JP2001135618A - Dry etching device - Google Patents

Dry etching device

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JP2001135618A
JP2001135618A JP31423699A JP31423699A JP2001135618A JP 2001135618 A JP2001135618 A JP 2001135618A JP 31423699 A JP31423699 A JP 31423699A JP 31423699 A JP31423699 A JP 31423699A JP 2001135618 A JP2001135618 A JP 2001135618A
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JP
Japan
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reaction chamber
inert gas
lower electrode
substrate
dry etching
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Application number
JP31423699A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Daito
徹 大東
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dry etching device of simple constitution which can prevent electrostatic attraction of the object and besides not damaging the object. SOLUTION: A dry etching device 1 is equipped with an inert gas supply source 31. When carrying out a substrate S after etching from a reaction chamber 11, this dry etching device supplies the reaction chamber with inert gas before separating the board from a lower electrode 13 by means of a lifting mechanism 23, and shifts the electric charge to the inert gas without applying voltage to the lower electrode, and removes the statics on the board and the lower electrode. At the time of carrying the board into the reaction chamber, this device supplies the reaction chamber with inert gas before shifting the board from a carrying mechanism 22 to the lifting mechanism, and removes the statics on the board and the carrying mechanism similarly. An inert gas supply pipe 32 is connected to a reaction gas supply pipe 18 outside the reaction chamber.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
に使用されるドライエッチング装置に関する。
The present invention relates to a dry etching apparatus used for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造において、ドライエッ
チングにより表面を加工することが行われている。ドラ
イエッチングは、反応ガスにプラズマを生じさせ、生成
した反応ガスイオンによって加工を行うものであり、多
結晶シリコン、アルミニウム薄膜、酸化シリコン膜、窒
化シリコン膜等の除去に適し、特に、マスクを用いて部
分的な除去を行う際の精度に優れているという特長を有
する。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, the surface is processed by dry etching. Dry etching is a process in which plasma is generated in a reaction gas and processing is performed using the generated reaction gas ions, and is suitable for removing polycrystalline silicon, an aluminum thin film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, and the like. And has excellent accuracy in performing partial removal.

【0003】このような特長を有するドライエッチング
は、大面積で微細なパターンを必要とする半導体回路の
製造に有用である。例えば、液晶表示器の製造では、薄
膜トランジスタ(TFT)回路の作製にドライエッチン
グを用いることにより、大画面化、高輝度化、高画素密
度化への要求に応えている。
[0003] Dry etching having such features is useful for manufacturing a semiconductor circuit that requires a large area and a fine pattern. For example, in the manufacture of liquid crystal displays, the use of dry etching in the production of thin film transistor (TFT) circuits has responded to demands for larger screens, higher brightness, and higher pixel density.

【0004】従来のドライエッチング装置の概略構成を
図2に示す。このドライエッチング装置5は、金属製の
反応室11、反応室11内に設けられた上部電極12と
下部電極13、反応室11にCF4、O2等の反応ガスを
供給する複数の反応ガス供給源14、反応室11からガ
スを排出する真空ポンプ15を備えている。
FIG. 2 shows a schematic configuration of a conventional dry etching apparatus. The dry etching apparatus 5 includes a metal reaction chamber 11, an upper electrode 12 and a lower electrode 13 provided in the reaction chamber 11, and a plurality of reaction gases for supplying a reaction gas such as CF 4 and O 2 to the reaction chamber 11. A supply source 14 and a vacuum pump 15 for discharging gas from the reaction chamber 11 are provided.

【0005】上部電極12と下部電極13は水平に配置
されており、互いに対向している。上部電極12はアノ
ードであり、グランド電位に接続されている。下部電極
13はカソードであり、インピーダンス整合回路17を
介して、高周波電源16に接続されている。下部電極1
3の表面には、その保護のために、誘電体が設けられて
いる。ドライエッチングの対象物である基板Sは、エッ
チングすべき面を上にして、下部電極13上に載置され
る。
[0005] The upper electrode 12 and the lower electrode 13 are arranged horizontally and face each other. The upper electrode 12 is an anode and is connected to a ground potential. The lower electrode 13 is a cathode and is connected to a high frequency power supply 16 via an impedance matching circuit 17. Lower electrode 1
The surface of 3 is provided with a dielectric for its protection. The substrate S to be subjected to dry etching is placed on the lower electrode 13 with the surface to be etched facing up.

【0006】反応ガス供給源14と反応室11は反応ガ
ス供給管18で接続されており、反応ガス供給管18は
反応室11内の上部電極12に達し、上部電極12内で
分岐して、下部電極13に対向する下面に複数の開口を
有している。反応ガス供給管18と個々の反応ガス供給
源14の間には、各反応ガスの流量を調節する流量調節
器19が設けられている。
[0006] The reaction gas supply source 14 and the reaction chamber 11 are connected by a reaction gas supply pipe 18. The reaction gas supply pipe 18 reaches the upper electrode 12 in the reaction chamber 11 and branches off in the upper electrode 12. The lower surface facing the lower electrode 13 has a plurality of openings. Between the reaction gas supply pipe 18 and each reaction gas supply source 14, a flow controller 19 for adjusting the flow rate of each reaction gas is provided.

【0007】反応室11に接して準備室21が設けられ
ている。反応室11と準備室21は、密閉ドア20で仕
切られており、互いに独立に気密を保つことができる。
準備室21には平板状で水平方向に可動の搬送機構22
が備えられており、基板Sは搬送機構22に載置され
て、準備室21から反応室11に搬入され、また、反応
室11から準備室21に搬出される。搬送機構22は下
部電極13の上方の位置まで移動可能である。
A preparation chamber 21 is provided in contact with the reaction chamber 11. The reaction chamber 11 and the preparation chamber 21 are separated by a closed door 20 and can be kept airtight independently of each other.
A transfer mechanism 22 that is flat and movable in the horizontal direction is provided in the preparation chamber 21.
The substrate S is placed on the transfer mechanism 22 and is carried into the reaction chamber 11 from the preparation room 21, and is carried out from the reaction room 11 to the preparation room 21. The transport mechanism 22 is movable to a position above the lower electrode 13.

【0008】下部電極13には垂直方向に複数の貫通孔
が設けられている。反応室11の下方には、垂直方向に
可動で、下部電極13の貫通孔を通る複数の棒状部位を
有する昇降機構23が備えられている。昇降機構23
は、その上端で基板Sに当接して、基板Sを下方から支
持することができる。昇降機構23の上端は搬送機構2
2の上面よりも少し高い位置まで上昇可能である。搬送
機構22は昇降機構23の複数の棒状部位の間を通るよ
うに設定されており、搬送機構22が下部電極13の上
方に位置するときでも両機構が衝突することはない。
The lower electrode 13 is provided with a plurality of through holes in the vertical direction. Below the reaction chamber 11, there is provided an elevating mechanism 23 having a plurality of rod-shaped portions which are movable in the vertical direction and pass through through holes of the lower electrode 13. Lifting mechanism 23
Can abut on the substrate S at its upper end to support the substrate S from below. The upper end of the elevating mechanism 23 is the transport mechanism 2
2 can be raised to a position slightly higher than the upper surface. The transport mechanism 22 is set so as to pass between the plurality of rod-shaped portions of the elevating mechanism 23, and the two mechanisms do not collide even when the transport mechanism 22 is located above the lower electrode 13.

【0009】ドライエッチング装置5による基板Sの処
理は、次のように行われる。まず、準備室21において
基板Sを搬送機構22の所定位置に載置し、搬送機構2
2を移動させて基板Sを反応室11に搬入する。基板S
が下部電極13の上方の所定位置に達したときに搬送機
構22の移動を止め、その状態で昇降機構23を上昇さ
せて、基板Sを昇降機構23に移す。そして、搬送機構
22を準備室21に退避させ、昇降機構23を下降させ
て基板Sを下部電極13上に載置し、反応室11と準備
室21の間のドア20を閉じる。
The processing of the substrate S by the dry etching apparatus 5 is performed as follows. First, the substrate S is placed at a predetermined position of the transport mechanism 22 in the preparation room 21, and the transport mechanism 2
The substrate S is carried into the reaction chamber 11 by moving the substrate 2. Substrate S
Stops moving when the transfer mechanism reaches a predetermined position above the lower electrode 13, and moves the substrate S to the lift mechanism 23 by raising the lift mechanism 23 in that state. Then, the transport mechanism 22 is retracted into the preparation chamber 21, the elevating mechanism 23 is lowered, the substrate S is placed on the lower electrode 13, and the door 20 between the reaction chamber 11 and the preparation chamber 21 is closed.

