JP3028364B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents

Plasma processing apparatus and plasma processing method

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JP3028364B2
JP3028364B2 JP8191436A JP19143696A JP3028364B2 JP 3028364 B2 JP3028364 B2 JP 3028364B2 JP 8191436 A JP8191436 A JP 8191436A JP 19143696 A JP19143696 A JP 19143696A JP 3028364 B2 JP3028364 B2 JP 3028364B2
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慎一 中島
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モトローラ株式会社
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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、被処理基板例えば
半導体ウエハの裏面をプラズマによりエッチングして、
裏面に付着している薄膜を除去するにあたり、半導体ウ
エハの表面の保護膜の損傷を防止しつつ迅速に処理する
ことのできる技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of etching a back surface of a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer by plasma.
The present invention relates to a technique capable of quickly processing a thin film adhered to a back surface while removing a protective film on the front surface of a semiconductor wafer while preventing damage.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスを製造する場合、半導体
ウエハの表面にCVD(Chemical Vapor Deposition )
により成膜が行なわれるが、このときウエハの裏面にも
成膜される。ウエハの裏面側の薄膜は、その後の工程で
ウエハから剥れてパーティクル発生の要因になるので、
除去することが必要である。この薄膜の除去工程を専用
の装置で行うことはコスト高になるので、多くの半導体
製造工場ではプラズマエッチャーを用いて、例えばウエ
ハの裏面側に付着したポリシリコン膜を除去している。
2. Description of the Related Art When manufacturing semiconductor devices, a CVD (Chemical Vapor Deposition) is applied to the surface of a semiconductor wafer.
Is formed on the back surface of the wafer. Since the thin film on the back side of the wafer peels off from the wafer in the subsequent process and causes particles to be generated,
It is necessary to remove it. Since it is costly to perform the thin film removing process using a dedicated device, many semiconductor manufacturing plants use a plasma etcher to remove, for example, a polysilicon film attached to the back surface of a wafer.

【0003】プラズマエッチャーについて図5を参照し
ながら説明すると、1は保護カバーであり、この保護管
カバー1の中には、上面が半球状部材22により形成さ
れた真空室2が配置されている。真空室2はメッシュ体
3によりプラズマ発生室2Aとプラズマ処理室2Bとに
区画されている。プラズマ発生室2Aでは、導波管11
を通ってきたマイクロ波のエネルギーにより、例えばC
4 ガス及びO2 ガスよりなる処理ガスがプラズマ化さ
れ、メッシュ体3によりプラズマ中の荷電ガスが取り除
かれる。真空室2の底部にはプラズマ引き込み電極10
が設けられ、表面処理時には、プラズマ中の荷電粒子が
取り除かれたガス体をプラズマ処理室2Bに引き込み、
載置台61上のウエハWの表面に対して異方性エッチン
グを行う。図中26は排気路である。
The plasma etcher will be described with reference to FIG. 5. Reference numeral 1 denotes a protective cover. Inside the protective tube cover 1, a vacuum chamber 2 having an upper surface formed by a hemispherical member 22 is disposed. . The vacuum chamber 2 is partitioned by a mesh body 3 into a plasma generation chamber 2A and a plasma processing chamber 2B. In the plasma generation chamber 2A, the waveguide 11
Due to the energy of the microwave passing through, for example, C
The processing gas composed of the F 4 gas and the O 2 gas is turned into plasma, and the charged gas in the plasma is removed by the mesh body 3. At the bottom of the vacuum chamber 2, a plasma drawing electrode 10 is provided.
At the time of surface treatment, the gas body from which the charged particles in the plasma have been removed is drawn into the plasma processing chamber 2B,
Anisotropic etching is performed on the surface of the wafer W on the mounting table 61. In the figure, reference numeral 26 denotes an exhaust path.

