JP2005340693A - Plasma etching equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、真空の反応室内にてエッチングガスのプラズマを用いて被処理物である半導体ウェーハ(以下、「ウェーハ」と言う)をエッチングするプラズマエッチング装置に関し、特に、エッチング前のウェーハの傾きを防止する機能を供えたプラズマエッチング装置に関する。 The present invention relates to a plasma etching apparatus that etches a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a “wafer”) as an object to be processed using an etching gas plasma in a vacuum reaction chamber. The present invention relates to a plasma etching apparatus having a function to prevent.
半導体装置の製造工程では、ウェーハの表面に形成された所定膜を除去するためにエッチングガスを用いたプラズマエッチング装置が用いられる。この装置の原理としては、エッチングガスをプラズマ雰囲気でイオンやラジカルに活性化し、所定膜と反応させ、反応生成物が気化することによりエッチングを行うものである。 In the manufacturing process of a semiconductor device, a plasma etching apparatus using an etching gas is used to remove a predetermined film formed on the surface of a wafer. The principle of this apparatus is that etching is performed by activating an etching gas to ions or radicals in a plasma atmosphere, reacting with a predetermined film, and vaporizing a reaction product.
このような技術は、例えば、特開平2004−87576号公報(特許文献1)に開示されている。図8は、従来のプラズマエッチング装置の構成を示す断面図である。図8に示す従来のプラズマエッチング装置81は、真空チャンバ82内に上部電極83と下部電極84とが対向して配置されている。上部電極83は中空で、その内部にガス供給管85から反応ガスが供給される複数のガス孔83aが形成してあり、アースに接続されゼロ電位に保持されている。また、ガス供給管85にはガス供給バルブ86、ガス流量調整部87を介してガス供給部88が接続されている。
Such a technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-87576 (Patent Document 1). FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional plasma etching apparatus. In the conventional
一方、下部電極84の上部には、被エッチング物であるウェーハWを静電力により吸着保持するESCステージ89が配置され、そのESCステージ89の外周を囲むように、カソードカバー90と絶縁リング91が配置されている。また、ESCステージ89には、冷却水管92が配置されており、この冷却水管92は温度制御部93に接続されている。この温度制御部93によって冷却水の温度が制御され、これによってESCステージ89の温度が調節される。
On the other hand, on the upper part of the
さらに、ESCステージ89にはその表面に達するHeガス等の冷媒供給管94が配置され、冷媒循環部95に接続されている。そして、冷媒供給管94にHeガスを供給することによって被エッチング物であるウェーハWが冷却される。また、下部電極84は、駆動機構96に接続された昇降軸97により支持されて、上下動自在に構成されるとともに、整合器98を介して高周波電源99が電気的に接続されている。
Further, a
また、真空チャンバ82の側壁の一部にはウェーハWを搬入、搬出する搬出入口100が形成され、この搬出入口100はゲートバルブ101を介して真空予備室(図示せず)に接続され、このゲートバルブ101を開放することにより真空チャンバ82と真空予備室でウェーハWの搬入、搬出を行うことができる。また、真空チャンバ82側壁の他の部分には、真空引き用の排気口102が形成され、この排気口102に接続された真空ポンプ(図示せず)によって真空チャンバ82内を真空雰囲気を作ることができるように構成されている。
Further, a carry-in / out
次に、この従来のプラズマエッチング装置81の動作を説明する。
Next, the operation of this conventional
先ず、真空チャンバ82内を真空ポンプ(図示せず)により所定の減圧状態にした後、ゲートバルブ101を開放して、搬送アーム(図示せず)により搬出入口100から真空チャンバ82内へウェーハWを搬入し、ESCステージ89上に載置する。次に、ゲートバルブ101を閉じて、真空チャンバ82内を密閉する。次に、駆動機構96により、昇降軸97とともに下部電極84、ESCステージ89及びカソードカバー90を上昇させ、ウェーハWを所定位置に配置した後、ESCステージ89に電圧をかけ、ウェーハWを静電力により吸着固定する。次に、エッチング処理中のウェーハW温度上昇防止のため、冷却水とHeガスを下部電極84下方から冷却水管92と冷媒供給管94を通じて、所定の時間ウェーハW裏面へ供給する。
First, after the inside of the
次に、エッチングガスを、ガス供給部88、ガス流量調整部87、ガス供給バルブ86を介して、上部電極83に設けた複数のガス孔83aから真空チャンバ82内へ供給する。次に、高周波電源99により、上部電極83と下部電極84の間に高周波電力を印加し放電を発生させ、ウェーハWのエッチング処理を行う。
Next, the etching gas is supplied into the