【0010】次いで、真空ポンプ15により反応室11
を真空にし、反応ガス供給源14より各反応ガスを反応
室11内に所定の流量で供給し、反応室11内を所定の
圧力に保ちながら、高周波電源16を動作させる。これ
により、上部電極12と下部電極13とに高周波電圧が
印加されて、両電極間に放電が生じ、反応室11内の反
応ガスにプラズマが発生する。プラズマ中のイオン化し
た反応ガス分子は、上部電極12と下部電極13の極性
と自己の電荷に応じて、上部電極12または下部電極1
3に向かって移動する。下部電極13が正のとき、陰イ
オンとなった反応ガス分子が基板Sに衝突して、その表
面を加工する。これによりエッチングが行われる。
Next, the reaction chamber 11 is moved by the vacuum pump 15.
Is evacuated, each reaction gas is supplied from the reaction gas supply source 14 into the reaction chamber 11 at a predetermined flow rate, and the high-frequency power supply 16 is operated while maintaining the inside of the reaction chamber 11 at a predetermined pressure. As a result, a high-frequency voltage is applied to the upper electrode 12 and the lower electrode 13, a discharge occurs between the two electrodes, and plasma is generated in the reaction gas in the reaction chamber 11. The ionized reactant gas molecules in the plasma are transferred to the upper electrode 12 or the lower electrode 1 depending on the polarities of the upper electrode 12 and the lower electrode 13 and their own charges.
Move toward 3. When the lower electrode 13 is positive, the reaction gas molecules which have become anions collide with the substrate S and process the surface thereof. Thereby, etching is performed.

【0011】エッチング終了後、高周波電圧の印加と反
応ガスの供給を止め、ドア20を開いて、反応室11と
準備室21を真空にする。次いで、昇降機構23を上昇
させて基板Sを下部電極13から分離し、搬入に際して
受け渡しを行った位置よりも少し上に基板Sを位置さ
せ、搬送機構22を基板Sの下方まで移動させる。そし
て、昇降機構23を下降させることにより基板Sを搬送
機構22に移し、搬送機構22を移動させて基板Sを反
応室11から準備室21に搬出する。
After completion of the etching, application of the high-frequency voltage and supply of the reaction gas are stopped, the door 20 is opened, and the reaction chamber 11 and the preparation chamber 21 are evacuated. Next, the elevating mechanism 23 is raised to separate the substrate S from the lower electrode 13, the substrate S is positioned slightly above the position where the transfer was performed at the time of loading, and the transport mechanism 22 is moved below the substrate S. Then, the substrate S is transferred to the transfer mechanism 22 by lowering the elevating mechanism 23, and the transfer mechanism 22 is moved to unload the substrate S from the reaction chamber 11 to the preparation chamber 21.

【0012】上述のように、基板Sの反応室11への搬
入および反応室11からの搬出は搬送機構22によって
行われ、下部電極13への載置および下部電極13から
の分離は昇降機構23によって行われる。エッチングの
準備のために準備室21に入れるまでの基板Sの処理、
および準備室21に搬出した後の基板Sの処理は、半導
体装置の製造工程に応じて異なる。搬送機構22に対す
る基板Sの位置は、原理上は、反応室11への搬入前と
反応室11からの搬出後で同じであり、この条件が満た
される限り、次の工程で装置に対する基板Sの位置を調
整する必要はない。
As described above, the loading and unloading of the substrate S into and from the reaction chamber 11 is performed by the transport mechanism 22, and the substrate S is placed on the lower electrode 13 and separated from the lower electrode 13 by the elevating mechanism 23. Done by Processing of the substrate S until it enters the preparation room 21 in preparation for etching;
The processing of the substrate S after being carried out to the preparation room 21 differs depending on the manufacturing process of the semiconductor device. The position of the substrate S with respect to the transport mechanism 22 is, in principle, the same before loading into the reaction chamber 11 and after unloading from the reaction chamber 11, and as long as this condition is satisfied, the substrate S is transferred to the apparatus in the next step. There is no need to adjust the position.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところが、基板Sは陰
イオンとなった反応ガスによってエッチングされるた
め、エッチング終了後も負に帯電し、これにより静電吸
着が起こって不都合が生じる。通常、エッチングの対象
物である基板Sは、上面に半導体が設けられたガラス板
であり、下部の導電性はきわめて低い。また、下部電極
13の表面も誘電体とされて導電性が低くなっている。
このため、基板Sと下部電極13は、コンデンサのよう
な状態となり、たとえ下部電極13をグランド電位に接
続したとしても、基板Sの負電荷に対応する正電荷が下
部電極13に残る。したがって、エッチング終了後、基
板Sは下部電極13に静電吸着される。
However, since the substrate S is etched by the reaction gas which has become an anion, the substrate S is negatively charged even after the etching is completed, which causes electrostatic attraction to cause a problem. Usually, the substrate S to be etched is a glass plate provided with a semiconductor on the upper surface, and the lower portion has extremely low conductivity. In addition, the surface of the lower electrode 13 is also made of a dielectric material and has low conductivity.
Therefore, the substrate S and the lower electrode 13 are in a state like a capacitor, and even if the lower electrode 13 is connected to the ground potential, a positive charge corresponding to the negative charge of the substrate S remains on the lower electrode 13. Therefore, after the etching is completed, the substrate S is electrostatically attracted to the lower electrode 13.

【0014】この静電吸着が強いと、昇降機構23によ
って基板Sを下部電極13から分離する際に、基板Sが
割れたり、基板Sが跳ねて昇降機構23上での位置がず
れたりすることになる。基板Sが大きくなるほど、割れ
は発生し易くなる。基板Sの割れは、単にその基板が不
良品となって歩留まりの低下を招くというだけでなく、
反応室11の清掃のために処理の流れを中断させること
になり、製造効率を著しく低下させてしまう。また、昇
降機構23に対する基板Sの位置のずれは、必然的に搬
送機構22に対する位置のずれとなり、後の工程におけ
る装置と基板Sの位置合わせを困難にして、やはり製造
効率を低下させることになる。
If the electrostatic attraction is strong, the substrate S is broken or the substrate S jumps and shifts its position on the elevating mechanism 23 when the substrate S is separated from the lower electrode 13 by the elevating mechanism 23. become. As the size of the substrate S increases, cracks are more likely to occur. The cracking of the substrate S does not merely mean that the substrate becomes defective and lowers the yield,
The process flow is interrupted for cleaning the reaction chamber 11, and the production efficiency is remarkably reduced. Further, the displacement of the position of the substrate S with respect to the elevating mechanism 23 inevitably results in the displacement of the substrate S with respect to the transport mechanism 22. This makes it difficult to align the device S with the substrate S in a later step, thereby lowering the manufacturing efficiency. Become.

【0015】昇降機構23に対する基板Sの位置のずれ
は、エッチングの終了後だけでなく、反応室11への基
板Sへの搬入に際しても生じ得る。エッチングの前の工
程の影響等、何らかの理由で基板Sが帯電したままとな
ったり、搬送機構22の移動の途中で静電気が発生した
りすると、基板Sの搬送機構22への静電吸着が生じ
る。この静電吸着はエッチング終了後の下部電極への静
電吸着に比べて弱いため、基板Sが割れることはほとん
どないが、それでも、搬送機構22から昇降機構23へ
の受け渡し時に基板Sが跳ねて位置ずれが生じることが
ある。このときの位置ずれは、エッチング自体には大き
な影響を及ぼさないが、エッチング終了後まで残存する
ことになって、後の工程における装置と基板Sの位置合
わせを困難にする。
The displacement of the substrate S with respect to the elevating mechanism 23 may occur not only after the etching is completed but also when the substrate S is carried into the reaction chamber 11. If the substrate S remains charged for some reason, such as the influence of a process before etching, or if static electricity is generated during the movement of the transport mechanism 22, electrostatic attraction of the substrate S to the transport mechanism 22 occurs. . Since the electrostatic attraction is weaker than the electrostatic attraction to the lower electrode after the etching is completed, the substrate S hardly breaks. Misalignment may occur. The displacement at this time does not significantly affect the etching itself, but remains until the end of the etching, making it difficult to align the apparatus and the substrate S in a later step.

【0016】エッチング終了後の静電吸着を回避する技
術も提案されている。例えば、特開平5−216001
号公報には、エッチング終了後に反応室にガスイオンを
供給して、基板の帯電を除去する装置が開示されてい
る。また、特開平6−53191号公報には、エッチン
グ終了後に反応室に不活性ガスを供給し、不活性ガスの
存在下で両電極間に高周波電圧を印加することにより、
基板の帯電を除去する方法が開示されている。
A technique for avoiding electrostatic attraction after completion of etching has also been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-216001
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163,087 discloses a device for removing gas from a substrate by supplying gas ions to a reaction chamber after completion of etching. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-53191, an inert gas is supplied to a reaction chamber after completion of etching, and a high-frequency voltage is applied between both electrodes in the presence of the inert gas.
A method for removing charge on a substrate is disclosed.