【0004】ウエハWの裏面エッチング(バックエッ
チ)を行う場合には、裏面をレジストでコーティングし
たウエハWを載置台61上に載置するが、このプロセス
では電極10を用いず等方性エッチングを行う。載置台
61は径方向に対向する2ヶ所に設けられているのでプ
ラズマ(ラジカル)がウエハWの裏面側に回り込み、こ
れによりウエハWの裏面に付着している例えばポリシリ
コン膜がエッチングされる。
When the back surface of the wafer W is etched (back-etched), the wafer W whose back surface is coated with a resist is mounted on a mounting table 61. In this process, isotropic etching is performed without using the electrodes 10. Do. Since the mounting table 61 is provided at two locations opposing each other in the radial direction, the plasma (radical) wraps around the back surface of the wafer W, and thereby, for example, the polysilicon film attached to the back surface of the wafer W is etched.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところでプラズマ発生
室2Aではプラズマの温度が高いため、ウエハ表面がプ
ラズマ発生室2Aからの輻射熱を受け、バックエッチ工
程ではプラズマ表面のレジストが損傷する。この損傷が
大きいとレジストが焼け焦げてしまい、後工程で除去で
きなくなってしまう。レジストの焼け焦げを防止するた
めにはマイクロ波のパワーを落としてプラズマの温度を
下げればよいが、この場合Fラジカルが少なくなり、エ
ッチング速度が低下する。
Since the plasma temperature is high in the plasma generation chamber 2A, the wafer surface receives radiation heat from the plasma generation chamber 2A, and the resist on the plasma surface is damaged in the back etch step. If the damage is large, the resist is burned and cannot be removed in a later step. In order to prevent burning of the resist, the temperature of the plasma may be lowered by lowering the power of the microwave. In this case, however, the number of F radicals is reduced, and the etching rate is reduced.

【0006】枚葉式の処理装置では高いスループットが
要求されることからエッチング速度の低下は非常に効率
が悪い。また装置が本来プラズマエッチャーであること
から、ユーザ側ではパワーダウンさせるための改良が必
要になってくるという負担もある。更に装置のハードウ
エアがウエハWの表面をエッチングするための構造であ
るので、ウエハWの裏面側へのプラズマの回わり込みの
隙間が狭く、この点からもエッチング速度が小さいとい
う問題があった。
In a single-wafer processing apparatus, a high throughput is required, so that a decrease in etching rate is very inefficient. In addition, since the apparatus is originally a plasma etcher, there is a burden on the user side that improvement for power down is required. Further, since the hardware of the apparatus has a structure for etching the front surface of the wafer W, there is a problem that the gap for the plasma wrap around to the rear surface side of the wafer W is narrow, and the etching rate is low from this point as well. .

【0007】本発明はこのような目的の下になされたも
のでありその目的は、被処理基板の裏面側のエッチング
を行うにあたり、被処理基板の表面の損傷を抑えること
ができ、しかも大きなエッチング速度を確保できる技術
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made under such an object, and an object of the present invention is to suppress damage to the surface of a substrate to be processed when etching the rear surface of the substrate to be processed, and to achieve a large etching. An object of the present invention is to provide a technology capable of securing a speed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、プラズマ発生
室から被処理基板の表面に輻射される輻射熱を遮蔽する
ために、被処理基板の表面に対向して熱遮蔽板を設けた
構成をことを特徴とする。この場合、一つの装置で表面
処理と裏面エッチングとを行うことができるように、熱
遮蔽板をプラズマ処理室内に着脱自在に設けることが好
ましい。
According to the present invention, there is provided a structure in which a heat shield plate is provided opposite to a surface of a substrate to be processed in order to shield radiant heat radiated from the plasma generation chamber to the surface of the substrate. It is characterized by the following. In this case, it is preferable that the heat shield plate be detachably provided in the plasma processing chamber so that the surface treatment and the back surface etching can be performed by one apparatus.

【0009】更に各々被処理基板の載置部を含む第1の
載置部ユニットと第2の載置部ユニットとを用い、前記
第1の載置部ユニットは、前記プラズマ発生室から被処
理基板の表面に輻射される輻射熱を遮蔽するために、被
処理基板の表面に対向するように設けられた熱遮蔽板を
備え、被処理基板の裏面に付着している薄膜をエッチン
グするときには前記第1の載置部ユニットを、また被処
理基板の表面を処理するときには前記第2の載置部ユニ
ットを夫々プラズマ処理室内に取り付けるようにすれ
ば、被処理基板の高さ位置など、載置部をその処理に見
合った構成とすることができるなどの点で得策である。
Further, a first mounting unit and a second mounting unit each including a mounting unit for a substrate to be processed are used, and the first mounting unit is processed from the plasma generation chamber. In order to shield radiant heat radiated to the surface of the substrate, a heat shield plate provided so as to face the surface of the substrate to be processed is provided, and when etching a thin film attached to the back surface of the substrate to be processed, The first mounting unit may be mounted in the plasma processing chamber when the first mounting unit is processed, and the second mounting unit may be mounted in the plasma processing chamber when processing the surface of the substrate to be processed. This is advantageous in that the configuration can be adapted to the processing.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態である
プラズマ処理装置の全体構成を示す図である。1は保護
カバーであり、この保護カバー1は例えばアルミニウム
からなるリング状の構造体21の上に配置されている。
保護カバー1の中には前記構造体21の開口部の上方空
間を覆うように例えばセラミックスからなる半球状部材
(ベルジャ)22が設けられている。前記構造体21の
下部には、当該構造体21の下面開口部を塞ぐように円
柱体23が設けられている。半球状部材22と構造体2
1の上面との間、及び構造体21の下面と円柱体23の
上面との間には、夫々シール部材24、25が介装され
ており、これら部材21、22、23は真空室2を形成
している。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a protective cover. The protective cover 1 is disposed on a ring-shaped structure 21 made of, for example, aluminum.
A semi-spherical member (bell jar) 22 made of, for example, ceramic is provided in the protective cover 1 so as to cover a space above the opening of the structure 21. A cylindrical body 23 is provided below the structure 21 so as to close the opening on the lower surface of the structure 21. Hemispherical member 22 and structure 2
1 and between the lower surface of the structure 21 and the upper surface of the columnar body 23, sealing members 24 and 25 are interposed respectively. Has formed.