エッチング終了後は、駆動機構96と昇降軸97により、下部電極84、ESCステージ89及びカソードカバー90を下降させて、ウェーハWを搬出入口100から真空チャンバ82外へ搬出する。
しかしながら、従来のプラズマエッチング装置81には、以下のような問題があった。図9(a)、(b)は、図8におけるウェーハW周辺部を拡大した平面図及び断面図である。図9(a)、(b)に示すように、従来のプラズマエッチング装置81は、カソードカバー90の溝90aと絶縁リング91の溝91aが全周に亘って嵌合し、エッチング時には絶縁リング91が固定された状態で、カソードカバー90のみが上昇する構造になっている。そのため、長期間の装置稼動によりカソードカバー90が上下動を繰り返すと、絶縁リング91の溝91aが変形したり、エッチングガスの反応副生成物や汚れ等の異物103が溝91a内に付着し、堆積する。
However, the conventional
このように絶縁リング91の溝91aが一部でも変形したり、エッチング副生成物や汚れ等の異物103が付着、堆積すると、カソードカバー90の溝90aとの嵌合状態が悪くなり、ウェーハWとESCステージ89の間に隙間104ができてウェーハWが浮いた状態になる。このような状態で、ウェーハW、下部電極74、ESCステージ79及びカソードカバー80を上昇させてウェーハWのエッチング処理を行うと、冷媒循環部95からウェーハW裏面にHeガスを供給しても、ウェーハW全体が均一に冷却されなくなり、部分的に冷却不足の箇所が生じる。その結果、エッチング中にウェーハW温度が上昇してレジスト焼けが発生する。レジスト焼けとは、熱によりレジストパターンが変形する現象であり、これによりウェーハWのエッチングが不均一になり、製品の信頼性及び歩留りを大きく低下させる。
As described above, when even a part of the
また、絶縁リング91に異物が付着した場合は薬液洗浄により除去できるが、付着箇所が溝91aの一部であっても、その度に装置81から絶縁リング91を取り外して洗浄を行わなくてはならず、メンテナンス回数が増えて装置稼動率を大きく低下させることになる。また、溝91aが変形した場合は、変形箇所がたとえ一部であっても新しい他の絶縁リングと交換する必要が生じ、交換の部品コストが増え、生産コストを増大させることになる。
Further, when foreign matter adheres to the insulating
本発明は、上記問題を解決するために考えられたもので、エッチング前のウェーハの浮きを防止して製品の信頼性及び歩留りを向上させるとともに、装置稼動率の向上及び生産コストの低減を行うことができるプラズマ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 conceived to solve the above problems, and prevents the wafer from being lifted before etching, thereby improving the reliability and yield of the product, and improving the operation rate of the apparatus and reducing the production cost. An object of the present invention is to provide a plasma etching apparatus that can perform the above process.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載のプラズマエッチング装置は、反応室に少なくとも上部電極、下部電極、ガス孔、カソードカバー及び絶縁リングがあり、前記ガス孔からエッチングガスが前記反応室に導入され、前記上部電極と前記下部電極の間に高周波電力が印加されることにより前記エッチングガスがプラズマ化し、エッチング時には前記カソードカバーが上昇して前記絶縁リングから離脱され、エッチング終了時には前記カソードカバーが下降して前記絶縁リングに固定されるプラズマエッチング装置であって、前記絶縁リングの上面に少なくとも3つ以上のガイドピンが設けられ、前記カソードカバーの下面に前記ガイドピンが嵌合する少なくとも3つ以上の嵌合孔が設けられていることを特徴とする。この構成によれば、絶縁リングに設けたガイドピンによりカソードカバーと絶縁リングを安定して勘合させることができる。さらに絶縁リングとカソードカバーの接触面積を従来よりも大幅に減らすことができるので、嵌合部の変形、異物付着等による嵌合悪化の影響を極めて少なくすることができる。
In order to achieve the above object, the plasma etching apparatus according to
また、請求項2記載のプラズマエッチング装置は、請求項1記載のプラズマエッチング装置であって、前記ガイドピンが、第1ガイドピンと径の小さい第2ガイドピンとから構成され、前記第1ガイドピンが前記絶縁リングの上面に設けられ、前記第2ガイドピンが前記第1ガイドピンの上部に設けられていることを特徴とする。この構成によれば、第1ガイドピンの上部に設けた第2ガイドピンによりカソードカバーを支持するので、カソードカバーと絶縁リングをより安定して嵌合させることができる。
The plasma etching apparatus according to
また、請求項3記載のプラズマエッチング装置は、請求項1又は2記載のプラズマエッチング装置であって、前記ガイドピンに異物除去手段が設けられていることを特徴とする。この構成によれば、前記ガイドピンの先端部に付着、堆積した異物を異物除去手段により除去できるので、長期に亘りカソードカバーと絶縁リングを安定して嵌合させることができる。
A plasma etching apparatus according to
また、請求項4記載のプラズマエッチング装置は、請求項3記載のプラズマエッチング装置であって、前記異物除去手段が、前記ガイドピンの内部に形成された吸引通路と、前記吸引通路に接続された吸引部とから構成されていることを特徴とする。この構成によれば、エッチング後にガイドピンの先端部に付着、堆積した異物を吸引通路から直ちに吸引するので、容易かつ確実に異物を除去できる。また、吸引力により、カソードカバーと絶縁リングをより安定して勘合させることもできる。
The plasma etching apparatus according to
