JP2001176958A - Plasma processing method - Google Patents

Plasma processing method

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JP2001176958A
JP2001176958A JP35549499A JP35549499A JP2001176958A JP 2001176958 A JP2001176958 A JP 2001176958A JP 35549499 A JP35549499 A JP 35549499A JP 35549499 A JP35549499 A JP 35549499A JP 2001176958 A JP2001176958 A JP 2001176958A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
plasma
electrostatic
electrode
plasma processing
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Application number
JP35549499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Miya
豪 宮
Masakazu Hoshino
正和 星野
Masayuki Hachitani
昌幸 蜂谷
Katsumi Oyama
勝美 大山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma processing method and a plasma processing system employing an electrostatic suction unit in which adhesion of particles to a semiconductor substrate is reduced. SOLUTION: In the plasma processing system employing an electrostatic suction unit 1, a semiconductor substrate 4 is charged negatively by applying a minus voltage to a suction electrode 2 which has been applied with a plus voltage before a plasma 5 disappears and then the plasma is extinguished.

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】本発明は半導体基板を保持す
る静電吸着装置を備えたプラズマ処理方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing method provided with an electrostatic chuck for holding a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、メモリやマイコンチップなど種々
の半導体装置の高集積化に伴い、集積回路の微細化が急
激に進んでいる。例えば現在は0.25μmルールから
0.18μmルールの集積回路を持つ半導体装置が量産
されており、半導体ウェハなどの半導体基板表面へのパ
ーティクル汚染に対する防止策の重要性が高まってい
る。
2. Description of the Related Art At the present time, with the increasing integration of various semiconductor devices such as memories and microcomputer chips, miniaturization of integrated circuits is rapidly advancing. For example, at present, semiconductor devices having integrated circuits of the 0.25 μm rule to the 0.18 μm rule are mass-produced, and the importance of measures for preventing particle contamination on the surface of a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer is increasing.

【0003】従来より半導体装置製造工程における半導
体基板の処理に、反応性プラズマを利用したプラズマC
VD(Chemical Vapor Deposition)装置やプラズマエッ
チング装置等が使用されている。これらのプラズマ処理
装置では静電吸着装置が広く用いられている。以下、図
4に従って静電吸着装置の説明を行う。静電吸着装置1
は、吸着用電極2および2′と吸着用電極2および2′
を被覆する絶縁材3とを備え、吸着用電極2と半導体基
板4との間に所定の直流電圧を印加して、両者間に静電
気力を生じさせ、半導体基板4を静電吸着装置1上面に
吸着,保持するものである。
Conventionally, plasma C using reactive plasma has been used for processing a semiconductor substrate in a semiconductor device manufacturing process.
A VD (Chemical Vapor Deposition) apparatus, a plasma etching apparatus and the like are used. In these plasma processing apparatuses, an electrostatic suction apparatus is widely used. Hereinafter, the electrostatic attraction device will be described with reference to FIG. Electrostatic suction device 1
Are the adsorption electrodes 2 and 2 'and the adsorption electrodes 2 and 2'
And a predetermined DC voltage is applied between the attraction electrode 2 and the semiconductor substrate 4 to generate an electrostatic force between the two. It is adsorbed and held on

