JP5975128B2 - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents

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JP5975128B2 JP2015040348A JP2015040348A JP5975128B2 JP 5975128 B2 JP5975128 B2 JP 5975128B2 JP 2015040348 A JP2015040348 A JP 2015040348A JP 2015040348 A JP2015040348 A JP 2015040348A JP 5975128 B2 JP5975128 B2 JP 5975128B2
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本発明は、処理ガスをプラズマ化して基板にエッチングを行うエッチング方法、エッチング装置及び前記エッチング方法に用いるリング部材に関する。   The present invention relates to an etching method, an etching apparatus, and a ring member used in the etching method for etching a substrate by converting a processing gas into plasma.

半導体装置の多層配線構造を形成する工程において、例えばSi(シリコン)からなる半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)上に形成された各種の膜に、溝やビアホールからなるダマシン構造の凹部を形成するプラズマエッチング処理を行う場合がある。   In a process of forming a multilayer wiring structure of a semiconductor device, a damascene recess including grooves and via holes is formed in various films formed on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) made of, for example, Si (silicon). Plasma etching may be performed.

上記のプラズマエッチング処理を行う装置は、前記ウエハを載置する載置台と、当該載置台に載置されたウエハの外周に設けられたフォーカスリングと、を備えている。このフォーカスリングは、前記ウエハ表面上でプラズマを均一性高く分布させるために設けられるものである。そして、そのようにプラズマ分布の高い均一性を得るためには、当該フォーカスリングの電気伝導率などの電気的特性が、ウエハの電気伝導率などの電気的特性に近似するように構成することが有効であると考えられていた。従って、前記フォーカスリングは、前記ウエハを構成する材質と同じSiにより均一に構成される場合があった。   The apparatus for performing the plasma etching process includes a mounting table on which the wafer is mounted, and a focus ring provided on the outer periphery of the wafer mounted on the mounting table. This focus ring is provided in order to distribute plasma with high uniformity on the wafer surface. In order to obtain such a high uniformity of plasma distribution, it is possible to configure the electrical characteristics such as the electrical conductivity of the focus ring to approximate the electrical characteristics such as the electrical conductivity of the wafer. It was considered effective. Therefore, the focus ring may be uniformly composed of the same Si as the material constituting the wafer.

ところで、前記ウエハ表面に露出する被エッチング膜の材質としては様々である。そして、この被エッチング膜を構成する材質と、フォーカスリングを構成する材質とが異なる場合、材質毎にプラズマの活性種の反応度が異なるため、ウエハとフォーカスリングとの境界付近では、ウエハの径方向内側に対してプラズマに含まれる活性種の分布が不均一になる。その結果として、ウエハの外縁部におけるエッチングレートが、ウエハの中央部におけるエッチングレートに対して増大したり、減少してしまうことを本発明者は突き止めた。   By the way, there are various materials for the etching target film exposed on the wafer surface. If the material constituting the film to be etched is different from the material constituting the focus ring, the reactivity of the active species of the plasma differs depending on the material, so that the diameter of the wafer is near the boundary between the wafer and the focus ring. The distribution of the active species contained in the plasma becomes uneven with respect to the inner side in the direction. As a result, the present inventor has found that the etching rate at the outer edge portion of the wafer increases or decreases with respect to the etching rate at the central portion of the wafer.

特許文献1及び2においてはフォーカスリングを備えたプラズマエッチング装置について記載されているが、上記の問題について解決する手段については記載されていない。   Patent Documents 1 and 2 describe a plasma etching apparatus provided with a focus ring, but do not describe means for solving the above problems.

特開2006−140423JP2006-140423 特開2008−78208JP 2008-78208 A

本発明は、上述の事情に基づいてなされたものであり、その課題は、処理ガスをプラズマ化して基板上の被エッチング膜をドライエッチングするにあたり、基板に対して均一性高くエッチング処理を行うことができる技術を提供することである。   The present invention has been made on the basis of the above-mentioned circumstances, and the problem is to perform etching processing with high uniformity on the substrate when the etching gas on the substrate is dry-etched by converting the processing gas into plasma. Is to provide technology that can

本発明の基板処理装置は、基板上の被エッチング膜を真空雰囲気にてドライエッチングする基板処理装置において、
第1の処理容器を備えるエッチングモジュールと、
第2の処理容器を備える成膜モジュールと、
前記第1の処理容器と前記第2の処理容器との間に介在すると共に前記第1の処理容器及び第2の処理容器に対して区画される搬送室と、
を備え、
前記エッチングモジュールは、
前記第1の処理容器内にて前記基板を載置する第1の載置台と、前記第1の処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記処理ガスをプラズマ化して前記基板上の被エッチング膜をエッチングするためのプラズマ形成部と、前記エッチングを行うために第1の処理容器内を真空引きして真空雰囲気を形成するための第1の排気路と、を備え、
前記基板処理装置は、
前記エッチングモジュールと前記成膜モジュールとの間で搬送され、前記第1の載置台上の前記基板を囲むように当該第1の載置台に配置されるリング部材を備え、
前記成膜モジュールは、
前記第2の処理容器内にて前記リング部材を載置する第2の載置台と、前記エッチングモジュールでのエッチング時に、前記基板と前記リング部材との境界付近と前記基板の中央部側とで前記プラズマにより生成した活性種の分布の偏りを抑え、前記基板の面内において均一性の高いエッチング処理を行うために、前記被エッチング膜をエッチングするときの前記リング部材の表面が前記被エッチング膜の主成分と同じ主成分からなる材質となるように、前記リング部材の表面に成膜ガスを供給して成膜する成膜機構と、前記成膜ガスによる成膜を行うために第2の処理容器内を真空引きして真空雰囲気を形成するための第2の排気路と、
を備え、
前記搬送室は、
前記第1の処理容器と前記第2の処理容器との間で前記リング部材を搬送し、且つ当該搬送室から前記第1の処理容器に基板を搬入する搬送機構を備え、
前記成膜モジュールにおいて前記リング部材に前記成膜ガスを供給して成膜する成膜ステップと、前記搬送機構によって前記成膜ガスにより成膜された前記リング部材を前記第2の処理容器から前記第1の処理容器に搬送して前記第1の載置台上に配置するステップと、前記第1の処理容器内に前記基板を搬入して前記第1の載置台に載置するステップと、前記第1の処理容器内に前記処理ガスを導入して当該処理ガスをプラズマ化し、前記処理ガスのプラズマにより前記被エッチング膜をエッチングするステップと、を実行するように制御信号の出力を行う制御部が設けられることを特徴とする
The substrate processing apparatus of the present invention is a substrate processing apparatus for dry etching a film to be etched on a substrate in a vacuum atmosphere.
An etching module comprising a first processing vessel;
A film forming module including a second processing container;
A transfer chamber interposed between the first processing container and the second processing container and partitioned with respect to the first processing container and the second processing container;
With
The etching module is
A first stage on which the substrate is placed in the first processing container; a processing gas supply unit for supplying a processing gas into the first processing container; A plasma forming portion for etching the film to be etched, and a first exhaust path for evacuating the first processing container to form a vacuum atmosphere for performing the etching,
The substrate processing apparatus includes:
A ring member that is transported between the etching module and the film forming module and disposed on the first mounting table so as to surround the substrate on the first mounting table;
The film forming module includes:
A second mounting table on which the ring member is mounted in the second processing container; and at the time of etching in the etching module, the vicinity of the boundary between the substrate and the ring member and the central portion side of the substrate. In order to suppress uneven distribution of active species generated by the plasma and perform etching processing with high uniformity in the plane of the substrate, the surface of the ring member when etching the film to be etched is the film to be etched. A film forming mechanism for forming a film by supplying a film forming gas to the surface of the ring member so that the material is made of the same main component as the main component, and a second structure for performing film forming with the film forming gas. A second exhaust path for evacuating the processing container to form a vacuum atmosphere;
With
The transfer chamber is
A transport mechanism for transporting the ring member between the first processing container and the second processing container, and transporting the substrate from the transport chamber to the first processing container;
A film forming step of supplying the film forming gas to the ring member in the film forming module to form a film, and the ring member formed with the film forming gas by the transport mechanism from the second processing container. Transferring to the first processing container and placing on the first mounting table; loading the substrate into the first processing container and placing the substrate on the first mounting table; A control unit that outputs a control signal so as to perform the steps of introducing the processing gas into the first processing container, converting the processing gas into plasma, and etching the film to be etched with plasma of the processing gas Is provided

