JP7364292B2 - Plasma processing system with opening/closing Faraday assembly and opening/closing Faraday assembly - Google Patents

Plasma processing system with opening/closing Faraday assembly and opening/closing Faraday assembly Download PDF

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Description

本発明は、半導体集積回路製造の技術分野に属し、プラズマ処理システム、特に開閉式ファラデー洗浄アセンブリを有するプラズマ処理システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention belongs to the technical field of semiconductor integrated circuit manufacturing, and relates to a plasma processing system, and more particularly, to a plasma processing system having an open/close Faraday cleaning assembly.

半導体集積回路の製造プロセスにおいて、エッチングは最も重要なプロセスの一つであり、プラズマエッチングは一般的に使用されるエッチング方法の一つである。通常、エッチングは真空反応チャンバー内で行われ、通常の真空反応チャンバー内には、ウェーハおよびRF負荷の吸着搬送やウェーハの冷却などに用いられる静電吸着チャックが含まれる。現在、半導体デバイスの製造プロセスにおいて、通常は静電吸着チャックを真空処理チャンバーの中央のベースに配置し、ウェーハを静電吸着チャックの上表面に配置する。そして、ベース上方の電極に高周波を印加することにより、導入された反応ガスのプラズマが処理チャンバー内で生成され、ウェーハを処理する。 Etching is one of the most important processes in the manufacturing process of semiconductor integrated circuits, and plasma etching is one of the commonly used etching methods. Etching is typically performed in a vacuum reaction chamber, and a typical vacuum reaction chamber includes an electrostatic chuck used for suction transport of the wafer and RF load, cooling of the wafer, and the like. Currently, in the manufacturing process of semiconductor devices, an electrostatic chuck is usually placed at the central base of a vacuum processing chamber, and a wafer is placed on the upper surface of the electrostatic chuck. Then, by applying high frequency to the electrode above the base, a plasma of the introduced reactive gas is generated in the processing chamber to process the wafer.

現在、一部の不揮発性金属材料のエッチングプロセスにおいて、プラズマはバイアス電圧の作用下で加速されて金属材料の表面に到達し、エッチングされた材料の表面からスパッタされる金属粒子は、チャンバー内の内壁および上部結合窓を含むあらゆる露出された表面の汚染原因になっている。そこで、汚染に対処するためには、チャンバー内に洗浄ガスを導入し、上部に高周波電力を負荷して洗浄ガスをイオン化し、これらの汚染粒子を運び去る必要がある。洗浄プロセス全体において、チャンバーが接地され、上部結合窓が絶縁材料でできているため、洗浄プロセスの上部に高周波電力が負荷されてプラズマが励起されると、アクティブされたプラズマは接地されたチャンバーを洗浄するが、結合窓に対する洗浄効果はほとんどない。時間の経過とともに汚染物質が積み重なって厚くなり、最終的には堆積物が脱落してウェーハを汚染してしまう。 Currently, in the etching process of some non-volatile metal materials, the plasma is accelerated under the action of a bias voltage to reach the surface of the metal material, and the metal particles sputtered from the surface of the etched material are Contributing to contamination of all exposed surfaces including interior walls and upper bond windows. Therefore, in order to deal with contamination, it is necessary to introduce a cleaning gas into the chamber and apply high frequency power to the top to ionize the cleaning gas and carry away these contaminant particles. During the whole cleaning process, the chamber is grounded and the top bonding window is made of insulating material, so when the high frequency power is loaded on the top of the cleaning process to excite the plasma, the activated plasma will cross the grounded chamber. Although it cleans, it has little cleaning effect on the bonding window. Over time, the contaminants build up and become thicker, eventually falling off and contaminating the wafer.

結合窓を完全に洗浄するためには、ファラデー層を用いることができる。プラズマ処理チャンバーにおいて、ファラデーシールドが使用されると、プラズマによるチャンバー材料の侵食を低減できるが、一部のプラズマは、ファラデー層間の隙間を通って結合窓を汚染できる。ファラデー層を高周波コイルと結合窓との間に配置すれば、高周波電界によって誘発されるイオンによるチャンバーの壁への侵食を減らすことができる。このようなシールドは、接地またはフローティングにすることができる。ファラデーシールドが接地される場合、容量結合が減少するために高周波電界強度が低下し、プラズマ放電を引き起こすことが非常に困難になる。また、プラズマがフローティング設計である場合、プラズマの励起は過度に妨げられないが、プラズマによるチャンバーへの侵食を防ぐにはあまり効果的ではない。 A Faraday layer can be used to thoroughly clean the binding window. When a Faraday shield is used in a plasma processing chamber, it can reduce erosion of the chamber material by the plasma, but some plasma can pass through the gaps between the Faraday layers and contaminate the bonding window. Placing a Faraday layer between the radio frequency coil and the coupling window can reduce erosion of the walls of the chamber by ions induced by the radio frequency electric field. Such shields can be grounded or floating. If the Faraday shield is grounded, the high frequency electric field strength will be reduced due to the reduced capacitive coupling, making it very difficult to cause a plasma discharge. Also, if the plasma is in a floating design, the excitation of the plasma is not unduly impeded, but it is not very effective in preventing the plasma from encroaching on the chamber.

