记载的等离子体处理方法，由于在由前述等离子体进行的前述基板的处理中，通过静电使存在于前述基板上方的区域内的颗粒在前述处理室内向前述基板上方的区域外移动，所以可以抑制颗粒的附着并防止晶片的污染。另外，生成等离子体时，使颗粒从基板的上方区域移动，可以提高生成率。
根据本发明第2方面记载的等离子体处理装置或者本发明第11方面记载的等离子体处理方法，由于从第2电源向通过静电将配置在基板外周的环形部件吸附在载置台上的第2电极供给与第1电极的第1电位不同的第2电位的电力，所以可以有效地抑制颗粒的附着。
根据本发明第3方面记载的等离子体处理装置或者本发明第12方面记载的等离子体处理方法，为了使颗粒从前述基板上方的区域向第2的电极的上方移动而至少控制第2电位，所以可以更加有效地抑制颗粒的附着。
根据本发明第4方面记载的等离子体处理装置或者本发明第13方面记载的等离子体处理方法，由于在进行等离子体处理的过程中，颗粒带负电时，第2电位比第1电位高，所以可以更加有效地抑制颗粒的附着。
根据本发明第5方面记载的等离子体处理装置或者本发明第14方面记载的等离子体处理方法，由于第1电位为负极性，第2电位为正极性，所以可以简单地将第2电位提高得比第1电位更高。
根据本发明第7方面记载的等离子体处理装置或者本发明第16方面记载的等离子体处理方法，由于第2比在该基板的面近旁与所述第1电位相对应而形成的电位或自偏压电位高，所以可以更加有效地抑制颗粒的附着。
根据本发明第8方面记载的等离子体处理装置或者本发明第17方面记载的等离子体处理方法，由于将颗粒从处理室内除去，所以可以可靠地抑制颗粒的附着。
根据本发明第9方面记载的等离子体处理装置或者本发明第18方面记载的等离子体处理方法，由于将处理室进行排气，所以可以更加可靠地抑制颗粒的附着。
附图说明
图1是简略地表示涉及本发明的实施方式的等离子体处理装置的构成的截面图。
图2是表示为了发生等离子体的等离子体功率以及颗粒数之间的关系的图。
图3是为了说明在图1的处理室100的内部形成的电位形状的图。
图4是将在用图3的等电位线表示的那种电位形状中存在于等离子体区域内的颗粒的轨迹作为例子表示的图。
图5是图4的部分放大图。
图6是表示如图5所示那样被观测到的颗粒数量与被加在吸附FR用的ESC电极122a上的电压之间关系的图。
图7是简略地表示为了得到在图5以及图6中表示的那种实验结果而进行观测颗粒的观测系统构成的图。
图8是简略地表示现有的等离子体装置的构成的截面图。
符号说明：100处理室，110腔室侧壁，111上部电极，112下部电极，113高频电源，120 ESC台，120a晶片吸附用ESC电极，121聚焦环(FR)，122a FR吸附用ESC电极，122、125可变电源，130缓冲板。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1是简略地表示涉及本发明的等离子体处理装置的构成的截面图。
图1所示的等离子体装置具备对于作为被处理体的半导体晶片(以下称“晶片”)进行蚀刻、溅射、CVD(化学气相沉积)等使用等离子体进行的所设定的处理(以下，称“等离子体处理”)的圆筒形容器的处理室100(处理室)，例如平行平板容量结合型的等离子体(CCP：capacitively coupled plasma)处理装置组成。
处理室100具备腔室侧壁110、被配置在腔室侧壁110上端部的上部电极111、被配置在处理室100下部的下部电极112、载置在下部电极112的上面的ESC(Eletrostatic Chunk)台120(载置台)、配置在腔室侧壁110以及下部电极112之间的环形的缓冲板130。
另外，在处理室100的外部连接由管状部件组成的排气管线，在该排气管线上，设置涡轮分子泵(TMP)以及干泵(DP)等的泵，该泵通过缓冲板130将处理室100进行排气，向除害设备排出含颗粒的气体。另外这些泵也可以不通过缓冲板130，而通过可以自由开闭的阀门设置在腔室侧壁110上。
在上部电极111上设置多个未图示的贯通孔，上部电极111作为通过该贯通孔将进行等离子体处理所需的处理气体导入处理室100内的喷淋头而起作用。在下部电极112上连接供给高频电力的高频电源113。
ESC台120具备载置在其上面的聚焦环(FR)121、为了将载置的晶片静电吸附在ESC台120上而被埋设在ESC台120内部的吸附晶片用的ESC电极120a(第1电极)、为了将聚焦环121静电吸附在ESC台120上而被埋设在ESC台120内部的吸附FR用的ESC电极122a(第2电极)。聚焦环121由按照包围载置在ESC台120上面的晶片的外周那样成形的环状部件组成。
在吸附FR用的ESC电极122a上，通过LPF(低通滤波器)连接为了供给将聚焦环121吸附在吸附该FR用的电极122a上所需电力的吸附FR用的可变电源122(第2电源)。在晶片吸附用ESC电极120a上，通过LPF(低通滤波器)连接为了供给将晶片吸附在吸附该晶片用的ESC电极120a上所需电力的可变电源125(第1电源)。由于向下部电极112供给的RF功率通过ESC台120的绝缘体部分与向ESC电极120a、122a供给的功率进行容量结合，RF功率流入ESC电极120a、122a，所以需要这些LPF。可变电源122、125与后述的电位控制装置相连接。