本発明の基板処理方法は、基板上の被エッチング膜を真空雰囲気にてドライエッチングする基板処理装置であって、
第1の処理容器を備えるエッチングモジュールと、
第2の処理容器を備える成膜モジュールと、
前記第1の処理容器と前記第2の処理容器との間に介在すると共に前記第1の処理容器及び第2の処理容器に対して区画される搬送室と、
を備え、
前記エッチングモジュールは、
前記第1の処理容器内にて前記基板を載置する第1の載置台と、前記第1の処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記処理ガスをプラズマ化して前記基板上の被エッチング膜をエッチングするためのプラズマ形成部と、前記エッチングを行うために第1の処理容器内を真空引きして真空雰囲気を形成するための第1の排気路と、を備え、
前記基板処理装置は、
前記エッチングモジュールと前記成膜モジュールとの間で搬送され、前記第1の載置台上の前記基板を囲むように当該第1の載置台に配置されるリング部材を備え、
前記成膜モジュールは、
前記第2の処理容器内にて前記リング部材を載置する第2の載置台と、前記エッチングモジュールでのエッチング時に、前記基板と前記リング部材との境界付近と前記基板の中央部側とで前記プラズマにより生成した活性種の分布の偏りを抑え、前記基板の面内において均一性の高いエッチング処理を行うために、前記被エッチング膜をエッチングするときの前記リング部材の表面が前記被エッチング膜の主成分と同じ主成分からなる材質となるように、前記リング部材の表面に成膜ガスを供給して成膜する成膜機構と、前記成膜ガスによる成膜を行うために第2の処理容器内を真空引きして真空雰囲気を形成するための第2の排気路と、
を備え、
前記搬送室は、
前記第1の処理容器と前記第2の処理容器との間で前記リング部材を搬送し、且つ当該搬送室から前記第1の処理容器に基板を搬入する搬送機構を備える基板処理装置を用いた基板処理方法において、
前記第2の処理容器内を前記第2の排気路を介して真空引きし、前記成膜モジュールにおいて前記リング部材に前記成膜ガスを供給して成膜する工程と、
前記搬送機構によって前記成膜ガスにより成膜された前記リング部材を前記第2の処理容器から前記第1の処理容器に搬送して前記第1の載置台上に配置する工程と、
前記第1の処理容器内に前記基板を搬入して前記第1の載置台に載置する工程と、
前記第1の処理容器内を前記第1の排気路を介して真空引きし、前記第1の処理容器内に前記処理ガスを導入して当該処理ガスをプラズマ化し、前記処理ガスのプラズマにより前記被エッチング膜をエッチングする工程と、
を備えることを特徴とする。
The substrate processing method of the present invention is a substrate processing apparatus for dry etching a film to be etched on a substrate in a vacuum atmosphere ,
An etching module comprising a first processing vessel;
A film forming module including a second processing container;
A transfer chamber interposed between the first processing container and the second processing container and partitioned with respect to the first processing container and the second processing container;
With
The etching module is
A first stage on which the substrate is placed in the first processing container; a processing gas supply unit for supplying a processing gas into the first processing container; A plasma forming portion for etching the film to be etched, and a first exhaust path for evacuating the first processing container to form a vacuum atmosphere for performing the etching,
The substrate processing apparatus includes:
A ring member that is transported between the etching module and the film forming module and disposed on the first mounting table so as to surround the substrate on the first mounting table;
The film forming module includes:
A second mounting table on which the ring member is mounted in the second processing container; and at the time of etching in the etching module, the vicinity of the boundary between the substrate and the ring member and the central portion side of the substrate. In order to suppress uneven distribution of active species generated by the plasma and perform etching processing with high uniformity in the plane of the substrate, the surface of the ring member when etching the film to be etched is the film to be etched. A film forming mechanism for forming a film by supplying a film forming gas to the surface of the ring member so that the material is made of the same main component as the main component, and a second structure for performing film forming with the film forming gas. A second exhaust path for evacuating the processing container to form a vacuum atmosphere;
With
The transfer chamber is
A substrate processing apparatus including a transport mechanism for transporting the ring member between the first processing container and the second processing container and transporting the substrate from the transport chamber to the first processing container is used. In the substrate processing method ,
Evacuating the inside of the second processing container via the second exhaust passage, and supplying the film forming gas to the ring member in the film forming module to form a film;
Transporting the ring member deposited with the deposition gas by the transport mechanism from the second processing container to the first processing container and placing the ring member on the first mounting table;
Carrying the substrate into the first processing container and placing the substrate on the first mounting table;
Said first processing chamber is evacuated through the first exhaust passage, by introducing the process gas into the first processing chamber into plasma the process gas, wherein the plasma of the process gas Etching the film to be etched;
It is characterized by providing.

本発明によれば、基板を囲むためのリング部材に成膜ガスを供給し、リング部材の表面の主成分を基板の被エッチング膜の主成分と同じ材質としてから、処理ガスをプラズマ化して当該基板の被エッチング膜をエッチングしている。それによって、基板の中央部と基板の外縁部との間におけるプラズマの活性種の分布の偏りが抑えられ、基板に対して均一性高くエッチング処理を行うことができる。

According to the present invention, by supplying a deposition gas to the ring member for enclosing the substrate, the main component of the surface of the ring member from the same material as the main component of the film to be etched of the substrate, the process gas into plasma the The film to be etched on the substrate is etched. Accordingly, the uneven distribution of the active species of plasma between the center portion of the substrate and the outer edge portion of the substrate can be suppressed, and the substrate can be etched with high uniformity.

本発明に係るプラズマエッチング装置の縦断側面図である。It is a vertical side view of the plasma etching apparatus according to the present invention. 前記プラズマエッチング装置でエッチングされるウエハ表面の縦断側面図である。It is a vertical side view of the wafer surface etched by the plasma etching apparatus. 前記プラズマエッチング装置での処理手順を示す工程図である。It is process drawing which shows the process sequence in the said plasma etching apparatus. 前記プラズマエッチング装置での処理手順を示す工程図である。It is process drawing which shows the process sequence in the said plasma etching apparatus. ウエハW及びフォーカスリングがエッチングされる様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the wafer W and a focus ring are etched. 本発明に係る半導体製造装置の平面図である。1 is a plan view of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention. 前記半導体製造装置に設けられる載置台の縦断側面図である。It is a vertical side view of the mounting base provided in the said semiconductor manufacturing apparatus. 前記載置台と搬送手段との間でウエハが受け渡される様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that a wafer is delivered between the said mounting base and a conveyance means. 前記半導体製造装置に設けられるフォーカスリング待機モジュールの縦断側面図である。It is a vertical side view of the focus ring standby module provided in the semiconductor manufacturing apparatus. フォーカスリングの他の構成例を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the other structural example of a focus ring. シミュレーションの結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result of simulation. シミュレーションの結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result of simulation. シミュレーションの結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result of simulation. シミュレーションの結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result of simulation.

(第1の実施形態)
本発明に係るプラズマエッチング装置1について以下に説明する。このプラズマエッチング装置1は、マグネトロン方式の反応性イオンエッチング装置である。図中1は例えばアルミニウムなどの導電性部材からなる気密な処理容器であり、この処理容器10は接地されている。また当該処理容器10には、エッチングを行うための処理ガスを導入するためのガス供給部であるガスシャワーヘッドを兼ねた上部電極2と下部電極を兼ねた載置台3とが互いに対向するようにして設けられている。載置台3には基板であり、シリコンからなるウエハWが載置される。
(First embodiment)
The plasma etching apparatus 1 according to the present invention will be described below. The plasma etching apparatus 1 is a magnetron type reactive ion etching apparatus. In the figure, reference numeral 1 denotes an airtight processing container made of a conductive member such as aluminum, and the processing container 10 is grounded. Further, in the processing vessel 10, an upper electrode 2 that also serves as a gas shower head, which is a gas supply unit for introducing a processing gas for performing etching, and a mounting table 3 that also serves as a lower electrode are opposed to each other. Is provided. A wafer W made of silicon, which is a substrate, is placed on the mounting table 3.

また処理容器10の底部には排気管11が接続されており、この排気管11には真空排気手段例えばターボ分子ポンプやドライポンプなどの真空ポンプ12が接続されている。更に処理容器10の側壁には、開閉自在なゲートバルブ13を備えた、ウエハWを搬入又は搬出するための開口部13aが設けられている。   An exhaust pipe 11 is connected to the bottom of the processing vessel 10, and a vacuum pump 12 such as a turbo molecular pump or a dry pump is connected to the exhaust pipe 11. Further, an opening 13 a for loading or unloading the wafer W is provided on the side wall of the processing container 10, which includes a gate valve 13 that can be freely opened and closed.

前記上部電極2の下面側には、ガス供給路21例えば配管とバッファ室21aを介して連通する多数のガス吐出口22が穿設されており、前記載置台3上に載置されたウエハWに向かって所定の処理ガスを吐出可能なように構成されている。前記ガス供給路21は、その基端側がガス供給系23に接続されている。ガス供給系23は、後述するフォーカスリング4の表面に各種の膜を成膜するための成膜用の処理ガスの供給源と、ウエハWに対してエッチングを行うためのエッチング用の処理ガスの供給源と、を備えている。各ガス供給源から供給される処理ガスについては、後に詳しく述べる。ガス供給系23は、バルブや流量調整部などの供給制御機器などを備えており、各処理ガスを処理容器10内に供給することができる。   On the lower surface side of the upper electrode 2, a number of gas discharge ports 22 communicating with the gas supply path 21, for example, piping and the buffer chamber 21 a are formed, and the wafer W placed on the mounting table 3 is formed. A predetermined processing gas can be discharged toward the front. The gas supply path 21 is connected to the gas supply system 23 at the base end side. The gas supply system 23 supplies a processing gas supply source for forming various films on the surface of the focus ring 4 to be described later, and an etching processing gas for etching the wafer W. A supply source. The processing gas supplied from each gas supply source will be described in detail later. The gas supply system 23 includes supply control devices such as a valve and a flow rate adjusting unit, and can supply each processing gas into the processing container 10.

また、上部電極2には、整合器25を介して高周波電力を供給するための高周波電源部26が接続されている。なお、上部電極2は処理容器10の側壁部分とは、絶縁部材27により絶縁されている。   The upper electrode 2 is connected to a high frequency power supply unit 26 for supplying high frequency power via a matching unit 25. The upper electrode 2 is insulated from the side wall portion of the processing vessel 10 by an insulating member 27.

前記載置台3は、導電性部材例えばアルミニウムなどから構成された本体部分30と、この本体部分30の上に設けられた静電チャック31とを備えている。この静電チャック31の内部には例えば箔状の電極31aが設けられており、この電極31aにはスイッチ32を介して直流電源33が接続され、直流電圧(チャック電圧)を印加することで静電力によりウエハWが静電チャック31の表面に静電吸着されることとなる。本体部分30内には図示していないが温調を行うための温調手段が設けられており、この温調手段の温調作用とプラズマからの熱とによりウエハWが予め設定した温度に維持されることになる。   The mounting table 3 includes a main body portion 30 made of a conductive member such as aluminum, and an electrostatic chuck 31 provided on the main body portion 30. For example, a foil-like electrode 31a is provided inside the electrostatic chuck 31, and a DC power source 33 is connected to the electrode 31a via a switch 32, and a static voltage is applied by applying a DC voltage (chuck voltage). The wafer W is electrostatically attracted to the surface of the electrostatic chuck 31 by the electric power. Although not shown in the figure, temperature adjusting means for adjusting the temperature is provided in the main body portion 30, and the wafer W is maintained at a preset temperature by the temperature adjusting action of the temperature adjusting means and the heat from the plasma. Will be.