本発明は、従来技術における問題点に鑑みてなされ、ウェーハエッチングへの悪影響を効果的に回避でき、結合窓の洗浄中にファラデー層を使用することにより、結合窓の完全洗浄を実現できる開閉式ファラデーアセンブリを提供することを目的とする。該開閉式ファラデーアセンブリは、プラズマ処理システムの結合窓の外側に配置され、洗浄する際、開閉式ファラデーアセンブリを構成する各環状のファンブレードは閉じた状態にあり、結合窓とプラズマとの接触領域を覆うことができる。この場合、各環状のファンブレードの内側円弧面は同心円a上に配置され、各環状のファンブレードの外側円弧面は同心円b上に配置される。一方、エッチングする際、開閉式ファラデーアセンブリを構成する各環状のファンブレードは開く状態にあり、開閉式ファラデーアセンブリにおける中央コイルを完全に露出できる。この場合、各環状のファンブレードの第一断面はすべて、最大開口の内接円に接することができ、最大開口の内接円の直径は、中央コイルの外径よりも大きい。 The present invention has been made in view of the problems in the prior art, and the present invention can effectively avoid the negative effects on wafer etching, and can realize complete cleaning of the bonding window by using a Faraday layer during bonding window cleaning. The purpose is to provide Faraday assembly. The retractable Faraday assembly is placed outside the coupling window of the plasma processing system, and during cleaning, each annular fan blade making up the retractable Faraday assembly is in a closed state, and the contact area between the coupling window and the plasma is can be covered. In this case, the inner arc surface of each annular fan blade is arranged on a concentric circle a, and the outer arc surface of each annular fan blade is arranged on a concentric circle b. Meanwhile, during etching, each annular fan blade constituting the retractable Faraday assembly is in an open state, so that the central coil in the retractable Faraday assembly can be completely exposed. In this case, the first cross section of each annular fan blade can all touch the inscribed circle of the largest opening, and the diameter of the inscribed circle of the largest opening is larger than the outer diameter of the central coil.

上記目的を達成するための本発明に係る開閉式ファラデーアセンブリは、回転ボタンと、高周波アクセスブロックと、前記高周波アクセスブロックを駆動するための昇降機構と、O軸の外側に均等に分布されかつそれぞれ設けられる複数の環状ファンブレードと、を含むファラデー層を有し、
前記回転ボタンは、全体が円環形状であり、O軸の外側に同心円状に回転可能に設けられ、前記環状ファンブレードと同じ数のガイドスライド溝が、前記回転ボタンの環状表面に沿って等間隔に設けられ、
前記各環状ファンブレードは、内側円弧面と、外側円弧面と、内側円弧面および外側円弧面の同じ側の側面をそれぞれ接続する第1側成形面および第2側成形面と、を含み、各環状ファンブレードの外弧面近傍のファン表面には第1位置決め部材および第2位置決め部材がそれぞれ設けられ、
前記各環状ファンブレードは、前記回転ボタンにより駆動されて対応するファン表面に設けられた第1位置決め部材の周りを同期回転でき、さらに、回転振幅は、前記第2位置決め部材と前記回転ボタンのガイドスライド溝との間のガイド接続によって第1限界位置と第2限界位置との間に制限され、
前記各環状ファンブレードが前記第1限界位置に位置される際、前記ファラデー層は閉じた状態にあり、この場合、前記各環状ファンブレードの内側円弧面は、前記O軸の外側の同心円aの円周上に等間隔に配置され、前記各環状ファンブレードの外側円弧面は、前記O軸の外側の同心円bの円周上に等間隔に配置され、前記同心円aの内径は前記同心円bの内径よりも小さく、
前記各環状ファンブレードが前記第2限界位置に位置される際、前記ファラデー層は開いた状態にあり、この場合、前記各環状ファンブレードの第1側成形面は、最大開口の内接円に接しており、前記回転ボタンの内側にある最大開口内接円に対応する領域を完全に露出でき、
前記高周波数アクセスブロックは、前記昇降機構の電力出力端に接続され、
前記昇降機構によって、前記高周波アクセスブロックは前記ファラデー層に向かって移動して閉じた状態のファラデー層の各環状ファンブレードの内側円弧面に導電的に接続でき、または、前記高周波数アクセスブロックがファラデー層から離れて開いた状態のファラデー層と分離できる。
To achieve the above object, the open/close Faraday assembly according to the present invention includes a rotary button, a high frequency access block, a lifting mechanism for driving the high frequency access block, and a rotating button, a high frequency access block, a lifting mechanism for driving the high frequency access block, and a rotating button, a high frequency access block, a lifting mechanism for driving the high frequency access block, and a rotary button, a high frequency access block, a lifting mechanism for driving the high frequency access block, and a rotating button, a high frequency access block, and a lifting mechanism for driving the high frequency access block. a Faraday layer comprising: a plurality of annular fan blades provided;
The rotary button has an annular shape as a whole, and is rotatably provided concentrically on the outside of the O axis, and the same number of guide slide grooves as the annular fan blades are arranged equally along the annular surface of the rotary button. provided at intervals,
Each of the annular fan blades includes an inner arcuate surface, an outer arcuate surface, and a first side molding surface and a second side molding surface that respectively connect side surfaces on the same side of the inner arcuate surface and the outer arcuate surface, and A first positioning member and a second positioning member are respectively provided on the fan surface near the outer arc surface of the annular fan blade;
Each of the annular fan blades is driven by the rotation button to rotate synchronously around a first positioning member provided on the corresponding fan surface, and further, the rotational amplitude is determined by the second positioning member and the guide of the rotation button. limited between a first limit position and a second limit position by a guide connection with the slide groove;
When each of the annular fan blades is located at the first limit position, the Faraday layer is in a closed state, and in this case, the inner arcuate surface of each of the annular fan blades is aligned with the outer concentric circle a of the O axis. The outer arcuate surfaces of each of the annular fan blades are arranged at equal intervals on the circumference of a concentric circle b outside the O-axis, and the inner diameter of the concentric circle a is equal to the inner diameter of the concentric circle b. smaller than the inner diameter,
When each of the annular fan blades is positioned at the second limit position, the Faraday layer is in an open state, and in this case, the first side molding surface of each of the annular fan blades is in the inscribed circle of the largest opening. a region that is in contact with the rotary button and corresponds to the maximum opening inscribed circle inside the rotation button can be completely exposed;
the high frequency access block is connected to a power output end of the lifting mechanism;
The lifting mechanism allows the high frequency access block to move toward the Faraday layer and conductively connect to the inner arcuate surface of each annular fan blade of the Faraday layer in a closed state, or The layer can be separated from the open Faraday layer.