图1的等离子体处理装置中，作为等离子体处理，例如使用在中等程度的真空之下生成的等离子体，在晶片上面进行预先形成的氧化膜的蚀刻。为了生成等离子体，通过向下部电极112供给RF功率，在上部电极111和下部电极112之间的空间内产生高频(RF)电场(等离子体生成方法)。由此生成的等离子体在处理室100内形成如图1所示的那样的等离子体区域。
由于上述蚀刻而从腔室侧壁110的内壁等游离出来的颗粒在处理室100的内部特别是在等离子体区域内部浮游。由于颗粒在等离子体区域内浮游，所以捕捉包含在等离子体内的电子而带负电。
如图1所示的那样，作为等离子体区域的中心部的主体等离子体区域相对于上部电极111的基准电位0V为正极性，相对于具有几乎一定的高电位而在晶片的上方区域的晶片的面近旁形成的离子层(IonSheath Dark Space)区域受到来自下部电极112的静电力的影响以及具有主体等离子体区域的电位的影响形成大的电位梯度，具有比主体等离子体区域的电位低的电位(自偏压电位)，为负极性。另外，在等离子体区域内的主体等离子体区域之外的区域，即在等离子体的外缘区域中形成电位梯度。
因此，由于处于捕捉等离子体中的电子而带负电的颗粒由于重力向垂直方向下落的情况与从负极性的离子层区域到正极性的等离子体外缘区域形成的电位梯度，即由于下部电极112的表面以及主体等离子体区域之间的电位差排斥的同时在正极性的主体等离子体区域内被捕捉的情况相均衡的状态下，所以具有在等离子体外缘区域内离子层区域的上方(晶片上方的区域)浮游的倾向。
图2是表示为了发生等离子体的等离子体功率以及颗粒数之间的关系的图。
在图2中，横轴的等离子体功率表示根据为了产生等离子体而加在高频电源113上的电压值和电流值算出的消耗功率(W)，纵轴的颗粒数量表示向高频电源113施加不同的电压时，在处理室内观测到的颗粒数量、即从腔室侧壁110游离的颗粒数量。
由图2可知，如果增大等离子体的功率，则颗粒的数量减少。这是因为等离子体的功率愈高，则来自产生的等离子体的静电力就变得愈大，所以可以有效地将颗粒从晶片上方的区域排出。所以，为了产生等离子体而在高频电源113上加的电压高是优选的，等离子体功率的值为100-4000W是优选的。
图3是为了说明在图1的处理室100的内部形成的电位形状的图。
如图3所示的那样，在等离子体处理装置中，向ESC电极120a、122a提供不同功率的话，在处理室100内部形成由虚线箭头所示的电力线以及用实线所示的等电位线的电位形状。另外，电力线表示向聚焦环121供电的电位(第2电位)比向吸附晶片用的ESC电极120a供电的电位(第1电位)高的情况。
另外，上述的供电的开始和停止，由图1的电位控制装置(顺序控制装置)，按如下那样进行。
电位控制装置在供电开始时，在供给生成等离子体的RF功率后，例如在1秒之后，向吸附晶片用的ESC电极120a开始供电，然后在经过了例如从0-100msec(微秒)的范围内选择的设定时间后，开始向吸附FR用的ESC电极122a供电。另外，电位控制装置在停止供电之后，停止向吸附FR用的ESC电极122a供电，然后在经过了例如从0-100msec(微秒)的范围内选择的设定时间后，停止向吸附晶片用的ESC电极120a供电，例如在1秒后停止RF的电力供给(电位控制装置)。由此，在刚刚生成等离子体之后或者在等离子体刚刚消失之后，在处理室100内的气氛不处于静电不稳定的状态而是静电稳定的状态下，可以在处理室100内形成如图3所示的那种电位形状。
另外，虽然上述电位控制装置控制向吸附晶片用的ESC电极120a供电的开始和停止，但是也可以一边监视向吸附晶片用的ESC电极120a的供电，一边控制向吸附FR用的ESC电极122a供电的电位。
如上述等电位线所示的那样，在进行等离子体处理时，聚焦环121在电位高的部位，晶片在电位低的部位分别地被静电吸附(静电吸盘)到ESC台120上。另外，由于被包含在等离子体内的电子使得带负电的颗粒也受到朝向电位高的部位所吸引的方向的静电力。
图4是将在用图3的等电位线表示的那种电位形状中，存在于等离子体区域内的颗粒的轨迹作为例子表示的图。图5是图4的部分放大图。图5将通过后述的图7的观测系统600观测到的颗粒轨迹作为例子表示。
存在于图4以及图5所示的等离子体区域内(晶片上方的区域内)的颗粒的轨迹那样浮游在等离子体区域内的颗粒形成图3所示的那样的等电位线的电位形状的话，受到朝向被吸引到电位高的部位的方向的静电力，从晶片上方的区域向聚焦环121的上方移动(颗粒移动装置)。为了有效地使颗粒移动，吸附FR用的ESC电极122a的电位比吸附晶片用的ESC电极120a、更加理想地与该电位相对应而在晶片的上面近旁形成的电位或者通过等离子体的生成而形成的自偏压电位高是优选的。
另外，如图5所示的那样，在晶片上方的颗粒的轨迹在水平方向上间隔窄，在聚焦环121上方颗粒的轨迹的在水平方向上间隔宽。由此可知颗粒从晶片上方向聚焦环上方加速移动。这是由于颗粒在由于离子层区域具有的自偏压电位以及等离子体区域外缘区域具有的电位，即下部电极112表面以及主体等离子体区域之间的电位差而排斥的同时，被吸附FR用的ESC电极122a的高电位吸引而被赋予加速度。
另外，吸附FR用的ESC电极122a电位与将接地电位作为基准电位0V的自偏压电位的极性，或者将接地电位作为基准电位0V的吸附晶片用的ESC电极120a的电位相对应而与在晶片上面近旁形成的电位的极性相反，即为正极性是优选的。由此，使吸附FR用的ESC电极122a的电位与自偏压电位或者吸附晶片用的ESC电极120a的电位相对应，可以容易地提高在晶片上面的近旁形成的电位，可以可靠地产生朝向聚焦环121上方的颗粒吸引力。