また、静電チャック31の表面には、載置台3とウエハWとの間に形成されたわずかな隙間の伝熱効率を高めるための伝熱用ガス例えばヘリウムガス(He)をウエハWの裏面に向かって噴射し、中央部から外に伝熱用ガスを広げるための多数の吐出口34が穿設されている。これら吐出口34は載置台3内を通過する伝熱用ガス供給路35を介して伝熱用ガス供給部36に連通している。また前記載置台3には、整合器37を介してバイアス用の電力を印加する高周波電源部38が接続されている。なお、載置台3の内部には、図示しない搬送アームに対してウエハWの受け渡しを行うことが可能な図示しない昇降ピンが設けられている。   Further, a heat transfer gas such as helium gas (He) for increasing the heat transfer efficiency of a slight gap formed between the mounting table 3 and the wafer W is provided on the back surface of the wafer W on the surface of the electrostatic chuck 31. A large number of discharge ports 34 are formed to inject toward the outside and spread the heat transfer gas from the center. These discharge ports 34 communicate with a heat transfer gas supply unit 36 through a heat transfer gas supply path 35 that passes through the mounting table 3. Further, a high frequency power supply unit 38 for applying bias power is connected to the mounting table 3 via a matching unit 37. In addition, inside the mounting table 3, lifting pins (not shown) capable of delivering the wafer W to a transfer arm (not shown) are provided.

また静電チャック31の周囲には、当該静電チャック31に吸着保持されたウエハWの周囲を囲むようにSiにより構成されたフォーカスリング4が設けられている。載置台3の本体部分30の上部には、組み立て体のネジなどを保護するための絶縁性の保護リング39が設けられており、フォーカスリング4はこの保護リング39及び本体部分30に跨ってこれらの上に設けられていると共に、内縁に段部が形成されていて、載置台3よりも外側に突出しているウエハ周縁部位の下側に食い込んだ形状に構成されている。   A focus ring 4 made of Si is provided around the electrostatic chuck 31 so as to surround the periphery of the wafer W attracted and held by the electrostatic chuck 31. An insulating protective ring 39 for protecting screws and the like of the assembly is provided on the upper portion of the main body portion 30 of the mounting table 3, and the focus ring 4 extends over the protective ring 39 and the main body portion 30. In addition, a step portion is formed on the inner edge, and is formed in a shape that bites into the lower side of the wafer peripheral portion protruding outward from the mounting table 3.

処理容器10の内壁には、反応生成物が当該内壁面に付着するのを防止するためにデポシールドなどと呼ばれている例えば石英などからなる保護筒51が設けられ、また載置台3の側面にも反応生成物の付着を防止するカバー体52が設けられている。53はバッフル板であり、真空排気の均一化を図るものである。更に処理容器2の外周側には、処理雰囲気に所定の磁場を形成するために例えば多数の永久磁石をリング状に配列してなるからなる磁石部54、55が上下に設けられている。   In order to prevent reaction products from adhering to the inner wall surface, a protective cylinder 51 made of, for example, quartz is provided on the inner wall of the processing vessel 10, and the side surface of the mounting table 3 is also provided. In addition, a cover body 52 for preventing adhesion of reaction products is provided. Reference numeral 53 denotes a baffle plate, which is intended to make the vacuum exhaust uniform. Further, on the outer peripheral side of the processing container 2, magnet portions 54 and 55 each including, for example, a large number of permanent magnets arranged in a ring shape are provided in order to form a predetermined magnetic field in the processing atmosphere.

プラズマエッチング装置1は、各部の動作を制御する制御部50を備えている。制御部50は例えば図示しないCPUとプログラムとを備えたコンピュータからなり、プログラムにはプラズマエッチング装置1によってウエハWへのエッチング処理を行うのに必要な動作、例えばガス供給系23からの各ガスの供給、高周波電源部25、38からの電力供給に係る制御等についてのステップ(命令)群が組まれている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。   The plasma etching apparatus 1 includes a control unit 50 that controls the operation of each unit. The control unit 50 includes, for example, a computer having a CPU and a program (not shown). The program includes operations necessary for performing an etching process on the wafer W by the plasma etching apparatus 1, for example, each gas from the gas supply system 23. A group of steps (commands) for control and the like related to supply and power supply from the high-frequency power supply units 25 and 38 is assembled. This program is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magnetic optical disk, or a memory card, and installed in the computer therefrom.

上述のプラズマエッチング装置1の作用について説明する。ここではシリコン膜が形成されたウエハWが搬入され、このシリコン膜のエッチングが行われた後、例えば有機膜が形成されたウエハWが搬入され、前記有機膜がエッチングされるプロセスについて示す。説明の便宜上、前記シリコン膜がエッチングされるウエハWをW1として示し、前記有機膜がエッチングされるウエハWをW2として表示する。   The operation of the above-described plasma etching apparatus 1 will be described. Here, a process is shown in which a wafer W on which a silicon film is formed is carried in, and after the silicon film is etched, for example, a wafer W on which an organic film is formed is carried in and the organic film is etched. For convenience of explanation, the wafer W on which the silicon film is etched is denoted as W1, and the wafer W on which the organic film is etched is denoted as W2.

図2(a)、(b)にウエハW1、W2夫々の表面の縦断側面を示す。ウエハW1ではシリコン膜61の上方にシリコン酸化膜62と、SiN(窒化シリコン)膜63とが下側からこの順番で積層されている。この酸化膜62とSiN膜63とには、凸部64と溝状の開口部65とが形成されている。このプラズマエッチング装置1では、シリコン酸化膜62とSiN膜63とをハードマスクとして、シリコン膜61をエッチングし、素子分離用の酸化膜を埋め込むためのパターンを形成する。   2A and 2B show the longitudinal side surfaces of the surfaces of the wafers W1 and W2. In the wafer W1, a silicon oxide film 62 and a SiN (silicon nitride) film 63 are stacked in this order on the silicon film 61 from below. The oxide film 62 and the SiN film 63 are formed with a convex portion 64 and a groove-shaped opening 65. In the plasma etching apparatus 1, the silicon film 61 is etched using the silicon oxide film 62 and the SiN film 63 as a hard mask, and a pattern for embedding an oxide film for element isolation is formed.

ウエハW2では、SiO膜71、炭素からなる有機膜72、SiO2膜73及び炭素からなるフォトレジスト(PR)膜74が下からこの順に積層されている。フォトレジスト膜74には、パターン75が形成されており、SiO膜73はパターン75に沿ってエッチングされている。このプラズマエッチング装置1では、有機膜72及びフォトレジスト膜74をエッチング(アッシング)して、有機膜72にマスクパターンを形成する。このマスクパターンはSiO膜71をエッチングし、コンタクトホールなどを形成するためのパターンである。 On the wafer W2, an SiO 2 film 71, an organic film 72 made of carbon, an SiO 2 film 73, and a photoresist (PR) film 74 made of carbon are laminated in this order from the bottom. A pattern 75 is formed on the photoresist film 74, and the SiO 2 film 73 is etched along the pattern 75. In the plasma etching apparatus 1, the organic film 72 and the photoresist film 74 are etched (ashed) to form a mask pattern on the organic film 72. This mask pattern is a pattern for etching the SiO 2 film 71 to form contact holes and the like.

図3及び図4は、載置台3及びフォーカスリング4の表面が変化する様子を示した説明図であり、図5は、プラズマによりウエハW1、W2及びフォーカスリング4がエッチングされる様子を示す説明図である。これらの図3〜図5も適宜参照しながら説明する。先ず、図1のゲートバルブ13を開放し、ウエハW1を図示しない搬送アームにより処理容器10内に搬入する。そして、図示しない昇降ピンの動作により載置台3の表面にウエハW1を載置し、静電チャック31に電圧を印加してウエハW1を静電吸着した後、伝熱用ガスであるHeガスをウエハW1の裏面側に供給する。   3 and 4 are explanatory views showing how the surfaces of the mounting table 3 and the focus ring 4 are changed, and FIG. 5 is an explanatory view showing how the wafers W1 and W2 and the focus ring 4 are etched by plasma. FIG. The description will be given with reference to FIGS. First, the gate valve 13 of FIG. 1 is opened, and the wafer W1 is loaded into the processing container 10 by a transfer arm (not shown). Then, the wafer W1 is mounted on the surface of the mounting table 3 by an operation of a lifting pin (not shown), and a voltage is applied to the electrostatic chuck 31 to electrostatically attract the wafer W1, and then He gas, which is a heat transfer gas, is added. Supply to the back side of the wafer W1.

ゲートバルブ13を閉じ、処理容器10内を所定の圧力に維持しながら、エッチング用の処理ガスとして例えばCFガス、COガス、Oガス及びArガスを供給する。処理容器10内に供給された各処理ガスは、ウエハW1の表面に沿って径方向外方に向かって流れ、載置台3の周囲から排気される。しかる後、高周波電源部26オンにして上部電極2及び下部電極である載置台3との間に高周波電圧を印加して、各処理ガスをプラズマ化させる(図3(a))。さらに、高周波電源部38をオンにしてバイアス用の電圧がウエハW1に印加されることで、生成したプラズマP1中の活性種66がウエハW1に高い垂直性をもって衝突する(図5(a))。 For example, CF 4 gas, CO gas, O 2 gas, and Ar gas are supplied as etching process gases while closing the gate valve 13 and maintaining the inside of the processing vessel 10 at a predetermined pressure. Each processing gas supplied into the processing container 10 flows radially outward along the surface of the wafer W <b> 1 and is exhausted from the periphery of the mounting table 3. Thereafter, the high-frequency power supply unit 26 is turned on, and a high-frequency voltage is applied between the upper electrode 2 and the mounting table 3 as the lower electrode, and each processing gas is turned into plasma (FIG. 3A). Furthermore, the bias voltage is applied to the wafer W1 by turning on the high frequency power supply unit 38, so that the active species 66 in the generated plasma P1 collides with the wafer W1 with high perpendicularity (FIG. 5A). .

ここで、ウエハW1の表面に露出している被エッチング膜61と、ウエハW1の周囲のフォーカスリング4の表面とが同じSiにより構成されている。従って、図5(a)に示すようにプラズマP1の活性種66はウエハW1と同様にフォーカスリング4の表面をエッチングする。その結果、背景技術の項目で説明したような、フォーカスリング4とウエハW1との境界付近における活性種66の分布の偏りが抑えられる。従って、この活性種66によりウエハW1の表面全体で均一性高く、シリコン膜61のエッチングが進行する。   Here, the etching target film 61 exposed on the surface of the wafer W1 and the surface of the focus ring 4 around the wafer W1 are made of the same Si. Accordingly, as shown in FIG. 5A, the active species 66 of the plasma P1 etch the surface of the focus ring 4 in the same manner as the wafer W1. As a result, the uneven distribution of the active species 66 in the vicinity of the boundary between the focus ring 4 and the wafer W1 as described in the background art item can be suppressed. Therefore, the etching of the silicon film 61 proceeds with high uniformity over the entire surface of the wafer W1 by the active species 66.