さらに、前記ガイドスライド溝は帯状の溝である。 Furthermore, the guide slide groove is a band-shaped groove.

さらに、前記ガイドスライド溝は傾斜して設けられている。 Furthermore, the guide slide groove is provided at an angle.

さらに、前記第1側成形面および前記第2側成形面はともに、平らな成形面、または前記第1側成形面が外向きに湾曲した成形面で、第2側成形面が内向きに湾曲した成形面である。 Furthermore, both the first side molding surface and the second side molding surface are flat molding surfaces, or the first side molding surface is an outwardly curved molding surface, and the second side molding surface is an inwardly curved molding surface. It is a molded surface.

さらに、前記昇降機構は、エアシリンダ、エアシリンダ移送プレートおよびエアシリンダ移送絶縁ロッドを含み、前記エアシリンダの出力端は、前記エアシリンダ移送プレートおよび前記エアシリンダ移送絶縁ロッドを順次に介して前記高周波アクセスブロックに固設されている。 Furthermore, the lifting mechanism includes an air cylinder, an air cylinder transfer plate, and an air cylinder transfer insulating rod, and the output end of the air cylinder sequentially passes through the air cylinder transfer plate and the air cylinder transfer insulating rod to Fixed to the access block.

さらに、前記第1位置決め部材および前記第2位置決め部材はともにピンである。 Furthermore, both the first positioning member and the second positioning member are pins.

本発明の他の一つの目的は、上記開閉式ファラデーアセンブリが外側に設けられた結合窓を含むプラズマ処理システムを提供することであり、
各環状ファンブレードは、対応するファン表面に設けられた第1位置決め部材を介して前記結合窓と定められた位置で接続され、
前記結合窓には、回転ボタンの外縁に対応する位置において回転位置決め面が設けられ、前記回転位置決め面の位置決めにより、前記回転ボタンはO軸を中心に回転できる。
Another object of the present invention is to provide a plasma processing system in which the retractable Faraday assembly includes an outer coupling window;
each annular fan blade is connected to the coupling window at a defined position via a first positioning member provided on the corresponding fan surface;
The coupling window is provided with a rotational positioning surface at a position corresponding to an outer edge of the rotary button, and the rotational button can be rotated about the O axis by the positioning of the rotational positioning surface.

さらに、前記開閉式ファラデーアセンブリの外側には、中央コイルを含むコイル構造が設けられ、前記中央コイルは回転ボタンの内側領域に正射投影され、前記中央コイルの外径は最大開口の内接円の直径以下であり、
前記各環状ファンブレードが第1限界位置に位置される際、閉じた状態の各環状ファンブレードの内側円弧面は、高周波アクセスブロックを介してファラデー高周波電源に接続され、
前記各環状ファンブレードが第2限界位置に位置される際、前記中央コイルは結合窓の表面に完全に露出し、前記中央コイルおよびエッジコイルはともにコイル高周波電源に接続されている。
Further, the outer side of the retractable Faraday assembly is provided with a coil structure including a central coil, the central coil is orthographically projected onto the inner region of the rotary button, and the outer diameter of the central coil is an inscribed circle of the largest opening. is less than or equal to the diameter of
When each of the annular fan blades is located at a first limit position, the inner arcuate surface of each annular fan blade in the closed state is connected to a Faraday high frequency power source through a high frequency access block;
When each of the annular fan blades is located at the second extreme position, the central coil is completely exposed on the surface of the coupling window, and both the central coil and the edge coil are connected to a coil high frequency power source.

