JP2016021434A - Stencil mask, plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents
Stencil mask, plasma processing apparatus and plasma processing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016021434A JP2016021434A JP2014143559A JP2014143559A JP2016021434A JP 2016021434 A JP2016021434 A JP 2016021434A JP 2014143559 A JP2014143559 A JP 2014143559A JP 2014143559 A JP2014143559 A JP 2014143559A JP 2016021434 A JP2016021434 A JP 2016021434A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- mask
- electrostatic chuck
- plasma processing
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ステンシルマスク、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。 The present invention relates to a stencil mask, a plasma processing apparatus, and a plasma processing method.
プラズマ処理装置は、ウェハをチャンバ内に搬入し、静電チャック上に保持した状態でプラズマ処理を施す。ウェハを載置する静電チャックの表面にはドット等のパターン(以下、「表面パターン」ともいう。)が形成されている。静電チャックの表面パターンは、ウェハの温度を制御する際に重要な機能を有するため、対象工程により機種毎に様々な形状に最適化されることが好ましい。表面パターンの変更には設計、パターンの最適化、最適化されたパターンが形成されたマスクの作成が必要であり、かつ多大なコストと時間がかかる。 The plasma processing apparatus carries a plasma process in a state where a wafer is carried into a chamber and held on an electrostatic chuck. A pattern such as dots (hereinafter also referred to as “surface pattern”) is formed on the surface of the electrostatic chuck on which the wafer is placed. Since the surface pattern of the electrostatic chuck has an important function when controlling the temperature of the wafer, it is preferable that the surface pattern of the electrostatic chuck is optimized to various shapes depending on the target process. In order to change the surface pattern, it is necessary to design, optimize the pattern, and create a mask on which the optimized pattern is formed, and it takes a lot of cost and time.
これに対して、ウェハの温度を精度よく制御するためにヒータ内蔵型の静電チャックを用いる場合、静電チャックの表面の研磨条件を変更し、ウェハの接触面積を変更することでウェハの温度を制御することが行われている。 On the other hand, when using an electrostatic chuck with a built-in heater to accurately control the wafer temperature, the wafer temperature can be changed by changing the polishing condition of the surface of the electrostatic chuck and changing the contact area of the wafer. It has been done to control.
また、例えば、特許文献1には、静電チャック上に外側リング形状体と複数の開口を有する中央体とからなるマスクを配置し、成膜処理を行うことで静電チャック上に成膜材料を堆積させることで、静電チャック上にウェハスペーシングマスクを作る装置が開示されている。
Further, for example, in
しかしながら、特許文献1では、外側リング形状体と中央体とを別々に搬送し、静電チャック上に別々に載置しなければならない。よって、外側リング形状体と中央体とが静電チャック上に載置されるまでに一度はチャンバを大気に開放しなければならない。よって、マスクの搬送が煩雑で全体のスループットが低下する。
However, in
また、中央部が開口している外側リング形状体を、静電チャック上に載置するウェハ等を保持するピンを使って保持することは困難である。このため、外側リング形状体を保持し、静電チャックに配置するための部材を新たに設置する必要が生じ、コストが高くなる。 In addition, it is difficult to hold the outer ring-shaped body having an open center using pins that hold a wafer or the like placed on the electrostatic chuck. For this reason, it is necessary to newly install a member for holding the outer ring-shaped body and disposing it on the electrostatic chuck, which increases the cost.
上記課題に対して、一側面では、本発明は、マスクを容易に静電チャック上に搬送して配置し、静電チャックに所望のパターンを形成することを目的とする。 With respect to the above-described problem, an object of one aspect of the present invention is to form a desired pattern on an electrostatic chuck by easily transporting and arranging a mask on the electrostatic chuck.
