JP5175302B2 - ウエハ端部の処理方法及び処理装置 - Google Patents

ウエハ端部の処理方法及び処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5175302B2
JP5175302B2 JP2009544173A JP2009544173A JP5175302B2 JP 5175302 B2 JP5175302 B2 JP 5175302B2 JP 2009544173 A JP2009544173 A JP 2009544173A JP 2009544173 A JP2009544173 A JP 2009544173A JP 5175302 B2 JP5175302 B2 JP 5175302B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
substrate
ground electrode
annular ground
shield
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.)
Active
Application number
JP2009544173A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010515264A (ja
Inventor
キム,ユンサン
チェン,ジャック
ファン,トン
スリー,アンドリュー バイレイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lam Research Corp
Original Assignee
Lam Research Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lam Research Corp filed Critical Lam Research Corp
Publication of JP2010515264A publication Critical patent/JP2010515264A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5175302B2 publication Critical patent/JP5175302B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32697Electrostatic control
    • H01J37/32706Polarising the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/02Local etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02082Cleaning product to be cleaned
    • H01L21/02087Cleaning of wafer edges
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02082Cleaning product to be cleaned
    • H01L21/0209Cleaning of wafer backside
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Description

プラズマ処理は、基板を処理(加工)してこの基板上にデバイスを作るために長らく用いられている。一般的に言って、基板はその上に電子デバイスを作るために基板の選択された領域を最終的に被着させエッチングするように設計された複数の工程を通してプラズマ処理チャンバ内で処理(加工)されることができる。任意の所与の基板において、基板の中心部は複数のダイに一般的に分けられ、それぞれが電子デバイス(例えば製造業者が基板上に形成されることを望む集積回路)である。基板の周縁の領域は、一般的に電子デバイスに処理(加工)されずウエハ端縁を形成する。
プラズマ処理チャンバの様々な処理工程は、不必要な残渣または付着物を生じ得、これらの残渣または付着物は次ぎの処理が開始される前にクリーニングされる必要がある。例えば、金属化堆積工程に引き続き、ウエハの周縁領域は、スパッタリングされた不必要な金属粒子を含み得、これは処理工程の前にクリーニングされる必要がある。別の実施例として、エッチング工程は、基板の周縁領域を含むチャンバ全体に亘ってポリマー堆積をなす。このポリマー堆積は、他の不必要な残渣と同様、次ぎの処理工程の前にこれらの残渣が後の処理工程を汚染することがないようにクリーニングされる必要がある。本明細書で使用されるように、デバイス領域の外にあるこの基板を囲む周縁領域は、「ウエハ端縁」と呼ばれる。よって、ウエハ端縁は、デバイス領域の外側であってウエハを囲む同心性のリング状領域である。
説明を容易にするために、図1は、例えば300mmのウエハであるウエハ102を示している。図の簡略化のために、ウエハ102の一部のみが示されている。上部から見た場合、符号104の左に延びるデバイス領域108が存在しており、ここではデバイスは様々なプラズマ処理工程を用いてウエハ上に形成される。先に記載したように、デバイス領域108はウエハの中心部に存在する。ウエハ端縁106として本明細書に記載される領域が、符号110の右に示す基板の上部から符号110の右に示す基板の底部まで延在している。ウエハ端縁領域106は、デバイスが形成されないウエハ102の周縁の領域を指す。但し、プラズマ処理工程の間、不必要な堆積物がウエハ端縁領域106に付着し得、ウエハ端縁領域106上のこの不必要な堆積が後のプラズマ処理工程を汚染することがないようにクリーニングがなされる必要がある。