【0004】静電吸着装置1には、吸着用電極2が1つ
で印加する電圧の極性が1つの単極型と、吸着用電極2
が2つ以上で印加する電圧の極性が2つの双極型とがあ
る。図4に示す従来例は、吸着用電極2が外周側と内周
側の2つに別れた双極型の静電吸着装置1である。単極
型の場合、プラズマ5を介してアースを反応室壁にとる
ため半導体基板4上にプラズマ5を発生させないと吸着
力が生じない。また、吸着用電極2への電圧の印加を止
めた後も残留吸着力が大きく、半導体基板4を静電吸着
装置1から引き剥がすためにプラズマ5の生成が必要で
あり、スループットの低下を引き起こす原因となる。ま
た、残留吸着力が大きい状態で半導体基板4を静電吸着
装置1表面から引き剥がそうとすると、半導体基板4が
ずれたり割れたりして、搬送トラブルを引き起こす原因
となる。
[0004] The electrostatic attraction device 1 has a single-polarity type having a single voltage applied by one attraction electrode 2 and a single attraction voltage.
Are two or more, and the polarity of the applied voltage is two. The conventional example shown in FIG. 4 is a bipolar electrostatic attraction device 1 in which an attraction electrode 2 is divided into two, an outer peripheral side and an inner peripheral side. In the case of the monopolar type, since the ground is taken to the reaction chamber wall via the plasma 5, the attracting force does not occur unless the plasma 5 is generated on the semiconductor substrate 4. Further, even after the application of the voltage to the attraction electrode 2 is stopped, the residual attraction force is large, and it is necessary to generate the plasma 5 to peel off the semiconductor substrate 4 from the electrostatic attraction device 1, which causes a decrease in throughput. Cause. Further, if the semiconductor substrate 4 is to be peeled off from the surface of the electrostatic attraction device 1 in a state where the residual attraction force is large, the semiconductor substrate 4 is displaced or broken, which causes a transport trouble.

【0005】一方、双極型は吸着用電極2および2′に
対して、それぞれプラスとマイナスの電圧を印加するこ
とによって、プラズマを発生させなくても半導体基板4
を吸着できるという利点がある。また吸着用電極2およ
び2′への電圧の印加を止めた後の残留吸着力が小さ
く、スループットの面からも有利である。そのため、近
年双極型が単極型に代わって主流になりつつある。
On the other hand, in the bipolar type, the semiconductor substrate 4 can be applied without generating plasma by applying positive and negative voltages to the adsorption electrodes 2 and 2 ', respectively.
There is an advantage that can be adsorbed. Further, the residual attraction force after the application of the voltage to the attraction electrodes 2 and 2 'is stopped is small, which is advantageous from the viewpoint of throughput. For this reason, the bipolar type has recently become mainstream in place of the monopolar type.

【0006】静電吸着装置1はクランプ式など機械的な
吸着装置と異なり、半導体基板4の表面に直接接触する
部分が存在しないために摺動発塵によるパーティクルは
ほとんど発生しない。ところが静電吸着装置1を用いる
ことにより、別の原因に起因する半導体基板4へのパー
ティクル付着が増加するという問題が生じる。これは静
電吸着装置1を用いることによって半導体基板4の表面
が帯電し、パーティクルの付着を引き起こすことであ
る。ここでプラズマ処理中におけるパーティクルの挙動
について説明する。
[0006] Unlike the mechanical suction device such as the clamp type, the electrostatic suction device 1 has almost no particles due to sliding dust generation because there is no portion directly in contact with the surface of the semiconductor substrate 4. However, the use of the electrostatic attraction device 1 causes a problem that particles attached to the semiconductor substrate 4 due to another cause increase. This means that the surface of the semiconductor substrate 4 is charged by using the electrostatic attraction device 1 to cause particles to adhere. Here, the behavior of particles during plasma processing will be described.

【0007】高周波を印加しプラズマ5を維持している
間は、生成したパーティクルは高周波電極側と接地電極
側の両方のシース領域とプラズマ領域との境界面にトラ
ップされ浮遊している。これはプラズマ5を発生されて
いる状態において、バイアス電圧のために高周波電極お
よび接地電極はマイナスに帯電し、同じくマイナスに帯
電したパーティクルとクーロン力により反発するからで
ある。
While the high frequency is applied and the plasma 5 is maintained, the generated particles are trapped and floated on the interface between the plasma region and the sheath region on both the high frequency electrode side and the ground electrode side. This is because in the state where the plasma 5 is being generated, the high-frequency electrode and the ground electrode are negatively charged due to the bias voltage, and are repelled by the similarly negatively charged particles and Coulomb force.