上記課題を解決するために、一の態様によれば、所望のパターンが形成された第1のマスクと、前記第1のマスクの外周部にて前記第1のマスクと所定の隙間を空けて配置された第2のマスクと、一端が前記第1のマスクと連結し、他端が前記第2のマスクと連結し、前記第1及び第2のマスクよりも高い位置にて該第1及び第2のマスクをブリッジするブリッジ部材と、を有し、前記第1及び第2のマスクは、3つ以上の前記ブリッジ部材により3か所以上でブリッジされ、一体化する、ステンシルマスクが提供される。 In order to solve the above problem, according to one aspect, a predetermined gap is formed between the first mask on which a desired pattern is formed and the outer periphery of the first mask with the first mask. The arranged second mask, one end is connected to the first mask, the other end is connected to the second mask, and the first and second masks are positioned higher than the first and second masks. A stencil mask having a bridge member for bridging a second mask, wherein the first and second masks are bridged and integrated at three or more locations by three or more bridge members. The
一の態様によれば、マスクを容易に静電チャック上に搬送して配置し、静電チャックに所望のパターンを形成することができる。 According to one aspect, the mask can be easily transported and arranged on the electrostatic chuck, and a desired pattern can be formed on the electrostatic chuck.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in this specification and drawing, about the substantially same structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
[プラズマ処理装置の全体構成]
まず、本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置1を例に挙げて説明する。プラズマ処理装置1は、静電チャック106に所望のパターンを形成可能な装置である。本実施形態にかかるプラズマ処理装置1は、チャンバ10内に載置台20(下部電極)とガスシャワーヘッド25(上部電極)とを対向配置し、ガスシャワーヘッド25からガスをチャンバ10内に供給する平行平板型のプラズマ処理装置である。
[Overall configuration of plasma processing apparatus]
First, a
プラズマ処理装置1は、例えばアルミニウム等の導電性材料からなるチャンバ10及びチャンバ10内にガスを供給するガス供給源15を有する。チャンバ10は、接地されている。ガス供給源15は、静電チャック106へのパターンの成膜処理、エッチング処理及びウェハレスドライクリーニング(WLDC)処理においてそれぞれ特定のガスを供給する。
The
チャンバ10内には半導体ウェハ(以下、単に「ウェハ」という。)を載置する載置台20が設けられている。ウェハWは、プラズマ処理対象である基板の一例である。
In the
載置台20の上面には、ウェハWを静電吸着するための静電チャック106が設けられている。静電チャック106は、絶縁体106bの間にチャック電極106aを挟み込んだ構造となっている。チャック電極106aには直流電圧源112が接続され、直流電圧源112から電極106aに電流が供給されることにより、ウェハWはクーロン力によって静電チャック106に吸着される。
An
載置台20は、支持体104により支持されている。支持体104の内部には、冷媒流路104aが形成されている。冷媒流路104aには、冷媒入口配管104b及び冷媒出口配管104cが接続されている。冷媒流路104aには、適宜冷媒として例えば冷却水等が循環される。
The mounting table 20 is supported by the
伝熱ガス供給源85は、ヘリウムガス(He)やアルゴンガス(Ar)等の伝熱ガスをガス供給ライン130に通して静電チャック106上のウェハWの裏面に供給する。かかる構成により、静電チャック106は、冷媒流路104aを循環する冷却水と、ウェハWの裏面に供給する伝熱ガスとによって温度制御される。この結果、ウェハを所定の温度に制御することができる。
The heat transfer
載置台20には、2周波重畳電力を供給する電力供給装置30が接続されている。電力供給装置30は、第1周波数の第1高周波電力(プラズマ生起用高周波電力)を供給する第1高周波電源32と、第1周波数よりも低い第2周波数の第2高周波電力(バイアス電圧発生用高周波電力)を供給する第2高周波電源34を備える。第1高周波電源32は、例えば、40MHzの第1高周波電力を供給し、第2高周波電源34は、例えば、3.2MHzの第2高周波電力を供給する。
A
第1高周波電源32は、第1整合器33を介して載置台20に電気的に接続される。第2高周波電源34は、第2整合器35を介して載置台20に電気的に接続される。第1及び第2整合器33、35は、それぞれ第1及び第2高周波電源32、34の内部(または出力)インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる。第1及び第2整合器33、35は、チャンバ10内にプラズマが生成されているときに第1、第2高周波電源32、34の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。
The first high
ガスシャワーヘッド25は、その周縁部を被覆する絶縁体のシールドリング40を介してチャンバ10の天井部に取り付けられている。ガスシャワーヘッド25は、電気的に接地してもよいし、図示しない可変直流電源を接続してガスシャワーヘッド25に所定の直流(DC)電圧が印加されるように構成してもよい。
The
ガスシャワーヘッド25には、ガス供給源15からガスを導入するためのガス導入口45が形成されている。ガスシャワーヘッド25の内部にはガス導入口45から導入されたガスを拡散するセンタ側の拡散室50a及びエッジ側の拡散室50bが設けられている。
The
ガスシャワーヘッド25には、これらの拡散室50からガスをチャンバ10内に供給する多数のガス供給孔55が形成されている。各ガス供給孔55は、載置台20とガスシャワーヘッド25との間にガスを供給できるように配置されている。
The
かかる構成により、ガスシャワーヘッド25の外縁部から第1のガスを供給し、ガスシャワーヘッド25の中央部から第1のガスとはガス種又はガス比が異なる第2のガスを供給するように制御できる。これにより、静電チャック106に所望のパターンを形成する際に、静電チャック106の外縁部に成膜される膜と中央部に成膜される膜の厚さや膜質を異ならせるように制御可能である。
With this configuration, the first gas is supplied from the outer edge portion of the
排気装置65は、チャンバ10の底面に設けられた排気口60に接続されている。排気装置65は、チャンバ10内のガスを排気し、これにより、チャンバ10内を所定の真空度に維持する。
The
チャンバ10の側壁にはゲートバルブGが設けられている。ウェハWは、ゲートバルブGからチャンバ10内に搬入され、プラズマ処理後にゲートバルブGからチャンバ10外に搬出される。
A gate valve G is provided on the side wall of the
プラズマ処理装置1には、装置全体の動作を制御する制御部100が設けられている。制御部100は、CPU(Central Processing Unit)105、ROM(Read Only Memory)110及びRAM(Random Access Memory)115を有している。CPU105は、RAM115等の記憶領域に格納された各種レシピに従って、後述されるプラズマ処理を実行する。レシピには、各プロセスに対する装置の制御情報であるプロセス時間、圧力(ガスの排気)、高周波電力や電圧、各種プロセスガス流量、チャンバ内温度(上部電極温度、チャンバの側壁温度、ESC温度など)などが記載されている。なお、これらのプログラムや処理条件を示すレシピは、図示しないハードディスクや半導体メモリに記憶されてもよい。また、レシピは、CD−ROM、DVD等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で記憶領域の所定位置に保存されてもよい。