従来技術において、ウエハ端縁領域106をクリーニングするために構成された複数のプラズマ処理システムが提供されている。これらのプラズマ処理システムにおいて、ウエハ端縁プラズマが、ウエハ端縁領域のクリーニングをなすためにウエハ端縁領域内に形成される。ウエハ102の符号104の左にあるデバイス領域108といった他の領域は、ウエハ端縁クリーニングの間、ほとんど妨害されない。
しかしながら、プラズマによる特定のウエハ端縁クリーニング処理の間、基板上のデバイスが過度の損傷(ダメージ)を受けたことが認められた。更なる調査において、金属線や金属層(例えば銅層、チタン層、亜硝酸塩チタン層等)といった露出した金属が存在する場合、この露出した金属線または金属層は、プラズマによるウエハ端縁クリーニング処理の間、RF(高周波)アンテナとして機能し、プラズマシースから基板までのアークを引き付けることが判明した。次に、露出した金属線は、大電流アークをプラズマからデバイス領域108に導くための導電線として作用し、デバイスに電気的損傷を引き起こして、歩留まりが低下する。
プラズマ処理システムのアーク発生のメカニズムが完全に解明されていないため、理論に縛られたくはないが一要因は正にバイアスされる傾向があるプラズマシースと負にバイアスされる傾向がある基板との間の電位差であり得ると考えられる。アーク発生のための好適な状態は、露出した金属層(単一の金属層もしくは複数の金属層であり得る)もしくは金属導体の存在によって更に強化され、または、アークを生じさせる不必要なスパッタされた金属付着の存在によって引き起こされる現象であり得る。プラズマ処理の間のアーク発生は、デバイスに上述の電気的損傷を引き起こすだけでなくアーク発生は制御不能な事象であるため問題である。制御不能な事象はプラズマ処理の間、概して望ましくなく、なぜならそのパラメータが制御不能であって、思いがけない損傷となることが多いからである。
本発明は、一実施形態において、基板を処理するために構成されたプラズマ処理チャンバを有するプラズマ処理システムに関する。このプラズマ処理システムはRF(高周波)電源を備える。このプラズマ処理システムは更に、基板の処理の間、基板を支持するように構成された下部電極を備える。基板の処理の間、この下部電極は、プラズマ処理チャンバ内でプラズマを生成するためにRF電源から少なくとも一つのRF信号を受ける。このプラズマ処理システムは更に、基板上に配置される第1の環状接地電極を備える。このプラズマ処理システムは更に、基板の下に配置される第2の環状接地電極を備える。前記基板の周縁が前記第1の環状接地電極の少なくとも一部と前記第2の環状接地電極の少なくとも一部とを直接結んだ直線上に露出されるように、前記第1の環状接地電極と前記第2の環状接地電極が配置される。このプラズマ処理システムは更に、基板の少なくとも一部の上に配置されるプラズマシールドを含む。このプラズマシールドは、基板の処理の間このプラズマシールドと基板の一部との間の領域にプラズマが形成されるのを防ぐように構成されている。
上記の発明の概要は、本明細書において開示される発明の多くの実施形態の一つに過ぎず、本発明の請求の範囲を限定することを目的としない。本発明のこれらのまたは他の特徴は、発明の詳細な説明において添付の図面と共に更に詳細に記載されている。
添付の図面において本発明は例示目的で示されており、限定を目的とするものではなく、同じ符号は同じ要素を指している。
ウエハの例を示しており、例えば300mmのウエハであってもよい。 本発明の一実施例により、プラズマによるウエハ端縁クリーニングシステム(ウエハ端縁プラズマクリーニングシステム)の関連部分の簡略図を示している。 本発明の一実施例による、ウエハ端縁プラズマクリーニングシステムにおいてプラズマによるウエハ端縁クリーニング処理の間アーク発生を実質的に減少または除去するために用いることができる様々な技術を示している。
以下、本発明は添付の図面に記載された、いくつかの実施態様を参照して詳細に記載される。以下の記載において、本発明の十分な理解のために多くの具体的な詳細が記載されている。しかしながら、これらの具体的な詳細のいくつかまたは全てがなくても当業者であれば本発明を実施することができることは明らかであろう。それ以外の例では、本発明が不必要に不明瞭になることを避けるために、少なくとも周知の方法工程または周知の構成のいずれかは詳細に記載していない。
本発明の実施形態によると、上述したアーク発生の問題は、アーク発生を軽減するための一または複数のツールをプロセスエンジニアに提供することによって対処することができる。一実施例において、プラズマシールドは、ウエハの上方に設けられており、露出した金属粒子または金属層が存在する基板上の領域にプラズマが形成されることを防ぐためにウエハ端縁を越えて延びる。基板の水平上面の上方にプラズマシールドを形成し、ウエハ端縁を越えてこのプラズマシールドを延ばすことによって、本発明の実施形態は、少なくとも露出した金属層または金属粒子のいずれかを含まないウエハの露出した端縁領域上にのみプラズマエッチングが起こることを確実にする。このように、プラズマシースからウエハにかけてのアーク発生は実質的に排除され、結果的に基板上のデバイスに対してのアークに関わる損傷を実質的に排除する。
代わりに、またはこれに加えて炭素を含まないエッチングガスを用いることによって、別の実施形態では上述したアーク発生の問題が軽減されている。プラズマによるウエハ端縁クリーニング処理のためにプラズマを形成するために非炭素エッチング原料ガスを使用することによって、プラズマシースから基板にかけてのアークの形成を実質的に減少もしくは除去することが分かった。
他の実施形態では、プラズマシースから基板にかけてアーク発生を実質的に減少もしくは除去するために少なくともヘリウムまたは水素のいずれかをプラズマエッチング原料ガスに加えてもよい。代わりに、またはこれに加えて、少なくともヘリウムまたは水素のいずれかを加えてもよい。