【0008】そして高周波の印加を止めてプラズマ5を
消すと、プラズマ領域とシース領域との境界面にトラッ
プされていたパーティクルは半導体基板4の表面へ移
動,付着する。その防止策として、特開平3−153885 号
には、プラズマを発生させたまま半導体基板4を反応室
に搬入、またプラズマ5を発生させたまま半導体基板4
を反応室から搬出する技術が開示されている。これはプ
ラズマ5を常に発生,維持することにより、パーティク
ルをプラズマ領域とシース領域との境界面にトラップさ
せ、その結果、半導体基板4の表面への付着を防止しよ
うとするものである。この発明においては、半導体基板
4を反応室に搬入するときにはプラズマ密度が低い領域
から高い領域へと、一方半導体基板4を反応室から搬出
するときにはプラズマ密度が高い領域から低い領域へ
と、半導体基板4を移動させるため、半導体基板4の面
内電位に偏りが生じデバイスダメージを引き起こす原因
となる可能性がある。そのため半導体装置製造の歩留ま
りが低下するという問題がある。尚、この種の技術とし
て特開平3−153885 号公報を挙げることができる。
When the application of the high frequency is stopped and the plasma 5 is extinguished, the particles trapped at the boundary between the plasma region and the sheath region move and adhere to the surface of the semiconductor substrate 4. As measures to prevent this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-153885 discloses that a semiconductor substrate 4 is carried into a reaction chamber while plasma is generated, and the semiconductor substrate 4 is generated while plasma 5 is generated.
Is disclosed from the reaction chamber. This is to generate and maintain the plasma 5 so that particles are trapped at the interface between the plasma region and the sheath region, thereby preventing the particles from adhering to the surface of the semiconductor substrate 4. In the present invention, when the semiconductor substrate 4 is carried into the reaction chamber, the region of the plasma density is changed from a low region to a high region, and when the semiconductor substrate 4 is carried out of the reaction room, the region of the semiconductor substrate is changed from a high region to a low region. The movement of the semiconductor substrate 4 may cause a bias in the in-plane potential of the semiconductor substrate 4 and may cause device damage. For this reason, there is a problem that the yield of semiconductor device manufacturing is reduced. Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-153885 can be mentioned as this kind of technology.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、半
導体基板4を反応室に搬入するとき、および反応室から
搬出するときにはプラズマを消失させることが望ましい
が、前述したように、プラズマ領域とシース領域との境
界面にトラップされていたパーティクルが、プラズマ処
理を行った直後に半導体基板4の表面に付着するという
問題が生じる。
In the above-mentioned prior art, it is desirable to extinguish the plasma when the semiconductor substrate 4 is carried into and out of the reaction chamber. There is a problem that particles trapped on the boundary surface with the region adhere to the surface of the semiconductor substrate 4 immediately after performing the plasma processing.

【0010】本発明は上記問題点を回避すべくなされた
もので、その目的は、デバイスダメージを防止しなが
ら、半導体基板4の表面へのパーティクルの付着が少な
いプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供する
ことである。
An object of the present invention is to provide a plasma processing method and a plasma processing apparatus in which particles are less attached to the surface of the semiconductor substrate 4 while preventing device damage. It is to be.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明では高周波の印加
を止めてプラズマを消す前に静電吸着装置1の全ての吸
着用電極2にマイナスの電圧を印加することによって、
半導体基板4をマイナスに帯電させ、同じくマイナスに
帯電したパーティクルを静電気力により反発させ半導体
基板4の表面への付着を防止する。その際、半導体基板
4へのプラズマ処理中においては静電吸着装置1内の吸
着用電極2および2′にプラスおよびマイナスの電圧を
印加し半導体基板4を吸着させ、プラズマ処理が終わる
直前にプラスの電圧を印加していた吸着用電極2に対し
てマイナスの電圧を印加する。
According to the present invention, a negative voltage is applied to all the attracting electrodes 2 of the electrostatic attracting apparatus 1 before the application of the high frequency is stopped and the plasma is extinguished.
The semiconductor substrate 4 is negatively charged, and the negatively charged particles are repelled by electrostatic force to prevent the particles from adhering to the surface of the semiconductor substrate 4. At this time, during the plasma processing on the semiconductor substrate 4, positive and negative voltages are applied to the attraction electrodes 2 and 2 'in the electrostatic attraction device 1 to attract the semiconductor substrate 4, and the positive voltage is applied immediately before the plasma processing is completed. A negative voltage is applied to the suction electrode 2 to which the above voltage was applied.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図1〜図
3にしたがって詳しく説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS.