その後、高周波電源部25、38がオフになり、各エッチングガスの供給が停止する。ゲートバルブ13を開放し、搬送アームが処理容器10内に進入して、昇降ピンによりウエハW1が搬送アームに受け渡される。そして、搬送アームがウエハW1を保持した状態で処理容器10内から退去した後、成膜時に載置台3を保護するためのダミーウエハAが搬送アームにより載置台3上に載置される。その後、ゲートバルブ13が閉じられ、処理容器10内を所定の圧力例えば50mTorrに維持しながら、成膜用の処理ガスとしてArガス、CxHyガス(x,yは自然数)、Oガスで処理容器10内に供給する。 Thereafter, the high frequency power supply units 25 and 38 are turned off, and the supply of each etching gas is stopped. The gate valve 13 is opened, the transfer arm enters the processing container 10, and the wafer W1 is transferred to the transfer arm by the lift pins. Then, after the transfer arm moves out of the processing container 10 while holding the wafer W1, a dummy wafer A for protecting the mounting table 3 during film formation is mounted on the mounting table 3 by the transfer arm. Thereafter, the gate valve 13 is closed, and the processing vessel 10 is maintained at a predetermined pressure, for example, 50 mTorr, while Ar gas, CxHy gas (x and y are natural numbers), and O 2 gas are used as the processing gas for film formation. 10 is supplied.

続いて、高周波電源部25をオンにして、上部電極2に例えば1000Wで電力を供給し、プラズマ化すると共に高周波電源部38をオンにしてバイアス用の電圧を載置台3に印加する(図3(b))。プラズマPの活性種が載置台3のフォーカスリング4に堆積し、図4(a)に示すように、ダミーウエハA及びフォーカスリング4が有機(CxHyOz)膜60に覆われる。(x、y、zは自然数)   Subsequently, the high-frequency power supply unit 25 is turned on to supply power to the upper electrode 2 at 1000 W, for example, to generate plasma, and the high-frequency power supply unit 38 is turned on to apply a bias voltage to the mounting table 3 (FIG. 3). (B)). Active species of plasma P are deposited on the focus ring 4 of the mounting table 3, and the dummy wafer A and the focus ring 4 are covered with an organic (CxHyOz) film 60 as shown in FIG. (X, y, z are natural numbers)

高周波電源部25、38が各々オンになってから例えば180秒後にこれら高周波電源部25、38を各々オフにして、Arガス、CxHyガス(x,yは自然数)、Oガスの供給が停止する。そして、ウエハW1と同様にダミーウエハAを処理容器10から搬出する。続いて、ウエハW1と同様にウエハW2が処理容器10内に搬入されて、載置台3に載置される。その後、エッチング用の処理ガスとして例えばArガス、Oガス及びCOガスを処理容器10内に供給し、ウエハW1を処理した時と同様の手順でこれらの処理ガスをプラズマ化させる。 For example, 180 seconds after the high frequency power supply units 25 and 38 are turned on, the high frequency power supply units 25 and 38 are turned off, and supply of Ar gas, CxHy gas (x and y are natural numbers), and O 2 gas are stopped. To do. Then, the dummy wafer A is unloaded from the processing container 10 in the same manner as the wafer W1. Subsequently, similarly to the wafer W1, the wafer W2 is loaded into the processing container 10 and mounted on the mounting table 3. Thereafter, for example, Ar gas, O 2 gas, and CO gas are supplied into the processing container 10 as etching processing gases, and these processing gases are turned into plasma in the same procedure as when the wafer W1 is processed.

ここで、ウエハW2の表面に露出している被エッチング膜72、74と、フォーカスリング4の表面とが同じ炭素からなる材質により構成されている。従って、生成したプラズマP2の活性種であるOラジカル76が、ウエハW2の被エッチング膜であるフォトレジスト膜74及び有機膜72と同様にフォーカスリング4表面に形成された有機膜60をエッチングする。その結果として、フォーカスリング4とウエハW2との境界付近におけるOラジカル76の分布の偏りが抑えられ、このOラジカル76によりウエハW2の表面全体で均一性高く、有機膜72及びフォトレジスト膜74のエッチングが進行する(図5(b))。その後、高周波電源部25、38を各々オフにし、エッチングガスの供給を停止して、ウエハW1と同様にウエハW2を処理容器10から搬出する。   Here, the etched films 72 and 74 exposed on the surface of the wafer W2 and the surface of the focus ring 4 are made of the same carbon material. Therefore, the O radical 76 which is the active species of the generated plasma P2 etches the organic film 60 formed on the surface of the focus ring 4 like the photoresist film 74 and the organic film 72 which are the etching target films of the wafer W2. As a result, the uneven distribution of the O radical 76 in the vicinity of the boundary between the focus ring 4 and the wafer W2 is suppressed. The O radical 76 has high uniformity over the entire surface of the wafer W2, and the organic film 72 and the photoresist film 74 Etching proceeds (FIG. 5B). Thereafter, the high frequency power supply units 25 and 38 are respectively turned off, the supply of the etching gas is stopped, and the wafer W2 is unloaded from the processing container 10 in the same manner as the wafer W1.

ウエハW2の処理後、さらにウエハW(説明の便宜上ウエハW3とする)の処理を行う場合は、ウエハW3の処理容器10内への搬入前に当該ウエハW3の被エッチング膜に応じて、成膜用の処理ガスを供給する。そして、ウエハW2を処理する場合と同様に前記処理ガスをプラズマ化して、フォーカスリング4の表面に成膜を行う。このフォーカスリング4に形成される膜の主成分は、被エッチング膜を構成する膜の主成分と同じである。その後、前記ウエハW3を処理容器10内に搬入して、ウエハW2を処理する場合と同様にプラズマエッチング処理を行う。   When the wafer W2 is further processed after the processing of the wafer W2, the film is formed in accordance with the film to be etched of the wafer W3 before the wafer W3 is loaded into the processing container 10. Supply the processing gas. Then, as in the case of processing the wafer W <b> 2, the processing gas is turned into plasma and a film is formed on the surface of the focus ring 4. The main component of the film formed on the focus ring 4 is the same as the main component of the film constituting the film to be etched. Thereafter, the wafer W3 is carried into the processing container 10 and plasma etching is performed in the same manner as when the wafer W2 is processed.

続いて、上記のように良好なプラズマの活性種分布を得るために、フォーカスリング4表面に成膜する膜の材質を、処理されるウエハWの前記被エッチング膜毎に説明する。また、各被エッチング膜をエッチングするエッチングガスの例も示す。なお、図1では一部のガスの記載を省略しているが、ガス供給系23は下記の各ケースで、成膜用の処理ガス(成膜ガス)及びエッチング用の処理ガス(エッチングガス)として説明する各ガスを含んでおり、ウエハWの被エッチング膜に応じて、処理容器10内にエッチングガス及び成膜ガスを供給することができる。   Subsequently, in order to obtain a good plasma active species distribution as described above, the material of the film to be formed on the surface of the focus ring 4 will be described for each film to be etched of the wafer W to be processed. An example of an etching gas for etching each film to be etched is also shown. Although illustration of some gases is omitted in FIG. 1, the gas supply system 23 is a process gas for film formation (film formation gas) and a process gas for etching (etching gas) in the following cases. The etching gas and the film forming gas can be supplied into the processing chamber 10 according to the film to be etched of the wafer W.

ケースA:有機膜が被エッチング膜である場合
この有機膜とは炭素を主成分とし、副成分として水素、酸素、フッ素等の元素を含む膜である。そして、フォーカスリング4に形成する膜としては、被エッチング膜と同様に炭素を主成分とする有機膜であればよく、上記の例で挙げたCxHyOz膜の他に、例えばCxHyであってもよい。CxHy膜を形成するためには、CHガス及びHガスを含む混合ガス、あるいはCガス及びHガスを含む混合ガスが供給される。また、CxHyOz膜を形成するためには、CHガス、Hガス及びOガスを含む混合ガスを供給してもよいし、CH及びHOを含む混合ガスを供給してもよい。このケースAでは、エッチングガスとして、酸素を含んだO系のガスが用いられる。
Case A: When the organic film is a film to be etched
This organic film is a film containing carbon as a main component and an element such as hydrogen, oxygen, or fluorine as a subcomponent. The film to be formed on the focus ring 4 may be an organic film containing carbon as a main component in the same manner as the film to be etched, and may be CxHy in addition to the CxHyOz film mentioned in the above example. . In order to form the CxHy film, a mixed gas containing CH 4 gas and H 2 gas or a mixed gas containing C 2 H 2 gas and H 2 gas is supplied. In order to form the CxHyOz film, a mixed gas containing CH 4 gas, H 2 gas and O 2 gas may be supplied, or a mixed gas containing CH 4 and H 2 O may be supplied. . In this case A, an O-based gas containing oxygen is used as the etching gas.

ケースB:Si膜が被エッチング膜である場合
この場合は上記の例のようにフォーカスリング4の表面がSiにより構成される。従って、例えば上記のように膜が形成されず、むき出しの状態のフォーカスリング4が用いられる。また、Siを主成分とし、副成分としてNを含む例えばSiNをフォーカスリング4に形成してもよい。このケースBでは、エッチングガスとして、例えばフルオロカーボン(CF)系ガスが用いられる。
Case B: When the Si film is a film to be etched
In this case, the surface of the focus ring 4 is made of Si as in the above example. Therefore, for example, the focus ring 4 in the bare state is used without forming a film as described above. Further, for example, SiN containing Si as a main component and N as a subcomponent may be formed on the focus ring 4. In this case B, for example, a fluorocarbon (CF) gas is used as the etching gas.

ケースC:SiO膜が被エッチング膜である場合
フォーカスリング4に形成する膜は、例えばSiOにより構成される。このSiO膜を形成するためには、TEOS(テトラエトキシシラン)を供給する。また、このケースCではケースBと同様、フォーカスリング4の表面をSiにより構成してもよく、従ってウエハW1のSi膜61をエッチングした場合と同様、むき出しのフォーカスリング4を用いてもよい。また、Siを主成分とし、副成分としてNを含む例えばSiNをフォーカスリング4に形成してもよい。このケースCでは、エッチングガスとして、例えば前記CF系ガスが用いられる。
Case C: When the SiO 2 film is a film to be etched
A film formed on the focus ring 4 is made of, for example, SiO 2 . In order to form this SiO 2 film, TEOS (tetraethoxysilane) is supplied. In this case C, the surface of the focus ring 4 may be made of Si as in the case B. Therefore, the exposed focus ring 4 may be used as in the case where the Si film 61 of the wafer W1 is etched. Further, for example, SiN containing Si as a main component and N as a subcomponent may be formed on the focus ring 4. In this case C, for example, the CF gas is used as the etching gas.

