JP3162767B2 - 真空処理方法および真空処理装置 - Google Patents

真空処理方法および真空処理装置

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JP3162767B2
JP3162767B2 JP32469791A JP32469791A JP3162767B2 JP 3162767 B2 JP3162767 B2 JP 3162767B2 JP 32469791 A JP32469791 A JP 32469791A JP 32469791 A JP32469791 A JP 32469791A JP 3162767 B2 JP3162767 B2 JP 3162767B2
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vacuum processing
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智 三原
雅哉 小林
辰也 三瀬
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空処理方法および
空処理装置に係り、詳しくは、半導体集積回路の製造に
用いられる真空処理方法および真空処理装置に適用する
ことができ、特に、被処理基板をリフトピンを用いて電
極から離脱させる際、スパーク放電を生じ難くして素子
領域のゲート絶縁膜等にダメージを与え難くすることが
できる真空処理方法および真空処理装置に関する。
【0002】近年、高集積化が進むにつれて、より高精
度でダメージのないプラズマ処理技術が求められてい
る。このため、エッチング工程においても、よりダメー
ジのないエッチング装置が要求されている。このため、
ダメージのないエッチングを行う必要がある。
【0003】
【従来の技術】図5は従来のエッチング装置の構成を示
す概略図であり、図6は図5に示すカソード電極の詳細
を示す図である。図5、6において、31はカソード電
極、32は被処理基板、33はカソード電極31と対向するよ
うに配置された対向電極であり、34はガス導入口、35は
圧力制御装置、36はターボ分子ポンプである。エッチン
グの手順としては、先ずイン側カセット室46にセットさ
れた被処理基板32をイン側ロードロック37に搬送し、カ
ソード電極31まで搬送する。次いで、カソード電極31ま
で搬送された被処理基板32を静電チャック39に吸着し、
水冷ジャケット40に水を流すことにより被処理基板32を
冷却する。この状態で、ターボ分子ポンプ36を用いて10
-4Torrまで排気した後、エッチングガスを反応室41に導
入し、圧力制御装置35により、所定の圧力に設定する。
そこで、高周波電極42により反応室41にプラズマを発生
させ、被処理基板32をエッチング処理する。次いで、エ
ッチング終了後、ガスを止めて残留ガスを素早く排気す
るため、圧力制御装置35を全開にする。次いで、被処理
基板32をアウト側ロードロック38に搬送するため、反応
室41とアウト側ロードロック38間のゲートバルブ44を開
け、静電チャック39の電源を切り、図6に示す如くカソ
ード電極31の4カ所に開けられた穴45からリフトピン43
を上昇させる。次いで、アウト側ロードロック38に設置
された搬送アームにより被処理基板32を受けとり、アウ
ト側ロードロック38に被処理基板32を輸送し、反応室41
とアウト側ロードロック38間のゲートバルブ44を閉じ
る。そして、処理された被処理基板32をアウト側カセッ
ト室46に挿入する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の真空処
理方法および真空処理装置では、エッチング終了後アウ
ト側ロードロック38に設置された搬送アームによりアウ
ト側ロードロック38へ被処理基板32を搬送する際、カソ
ード電極31の4カ所に開けられた穴45からリフトピン43
を上昇させてカソード電極31から被処理基板32を離間さ