【0013】図1は本発明の実施例を適用した平行平板
型プラズマエッチング装置である。この装置は真空に保
持された反応室6内に上部電極7と静電吸着装置1とを
平行に設置している。本実施例ではこの静電吸着装置1
に500Wの高周波を印加するための高周波電極8を内
蔵することによって下部電極としている。なお上部電極
7は接地されている。静電吸着装置1には半導体基板4
を吸着するための吸着用電極2および2′を内蔵してお
り、この静電吸着装置1上に半導体基板4を吸着させプ
ラズマ処理を行う。
FIG. 1 shows a parallel plate type plasma etching apparatus to which an embodiment of the present invention is applied. In this apparatus, an upper electrode 7 and an electrostatic chuck 1 are installed in a reaction chamber 6 held in a vacuum. In this embodiment, the electrostatic chuck 1
A high-frequency electrode 8 for applying a high-frequency of 500 W is built in as a lower electrode. The upper electrode 7 is grounded. A semiconductor substrate 4 is provided in the electrostatic chuck 1.
The electrodes 2 and 2 ′ for adsorbing the semiconductor substrate are built in. The semiconductor substrate 4 is adsorbed on the electrostatic adsorption device 1 to perform plasma processing.

【0014】処理ガス9としてSF6 (六フッ化硫黄)
を300sccm,BCl3 (三塩化ホウ素)を80sccmを
上部電極7を通して反応室6内に導入し、静電吸着装置
1に内蔵した高周波電極8に印加した高周波によりプラ
ズマ5を発生させる。半導体基板4をこのプラズマ5に
さらすことによって処理(ここではエッチング処理)を
行う。処理ガス9、及び反応生成物は排気口10から排
出する。
The processing gas 9 is SF 6 (sulfur hexafluoride)
Is introduced into the reaction chamber 6 through the upper electrode 7 at 300 sccm and BCl 3 (boron trichloride) at 80 sccm, and the plasma 5 is generated by the high frequency applied to the high frequency electrode 8 built in the electrostatic adsorption device 1. A process (here, an etching process) is performed by exposing the semiconductor substrate 4 to the plasma 5. The processing gas 9 and the reaction products are exhausted from an exhaust port 10.

【0015】図2は実施例の静電吸着装置1の側断面図
であり、半導体基板4を吸着した時の様子を拡大して示
している。静電吸着装置1の内部に吸着用電極2および
2′を設けている。吸着用電極2にはプラスの電圧を印
加するための直流電源11およびマイナスの電圧を印加
するための直流電源11″およびそれぞれの極性の電圧
を印加をON,OFFするためのスイッチ12、および
12″を設けている。またもう一つの吸着用電極2′に
はマイナスの電圧を印加するための直流電源11′およ
び電圧印加をON,OFFするためのスイッチ12′を
設けている。これらの吸着用電極2および2′に給電す
ることによって半導体基板4を静電吸着装置1上面に吸
着、保持する。
FIG. 2 is a side sectional view of the electrostatic chuck 1 of the embodiment, and shows an enlarged view when the semiconductor substrate 4 is sucked. Electrostatic electrodes 2 and 2 ′ are provided inside the electrostatic adsorption device 1. A DC power supply 11 for applying a positive voltage, a DC power supply 11 ″ for applying a negative voltage, and switches 12 and 12 for turning on and off the application of voltages of respective polarities to the attracting electrode 2. ″. The other attracting electrode 2 'is provided with a DC power supply 11' for applying a negative voltage and a switch 12 'for turning ON / OFF the voltage application. By supplying power to these suction electrodes 2 and 2 ′, the semiconductor substrate 4 is suctioned and held on the upper surface of the electrostatic suction device 1.