The
以上、本実施形態に係るプラズマ処理装置1の全体構成について説明した。かかる構成のプラズマ処理装置1によって、(1)静電チャック106のパターン形成のための成膜処理→(2)ウェハWのエッチング処理→(3)ウェハレスドライクリーニング処理の順にプラズマ処理が実行される。
The overall configuration of the
(1)静電チャック106のパターン形成のための成膜処理では、所望のパターンが形成されたステンシルマスクがチャンバ10内に搬入され、パターンが形成されていない静電チャック106上に設置される。次いで、ガス供給源15から成膜ガスがチャンバ10内に供給される。第1及び第2高周波電源32,34からチャンバ10内に供給された高周波電力により成膜ガスからプラズマが生成される。生成されたプラズマにより静電チャック106の表面に所望のパターンが成膜される。処理後、ステンシルマスクがチャンバ10から搬出される。
(1) In a film forming process for forming a pattern of the
(2)ウェハWのエッチング処理では、ウェハWがチャンバ10に搬入され、載置台20に載置される。次いで、エッチング用のプロセスガス、高周波電力がチャンバ10内に供給され、プラズマが生成される。生成されたプラズマによりウェハWにプラズマエッチング処理が施される。処理後、ウェハWがチャンバ10から搬出される。
(2) In the etching process of the wafer W, the wafer W is carried into the
(3)ウェハレスドライクリーニング処理では、ウェハWを静電チャック106に載置しない状態でクリーニングガス、高周波電力がチャンバ10内に供給され、プラズマが生成される。生成されたプラズマによりチャンバ10内が洗浄される。なお、ウェハWを静電チャック106に載置した状態でクリーニング処理を行ってもよい。
(3) In the waferless dry cleaning process, a cleaning gas and high frequency power are supplied into the
以下では、本実施形態に係る静電チャック106のパターン形成に用いられるステンシルマスクの構成及びステンシルマスクを用いたプラズマ処理方法(パターン形成のための成膜処理)について説明する。
Hereinafter, a configuration of a stencil mask used for pattern formation of the
[ステンシルマスクの構成]
本実施形態に係るステンシルマスクの構成について、図2を参照しながら説明する。本実施形態に係るステンシルマスクは、静電チャック106上にパターンを形成するためのマスクとして機能する。ステンシルマスクが置かれる静電チャック106の表面は、フラットでパターンがまったくないか、最も簡易的なパターンが形成されていればよい。
[Structure of stencil mask]
The configuration of the stencil mask according to this embodiment will be described with reference to FIG. The stencil mask according to this embodiment functions as a mask for forming a pattern on the
本実施形態にかかるステンシルマスク26は、図2に示すように中央部に所望のパターンが形成された円盤状の第1のマスク21と、その外周部にリング状の第2のマスク22とを有する。第2のマスク22は、第1のマスク21の外周部にて第1のマスク21と所定の隙間を空けて配置されている。
As shown in FIG. 2, the
第1のマスク21と第2のマスク22とは別体であって、静電チャック106の外周側にリング状の膜(以下、「シールバンド」ともいう。)を形成するように所定の幅の隙間が設けられている。シールバンドは、プラズマ処理中、ウェハWの放熱を促すためにウェハWと静電チャック106との間に導入される伝熱ガスがウェハWと静電チャック106との間から静電チャック106の外周側に漏れることを抑制する。
The
また、第1のマスク21には格子状のパターンが形成されている。これにより、シールバンドより内側の静電チャック106の表面には、格子状の表面パターンが成膜される。このようにして本実施形態では、静電チャック106上に対象工程に応じた最適な表面パターンを形成することができる。
In addition, a lattice-like pattern is formed on the
第1のマスク21と第2のマスク22とが分離し、一体として搬送することができない場合、第1のマスク21及び第2のマスク22の一方のマスクを搬入して成膜した後、搬入したマスクを搬出し、その後、他方のマスクを搬入して成膜することになる。
When the
この場合、搬送処理とプラズマ処理とを2回行うため、一方のマスクをチャンバ10内に搬入後、表面パターンの形成を完了するまでにチャンバ10内を大気解放しなければならない。この結果、搬送時間、チャンバ10内の雰囲気の調整時間、成膜時間等、表面パターンの形成を完了するまでにマスクを1回搬送する場合と比べて2倍以上の時間がかかり効率が著しく低下する。また、プラズマ処理装置1に設けられた図示しない複数の保持ピンは、静電チャック106の中央部において主にウェハWの裏面でウェハWを保持するため、中央部が開口された第2のマスク22を複数の保持ピンにより保持することは困難である。
In this case, since the transfer process and the plasma process are performed twice, the inside of the
そこで、図2(a)及び図2(b)に示すように、本実施形態にかかるステンシルマスク26は、第1のマスク21と第2のマスク22とを連結する4つのブリッジ部材23を有する。各ブリッジ部材23は、一端が第1のマスク21と連結し、他端が第2のマスク22と連結し、第1のマスク21及び第2のマスク22の上面よりも高い位置にて第1のマスク21及び第2のマスク22をブリッジする。図2(b)に示すように、本実施形態では、4つのブリッジ部材23が対向して均等に配置され、4方向から第1のマスク21と第2のマスク22とをブリッジすることで、第1のマスク21と第2のマスク22とが一体化したステンシルマスク26が作成される。
Therefore, as shown in FIGS. 2A and 2B, the
ただし、ブリッジ部材23の個数は3つ以上であればよく、ブリッジ部材23は、3か所以上で第1のマスク21と第2のマスク22とを連結すればよい。また、ブリッジ部材23は、必ずしも均等に配置される必要はなく、ステンシルマスク26が搬送される際に第1のマスク21と第2のマスク22との連結状態が保持されるように配置されればよい。かかる構成により、第1のマスク21と第2のマスク22とは、3つ以上のブリッジ部材23により3か所以上でブリッジされる。かかる構成により、第1のマスク21と第2のマスク22とを一度に搬送可能なステンシルマスク26が形成される。
However, the number of the
第2のマスク22の内径R1は、ステンシルマスク26を載置する静電チャック106下の載置台20の径R0よりも小さい。また、第2のマスク22の外径R2は、静電チャック106下の載置台20の径R0よりも大きい。これにより、空間Sがリング状に成膜され、静電チャック106の外周部にてシールバンドが形成される。
The inner diameter R1 of the