せていたため、図7に示すように、リフトピン43を上昇
させる時に、被処理基板32とカソード電極31との間で局
部的にスパーク放電が生じることがあり、このスパーク
放電により被処理基板32の素子領域のゲート絶縁膜等が
破壊されたりして歩留りを低下させてしまうという問題
があった。
【0005】特に、図7に示すA部の如くリフトピン43
に沿ってスパーク放電が発生し、この部分で主に不良が
発生し易かった。そこで本発明は、被処理基板をリフト
ピンを用いて電極から離脱させる際、スパーク放電を生
じ難くすることができ、素子領域のゲート絶縁膜等にダ
メージを与え難くして歩留りを向上させることができる
真空処理方法および真空処理装置を提供することを目的
としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による真空処理方
法は上記目的達成のため、被処理基板を真空処理室内の
電極上に載置し、真空中でプラズマを発生させるか、該
被処理基板を荷電粒子で処理する工程と、前記真空処理
室内の圧力を7mTorr以上5Torr以下にしてから前記被
処理基板を前記電極から離脱させることを特徴とするも
のである。また、本発明による真空処理方法は上記目的
達成のため、被処理基板を真空処理室内の静電チャック
に静電吸着する工程と、前記真空処理室内の圧力を7m
Torr以上5Torr以下にしてから前記被処理基板を前記静
電チャックから離脱させる工程とを有することを特徴と
するものである。また、本発明による真空処理装置は上
記目的達成のため、真空中でプラズマを発生させるか、
あるいは真空中で被処理基板を静電吸着させて処理する
か、若しくは真空中で該被処理基板を荷電粒子で処理す
る真空処理装置において、電極上に前記被処理基板が載
置されている真空容器内の圧力を制御する圧力制御手段
を設け、該圧力制御手段により前記真空容器内の圧力を
7mTorr以上5Torr以下にしてから前記被処理基板を前
記電極から離脱させることを特徴とするものである。
【0007】本発明においては、前記真空容器内の圧力
制御は、真空容器内にガスを流すことにより行われる場
合であってもよい。また、前記被処理基板を電極から離
脱させる時の圧力は7mTorr以上5Torr以下であるのが
好ましく、この場合、スパーク放電を生じないようにす
ることができ、従来のスパーク放電を生じさせる場合よ
りもデバイス不良を減らすことができ好ましい。好まし
くは 0.5Torr以上5Torr以下の範囲(不均一なグロー放
電が生じる範囲)の場合であり、より好ましくは 0.1To
rr以上 0.5Torrより小さい範囲(均一なグロー放電が生
じる範囲)であり、最も好ましくは7mTorr以上 0.1To
rrより小さい範囲(放電が生じない範囲)である。
【0008】
【作用】上記したように、従来のエッチング装置では、
被処理基板をカソード電極から離脱させる時に被処理基
板とカソード電極との間でスパーク放電が生じ、デバイ
スに不良を生じさせ、歩留りを低下させるという問題を
生じていた。そこで、本発明者等は各種実験の結果、リ
フトピンを上昇させる時の圧力を適宜変化させることに
よりスパーク放電を生じさせないようにすることができ
ることを見い出した。以下、図面を用いて具体的に説明
する。
【0009】図1は本発明の原理説明のための真空処理
装置におけるリフトピンを上昇させた時における圧力を
変化させた時に観察されるグロー放電を示す図、図2は
本発明の原理説明のためのリフトピンを上昇させた時に
おける圧力を変化させた時の放電状態を説明する図、図
3は本発明の原理説明のためのリフトピンを上昇させた
時における圧力を変化させた時の不良の割合を説明する
図である。図1において、1はカソード電極、2は被処
理基板、3は静電チャックであり、4は水冷ジャケッ
ト、5はカソード電極1の4カ所に開けられた穴、6は
リフトピンである。
【0010】スパーク現像はチャック電源を切りリフト
ピン6を上げるときの圧力が、2、3mTorr以下と低い
時に発生することが判った。そして、リフトピン6を上