ケースD:SiN膜が被エッチング膜である場合
フォーカスリング4に形成する膜は、例えばSiNにより構成される。このSiN膜を形成するためには、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)ガス及びHN(ヒドラゾ酸)ガスからなる混合ガスを供給してもよいし、SiH(モノシラン)ガス及びN(窒素)ガスからなる混合ガスを供給してもよい。また、SiHガス及びNH(アンモニア)ガスからなる混合ガスを供給してもよい。また、ケースB、Cと同様、フォーカスリング4の表面をSiにより構成してもよく、従ってケースB、Cと同様にむき出しのフォーカスリング4を用いてもよい。また、Siを主成分とし、副成分としてOを含む例えばSiOをフォーカスリング4に形成してもよい。このケースDでは、エッチングガスとして、例えば前記CF系ガスが用いられる。
Case D: When the SiN film is a film to be etched
The film formed on the focus ring 4 is made of SiN, for example. In order to form this SiN film, a mixed gas consisting of HMDS (hexamethyldisilazane) gas and HN 3 (hydrazoic acid) gas may be supplied, or SiH 4 (monosilane) gas and N 2 (nitrogen). You may supply the mixed gas which consists of gas. Also, it may be supplied mixed gas of SiH 4 gas and NH 3 (ammonia) gas. Similarly to the cases B and C, the surface of the focus ring 4 may be made of Si. Therefore, the exposed focus ring 4 may be used similarly to the cases B and C. Further, for example, SiO 2 containing Si as a main component and O as a sub component may be formed on the focus ring 4. In this case D, for example, the CF gas is used as the etching gas.

ケースE:Al(アルミニウム)膜が被エッチング膜である場合
フォーカスリング4に形成する膜は、例えばAlにより構成される。Al膜を形成するためには、DMAH(ジメチルアルミニウムハイドライド)ガスあるいはTMA(トリメチルアルミニウム)ガスが用いられる。また、Alを主成分とし、副成分としてNを含む例えばAlN(窒化アルミニウム)をフォーカスリング4に形成してもよい。このケースEでは、エッチングガスとして、Cl(塩素)系ガスやBr(臭素)系ガスが用いられる。
Case E: When Al (aluminum) film is a film to be etched The film formed on the focus ring 4 is made of Al, for example. In order to form the Al film, DMAH (dimethylaluminum hydride) gas or TMA (trimethylaluminum) gas is used. Further, for example, AlN (aluminum nitride) containing Al as a main component and N as a subcomponent may be formed on the focus ring 4. In this case E, Cl (chlorine) -based gas or Br (bromine) -based gas is used as the etching gas.

ケースF:Cu(銅)膜が被エッチング膜である場合
フォーカスリング4に形成する膜は、例えばCuにより構成される。エッチングガスとしては、Cl(塩素)系ガスやBr(臭素)系ガスが用いられる。Cu膜を形成するためには、Cu(hfac)TMVSガスが用いられる。また、Cuを主成分とし、副成分としてOを含む例えばCuO(酸化銅)をフォーカスリング4に形成してもよい。このケースFでは、エッチングガスとして、Cl系ガスやBr系ガスが用いられる。
Case F: When Cu (copper) film is a film to be etched A film formed on the focus ring 4 is made of Cu, for example. As the etching gas, a Cl (chlorine) -based gas or a Br (bromine) -based gas is used. In order to form a Cu film, Cu (hfac) TMVS gas is used. Further, for example, CuO (copper oxide) containing Cu as a main component and O as a subcomponent may be formed on the focus ring 4. In this case F, a Cl-based gas or a Br-based gas is used as an etching gas.

この第1の実施形態のプラズマエッチング装置1によれば、ウエハWの被エッチング膜と主成分が同じ膜をフォーカスリング4の表面に成膜することができる。従って、前記被エッチング膜をエッチングする際に、当該被エッチング膜とフォーカスリング4の表面とで同様にプラズマの活性種が反応する。その結果として、ウエハWとフォーカスリング4との境界付近と、ウエハWの中央部側とで前記活性種の分布の偏りが抑えられるので、ウエハWの面内全体で均一性高いエッチング処理を行うことができる。   According to the plasma etching apparatus 1 of the first embodiment, a film having the same main component as the film to be etched of the wafer W can be formed on the surface of the focus ring 4. Accordingly, when the film to be etched is etched, active species of plasma react between the film to be etched and the surface of the focus ring 4 in the same manner. As a result, the uneven distribution of the active species is suppressed in the vicinity of the boundary between the wafer W and the focus ring 4 and on the central portion side of the wafer W, so that etching processing with high uniformity is performed on the entire surface of the wafer W. be able to.

ところで、フォーカスリング4としては、アルミナやセラミックスにより構成してもよいが、背景技術の項目で説明したようにウエハWと同じ電気的特性を有するSiにより構成した方が、ウエハWの周囲の電界を均一性高く制御でき、より確実にプラズマの分布の偏りを防ぐために好ましい。   By the way, the focus ring 4 may be composed of alumina or ceramics. However, as described in the background art section, the focus ring 4 is composed of Si having the same electrical characteristics as the wafer W. Can be controlled with high uniformity, and this is preferable in order to prevent the uneven distribution of plasma more reliably.

(第2の実施形態)
第1の実施形態では、フォーカスリング4への成膜処理と、ウエハWへのプラズマエッチング処理とを同じ処理容器内で行っているが、これらを別々の処理容器で行ってもよい。このように前記成膜と前記エッチングとを別々に行う半導体製造装置8の構成について図6を参照しながら説明する。半導体製造装置8は、半導体装置製造用の基板であるウエハWのロード、アンロードを行うローダモジュールを構成する第1の搬送室81と、ロードロック室82、83と、真空搬送室モジュールである第2の搬送室84と、を備えている。第1の搬送室81の正面には複数のウエハWを収納するキャリアCが載置される載置台85が設けられている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the film forming process on the focus ring 4 and the plasma etching process on the wafer W are performed in the same processing container, but they may be performed in different processing containers. The configuration of the semiconductor manufacturing apparatus 8 that performs the film formation and the etching separately as described above will be described with reference to FIG. The semiconductor manufacturing apparatus 8 is a first transfer chamber 81, load lock chambers 82 and 83, and a vacuum transfer chamber module constituting a loader module for loading and unloading a wafer W, which is a substrate for manufacturing a semiconductor device. A second transfer chamber 84. On the front surface of the first transfer chamber 81, a mounting table 85 on which a carrier C that stores a plurality of wafers W is mounted is provided.

第1の搬送室81の正面壁には、前記キャリアCが接続されてキャリアCの蓋と一緒に開閉されるゲートドアGTが設けられている。そして第2の搬送室84には、プラズマエッチングモジュール91、91、フォーカスリング成膜モジュール92及びフォーカスリング待機モジュール93が気密に接続されている。   The front wall of the first transfer chamber 81 is provided with a gate door GT that is connected to the carrier C and is opened and closed together with the lid of the carrier C. Plasma etching modules 91 and 91, a focus ring film forming module 92, and a focus ring standby module 93 are airtightly connected to the second transfer chamber 84.

第1の搬送室81の側面には、ウエハWの向きを調整するためのアライメント室94が設けられている。ロードロック室82、83には、図示しない真空ポンプとリーク弁とが設けられており、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えられるように構成されている。つまり、第1の搬送室81及び第2の搬送室84の雰囲気がそれぞれ大気雰囲気及び真空雰囲気に保たれているため、ロードロック室82、83は、夫々の搬送室間において、ウエハWを搬送する時に雰囲気を調整する役割を有する。   An alignment chamber 94 for adjusting the direction of the wafer W is provided on the side surface of the first transfer chamber 81. The load lock chambers 82 and 83 are provided with a vacuum pump and a leak valve (not shown) so as to be switched between an air atmosphere and a vacuum atmosphere. That is, since the atmospheres of the first transfer chamber 81 and the second transfer chamber 84 are maintained in an air atmosphere and a vacuum atmosphere, the load lock chambers 82 and 83 transfer the wafer W between the transfer chambers. It has a role to adjust the atmosphere when doing.

図中Gは、ロードロック室82、83と第1の搬送室81または第2の搬送室84との間、あるいは第2の搬送室84と各モジュールとの間を仕切るゲートバルブ(仕切り弁)である。通常、ゲートバルブGは閉じられており、各室間及び各モジュールと第2の搬送室84との間でウエハWを搬送するときに開かれる。   In the drawing, G denotes a gate valve (a partition valve) that partitions between the load lock chambers 82 and 83 and the first transfer chamber 81 or the second transfer chamber 84, or between the second transfer chamber 84 and each module. It is. Normally, the gate valve G is closed and opened when the wafer W is transferred between the chambers and between the modules and the second transfer chamber 84.

第1の搬送室81及び第2の搬送室84には、それぞれ第1の搬送手段86及び第2の搬送手段87が設けられている。第1の搬送手段86は、キャリアCとロードロック室82,83との間及び第1の搬送室81とアライメント室94との間でウエハWの受け渡しを行うための多関節の搬送アームである。第2の搬送手段87は、多関節の搬送アームである。この第2の搬送手段87は、ロードロック室82,83と、各モジュールとの間でウエハWの受け渡しを行うと共に各モジュール間でフォーカスリング4の受け渡しを行う役割を有している。   The first transfer chamber 81 and the second transfer chamber 84 are provided with a first transfer means 86 and a second transfer means 87, respectively. The first transfer means 86 is an articulated transfer arm for transferring the wafer W between the carrier C and the load lock chambers 82 and 83 and between the first transfer chamber 81 and the alignment chamber 94. . The second transfer means 87 is an articulated transfer arm. The second transfer means 87 has a role of delivering the wafer W between the load lock chambers 82 and 83 and each module and delivering the focus ring 4 between each module.

半導体製造装置8は、上述の制御部50と同様に構成される制御部80を備えており、制御部80は、ウエハWのプラズマエッチング処理及び搬送を行うと共にフォーカスリング4の搬送を行うことができるように、半導体製造装置8の各部の動作を制御する。   The semiconductor manufacturing apparatus 8 includes a control unit 80 configured in the same manner as the control unit 50 described above. The control unit 80 can perform the plasma etching process and transfer of the wafer W, and can transfer the focus ring 4. The operation of each part of the semiconductor manufacturing apparatus 8 is controlled so that it can be performed.