【0011】前記構造体21の開口部には例えばアルミ
ニウムからなり下部側が開口している筒状体30が嵌合
されており、この筒状体30の上面は真空室2の上部領
域に位置していて、プラズマ中の荷電粒子を取り除くた
めのメッシュ体3として構成されている。このメッシュ
体3は、例えばアルミニウムからなり、穴31が多数穿
設されている。この例では真空室2におけるメッシュ体
3の上部側領域はプラズマ発生室2Aをなし、メッシュ
体3の下部側領域はプラズマ処理室2Bをなしている。
A cylindrical body 30 made of, for example, aluminum and having a lower side opening is fitted into the opening of the structure 21, and the upper surface of the cylindrical body 30 is located in the upper region of the vacuum chamber 2. And is configured as a mesh body 3 for removing charged particles in the plasma. The mesh body 3 is made of, for example, aluminum and has a large number of holes 31 formed therein. In this example, the upper region of the mesh body 3 in the vacuum chamber 2 forms the plasma generation chamber 2A, and the lower region of the mesh body 3 forms the plasma processing chamber 2B.

【0012】前記保護カバー1の上面には、マイクロ波
を導くための導波管11が接続されており、高周波電源
12よりのマイクロ波がプラズマ発生室2Aに導入され
るようになっている。プラズマ処理室2B内には第1の
載置部ユニット4がプラズマ処理室2Bの底部をなす円
柱体23に例えばネジにより着脱自在に取り付けられて
いる。この載置部ユニット4は、図2にも示すように、
ウエハを保持するリフトピン41と、取り付けプレート
42に固定され、前記リフトピン41を昇降させる例え
ばエアシリンダなどを含む昇降ユニット43と、前記取
り付けプレート42の上方に支持ロッド44を介して設
けられた熱遮蔽板5とを備えている。
A waveguide 11 for guiding microwaves is connected to the upper surface of the protective cover 1 so that microwaves from a high-frequency power supply 12 are introduced into the plasma generation chamber 2A. In the plasma processing chamber 2B, a first mounting unit 4 is detachably attached to a cylindrical body 23 forming the bottom of the plasma processing chamber 2B by, for example, screws. As shown in FIG. 2, the mounting unit 4
A lift pin 41 for holding a wafer, a lifting unit 43 fixed to a mounting plate 42 and including, for example, an air cylinder for raising and lowering the lift pin 41, and a heat shield provided via a support rod 44 above the mounting plate 42 And a plate 5.

【0013】リフトピン41は、ウエハWを載置するた
めの載置をなすものであり、例えばウエハWの周方向の
3ヶ所を保持するように設けられ、ウエハWを受け渡し
位置と処理位置との間で昇降させる。受け渡し位置では
装置本体の外部の搬送アーム(図示せず)との間でウエ
ハWの受け渡しが行なわれる。また処理位置(図1中実
線の位置)ではウエハWは前記底面からおよそ30mm
のところに置かれ、裏面エッチングが行われる。
The lift pins 41 are for placing the wafer W thereon. The lift pins 41 are provided, for example, so as to hold three positions in the circumferential direction of the wafer W, and are provided between the transfer position of the wafer W and the processing position. Raise and lower between. At the transfer position, the wafer W is transferred to and from a transfer arm (not shown) outside the apparatus main body. At the processing position (the position indicated by the solid line in FIG. 1), the wafer W is approximately 30 mm from the bottom surface.
And the back surface is etched.