げる時の圧力を10-4Torrから5Torrまで変化させ、被処
理基板2をカソード電極1から離脱させた時の放電状態
を観察した結果、図2に示す比較例1、2の如く、リフ
トピン6を上昇させる時の圧力を1×10-4Torr、5×10
-3Torrにすると、スパーク放電が生じていたが、これに
対し図2に示す本発明1〜5の如く、リフトピン6を上
昇させる時の圧力を7mTorr以上にすると、従来問題に
なっていたスパーク放電を生じないようにすることがで
きることを確認した。
【0011】具体的には、7mTorr以上 0.1Torrより小
さい範囲では被処理基板2をカソード電極1から離脱さ
せた時、放電は観察されず、 0.1Torr以上 0.5Torrより
小さい範囲では被処理基板2の裏面で全体に広がったグ
ロー放電が観察された(図1)。また、 0.5Torr以上5
Torr以下の範囲では、被処理基板2をカソード電極1か
ら離脱させた時には不均一なグロー放電が観察された。
更に、カソード電極1から被処理基板2を離脱させる時
の圧力を変化させて放電の仕方を制御し、デバイスの不
良との関係をとった結果、図3に示す如く、比較例1、
2の如く5mTorr以下では不良の割合が多いのに対し
て、本発明1〜5の如く7mTorr以上の圧力では不良の
割合が急激に減少していることが判った。更に詳しく見
ると、7mTorr以上1Torrより小さい範囲では、不良の
割合が著しく減っており、0.1Torr以上0.5Torr より小
さい範囲では、7mTorr以上0.1Torr より小さい範囲の
場合より不良の割合は増えているものの、従来のスパー
ク放電が発生している比較例1、2の7mTorrより小さ
い範囲の場合より不良の割合は極端に減っている。ま
た、1Torr以上5Torr以下の範囲では、0.1Torr 以上0.
5Torr より小さい範囲の場合より不良の割合は増えてい
るものの、従来のスパーク放電が発生している場合より
不良の割合は極端に減っている。この不良の割合と、被
処理基板2の離脱時の放電とは対応しており、放電しな
い場合には、不良が殆ど発生せず、均一にグロー放電す
る場合には、若干不良は発生するが、放電しない場合と
大差はない。しかし、不均一にグロー放電する場合に
は、不良はさらに発生するが、従来のスパーク放電する
場合よりはかなり不良は少なくなる。即ち、不良は、被
処理基板2に溜まった電荷の抜け方が集中して抜ける
程、不良を発生し、均一に抜けたり、溜まったまま搬送
され、ゆっくり電荷が抜けていく場合には不良を発生し
ないことが判る。
【0012】このように、上記した課題を本発明では、
真空中でプラズマを発生させたり、被処理基板を静電吸
着させたり、電子ビームやイオンビームを用いた真空処
理装置において、被処理基板が載置されている真空容器
の圧力を適宜制御する圧力制御手段を設け、この圧力制
御手段で圧力を適宜制御し、被処理基板を電極から離脱
させる際の放電の形態を選択して被処理基板を電極から
脱離させるように構成したため、スパーク放電を生じな
いように被処理基板を脱離させることができる。
【0013】従って、上記したように真空容器の圧力を
例えば7mTorr以上に上げて被処理基板を離脱させるこ
とにより、スパーク放電を起こさせずに被処理基板を電
極から離脱させることができ、素子領域のゲート絶縁膜
等にダメージを与え難くして歩留りを向上させることが
できる。
【0014】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 (実施例1)図5で説明した従来のエッチング装置と同
様の装置を用いて、ポリ−Si(ゲート電極)のエッチ
ングを行った。エッチング条件は、下記の通りである。
【0015】 rfパワー 300W 圧力 0.2Torr ガス HBr 100cc/分 静電チャックは2極式(+と−両方印加するタイプ)を
用いた。エッチング終了後、被処理基板を搬送するため
に、リフトピンを用い被処理基板を静電チャックから離
脱させた。この時の圧力を制御するために、ガス導入口