ブリッジ部材23の高さhは、成膜ガスがプラズマとなってチャンバ10内を拡散する際、ブリッジ部材23の下方の空間Sにまわり込める高さであればよい。よって、1のマスク21及び第2のマスク22は、その表面よりも高い位置でブリッジングされる必要がある。これにより、ブリッジ部材23の下方に成膜ガスから生成されたプラズマが回り込み、ブリッジ部材23の下の空間Sにおいてもシールバンドを成膜することができる。また、ブリッジ部材23は、コの字だけでなく、アーケード状、三角形状等、ブリッジ部材23の下方の空間Sに成膜ガスがまわり込める形状であればどのような形状でもよい。
The height h of the
第1のマスク21及び第2のマスク22の材質は、シリコン(Si)、石英、耐熱性のある樹脂等を用いることができる。第1のマスク21及び第2のマスク22は、プラズマを使った成膜に使用されるため、その材質には耐熱性に乏しいプラスチックは適さない。
As the material of the
第1のマスク21は、ウェハWに実行されるプラズマ処理の種類に応じてパターンが異なる複数のマスクのうちの一つである。第1のマスク21のパターンとしては、例えば、図3に示す格子状のパターン、ドット状のパターン、複数の同心円が形成されたサークル状のパターン、その他どのようなパターンであってもよい。プラズマにより成膜することで、静電チャック106には、数μm程度の幅又はそれ以上の幅の表面パターンを形成することができる。
The
表面パターンは、ウェハWの温度を決定する重要な機能を有する。よって、静電チャック106の表面パターンは機種毎に様々であり、本実施形態では、対象工程により表面パターンの最適化を行う。
The surface pattern has an important function of determining the temperature of the wafer W. Therefore, the surface pattern of the
図4に示すように、ステンシルマスク26のパターンを形成する際のパターンの側面の形状は、垂直(ストレートエッジ)でもよい。ただし、特に成膜Dに親和性が高い材料が用いられる場合、図4(a)に示すように、成膜Dの縁に不要な突起が生じる場合がある。この場合、成膜後にステンシルマスク26を静電チャック106から離脱させる際に静電チャック106に形成された表面パターンが損傷する恐れがある。
As shown in FIG. 4, the shape of the side surface of the pattern when forming the pattern of the
そこで、図4(b)に示すように、ステンシルマスク26に形成された所望のパターンの側面がテーパ状に形成されてもよい。また、図4(c)に示すように、ステンシルマスク26に形成された所望のパターンの側面の先端部が、テーパ状(ラッパ状)に形成されてもよい。図4(c)は、パターンの側面の先端部がテーパ状に形成されているステンシルマスク26の一例である。これにより、成膜に異方性を持たせることによって、成膜Dの縁に不要な突起が生じることを回避できる。これにより、ステンシルマスク26を静電チャック106から離脱させる際に静電チャック106に形成された表面パターンが損傷することを防ぐことができる。なお、図4の例は、一例であり、ステンシルマスク26のパターンの側面の形状はこれに限られない。
Therefore, as shown in FIG. 4B, the side surface of the desired pattern formed on the
成膜工程では、第2のマスク22の上方に位置する拡散室50b(図1参照)から載置台20の外周部に第1のガスが供給される。また、第1のマスク21の上方に位置する拡散室50aから載置台20の中央部に第1のガスとはガス種又はガス比が異なる第2のガスが供給される。これにより、静電チャック106に所望のパターンを形成する際に、静電チャック106の中央部に成膜されるパターンと外縁部に成膜されるシールバンドとの厚さや膜質が異なるように制御できる。ただし、第1のガスと第2のガスとはガス種及びガス比が同じであってもよい。
In the film forming step, the first gas is supplied to the outer peripheral portion of the mounting table 20 from the
[プラズマ処理方法]
次に、本実施形態にかかるプラズマ処理方法について、図5および図6を参照しながら説明する。図5は、本実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示すフローチャートである。図6は、図5のプラズマ処理方法を概念的に示す図である。本実施形態にかかるプラズマ処理方法には、ステンシルマスク26を用いて静電チャック106の表面パターンを形成する処理が含まれる。
[Plasma treatment method]
Next, the plasma processing method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the plasma processing method according to the present embodiment. FIG. 6 is a diagram conceptually showing the plasma processing method of FIG. The plasma processing method according to the present embodiment includes a process of forming a surface pattern of the
まず、チャンバ10内にパターンのない静電チャック106が準備され(ステップS1、図6(a))、静電チャック106上にステンシルマスク26が搬送され、設置される(ステップS2、図6(b))。設置された第1のマスク21及び第2のマスク22は、静電チャック106により静電的に吸着されてもよい。
First, an
この状態で、プラズマ処理装置1内において、後述される所定のプロセス条件下にて成膜処理が行われ、静電チャック106上に表面パターンが形成される(ステップS3、図6(c))。ここでは、プラズマを用いることにより、数ミクロン単位の表面パターンを形成できる。
In this state, a film formation process is performed in the
次に、プラズマ処理装置1からステンシルマスク26が撤去される(ステップS4、図6(d))。次に、製品となるウェハWがプラズマ処理装置1内に搬入され、プラズマ処理装置1を用いて、エッチングや成膜やアッシング等のプラズマ処理が行われ、ウェハWの製品処理が完了する(ステップS5)。
Next, the
ウェハWの製品処理において、次に処理するウェハWの製品の種類が直前に処理した製品の種類と異なる場合、静電チャック106上のパターンを除去して、次に処理する製品に対して最適化されたパターンを形成することが好ましい(メンテナンスの場合)。また、製品の種類が同じでも、経時的に表面パターンが崩れる場合、静電チャック106上のパターンを修復することが好ましい(リペアの場合)。
In the product processing of the wafer W, when the type of the product of the wafer W to be processed next is different from the type of the product processed immediately before, the pattern on the
よって、所定時間経過後、又は所定ロット数のウェハWの製品処理を実行後、又は、ウェハ毎にメンテナンス又はリペアが必要であるかどうかを判定する(ステップS6)。 Therefore, it is determined whether or not maintenance or repair is required for each wafer after a predetermined time has elapsed, after product processing of a predetermined number of wafers W has been executed, or for each wafer (step S6).