【0016】半導体基板4はプラズマ5で加熱されるた
め、適切な温度に保つために冷却が必要となることが多
い。通常のプラズマ処理は数Pa程度の低圧力下で行う
ので半導体基板4と静電吸着装置1上面との間の伝熱効
率が低く、半導体基板4の冷却効率が悪い。そこで半導
体基板4を静電吸着装置1上面に吸着しながら、両者間
に熱伝導率が大きいヘリウム(He)などの伝熱ガスを
静電吸着装置1内に形成された伝熱ガス供給管13から
流し、両者間の熱コンダクタンスを大きくし、伝熱を促
進している。この伝熱ガスの圧力を制御することによ
り、半導体基板4と静電吸着装置1上面との間の熱コン
ダクタンスを調節する。なお、ここには図示しないが静
電吸着装置1上面の表面形状は凹凸状になっており、半
導体基板4の中心と周辺で伝熱ガスの圧力が一様になる
よう工夫されている。
Since the semiconductor substrate 4 is heated by the plasma 5, it is often necessary to cool the semiconductor substrate 4 to maintain an appropriate temperature. Since normal plasma processing is performed under a low pressure of about several Pa, the heat transfer efficiency between the semiconductor substrate 4 and the upper surface of the electrostatic chuck 1 is low, and the cooling efficiency of the semiconductor substrate 4 is low. Therefore, while adsorbing the semiconductor substrate 4 on the upper surface of the electrostatic attraction device 1, a heat transfer gas such as helium (He) having a high thermal conductivity is supplied between the two at the upper surface of the electrostatic attraction device 1. To increase the thermal conductance between the two and promote heat transfer. By controlling the pressure of the heat transfer gas, the thermal conductance between the semiconductor substrate 4 and the upper surface of the electrostatic chuck 1 is adjusted. Although not shown here, the surface shape of the upper surface of the electrostatic attraction device 1 is uneven, so that the pressure of the heat transfer gas is made uniform at the center and the periphery of the semiconductor substrate 4.

【0017】静電吸着装置1の内部には冷媒流路14を
形成し、外部に接続した冷却装置によって冷媒供給口1
5から冷媒を供給し、冷媒流路14を通り、冷媒排出口
16から排出することにより静電吸着装置1を冷却す
る。プラズマ処理中に半導体基板4が受ける熱は、この
静電吸着装置1を介して冷媒流路14の内部を流れる冷
媒に逃がしている。なお、カバー17は静電吸着装置1
をプラズマから保護するためのものである。
A refrigerant flow path 14 is formed inside the electrostatic attraction device 1, and a refrigerant supply port 1 is formed by a cooling device connected to the outside.
5, the refrigerant is supplied through the refrigerant passage 14 and discharged from the refrigerant outlet 16 to cool the electrostatic adsorption device 1. Heat received by the semiconductor substrate 4 during the plasma processing is released to the refrigerant flowing inside the refrigerant flow path 14 via the electrostatic adsorption device 1. The cover 17 is provided on the electrostatic chuck 1
To protect the semiconductor from plasma.

【0018】静電吸着装置1に内蔵された高周波電極8
には高周波を印加するための高周波電源18および印加
をON,OFFするためのスイッチ12′′′を設けて
いる。図示しないが、スイッチ12,スイッチ12′,
スイッチ12″およびスイッチ12′′′にはそれぞれ
コントローラを接続し、それぞれのスイッチの切り替え
のタイミングを精密に行うことができる。
High frequency electrode 8 built in electrostatic chuck 1
Is provided with a high frequency power supply 18 for applying a high frequency and a switch 12 '''for turning on / off the application. Although not shown, the switches 12, 12 ',
A controller is connected to each of the switches 12 ″ and 12 ′ ″, and the timing of switching each switch can be precisely performed.