【0017】しかしながら、反応室にガスイオンを供給
する装置では、ガスをイオン化させる手段が別途必要に
なり、全体構成の複雑化、大型化が避けられない。不活
性ガスの存在下で高周波電圧を印加する方法では、昇降
機構が基板を支持しているときに昇降機構と下部電極と
の間で放電が生じて、これにより基板上の回路が損傷す
ることがある。
However, in the apparatus for supplying gas ions to the reaction chamber, means for ionizing the gas is separately required, so that the overall configuration is inevitably complicated and large. In the method of applying a high-frequency voltage in the presence of an inert gas, a discharge occurs between the lifting mechanism and the lower electrode when the lifting mechanism supports the substrate, thereby damaging a circuit on the substrate. There is.

【0018】また、これらの公報では、エッチング開始
前の静電吸着の問題は考慮されていない。エッチング終
了後に基板の帯電を除去して、昇降機構に対する位置ず
れを防止したとしても、エッチング時に既に基板に位置
ずれが生じていれば、後の工程の効率化の妨げとなる。
In these publications, the problem of electrostatic attraction before the start of etching is not considered. Even if the substrate is removed from charge after etching to prevent the displacement with respect to the elevating mechanism, if the substrate has already been displaced at the time of etching, it will hinder the efficiency of subsequent steps.

【0019】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、簡素な構成でありながら対象物の静電吸着
を防止することが可能で、しかも対象物を損傷するおそ
れのないドライエッチング装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of such a problem, and has a simple structure, which can prevent electrostatic attraction of an object, and has a dry structure that does not damage the object. An object of the present invention is to provide an etching apparatus.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、上部電極と下部電極を有する反応室内
に反応ガスを供給し、両電極間に高周波電圧を印加する
ことにより反応ガスにプラズマを発生させて、下部電極
上に載置した対象物をイオン化した反応ガスによりエッ
チングするドライエッチング装置において、反応室にイ
オン化していない不活性ガスを供給し、両電極間に電圧
を印加することなく対象物の電荷を不活性ガスに移転さ
せることにより、反応室内の対象物の帯電を除去する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a reaction gas is supplied into a reaction chamber having an upper electrode and a lower electrode, and a high-frequency voltage is applied between the two electrodes. In a dry etching system that generates plasma at the bottom and etches the target placed on the lower electrode with the ionized reaction gas, a non-ionized inert gas is supplied to the reaction chamber, and a voltage is applied between both electrodes. The charge of the object in the reaction chamber is removed by transferring the charge of the object to the inert gas without performing the process.

【0021】この装置では、対象物の帯電除去のために
供給する不活性ガスをあらかじめイオン化しておくこと
はせず、また、両電極に高周波電圧を印加して反応室内
で不活性ガスをイオン化させることもしない。対象物の
電荷は、これに衝突する中性の不活性ガス分子に移転さ
れることにより除かれる。この帯電除去処理はきわめて
穏やかであり、対象物に損傷を与えるおそれがない。対
象物の帯電を除去する効率は、対象物に衝突する不活性
ガスの速度および分子数に依存するから、不活性ガスの
流量および反応室内のガス圧の設定次第で、自由に調節
することができる。
In this apparatus, the inert gas to be supplied for removing the charge of the object is not ionized in advance, and a high frequency voltage is applied to both electrodes to ionize the inert gas in the reaction chamber. I will not let you. The charge of the object is removed by being transferred to neutral inert gas molecules which impinge on it. This static elimination process is very gentle, and there is no possibility of damaging the object. Since the efficiency of removing the charge of the target object depends on the velocity and the number of molecules of the inert gas colliding with the target object, the efficiency can be freely adjusted depending on the setting of the flow rate of the inert gas and the gas pressure in the reaction chamber. it can.

【0022】反応室にイオン化していない不活性ガスを
供給して対象物の帯電を除去する処理を、対象物をエッ
チングした後に行うとよい。エッチング終了後の対象物
の下部電極への静電吸着を解除することができ、反応室
からの搬出に際し、対象物が破損したり位置ずれしたり
するのを防止することができる。
The treatment for removing the charge of the object by supplying the non-ionized inert gas to the reaction chamber may be performed after the object is etched. Electrostatic attraction of the object to the lower electrode after the etching is completed can be released, and the object can be prevented from being damaged or displaced when being carried out of the reaction chamber.

【0023】ここで、ドライエッチング装置は、垂直方
向に可動で対象物を下方から支持し、対象物を下部電極
から分離して下部電極の上方の所定位置に上昇させる昇
降機構と、水平方向に可動で対象物を下方から支持し、
対象物をその所定位置で昇降機構から受け取って反応室
外に搬出する搬送機構とを備えるものとし、昇降機構が
対象物を下部電極から分離する前に、反応室から反応ガ
スを排出して、反応室にイオン化していない不活性ガス
を供給するようにする。エッチングした対象物を下部電
極から分離する時には、両者の静電吸着が既に解除され
ているから、昇降機構による対象物の下部電極からの分
離は容易であり、対象物に破損や位置ずれをもたらすお
それがない。
Here, the dry etching apparatus is vertically movable and supports the object from below, and separates the object from the lower electrode and lifts the object to a predetermined position above the lower electrode; It is movable and supports the object from below,
A transfer mechanism for receiving the object from the elevating mechanism at the predetermined position and transporting the object to the outside of the reaction chamber. A non-ionized inert gas is supplied to the chamber. When the etched object is separated from the lower electrode, the electrostatic attraction of both is already released, so that the object can be easily separated from the lower electrode by the elevating mechanism, causing damage or displacement of the object. There is no fear.

【0024】さらに、早くとも昇降機構が対象物を下部
電極から分離し終わるまで、反応室内に不活性ガスを保
つようにするとよい。静電吸着が確実に解除された状態
で対象物を下部電極から分離することができる。この場
合、帯電除去のための不活性ガス中で昇降機構が対象物
に触れることになるが、両電極間に電圧は印加されない
から昇降機構と下部電極の間に放電が起こることはな
く、放電によって対象物が損傷するおそれは皆無であ
る。
Further, it is preferable to keep the inert gas in the reaction chamber until the elevating mechanism finishes separating the object from the lower electrode at the earliest. The object can be separated from the lower electrode in a state where the electrostatic attraction is surely released. In this case, the lifting mechanism comes into contact with the object in an inert gas for charge removal, but since no voltage is applied between the two electrodes, no discharge occurs between the lifting mechanism and the lower electrode, and the discharge is performed. There is no danger of damage to the object due to this.

【0025】反応室にイオン化していない不活性ガスを
供給して対象物の帯電を除去する処理を、対象物をエッ
チングする前に行うようにしてもよい。対象物を反応室
に搬入して下部電極上に載置するまでに対象物の帯電を
除去することにより、搬入載置用の部材と対象物とに静
電吸着が生じていた場合でも、その静電吸着を解除する
ことが可能になり、常に対象物を下部電極上の一定位置
に載置することができる。
The process of supplying the non-ionized inert gas to the reaction chamber to remove the charge of the object may be performed before etching the object. By removing the charge on the target object before the target object is carried into the reaction chamber and placed on the lower electrode, even if electrostatic adsorption has occurred between the carrying / placement member and the target object, The electrostatic attraction can be released, and the object can always be placed at a fixed position on the lower electrode.

【0026】ここで、ドライエッチング装置は、水平方
向に可動で対象物を下方から支持し、対象物を反応室外
から下部電極の上方の所定位置に搬入する搬送機構と、
垂直方向に可動で対象物を下方から支持し、対象物をそ
の所定位置で搬送機構から受け取って下部電極に載置す
る昇降機構とを備えるものとし、昇降機構が対象物を搬
送機構から受け取る前に、反応室にイオン化していない
不活性ガスを供給するようにする。たとえ対象物と搬送
機構が静電吸着していても、その静電吸着は昇降機構が
対象物を搬送機構から受け取る時には解除されているか
ら、昇降機構に対する対象物の位置ずれは生じず、下部
電極に対する位置ずれも生じない。
Here, the dry etching apparatus is capable of moving in the horizontal direction, supporting the object from below, and carrying the object from outside the reaction chamber to a predetermined position above the lower electrode;
A vertically movable mechanism for supporting the object from below, receiving the object at a predetermined position from the transfer mechanism, and placing the object on the lower electrode, and before the lift mechanism receives the object from the transfer mechanism. Then, a non-ionized inert gas is supplied to the reaction chamber. Even if the object and the transport mechanism are electrostatically attracted, the electrostatic attraction is released when the elevating mechanism receives the object from the transport mechanism. There is no displacement with respect to the electrodes.