別の実施形態では、ウエハ端縁領域でプラズマを発生させて維持するために徐々にプラズマにRF電源を供給してもよい。これは、階段関数としてRF電力を印加する先行技術とは対照的である。本発明の一実施形態において、プラズマシースから基板にかけてアークの形成を実質的に減少もしくは除去すると信じられている反射電力におけるスパイクを除去するために電力が徐々に増加される。RF電力の徐々の増加は、ウエハ端縁クリーニングプラズマ処理チャンバを制御するために用いられる自動プロセス制御コンピュータに一体化されるソフトウェアによって実行されることができる。ソフトウェアで制御されたRF電力の徐々の増加は、これまでの手法(例えば、少なくともウエハ端縁を超えてプラズマシールドを延ばしたり、非炭素エッチング原料ガスを使用したり、または、ヘリウムまたは水素を加えたりすることのいずれか)に替わるものとして、または加わるものとして実行することができる。
図2は、本発明の実施例における、プラズマによるウエハ端縁クリーニングシステム(ウエハ端縁プラズマクリーニングシステム)の関連部分の簡略図を示している。ウエハ端縁クリーニングシステム200において、基板204は、プラズマによるウエハ端縁クリーニングの間、チャック206上に配置される。チャック206は、一つまたは複数のRF信号を出力することができるRFバイアス電源210に接続されており、このRF信号は、プラズマによるウエハ端縁クリーニングのためにプラズマを発生させて維持するためのチャック206への単一周波数信号または多重周波数信号であってもよい。基板204は、この基板204の中心部に向かって配置されるデバイス領域212を備えている。同心のウエハ端縁領域214は基板204の周縁であって、デバイスはこのウエハ端縁領域214上には形成されない。
上述のように、デバイス領域212においてデバイスを形成するために用いられる様々なプラズマ処理工程の間、ポリマーや金属残渣といった物質の不必要な堆積物がウエハ端縁領域214の表面に付着し得、この不必要な付着が後続するプラズマ処理工程を汚染しないようにするためにクリーニングされる必要が生じ得る。適切な誘電物質から形成される従来の誘電性ボトムリング220はチャック206を取り囲んでいる。今まで記載してきた構成は、従来のものであって、容量結合プラズマ処理システムに精通している者には周知である。
プラズマによるウエハ端縁クリーニングを実行するために、接地プレートが、プラズマが形成されるべき領域に設けられる。図2の実施例において、アルミニウムといった適当な導体から形成することができる環状の接地板(環状接地板)230および環状の接地板(環状接地板)232が、プラズマ領域240の上下に配置される。図2から分かるように、これらの環状接地板230および232は、これらの環状接地板230および232の少なくとも一部を直接結んだ直線上に基板の周端縁262が露出するように配置される。
処理中、これらの環状接地板は、接地電極として機能する。よって、RFバイアス電源210によってRF電力がチャック206に供給され、適当なエッチング原料ガスがウエハ端縁プラズマクリーニングシステム200のチャンバに供給され、プラズマがプラズマ領域240において発生されて維持され、ウエハ端縁領域214をクリーニングする。一実施形態において、例えば、RFバイアス電源によって供給されるRF信号の周波数は、13.56メガヘルツである。
図2の構成において、水晶や酸化アルミニウム(Al)といった適当な誘電物質から形成されるプラズマシールド250は、基板204の水平面の上方に配置される。一実施例において、プラズマシールド250は、ウエハ端縁プラズマクリーニングシステムに適合する任意の適当な誘電物質から形成されることができる。更に、このプラズマシールド250は、その下面252と基板204の上面との間に、限られた(わずかな)間隙を形成する。好ましくは、符号260によって示されるこのわずかな間隙は、プラズマ領域240に形成されるプラズマのシースの厚みよりも少なく寸法決めされる。一実施例において、例えば、間隙260は約1mm未満でもよい。シースの厚さが任意の所与のプラズマに適応するように算出されるため、間隙260の厚みは所与のウエハ端縁プラズマクリーニングシステムの特性に依って変更することができる。
更に、プラズマシールド250は、基板204の周端縁262を超えて延びる。
すなわち、プラズマシールド250の外端縁264は、図2のXで表される所与の距離だけ基板204の周端縁262を越えて延びる。この超過して延びる寸法(超過延長寸法)Xは、露出した金属化端縁または残渣があり得る基板の204の領域にプラズマが存在することがないように十分に寸法決めされている。例えば、基板204の領域270に金属化端縁が存在する場合、プラズマシールドの外端縁264は、ウエハ端縁プラズマクリーニングの間プラズマが基板204の領域270を超えることがないように十分な超過延長寸法Xだけ基板204の外端縁262を超えて延びることが好ましい。一実施例において、超過延長寸法Xは約0.5mmである。但し、この超過延長寸法Xは、実行される特定のウエハ端縁プラズマクリーニングに依って変更し得る。しかしながら、超過延長寸法Xは、本発明の実施形態によると少なくとも0である。よって、誘電プラズマシールドの超過延長は、ウエハの金属化領域をマスキングし、これにより物理的なプラズマシールドによってマスクキングされる領域においてプラズマが形成されないようにする。
一実施例において、基板204の裏側をクリーニングするために、接地板232(基板204の下方に配置される)を、基板204の上方に配置される接地板230からオフセットすることができる。このように、形成されるプラズマは、ウエハ端縁領域214に対して非対称となり、基板204の表側と比較して基板204の裏側上のより大きな領域をクリーニングすることができる。更に明確にするために、下部接地板232は、基板の下面縁部の少なくとも一部が下部接地板232と重なる(オーバーラップする)ように、基板204の中心に向かって更に延びている。