また、請求項5記載のプラズマエッチング装置は、請求項1又は2記載のプラズマエッチング装置であって、前記ガイドピンに圧力検出手段が設けられていることを特徴とする。この構成によれば、ガイドピンにかかる圧力を圧力検出手段で検出することにより、カソードカバーと絶縁リングの勘合状態の良否を判別することができる。
A plasma etching apparatus according to
また、請求項6記載のプラズマエッチング装置は、請求項5記載のプラズマエッチング装置であって、前記圧力検出手段が、前記ガイドピンの下部に設けられた圧力センサと、前記圧力センサの出力に応じて制御信号を出力する制御部と、前記制御部の制御信号により圧力異常の有無を表示する表示部とから構成されていることを特徴とする。この構成によれば、ガイドピンにかかる圧力を圧力センサにより検出し、その出力を制御部、表示部へ送るので、容易かつ確実に嵌合状態の良否を判別することができる。
The plasma etching apparatus according to
また、請求項7記載のプラズマエッチング装置は、請求項1〜6のいずれかに記載のプラズマエッチング装置であって、前記ガイドピンが、前記絶縁リングから脱着可能であることを特徴とする。この構成によれば、ガイドピンに変形、異物付着等が発生しても、絶縁リングからそのガイドピンだけを直ちに取り外して、エッチング処理を続けることができ、洗浄等のメンテナンス回数を低減することができる。 A plasma etching apparatus according to a seventh aspect is the plasma etching apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the guide pin is detachable from the insulating ring. According to this configuration, even if the guide pin is deformed or adhered to foreign matter, only the guide pin can be immediately removed from the insulating ring to continue the etching process, thereby reducing the number of maintenance such as cleaning. it can.
また、請求項8記載のプラズマエッチング装置は、請求項1〜7のいずれかに記載のプラズマエッチング装置であって、前記ガイドピンの大きさ又は形状が、1つだけ他のガイドピンと異なるように設定されていることを特徴とする。この構成によれば、大きさ又は形状の異なるガイドピンを用いてウェーハの位置決めを容易に行うことができ、エッチングにおけるウェーハの面内ばらつきを精度よく調べることができる。
The plasma etching apparatus according to
また、請求項9記載のプラズマエッチング装置は、請求項1〜8のいずれかに記載のプラズマエッチング装置であって、前記ガイドピンの形状が、円柱状、円錐状、半円状、三角錐状、四角柱状であることを特徴とする。この構成によれば、絶縁リングに設けたガイドピンによりカソードカバーと絶縁リングを安定して勘合させることができる。
The plasma etching apparatus according to
以上述べたように、本発明のプラズマエッチング装置によれば、絶縁リングの上面に少なくとも3つ以上の第1ガイドピンと、その上部に第1ガイドピンよりも径の小さい第2ガイドピンを設けるとともに、カソードカバーの下面に第2ガイドピンが嵌合する少なくとも3つ以上の嵌合孔を設けるようにしたので、カソードカバーと絶縁リングを安定して嵌合させることができる。さらに、カソードカバーと絶縁リングの接触面積を従来よりも大幅に減らすことができるので、嵌合部の変形、異物付着等による嵌合悪化の影響を極めて少なくすることができる。これにより、カソードカバーが傾いてウェーハがESCステージから浮くことがなくなり、安定してウェーハWのエッチング処理を行なうことができ、製品の信頼性及び歩留りを大きく向上させることができる。 As described above, according to the plasma etching apparatus of the present invention, at least three or more first guide pins are provided on the upper surface of the insulating ring, and a second guide pin having a diameter smaller than that of the first guide pin is provided on the top. Since at least three or more fitting holes into which the second guide pins are fitted are provided on the lower surface of the cathode cover, the cathode cover and the insulating ring can be stably fitted. Furthermore, since the contact area between the cathode cover and the insulating ring can be significantly reduced as compared with the conventional case, the influence of deterioration of fitting due to deformation of the fitting portion, adhesion of foreign matters, etc. can be extremely reduced. As a result, the cathode cover is not inclined and the wafer is not lifted off the ESC stage, the etching process of the wafer W can be performed stably, and the reliability and yield of the product can be greatly improved.