【0014】熱遮蔽板5は、例えば厚さ1mmのアルミ
ニウムによりウエハWよりも若干大きい円形状に作ら
れ、ウエハWと例えば6〜7mmの上方位置にて対向し
て設けられている。また前記半球状部材22には図示し
ないガス供給管が接続されており、ガス供給管からプラ
ズマ発生室内に処理ガスが供給されるようになってい
る。一方前記真空室2の底部をなす円柱体21には排気
路26が形成され、この排気路26は排気管27に連通
している。
The heat shield plate 5 is made of aluminum having a thickness of, for example, 1 mm and is formed in a circular shape slightly larger than the wafer W, and is provided opposite to the wafer W, for example, at an upper position of 6 to 7 mm. Further, a gas supply pipe (not shown) is connected to the hemispherical member 22, and a processing gas is supplied from the gas supply pipe into the plasma generation chamber. On the other hand, an exhaust path 26 is formed in the cylindrical body 21 forming the bottom of the vacuum chamber 2, and the exhaust path 26 communicates with an exhaust pipe 27.

【0015】次に表面に保護膜であるレジストがコーテ
ィングされた被処理基板であるウエハに対して、上述の
装置でバックエッチを行う様子について説明する。先ず
鎖線の位置でウエハWを受け取るようにリフトピン41
が待機し、外部のロードロック室から図示しない搬送ア
ームによりリフトピン41上にウエハWが搬送される。
次いでリフトピン41が上昇してウエハWが処理位置に
置かれる。その後プラズマ発生室2A内にCF4 ガス及
びO2 ガスが混合された処理ガスが夫々例えば70SC
CM及び30SCCMの流量で供給され、真空室2内が
例えば0.4Torr程度の圧力に維持される。
Next, the manner in which the above-described apparatus performs back etching on a wafer as a substrate to be processed whose surface is coated with a resist as a protective film will be described. First, the lift pins 41 are received so as to receive the wafer W at the position of the chain line.
The wafer W is transferred from the external load lock chamber onto the lift pins 41 by a transfer arm (not shown).
Next, the lift pins 41 are raised to place the wafer W at the processing position. Thereafter, a processing gas in which CF 4 gas and O 2 gas are mixed is introduced into the plasma generation chamber 2A, for example, at 70 SC, respectively.
CM and 30 SCCM are supplied, and the inside of the vacuum chamber 2 is maintained at a pressure of, for example, about 0.4 Torr.

【0016】そして電力1000Wでマイクロ波を発生
させ、プラズマ発生室2A内の処理ガスをマイクロ波の
エネルギーでプラズマ化する。このプラズマはメッシュ
体3を通るときに荷電粒子が除去され、残ったラジカル
粒子がプラズマ処理室2B内に導入され、ウエハWの裏
面側に拡散して、ウエハWの裏面に付着しているポリシ
リコン膜をエッチングする。プラズマ発生室2Aではプ
ラズマが高温になり、その熱がプラズマ処理室2B内に
輻射されるが、ウエハWの上方に熱遮蔽板5が設けられ
ているため、輻射熱は熱遮蔽板5で遮ぎられ、ウエハ表
面のレジストの損傷が抑えられる。
Then, a microwave is generated at a power of 1000 W, and the processing gas in the plasma generation chamber 2A is turned into a plasma with the energy of the microwave. The charged particles are removed from the plasma when passing through the mesh body 3, and the remaining radical particles are introduced into the plasma processing chamber 2 </ b> B, diffused toward the back surface of the wafer W, and adhered to the back surface of the wafer W. Etch the silicon film. The temperature of the plasma becomes high in the plasma generation chamber 2A, and the heat is radiated into the plasma processing chamber 2B. However, since the heat shield plate 5 is provided above the wafer W, the radiant heat is blocked by the heat shield plate 5. Thus, damage to the resist on the wafer surface can be suppressed.

【0017】このように上述実施の形態によれば、マイ
クロ波のパワーを大きくしてもレジストの損傷が抑えら
れるため、大きなエッチング速度でバックエッチを行
い、高いスループットを確保しつつレジストの焼け焦げ
を防止することができる。また裏面エッチング専用の載
置部ユニットを用いてウエハWのリフト量を大きくとっ
ているのでプラズマがウエハWの裏面側に十分回り込
み、この点からもエッチング速度が大きくなる。
As described above, according to the above embodiment, even if the power of the microwave is increased, the damage to the resist can be suppressed. Therefore, the back etching is performed at a high etching rate, and the scorching of the resist is performed while securing a high throughput. Can be prevented. In addition, since the lift amount of the wafer W is increased by using the mounting unit dedicated to the back surface etching, the plasma sufficiently flows to the back surface side of the wafer W, and the etching rate also increases from this point.