この半導体製造装置8において、ウエハWはキャリアC→第1の搬送室81→アライメント室2→第1の搬送室81→ロードロック室82→第2の搬送室84→プラズマエッチングモジュール91の順で搬送され、プラズマエッチング処理を受ける。その後、ウエハWは、プラズマエッチングモジュール91から第2の搬送室84→ロードロック室83→第1の搬送室81の順で搬送され、キャリアCに戻される。   In the semiconductor manufacturing apparatus 8, the wafer W is in the order of carrier C → first transfer chamber 81 → alignment chamber 2 → first transfer chamber 81 → load lock chamber 82 → second transfer chamber 84 → plasma etching module 91. Transported and subjected to plasma etching process. Thereafter, the wafer W is transferred from the plasma etching module 91 in the order of the second transfer chamber 84 → the load lock chamber 83 → the first transfer chamber 81 and returned to the carrier C.

続いて、プラズマエッチングモジュール91について説明する。このプラズマエッチングモジュール91は、プラズマエッチング装置1と略同様に構成されており、以下にプラズマエッチング装置1との差異点を中心に図7を用いて説明する。プラズマエッチングモジュール91の載置台3の本体部分30にはリング状の静電チャック101が設けられている。この静電チャック101の内部には例えば電極102が設けられており、この電極102にはスイッチ103を介して直流電源104が接続されている。そして、直流電圧(チャック電圧)を電極102に印加することで、静電力によりフォーカスリング4が静電チャック101の表面に静電吸着されて、固定される   Next, the plasma etching module 91 will be described. The plasma etching module 91 is configured in substantially the same manner as the plasma etching apparatus 1 and will be described below with reference to FIG. A ring-shaped electrostatic chuck 101 is provided on the main body portion 30 of the mounting table 3 of the plasma etching module 91. For example, an electrode 102 is provided inside the electrostatic chuck 101, and a DC power source 104 is connected to the electrode 102 via a switch 103. Then, by applying a DC voltage (chuck voltage) to the electrode 102, the focus ring 4 is electrostatically attracted and fixed to the surface of the electrostatic chuck 101 by an electrostatic force.

また、静電チャック101を厚さ方向に貫通するように例えば3本の昇降ピン105が設けられており(図では2本のみ示している)、昇降機構106により昇降ピン105が静電チャック101表面に突出する。スイッチ103がオフになり、静電チャック101による吸着力が無くなった状態で、図8に示すように昇降ピン105が上昇し、フォーカスリング4を持ち上げる。そして、第2の搬送手段87がこのように持ち上がったフォーカスリング4を受け取り、他のモジュールに搬送することができる。   Further, for example, three elevating pins 105 are provided so as to penetrate the electrostatic chuck 101 in the thickness direction (only two are shown in the figure), and the elevating mechanism 106 causes the elevating pins 105 to be connected to the electrostatic chuck 101. Project to the surface. In a state where the switch 103 is turned off and the attracting force by the electrostatic chuck 101 is lost, the elevating pin 105 is raised as shown in FIG. The second transport means 87 can receive the focus ring 4 lifted in this way and transport it to another module.

このプラズマエッチングモジュール91は、プラズマエッチング装置1と同様に処理容器10内に各種のエッチングガスを供給するガス供給系を備えており、第1の実施形態と同様にウエハWにプラズマエッチング処理を行うことができる。   The plasma etching module 91 includes a gas supply system for supplying various etching gases into the processing vessel 10 as in the plasma etching apparatus 1, and performs a plasma etching process on the wafer W as in the first embodiment. be able to.

フォーカスリング成膜モジュール92は、プラズマエッチングモジュール91と同様に構成されており、フォーカスリング4が載置台3から着脱自在に構成されている。また、フォーカスリング成膜モジュール92は、プラズマエッチング装置1と同様に処理容器10内に各種の成膜ガスを供給するガス供給系を備えている。フォーカスリング4が載置台3の静電チャック101に吸着された状態で、第1の実施形態と同様に成膜ガスが供給されると共に成膜ガスがプラズマ化され、フォーカスリング4への成膜処理が行われる。   The focus ring film forming module 92 is configured in the same manner as the plasma etching module 91, and the focus ring 4 is configured to be detachable from the mounting table 3. In addition, the focus ring film forming module 92 includes a gas supply system that supplies various film forming gases into the processing vessel 10 as in the plasma etching apparatus 1. In a state where the focus ring 4 is attracted to the electrostatic chuck 101 of the mounting table 3, the film forming gas is supplied and the film forming gas is turned into plasma as in the first embodiment, and the film is formed on the focus ring 4. Processing is performed.

図9にはフォーカスリング待機モジュール93の縦断側面図を示している。このフォーカスリング待機モジュール93にはフォーカスリング4を載置する複数の棚94が設けられている。棚94にはフォーカスリング4を支持する例えば3本の支持ピン95が設けられている。フォーカスリング待機モジュール93内に進入した第2の搬送手段87が昇降することにより、棚94に設けられた支持ピン95と、第2の搬送手段87との間でフォーカスリング4が受け渡される。   FIG. 9 shows a vertical side view of the focus ring standby module 93. The focus ring standby module 93 is provided with a plurality of shelves 94 on which the focus ring 4 is placed. The shelf 94 is provided with, for example, three support pins 95 that support the focus ring 4. When the second conveying means 87 that has entered the focus ring standby module 93 is moved up and down, the focus ring 4 is transferred between the support pins 95 provided on the shelf 94 and the second conveying means 87.

例えば成膜される膜に応じて、フォーカスリング4が載置される棚94が予め決められており、各フォーカスリング4には予め各種の膜が成膜され、その膜に対応する棚94に載置されて待機する。そして、ウエハWが第2の搬送室84に搬入される前に、当該ウエハWの被エッチング膜に応じた膜が成膜されたフォーカスリング4が、フォーカスリング待機モジュール83から第2の搬送手段87により取り出される。然る後、第2の搬送手段87が、このフォーカスリング4をプラズマエッチングモジュール91に搬入し、当該フォーカスリング4が載置台3に取り付けられる。   For example, a shelf 94 on which the focus ring 4 is placed is determined in advance according to the film to be formed. Various films are formed in advance on each focus ring 4, and the shelf 94 corresponding to the film is placed on the shelf 94. It is placed and waits. Then, before the wafer W is carried into the second transfer chamber 84, the focus ring 4 on which a film corresponding to the film to be etched of the wafer W is formed is transferred from the focus ring standby module 83 to the second transfer means. 87. Thereafter, the second transfer means 87 carries the focus ring 4 into the plasma etching module 91, and the focus ring 4 is attached to the mounting table 3.

そして、半導体製造装置8に搬入されるウエハWのロットが切り替わり、被エッチング膜の材質が変わると、プラズマエッチングモジュール91のフォーカスリング4は、載置台3から第2の搬送手段87に受け渡され、前記棚94に戻される。そして、第2の搬送手段87は、後続のウエハWの被エッチング膜に応じて、棚94から他のフォーカスリング4を前記載置台3に搬送し、このフォーカスリング4が前記載置台3に取り付けられる。   When the lot of wafers W carried into the semiconductor manufacturing apparatus 8 is switched and the material of the film to be etched is changed, the focus ring 4 of the plasma etching module 91 is transferred from the mounting table 3 to the second transfer means 87. , Returned to the shelf 94. Then, the second transfer means 87 transfers another focus ring 4 from the shelf 94 to the mounting table 3 according to the film to be etched of the subsequent wafer W, and the focus ring 4 is attached to the mounting table 3. It is done.

この第2の実施形態においても、フォーカスリング4にウエハWの被エッチング膜と主成分が同じ膜を形成してエッチング処理を行うので、第1の実施形態と同様に均一性高くウエハWにエッチング処理を行うことができる。   Also in the second embodiment, since the etching process is performed by forming a film having the same main component as the film to be etched of the wafer W on the focus ring 4, the etching is performed on the wafer W with high uniformity as in the first embodiment. Processing can be performed.

上記の第1及び第2の実施形態において、フォーカスリング4に処理ガスを用いて成膜する代わりに、図10(a)に示すようにフォーカスリング4の表面にフィルム111を貼付してもよい。このフィルム111の材質としては、被エッチング膜に応じて、上記のケースA〜Fで説明した各材質が用いられる。また、処理ガスによりSiO2膜を成膜する代わりにこのようなフィルム111を用いる場合、当該フィルム111は、例えばMSQ(メチルシスセスキオキサン)により構成されてもよい。また、SiN膜を成膜する代わりにフィルム111を用いる場合、当該フィルム111は例えばHMDSにより構成される。CHxOy膜を成膜する代わりにフィルム111を用いる場合、当該フィルム111は、例えばPMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂)やSILK(ポリアリレンハイドロカーボン)により構成してもよい。   In the first and second embodiments described above, a film 111 may be attached to the surface of the focus ring 4 as shown in FIG. . As the material of the film 111, the materials described in the above cases A to F are used according to the film to be etched. Further, when such a film 111 is used instead of forming a SiO2 film with a processing gas, the film 111 may be made of, for example, MSQ (methyl cissesquioxane). Further, when the film 111 is used instead of forming the SiN film, the film 111 is made of, for example, HMDS. When the film 111 is used instead of forming the CHxOy film, the film 111 may be made of, for example, PMMA (polymethyl methacrylate resin) or SILK (polyarylene hydrocarbon).

また、フォーカスリング4に成膜する代わりに、例えば図10(b)に示すように、フォーカスリング4の内側に被エッチング膜と主成分が同一であるリング部材112を設けてもよい。このような場合もリング部材112によりウエハの周端付近でのプラズマ活性種の反応が制御されると共に、フォーカスリング4によりウエハW周囲の電界が制御されるので、ウエハWの面内で均一性高くプラズマの活性種を分布させることができる。   Instead of forming the film on the focus ring 4, for example, as shown in FIG. 10B, a ring member 112 having the same main component as the etching target film may be provided inside the focus ring 4. In such a case, the ring member 112 controls the reaction of the plasma active species in the vicinity of the peripheral edge of the wafer, and the focus ring 4 controls the electric field around the wafer W. Highly active species of plasma can be distributed.