一実施例において、基板の表側に沿って計測した場合に基板204の周端縁262から2mmであってかつ基板の裏側に沿って計測した場合に基板204の周端縁262から5mmのウエハ端縁の領域をクリーニングすることが望ましい。
上記のように、炭素を含まないフッ素化された化学作用を用いることによって、ウエハ端縁プラズマクリーニングチャンバにおけるアーク発生を実質的に減少または除去する。よって、代わりに、またはこれに加えて、ウエハ端縁プラズマクリーニングの間、アーク発生を更に減少するかまたは除去するために、炭素を含まないフッ素化プラズマエッチング原料ガスをウエハ端縁プラズマクリーニングシステム200に供給してもよい。あるいはもしくは加えて、ウエハ端縁プラズマクリーニングシステム200のプラズマ領域240においてプラズマを生成するために用いられるプラズマエッチング原料ガスは、アーク発生を更に減少するかまたは実質的に除去するために少なくともヘリウムまたは水素のいずれかを含んでいてもよい。
あるいはもしくは加えて、プラズマ領域240においてプラズマを発生させるかまたはこれを維持するためにRF電力が徐々に供給されるように、RFバイアス電源210によってチャック206に供給される電力を増加するように、ウエハ端部プラズマクリーニングシステム200を制御する自動プロセス制御コンピュータをプログラムすることができる。ウエハ端縁プラズマクリーニングシステム200のためのRF電力を徐々に増加することによって、少なくともインピーダンスまたはプラズマ電位のいずれかの急変化が減少され、よってウエハ端縁クプラズマクリーニングシステム200におけるアーク発生を実質的に減少または除去する。更に、少なくとも炭素を含まないフッ素化エッチング原料ガスまたはこのエッチング原料ガスのいずれかに、少なくともヘリウムまたは水素のいずれかを用いること、ならびに、基板204の上方に超過延長したプラズマシールド(超過延長プラズマシールド)を設けないウエハ端縁プラズマクリーニングシステムにおいて、ソフトウェアで制御して徐々にRF電力を増加させることも、またはそうしないことも可能である。すなわち、本明細書において記載される4つの技術(基板を超えてプラズマシールドを超過して延ばすこと、炭素を含まないフッ素化プラズマエッチング原料ガスを用いること、少なくともヘリウムまたは水素のいずれかをプラズマエッチング原料ガスに加えること、ソフトウェア制御された徐々のRF電力増加)は、互いに組み合わせて実行することができる。
図3は、本発明の一実施例による、ウエハ端縁プラズマクリーニングシステムにおいてウエハ端縁プラズマクリーニング処理の間、アーク発生を実質的に減少または除去するために用いることができる様々な技術を示している。図3の複数の工程は、適当に組み合わせて付加的にまたは択一的に実行することを意図している。一実施形態において、図3の複数の工程は任意の順で実行されることができる。
工程302において、ウエハ端縁プラズマクリーニングを実行するために形成されたプラズマが露出した金属化領域を超えないように、プラズマシールドが基板を超えて延びるように設けられる。この工程では、少なくともプラズマシースから露出した金属化領域または基板のデバイス形成領域に及ぶアーク発生のいずれかを実質的に減少または除去するように、物理的なプラズマシールドの下縁と基板の上面との間の間隙ならびにプラズマシールドの超過延長寸法が構成される。
工程304において、エッチング原料ガスは、炭素を含まないフッ素化エッチング原料ガスである。例えば、ウエハ端縁領域のポリマー除去のために、少なくともSFまたはNFのいずれかといったプラズマエッチング原料ガスを使用することができる。工程306において、少なくともヘリウムまたは水素のいずれかを、エッチング原料ガスに加えることができる。一実施例において、ヘリウムは、エッチング原料ガスフロー全体の少なくとも10%であることが好ましい。一実施例において、水素は、エッチングガス全体の任意の割合であってよい。
工程308において、ウエハ端縁プラズマクリーニングのために使用されるプラズマを少なくとも発生または維持するいずれかのために供給されるRF電源は、ソフトウェア制御プロセスを用いて徐々に増加される。上述のように、このソフトウェア制御は、ウエハ端縁プラズマクリーニングシステムを制御するために用いられる自動プロセス制御コンピュータに一体化されることができる。
ウエハ端縁プラズマクリーニング処理の一例において、ウエハ端縁容量結合プラズマクリーニングシステムにおいて300mmのウエハが処理される。20sccm(立方センチメートル毎秒(Standard Cubic Centimeter per Minute))のCFおよび200sccmのCOが、主なウエハ端縁エッチング原料ガスとして用いられる。
この実施例において、ウエハ端縁プラズマクリーニングシステムが超過延長プラズマシールドを用いるため、基板上のデバイスがアークに関わる損傷のリスクを負うことなしに炭素を含むエッチング原料ガスを用いることさえも可能である。この実施例は、超過延長プラズマシールドの使用に加えてまたはこれに替えて炭素を含まないフッ素化エッチング原料ガスを使用することができることを例示する。
ウエハ端縁プラズマクリーニングの実施例において、ウエハ端縁プラズマクリーニングチャンバ内の圧力が約1.5トールに維持され、かつRFバイアス電力(バイアスパワー)は約13.56メガヘルツのRF周波数を伴う約700ワットである。約100sccmのヘリウムまたは水素混合体がエッチング原料ガスに更に加えられる(流量中、水素はヘリウムまたは水素混合体の4%)。超過延長シールドが基板表面から約1mmの位置に配置されてかつ基板外端縁を超えて超過延長寸法が約0.5mmのときに、アークに関わる損傷が端縁には見られないことが分かった。