【0027】さらに、早くとも昇降機構が対象物を下部
電極に載置し終わるまで、反応室内に不活性ガスを保つ
ようにするとよい。対象物が帯電していなくても、何ら
かの理由で下部電極が帯電していると、下部電極に接近
した対象物に誘導分極が生じて、対象物と下部電極に静
電力が働き、これにより下部電極に対する対象物の位置
ずれが生じる可能性がある。対象物を下部電極に載置し
終わるまで反応室内に不活性ガスを保つことにより、こ
のような位置ずれの可能性をなくすことができる。
Further, it is preferable to keep the inert gas in the reaction chamber until the elevating mechanism finishes placing the object on the lower electrode at the earliest. Even if the object is not charged, if the lower electrode is charged for some reason, induced polarization occurs in the object approaching the lower electrode, and an electrostatic force acts on the object and the lower electrode. The displacement of the object with respect to the electrodes may occur. By keeping the inert gas in the reaction chamber until the object is placed on the lower electrode, the possibility of such a displacement can be eliminated.

【0028】上記のドライエッチング装置に、反応室に
反応ガスを供給する反応ガス供給路と、反応室に不活性
ガスを供給する不活性ガス供給路を備え、反応ガス供給
路と不活性ガス供給路は、反応室の外部において接続さ
れて、接続位置から反応室内の開口までの部位を共用す
るものとするとよい。装置の全体構成がきわめて簡素に
なる。また、反応室に何の変更も加えることなく、既存
の装置に基板の帯電を除去する機能を付加することがで
きる。
The above-mentioned dry etching apparatus is provided with a reaction gas supply path for supplying a reaction gas to the reaction chamber, and an inert gas supply path for supplying an inert gas to the reaction chamber. The path is preferably connected outside the reaction chamber and shares a portion from the connection position to the opening in the reaction chamber. The overall configuration of the device becomes extremely simple. Further, a function of removing the charge of the substrate can be added to the existing apparatus without making any change to the reaction chamber.

【0029】ここで、反応ガス供給路および不活性ガス
供給路は、下部電極に対向する側の上部電極の表面に複
数の開口を有するものとすることができる。この構成で
は、対象物の表面全体に均一にガスを供給することが可
能になり、エッチングむらが生じない。また、対象物の
帯電もむらなくかつ速やかに除去することができる。
Here, the reactant gas supply path and the inert gas supply path may have a plurality of openings on the surface of the upper electrode facing the lower electrode. With this configuration, the gas can be supplied uniformly to the entire surface of the target object, and uneven etching does not occur. In addition, the charge on the target object can be quickly and uniformly removed.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明のドライエッチング
装置の実施形態について、図面を参照しながら説明す
る。図1に、本発明の一実施形態のドライエッチング装
置1の概略構成を示す。ドライエッチング装置1は、図
2に示した従来のドライエッチング装置5と同一機能を
司る構成要素をいくつか備えている。これらの構成要素
については図2のものと同じ符号で示して、重複する説
明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the dry etching apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a dry etching apparatus 1 according to one embodiment of the present invention. The dry etching apparatus 1 includes several components having the same functions as those of the conventional dry etching apparatus 5 shown in FIG. These components are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2, and redundant description will be omitted.

【0031】ドライエッチング装置1は、Ar、He等
の不活性ガスを供給する不活性ガス供給源31と、これ
から反応室11に不活性ガスを導く不活性ガス供給管3
2をを備えている。不活性ガス供給管32は、反応室1
1の外部において反応ガス供給管18に接続されてお
り、反応ガス供給管18と不活性ガス供給管32は、両
者の接続位置から反応室11内の上部電極12下面の開
口までの部位を共用している。不活性ガス供給源31か
ら反応ガス供給管18との接続位置までの不活性ガス供
給管32には、不活性ガスの流量を調節する流量調節器
33が設けられている。
The dry etching apparatus 1 includes an inert gas supply source 31 for supplying an inert gas such as Ar and He, and an inert gas supply pipe 3 for guiding the inert gas to the reaction chamber 11 therefrom.
2 is provided. The inert gas supply pipe 32 is connected to the reaction chamber 1
1, the reaction gas supply pipe 18 and the inert gas supply pipe 32 share a portion from the connection position of the two to the opening on the lower surface of the upper electrode 12 in the reaction chamber 11. are doing. The inert gas supply pipe 32 from the inert gas supply source 31 to the connection position with the reaction gas supply pipe 18 is provided with a flow controller 33 for adjusting the flow rate of the inert gas.

【0032】下部電極13はアルミニウム製であり、縦
横数百mm、例えば600×700mm程度の面積を有
する。上部電極12も下部電極13と同程度の大きさで
ある。下部電極13の表面は、保護のために、酸化処理
によりアルマイトとされており、誘電体となっている。
The lower electrode 13 is made of aluminum and has an area of several hundred mm in length and width, for example, about 600 × 700 mm. The size of the upper electrode 12 is almost the same as that of the lower electrode 13. The surface of the lower electrode 13 is made alumite by oxidation treatment for protection, and is a dielectric.

【0033】真空ポンプ15としてはターボ分子ポンプ
とドライポンプを使用している。これにより、反応室1
1を1×10-3Pa程度の高真空とすることが可能であ
り、また、反応室11から安定した流量でガスを排出す
ることができる。
As the vacuum pump 15, a turbo molecular pump and a dry pump are used. Thereby, the reaction chamber 1
1 can be made a high vacuum of about 1 × 10 −3 Pa, and gas can be discharged from the reaction chamber 11 at a stable flow rate.

【0034】本実施形態のドライエッチング装置1によ
る基板Sの処理は、次のように行われる。まず、準備室
21において基板Sを搬送機構22の所定位置に載置
し、搬送機構22をゆっくりと移動させて、基板Sを反
応室11に搬入する。このとき、昇降機構23はその上
端が搬送機構22の上面よりも低い位置に設定してお
く。基板Sが下部電極13の上方の所定位置に達したと
きに搬送機構22の移動を止め、真空ポンプ15を動作
させて反応室11と準備室21を真空にする。
The processing of the substrate S by the dry etching apparatus 1 of the present embodiment is performed as follows. First, the substrate S is placed at a predetermined position of the transfer mechanism 22 in the preparation room 21, and the transfer mechanism 22 is slowly moved to load the substrate S into the reaction chamber 11. At this time, the lifting mechanism 23 has its upper end set at a position lower than the upper surface of the transport mechanism 22. When the substrate S reaches a predetermined position above the lower electrode 13, the movement of the transport mechanism 22 is stopped, and the vacuum pump 15 is operated to evacuate the reaction chamber 11 and the preparation chamber 21.

【0035】そして、不活性ガス供給源31から反応室
11に不活性ガスを所定の流量で供給する。上部電極1
2の下面に設けられた複数の開口から流入する不活性ガ
スは、基板Sの上面全体に均一に吹き付けることにな
る。不活性ガスの供給を継続しながら反応室11内を所
定の圧力に保ち、数秒程度の所定時間が経過した後、昇
降機構23をゆっくりと上昇させる。昇降機構23の上
端は、搬送機構22の上面と同じ高さになる位置で、基
板Sの下面に当接する。この位置よりもさらに少し上昇
したところで、昇降機構23を停止する。これにより、
基板Sは搬送機構22から昇降機構23に移される。
Then, an inert gas is supplied from the inert gas supply source 31 to the reaction chamber 11 at a predetermined flow rate. Upper electrode 1
The inert gas flowing from the plurality of openings provided on the lower surface of the substrate 2 is uniformly sprayed on the entire upper surface of the substrate S. The inside of the reaction chamber 11 is maintained at a predetermined pressure while the supply of the inert gas is continued, and after a predetermined time of about several seconds has elapsed, the elevating mechanism 23 is slowly raised. The upper end of the elevating mechanism 23 is in contact with the lower surface of the substrate S at a position at the same height as the upper surface of the transport mechanism 22. At a position slightly higher than this position, the lifting mechanism 23 is stopped. This allows
The substrate S is transferred from the transport mechanism 22 to the elevating mechanism 23.