ウエハWを処理する場合について説明してきたが、本発明は例えばフラットパネルのような矩形の基板を処理する場合にも適用することができる。つまり、被エッチング膜の主成分と同じ主成分により構成されるリング部材は丸形であっても角形であってもよい。従って、基板の周りに上記の各種の成膜ガスを供給して当該基板を囲むように成膜される部材や上記フィルム111は、円形であっても角形であってもよい。また、上記のようにフォーカスリング4とは別体のリング部材112を設ける場合、当該リング部材112は円形であることに限られず、角形であってもよい。   Although the case where the wafer W is processed has been described, the present invention can also be applied to a case where a rectangular substrate such as a flat panel is processed. That is, the ring member composed of the same main component as the main component of the film to be etched may be round or rectangular. Therefore, the member or the film 111 which is formed so as to surround the substrate by supplying the various film forming gases around the substrate may be circular or rectangular. Further, when the ring member 112 separate from the focus ring 4 is provided as described above, the ring member 112 is not limited to a circular shape, and may be a square shape.

(評価試験)
続いて、発明者が本発明の知見を得るに至ったシミュレーションによる実験について説明する。このシミュレーションでは、上述の第1の実施形態で示したプラズマエッチング装置と略同様の装置を設定した。この装置の載置台3には被エッチング膜として有機膜である(CH)nが形成されたウエハWが載置されているものとして設定した。前記ウエハWの直径は300mmである。そして、上部電極2からはOガス、COガス、Arガスが夫々60sccm、100sccm、450sccmで供給されるものとして設定した。排気されることにより得られる処理容器10内の圧力は2.0Paとした。
(Evaluation test)
Subsequently, an experiment by simulation that led the inventor to obtain the knowledge of the present invention will be described. In this simulation, an apparatus substantially the same as the plasma etching apparatus shown in the first embodiment was set. On the mounting table 3 of this apparatus, it was set that the wafer W on which (CH 2 ) n which is an organic film was formed as a film to be etched was mounted. The diameter of the wafer W is 300 mm. The upper electrode 2 was set to supply O 2 gas, CO gas, and Ar gas at 60 sccm, 100 sccm, and 450 sccm, respectively. The pressure in the processing container 10 obtained by evacuation was 2.0 Pa.

有機膜に対するエッチングではO(酸素)ラジカルの寄与が大きいので、フォーカスリング4表面のOラジカルに対する反応度γを変化させて、処理容器11内のOラジカルの濃度分布及び流れ(フラックス)を調べ、さらに反応度γ毎にウエハWの面内におけるエッチングレートを調べた。この反応度γが0の場合は、フォーカスリング4の表面とOラジカルとが全く反応せず、反応度γが1に近づくほどOラジカルがウエハWと同様にフォーカスリング4の表面と反応する。   In the etching of the organic film, the contribution of O (oxygen) radicals is large, so the reactivity γ with respect to O radicals on the surface of the focus ring 4 is changed, and the concentration distribution and flow (flux) of the O radicals in the processing container 11 are investigated Further, the etching rate within the surface of the wafer W was examined for each reactivity γ. When the reactivity γ is 0, the surface of the focus ring 4 and the O radical do not react at all, and the O radical reacts with the surface of the focus ring 4 like the wafer W as the reactivity γ approaches 1.

図11(a)、(b)は反応度γが夫々0、0.25であるときのOラジカルの分布を等濃度線で示している。各実験において、Oラジカルは0.50×10−5mol/m3〜1.69×10−5mol/m3の範囲で分布している。図中Oラジカルの濃度が、1.35×10−5mol/m3以上である領域R1は網目により示しており、1.35×10−5mol/m3より低く、1.24×10−5mol/m3以上である領域R2には多数の点を付して示している。Oラジカルの濃度が1.24×10−5mol/m3より低く、1.02×10−5mol/m3以上である領域R3にも多数の点を付して示しているが、R2よりも点の密度を小さくして示している。Oラジカルの濃度が、Oラジカルの濃度が1.02×10−5mol/m3より低く、0.90×10−5mol/m3以上である領域R4には斜線を付して示しており、0.90×10−5mol/m3より低い領域R5には斜線や点を付していない。図12(a)、(b)は反応度γが夫々0.5、1であるときのOラジカルの濃度分布を図11と同様に示している。 11 (a) and 11 (b) show the distribution of O radicals with isoconcentration lines when the reactivity γ is 0 and 0.25, respectively. In each experiment, O radicals are distributed in the range of 0.50 × 10 −5 mol / m 3 to 1.69 × 10 −5 mol / m 3 . In the figure, the region R1 in which the concentration of O radical is 1.35 × 10 −5 mol / m 3 or more is indicated by a mesh, which is lower than 1.35 × 10 −5 mol / m 3 , and is 1.24 × 10. The region R2 which is −5 mol / m 3 or more is indicated by a number of points. The region R3 in which the concentration of O radical is lower than 1.24 × 10 −5 mol / m 3 and 1.02 × 10 −5 mol / m 3 or more is shown with a number of points. The density of dots is smaller than that shown. The region R4 in which the O radical concentration is lower than 1.02 × 10 −5 mol / m 3 and 0.90 × 10 −5 mol / m 3 or more is indicated by hatching. The region R5 lower than 0.90 × 10 −5 mol / m 3 is not hatched or dotted. 12A and 12B show the O radical concentration distribution when the reactivity γ is 0.5 and 1, respectively, as in FIG.

このシミュレーションでは、処理容器内の各部におけるフラックスを算出している。このフラックスは、Oラジカルの単位面積、時間あたりの移動量であり、単位はmol/m・秒である。この算出されたフラックスを、図11、図12では矢印で表示しており、矢印の向きがOラジカルの流れる方向を示している。ただし、これらの図11、図12では図示の便宜上、実際に得られたシミュレーション結果よりも、矢印の数は少なく表示している。γ=0、γ=0.25、γ=0.5のときのウエハW付近の前記矢印について、図13(a)、(b)、(c)に夫々より明確に表示している。この図13で矢印の長さは、前記Oラジカルフラックス値の各点での大小を示しており、長いほどOラジカルの移動量が大きい。 In this simulation, the flux in each part in the processing container is calculated. This flux is the unit area of O radicals and the amount of movement per time, and the unit is mol / m 2 · sec. The calculated flux is indicated by an arrow in FIGS. 11 and 12, and the direction of the arrow indicates the direction in which the O radical flows. However, in these FIG. 11 and FIG. 12, for the convenience of illustration, the number of arrows is displayed smaller than the actually obtained simulation result. The arrows near the wafer W when γ = 0, γ = 0.25, and γ = 0.5 are shown more clearly in FIGS. 13A, 13B, and 13C, respectively. In FIG. 13, the length of the arrow indicates the magnitude of each point of the O radical flux value.

図11〜図13に示されるようにγ=0の場合には、ウエハWの外縁部にOラジカルが流れこんでおり、ウエハWの中央部と外縁部とでOラジカルの濃度分布が異なっている。しかしγ=0.25、0.5及び1の場合にはフォーカスリング4へのOラジカルの流れ込みが増える代わりにウエハWの外縁部へのOラジカルの流れ込みが抑えられる。そして、ウエハWの中央部と外縁部とでOラジカルの濃度分布の均一性が高くなっている。   As shown in FIGS. 11 to 13, when γ = 0, O radicals flow into the outer edge portion of the wafer W, and the concentration distribution of O radicals differs between the central portion and the outer edge portion of the wafer W. Yes. However, in the case of γ = 0.25, 0.5 and 1, the flow of O radicals to the outer edge of the wafer W is suppressed instead of the flow of O radicals into the focus ring 4 being increased. The uniformity of the O radical concentration distribution is high between the center and the outer edge of the wafer W.

図14は、シミュレーションにより得られた、反応度γ毎のウエハWのエッチングレートを示すグラフである。グラフの縦軸はエッチングレート(nm/分)を示し、横軸はウエハWの中心からの距離を示している。このグラフより、フォーカスリング4でのOラジカルによる反応度が、ウエハWでのOラジカルによる反応度に近いほど、ウエハW面内におけるエッチングレートの均一性が高くなることが分かる。図11〜図14に示したシミュレーションの結果から、本発明者は、被エッチング膜と主成分が同一であるリング部材をウエハWの周囲に配置することで、ウエハW面内のエッチングレートを改善することに思い至った。   FIG. 14 is a graph showing the etching rate of the wafer W for each reactivity γ obtained by simulation. The vertical axis of the graph represents the etching rate (nm / min), and the horizontal axis represents the distance from the center of the wafer W. From this graph, it can be seen that the closer the reactivity due to O radicals in the focus ring 4 is to the reactivity due to O radicals in the wafer W, the higher the uniformity of the etching rate in the wafer W plane. From the simulation results shown in FIGS. 11 to 14, the present inventor improves the etching rate in the wafer W surface by arranging a ring member having the same main component as the film to be etched around the wafer W. I came up with it.