【0019】また静電吸着装置1にはプッシャーピン1
9が設けられており、搬送アーム(ここには図示しな
い)を用いて反応室6内に搬入した半導体基板4を静電
吸着装置1へと受け渡す働きをする。
The electrostatic chuck 1 has a pusher pin 1.
9 is provided, and serves to transfer the semiconductor substrate 4 carried into the reaction chamber 6 to the electrostatic suction device 1 using a transfer arm (not shown).

【0020】次に、実施例の半導体処理装置を用いて半
導体基板4としてφ200(8インチ)のシリコンウェ
ハにプラズマエッチング処理を行う手順を説明する。さ
らに、図3を用いて、この処理手順にしたがって本発明
の主たる作用と効果を説明する。なお、図3はプラズマ
5の密度および、吸着用電極2の電位および、吸着用電
極2′の電位および、静電吸着装置1と半導体基板4と
の間に流している伝熱ガスの圧力の時間変化の一例を示
す図である。それぞれのグラフの横軸は時間を表してお
り、横軸で同じ位置にあれば同じ時間であることを示
す。
Next, a procedure for performing a plasma etching process on a silicon wafer of φ200 (8 inches) as the semiconductor substrate 4 using the semiconductor processing apparatus of the embodiment will be described. Further, main functions and effects of the present invention will be described according to this processing procedure with reference to FIG. FIG. 3 shows the density of the plasma 5, the potential of the suction electrode 2, the potential of the suction electrode 2 ′, and the pressure of the heat transfer gas flowing between the electrostatic suction device 1 and the semiconductor substrate 4. It is a figure showing an example of a time change. The horizontal axis of each graph represents time, and the same time on the horizontal axis indicates the same time.

【0021】(1)t1〜t2で、反応室6に半導体基
板4を搬入し、プッシャーピン19によって受け取り、
静電吸着装置1上面に設置する。
(1) From t1 to t2, the semiconductor substrate 4 is carried into the reaction chamber 6 and received by the pusher pin 19;
It is installed on the upper surface of the electrostatic suction device 1.

【0022】(2)t3で吸着用電極2にプラス400
V,吸着用電極2′にマイナス400Vの電圧を印加し、
半導体基板4を静電吸着装置1に吸着させる。
(2) At t3, the positive electrode 400 is added to the suction electrode 2.
V, a voltage of minus 400 V is applied to the adsorption electrode 2 ′,
The semiconductor substrate 4 is attracted to the electrostatic attraction device 1.

【0023】(3)t4で、静電吸着装置1と半導体基
板4との間に伝熱ガスを流入し、両者間の熱コンダクタ
ンスを増加させ、半導体基板4の冷却を良好に行わせ
る。
(3) At t4, a heat transfer gas flows between the electrostatic attraction device 1 and the semiconductor substrate 4 to increase the thermal conductance between the two, so that the semiconductor substrate 4 is cooled well.

【0024】(4)t5で反応室6内に処理ガスを導入
し、プラズマ5を発生させて半導体基板4にエッチング
処理を行う。
(4) At t5, a processing gas is introduced into the reaction chamber 6, and a plasma 5 is generated to etch the semiconductor substrate 4.

【0025】(5)半導体基板4へのプラズマエッチン
グ処理が終わる前(t6)に、スイッチ17′および1
7″を切りかえることにより吸着用電極2への給電をプ
ラス400Vからマイナス150Vへ切りかえる。ま
た、同時にマイナス400Vの電圧を印加していた吸着
用電極2′への印加電圧をマイナス150Vに低下させ
ることによって、プラズマ5を消失させた後の、静電吸
着装置1の残留吸着力を小さくでき、スループットの低
下を防ぐことができる。
(5) Before the plasma etching of the semiconductor substrate 4 is completed (t6), the switches 17 'and 1
By switching 7 ″, the power supply to the suction electrode 2 is switched from +400 V to −150 V. At the same time, the voltage applied to the suction electrode 2 ′ to which the voltage of −400 V has been applied is reduced to −150 V. Accordingly, the residual suction force of the electrostatic suction device 1 after the plasma 5 has disappeared can be reduced, and a decrease in throughput can be prevented.