ステップS6にてメンテナンスが必要と判定された場合、プラズマにより静電チャック106上のパターンが除去される(ステップS7)。その後、ステップS1のパターンが除去された静電チャック106上にステンシルマスク26を設置し(ステップS1、S2)、再度、静電チャック106上に表面パターンを成膜する(ステップS9)。これにより、次の製品処理(ステップS11)に応じて最適化された表面パターンを静電チャック106上に形成できる。
If it is determined in step S6 that maintenance is necessary, the pattern on the
次に、マスクが撤去され(ステップS10)、ウェハWにプラズマ処理が実行され、、ウェハWの製品処理が完了する(ステップS11)。所定時間経過後、又は所定ロット数の製品処理を実行後、又は、ウェハ毎にメンテナンス又はリペアが必要であるかどうかを判定し(ステップS6)、判定結果に応じた処理が繰り返される。 Next, the mask is removed (step S10), plasma processing is performed on the wafer W, and product processing of the wafer W is completed (step S11). After a predetermined time has elapsed, after a predetermined number of lots of product processing have been executed, or whether maintenance or repair is required for each wafer is determined (step S6), processing according to the determination result is repeated.
一方、ステップS6にてリペアと判定された場合、静電チャック106にステンシルマスク26を設置し(ステップS2)、再度、静電チャック106上に表面パターンを成膜する。これにより、経時的に崩れた表面パターンを修復することができる。なお、ステンシルマスク26の位置決めは、ステンシルマスク26に形成されたマークと静電チャック106に形成されたマークを一致させることによって行われてもよい。
On the other hand, if the repair is determined in step S6, the
なお、ステップS3、S9のパターン形成及びステップS4、S10のマスク撤去後であって、ステップS5、S11の製品処理前に、図6(e)に示すクリーニング処理を行ってもよい。その場合、ダミーウェハDWを静電チャック106上に載置した状態で、例えばO2プラズマによるクリーニングが実行されてもよい。これにより、表面パターンの成膜時(ステップS3、S9)にチャンバ10の内壁に付着した膜を除去し、製品処理中においてパーティクルの発生を抑えることができる。
The cleaning process shown in FIG. 6E may be performed after the pattern formation in steps S3 and S9 and the mask removal in steps S4 and S10 and before the product process in steps S5 and S11. In that case, for example, cleaning with O 2 plasma may be performed in a state where the dummy wafer DW is placed on the
[プラズマ処理:表面パターン形成時のプロセス条件例]
最後に、表面パターンの成膜処理におけるプロセス条件の一例を簡単に説明する。表面パターンの成膜処理におけるプロセス条件は、対象となるプロセスの種類、対象工程又はプラズマ処理の目的に応じてSiO2系、Si系、CF系、C系、SiC膜の膜が成膜される。
[Plasma treatment: Example of process conditions during surface pattern formation]
Finally, an example of process conditions in the surface pattern film forming process will be briefly described. The process conditions in the surface pattern film forming process are SiO 2 type, Si type, CF type, C type, SiC film depending on the type of target process, the target process or the purpose of the plasma processing. .
ガス種としては、SiO2系膜の場合、SiCl4ガスとO2ガスとの混合ガスや、SiF4ガスとO2ガスとの混合ガスを用いることができる。 As the gas species, in the case of an SiO 2 based film, a mixed gas of SiCl 4 gas and O 2 gas or a mixed gas of SiF 4 gas and O 2 gas can be used.
Si系膜の場合、SiClガスとH2ガスとの混合ガスや、SiF4ガスとH2ガスとの混合ガスを用いることができる。 In the case of a Si-based film, a mixed gas of SiCl gas and H 2 gas or a mixed gas of SiF 4 gas and H 2 gas can be used.
CF系膜の場合、CF4ガス、C4F8ガス、C4F6ガスを用いることができる。 In the case of a CF-based film, CF 4 gas, C 4 F 8 gas, and C 4 F 6 gas can be used.