W 半導体ウエハ
1 プラズマエッチング装置
10 処理容器
2 上部電極
23 ガス供給系
26 高周波電源部
3 載置台
38 高周波電源部
4 フォーカスリング
50 制御部
8 半導体製造装置
80 制御部
91 プラズマエッチングモジュール
92 フォーカスリング成膜モジュール
W Semiconductor wafer 1 Plasma etching apparatus 10 Processing vessel 2 Upper electrode 23 Gas supply system 26 High frequency power supply unit 3 Mounting table 38 High frequency power supply unit 4 Focus ring 50 Control unit 8 Semiconductor manufacturing apparatus 80 Control unit 91 Plasma etching module 92 Focus ring film formation module

Claims (6)

基板上の被エッチング膜を真空雰囲気にてドライエッチングする基板処理装置において、In a substrate processing apparatus for dry etching a film to be etched on a substrate in a vacuum atmosphere,
第1の処理容器を備えるエッチングモジュールと、An etching module comprising a first processing vessel;
第2の処理容器を備える成膜モジュールと、A film forming module including a second processing container;
前記第1の処理容器と前記第2の処理容器との間に介在すると共に前記第1の処理容器及び第2の処理容器に対して区画される搬送室と、A transfer chamber interposed between the first processing container and the second processing container and partitioned with respect to the first processing container and the second processing container;
を備え、With
前記エッチングモジュールは、The etching module is
前記第1の処理容器内にて前記基板を載置する第1の載置台と、前記第1の処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記処理ガスをプラズマ化して前記基板上の被エッチング膜をエッチングするためのプラズマ形成部と、前記エッチングを行うために第1の処理容器内を真空引きして真空雰囲気を形成するための第1の排気路と、を備え、A first stage on which the substrate is placed in the first processing container; a processing gas supply unit for supplying a processing gas into the first processing container; A plasma forming portion for etching the film to be etched, and a first exhaust path for evacuating the first processing container to form a vacuum atmosphere for performing the etching,
前記基板処理装置は、The substrate processing apparatus includes:
前記エッチングモジュールと前記成膜モジュールとの間で搬送され、前記第1の載置台上の前記基板を囲むように当該第1の載置台に配置されるリング部材を備え、A ring member that is transported between the etching module and the film forming module and disposed on the first mounting table so as to surround the substrate on the first mounting table;
前記成膜モジュールは、The film forming module includes:
前記第2の処理容器内にて前記リング部材を載置する第2の載置台と、前記エッチングモジュールでのエッチング時に、前記基板と前記リング部材との境界付近と前記基板の中央部側とで前記プラズマにより生成した活性種の分布の偏りを抑え、前記基板の面内において均一性の高いエッチング処理を行うために、前記被エッチング膜をエッチングするときの前記リング部材の表面が前記被エッチング膜の主成分と同じ主成分からなる材質となるように、前記リング部材の表面に成膜ガスを供給して成膜する成膜機構と、前記成膜ガスによる成膜を行うために第2の処理容器内を真空引きして真空雰囲気を形成するための第2の排気路と、A second mounting table on which the ring member is mounted in the second processing container; and at the time of etching in the etching module, the vicinity of the boundary between the substrate and the ring member and the central portion side of the substrate. In order to suppress uneven distribution of active species generated by the plasma and perform etching processing with high uniformity in the plane of the substrate, the surface of the ring member when etching the film to be etched is the film to be etched. A film forming mechanism for forming a film by supplying a film forming gas to the surface of the ring member so that the material is made of the same main component as the main component, and a second structure for performing film forming with the film forming gas. A second exhaust path for evacuating the processing container to form a vacuum atmosphere;
を備え、With
前記搬送室は、The transfer chamber is
前記第1の処理容器と前記第2の処理容器との間で前記リング部材を搬送し、且つ当該搬送室から前記第1の処理容器に基板を搬入する搬送機構を備え、A transport mechanism for transporting the ring member between the first processing container and the second processing container, and transporting the substrate from the transport chamber to the first processing container;
前記成膜モジュールにおいて前記リング部材に前記成膜ガスを供給して成膜する成膜ステップと、前記搬送機構によって前記成膜ガスにより成膜された前記リング部材を前記第2の処理容器から前記第1の処理容器に搬送して前記第1の載置台上に配置するステップと、前記第1の処理容器内に前記基板を搬入して前記第1の載置台に載置するステップと、前記第1の処理容器内に前記処理ガスを導入して当該処理ガスをプラズマ化し、前記処理ガスのプラズマにより前記被エッチング膜をエッチングするステップと、を実行するように制御信号の出力を行う制御部が設けられることを特徴とする基板処理装置。A film forming step of supplying the film forming gas to the ring member in the film forming module to form a film, and the ring member formed with the film forming gas by the transport mechanism from the second processing container. Transferring to the first processing container and placing on the first mounting table; loading the substrate into the first processing container and placing the substrate on the first mounting table; A control unit that outputs a control signal so as to perform the steps of introducing the processing gas into the first processing container, converting the processing gas into plasma, and etching the film to be etched with plasma of the processing gas A substrate processing apparatus, comprising:
前記搬送室には、前記搬送機構により前記リング部材が受け渡され、前記成膜モジュールにて成膜処理が行われて前記エッチングモジュールに搬送される前の前記リング部材が待機する待機室が接続されていることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。Connected to the transfer chamber is a standby chamber where the ring member is transferred by the transfer mechanism, the film forming module performs a film forming process, and the ring member waits before being transferred to the etching module. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate processing apparatus is provided. 前記制御部は、前記搬送機構によりダミー基板を前記第2の処理容器内に搬送するステップを実行するように制御信号の出力を行い、  The controller outputs a control signal so as to execute a step of transferring the dummy substrate into the second processing container by the transfer mechanism;
前記成膜ステップは、前記ダミー基板が前記第2の載置台に載置されると共に、当該ダミー基板を囲むように当該第2の載置台に前記リング部材が配置された状態で行われることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置。The film forming step is performed in a state where the dummy substrate is mounted on the second mounting table and the ring member is disposed on the second mounting table so as to surround the dummy substrate. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate processing apparatus is characterized.
前記第1の載置台の周縁部及び前記第2の載置台の周縁部には、前記リング部材を当該第1の載置台、当該第2の載置台に対して各々着脱するための静電チャックが設けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の基板処理装置。  An electrostatic chuck for attaching and detaching the ring member to and from the first mounting table and the second mounting table, respectively, on a peripheral portion of the first mounting table and a peripheral portion of the second mounting table. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate processing apparatus is provided. 前記被エッチング膜が有機膜の場合、前記リング部材の表面に形成する膜は有機膜であり、前記被エッチング膜がSi膜、SiO2膜又はSiN膜の場合、前記リング部材の表面に形成する膜はSi又はSiNであり、前記被エッチング膜がAl膜又はCu膜の場合、前記リング部材の表面に形成する膜はAl膜又はCu膜であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載の基板処理装置。 When the film to be etched is an organic film, the film formed on the surface of the ring member is an organic film, and when the film to be etched is a Si film, a SiO2 film, or a SiN film, a film formed on the surface of the ring member 5 is Si or SiN, and when the film to be etched is an Al film or a Cu film, the film formed on the surface of the ring member is an Al film or a Cu film . The substrate processing apparatus as described in one. 基板上の被エッチング膜を真空雰囲気にてドライエッチングする基板処理装置であって、
第1の処理容器を備えるエッチングモジュールと、
第2の処理容器を備える成膜モジュールと、
前記第1の処理容器と前記第2の処理容器との間に介在すると共に前記第1の処理容器及び第2の処理容器に対して区画される搬送室と、
を備え、
前記エッチングモジュールは、
前記第1の処理容器内にて前記基板を載置する第1の載置台と、前記第1の処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記処理ガスをプラズマ化して前記基板上の被エッチング膜をエッチングするためのプラズマ形成部と、前記エッチングを行うために第1の処理容器内を真空引きして真空雰囲気を形成するための第1の排気路と、を備え、
前記基板処理装置は、
前記エッチングモジュールと前記成膜モジュールとの間で搬送され、前記第1の載置台上の前記基板を囲むように当該第1の載置台に配置されるリング部材を備え、
前記成膜モジュールは、
前記第2の処理容器内にて前記リング部材を載置する第2の載置台と、前記エッチングモジュールでのエッチング時に、前記基板と前記リング部材との境界付近と前記基板の中央部側とで前記プラズマにより生成した活性種の分布の偏りを抑え、前記基板の面内において均一性の高いエッチング処理を行うために、前記被エッチング膜をエッチングするときの前記リング部材の表面が前記被エッチング膜の主成分と同じ主成分からなる材質となるように、前記リング部材の表面に成膜ガスを供給して成膜する成膜機構と、前記成膜ガスによる成膜を行うために第2の処理容器内を真空引きして真空雰囲気を形成するための第2の排気路と、
を備え、
前記搬送室は、
前記第1の処理容器と前記第2の処理容器との間で前記リング部材を搬送し、且つ当該搬送室から前記第1の処理容器に基板を搬入する搬送機構を備える基板処理装置を用いた基板処理方法において、
前記第2の処理容器内を前記第2の排気路を介して真空引きし、前記成膜モジュールにおいて前記リング部材に前記成膜ガスを供給して成膜する工程と、
前記搬送機構によって前記成膜ガスにより成膜された前記リング部材を前記第2の処理容器から前記第1の処理容器に搬送して前記第1の載置台上に配置する工程と、
前記第1の処理容器内に前記基板を搬入して前記第1の載置台に載置する工程と、
前記第1の処理容器内を前記第1の排気路を介して真空引きし、前記第1の処理容器内に前記処理ガスを導入して当該処理ガスをプラズマ化し、前記処理ガスのプラズマにより前記被エッチング膜をエッチングする工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
A substrate processing apparatus for dry etching a film to be etched on a substrate in a vacuum atmosphere ,
An etching module comprising a first processing vessel;
A film forming module including a second processing container;
A transfer chamber interposed between the first processing container and the second processing container and partitioned with respect to the first processing container and the second processing container;
With
The etching module is
A first stage on which the substrate is placed in the first processing container; a processing gas supply unit for supplying a processing gas into the first processing container; A plasma forming portion for etching the film to be etched, and a first exhaust path for evacuating the first processing container to form a vacuum atmosphere for performing the etching,
The substrate processing apparatus includes:
A ring member that is transported between the etching module and the film forming module and disposed on the first mounting table so as to surround the substrate on the first mounting table;
The film forming module includes:
A second mounting table on which the ring member is mounted in the second processing container; and at the time of etching in the etching module, the vicinity of the boundary between the substrate and the ring member and the central portion side of the substrate. In order to suppress uneven distribution of active species generated by the plasma and perform etching processing with high uniformity in the plane of the substrate, the surface of the ring member when etching the film to be etched is the film to be etched. A film forming mechanism for forming a film by supplying a film forming gas to the surface of the ring member so that the material is made of the same main component as the main component, and a second structure for performing film forming with the film forming gas. A second exhaust path for evacuating the processing container to form a vacuum atmosphere;
With
The transfer chamber is
A substrate processing apparatus including a transport mechanism for transporting the ring member between the first processing container and the second processing container and transporting the substrate from the transport chamber to the first processing container is used. In the substrate processing method ,
Evacuating the inside of the second processing container via the second exhaust passage, and supplying the film forming gas to the ring member in the film forming module to form a film;
Transporting the ring member deposited with the deposition gas by the transport mechanism from the second processing container to the first processing container and placing the ring member on the first mounting table;
Carrying the substrate into the first processing container and placing the substrate on the first mounting table;
Said first processing chamber is evacuated through the first exhaust passage, by introducing the process gas into the first processing chamber into plasma the process gas, wherein the plasma of the process gas Etching the film to be etched;
A substrate processing method comprising:
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