【0018】ここで例えばウエハWを受け取り位置のレ
ベルに置き、真空室2の底面を低くしてウエハWの裏面
側に広いスペースを確保すれば、同様にプラズマの回り
込み量が多くなるが、このようにするとリフトピン41
の昇降ユニットの位置が下がり、その分円柱体23の底
面が下がるので、本実施の形態のようにウエハWを高く
上昇させる構造の方が大型化を避けることができる点で
優れている。
Here, for example, if the wafer W is placed at the level of the receiving position and the bottom surface of the vacuum chamber 2 is lowered to secure a wide space on the back surface side of the wafer W, the amount of plasma wraparound increases. Then lift pin 41
Since the position of the lifting unit is lowered and the bottom surface of the cylindrical body 23 is lowered by that amount, the structure in which the wafer W is raised high as in the present embodiment is superior in that the size can be avoided.

【0019】また熱遮蔽板5とウエハWとの間隔はでき
るだけ近い方が好ましい。その理由は、ウエハWの表面
側に回り込むプラズマの量が少なくなり、レジストの損
傷をより低減することができるからであり、またウエハ
Wの表面周縁部は、リンス液で洗浄されて露出してお
り、この露出部分のエッチングを抑えることができるか
らである。更に熱遮蔽板5は、アルミニウムに限られる
ものではないが、セラミックスなど熱容量の大きい材質
を用いる方がより好ましい。
The distance between the heat shield plate 5 and the wafer W is preferably as short as possible. The reason for this is that the amount of plasma wrapping around the front surface side of the wafer W is reduced, and damage to the resist can be further reduced. This is because the etching of the exposed portion can be suppressed. Further, the heat shield plate 5 is not limited to aluminum, but it is more preferable to use a material having a large heat capacity such as ceramics.

【0020】そして熱遮蔽板5が載置部ユニット4に設
けられ、この載置部ユニット4がプラズマ処理室2Bに
対して着脱自在に設けられているため、載置部ユニット
4を表面処理用の載置部ユニットと交換することにより
表面処理とバックエッチとを共通のプラズマ処理装置で
行うことができ、バックエッチ専用の装置を製作する場
合に比べて大幅なコストダウンが図れる。図3はウエハ
Wの表面をバックエッチするときに用いられる第2の載
置部ユニット6であり、載置台61及び載置台支持部6
2の組み立て体が、互に径方向に対向して、図示しない
サポータにより取り付けプレート63の上に固定されて
いる。64はプラズマ引き込み電極、65はリフトピン
の昇降ユニットである。
Since the heat shield plate 5 is provided on the mounting unit 4 and the mounting unit 4 is detachably mounted on the plasma processing chamber 2B, the mounting unit 4 is used for surface treatment. The surface treatment and the back etching can be performed by a common plasma processing apparatus by exchanging the mounting unit, and the cost can be significantly reduced as compared with the case where an apparatus dedicated to the back etching is manufactured. FIG. 3 shows a second mounting unit 6 used for back-etching the surface of the wafer W, and includes a mounting table 61 and a mounting table support 6.
The two assemblies are radially opposed to each other and are fixed on the mounting plate 63 by a supporter (not shown). Numeral 64 is a plasma drawing electrode, and numeral 65 is a lift pin elevating unit.

【0021】以上において熱遮蔽板5は載置部ユニット
4に設けずに、例えばメッシュ体3を支えている筒状体
30に着脱自在に設けてもよい。またバックエッチと表
面処理とを共通の装置で行う場合には、熱遮蔽板5は表
面処理時には取り外しておくことが好ましい。その理由
は、熱遮蔽板5によりウエハW表面のプラズマガスの流
れの均一性が悪くなり、エッチング速度の面内均一性が
悪くなるからである。
In the above description, the heat shield plate 5 may not be provided on the placement unit 4 but may be provided detachably on, for example, a cylindrical body 30 supporting the mesh body 3. When the back etching and the surface treatment are performed by a common apparatus, the heat shield plate 5 is preferably removed during the surface treatment. The reason is that the heat shield plate 5 deteriorates the uniformity of the flow of the plasma gas on the surface of the wafer W, and the in-plane uniformity of the etching rate.