さらに、前記コイル構造は、前記中央コイルから独立して設けられたエッジコイルをさらに含み、前記エッジコイルは、回転ボタンの内側領域に正射投影でき、
前記各環状ファンブレードが第2限界位置に位置される際、前記中央コイルと前記エッジコイルはともに結合窓の表面に完全に露出し、ともにコイル高周波電源に接続されている。
Furthermore, the coil structure further includes an edge coil provided independently from the central coil, the edge coil being orthographically projectable to an inner region of the rotary button;
When each of the annular fan blades is located at the second extreme position, both the center coil and the edge coil are completely exposed on the surface of the coupling window, and both are connected to a coil high frequency power source.

さらに、第1位置決め部材は第1ピンであり、前記結合窓には、前記各環状ファンブレードの第1ピンに対応する位置にピンホールが設けられ、前記各環状ファンブレードは、それぞれのファン表面に設けられた第1ピンによって結合窓における各ピンホールと一対一に接続され、
前記結合窓の中央部には中央固定穴が設けられ、前記中央固定穴にはセラミック製の入口ポートが設けられ、該セラミック製の入口ポートの出口部分にはノズルが設けられている。
Further, the first positioning member is a first pin, and the coupling window is provided with a pinhole at a position corresponding to the first pin of each of the annular fan blades, and each of the annular fan blades has a first pin on a respective fan surface. connected one-to-one to each pinhole in the coupling window by a first pin provided in the
A central fixing hole is provided in the central part of the coupling window, a ceramic inlet port is provided in the central fixing hole, and a nozzle is provided in the outlet part of the ceramic inlet port.

さらに、反応チャンバーを含み、前記反応チャンバーの上端は開口され、前記反応チャンバーの開口にはチャンバーカバーが密閉接続され、前記チャンバーカバーの中央位置には前記結合窓に対応する窓が設けられ、
前記反応チャンバー内にはベースが設けられ、前記ベースの上面はノズルと対向するバイアス電極に固定接続され、前記バイアス電極の上面にはウェーハが吸着され、
前記反応チャンバーの上部には断面がU字型のシールドボックスが固設され、前記シールドボックスと前記チャンバーカバーとは密閉接続され、
前記高周波アクセスブロックおよび前記昇降機構はともにシールドボックス内に配置され、前記昇降機構の一端は前記シールドボックスの上部に固定され、他端は前記高周波アクセスブロックに固定されている。
further comprising a reaction chamber, the upper end of the reaction chamber is open, a chamber cover is hermetically connected to the opening of the reaction chamber, and a window corresponding to the coupling window is provided at a central position of the chamber cover;
A base is provided in the reaction chamber, an upper surface of the base is fixedly connected to a bias electrode facing a nozzle, and a wafer is attracted to the upper surface of the bias electrode,
A shield box having a U-shaped cross section is fixedly installed in the upper part of the reaction chamber, and the shield box and the chamber cover are hermetically connected,
Both the high frequency access block and the lifting mechanism are arranged in a shield box, one end of the lifting mechanism is fixed to the upper part of the shield box, and the other end is fixed to the high frequency access block.