からN2 ガスを10cc/分から 500cc/分流し、圧力制御
装置35を用いて、圧力を5mTorrから5Torrまで変化さ
せて放電を観察した。その結果、図2に示した結果と全
く同じ放電の形態になった。また、圧力制御装置を用い
ずに、窒素ガスのみを流し調べた結果、やはり、被処理
基板の離脱時の圧力のみに起因し、図2に示した結果と
全く同じ結果が得られた。さらに、窒素ガスの代わり
に、He、HBr、Ar、O 2 ガス等で確認した結果、
窒素ガスと同様の結果が得られた。従って、被処理基板
を電極から離脱させる時の圧力のみで放電は決定されて
おり、被処理基板を離脱させる時の圧力を以下のように
変化させ、デバイスの不良数との関係をとったところ、 3mTorr(スパーク放電) 50mTorr(放電しない) 0.1Torr (均一なグロー放電) 1Torr(不均一なグロー放電) >>>>の順で不良数が違っており、3mTorr
以外は、全て大幅に不良数は減少しており、中でも50m
Torrの時が最も良好な結果が得られた。
【0016】また、静電チャックを用いずに、メカニカ
ルに被処理基板を保持しエッチングした結果(エッチン
グ条件は上記と同様)、圧力制御せずに、3mTorr前後
で被処理基板を離脱させると、発生頻度は減るものの、
スパーク放電が発生する。また、圧力制御し、7mTorr
以上とすると、不良を起こすスパーク放電は観察されな
くなった。
【0017】さらに、上記実施例において、2極式の代
わりに1極式(一のみを印加しプラズマに曝すことで被
処理基板を吸着させる方式)の静電チャックを用いた場
合も上記同様の結果が得られ、7mTorr以上の圧力でス
パーク放電は観察されなくなった。次に、エッチングが
終了したサンプルを用いて、プラズマに曝さずに搬送の
みを行ったところ、圧力制御しない場合(3mTorr)、
頻度は少なくなるものの、スパーク放電が観察され、不
良数も多くなっていた。圧力制御した場合は、上記同様
の結果が得られ、7mTorr以上の圧力でスパーク放電は
観察されなくなった。 (実施例2)図5で説明した従来のエッチング装置と同
様な装置を用いて、SiO2 (ゲート絶縁膜)のエッチ
ングを行った。エッチング条件は、下記の通りである。
【0018】 rfパワー 800W 圧力 0.2Torr ガス CF4 100cc/分 CHF3 100cc/分 静電チャックは2極式(+と−両方印加するタイプ)を
用いた。実施例1と同様に、エッチング終了後、被処理
基板を搬送するために、リフトピンを用い被処理基板を
静電チャックから離脱させた。この時の圧力を制御する
ために、ガス導入口からN2 ガスを10cc/分から 500cc
/分流し、圧力制御装置35を用いて、圧力を5mTorrか
ら5Torrまで変化させて放電を観察した。その結果、図
2に示した結果と全く同じ放電の形態になった。また、
圧力制御装置を用いずに、窒素ガスのみを流し調べた結
果、やはり、被処理基板の離脱時の圧力のみに起因し、
図2に示した結果と全く同じ結果が得られた。さらに、
窒素ガスの代わりに、He、CF4、Ar、O2 ガス等
で確認した結果、窒素ガスと同様の結果が得られた。従
って、被処理基板を電極から離脱させる時の圧力のみで
放電は決定されており、被処理基板を離脱させる時の圧
力を以下のように変化させ、デバイスの不良数との関係
をとったところ、 3mTorr(スパーク放電) 50mTorr(放電しない) 0.1Torr(均一なグロー放電) 1Torr(不均一なグロー放電) >>>>の順で不良数が違っており、3mTorr
以外は、全て大幅に不良数は減少しており、中でも50m
Torrの時が最も良好な結果が得られた。
【0019】また、静電チャックを用いずに、メカニカ
ルに被処理基板を保持しエッチングした結果(エッチン
グ条件は上記と同様)、圧力制御せずに、3mTorr前後
で被処理基板を離脱させると、発生頻度は減るものの、
スパーク放電が発生する。また、圧力制御し、7mTorr
以上とすると、不良を起こすスパーク放電は観察されな
くなった。
【0020】さらに、上記実施例において、1極式の静