【0022】更に本発明では熱遮蔽板を装置本体に設け
るのではなく、例えばウエハの表面に直接載置し、熱遮
蔽板を載せたままウエハを外部からプラズマ処理室内に
搬入してバックエッチを行うようにしてもよい。更にま
た本発明は複数枚のウエハに対して一度にバックエッチ
を行う装置についても適用することができ、この場合例
えば各ウエハの表面に熱遮蔽板を直接載置するようにし
てもよい。
Further, according to the present invention, the heat shield plate is not provided on the main body of the apparatus, but is directly mounted on the surface of the wafer, for example, and the wafer is loaded from the outside into the plasma processing chamber with the heat shield plate mounted thereon to perform the back etching. It may be performed. Furthermore, the present invention can also be applied to an apparatus that performs back etching on a plurality of wafers at a time. In this case, for example, a heat shielding plate may be directly mounted on the surface of each wafer.

【0023】[0023]

【実施例】【Example】

(実施例)表面にレジストをコーティングし、裏面にポ
リシリコン膜及び酸化膜(SiO2 膜)を別々のエリア
に形成したウエハWについて、図1に示す装置を用い
て、真空室2内の圧力及びマイクロ波の電力を種々変え
てポリシリコン膜及び酸化膜の各エッチング速度(エッ
チレート)と酸化膜に対するポリシリコン膜の選択比に
ついて調べた。熱遮蔽板5としては厚さ1mのアルミニ
ウムを用い、ウエハWから6mm上方位置に置いた。結
果は図4の実施例1〜5に示す通りである。
(Embodiment) A wafer W having a surface coated with a resist and a polysilicon film and an oxide film (SiO 2 film) formed in separate areas on the back surface was subjected to the pressure in the vacuum chamber 2 using the apparatus shown in FIG. The etching rate (etch rate) of the polysilicon film and the oxide film and the selectivity of the polysilicon film to the oxide film were examined by changing the power of the microwave and the power of the microwave. Aluminum having a thickness of 1 m was used as the heat shielding plate 5 and was placed 6 mm above the wafer W. The results are as shown in Examples 1 to 5 of FIG.

【0024】(比較例)また図5に示す従来の装置を用
いて同様の試験を行った。結果は図4の比較例1、2に
示す通りである。
Comparative Example A similar test was performed using the conventional apparatus shown in FIG. The results are as shown in Comparative Examples 1 and 2 in FIG.

【0025】(考察)実施例1〜5ではマイクロ波の電
力が1000W及び1200Wのいずれでもレジストの
焼け焦げはなかったが、比較例では1000Wにおいて
レジストが焼け焦げてしまった。また前記電力が100
0Wの場合に、3分間のエッチングを行ったときのウエ
ハ表面温度を測定したところ、実施例では約200℃で
あったが、比較例では350℃以上にもなった。レジス
トは200℃程度までは焼け焦げが起こらないため、本
発明の手法は有効であることが分かる。実施例1〜5で
はウエハWのリフト量が大きいため従来装置に比べて、
プラズマのウエハ裏面側への回わり込み量が多く、この
ためポリシリコン膜のエッチレートがかなり大きくなっ
ており、また選択比も大きい。
(Consideration) In Examples 1 to 5, the resist was not scorched when the microwave power was 1000 W or 1200 W, but the resist was scorched at 1000 W in the comparative example. Also, if the power is 100
When the wafer surface temperature was measured when etching was performed for 3 minutes at 0 W, the temperature was about 200 ° C. in the example, but was 350 ° C. or more in the comparative example. Since the resist does not burn up to about 200 ° C., it can be seen that the method of the present invention is effective. In the first to fifth embodiments, since the lift amount of the wafer W is large, compared with the conventional apparatus,
The amount of the plasma wrapping around the back surface of the wafer is large, so that the etching rate of the polysilicon film is considerably large and the selectivity is large.

【0026】比較例の場合、マイクロ波の電力を800
Wまで落とすことによりレジストの焼け焦げを避けるこ
とができるが、エッチング速度が遅く、またエッジ部と
中心部との間のエッチング速度の差が大きかった。しか
しながら従来装置においてウエハのリフト量を仮に大き
くしたとしても、1000Wの場合に比べてポリシリコ
ンのエッチレートが小さくなってしまい、高いスループ
ットが得られない。このことは、実施例3と5とを比べ
た場合実施例3の方がポリシリコンのエッチレートが高
いことからも理解できる。
In the case of the comparative example, the microwave power is set to 800
Burning of the resist can be avoided by dropping to W, but the etching rate is slow and the difference in etching rate between the edge and the center is large. However, even if the lift amount of the wafer is increased in the conventional apparatus, the etch rate of polysilicon becomes smaller than that in the case of 1000 W, and a high throughput cannot be obtained. This can be understood from the fact that the third embodiment has a higher polysilicon etch rate when the third embodiment is compared with the fifth embodiment.