本発明の更なる他の一つの目的は、開閉式ファラデーアセンブリを有するプラズマ処理システムに基づく方法を提供することであり、該方法は、結合窓洗浄工程と、ウェーハエッチング工程と、を含み、
前記ウェーハエッチング工程は、
(1.1) ウェーハを反応チャンバー内のバイアス電極の上方に配置するステップと、
(1.2) エアシリンダを上方に移動させ、高周波アクセスブロックとファラデー層とを分離するステップと、
(1.3) 回転ボタンを回転することによりファラデー層を第2限界位置まで開き、この場合、ファラデー層を構成する各環状ファンブレードの第1側成形面は最大開口の内接円に接することができ、最大開口の内接円に対向する中央コイルが直接結合窓に対向するステップと、
(1.4) セラミック製の入口ポートから反応チャンバー内にプロセスガスを導入し、中央コイルに要求を満たす高周波電源を供給するステップと、
(1.5) ウェーハの表面においてプラズマエッチングを行うステップと、
(1.6) エッチング工程が終了したら、反応チャンバーへのプロセスガスの導入および中央コイルへの電力供給を停止し、反応チャンバーを真空引きするステップと、
を含み、
前記結合窓洗浄工程は、
(2.1) 基板を前記反応チャンバー内のバイアス電極の上方に配置するステップと、
(2.2) 回転ボタンを回転することによりファラデー層を閉じた状態にし、この場合、各環状ファンブレードの内側円弧面はO軸の外側にある同心円aの円周上に位置され、各環状ファンブレードの外側円弧面はO軸の外側にある同心円bの円周上に位置されるステップと、
(2.3) エアシリンダを下降させ、閉じた状態のファラデー層の各環状ファンブレードの内側円弧面に近い部分に高周波アクセスブロックを強く押圧することにより、高周波アクセスブロックが各環状ファンブレードに導電的に接続されるようにするステップと、
(2.4) セラミック製の入口ポートを介して反応チャンバーに洗浄ガスを導入するステップと、
(2.5) 高周波アクセスブロックを介してファラデー層に要求を満たす高周波電源を供給するステップと、
(2.6) 洗浄終了後、反応チャンバーへの洗浄ガスの導入およびファラデー層への電力供給を停止し、反応チャンバーを真空引きするステップと、
を含む。
Yet another object of the present invention is to provide a method based on a plasma processing system having a retractable Faraday assembly, the method comprising: a bond window cleaning step; a wafer etching step;
The wafer etching process includes:
(1.1) placing the wafer above a bias electrode in a reaction chamber;
(1.2) moving the air cylinder upward to separate the high frequency access block and the Faraday layer;
(1.3) The Faraday layer is opened to the second limit position by rotating the rotation button, and in this case, the first side molding surface of each annular fan blade constituting the Faraday layer is in contact with the inscribed circle of the maximum opening. a step in which the central coil facing the inscribed circle of maximum aperture faces the direct coupling window;
(1.4) introducing a process gas into the reaction chamber through the ceramic inlet port and supplying the central coil with a satisfying high frequency power;
(1.5) performing plasma etching on the surface of the wafer;
(1.6) When the etching process is completed, stopping the introduction of process gas into the reaction chamber and power supply to the central coil, and evacuating the reaction chamber;
including;
The bonding window cleaning step includes:
(2.1) placing a substrate above a bias electrode in the reaction chamber;
(2.2) The Faraday layer is closed by rotating the rotation button, and in this case, the inner arcuate surface of each annular fan blade is located on the circumference of a concentric circle a outside the O axis, and each annular fan blade is a step in which the outer arcuate surface of the fan blade is located on the circumference of a concentric circle b outside the O axis;
(2.3) By lowering the air cylinder and strongly pressing the high-frequency access block against the portion close to the inner arcuate surface of each annular fan blade in the closed Faraday layer, the high-frequency access block conducts electricity to each annular fan blade. a step of:
(2.4) introducing a cleaning gas into the reaction chamber through a ceramic inlet port;
(2.5) supplying a high frequency power supply meeting the requirements to the Faraday layer via the high frequency access block;
(2.6) After the cleaning is completed, introducing the cleaning gas into the reaction chamber and stopping the power supply to the Faraday layer, and evacuating the reaction chamber;
including.

本発明によれば、従来技術に比して、以下のような有益な効果を奏する。
本発明に係る開閉式ファラデーアセンブリは、プラズマ処理システムの結合窓の外側に配置され、洗浄する際、開閉式ファラデーアセンブリを構成する各環状ファンブレードは閉じた状態にあり、結合窓とプラズマとの接触領域を覆うことができる。この場合、各環状ファンブレードの内側円弧面は同心円a上に位置し、各環状ファンブレードの外側円弧面は同心円b上に位置する。一方、エッチングする際、開閉式ファラデーアセンブリを構成する環状ファンブレードは開いた状態にあり、開閉式ファラデーアセンブリの中央コイルを完全に露出できる。この場合、各環状ファンブレードの第1断面はすべて、最大開口の内接円に接することができ、最大開口の内接円の直径は、中央コイルの外径よりも大きい。したがって、本発明に係る開閉式ファラデーアセンブリは、ウェーハエッチングへの悪影響を有効に回避でき、さらに、結合窓の洗浄中にファラデー層を使用することにより、結合窓の完全洗浄を実現できる。すなわち、本発明によれば、従来のファラデーシールドユニットに起因する高周波電界の強度低下の問題を解決でき、高周波電界の強度に影響を与えることなく結合窓の洗浄を容易にし、操作を容易にすることが可能である。
According to the present invention, the following beneficial effects are achieved compared to the conventional technology.
The retractable Faraday assembly according to the present invention is disposed outside the coupling window of the plasma processing system, and during cleaning, each annular fan blade making up the retractable Faraday assembly is in a closed state, and the coupling window and the plasma are connected to each other. The contact area can be covered. In this case, the inner arc surface of each annular fan blade is located on a concentric circle a, and the outer arc surface of each annular fan blade is located on a concentric circle b. On the other hand, during etching, the annular fan blades constituting the retractable Faraday assembly are in an open state, so that the central coil of the retractable Faraday assembly can be completely exposed. In this case, the first cross-sections of each annular fan blade may all be tangential to the inscribed circle of the largest opening, and the diameter of the inscribed circle of the largest opening is greater than the outer diameter of the central coil. Therefore, the open/close Faraday assembly according to the present invention can effectively avoid the negative impact on wafer etching, and furthermore, by using the Faraday layer during cleaning of the bonding window, complete cleaning of the bonding window can be achieved. That is, according to the present invention, it is possible to solve the problem of a decrease in the strength of the high frequency electric field caused by the conventional Faraday shield unit, and the coupling window can be easily cleaned without affecting the strength of the high frequency electric field, making the operation easier. Is possible.