C系膜、SiC膜の場合、CH4ガスや、SiCl4ガスとCH4ガスとの混合ガスや、SiF4ガスとCH4ガスとの混合ガスを用いることができる。 For C-based film, SiC film, CH 4 and gas mixture and gas of SiCl 4 gas and CH 4 gas, it is possible to use a mixed gas of SiF 4 gas and CH 4 gas.
[プラズマ処理:クリーニング時のプロセス条件例]
本実施形態では、製品処理の間にクリーニング処理を行うことが好ましい。その場合、ウェハレスドライクリーニングを採用することが想定される。よって、ウェハレスドライクリーニングにおけるプロセス条件は、静電チャック106上の表面パターンにダメージを与えない条件が設定される。
[Plasma treatment: Process condition example during cleaning]
In this embodiment, it is preferable to perform the cleaning process during the product process. In this case, it is assumed that waferless dry cleaning is employed. Therefore, the process conditions in the waferless dry cleaning are set such that the surface pattern on the
例えば、酸化膜(Ox膜)をエッチングするプラズマ処理装置1の場合、クリーニングガスにはO2等のフッ素の入らないガスを使うことが好ましい。その際、静電チャック106上には、ウェハレスドライクリーニングにおいてO2ガスから生成されたプラズマにより削られない膜を成膜しておく必要がある。酸化膜のエッチングの場合、表面パターンはSiO2膜やSi膜等のシリコン含有膜が好ましい。静電チャック106の表面パターンがシリコン含有膜の場合、この表面パターンを除去するには、SF6ガスやNF3ガスを使用したプラズマを用いることが好ましい。
For example, in the case of the
また、例えば、ポリシリコン膜(Poly−Si膜)をエッチングするプラズマ処理装置1の場合、クリーニングガスにフッ素系ガスから生成されたプラズマを使うことが好ましい。その際、静電チャック106上には、ウェハレスドライクリーニングにおいてCF素系ガスから生成されたプラズマにより削られない膜を成膜しておく必要がある。ポリシリコン膜のエッチングの場合、表面パターンはカーボン(C)含有膜が好ましい。静電チャック106の表面パターンがカーボン含有膜の場合、この表面パターンを除去するには、O2ガスやH2ガスを使用したプラズマを用いることが好ましい。
For example, in the case of the
以上、本実施形態にかかるステンシルマスク、ステンシルマスクを用いた静電チャック106の表面パターンの形成を含むプラズマ処理方法について説明した。これによれば、静電チャック106を交換することなく、対象工程により静電チャック106の表面パターンを最適化することができる。また、本実施形態では、第1のマスク21及び第2のマスク22をブリッジ部材23により一体化したステンシルマスク26を用いて、第1のマスク21及び第2のマスク22を一度に搬送することができる。これにより、ステンシルマスク26を載置台20に載置後、チャンバ10を大気解放せずに所望のパターンを静電チャック106上に成膜することができる。これにより、静電チャック106に形成する表面パターンの形成を容易に行うことができ、実部品製作の工数を大幅に削減でき、低コストでウェハWに良好なプラズマ処理を行うことができる。
The stencil mask according to the present embodiment and the plasma processing method including the formation of the surface pattern of the
また、プラズマ処理するウェハWの製品処理において、次に処理する製品の種類が直前に処理した製品の種類と異なる場合、パターンを除去して、次に処理する製品の種類に対して最適なパターンを静電チャック106上に成膜できる。さらに、製品の種類が同じでも、経時的に表面パターンが崩れた場合、パターンを除去せずに表面なパターンを修復することができる(リペアの場合)。以上から、同品種のウェハ処理枚数が少ない場合や、多品種のウェハ処理の場合においても、静電チャック106を交換することなく、各製品の種類に対して最適化された表面パターンを静電チャック106上に成膜できる。これにより、低コストで効率的にウェハWの温度調整の制御を行い、ウェハWの温度の面内均一性を高めることができる。
In the product processing of the wafer W to be plasma-processed, when the type of the product to be processed next is different from the type of the product processed immediately before, the pattern is removed and the optimum pattern for the type of product to be processed next Can be formed on the
また、例えば、静電チャック106の中央部(内周側)と外縁部(外周側)とで絶縁成膜と半導体膜とを使い分けて成膜する等、静電チャック106上に形成される表面パターンにおいて、静電チャック106の内周側の膜及び外周側の膜の厚さや膜質を異ならせることができる。これにより、部分的なウェハWの吸着力の制御やウェハWの残留電荷による吸着不良を防止することができる。
In addition, for example, the surface formed on the
以上、ステンシルマスク、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を上記実施形態により説明した。しかし、本発明にかかるステンシルマスク、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。 As described above, the stencil mask, the plasma processing apparatus, and the plasma processing method have been described in the above embodiment. However, the stencil mask, the plasma processing apparatus, and the plasma processing method according to the present invention are not limited to the above embodiment, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention. The matters described in the above embodiments can be combined within a consistent range.