【0036】次いで、搬送機構22を移動させて準備室
21に退避させ、反応室11と準備室21の間のドア2
0を閉じて、昇降機構23をゆっくりと下降させる。昇
降機構23の上端が下部電極13の上面と同じ高さにな
る位置で、基板Sの下面が下部電極13の上面に当接す
る。この位置よりもさらに下降したところで、昇降機構
23を停止する。これにより、基板Sは下部電極13上
に載置され、また、昇降機構23は基板Sから離間す
る。基板Sを下部電極13に載置した後、反応室11へ
の不活性ガスの供給を停止し、反応室11を真空にす
る。
Next, the transfer mechanism 22 is moved and retracted to the preparation room 21, and the door 2 between the reaction room 11 and the preparation room 21 is moved.
0 is closed, and the elevating mechanism 23 is slowly lowered. The lower surface of the substrate S contacts the upper surface of the lower electrode 13 at a position where the upper end of the lifting mechanism 23 is at the same height as the upper surface of the lower electrode 13. At a position further lower than this position, the lifting mechanism 23 is stopped. As a result, the substrate S is placed on the lower electrode 13, and the elevating mechanism 23 is separated from the substrate S. After placing the substrate S on the lower electrode 13, the supply of the inert gas to the reaction chamber 11 is stopped, and the reaction chamber 11 is evacuated.

【0037】反応室11への不活性ガスの供給開始から
反応室11を真空にするまでの間、高周波電源16から
下部電極13に電圧を印加することはしない。したがっ
て、反応室11に供給される不活性ガスの分子は中性の
ままであり、外部からの作用によってイオン化すること
はない。中性の不活性ガス分子は基板S、搬送機構2
2、昇降機構23に衝突し、これらが帯電していれば、
その電荷を受け取ってイオン化し、基板S、搬送機構2
2、昇降機構23の帯電を全て除去する。反応室11の
圧力を一定に保って不活性ガスの供給を行うため、イオ
ン化した不活性ガス分子は反応室11から排出されるこ
とになる。
No voltage is applied from the high frequency power supply 16 to the lower electrode 13 from the start of the supply of the inert gas to the reaction chamber 11 until the reaction chamber 11 is evacuated. Therefore, the molecules of the inert gas supplied to the reaction chamber 11 remain neutral and are not ionized by an external action. The neutral inert gas molecules are transferred to the substrate S and the transport mechanism 2
2. If it collides with the elevating mechanism 23 and these are charged,
Receiving the charge and ionizing it, the substrate S, the transport mechanism 2
2. Remove all charges from the lifting mechanism 23. Since the inert gas is supplied while keeping the pressure in the reaction chamber 11 constant, the ionized inert gas molecules are discharged from the reaction chamber 11.

【0038】反応室11を真空にした後、反応ガス供給
源14から反応室11に、各反応ガスを所定の流量で供
給する。そして、反応ガスの供給を継続しながら反応室
11内を所定の圧力に保ち、高周波電源16より下部電
極13に所定の高周波電圧を印加して、上部電極12と
下部電極13の間に放電を起こさせる。放電により反応
ガスにプラズマが生じ、生成した反応ガス分子の陰イオ
ンが、下部電極13が正になっているときに基板Sに衝
突して、基板Sの上面の加工され易い部分を剥ぎ取る。
これによりエッチングが行われる。剥ぎ取られた材料
は、反応ガスと共に反応室11から排出される。
After evacuating the reaction chamber 11, each reaction gas is supplied from the reaction gas supply source 14 to the reaction chamber 11 at a predetermined flow rate. Then, while maintaining the supply of the reaction gas, the inside of the reaction chamber 11 is maintained at a predetermined pressure, a predetermined high-frequency voltage is applied from the high-frequency power supply 16 to the lower electrode 13, and a discharge is generated between the upper electrode 12 and the lower electrode 13. Wake up. Plasma is generated in the reaction gas by the discharge, and the generated negative ions of the reaction gas molecules collide with the substrate S when the lower electrode 13 is positive, and peel off the easily processed portion of the upper surface of the substrate S.
Thereby, etching is performed. The stripped material is discharged from the reaction chamber 11 together with the reaction gas.

【0039】反応ガスは上部電極12の下面に設けられ
た複数の開口から反応室11に流入するため、上部電極
12と下部電極13間に一様にプラズマが生じる。した
がって、基板Sの上面全体にイオン化した反応ガス分子
が均一に衝突し、エッチングむらは生じない。
Since the reaction gas flows into the reaction chamber 11 through a plurality of openings provided on the lower surface of the upper electrode 12, plasma is uniformly generated between the upper electrode 12 and the lower electrode 13. Therefore, the ionized reaction gas molecules uniformly collide with the entire upper surface of the substrate S, and etching unevenness does not occur.

【0040】所定時間経過後、高周波電圧の印加を停止
する。また、反応ガスの供給も停止して、反応室11を
真空にする。次いで、不活性ガス供給源31から反応室
11に不活性ガスを所定の流量で供給し、反応室11内
を所定の圧力に保ちながら不活性ガスの供給を継続す
る。数秒ないし十数秒程度の所定時間が経過した後、昇
降機構23をゆっくりと上昇させる。昇降機構23の上
昇は、その上端が下部電極13の上面と同じ高さになっ
た後も継続する。これにより、基板Sは下部電極13か
ら分離し、昇降機構23に移される。
After a lapse of a predetermined time, the application of the high-frequency voltage is stopped. Also, the supply of the reaction gas is stopped, and the reaction chamber 11 is evacuated. Next, an inert gas is supplied from the inert gas supply source 31 to the reaction chamber 11 at a predetermined flow rate, and the supply of the inert gas is continued while maintaining the inside of the reaction chamber 11 at a predetermined pressure. After a lapse of a predetermined time of about several seconds to several tens of seconds, the elevating mechanism 23 is slowly raised. The lifting of the lifting mechanism 23 continues even after the upper end thereof is at the same height as the upper surface of the lower electrode 13. As a result, the substrate S is separated from the lower electrode 13 and transferred to the elevating mechanism 23.

【0041】昇降機構23の上端が搬送機構22の上面
よりも少し高くなる位置で昇降機構23を停止し、ドア
20を開く。そして、搬送機構22を反応室11内に移
動させて、基板Sの搬入に際し下部電極13上方に停止
させた位置に正確に止める。次いで、反応室11への不
活性ガスの供給を停止し、昇降機構23をゆっくりと下
降させる。昇降機構23の下降は、その上端が搬送機構
22の上面と同じ高さになった後も継続する。これによ
り、基板Sは昇降機構23から搬送機構22に移され
る。
At a position where the upper end of the elevating mechanism 23 is slightly higher than the upper surface of the transport mechanism 22, the elevating mechanism 23 is stopped and the door 20 is opened. Then, the transport mechanism 22 is moved into the reaction chamber 11 and accurately stopped at a position where the transport mechanism 22 is stopped above the lower electrode 13 when the substrate S is loaded. Next, the supply of the inert gas to the reaction chamber 11 is stopped, and the elevating mechanism 23 is slowly lowered. The lowering of the elevating mechanism 23 continues even after its upper end is at the same height as the upper surface of the transport mechanism 22. Thus, the substrate S is moved from the lifting mechanism 23 to the transport mechanism 22.

【0042】その後、搬送機構22を移動させて基板S
を準備室21に搬出し、昇降機構23を止める。これ
で、基板Sの反応室11への搬入、反応室内でのエッチ
ング、反応室からの搬出の全処理が終了する。
Thereafter, the transport mechanism 22 is moved to move the substrate S
Is carried out to the preparation room 21, and the elevating mechanism 23 is stopped. Thus, all the processes of loading the substrate S into the reaction chamber 11, etching in the reaction chamber, and unloading the substrate S from the reaction chamber are completed.

【0043】エッチング終了後も、反応室11に不活性
ガスを供給している間は、高周波電源16から下部電極
13に電圧を印加することはしない。したがって、反応
室11に供給される不活性ガスの分子が外部からの作用
によってイオン化することはない。反応ガスの陰イオン
によってエッチングされた基板Sは、負に帯電してお
り、下部電極13に静電吸着している。反応室11に供
給された中性の不活性ガス分子は、基板Sおよび下部電
極13に衝突し、これらから電荷を受け取ってイオン化
し、基板Sおよび下部電極13の帯電を除去する。反応
室11の圧力を一定に保って不活性ガスの供給を行うた
め、イオン化した不活性ガス分子は反応室11から排出
される。
After the completion of the etching, while the inert gas is being supplied to the reaction chamber 11, no voltage is applied to the lower electrode 13 from the high frequency power supply 16. Therefore, the molecules of the inert gas supplied to the reaction chamber 11 are not ionized by an external action. The substrate S etched by the negative ions of the reaction gas is negatively charged, and is electrostatically attracted to the lower electrode 13. The neutral inert gas molecules supplied to the reaction chamber 11 collide with the substrate S and the lower electrode 13, receive charges therefrom, ionize them, and remove the charges on the substrate S and the lower electrode 13. Since the inert gas is supplied while maintaining the pressure in the reaction chamber 11 constant, the ionized inert gas molecules are discharged from the reaction chamber 11.