また、ガイドピンに異物除去手段を設けるようにしたので、ガイドピンの先端部に付着、堆積した異物を吸引通路から直ちに吸引除去することができる。また、ウェーハが搬送ポジションにある状態で吸引通路より吸引を行うことにより、カソードカバーと絶縁リングをより安定して嵌合させることもできる。これにより、ウェーハの浮きを防止し、安定してウェーハのエッチング処理を行なうことができ、製品の信頼性及び歩留りを大きく向上させることができる。さらに、絶縁リングの洗浄等のメンテナンス回数も減少するので、装置稼働率を大幅に向上させることができる。 In addition, since the foreign matter removing means is provided on the guide pin, the foreign matter attached and deposited on the tip of the guide pin can be immediately removed by suction from the suction passage. Further, the cathode cover and the insulating ring can be more stably fitted by performing suction from the suction passage while the wafer is in the transfer position. As a result, the wafer can be prevented from being lifted, the wafer can be stably etched, and the reliability and yield of the product can be greatly improved. Furthermore, since the number of maintenance operations such as cleaning of the insulating ring is reduced, the apparatus operating rate can be greatly improved.
また、ガイドピンに圧力検出手段を設けるようにしたので、カソードカバーと絶縁リングの嵌合状態の良否を電気信号により、容易かつ確実に確認できる。これにより、ウェーハの浮きを防止し、安定してウェーハのエッチング処理を行なうことができ、製品の信頼性及び歩留りを大きく向上させることができる。 In addition, since the pressure detection means is provided on the guide pin, it is possible to easily and surely confirm whether the cathode cover and the insulating ring are fitted to each other with an electric signal. As a result, the wafer can be prevented from being lifted, the wafer can be stably etched, and the reliability and yield of the product can be greatly improved.
また、ガイドピンを絶縁リングから脱着可能なように構成したので、ガイドピンに変形、異物付着等が発生しても、絶縁リングからそのガイドピンだけを直ちに取り外して、エッチング処理を続けることができる。これにより、洗浄等のメンテナンス回数を減らし、装置稼動率を大きく向上させることができる。同時に、部品交換にかかるコストが減少し、生産コストを大幅に低減させることもできる。 In addition, since the guide pin is configured to be detachable from the insulating ring, even if the guide pin is deformed or adhered to foreign matter, only the guide pin can be immediately removed from the insulating ring and the etching process can be continued. . Thereby, the frequency | count of maintenance, such as washing | cleaning, can be reduced and an apparatus operating rate can be improved significantly. At the same time, the cost for parts replacement can be reduced and the production cost can be greatly reduced.
また、ガイドピンの大きさ又は形状を、1つだけ他のガイドピンと異なるように設定したので、ウェーハの位置決めを容易に行うことができる。これにより、エッチング特性のウェーハ面内ばらつきを精度よく調べることができ、製品の特性向上を図ることができる。 Further, since the size or shape of the guide pin is set so as to be different from that of the other guide pins, the wafer can be positioned easily. As a result, the in-wafer variation in etching characteristics can be accurately examined, and the product characteristics can be improved.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図1(a)、(b)は、本発明の第1実施例であるプラズマエッチング装置の構成を示す断面図及びA部拡大平面図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A and 1B are a cross-sectional view and an enlarged plan view of a portion A showing a configuration of a plasma etching apparatus according to a first embodiment of the present invention.