電チャックを用いた場合も上記同様の結果が得られ、7
mTorr以上の圧力でスパーク放電は観察されなくなっ
た。次に、エッチングが終了したサンプルを用いて、プ
ラズマに曝さずに搬送のみを行ったところ、圧力制御し
ない場合(3mTorr)、頻度は少なくなるものの、スパ
ーク放電が観察され、不良数も多くなっていた。圧力制
御した場合は、上記同様の結果が得られ、7mTorr以上
の圧力でスパーク放電は観察されなくなった。
【0021】さらに、アノードカップルタイプ(被処理
基板に高周波が印加されず、アノード電極側に高周波が
印加されるタイプの装置)のエッチング装置を用い、同
様にエッチングを行った結果、被処理基板を電極から離
脱させる際、圧力制御を行う場合(3mTorr)、頻度と
しては少なくなるが、スパーク放電が観察された。ま
た、被処理基板を電極から離脱させる際、圧力を制御す
ると、上記同様変化し、7mTorr以上の圧力領域でスパ
ーク放電しなくなった。 (実施例3)図5で説明した従来のエッチング装置と同
様な装置を用いて、PSG(層間絶縁膜)のエッチング
を行った。エッチング条件は、下記の通りである。
【0022】 rfパワー 800W 圧力 0.2Torr ガス CF4 100cc/分 CHF3 100cc/分 静電チャックは2極式(+と−両方印加するタイプ)を
用いた。実施例1と同様に、エッチング終了後、被処理
基板を搬送するために、リフトピンを用い被処理基板を
静電チャックから離脱させた。この時の圧力を制御する
ために、ガス導入口からN2 ガスを10cc/分から 500cc
/分流し、圧力制御装置35を用いて、圧力を5mTorrか
ら5 Torrまで変化させて放電を観察した。その結果、図
2に示した結果と全く同じ放電の形態になった。また、
圧力制御装置を用いずに、窒素ガスのみを流し調べた結
果、やはり、被処理基板の離脱時の圧力のみに起因し、
図2に示した結果と全く同じ結果が得られた。さらに、
窒素ガスの代わりに、He、CF4、Ar、O2 ガス等
で確認した結果、窒素ガスと同様の結果が得られた。従
って、被処理基板を電極から離脱させる時の圧力のみで
放電は決定されており、被処理基板を離脱させる時の圧
力を以下のように変化させ、デバイスの不良数との関係
をとったところ、 3mTorr(スパーク放電) 50mTorr(放電しない) 0.1Torr(均一なグロー放電) 1Torr(不均一なグロー放電) >>>>の順で不良数が違っており、3mTorr
以外は、全て大幅に不良数は減少しており、中でも50m
Torrの時が最も良好な結果が得られた。
【0023】また、静電チャックを用いずに、メカニカ
ルに被処理基板を保持しエッチングした結果(エッチン
グ条件は上と同様)、圧力制御せずに、3mTorr前後で
被処理基板を離脱させると、発生頻度は減るものの、ス
パーク放電が発生する。また、圧力制御し、7mTorr以
上とすると、不良を起こすスパーク放電は観察されなく
なった。
【0024】さらに、上記実施例において、1極式の静
電チャックを用いた場合も上記同様の結果が得られ、7
mTorr以上の圧力でスパーク放電は観察されなくなっ
た。次に、エッチングが終了したサンプルを用いて、プ
ラズマに曝さずに搬送のみを行ったところ、圧力制御し
ない場合(3mTorr)、頻度は少なくなるものの、スパ
ーク放電が観察され、不良数も多くなっていた。圧力制
御した場合は、上記同様の結果が得られ、7mTorr以上
の圧力でスパーク放電は観察されなくなった。
【0025】さらに、アノードカップルタイプ(被処理
基板に高周波が印加されず、アノード電極側に高周波が
印加されるタイプの装置)のエッチング装置を用い、同
様にエッチングを行った結果、被処理基板を電極から離
脱させる際、圧力制御を行う場合(3mTorr)、頻度と
しては少なくなるが、スパーク放電が観察された。ま
た、被処理基板を電極から離脱させる際、圧力を制御す
ると、上記同様変化し、7mTorr以上の圧力領域でスパ
ーク放電しなくなった。 (実施例4)図5で説明した従来のエッチング装置と同