【0044】上記のように動作するドライエッチング装
置1では、エッチング後の基板Sを下部電極13から分
離するときは既に、基板Sと下部電極13の帯電が除去
されて両者の静電吸着は解除されているから、昇降機構
23はきわめて容易に基板Sを下部電極13から分離す
ることができる。したがって、下部電極13からの分離
に際して、基板Sが割れたり、基板Sが跳ねて昇降機構
23に対する位置がずれたりすることがない。
In the dry etching apparatus 1 operating as described above, when the substrate S after the etching is separated from the lower electrode 13, the charge of the substrate S and the lower electrode 13 is already removed, and the electrostatic attraction of both is released. Therefore, the lifting mechanism 23 can separate the substrate S from the lower electrode 13 very easily. Therefore, at the time of separation from the lower electrode 13, the substrate S is not broken, and the position of the substrate S with respect to the elevating mechanism 23 does not shift due to jumping.

【0045】しかも、基板Sを昇降機構23に移した後
まで、不活性ガスを反応室11に供給するようにしてい
るため、静電吸着を完全に解除した状態で基板Sを下部
電極13から昇降機構に移すことができる。このため、
基板Sの破損防止および位置ずれ防止の効果が確実に得
られる。
Further, since the inert gas is supplied to the reaction chamber 11 until after the substrate S is transferred to the elevating mechanism 23, the substrate S is removed from the lower electrode 13 in a state where the electrostatic attraction is completely released. It can be transferred to a lifting mechanism. For this reason,
The effect of preventing damage and displacement of the substrate S can be reliably obtained.

【0046】また、ドライエッチング装置1では、基板
Sを反応室11に搬入した後、基板Sを搬送機構22か
ら昇降機構23に移す前に反応室11に不活性ガスを供
給しているため、たとえ基板Sと搬送機構22が静電吸
着していたとしても、その静電吸着を解除した状態で基
板Sを昇降機構23に移すことが可能である。このた
め、昇降機構23に対する基板Sの位置がずれることが
ない。
In the dry etching apparatus 1, an inert gas is supplied to the reaction chamber 11 after the substrate S is carried into the reaction chamber 11 and before the substrate S is transferred from the transport mechanism 22 to the elevating mechanism 23. Even if the substrate S and the transport mechanism 22 are electrostatically attracted, the substrate S can be moved to the elevating mechanism 23 with the electrostatic attraction released. Therefore, the position of the substrate S with respect to the elevating mechanism 23 does not shift.

【0047】さらに、反応室11への不活性ガスの供給
を下部電極13への基板Sの載置が終わるまで継続する
ことにより、たとえ下部電極13が帯電していても、誘
導分極で生じる電荷が基板Sから除去されるため、基板
Sと下部電極13に静電力が働くことがない。このた
め、基板Sを下部電極13に載置するときに基板Sの位
置がずれることもない。
Further, the supply of the inert gas to the reaction chamber 11 is continued until the mounting of the substrate S on the lower electrode 13 is completed. Is removed from the substrate S, so that no electrostatic force acts on the substrate S and the lower electrode 13. Therefore, the position of the substrate S does not shift when the substrate S is placed on the lower electrode 13.

【0048】したがって、ドライエッチング装置1で
は、基板Sは反応室11内であらかじめ定められた位置
に常に保たれることになり、準備室21内での基板Sの
位置は、エッチング終了後もエッチング開始前と同じに
なる。その結果、基板Sに次の工程の処理を施す装置で
改めて位置合わせをする必要がなくなり、全体の処理効
率が向上する。また、反応室11内で基板Sが破損する
ことがないから、歩留まりが高い上、清掃等のために反
応室11での処理を休止する必要もない。
Therefore, in the dry etching apparatus 1, the substrate S is always kept at a predetermined position in the reaction chamber 11, and the position of the substrate S in the preparation chamber 21 is maintained even after the etching is completed. It will be the same as before the start. As a result, it is not necessary to newly perform the alignment by the apparatus that performs the processing of the next step on the substrate S, and the overall processing efficiency is improved. Further, since the substrate S is not damaged in the reaction chamber 11, the yield is high, and it is not necessary to suspend the processing in the reaction chamber 11 for cleaning or the like.

【0049】しかも、イオン化していない不活性ガスを
反応室11に供給するという穏やかな処理で基板Sの帯
電を除去するため、基板Sに作製中の回路が帯電除去の
処理で損傷するというおそれもない。
Moreover, since the charge on the substrate S is removed by a gentle process of supplying an inert gas that has not been ionized to the reaction chamber 11, the circuit being manufactured on the substrate S may be damaged by the charge removal process. Nor.

【0050】なお、ここでは、基板Sを反応室11に搬
入したときに、反応室11を一旦真空にした後に不活性
ガスを供給するようにしているが、常にこのようにする
必要はない。通常の場合、ドライエッチング装置1で次
々と基板Sを処理するため、反応室11にはエッチング
終了後に供給した不活性ガスが残存することになり、こ
のガスを搬入時の基板Sの帯電除去に利用することがで
きる。
Here, when the substrate S is carried into the reaction chamber 11, the reaction chamber 11 is once evacuated and then the inert gas is supplied, but this is not always necessary. In the normal case, since the substrates S are successively processed by the dry etching apparatus 1, the inert gas supplied after the completion of the etching remains in the reaction chamber 11, and this gas is used for removing the charges of the substrate S at the time of loading. Can be used.

【0051】また、本実施形態のドライエッチング装置
1では準備室21を1つのみ備える構成としているが、
準備室を2つ備えて、基板Sの反応室11への搬入を一
方の準備室から行い、反応室11からの搬出を他方の準
備室に行うようにしてもよい。その場合、搬送機構も搬
入用と搬出用に2つ備えることになるが、昇降機構は1
つでよい。
Although the dry etching apparatus 1 according to the present embodiment is provided with only one preparation room 21,
Two preparation chambers may be provided so that the substrate S is loaded into the reaction chamber 11 from one of the preparation chambers and unloaded from the reaction chamber 11 to the other preparation chamber. In this case, two transport mechanisms are provided for loading and unloading.
One.

【0052】ドライエッチング装置1による基板Sの処
理の具体例を、大型の液晶表示器用のTFT回路の製造
を例にとって示す。表面に厚さ400nmのSiNx
を有する半導体層が上面に設けられた大きさ550×6
00mmのガラス製の基板Sを、搬送機構22により準
備室21から反応室11に搬入し、反応室11に不活性
ガスとしてArガスを流量0.4L/minで供給し
た。反応室11の圧力を66.5Paに3秒間保った
後、基板Sを昇降機構23に移し、下部電極13上に載
置した。
A specific example of the processing of the substrate S by the dry etching apparatus 1 will be described taking the manufacture of a TFT circuit for a large liquid crystal display as an example. A semiconductor layer having a 400-nm-thick SiN x film on the surface has a size of 550 × 6 on the upper surface.
A substrate S made of glass of 00 mm was carried into the reaction chamber 11 from the preparation chamber 21 by the transfer mechanism 22, and Ar gas was supplied to the reaction chamber 11 as an inert gas at a flow rate of 0.4 L / min. After maintaining the pressure of the reaction chamber 11 at 66.5 Pa for 3 seconds, the substrate S was transferred to the elevating mechanism 23 and placed on the lower electrode 13.

【0053】次いで、Arガスの供給を停止し、反応室
11を略1×10-2Paの高真空にした後、反応ガスと
してCF4ガスおよびO2ガスをそれぞれ流量0.36L
/minおよび0.24L/minで供給し、反応室1
1の圧力を40.0Paに保った。この状態で、電力1
800W、周波数1MHzの高周波電圧を下部電極13
に2分間印加して、SiNx膜をエッチングした。
Next, the supply of Ar gas was stopped, and the reaction chamber 11 was evacuated to a high vacuum of about 1 × 10 -2 Pa. Then, CF 4 gas and O 2 gas were used as reaction gases at a flow rate of 0.36 L each.
/ Min and 0.24 L / min.
1 was maintained at 40.0 Pa. In this state, power 1
A high frequency voltage of 800 W and a frequency of 1 MHz is applied to the lower electrode 13.
For 2 minutes to etch the SiN x film.

【0054】エッチング終了後、反応室11を略1×1
-2Paの高真空にして、Arガスを流量0.4L/m
inで供給し、反応室11を66.5Paに10秒間保
った。その後、昇降機構23により基板Sを下部電極1
3から分離し、Arガスの供給を停止して、基板Sを搬
送機構22に移して準備室21に搬出した。
After the completion of the etching, the reaction chamber 11 is substantially 1 × 1
A high vacuum of 0 -2 Pa and a flow rate of Ar gas of 0.4 L / m
The reaction chamber 11 was maintained at 66.5 Pa for 10 seconds. Thereafter, the substrate S is moved by the lifting mechanism 23 to the lower electrode 1.
3, the supply of Ar gas was stopped, and the substrate S was transferred to the transfer mechanism 22 and carried out to the preparation room 21.