開閉式ファラデーアセンブリを有するプラズマ処理システムを示す図である。FIG. 1 illustrates a plasma processing system with an open/close Faraday assembly. 図1における結合窓の概略構造を示す図である。2 is a diagram showing a schematic structure of a coupling window in FIG. 1. FIG. 閉じた状態における図1の開閉式ファラデーアセンブリの概略構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic structure of the retractable Faraday assembly of FIG. 1 in a closed state; 開いた状態における図3の開閉式ファラデーアセンブリの概略構造を示す図である。4 is a diagram illustrating a schematic structure of the retractable Faraday assembly of FIG. 3 in an open state; FIG. 図3におけるファン(扇型)ブレードの概略構造を示す図である。4 is a diagram showing a schematic structure of a fan (fan-shaped) blade in FIG. 3. FIG. 本発明に係る開閉式ファラデーアセンブリを有するプラズマ処理システムに基づく方法のフローチャートである。1 is a flowchart of a method based on a plasma processing system having an openable Faraday assembly according to the present invention.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る技術的解決手段について明確かつ完全に説明する。当然でありながら、以下に説明される実施形態は、本発明の実施形態の一部にすぎず、全ての実施形態ではない。以下に説明される少なくとも一つの例示的な実施形態は、単なる例示であり、本発明およびその応用または使用に対していかなる限定もしない。本発明の実施形態に基づき、いわゆる当業者が創作的な工夫をすることなく得られる他の実施形態は、全て本発明の保護範囲に属する。特に説明しない限り、以下に説明される実施形態に係る構成要素およびステップの相対的な配置、表現および数値は、本発明の範囲を限定するものでない。さらに、わかりやすく説明するため、図面に示された様々な部品の寸法は、実際の縮尺および関係に従って描かれていないことには理解されたい。関連する技術分野の通常の技術者の周知技術、方法および装置については、詳細に説明しないが、これらの技術、方法および装置は、必要であれば、本明細書の一部として考慮されるべきである。本明細書において示され議論される全ての実施形態において、任意の特定の値は、例示的なものであって、制限的なものではない。したがって、例示的な実施形態と異なるその他の実施形態では、異なる値を有することができる。 Hereinafter, the technical solution according to the embodiments of the present invention will be clearly and completely explained with reference to the drawings. Naturally, the embodiments described below are only some and not all embodiments of the present invention. The at least one exemplary embodiment described below is merely an example and does not impose any limitation on the invention and its application or use. All other embodiments that can be obtained by those skilled in the art based on the embodiments of the present invention without any creative efforts fall within the protection scope of the present invention. Unless otherwise stated, the relative arrangement, representation, and numerical values of components and steps in the embodiments described below are not intended to limit the scope of the invention. Furthermore, it is to be understood that, for clarity, the dimensions of the various parts shown in the drawings are not drawn to scale and relationships. Techniques, methods and apparatus well known to those of ordinary skill in the relevant art are not described in detail, but should be considered as part of this specification, if appropriate. It is. In all embodiments shown and discussed herein, any specific values are exemplary and not limiting. Thus, other embodiments that differ from the exemplary embodiment may have different values.

わかりやすく説明するため、「上方」、「上部」、「上表面」、「上面」など空間的相対用語を使用して、図面に示される一つのデバイスまたは技術的特徴と他のデバイスまたは技術的特徴との間の空間的位置関係を説明してもよい。理解されるべきことは、空間的相対用語は、図面に示されたもの以外の使用または操作におけるデバイスの異なる向きを含むことを目的としていることである。たとえば、図面におけるデバイスが反転されている場合、「他のデバイスまたは構造の上方」または「他のデバイスまたは構造の上部」として説明されたデバイスは、その後、「他のデバイスまたは構造の下方」または「他のデバイスまたは構造の下部」として位置づけられることになる。したがって、例示的な用語「上方」は、「上方」や「下方」との2つの向きを含みうる。また、他の方法(90度回転または他の方向)により位置決めしてもよい。 For clarity, spatially relative terminology is used, such as ``above,'' ``top,'' ``top surface,'' and ``top surface,'' to distinguish between one device or technical feature shown in the drawings and other devices or technical features. The spatial relationship between the features may also be described. It should be understood that spatially relative terminology is intended to include different orientations of the device in use or operation other than that shown in the drawings. For example, if a device in a drawing is inverted, a device described as ``above another device or structure'' or ``on top of another device or structure'' is then described as ``below another device or structure'' or ``below another device or structure.'' It will be positioned as "underneath another device or structure." Thus, the exemplary term "above" may include two orientations: "above" and "below." Alternatively, positioning may be performed using other methods (90 degree rotation or other directions).