上述の記載から分かるように、本発明の実施形態は、当業者がウエハ端縁プラズマクリーニングの間、アークに関わる損傷の問題に対処することができるように一もしくは複数のツールまたは制御ノブを設ける。本明細書において記載される一または複数の技術を使用することによって、半導体デバイス製造業者は、プラズマ処理工程の間に、露出した金属化部分があるときでも基板上のデバイスに損傷のリスクを与えることなくウエハ端縁プラズマ助長クリーニングを効果的に実行することができる。
本発明はいくつかの好ましい実施態様に関して記載されてきたが、変更、置換および均等物があり、これらは本発明の範囲内である。また、便宜上本願に含まれる発明の名称および要約ならびに要約書は、請求の範囲を解釈するために使用されるべきではない。また、本発明の方法および装置を実施する多くの代替的な方法および装置があることも留意すべきである。様々な実施例が本明細書において記載されたが、これらの実施例は例示の目的であって、本発明を限定するものではない。従って、添付の請求の範囲は、係る全ての変更、置換および均等物を含み、これらは本発明の真の精神および範囲に含まれると解されるべきである。

Claims (21)

  1. 基板を処理するために構成されたプラズマ処理チャンバを有するプラズマ処理システムであって、
    RF電源と、
    前記処理の間に前記基板を支持するように構成された下部電極であって、前記処理の間に前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生成するために前記RF電源から少なくとも一つのRF信号を受ける下部電極と、
    前記基板上に配置される第1の環状接地電極と、
    前記基板の下に配置される第2の環状接地電極と、
    前記基板の周縁が、前記第1の環状接地電極と前記第2の環状接地電極との間のプラズマが形成される領域に露出されるように、前記第1の環状接地電極と前記第2の環状接地電極が配置されるとともに、
    前記基板の少なくとも一部の上に配置されるプラズマシールドであって、前記処理の間このプラズマシールドと前記基板の前記一部との間の領域に前記プラズマが形成されるのを防ぐように構成されたプラズマシールドと、を含み
    前記プラズマシールドが、前記処理の間、前記基板の周縁を越えて延びる円形構造であることを特徴とするプラズマ処理システム。
  2. 前記第2の環状接地電極は、前記基板の下面の周縁部の少なくとも一部が前記第2の環状接地電極に重なるように、前記第1の環状接地電極に対して前記基板の中央に向かって更に延びていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理システム。
  3. 前記下部電極に供給されるRFバイアス電力を増加する手段を更に含むことを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理システム。
  4. 前記プラズマシールドが、前記処理の間、前記プラズマのシースの厚みより少ない間隙によって前記基板の上面から分離されるように構成されることを特徴とする請求項1のプラズマ処理システム。
  5. 前記プラズマシールドは、前記基板の表面上の露出した金属化部分が前記プラズマに露出されることを防ぐために選択された超過延長寸法だけ、前記周縁を超えて延びていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理システム。
  6. 前記RF信号が、13.56MHzの周波数を有することを特徴とする請求項1のプラズマ処理システム。
  7. プラズマ処理チャンバにおいて基板を処理する方法であって、
    前記基板が前記処理の間、チャックを構成する下部電極に配置されており、
    前記基板上に配置される第1の環状接地電極が設けられ
    前記基板の下に配置される第2の環状接地電極が設けられ
    前記基板の周縁が、前記第1の環状接地電極と前記第2の環状接地電極との間のプラズマが形成される領域に露出されるように、前記第1の環状接地電極と前記第2の環状接地電極が配置され、
    前記基板の少なくとも一部の上に配置されたプラズマシールドであって、前記処理の間
    このプラズマシールドと前記基板の前記一部との間の領域に前記プラズマが形成されるの
    を防ぐように構成されたプラズマシールドが提供され、
    当該プラズマシールドが、前記処理の間、前記基板の周縁を越えて延びる円形構造である状態で、
    前記第1の環状接地電極と前記第2の環状接地電極との間にプラズマを生成し、これに
    より前記基板の周端縁の少なくとも一部を処理する工程を含む方法。
  8. 前記第2の環状接地電極は、前記基板の下面の周縁の少なくとも一部が前記第2の環状接地電極に重なるように前記第1の環状接地電極に対して前記基板の中央に向かって更に延びていることを特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 前記プラズマの前記生成する工程を行う間、前記下部電極に供給されるRFバイアス電力を増加する工程を含むこと特徴とする請求項7に記載の方法。
  10. 前記プラズマシールドが、前記処理の間、前記プラズマのシースの厚みより少ない間隙によって前記基板の上面から分離されるように構成される請求項7の方法。
  11. 前記プラズマシールドが、前記基板の表面上の露出した金属化部分が前記プラズマに露出されることを防ぐために選択された超過延長寸法だけ、前記周縁を超えて延びていることを特徴とする請求項7に記載の方法。
  12. 前記RF信号が、13.56MHzの周波数を有することを特徴とする請求項7の方法。