様な装置を用いて、Al(配線)のエッチングを行っ
た。エッチング条件は、下記の通りである。
【0026】 rfパワー 400W 圧力 0.1Torr ガス BCl3 80cc/分 SiCl4 300cc/分 Cl2 80cc/分 静電チャックは2極式(+と−両方印加するタイプ)を
用いた。実施例1と同様に、エッチング終了後、被処理
基板を搬送するために、リフトピンを用い被処理基板を
静電チャックから離脱させた。この時の圧力を制御する
ために、ガス導入口からN2 ガスを10cc/分から 500cc
/分流し、圧力制御装置35を用いて、圧力を5mTorrか
ら5Torrまで変化させて放電を観察した。その結果、図
2に示した結果と全く同じ放電の形態になった。また、
圧力制御装置を用いずに、窒素ガスのみを流し調べた結
果、やはり、被処理基板の離脱時の圧力のみに起因し、
図2に示した結果と全く同じ結果が得られた。さらに、
窒素ガスの代わりに、He、Cl2、Ar、O2 ガス等
で確認した結果、窒素ガスと同様の結果が得られた。従
って、被処理基板を電極から離脱させる時の圧力のみで
放電は決定されており、被処理基板を離脱させる時の圧
力を以下のように変化させ、デバイスの不良数との関係
をとったところ、 3mTorr(スパーク放電) 50mTorr(放電しない) 0.1Torr(均一なグロー放電) 1Torr(不均一なグロー放電) >>>>の順で不良数が違っており、3mTorr
以外は、全て大幅に不良数は減少しており、中でも50m
Torrの時が最も良好な結果が得られた。
【0027】また、静電チャックを用いずに、メカニカ
ルに被処理基板を保持しエッチングした結果(エッチン
グ条件は上記と同様)、圧力制御せずに、3mTorr前後
で被処理基板を離脱させると、発生頻度は減るものの、
スパーク放電が発生する。また、圧力制御し、7mTorr
以上とすると、不良を起こすスパーク放電は観察されな
くなった。
【0028】さらに、上記実施例において、1極式の静
電チャックを用いた場合も上記同様の結果が得られ、7
mTorr以上の圧力でスパーク放電は観察されなくなっ
た。次に、エッチングが終了したサンプルを用いて、プ
ラズマに曝さずに搬送のみを行ったところ、圧力制御し
ない場合(3mTorr)、頻度は少なくなるものの、スパ
ーク放電が観察され、不良数も多くなっていた。圧力制
御した場合は、上記同様の結果が得られ、7mTorr以上
の圧力でスパーク放電は観察されなくなった。 (実施例5)図4は本発明に適用できるイオンビーム装
置の構成を示す概略図である。図4において、図5と同
一符号は同一または相当部分を示し、11はプラズマ生成
室である。
【0029】図4に示すイオンビーム装置を用いて、ポ
リSiのエッチングを行った。エッチング条件は、以下
の通りである。 マイクロ波パワー 1kW ガス Cl2 30cc/分 圧力 3×10-4Torr イオン引き出し電圧 400V エッチングは、先ずカセットにセットされた被処理基板
32をイン側ロードロック37に搬送し、サセプターまで搬
送する。サセプターまで搬送された被処理基板32は2極
式の静電チャックに吸着され、水冷ジャケット(図5に
示した従来と同じ構造)に水を流すことにより被処理基
板32を冷却している。この状態で、ターボ分子ポンプ36
を用い、10-5Torrまで排気した後、エッチングガスをプ
ラズマ生成室11に導入し、圧力制御装置35を用いて、所
定の圧力に合わせる。次いで、2.45GHZ のマイクロ波
を導入し、プラズマ生成室11にプラズマを発生させる。
この時、マイクロ波と共鳴するような磁場強度(この場
合は875ガウス) をプラズマ生成室11内に発生させてお
く。このような状態にすることで、低圧で高密度なプラ
ズマを発生させることができる。さらに、対向電極にイ
オンを加速し、電子を追い返すような電圧 (この場合
は、0Vと− 400V)を印加することで、イオンのみを
被処理基板32に加速しエッチングする。エッチング終了
後、被処理基板を搬送するために、リフトピンを用い被