图6表示是如图5所示的那样被观测到的颗粒数量与被加在吸附FR用的ESC电极122a上的电压之间关系的图。另外，图6将后述的图7的观测系统600所观测的颗粒数量的测定结果作为颗粒表示。
在图6中，横轴的聚焦环施加电压表示加在吸附FR用的ESC电极122a上的电压，加在吸附晶片用的ESC电极120a上的电压(以下称“晶片施加电压”)是接地的基准电位为0V而为一定时的电压。所以，聚焦环所加电压也表示对于晶片电压的相对的电位差(以下称“相对电位差”)。
如图6所示的那样，在聚焦环施加电压比晶片施加电压相对地高时(聚焦环施加电压为+200V、即相对电位差+200V时)，存在于晶片上方的颗粒数量少，存在于聚焦环121上方的颗粒数量多。对此，聚焦环施加电压比晶片施加电压相对较低的情况(聚焦环施加电压为0V、-120V、-200V、即相对电位差0V、-120V、-200V时)下，存在于晶片上方的颗粒数量多，存在于聚焦环121上方的颗粒数量少。
另外，如图6所示的那样，相对电位差愈大，存在于晶片上方的颗粒数量愈减少，聚焦环121上方的颗粒数量增加。优选的是，相对电位差在+150V以上时，与聚焦环121上方相比可以可靠地减低存在于晶片上方的颗粒数量。
根据图3到图6，通过使供给到吸附FR用ESC电极122a的电力的电位比供给到吸附晶片用ESC电极120a的电的电位高，在进行等离子体处理时，可以减低存在于晶片上方的区域颗粒，特别是存在于等离子体外缘区域以及离子层区域，即存在于主体等离子体区域以及晶片表面之间的颗粒数量，抑制颗粒的附着从而防止晶片的污染。
另外，在进行等离子体处理时，由于将存在于晶片上方的区域内颗粒向晶片上方的区域外移动，所以可以达到以下的效果。
通过掩盖要进行晶片处理的部分来降低颗粒数量，可以不被颗粒所阻碍而进行等离子体处理，可以提高成品率，提高生成率。
由于可以减少在进行等离子体处理时晶片上方的颗粒数量，所以可以简化在进行等离子体处理之前进行的清洁，具体地是可以延长清洁周期，可以缩短湿法清洁之后的干燥时间，进而可以缩短等离子体处理装置的启动时间。作为结果，可以增大等离子体处理装置的运行时间，大幅提高生成率。
图7是简略地表示为了得到在图5以及图6中表示的实验结果而进行观测颗粒的观测系统的构成。
在图7中，观测系统600具备由向处理室100内部的颗粒上照射波长为532nm的激光的SHG-YAG激光器组成的激光光源610和为了给处理室100内部摄像的图像强调型CCD照相机620。另外，观测系统600为了利用激光衍射法，在来自激光光源610的激光的光路上，从激光光源610起依次地配置半波长板611、透镜612、613、狭缝614、615、消光装置616。狭缝614、615将处理室100夹持在其之间的空间内(参照图4)。由于处理室100的内部的颗粒而衍射的光通过用于波长为532nm的光的干涉滤波器621而向CCD照相机620入射。
在图1的等离子体处理装置中，进行等离子体处理之后，与停止向ESC电极120a、122a供电而使等离子体消失同时，由泵通过缓冲板130对处理室100进行排气。由此，可以除去存在于处理室100内的颗粒(颗粒除去装置、排气装置)。另外，也可以在进行等离子体处理中实施上述的排气处理。
为了通过位于处理室100的下部的缓冲板130用泵进行排气，通常晶片的面的近旁的区域的排气效率低。但是，如使用图3到图6进行说明的那样，由于在进行等离子体处理时，颗粒向泵的排气效率高的部位，即向靠近缓冲板130近的聚焦环121上方移动，所以可以通过泵提高颗粒的除去效率。所以，等离子体消失后可以可靠地抑制颗粒附着在晶片上面。
虽然在涉及上述实施方式的等离子体装置上，生成的等离子体为以RF功率产生的CCP，但也可以是以RF功率产生的感应耦合等离子体(ICP：inductive coupled plasma)、由微波产生的微波等离子体(UHV：ultrahigh frequently plasma)等任何的等离子体。
在产业上利用的可能性
涉及本发明实施方式的等离子体装置可以用于进行使用等离子体的处理、例如蚀刻处理、溅射处理、CVD处理的等离子体装置。
Claims (18)
1.一种等离子体处理装置，在对于作为被处理体的基板进行设定的处理的处理室内，具备生成等离子体的等离子体生成装置，其特征在于，具备在由所述等离子体进行的所述基板的处理中，使存在于所述基板上方的区域内的颗粒在所述处理室内向所述基板上方的区域外静电地移动的颗粒移动装置。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述颗粒移动装置包含载置所述基板的载置台、将所述基板静电吸附在所述载置台上的第1电极、按照包围所述基板的外周的方式配置的环形部件、将所述环形部件静电吸附在所述载置台上的第2电极、连接到所述第1电极上供给第1电位的电力的第1电源、连接到所述第2电极上供给与所述第1电位不同的第2电位的电力的第2电源，所述载置台、所述第1电极、所述环形部件、以及所述第2电极被设置在所述处理室内。