  13. 前記プラズマが、炭素を使用しない処理ガスから生成されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
  14. 前記処理ガスが更に、フッ素化ガスであることを特徴とする請求項13に記載の方法。
  15. 前記プラズマが、水素とヘリウムの少なくとも一つを含む処理ガスから生成されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
  16. 基板を処理するために構成されたプラズマ処理チャンバを有するプラズマ処理システムであって、
    RF電源と、
    前記処理の間に前記基板を支持するように構成された下部電極であって、前記処理の間に前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを生成するために前記RF電源から少なくとも一つのRF信号を受ける下部電極と、
    少なくとも一つの第1の環状接地電極および第2の環状接地電極を有する基板端縁プラズマ発生機構であって、前記第1の環状接地電極が前記基板上に配置されており、前記第1の環状接地電極が前記基板に重なっておらず、前記第2の環状接地電極が前記基板の下に配置されており、前記基板の周縁が、前記第1の環状接地電極と前記第2の環状接地電極との間のプラズマが形成される領域に露出されるように、前記第1の環状接地電極と前記第2の環状接地電極が配置される、基板端縁プラズマ発生機構と
    前記基板の少なくとも一部の上に配置されたプラズマシールド手段であって、前記処理の間に露出された金属化領域にアークを発生させるようにプラズマが前記基板上の前記露出された金属化領域の近くに形成されることを防ぐように構成された、プラズマシールド手段と、
    を含むことを特徴とするプラズマ処理システム。
  17. 前記第2の環状接地電極は、前記基板の下面の周縁の少なくとも一部が前記第2の環状接地電極に重なるように、前記第1の環状接地電極に対して相対的に前記基板の中央に向かって更に延びていることを特徴とする請求項16に記載のプラズマ処理システム。
  18. 前記下部電極に供給されるRFバイアス電力を増加する手段を更に含むことを特徴とする請求項16に記載のプラズマ処理システム。
  19. 前記プラズマシールド手段が、前記処理の間、前記プラズマのシースの厚みより少ない間隙によって前記基板の上面から分離されるように構成される請求項16のプラズマ処理システム。
  20. 前記プラズマシールド手段が、前記処理の間、前記基板の周縁を越えて延びる円形構造であることを特徴とする請求項16に記載のプラズマ処理システム。
  21. 前記RF信号が、13.56MHzの周波数を有することを特徴とする請求項16のプラズマ処理システム。
JP2009544173A 2006-12-29 2007-12-14 ウエハ端部の処理方法及び処理装置 Active JP5175302B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/618,572 US20080156772A1 (en) 2006-12-29 2006-12-29 Method and apparatus for wafer edge processing
US11/618,572 2006-12-29
PCT/US2007/087673 WO2008082923A2 (en) 2006-12-29 2007-12-14 Methods and apparatus for wafer edge processing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010515264A JP2010515264A (ja) 2010-05-06
JP5175302B2 true JP5175302B2 (ja) 2013-04-03

Family

ID=39582391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009544173A Active JP5175302B2 (ja) 2006-12-29 2007-12-14 ウエハ端部の処理方法及び処理装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20080156772A1 (ja)
JP (1) JP5175302B2 (ja)
KR (1) KR101472149B1 (ja)
CN (1) CN101584031B (ja)
TW (1) TWI455201B (ja)
WO (1) WO2008082923A2 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7943007B2 (en) 2007-01-26 2011-05-17 Lam Research Corporation Configurable bevel etcher
US8398778B2 (en) 2007-01-26 2013-03-19 Lam Research Corporation Control of bevel etch film profile using plasma exclusion zone rings larger than the wafer diameter
US20080179007A1 (en) * 2007-01-30 2008-07-31 Collins Kenneth S Reactor for wafer backside polymer removal using plasma products in a lower process zone and purge gases in an upper process zone