本発明に係る開閉式ファラデーアセンブリ14は、ファラデー層を有し、図1~図5に示すように、ファラデー層は、回転ボタン10と、高周波アクセスブロック22と、高周波アクセスブロック22を駆動するための昇降機構と、O軸の外側に均等に分布されかつそれぞれ設けられる複数の環状ファンブレード14-1と、を含む。ファンブレードの材質は、好ましくは銅またはアルミニウムである。ここで、回転ボタン10は、全体が円環形状であり、O軸の外側に同心円状に回転可能に設けられ、環状ファンブレード14-1と同じ数のガイドスライド溝11が回転ボタンの環状表面に沿って等間隔に設けられている。図において、ガイドスライド溝11は、回転ボタン10の環状表面においてO軸を中心として中心対称に均等に設けられ、その中心線は、ファラデー層を開いた際に形成される最大開口の内接円と接する(接線となる)。回転ボタン10の材質は、好ましくは、絶縁材料ULTEM-1000であり、回転ボタン10の回転中心は、結合窓7の中心軸であるO軸と一致し、その回転位置決め面8は、結合窓7のエッジ部に設けられた回転位置決め面8である。なお、回転ボタン10は、手動で操作されてもよいが、外部電極や外部の回転式エアシリンダ19によって駆動されてもよく、本発明では限定しない。 The retractable Faraday assembly 14 according to the present invention has a Faraday layer, and as shown in FIGS. and a plurality of annular fan blades 14-1, which are evenly distributed on the outside of the O-axis and provided respectively. The material of the fan blades is preferably copper or aluminum. Here, the rotation button 10 has an annular shape as a whole and is rotatably provided concentrically on the outside of the O axis, and the same number of guide slide grooves 11 as the annular fan blades 14-1 are formed on the annular surface of the rotation button. are placed at equal intervals along the In the figure, the guide slide grooves 11 are evenly provided on the annular surface of the rotary button 10 in a centrally symmetrical manner with the O axis as the center, and the center line is the inscribed circle of the maximum opening formed when the Faraday layer is opened. It touches (becomes a tangent line). The material of the rotary button 10 is preferably an insulating material ULTEM-1000, the rotation center of the rotary button 10 coincides with the O axis, which is the central axis of the coupling window 7, and the rotation positioning surface 8 thereof is aligned with the O axis, which is the central axis of the coupling window 7. It is a rotational positioning surface 8 provided on the edge portion of. Note that the rotation button 10 may be operated manually, but may also be driven by an external electrode or an external rotary air cylinder 19, and is not limited to this in the present invention.

各環状ファンブレード14-1は、内側円弧面14-lbと、外側円弧面14-1dと、内側円弧面14-lbおよび外側円弧面14-1dの同じ側の側面をそれぞれ接続する第1側成形面14-laおよび第2側成形面14-lcと、を含む。異なる形状のファラデー層を形成するため、異なる形状の環状ファンブレード14-1を用いてもよい。すなわち、第1側成形面14-laおよび第2側成形面14-lcは、図5に示す形状、すなわち、第1側成形面14-laは外向きに湾曲した成形面で、第2側成形面14-lcは内向きに湾曲した成形面であってもよいし、いずれも平らな成形面であってもよい。さらに、各環状ファン羽根14-1の外周円弧面14-1d近傍のファン表面には、第1位置決め部材および第2位置決め部材がそれぞれ設けられている。第1位置決め部材および第2位置決め部材はともにピンであり、それぞれ第1ピン12および第2ピン13である。 Each annular fan blade 14-1 has a first side that connects an inner arcuate surface 14-lb, an outer arcuate surface 14-1d, and side surfaces on the same side of the inner arcuate surface 14-lb and outer arcuate surface 14-1d, respectively. It includes a molding surface 14-la and a second side molding surface 14-lc. To form Faraday layers of different shapes, annular fan blades 14-1 of different shapes may be used. That is, the first side molding surface 14-la and the second side molding surface 14-lc have the shape shown in FIG. 5, that is, the first side molding surface 14-la is an outwardly curved molding surface, and The molding surface 14-lc may be an inwardly curved molding surface, or may be a flat molding surface. Further, a first positioning member and a second positioning member are respectively provided on the fan surface near the outer circumferential arc surface 14-1d of each annular fan blade 14-1. Both the first positioning member and the second positioning member are pins, and are the first pin 12 and the second pin 13, respectively.

各環状ファンブレード14-1は、回転ボタン10により駆動されて対応するファン表面に設けられた第1位置決め部材の周りを同期回転でき、その回転振幅は、第2位置決め部材と回転ボタン10のガイドスライド溝11とのガイド接続によって第1限界位置と第2限界位置との間に制限されている。本発明において、ガイドスライド溝11は、帯状の溝であり、傾斜して設けられている。 Each annular fan blade 14-1 can be driven by the rotation button 10 to rotate synchronously around a first positioning member provided on the corresponding fan surface, and the rotational amplitude is determined by the guide of the second positioning member and the rotation button 10. It is limited between a first limit position and a second limit position by a guide connection with the slide groove 11. In the present invention, the guide slide groove 11 is a band-shaped groove, and is provided at an angle.

各環状ファンブレード14-1が第1限界位置に位置される際、ファラデー層は閉じた状態である。この場合、各環状ファンブレード14-1の内側円弧面14-lbは、O軸の外側の同心円aの円周上に等間隔に配置され、各環状ファンブレード14-1の外側円弧面14-ldは、O軸の外側の同心円bの円周上に等間隔に配置され、同心円aの内径は同心円bのそれよりも小さい。 When each annular fan blade 14-1 is located in the first limit position, the Faraday layer is in a closed state. In this case, the inner arcuate surfaces 14-lb of each annular fan blade 14-1 are arranged at equal intervals on the circumference of the outer concentric circle a of the O axis, and the outer arcuate surface 14-lb of each annular fan blade 14-1 ld are arranged at equal intervals on the circumference of a concentric circle b outside the O axis, and the inner diameter of the concentric circle a is smaller than that of the concentric circle b.