処理基板を静電チャックから離脱させた。この時の圧力
を制御するために、ガス導入口からN2 ガスを10cc/分
から500cc/分流し、圧力制御装置35を用いて、圧力を
5mTorrから5 Torrまで変化させて放電を観察した。そ
の結果、図2に示した結果と全く同じ放電の形態になっ
た。また、圧力制御装置を用いずに、窒素ガスのみを流
し調べた結果、やはり、被処理基板の離脱時の圧力のみ
に起因し、図2に示した結果と全く同じ結果が得られ
た。さらに、窒素ガスの代わりに、He、Cl2、A
r、O2 ガス等で確認した結果、窒素ガスと同様の結果
が得られた。従って、被処理基板を電極から離脱させる
時の圧力のみで放電は決定されており、被処理基板を離
脱させる時の圧力を以下のように変化させ、デバイスの
不良数との関係をとったところ、 3mTorr(スパーク放電) 50mTorr(放電しない) 0.1Torr(均一なグロー放電) 1Torr(不均一なグロー放電) >>>>の順で不良数が違っており、3mTorr
以外は、全て大幅に不良数は減少しており、中でも50m
Torrの時が最も良好な結果が得られた。
【0030】また、静電チャックを用いずに、メカニカ
ルに被処理基板を保持しエッチングした結果(エッチン
グ条件は上記と同様)、圧力制御せずに、3mTorr前後
で被処理基板を離脱させると、発生頻度は減るものの、
スパーク放電が発生する。また、圧力制御し、7mTorr
以上とすると、不良を起こすスパーク放電は観察されな
くなった。
【0031】次に、エッチングが終了したサンプルを用
いて、プラズマに曝さずに搬送のみを行ったところ、圧
力制御しない場合(3mTorr)、頻度は少なくなるもの
の、スパーク放電が観察され、不良数も多くなってい
た。圧力制御した場合は、上記同様の結果が得られ、7
mTorr以上の圧力でスパーク放電は観察されなくなっ
た。また、図4に示すイオンビーム装置において、引き
出し電極に上記実施例と逆の電圧(0Vと+ 400V)を
印加し、エッチング後の基板を−に帯電させ、リフトピ
ンを上げたところ、上記実施例と全く同様な現象が観察
された。従って、電子ビームを用いた装置でも被処理基
板と電極の離脱時の放電は発生し、デバイスの不良を起
こしてしまうことが判る。
【0032】このように、被処理基板を電極から離脱さ
せる際のスパーク放電の有無は、離脱時の圧力のみに決
定されており、エッチングする膜が何であるかには依存
していない。従って、ガスを流したり、圧力制御装置を
用いて離脱時の圧力を制御することで、不良数を大幅に
低減することが可能である。また、このスパーク放電の
有無は、被処理基板が荷電粒子により処理(プラズマ、
イオン、電子による処理)されたり、静電チャックで保
持され、被処理基板に電荷が蓄積されて発生すること
が、上記実施例から判る。 (実施例6)実施例1〜実施例5においては、被処理基
板をリフトピンを用いて電極から離脱させる方法につい
て述べたが、リフトピンを用いずにガスを用いて離脱さ
せる方法においてもN2、He、Ar、O2等変化させ、
離脱時の圧力を変化させた結果、リフトピンを用いた場
合と同様な放電が観察された。
【0033】すなわち、7mtorr以上の圧力でスパ
ーク放電は観察されず、不良数も7mtorr以上の圧
力で大幅に減少した。このように、被処理基板を離脱さ
せる方法として、リフトピンを用いたり、ガスを用いた
場合でも全く同じ効果が得られ、離脱の方法に依らない
事がわかる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、被処理基板を電極から
離脱させる際、スパーク放電を生じ難くすることがで
き、素子領域のゲート絶縁膜等にダメージを与え難くし
て歩留りを向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明のための真空処理装置におけ
るリフトピンを上昇させた時の圧力を変化させた時に観
察されるグロー放電を示す図である。
【図2】本発明の原理説明のためのリフトピンを上昇さ