【0055】上記の処理を多数の基板Sについて行った
ところ、基板Sの破損は皆無であり、また、準備室21
内の搬送機構22上の基板Sの位置がエッチングの前後
で変化することもなかった。さらに、これらの基板Sか
ら作製したTFT回路はいずれも良好に動作した。
When the above processing was performed on a large number of substrates S, there was no damage to the substrates S.
The position of the substrate S on the transfer mechanism 22 did not change before and after the etching. Further, all the TFT circuits manufactured from these substrates S operated well.

【0056】比較のために、エッチングの前後に不活性
ガスを反応室11に供給することを省略し、同様の基板
Sを上記と同じ条件下でエッチングしたところ、基板S
が破損することがあった。破損しないときでも、搬送機
構22上での基板Sの位置は、エッチングの前後で数m
m程度変化することが多かった。
For comparison, the supply of the inert gas to the reaction chamber 11 before and after the etching was omitted, and the same substrate S was etched under the same conditions as above.
Could be damaged. Even when the substrate S is not damaged, the position of the substrate S on the transport mechanism 22 is several meters before and after the etching.
m in many cases.

【0057】また、エッチング後に反応室11にArガ
スを供給し、その圧力を40.0Paに保って、電力5
00Wの高周波電圧を10秒間印加したところ、基板S
の破損や位置ずれは生じなかった。しかしながら、高周
波電圧の印加中に昇降機構23によって基板Sを下部電
極13から分離すると、得られたTFT回路には正しく
動作しない不良品が含まれることがあった。
After the etching, an Ar gas is supplied to the reaction chamber 11, the pressure is maintained at 40.0 Pa, and the
When a high-frequency voltage of 00 W was applied for 10 seconds, the substrate S
No breakage or displacement occurred. However, if the substrate S is separated from the lower electrode 13 by the raising / lowering mechanism 23 during application of the high-frequency voltage, the obtained TFT circuit may include a defective product that does not operate properly.

【0058】なお、ここではドライエッチング装置1に
よる処理の例を具体的数値を掲げて示したが、反応室1
1に供給する不活性ガスの量は、反応室11の大きさ、
および、基板Sの帯電の程度したがってエッチングの際
のプラズマ発生条件に応じて定めればよい。通常の条件
でのエッチングでは、反応室11内の不活性ガスの圧力
を10〜150Pa、反応室11に供給する不活性ガス
の流量を0〜0.5L/min、反応室11への不活性
ガスの供給時間を数〜十数秒とすれば、十分に基板Sの
帯電を除去して静電吸着を解除することができる。圧力
を比較的高くするときは、不活性ガスを反応室11に供
給し続ける必要はない。
Here, an example of the processing by the dry etching apparatus 1 is shown with specific numerical values.
The amount of the inert gas supplied to 1 is the size of the reaction chamber 11,
In addition, it may be determined according to the degree of charging of the substrate S and therefore the plasma generation conditions at the time of etching. In etching under normal conditions, the pressure of the inert gas in the reaction chamber 11 is 10 to 150 Pa, the flow rate of the inert gas supplied to the reaction chamber 11 is 0 to 0.5 L / min, If the supply time of the gas is set to several to several tens of seconds, the charge on the substrate S can be sufficiently removed and the electrostatic attraction can be released. When the pressure is relatively high, it is not necessary to keep supplying the inert gas to the reaction chamber 11.

【0059】ドライエッチング装置1は、従来の装置に
不活性ガス供給源31、不活性ガス供給管32、および
流量調節器33を追加することにより得られる。不活性
ガス供給管32を反応室11の外部において反応ガス供
給管18に接続することにより、反応室11には何の変
更ももたらすことなく、容易に従来の装置を改良して、
帯電除去機能を有する本発明の装置とすることが可能で
ある。
The dry etching apparatus 1 can be obtained by adding an inert gas supply source 31, an inert gas supply pipe 32, and a flow controller 33 to a conventional apparatus. By connecting the inert gas supply pipe 32 to the reaction gas supply pipe 18 outside the reaction chamber 11, the conventional apparatus can be easily improved without causing any change to the reaction chamber 11,
The device of the present invention having a charge removing function can be provided.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明のドライエッチング装置によると
きは、静電吸着に起因する対象物の破損や位置ずれが防
止され、半導体装置の製造工程全体の効率を高めること
ができる。しかも、対象物の帯電除去を穏やかな処理で
行うため、対象物上に作製中の回路に損傷を与えること
がない。また、帯電除去のための不活性ガスはそのまま
で供給可能であり、イオン化等の処理を行う手段を設け
る必要がないため、装置の全体構成も簡素である。
According to the dry etching apparatus of the present invention, damage and displacement of an object due to electrostatic attraction can be prevented, and the efficiency of the entire semiconductor device manufacturing process can be improved. In addition, since the charge removal of the object is performed by a gentle process, the circuit being manufactured on the object is not damaged. Further, the inert gas for removing the charge can be supplied as it is, and there is no need to provide a means for performing a process such as ionization, so that the overall configuration of the apparatus is simple.

【0061】反応室にイオン化していない不活性ガスを
供給して対象物の帯電を除去する処理を、対象物をエッ
チングした後に行うことで、エッチング終了後の対象物
の下部電極への静電吸着を解除することができる。これ
により、反応室からの搬出に際し、対象物が破損したり
位置ずれしたりするのが防止され、歩留まりが向上し、
処理効率も向上する。
A process for supplying non-ionized inert gas to the reaction chamber to remove the charge of the target object is performed after the target object is etched, so that the electrostatic charge applied to the lower electrode of the target object after the etching is completed. Suction can be released. This prevents the target object from being damaged or displaced when being taken out of the reaction chamber, and improves the yield,
Processing efficiency is also improved.

【0062】昇降機構により対象物を下部電極から分離
して搬出用の搬送機構に移す構成では、昇降機構が対象
物を下部電極から分離する前に、反応室から反応ガスを
排出して、反応室にイオン化していない不活性ガスを供
給することで、静電吸着を解除した状態で、エッチング
した対象物を下部電極から分離することができる。この
ため、分離時の破損や位置ずれがなくなる。
In the configuration in which the object is separated from the lower electrode by the elevating mechanism and transferred to the carrying mechanism for carrying out, the reaction gas is discharged from the reaction chamber before the elevating mechanism separates the object from the lower electrode, and the reaction is performed. By supplying a non-ionized inert gas to the chamber, the etched object can be separated from the lower electrode in a state where electrostatic adsorption is released. Therefore, there is no breakage or misalignment at the time of separation.

【0063】しかも、早くとも昇降機構が対象物を下部
電極から分離し終わるまで、反応室内に不活性ガスを保
つことで、上記の効果が確実に得られる。
In addition, by keeping the inert gas in the reaction chamber until the lifting / lowering mechanism finishes separating the object from the lower electrode at the earliest, the above-mentioned effects can be surely obtained.

【0064】また、反応室にイオン化していない不活性
ガスを供給して対象物の帯電を除去する処理を、対象物
をエッチングする前に行うことで、搬入載置用の部材と
対象物とに静電吸着が生じていた場合でも、その静電吸
着を解除することが可能になって、常に対象物を下部電
極上の一定位置に載置することができる。
Further, by carrying out a process of supplying non-ionized inert gas to the reaction chamber and removing the charge of the target object before etching the target object, the loading / unloading member and the target object can be separated. Even if electrostatic attraction occurs, the electrostatic attraction can be released, and the object can always be placed at a fixed position on the lower electrode.

【0065】昇降機構が対象物を搬入用の搬送機構から
受け取って下部電極上に載置する構成では、昇降機構が
対象物を搬送機構から受け取る前に、反応室にイオン化
していない不活性ガスを供給することで、たとえ対象物
と搬送機構が静電吸着していても、その静電吸着を解除
した状態で、昇降機構が対象物を搬送機構から受け取る
ことができる。このため、昇降機構や下部電極に対する
対象物の位置が常に一定に保たれる。
In the configuration in which the elevating mechanism receives the object from the transfer mechanism for loading and places the object on the lower electrode, the inert gas that has not been ionized is supplied to the reaction chamber before the elevating mechanism receives the object from the transfer mechanism. Is supplied, even if the object and the transport mechanism are electrostatically attracted, the lifting mechanism can receive the object from the transport mechanism in a state where the electrostatic attraction is released. Therefore, the position of the object with respect to the elevating mechanism and the lower electrode is always kept constant.