3.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述颗粒移动装置包含为使所述颗粒从所述基板上方的区域向所述第2电极的上方移动而至少控制所述第2电位的电位控制装置。
4.如权利要求2或3所述的等离子体处理装置，其特征在于，在进行所述等离子体处理的过程中，所述颗粒带负电时，所述第2电位比所述第1电位高。
5.如权利要求2～4中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第1电位为负极性，所述第2电位为正极性。
6.如权利要求2～4中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第1电极为负极性，所述第2电极为负极性。
7.如权利要求2～6中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第2电位比在所述基板的上方区域的该基板的面近旁与所述第1电位相对应而形成的电位或通过等离子体的生成形成的自偏压电位高。
8.如权利要求1～7中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，具备将所述颗粒从所述处理室内除去的颗粒除去装置。
9.如权利要求8所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述颗粒除去装置包含将所述处理室排气的排气装置。
10.一种等离子体处理方法，具有在对于作为被处理体的基板进行设定的处理的处理室内具备生成等离子体的等离子体生成步骤，和在具有通过所述等离子体处理所述基板的步骤，其特征在于，具备在由所述等离子体进行的所述基板的处理中，使存在于所述基板上方的区域内的颗粒在所述处理室内向所述基板上方的区域外静电地移动的颗粒移动步骤。
11.如权利要求10所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述等离子体处理装置包含载置所述基板的载置台、将所述基板静电吸附在所述载置台上的第1电极、按照包围所述基板的外周的方式配置的环形部件、将所述环形部件静电吸附在所述载置台上的第2电极、连接到所述第1电极上供给第1电位的电力的第1电源、连接到所述第2电极上供给与所述第1电位不同的第2电位的电力的第2电源，所述载置台、所述第1电极、所述环形部件、以及所述第2电极被设置在所述处理室内，所述颗粒移动步骤包含从所述第2电源向所述第2电极供给与所述第1电位不同的第2电位的电力的供给步骤。
12.如权利要求11所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述颗粒移动装置包含为使所述颗粒从所述基板上方的区域向所述第2电极的上方移动而至少控制所述第2电位的电位控制装置。
13.如权利要求11或12所述的等离子体处理方法，其特征在于，在进行所述等离子体处理的过程中，所述颗粒带负电时，所述第2电位比所述第1电位高。
14.如权利要求11～13中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述第1电位为负极性，所述第2电位为正极性。
15.如权利要求11～13中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述第1电位为负极性，所述第2电位为负极性。
16.如权利要求11～15中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于，所述第2电位比在所述基板的上方区域的该基板的面近旁与所述第1电位相对应而形成的电位或通过等离子体的生成形成的自偏压电位高。
17.如权利要求10～16中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于，具备将所述颗粒从所述处理室内除去的颗粒除去步骤。
18.如权利要求17所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述颗粒除去步骤包含将所述处理室进行排气的排气步骤。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101711424B (zh) * | 2007-06-01 | 2012-05-23 | 朗姆研究公司 | 等离子体处理系统esc高压控制 |
| CN102484065A (zh) * | 2009-09-09 | 2012-05-30 | 株式会社爱发科 | 基板处理装置的运行方法 |
| CN108807126A (zh) * | 2017-05-05 | 2018-11-13 | 应用材料公司 | 有源远边缘等离子体可调谐性 |
| CN108987233A (zh) * | 2017-06-02 | 2018-12-11 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理装置、静电吸附方法和静电吸附程序 |