せた時における圧力を変化させた時の放電状態を説明す
る図である。
【図3】本発明の原理説明のためのリフトピンを上昇さ
せた時における圧力を変化させた時の不良の割合を説明
する図である。
【図4】本発明に適用できるイオンビームを用いた真空
処理装置の構成を示す概略図である。
【図5】従来例のエッチング装置の構成を示す概略図で
ある。
【図6】図5に示すカソード電極の詳細を示す図であ
る。
【図7】従来例の課題を説明する図である。
【符号の説明】
1 カソード電極 2 被処理基板 3 静電チャック 4 水冷ジャケット 5 穴 6 リフトピン 11 プラズマ生成室
フロントページの続き (72)発明者 木佐 俊正 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−79725(JP,A) 特開 平3−48421(JP,A) 特開 昭62−163325(JP,A) 特開 平2−256256(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 B01J 3/02 H01L 21/68

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理基板を真空処理室内の電極上に載
    置し、真空中でプラズマを発生させるか、該被処理基板
    を荷電粒子で処理する工程と、 前記真空処理室内の圧力を7mTorr以上5Torr以下にし
    てから前記被処理基板を前記電極から離脱させる工程と
    を有することを特徴とする真空処理方法。
  2. 【請求項2】 被処理基板を真空処理室内の静電チャッ
    クに静電吸着する工程と、 前記真空処理室内の圧力を7mTorr以上5Torr以下にし
    てから前記被処理基板を前記静電チャックから離脱させ
    る工程とを有することを特徴とする真空処理方法。
  3. 【請求項3】 前記圧力は真空容器内にガスを流すこと
    により調整されることを特徴とする請求項1または請求
    項2に記載の真空処理方法。
  4. 【請求項4】 前記真空処理室内の圧力を7mTorr乃至
    0.5Torrにしてから前記被処理基板を前記電極から離
    脱させることを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれ
    かに記載の真空処理方法。
  5. 【請求項5】 前記真空処理室内の圧力を7mTorr乃至
    0.1Torrにしてから前記被処理基板を前記電極から離
    脱させる工程とを有することを特徴とする請求項4に記
    載の真空処理方法。
  6. 【請求項6】 真空中でプラズマを発生させるか、ある
    いは真空中で被処理基板を静電吸着させて処理するか、
    若しくは真空中で該被処理基板を荷電粒子で処理する真
    空処理装置において、電極上に前記被処理基板が載置さ
    れている真空容器内の圧力を制御する圧力制御手段を設
    け、前記圧力制御手段により前記真空処理室内の圧力を
    7mTorr以上5Torr以下にしてから前記被処理基板を前
    記電極から離脱させることを特徴とする真空処理装置。
  7. 【請求項7】 前記真空容器内の圧力制御は、真空容器
    内にガスを流すことにより行われることを特徴とする請
    求項6に記載の真空処理装置。
  8. 【請求項8】 前記圧力制御手段により前記真空処理室
    内の圧力を7mTorr乃至0.5Torrにしてから前記被処
    理基板を前記電極から離脱させることを特徴とする請求
    項6または請求項7に記載の真空処理装置。
  9. 【請求項9】 前記圧力制御手段により前記真空処理室
    内の圧力を7mTorr乃至0.1Torrにしてから前記被処
    理基板を前記電極から離脱させることを特徴とする請求
    項8に記載の真空処理装置。
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