図1(a)、(b)に示す本発明のプラズマエッチング装置1は、真空チャンバ2内に上部電極3と下部電極4とが対向して配置されている。上部電極3は中空で、その内部にガス供給管5から反応ガスが供給される複数のガス孔3aが形成してあり、アースに接続されゼロ電位に保持されている。また、ガス供給管5にはガス供給バルブ6、ガス流量調整部7を介してガス供給部8が接続されている。
In the
一方、下部電極4の上部には、被エッチング物であるウェーハWを静電力により吸着保持するESCステージ9が配置され、そのESCステージ9の外周を囲むように、カソードカバー10と絶縁リング11が配置されている。カソードカバー10、絶縁リング11は、下部電極4とESCステージ9をプラズマから保護するものであり、セラミック、テフロン(登録商標)、ポリイミド等の電気的に絶縁性で耐熱性がある材料で構成されている。
On the other hand, an
また、ESCステージ9には、冷却水管12が配置されており、この冷却水管12は温度制御部13に接続されている。温度制御部13によって冷却水の温度が制御され、これによってESCステージ9の温度が調節される。さらに、ESCステージ9にはその表面に達するHeガス等の冷媒供給管14が配置され、冷媒循環部15に接続されている。そして、冷媒供給管14にHeガスを供給することによって被エッチング物であるウェーハWが冷却される。また、下部電極54は、駆動機構16に接続された昇降軸17により支持されて、上下動自在に構成されるとともに、整合器18を介して高周波電源19が電気的に接続されている。
Further, a cooling
また、真空チャンバ2の側壁の一部にはウェーハWを搬入、搬出する搬出入口20が形成され、この搬出入口20はゲートバルブ21を介して真空予備室(図示せず)に接続され、このゲートバルブ21を開放することにより真空チャンバ2と真空予備室でウェーハWの搬入、搬出を行うことができる。また、真空チャンバ2側壁の他の部分には、真空引き用の排気口22が形成され、この排気口22に接続された真空ポンプ(図示せず)によって真空チャンバ2内を真空雰囲気を作ることができるように構成されている。
Further, a carry-in / out opening 20 for carrying in and out the wafer W is formed in a part of the side wall of the
さらに、本実施例のプラズマエッチング装置1は、絶縁リング11の上面に新たに前後左右4つの第1ガイドピン23と、それらの上部に第1ガイドピン23よりも径の小さい第2ガイドピン24が設けられている。さらに、カソードカバー10の下面には、前後左右4つの嵌合孔10aが設けられ、絶縁リング11の第2ガイドピン24と嵌合するように構成されている。
Furthermore, the
次に、本実施例のプラズマエッチング装置1の動作を、図面を参照して説明する。図2(a)、(b)は本実施例のプラズマエッチング装置1の搬送ポジション及びエッチングポジションを示す断面図である。
Next, the operation of the
先ず、図2(a)に示すように、真空チャンバ2内を真空ポンプにより所定の減圧状態にした後、ゲートバルブ21を開放して、搬送アーム(図示せず)により搬出入口20から真空チャンバ2内へウェーハWを搬入し、リフトピン(図示せず)により、ウェーハWをESCステージ9の上部にセットする。次に、リフトピン(図示せず)をゆっくり下げ、ウェーハWをカソードカバー10を介してESCステージ9上に載置する。このとき、カソードカバー10の下面の設けられた嵌合孔25は、絶縁リング11上面に設けられた4つの第1ガイドピン23上の第2ガイドピン24に嵌合され、第1ガイドピン23上の平坦部により安定して支持されるので、カソードカバー10が傾いてウェーハWがESCステージ9から浮くことがない。さらに、ゲートバルブ21を閉じて、真空チャンバ2内を密閉する。
First, as shown in FIG. 2 (a), after the inside of the
次に、図2(b)に示すように、駆動機構16により昇降軸17とともに下部電極4、ESCステージ9及びカソードカバー10を上昇させ、ウェーハWを所定位置に配置した後、ESCステージ9に電圧をかけ、ウェーハWを静電力により吸着固定する。次に、エッチング処理中のウェーハW温度上昇防止のため、冷却水とHeガスを下部電極4下方から冷却水管12と冷媒供給管14を通じて、所定の時間ウェーハW裏面へ供給する。
Next, as shown in FIG. 2 (b), the
次に、エッチングガスを、ガス供給部8、ガス流量調整部7、ガス供給バルブ6を介して、上部電極3に設けた複数のガス孔3aから真空チャンバ2内へ供給する。そして、エッチングガスの供給と真空ポンプ(図示せず)の排気速度が釣り合うようにして、エッチングガスの圧力を一定に保つ。エッチングガスの圧力が安定した後、高周波電源19により、上部電極3と下部電極4の間に高周波電力を印加し放電を発生させ、ウェーハWのエッチング処理を行う。高周波電力を加えると、ウェーハW上の薄膜はエッチングガスのプラズマと反応して気化し、次第に薄くなって除去される。エッチングすべき膜の材質に応じてエッチングガスの種類を選べば、選択的にエッチングすることができる。
Next, an etching gas is supplied into the
エッチング終了後は、再び、図2(a)に示すように、駆動機構16と昇降軸17により、下部電極4、ESCステージ9及びカソードカバー10を下降させて、ウェーハWを搬出入口20から真空チャンバ2外へ搬出する。
After completion of the etching, the