| CN110610843A (zh) * | 2018-06-15 | 2019-12-24 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理装置和等离子体处理方法 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070283891A1 (en) * | 2006-03-29 | 2007-12-13 | Nobuyuki Okayama | Table for supporting substrate, and vacuum-processing equipment |
| US7782591B2 (en) * | 2007-06-22 | 2010-08-24 | Lam Research Corporation | Methods of and apparatus for reducing amounts of particles on a wafer during wafer de-chucking |
| JP5208139B2 (ja) * | 2008-02-12 | 2013-06-12 | 株式会社ｉＭｏｔｔ | ダイヤモンド状炭素膜成膜装置及びダイヤモンド状炭素膜を成膜する方法 |
| US20100018648A1 (en) * | 2008-07-23 | 2010-01-28 | Applied Marterials, Inc. | Workpiece support for a plasma reactor with controlled apportionment of rf power to a process kit ring |
| US8734664B2 (en) | 2008-07-23 | 2014-05-27 | Applied Materials, Inc. | Method of differential counter electrode tuning in an RF plasma reactor |
| JP5377993B2 (ja) * | 2009-01-30 | 2013-12-25 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法 |
| JP5227264B2 (ja) * | 2009-06-02 | 2013-07-03 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置，プラズマ処理方法，プログラム |
| JP5503503B2 (ja) * | 2010-11-09 | 2014-05-28 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP2013105543A (ja) * | 2011-11-10 | 2013-05-30 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置 |
| JP5976377B2 (ja) | 2012-04-25 | 2016-08-23 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理基体に対する微粒子付着の制御方法、及び、処理装置 |
| US9530618B2 (en) | 2012-07-06 | 2016-12-27 | Infineon Technologies Ag | Plasma system, chuck and method of making a semiconductor device |
| CN106415779B (zh) * | 2013-12-17 | 2020-01-21 | 东京毅力科创株式会社 | 用于控制等离子体密度的系统和方法 |
| US9472410B2 (en) | 2014-03-05 | 2016-10-18 | Applied Materials, Inc. | Pixelated capacitance controlled ESC |
| KR20160015510A (ko) * | 2014-07-30 | 2016-02-15 | 삼성전자주식회사 | 정전척 어셈블리, 이를 구비하는 반도체 제조장치, 및 이를 이용한 플라즈마 처리방법 |
| JP6346855B2 (ja) * | 2014-12-25 | 2018-06-20 | 東京エレクトロン株式会社 | 静電吸着方法及び基板処理装置 |
| JP7089977B2 (ja) * | 2018-08-02 | 2022-06-23 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマエッチング方法及びプラズマ処理装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04279044A (ja) * | 1991-01-09 | 1992-10-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 試料保持装置 |
| KR0141659B1 (ko) * | 1993-07-19 | 1998-07-15 | 가나이 쓰토무 | 이물제거 방법 및 장치 |
| US5904800A (en) * | 1997-02-03 | 1999-05-18 | Motorola, Inc. | Semiconductor wafer processing chamber for reducing particles deposited onto the semiconductor wafer |