US7967996B2 (en) * 2007-01-30 2011-06-28 Applied Materials, Inc. Process for wafer backside polymer removal and wafer front side photoresist removal
US8257503B2 (en) * 2008-05-02 2012-09-04 Lam Research Corporation Method and apparatus for detecting plasma unconfinement
US8323523B2 (en) 2008-12-17 2012-12-04 Lam Research Corporation High pressure bevel etch process
US8262923B2 (en) * 2008-12-17 2012-09-11 Lam Research Corporation High pressure bevel etch process
JP5304255B2 (ja) * 2009-01-13 2013-10-02 住友電気工業株式会社 炭化ケイ素基板、エピタキシャルウエハおよび炭化ケイ素基板の製造方法
US8501283B2 (en) * 2010-10-19 2013-08-06 Lam Research Corporation Methods for depositing bevel protective film
US9232626B2 (en) 2013-11-04 2016-01-05 Kla-Tencor Corporation Wafer grounding using localized plasma source
CN107803071B (zh) * 2016-09-09 2020-01-17 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种排气系统及防止尘粒回流的装置及方法
CN112981372B (zh) * 2019-12-12 2024-02-13 Asm Ip私人控股有限公司 衬底支撑板、包括它的衬底处理设备以及衬底处理方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0770509B2 (ja) * 1982-10-08 1995-07-31 株式会社日立製作所 ドライプロセス装置
US5089083A (en) * 1989-04-25 1992-02-18 Tokyo Electron Limited Plasma etching method
JP2888258B2 (ja) * 1990-11-30 1999-05-10 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JPH0521393A (ja) * 1991-07-11 1993-01-29 Sony Corp プラズマ処理装置
JP2956494B2 (ja) * 1994-10-26 1999-10-04 住友金属工業株式会社 プラズマ処理装置
JP3521587B2 (ja) * 1995-02-07 2004-04-19 セイコーエプソン株式会社 基板周縁の不要物除去方法及び装置並びにそれを用いた塗布方法
TW418461B (en) * 1997-03-07 2001-01-11 Tokyo Electron Ltd Plasma etching device
US6136211A (en) * 1997-11-12 2000-10-24 Applied Materials, Inc. Self-cleaning etch process
JP2001044147A (ja) * 1999-08-04 2001-02-16 Mitsubishi Materials Silicon Corp 半導体ウェーハの面取り面の形成方法
EP1214459B1 (en) * 1999-08-17 2009-01-07 Tokyo Electron Limited Pulsed plasma processing method and apparatus
US6770166B1 (en) * 2001-06-29 2004-08-03 Lam Research Corp. Apparatus and method for radio frequency de-coupling and bias voltage control in a plasma reactor
KR100442194B1 (ko) * 2002-03-04 2004-07-30 주식회사 씨싸이언스 웨이퍼 건식 식각용 전극
US6837967B1 (en) * 2002-11-06 2005-01-04 Lsi Logic Corporation Method and apparatus for cleaning deposited films from the edge of a wafer
US20040118344A1 (en) * 2002-12-20 2004-06-24 Lam Research Corporation System and method for controlling plasma with an adjustable coupling to ground circuit
AU2003284723A1 (en) * 2003-05-12 2004-11-26 Sosul Co., Ltd. Plasma etching chamber and plasma etching system using same
KR100585089B1 (ko) * 2003-05-27 2006-05-30 삼성전자주식회사 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 플라즈마 처리장치,플라즈마 처리장치용 절연판, 플라즈마 처리장치용하부전극, 웨이퍼 가장자리의 플라즈마 처리방법 및반도체소자의 제조방법