【0026】(6)t7に高周波の印加を止めてプラズ
マ処理を終了する。このときプラズマ領域とシース領域
との境界面にトラップされていたマイナスに帯電したパ
ーティクルは半導体基板4表面に移動しようとするが、
半導体基板4はマイナスに帯電しているためクーロン力
により半導体基板4の表面への付着を防止できる。
(6) At t7, the application of the high frequency is stopped to end the plasma processing. At this time, the negatively charged particles trapped at the boundary surface between the plasma region and the sheath region try to move to the surface of the semiconductor substrate 4,
Since the semiconductor substrate 4 is negatively charged, adhesion to the surface of the semiconductor substrate 4 can be prevented by Coulomb force.

【0027】また、同時に静電吸着装置1と半導体基板
4との間に流入していた伝熱ガスの供給を止める。
At the same time, the supply of the heat transfer gas flowing between the electrostatic chuck 1 and the semiconductor substrate 4 is stopped.

【0028】(7)プラズマ5が発生していたときにプ
ラズマ領域とシース領域との境界面にトラップされてい
たパーティクルが処理ガスの流体力によって反応室から
運び去られた後(t8)に吸着用電極2および2′への
電圧印加を止める。
(7) Particles trapped at the interface between the plasma region and the sheath region when the plasma 5 is generated are adsorbed at (t8) after being carried away from the reaction chamber by the fluid force of the processing gas. The voltage application to the electrodes 2 and 2 'is stopped.

【0029】(8)半導体基板4を反応室6の外に搬出
する。
(8) The semiconductor substrate 4 is carried out of the reaction chamber 6.

【0030】以上説明した手順(1)〜(8)を繰り返す
ことにより半導体基板4を連続して処理することができ
る。
By repeating the procedures (1) to (8) described above, the semiconductor substrate 4 can be continuously processed.

【0031】なお、本実施例で重要なのは、吸着用電極
2および2′への給電を止めた後の静電吸着装置1の残
留吸着力を小さくするために吸着用電極2に印加するマ
イナスの電圧を低下させること、および、高周波電極1
5への高周波の印加を止めプラズマを消失させたとき
に、半導体基板4をマイナスに帯電させていることであ
る。プラズマを消失したときに半導体基板4がマイナス
に帯電しているため、プラズマシース領域にトラップさ
れていたマイナスに帯電したパーティクルがクーロン力
によりウェハに付着するのを防止できる。
It is important in this embodiment that the negative voltage applied to the attraction electrode 2 to reduce the residual attraction force of the electrostatic attraction device 1 after the power supply to the attraction electrodes 2 and 2 'is stopped. Lowering the voltage and the high-frequency electrode 1
This means that the semiconductor substrate 4 is negatively charged when the application of the high frequency to 5 is stopped and the plasma is extinguished. Since the semiconductor substrate 4 is negatively charged when the plasma is extinguished, it is possible to prevent the negatively charged particles trapped in the plasma sheath region from adhering to the wafer due to Coulomb force.

【0032】この実施例で示した高周波印加電力,処理
ガス種および流量,吸着用電極への印加電圧は一例であ
り、これらに限るものではない。また、ここではプラズ
マエッチング装置を例にして処理方法を説明したが、こ
れはプラズマエッチング装置に限るものではなく、例え
ばプラズマCVDなど、プラズマを用いる半導体製造装
置に使用できることは言うまでもない。また、実施例で
はプラズマを生成する手段として高周波を用いたが、マ
イクロ波など他の手段によって生成したプラズマにも有
効であることは明らかである。
The high-frequency applied power, the type and flow rate of the processing gas, and the voltage applied to the electrode for adsorption shown in this embodiment are merely examples, and are not limited thereto. In addition, although the processing method has been described here by taking the plasma etching apparatus as an example, it is needless to say that the processing method is not limited to the plasma etching apparatus and can be used in a semiconductor manufacturing apparatus using plasma, such as plasma CVD. Further, in the embodiment, a high frequency is used as a means for generating plasma, but it is apparent that the present invention is also effective for plasma generated by other means such as microwaves.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、静
電吸着装置を用いたプラズマ処理装置において、半導体
基板へのパーティクルの付着が少ないプラズマ処理方法
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a plasma processing method using an electrostatic attraction device in which particles are less attached to a semiconductor substrate.