| JPH10284471A (ja) | 1997-04-09 | 1998-10-23 | Nec Yamagata Ltd | ドライエッチング装置 |
| JPH10303288A (ja) * | 1997-04-26 | 1998-11-13 | Anelva Corp | プラズマ処理装置用基板ホルダー |
| JPH11121435A (ja) * | 1997-10-08 | 1999-04-30 | Fujitsu Ltd | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| US6013159A (en) * | 1997-11-16 | 2000-01-11 | Applied Materials, Inc. | Particle trap in a magnetron sputtering chamber |
| US6184489B1 (en) * | 1998-04-13 | 2001-02-06 | Nec Corporation | Particle-removing apparatus for a semiconductor device manufacturing apparatus and method of removing particles |
| JP3784727B2 (ja) * | 1998-04-13 | 2006-06-14 | Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 | 半導体製造装置のパーティクル除去装置 |
| JP2000091247A (ja) * | 1998-09-14 | 2000-03-31 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JP3990076B2 (ja) * | 1999-06-30 | 2007-10-10 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| JP4559595B2 (ja) | 2000-07-17 | 2010-10-06 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体の載置装置及びプラズマ処理装置 |
-
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-
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101711424B (zh) * | 2007-06-01 | 2012-05-23 | 朗姆研究公司 | 等离子体处理系统esc高压控制 |
| CN102569134A (zh) * | 2007-06-01 | 2012-07-11 | 朗姆研究公司 | 等离子体处理系统esc高压控制 |
| CN102569134B (zh) * | 2007-06-01 | 2015-04-15 | 朗姆研究公司 | 等离子体处理系统esc高压控制 |
| CN102484065A (zh) * | 2009-09-09 | 2012-05-30 | 株式会社爱发科 | 基板处理装置的运行方法 |
| CN102484065B (zh) * | 2009-09-09 | 2015-04-01 | 株式会社爱发科 | 基板处理装置的运行方法 |
| CN108807126A (zh) * | 2017-05-05 | 2018-11-13 | 应用材料公司 | 有源远边缘等离子体可调谐性 |
| CN108987233A (zh) * | 2017-06-02 | 2018-12-11 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理装置、静电吸附方法和静电吸附程序 |
| CN111668085A (zh) * | 2017-06-02 | 2020-09-15 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理装置 |
| CN111668085B (zh) * | 2017-06-02 | 2023-06-27 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理装置 |
| CN110610843A (zh) * | 2018-06-15 | 2019-12-24 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理装置和等离子体处理方法 |
| CN110610843B (zh) * | 2018-06-15 | 2022-12-02 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理装置和等离子体处理方法 |
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