例えば、本発明に係るパターン形成を含むプラズマ処理を行うプラズマ処理装置は、図1に示した容量結合型プラズマ(CCP:Capacitively Coupled Plasma)装置だけでなく、その他のプラズマ処理装置に適用可能である。その他のプラズマ処理装置としては、誘導結合型プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)、ラジアルラインスロットアンテナを用いたCVD(Chemical Vapor Deposition)装置、ヘリコン波励起型プラズマ(HWP:Helicon Wave Plasma)装置、電子サイクロトロン共鳴プラズマ(ECR:Electron Cyclotron Resonance Plasma)装置等であってもよい。 For example, the plasma processing apparatus for performing plasma processing including pattern formation according to the present invention is applicable not only to the capacitively coupled plasma (CCP) apparatus shown in FIG. 1 but also to other plasma processing apparatuses. . Other plasma processing apparatuses include inductively coupled plasma (ICP), a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus using a radial line slot antenna, a Helicon Wave Plasma (HWP) apparatus, an electronic It may be a cyclotron resonance plasma (ECR) apparatus or the like.
また、本発明にかかるプラズマ処理装置により処理される基板は、ウェハに限られず、例えば、フラットパネルディスプレイ(Flat Panel Display)用の大型基板、EL素子又は太陽電池用の基板であってもよい。 The substrate processed by the plasma processing apparatus according to the present invention is not limited to a wafer, and may be, for example, a large substrate for a flat panel display, a substrate for an EL element, or a solar cell.
なお、静電チャック106の表面をウェハレスドライクリーニング時のダメージから保護するためのコーティング技術は、本発明の範囲内ではない。本発明は、静電チャック上に最適なパターンを形成するために、静電チャック106の表面に部分的に保護されない領域が存在する。例えば、ドットパターンの場合、ドットに相当する部分はコーティングされるが、ドットのない部分はコーティングされていない。
Note that the coating technique for protecting the surface of the
1:プラズマ処理装置
10:チャンバ
15:ガス供給源
20:載置台(下部電極)
21:第1のマスク
22:第2のマスク
23:ブリッジ部材
25:ガスシャワーヘッド(上部電極)
26:ステンシルマスク
30:電力供給装置
85:伝熱ガス供給源
100:制御部
106:静電チャック
1: Plasma processing apparatus 10: Chamber 15: Gas supply source 20: Mounting table (lower electrode)
21: First mask 22: Second mask 23: Bridge member 25: Gas shower head (upper electrode)
26: Stencil mask 30: Power supply device 85: Heat transfer gas supply source 100: Control unit 106: Electrostatic chuck
Claims (11)
前記第1のマスクの外周部にて前記第1のマスクと所定の隙間を空けて配置された第2のマスクと、
一端が前記第1のマスクと連結し、他端が前記第2のマスクと連結し、前記第1及び第2のマスクよりも高い位置にて該第1及び第2のマスクをブリッジするブリッジ部材と、を有し、
前記第1及び第2のマスクは、3つ以上の前記ブリッジ部材により3か所以上でブリッジされ、一体化する、ステンシルマスク。 A first mask on which a desired pattern is formed;
A second mask arranged at a predetermined gap from the first mask at an outer periphery of the first mask;
One end is connected to the first mask, the other end is connected to the second mask, and the bridge member bridges the first and second masks at a position higher than the first and second masks. And having
The stencil mask, wherein the first and second masks are bridged and integrated at three or more locations by three or more bridge members.
前記第2のマスクの外径は、前記載置台の径よりも大きい、
請求項1に記載のステンシルマスク。 The inner diameter of the second mask is smaller than the diameter of the mounting table under the electrostatic chuck on which the stencil mask is disposed,
The outer diameter of the second mask is larger than the diameter of the mounting table.
The stencil mask according to claim 1.
請求項1又は2に記載のステンシルマスク。 The stencil mask is formed such that at least the tip of the side surface of the desired pattern is tapered.
The stencil mask according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のステンシルマスク。 The first mask is one of a plurality of masks having different patterns depending on the type of plasma processing performed on the substrate.
The stencil mask as described in any one of Claims 1-3.
前記チャンバ内にガスを供給するガス供給源と、
前記チャンバ内に高周波電力を印加する高周波電源と、を有し、
前記請求項1〜4のいずれか一項に記載のステンシルマスクを静電チャック上に配置し、
前記印加された高周波電力により前記供給されたガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマによって前記静電チャック上に所望のパターンの膜を成膜する、
プラズマ処理装置。 A chamber having an electrostatic chuck;
A gas supply source for supplying gas into the chamber;
A high frequency power source for applying high frequency power in the chamber,
The stencil mask according to any one of claims 1 to 4 is disposed on an electrostatic chuck,
A plasma is generated from the supplied gas by the applied high frequency power, and a film having a desired pattern is formed on the electrostatic chuck by the generated plasma.
Plasma processing equipment.
前記ガスシャワーヘッドから前記チャンバの外縁部に第1のガスを供給し、前記チャンバの中央部に第1のガスとはガス種又はガス比が異なる第2のガスを供給し、
前記生成されたプラズマによって前記静電チャック上に成膜されるパターンの外縁部と中央部との膜の厚さ又は膜質を調整する、
請求項5に記載のプラズマ処理装置。 A gas shower head for introducing the gas into the chamber;
Supplying a first gas from the gas shower head to the outer edge of the chamber, and supplying a second gas having a gas type or gas ratio different from the first gas to the central portion of the chamber;
Adjusting the film thickness or film quality between the outer edge and the center of the pattern formed on the electrostatic chuck by the generated plasma;
The plasma processing apparatus according to claim 5.