【0066】しかも、早くとも昇降機構が対象物を下部
電極に載置し終わるまで、反応室内に不活性ガスを保つ
ことで、対象物と下部電極との静電作用を確実に防止す
ることができ、下部電極に対する対象物の位置ずれが皆
無になる。
In addition, by keeping the inert gas in the reaction chamber until the lifting mechanism finishes placing the object on the lower electrode, the electrostatic action between the object and the lower electrode can be reliably prevented. As a result, there is no displacement of the object with respect to the lower electrode.

【0067】反応ガス供給路と不活性ガス供給路を反応
室の外部において接続して、両経路が接続位置から反応
室内の開口までの部位を共用するようにした構成では、
装置の全体構成がきわめて簡素になる。しかも、不活性
ガス供給路と不活性ガス供給源とを追加するだけで、反
応室に何の変更も加えることなく、既存の装置に基板の
帯電を除去する機能を付加することができる。
In a configuration in which the reaction gas supply path and the inert gas supply path are connected outside the reaction chamber, and both paths share a portion from the connection position to the opening in the reaction chamber,
The overall configuration of the device becomes extremely simple. Moreover, the function of removing the charge on the substrate can be added to the existing apparatus without adding any change to the reaction chamber only by adding the inert gas supply path and the inert gas supply source.

【0068】反応ガス供給路および不活性ガス供給路
が、下部電極に対向する側の上部電極の表面に複数の開
口を有する構成では、エッチングむらが生じることがな
いし、対象物の帯電もむらなくかつ速やかに除去するこ
とができる。
In a configuration in which the reaction gas supply path and the inert gas supply path have a plurality of openings on the surface of the upper electrode on the side facing the lower electrode, uneven etching does not occur and charging of the object is not uneven. And it can be removed promptly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施形態のドライエッチング装置
の概略構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 従来のドライエッチング装置の概略構成を示
す図。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional dry etching apparatus.

【符号の説明】 1 ドライエッチング装置 11 反応室 12 上部電極 13 下部電極 14 反応ガス供給源 15 真空ポンプ 16 高周波電源 17 インピーダンス整合回路 18 反応ガス供給管 19 流量調節器 20 ドア 21 準備室 22 搬送機構 23 昇降機構 31 不活性ガス供給源 32 不活性ガス供給管 33 流量調節器DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dry etching apparatus 11 Reaction chamber 12 Upper electrode 13 Lower electrode 14 Reaction gas supply source 15 Vacuum pump 16 High frequency power supply 17 Impedance matching circuit 18 Reaction gas supply pipe 19 Flow rate controller 20 Door 21 Preparation room 22 Transport mechanism 23 Elevating mechanism 31 Inert gas supply source 32 Inert gas supply pipe 33 Flow rate controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05H 1/46 H01L 21/302 C ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H05H 1/46 H01L 21/302 C

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上部電極と下部電極を有する反応室内に
反応ガスを供給し、両電極間に高周波電圧を印加するこ
とにより反応ガスにプラズマを発生させて、下部電極上
に載置した対象物をイオン化した反応ガスによりエッチ
ングするドライエッチング装置において、 反応室にイオン化していない不活性ガスを供給し、両電
極間に電圧を印加することなく対象物の電荷を不活性ガ
スに移転させることにより、反応室内の対象物の帯電を
除去することを特徴とするドライエッチング装置。
An object placed on a lower electrode by supplying a reaction gas into a reaction chamber having an upper electrode and a lower electrode, generating a plasma in the reaction gas by applying a high-frequency voltage between the two electrodes, In a dry etching apparatus that etches with an ionized reaction gas, a non-ionized inert gas is supplied to the reaction chamber, and the charge of the object is transferred to the inert gas without applying a voltage between both electrodes. A dry etching apparatus for removing charge of an object in a reaction chamber.
【請求項2】 反応室にイオン化していない不活性ガス
を供給して対象物の帯電を除去する処理を、対象物をエ
ッチングした後に行うことを特徴とする請求項1に記載
のドライエッチング装置。
2. The dry etching apparatus according to claim 1, wherein the process of supplying the non-ionized inert gas to the reaction chamber to remove the charge of the object is performed after the object is etched. .
【請求項3】 垂直方向に可動で対象物を下方から支持
し、対象物を下部電極から分離して下部電極の上方の所
定位置に上昇させる昇降機構と、 水平方向に可動で対象物を下方から支持し、対象物を前
記所定位置で昇降機構から受け取って反応室外に搬出す
る搬送機構とを備え、 昇降機構が対象物を下部電極から分離する前に、反応室
から反応ガスを排出して、反応室にイオン化していない
不活性ガスを供給することを特徴とする請求項2に記載
のドライエッチング装置。
3. An elevating mechanism for moving the object vertically and supporting the object from below, separating the object from the lower electrode and elevating the object to a predetermined position above the lower electrode, and moving the object horizontally and moving the object downward. And a transport mechanism for receiving the object from the elevating mechanism at the predetermined position and transporting the object out of the reaction chamber.The elevating mechanism discharges the reaction gas from the reaction chamber before the object is separated from the lower electrode. 3. The dry etching apparatus according to claim 2, wherein a non-ionized inert gas is supplied to the reaction chamber.
【請求項4】 早くとも昇降機構が対象物を下部電極か
ら分離し終わるまで、反応室内に不活性ガスを保つこと
を特徴とする請求項3に記載のドライエッチング装置。
4. The dry etching apparatus according to claim 3, wherein an inert gas is kept in the reaction chamber until the elevating mechanism finishes separating the object from the lower electrode at the earliest.
【請求項5】 反応室にイオン化していない不活性ガス
を供給して対象物の帯電を除去する処理を、対象物をエ
ッチングする前に行うことを特徴とする請求項1に記載
のドライエッチング装置。
5. The dry etching according to claim 1, wherein the process of supplying the non-ionized inert gas to the reaction chamber to remove the charge of the object is performed before etching the object. apparatus.
【請求項6】 水平方向に可動で対象物を下方から支持
し、対象物を反応室外から下部電極の上方の所定位置に
搬入する搬送機構と、 垂直方向に可動で対象物を下方から支持し、対象物を前
記所定位置で搬送機構から受け取って下部電極に載置す
る昇降機構とを備え、 昇降機構が対象物を搬送機構から受け取る前に、反応室
にイオン化していない不活性ガスを供給することを特徴
とする請求項5に記載のドライエッチング装置。
6. A transfer mechanism for moving the object horizontally and supporting the object from below and carrying the object from outside the reaction chamber to a predetermined position above the lower electrode, and supporting the object from below and movable vertically. An elevating mechanism for receiving an object from the transfer mechanism at the predetermined position and placing the object on the lower electrode, and supplying an unionized inert gas to the reaction chamber before the elevating mechanism receives the object from the transfer mechanism. The dry etching apparatus according to claim 5, wherein the etching is performed.
【請求項7】 早くとも昇降機構が対象物を下部電極に
載置し終わるまで、反応室内に不活性ガスを保つことを
特徴とする請求項6に記載のドライエッチング装置。
7. The dry etching apparatus according to claim 6, wherein an inert gas is kept in the reaction chamber until the lifting mechanism finishes placing the object on the lower electrode at the earliest.
【請求項8】 反応室に反応ガスを供給する反応ガス供
給路と、反応室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給
路を備え、反応ガス供給路と不活性ガス供給路は、反応
室の外部において接続されて、接続位置から反応室内の
開口までの部位を共用していることを特徴とする請求項
1に記載のドライエッチング装置。
8. A reaction gas supply path for supplying a reaction gas to the reaction chamber, and an inert gas supply path for supplying an inert gas to the reaction chamber, wherein the reaction gas supply path and the inert gas supply path are provided in the reaction chamber. 2. The dry etching apparatus according to claim 1, wherein the dry etching apparatus is connected outside and shares a portion from the connection position to the opening in the reaction chamber.
【請求項9】 反応ガス供給路および不活性ガス供給路
は、下部電極に対向する側の上部電極の表面に複数の開
口を有していることを特徴とする請求項8に記載のドラ
イエッチング装置。
9. The dry etching according to claim 8, wherein the reactant gas supply path and the inert gas supply path have a plurality of openings in the surface of the upper electrode facing the lower electrode. apparatus.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009105468A (en) * 2003-03-18 2009-05-14 Panasonic Corp Plasma processing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009105468A (en) * 2003-03-18 2009-05-14 Panasonic Corp Plasma processing method
JP4697315B2 (en) * 2003-03-18 2011-06-08 パナソニック株式会社 Plasma processing method

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