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

【図1】本発明の実施例を示すプラズマ処理装置の側断
面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of a plasma processing apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例を示すプラズマ処理装置に使用
されている静電吸着装置の側断面の拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged side sectional view of an electrostatic chuck used in a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例を示すプラズマ処理方法を示す
シーケンス図である。
FIG. 3 is a sequence diagram illustrating a plasma processing method according to an embodiment of the present invention.

【図4】静電吸着装置の従来例を示す側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view showing a conventional example of an electrostatic suction device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…静電吸着装置、2…吸着用電極、3…絶縁材、4…
半導体基板、5…プラズマ、6…反応室、7…上部電
極、8…高周波電極、9…処理ガス、10…排気口、1
1…直流電源、12…スイッチ、13…伝熱ガス供給
管、14…冷媒流路、15…冷媒供給口、16…冷媒排
出口、17…カバー、18…高周波電源、19…プッシ
ャーピン。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrostatic suction device, 2 ... Suction electrode, 3 ... Insulation material, 4 ...
Semiconductor substrate, 5: plasma, 6: reaction chamber, 7: upper electrode, 8: high-frequency electrode, 9: processing gas, 10: exhaust port, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... DC power supply, 12 ... Switch, 13 ... Heat transfer gas supply pipe, 14 ... Refrigerant flow path, 15 ... Refrigerant supply port, 16 ... Refrigerant discharge port, 17 ... Cover, 18 ... High frequency power supply, 19 ... Pusher pin.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蜂谷 昌幸 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株式 会社日立製作所国分事業所内 (72)発明者 大山 勝美 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株式 会社日立製作所国分事業所内 Fターム(参考) 4K030 FA03 GA02 LA15 5F004 AA16 BA04 BB22 BB25 BD04 DA11 DA18 DB01 5F031 CA02 HA16 HA19 HA35 HA37 HA38 HA40 MA28 MA32 PA26 5F045 AA08 BB15 EM05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masayuki Hachiya 1-1-1, Kokubuncho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Kokubu Works, Hitachi, Ltd. (72) Katsumi Oyama 1-1-1, Kokubuncho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 F-term in Kokubu Office of Hitachi, Ltd. (reference) 4K030 FA03 GA02 LA15 5F004 AA16 BA04 BB22 BB25 BD04 DA11 DA18 DB01 5F031 CA02 HA16 HA19 HA35 HA37 HA38 HA40 MA28 MA32 PA26 5F045 AA08 BB15 EM05

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】2つ以上の吸着用電極を持つ静電吸着装置
を備えたプラズマ処理装置において、(1)前記吸着用
電極の少なくとも1つにプラス、少なくとも1つにマイ
ナスの電圧を印加し、半導体基板を前記静電吸着装置に
吸着する過程と、(2)プラズマを発生させ、前記半導
体基板に処理を行う過程と、(3)前記吸着用電極の印
加電圧の極性をマイナスからプラスに変える過程と、
(4)前記吸着用電極にマイナスの電圧を印加したま
ま、前記プラズマを消失させる過程を有することを特徴
とするプラズマ処理方法。
In a plasma processing apparatus provided with an electrostatic suction device having two or more suction electrodes, (1) a positive voltage is applied to at least one of the suction electrodes, and a negative voltage is applied to at least one of the suction electrodes. And (2) generating plasma and performing processing on the semiconductor substrate, and (3) changing the polarity of the voltage applied to the attraction electrode from minus to plus. The process of changing,
(4) A plasma processing method comprising a step of extinguishing the plasma while a negative voltage is applied to the adsorption electrode.
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