本実施例のプラズマエッチング装置1は、絶縁リング11の上面に4つの第1ガイドピン23と、これらの上部に第1ガイドピン23よりも径の小さい第2ガイドピン24が設けられ、さらにカソードカバー10の下面には、第2ガイドピン24に嵌合する4つの嵌合孔10aが設けられているので、カソードカバー10と絶縁リング11を安定して嵌合させることができる。加えて、カソードカバー10と絶縁リング11の接触面積を従来よりも大幅に減らすことができるので、第1ガイドピン23及び第2ガイドピン24の変形や異物付着による嵌合悪化の影響を極めて少なくすることができる。これにより、カソードカバー10が傾いてウェーハWがESCステージ9から浮くことがなくなり、安定してウェーハWのエッチング処理を行なうことができ、製品の信頼性及び歩留りを向上させることができる。なお、上述した第1ガイドピン23、第2ガイドピン24は、カソードカバー10を安定して支持できる本数であればよく、少なくとも3つ以上あればよい。
In the
次に、本発明の他の実施の形態について、図面を参照して説明する。図3(a)、(b)は第2実施例のプラズマエッチング装置31の構成を示す断面図及びB部拡大断面図である。なお、図3(a)、(b)において第1実施例と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。この実施例において前述した第1実施例と相違するところは、第1ガイドピン23と第2ガイドピン24に新たに異物除去手段を設けたことである。この異物除去手段は、第1ガイドピン23と第2ガイドピン24の内部に形成された吸引通路32と、吸引通路32に接続された真空ポンプ、コンバム(登録商標、ガスの排気流速を利用した真空発生器)等の吸引部33とから構成されている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 3A and 3B are a cross-sectional view and a B-part enlarged cross-sectional view showing the configuration of the
ウェーハWのエッチングを繰り返すと、エッチングガスの反応副生成物や汚れ等の異物が第2ガイドピン24の先端部に付着、堆積する。この状態を放置すると、異物の堆積量が次第に多くなり、カソードリング10と絶縁リング11の嵌合状態を悪化させる。本実施例のように第1ガイドピン23と第2ガイドピン24の内部に吸引通路32を設け、吸引部33により吸引することにより、付着した異物を直ちに除去することができる。また、ウェーハWが搬送ポジションにある状態で吸引通路32より吸引を行うことにより、カソードカバー10と絶縁リング11をより安定して嵌合させることもできる。これにより、カソードカバー10が傾いてウェーハWがESCステージ9から浮くことがなくなり、安定してウェーハWのエッチング処理を行なうことができ、製品の信頼性及び歩留りを向上させることができる。さらに、絶縁リング11の洗浄等のメンテナンス回数も減少するので、装置稼働率を大幅に向上させることもできる。また、本実施例の吸引通路32は異物除去以外にも、その真空度をモニタすることにより、カソードカバー10と絶縁リング11の嵌合状態の調べることもできる。変形や異物等の影響で、両者10、11の嵌合状態が悪くなれば真空度が低下するので、容易に嵌合状態の良否を判別することができる。
When etching of the wafer W is repeated, foreign substances such as etching gas reaction by-products and dirt adhere to and accumulate on the tip of the
次に、本発明の他の実施の形態について、図面を参照して説明する。図4(a)、(b)は、第3実施例のプラズマエッチング装置41の構成を示す断面図及びC部拡大断面図である。なお、図4(a)、(b)において第1実施例と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。この実施例において前述した第1実施例と相違するところは、第1ガイドピン23又は第2ガイドピンに新たに圧力検出手段を設けたことである。この圧力検出手段は、第1ガイドピン23又は第2ガイドピン24の下部に設けられた圧力センサ42と、圧力センサ42の出力に応じて制御信号を出力する制御部43と、制御部43の制御信号により圧力異常の有無を表示する表示部44とから構成されている。また、圧力センサ42の周囲には、圧力調整用の弾性材45が設けられている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 4A and 4B are a cross-sectional view and a C-part enlarged cross-sectional view showing the configuration of the
絶縁リング11の第2ガイドピン24がカソードカバー10の嵌合孔10aに正常に嵌合すれば、第2ガイドピン24の先端部が一定の圧力を受け、圧電素子等からなる圧力センサ42にその圧力が加わり電気信号に変換される。しかし、変形や異物等の影響によりカソードカバー10が浮いた状態になると、第2ガイドピン24の先端部にかかる圧力が弱くなり、圧力センサ42からの電気信号が小さくなる。この圧力センサ42からの電気信号は制御部43へ送られる。制御部43では、この電気信号を予め定めた設定値と比較し、設定値以上であればカソードカバー10と絶縁リング11の嵌合状態が良好であると判断する。これらの結果は、制御信号として表示部44に送られ、表示部44に設けたLEDを赤や青に点灯させる。これにより、オペレータが確実にカソードカバー10と絶縁リング11の嵌合状態の良否を判別できる。全ての圧力センサ42から出力される電気信号が設定値以上であることを確認した後、ウェーハWをエッチングポジションに移動するようにしておけば、ウェーハWが浮いた状態でエッチング処理されるのを確実に防止することができ、製品の信頼性及び歩留りを大きく向上させることができる。また、本実施例の圧力センサ42、弾性材45は第1ガイドピン23の下部以外にも、例えば第2ガイドピン24の下部、すなわち第1ガイドピン23の内部に設けることもできる。