【0027】[0027]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、被処理基板の
裏面をプラズマによりエッチングして、裏面に付着して
いる薄膜を除去するにあたり、熱遮蔽板を用いているた
め表面の保護膜の損傷を抑えることができ、また高いス
ループットを得ることができる。この場合請求項2の発
明のように熱遮蔽板をプラズマ処理室に着脱自在に設
け、表面処理と裏面エッチングとを共通の装置で行うよ
うにすればコストを低く抑えることができる。
According to the first aspect of the present invention, when the back surface of the substrate to be processed is etched by plasma to remove the thin film adhering to the back surface, the heat shield plate is used, so that the protective film on the front surface is used. Damage can be suppressed, and a high throughput can be obtained. In this case, if the heat shield plate is detachably provided in the plasma processing chamber as in the second aspect of the present invention, and the surface treatment and the back surface etching are performed by a common apparatus, the cost can be reduced.

【0028】そして請求項3の発明のように、表面処理
専用の載置部ユニットと熱遮蔽板を備えた裏面エッチン
グ専用の載置部ユニットを用意すれば、裏面エッチング
時には被処理基板のリフト量を大きくとるなど、夫々の
処理に応じた装置構成とすることができ、また載置台ユ
ニットを交換することで対応できるので作業が簡単にな
る。
According to the third aspect of the present invention, if a placement unit dedicated to surface treatment and a placement unit dedicated to backside etching provided with a heat shield plate are prepared, the lift amount of the substrate to be processed during backside etching is provided. For example, the apparatus can be configured in accordance with each processing, such as by increasing the size, and the operation can be simplified by replacing the mounting table unit.

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

【図1】本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置を
示す縦断側面図である。
FIG. 1 is a vertical side view showing a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に用いられる裏面エッチン
グ用の載置部ユニットを示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a mounting unit for back surface etching used in the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態に用いられる表面処理用の
載置部ユニットを示す縦断側面図である。
FIG. 3 is a vertical sectional side view showing a mounting unit for surface treatment used in the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の装置と比較装置とを用いて裏面エッチ
ングを行った結果を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a result of performing back surface etching using the apparatus of the present invention and a comparative apparatus.

【図5】従来のプラズマ処理装置を示す縦断側面図であ
る。
FIG. 5 is a vertical sectional side view showing a conventional plasma processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 保護管カバー 11 マイクロ波の導波管 2 真空室 2A プラズマ発生室 2B プラズマ処理室 22 半球状部材 26 排気路 3 メッシュ体 4 載置部ユニット 41 リフトピン 5 熱遮蔽板 W 半導体ウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Protective tube cover 11 Microwave waveguide 2 Vacuum chamber 2A Plasma generation chamber 2B Plasma processing chamber 22 Hemispherical member 26 Exhaust path 3 Mesh body 4 Placement unit 41 Lift pin 5 Heat shield plate W Semiconductor wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H05H 1/46 H05H 1/46 B (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 C23C 16/56 C23F 4/00 H01L 21/205 H05H 1/46 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H05H 1/46 H05H 1/46 B (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 C23C 16 / 56 C23F 4/00 H01L 21/205 H05H 1/46