前記請求項1〜4のいずれか一項に記載のステンシルマスクを静電チャック上に配置し、
前記チャンバ内にガスを供給し、
前記チャンバ内に高周波電力を印加し、
前記印加された高周波電力により前記供給されたガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマによって前記静電チャック上に所望のパターンの膜を成膜する、
処理を含む、プラズマ処理方法。 A plasma processing method for performing plasma processing on a substrate on an electrostatic chuck in a chamber,
The stencil mask according to any one of claims 1 to 4 is disposed on an electrostatic chuck,
Supplying gas into the chamber;
Applying high frequency power in the chamber;
A plasma is generated from the supplied gas by the applied high frequency power, and a film having a desired pattern is formed on the electrostatic chuck by the generated plasma.
A plasma processing method including processing.
1又は数ロットの基板のプラズマ処理が実行された後、或いは所定の時間経過後、前記ステンシルマスクを前記チャンバ内に搬入し、前記静電チャック上に配置し、
プラズマにより前記静電チャック上に新たなパターンの膜を成膜する、
処理を含む、請求項7に記載のプラズマ処理方法。 Unloading the stencil mask from the chamber;
After the plasma processing of one or several lots of substrates is performed or after a predetermined time has elapsed, the stencil mask is carried into the chamber and placed on the electrostatic chuck,
A film having a new pattern is formed on the electrostatic chuck by plasma.
The plasma processing method of Claim 7 including a process.
前記静電チャック上の所望のパターンを除去した後に実行される、
請求項8に記載のプラズマ処理方法。 The process of placing the stencil mask on the electrostatic chuck includes:
Performed after removing a desired pattern on the electrostatic chuck;
The plasma processing method according to claim 8.
前記ステンシルマスクのブリッジ部材下の第1及び第2のマスクの間の空間にプラズマが拡散される、
請求項7〜9のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。 In the process of forming the desired pattern film,
Plasma is diffused into the space between the first and second masks under the bridge member of the stencil mask;
The plasma processing method as described in any one of Claims 7-9.
前記生成されたプラズマによって、前記静電チャック上に成膜されるパターンの外縁部の膜及び中央部の膜の厚さを調整する、
請求項7〜10のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。 A first gas is supplied from an outer edge portion of a gas shower head for introducing the gas into the chamber, and a second gas having a gas type or a gas ratio different from that of the first gas is supplied from a central portion of the gas shower head. Supply
The generated plasma adjusts the thickness of the film at the outer edge and the film at the center of the pattern formed on the electrostatic chuck.
The plasma processing method as described in any one of Claims 7-10.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014143559A JP2016021434A (en) | 2014-07-11 | 2014-07-11 | Stencil mask, plasma processing apparatus and plasma processing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014143559A JP2016021434A (en) | 2014-07-11 | 2014-07-11 | Stencil mask, plasma processing apparatus and plasma processing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016021434A true JP2016021434A (en) | 2016-02-04 |
Family
ID=55266121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014143559A Pending JP2016021434A (en) | 2014-07-11 | 2014-07-11 | Stencil mask, plasma processing apparatus and plasma processing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016021434A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112956003A (en) * | 2018-11-07 | 2021-06-11 | 东京毅力科创株式会社 | Film forming method and semiconductor manufacturing apparatus |
CN117321740A (en) * | 2021-12-22 | 2023-12-29 | 东京毅力科创株式会社 | Maintenance method for substrate processing apparatus and substrate processing apparatus |
-
2014
- 2014-07-11 JP JP2014143559A patent/JP2016021434A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112956003A (en) * | 2018-11-07 | 2021-06-11 | 东京毅力科创株式会社 | Film forming method and semiconductor manufacturing apparatus |
CN117321740A (en) * | 2021-12-22 | 2023-12-29 | 东京毅力科创株式会社 | Maintenance method for substrate processing apparatus and substrate processing apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9177823B2 (en) | Plasma etching method and plasma etching apparatus | |
US7743731B2 (en) | Reduced contaminant gas injection system and method of using | |
JP2680338B2 (en) | Electrostatic chuck device | |
JP4652140B2 (en) | Plasma etching method, control program, computer storage medium | |
TWI719377B (en) | Apparatus and method for fabricating a semiconductor device | |
US20030119328A1 (en) | Plasma processing apparatus, and cleaning method therefor | |
JP6298391B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
KR102521089B1 (en) | Ultrahigh selective nitride etch to form finfet devices | |
JP2009224441A (en) | Showerhead and substrate processing apparatus | |
KR20150035593A (en) | Pattern forming method and substrate processing system | |
TWM495617U (en) | Process kit for edge critical dimension uniformity control | |
US8177990B2 (en) | Etching method, plasma processing system and storage medium | |
TWI756424B (en) | Method of cleaming plasma processing | |
TWI725034B (en) | Plasma processing method | |
JP2012049376A (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
KR20120049823A (en) | Plasma processing apparatus | |
US20240063000A1 (en) | Method of cleaning plasma processing apparatus and plasma processing apparatus | |
US10692726B2 (en) | Method for processing workpiece | |
JP2010199475A (en) | Cleaning method of plasma processing apparatus and storage medium | |
TWI829787B (en) | Target object plasma etching method and plasma etching apparatus | |
JP2016021434A (en) | Stencil mask, plasma processing apparatus and plasma processing method | |
WO2006120843A1 (en) | Plasma cleaning method, film forming method and plasma treatment apparatus | |
JP2006253733A (en) | Plasma processing apparatus and method of cleaning the same | |
TW202032715A (en) | Placing table and substrate processing apparatus | |
US7569478B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing semiconductor device, control program and computer storage medium |