If the
上述した各実施例では、各第1ガイドピン23、第2ガイドピン24が絶縁リング11に一体化されている場合について説明したが、例えば図5(a)に示すように、第1ガイドピン23の下部にネジ部51を設けて絶縁リング11に取り付けるようにしてもよい。さらに、図5(b)に示すように、第2ガイドピン24の下部にもネジ部52を設けて第1ガイドピン23に取り付けるようにしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the case where the first guide pins 23 and the second guide pins 24 are integrated with the insulating
このように、第1ガイドピン23、第2ガイドピン24を絶縁リング11から脱着可能なように構成すれば、変形や異物付着が発生しても、絶縁リング11から対象となる第1ガイドピン23や第2ガイドピン24だけを取り外して新品と交換した後、直ちにウェーハWのエッチング処理を続けることができる。その結果、洗浄等のメンテナンス回数が減少し、装置稼動率を大幅に向上させることができる。同時に、部品交換にかかるコストが減少し、生産コストを大幅に低減させることもできる。
As described above, if the
また、図6(a)に示すように、ウェーハWのオリフラ61を基準にして大径の第2ガイドピン62を設けるようにしてもよい。また、図6(b)に示すように、四角柱状の第2ガイドピン63を設けるようにしてもよい。このように、ウェーハWのオリフラ61の位置に合せて、他と大きさや形状の異なる第2ガイドピン62、63を使用すれば、ウェーハWの位置決めを容易に行うことができる。これにより、エッチング特性のウェーハW面内ばらつきを精度よく調べることができ、エッチング条件を最適化することができる。その結果、製品の特性向上を図ることができ、製品の信頼性及び歩留りを大きく向上させることができる。
In addition, as shown in FIG. 6A, a
また、本発明に用いられる第2ガイドピン24の形状は特に限定されるものではないが、カソードカバー10と絶縁リング11を安定して嵌合させるものであればよく、例えば図7(a)〜(e)に示すように、円柱状71、円錐状72、半円状73、三角錐状74、四角柱状75であってもよい。
Further, the shape of the
絶縁リングの上面に少なくとも3つ以上の第1ガイドピンと、その上部に第1ガイドピンよりも径の小さい第2ガイドピンを設けるとともに、カソードカバーの下面に第2ガイドピンが嵌合する少なくとも3つ以上の嵌合孔を設けることによって、カソードカバーと絶縁リングを安定して嵌合させることができる。さらに、カソードカバーと絶縁リングの接触面積を従来よりも大幅に減らすことができるので、嵌合部の変形、異物付着等による嵌合悪化の影響を極めて少なくすることができる。これにより、カソードカバーが傾いてウェーハがESCステージから浮くことがなくなり、安定してウェーハWのエッチング処理を行なうことができ、製品の信頼性及び歩留りを大きく向上させることができる。 At least three first guide pins on the upper surface of the insulating ring and a second guide pin having a diameter smaller than that of the first guide pin are provided on the upper surface, and at least three of the second guide pins are fitted on the lower surface of the cathode cover. By providing one or more fitting holes, the cathode cover and the insulating ring can be stably fitted. Furthermore, since the contact area between the cathode cover and the insulating ring can be significantly reduced as compared with the conventional case, the influence of deterioration of fitting due to deformation of the fitting portion, adhesion of foreign matters, etc. can be extremely reduced. As a result, the cathode cover is not inclined and the wafer is not lifted off the ESC stage, the etching process of the wafer W can be performed stably, and the reliability and yield of the product can be greatly improved.