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被処理基板が載置されるプラズマ処理室
と、前記被処理基板と対向するように設けられたプラズ
マ発生室とを備え、前記プラズマ発生室にて発生したプ
ラズマをプラズマ処理室内に導入して、被処理基板の裏
面に付着している薄膜をエッチングする装置において、 前記プラズマ発生室から被処理基板の表面に輻射される
輻射熱を遮蔽するために、被処理基板の表面に対向して
熱遮蔽板を設けたことを特徴とするプラズマ処理装置。
A plasma processing chamber in which a substrate to be processed is placed; and a plasma generation chamber provided to face the substrate to be processed, wherein plasma generated in the plasma generation chamber is generated by the plasma processing chamber. In the apparatus for etching the thin film adhered to the back surface of the substrate to be processed, in order to shield radiant heat radiated from the plasma generation chamber to the surface of the substrate to be processed, facing the surface of the substrate to be processed A plasma processing apparatus, wherein a heat shielding plate is provided.
【請求項2】 被処理基板が載置されるプラズマ処理室
と、前記被処理基板と対向するように設けられたプラズ
マ発生室とを備え、前記プラズマ発生室にて発生したプ
ラズマをプラズマ処理室内に導入して、被処理基板を処
理する装置において、 前記プラズマ発生室から被処理基板の表面に輻射される
輻射熱を遮蔽するために、被処理基板の表面に対向する
位置にて熱遮蔽板をプラズマ処理室内に着脱自在に設
け、 被処理基板の表面を処理するときには前記熱遮蔽板を取
り外し、被処理基板の裏面に付着している薄膜をエッチ
ングするときには熱遮蔽板を取り付け、被処理基板の表
面処理と裏面エッチングとを共通の装置で行うことを特
徴とするプラズマ処理装置。
2. A plasma processing chamber in which a substrate to be processed is placed, and a plasma generation chamber provided to face the substrate to be processed, wherein plasma generated in the plasma generation chamber is converted into plasma. In the apparatus for processing the substrate to be processed, in order to shield radiant heat radiated from the plasma generation chamber to the surface of the substrate to be processed, a heat shield plate at a position facing the surface of the substrate to be processed The heat shield plate is detachably provided in the plasma processing chamber, the heat shield plate is removed when processing the surface of the substrate to be processed, and the heat shield plate is attached when etching the thin film attached to the back surface of the substrate to be processed. A plasma processing apparatus characterized in that a surface treatment and a back surface etching are performed by a common device.
【請求項3】 被処理基板が載置されるプラズマ処理室
と、前記被処理基板と対向するように設けられたプラズ
マ発生室とを備え、前記プラズマ発生室にて発生したプ
ラズマをプラズマ処理室内に導入して、被処理基板を処
理する装置において、 各々被処理基板の載置部を含む第1の載置部ユニットと
第2の載置部ユニットとを用い、前記第1の載置部ユニ
ットは、前記プラズマ発生室から被処理基板の表面に輻
射される輻射熱を遮蔽するために、被処理基板の表面に
対向するように設けられた熱遮蔽板を備え、 被処理基板の裏面に付着している薄膜をエッチングする
ときには前記第1の載置部ユニットを、また被処理基板
の表面を処理するときには前記第2の載置部ユニットを
夫々プラズマ処理室内に取り付けて被処理基板を各載置
部ユニットの載置部に載置し、 被処理基板の表面処理と裏面エッチングとを共通の装置
で行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
3. A plasma processing chamber in which a substrate to be processed is mounted, and a plasma generation chamber provided so as to face the substrate to be processed, wherein plasma generated in the plasma generation chamber is supplied to the plasma processing chamber. And an apparatus for processing a substrate to be processed, wherein the first mounting unit includes a first mounting unit and a second mounting unit each including a mounting unit for the processing substrate. The unit includes a heat shield plate provided to face the surface of the substrate to be processed in order to shield radiant heat radiated from the plasma generation chamber to the surface of the substrate to be processed, and adheres to the back surface of the substrate to be processed. The first mounting unit is mounted in the plasma processing chamber when the thin film is etched, and the second mounting unit is mounted in the plasma processing chamber when the surface of the substrate is processed. Oki Uni Placed on preparative mounting portion, the plasma processing apparatus characterized by performing the surface treatment and backside etching of the substrate by a common device.
【請求項4】 被処理基板が載置されるプラズマ処理室
と、前記被処理基板と対向するように設けられたプラズ
マ発生室とを備え、前記プラズマ発生室にて発生したプ
ラズマをプラズマ処理室内に導入して、被処理基板の裏
面に付着している薄膜をエッチングする装置において、 被処理基板の表面と前記プラズマ発生室との間に熱遮蔽
板を介在させて、被処理基板の表面に輻射される輻射熱
を前記熱遮蔽板により遮蔽しなが被処理基板の裏面をエ
ッチングすることを特徴とするプラズマ処理方法。
4. A plasma processing chamber in which a substrate to be processed is mounted, and a plasma generation chamber provided to face the substrate to be processed, wherein plasma generated in the plasma generation chamber is supplied to the plasma processing chamber. In a device for etching a thin film adhered to the back surface of a substrate to be processed, a heat shield plate is interposed between the surface of the substrate to be processed and the plasma generation chamber, and the surface of the substrate to be processed is A plasma processing method, characterized in that a back surface of a substrate to be processed is etched while shielding radiant radiation heat by the heat shielding plate.
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