JP4502198B2 (ja) * 2004-10-21 2010-07-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 エッチング装置およびエッチング方法
US20060278339A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-14 Lam Research Corporation, A Delaware Corporation Etch rate uniformity using the independent movement of electrode pieces
US7729457B2 (en) * 2005-07-25 2010-06-01 Mstar Semiconductor, Inc. Method of weak signal acquisition and associated apparatus
US8475624B2 (en) * 2005-09-27 2013-07-02 Lam Research Corporation Method and system for distributing gas for a bevel edge etcher
KR100709589B1 (ko) * 2005-11-14 2007-04-20 (주)소슬 웨이퍼를 용이하게 탈착시킬 수 있는 엠보싱 척
US9184043B2 (en) * 2006-05-24 2015-11-10 Lam Research Corporation Edge electrodes with dielectric covers
US7740736B2 (en) * 2006-06-08 2010-06-22 Lam Research Corporation Methods and apparatus for preventing plasma un-confinement events in a plasma processing chamber
KR101346081B1 (ko) * 2006-06-20 2013-12-31 참엔지니어링(주) 플라스마 에칭 챔버

Also Published As

Publication number Publication date
CN101584031A (zh) 2009-11-18
US20080156772A1 (en) 2008-07-03
WO2008082923A3 (en) 2008-11-27
JP2010515264A (ja) 2010-05-06
TW200842969A (en) 2008-11-01
TWI455201B (zh) 2014-10-01
KR101472149B1 (ko) 2014-12-12
WO2008082923A2 (en) 2008-07-10
KR20090106490A (ko) 2009-10-09
CN101584031B (zh) 2012-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5175302B2 (ja) ウエハ端部の処理方法及び処理装置
JP5731587B2 (ja) プラズマ処理チャンバ
KR101342319B1 (ko) 플라즈마 에칭 챔버를 위한 통합된 용량성 전원과 유도성 전원
KR101265827B1 (ko) 웨이퍼의 베벨 에지 및 이면상의 필름들을 제거하는 장치및 방법들
EP1509942B1 (en) Apparatus and methods for minimizing arcing in a plasma processing chamber
JP4975113B2 (ja) 誘電体カバーを伴うエッジ電極
KR101336479B1 (ko) 플라즈마 프로세싱 챔버의 선택적 프리-코트를 위한 방법 및 장치
JP5518174B2 (ja) プラズマを生成する方法又はプラズマチャンバの操作方法
KR100240534B1 (ko) 유도성 및 용량성 커플링이 조합된 고밀도 플라즈마 cvd 반응로 작동방법
TWI415186B (zh) 自基材移除氟化聚合物的設備與方法
US7771607B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
TWI611457B (zh) 電漿處理設備、其清洗系統以及控制方法
US6518190B1 (en) Plasma reactor with dry clean apparatus and method
CN114695046A (zh) 一种等离子体处理装置和处理方法
JPH06120140A (ja) 半導体製造方法および装置
KR20060135714A (ko) 기판처리 장치 및 반도체 장치의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120816

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120821

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121211

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130104

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5175302

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250