1 本発明の第1実施例のプラズマエッチング装置
2 真空チャンバ
3 上部電極
3a ガス孔
4 下部電極
5 ガス供給管
6 ガス供給バルブ
7 ガス流量調整部
8 ガス供給部
9 ESCステージ
10 カソードカバー
10a 嵌合孔
11 絶縁リング
12 冷却水管
13 温度制御部
14 冷媒供給管
15 冷媒循環部
16 駆動機構
17 昇降軸
18 整合器
19 高周波電源
20 搬出入口
21 ゲートバルブ
22 排気口
23 第1ガイドピン
24 第2ガイドピン
31 本発明の第2実施例のプラズマエッチング装置
32 吸引通路
33 吸引部
41 本発明の第3実施例のプラズマエッチング装置
42 圧力センサ
43 制御部
44 表示部
45 弾性材
51 第1ガイドピンのネジ部
52 第2ガイドピンのネジ部
61 オリフラ
62 大径の第2ガイドピン
63 四角柱状の第2ガイドピン
71 円柱状の第2ガイドピン
72 円錐状の第2ガイドピン
73 半円状の第2ガイドピン
74 三角錐状の第2ガイドピン
75 四角柱状の第2ガイドピン
81 従来のプラズマエッチング装置
82 真空チャンバ
83 上部電極
83a ガス孔
84 下部電極
85 ガス供給管
86 ガス供給バルブ
87 ガス流量調整部
88 ガス供給部
89 ESCステージ
90 カソードカバー
90a 溝
91 絶縁リング
91a 溝
92 冷却水管
93 温度制御部
94 冷媒供給管
95 冷媒循環部
96 駆動機構
97 昇降軸
98 整合器
99 高周波電源
100 搬出入口
101 ゲートバルブ
102 排気口
103 異物
104 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma etching apparatus of 1st Example of this invention 2 Vacuum chamber 3 Upper electrode 3a Gas hole 4 Lower electrode 5 Gas supply pipe 6 Gas supply valve 7 Gas flow control part 8 Gas supply part 9 ESC stage 10 Cathode cover 10a Fitting Hole 11 Insulating ring 12 Cooling water pipe 13 Temperature control part 14 Refrigerant supply pipe 15 Refrigerant circulation part 16 Drive mechanism 17 Lifting shaft 18 Matching device 19 High frequency power supply 20 Carrying in / out port 21 Gate valve 22 Exhaust port 23 First guide pin 24 Second guide pin 31 Plasma Etching Apparatus of Second Embodiment of the Present Invention 32 Suction Passage 33 Suction Part 41 Plasma Etching Apparatus of the Third Embodiment of the Present Invention 42 Pressure Sensor 43 Control Unit 44 Display Unit 45 Elastic Material 51 Screw Part of the First Guide Pin 52 Second Guide Pin Thread 61 Orientation Flat 62 Large Diameter Second Gas Dopin 63 Quadrangular columnar second guide pin 71 Cylindrical second guide pin 72 Conical second guide pin 73 Semicircular second guide pin 74 Triangular pyramid second guide pin 75 Quadratic columnar second guide Pin 81 Conventional plasma etching apparatus 82 Vacuum chamber 83 Upper electrode 83a Gas hole 84 Lower electrode 85 Gas supply pipe 86 Gas supply valve 87 Gas flow rate adjustment part 88 Gas supply part 89 ESC stage 90 Cathode cover 90a Groove 91 Insulating ring 91a Groove 92 Cooling water pipe 93 Temperature control part 94 Refrigerant supply pipe 95 Refrigerant circulation part 96 Drive mechanism 97 Elevating shaft 98 Matching unit 99 High frequency power supply 100 Carrying in / out port 101 Gate valve 102 Exhaust port 103 Foreign object 104 Crevice
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Priority Applications (1)
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JP2004160602A JP2005340693A (en) | 2004-05-31 | 2004-05-31 | Plasma etching equipment |
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JP2004160602A JP2005340693A (en) | 2004-05-31 | 2004-05-31 | Plasma etching equipment |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2004-05-31 JP JP2004160602A patent/JP2005340693A/en active Pending
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