各環状ファンブレード14-1が第2限界位置に位置される際、ファラデー層は開いた状態である。この場合、各環状ファンブレード14-1の第1側成形面14-1aは、全て最大開口の内接円に接し(接線である)、回転ボタン10の内側にある最大開口内接円に対応する領域を完全に露出できる。 When each annular fan blade 14-1 is positioned at the second limit position, the Faraday layer is in an open state. In this case, the first side molding surfaces 14-1a of each annular fan blade 14-1 are all in contact with (are tangents to) the inscribed circle of the maximum opening, and correspond to the inscribed circle of the maximum opening inside the rotation button 10. area can be completely exposed.

高周波アクセスブロック22は、昇降機構の電力出力端に接続されている。本発明において、昇降機構は、エアシリンダ19、エアシリンダ移送プレート20およびエアシリンダ移送絶縁ロッド21を含む。エアシリンダの動力出力端は、エアシリンダ移送プレート20およびエアシリンダ移送絶縁ロッド21を順次に介して高周波アクセスブロック22に固設されている。 The high frequency access block 22 is connected to the power output end of the lifting mechanism. In the present invention, the lifting mechanism includes an air cylinder 19, an air cylinder transfer plate 20, and an air cylinder transfer insulation rod 21. The power output end of the air cylinder is fixed to a high frequency access block 22 via an air cylinder transfer plate 20 and an air cylinder transfer insulating rod 21 in sequence.

昇降機構によって、高周波アクセスブロック22はファラデー層に向かって移動して閉じた状態のファラデー層の各環状ファンブレード14-1の内側円弧面14-lbに導電的に接続でき、または、高周波アクセスブロック22がファラデー層から離れて開いた状態のファラデー層と分離できる。 By means of the lifting mechanism, the high frequency access block 22 can be moved towards the Faraday layer and electrically conductively connected to the inner arcuate surface 14-lb of each annular fan blade 14-1 of the Faraday layer in the closed state, or the high frequency access block 22 can be 22 is separated from the Faraday layer and can be separated from the open Faraday layer.

上記開閉式ファラデーアセンブリ14をプラズマ処理システムに用いることにより、結合窓7を含む開閉式ファラデーアセンブリ14を有するプラズマ処理システムが得られる。本発明において、結合窓7の材質は、通常はセラミック製であり、反応チャンバー1およびチャンバーカバー6の真上に位置し、中央部には、中央固定孔を介してガス入口ノズル9が設けられている。該ノズルは、プロセス工程においてチャンバーにプロセスガス/洗浄ガスを供給するためのセラミック製の入口ポート16の出口部分に設けられている。反応チャンバー1内には、バイアス電極4およびバイアス電極4の真上に位置されるウェーハ5が配置されている。結合窓7の上方には、コイル構造が設けられ、該コイル構造は、立体式コイル17である。立体式コイル17は、2つの独立した部分である中央コイルおよびエッジコイルを含む。中央コイルおよびエッジコイルは、いずれも2つの単一立体式コイルを結合して形成され、各単一立体式コイルは、垂直方向に2段、3段またはそれ以上に設けられ、平面上は2巻き、3巻きまたはそれ以上に巻かれている。2つの単一立体式コイルの一端は、ともに外部の高周波装置に接続され、他端もともに接地されている。開閉式ファラデーアセンブリ14は、結合窓7と立体式コイル17との間の中間層に位置されている。この場合、各環状ファンブレード14-1は、対応するファン表面に設けられた第1位置決め部材を介して結合窓7と定められた位置で接続されている。結合窓7には、回転ボタン10の外縁に対応する位置において回転位置決め面8が設けられ、回転位置決め面8の位置決めにより、回転ボタン10はO軸を中心に回転できる。立体式コイル17は、回転ボタン10の内側領域に正射投影され、立体式コイル17の外径は、最大開口の内接円の直径以下である。すなわち、中央コイルおよびエッジコイルは、いずれも回転ボタン10の外周領域に正射投影でき、エッジコイルの外径は、最大開口の内接円の直径以下である。 By using the above openable Faraday assembly 14 in a plasma processing system, a plasma processing system having the openable Faraday assembly 14 including the coupling window 7 is obtained. In the present invention, the material of the bonding window 7 is usually ceramic, and it is located directly above the reaction chamber 1 and the chamber cover 6, and a gas inlet nozzle 9 is provided in the center through a central fixed hole. ing. The nozzle is located at the outlet portion of the ceramic inlet port 16 for supplying process/cleaning gas to the chamber during the process step. Inside the reaction chamber 1, a bias electrode 4 and a wafer 5 located directly above the bias electrode 4 are arranged. A coil structure is provided above the coupling window 7 , and the coil structure is a three-dimensional coil 17 . The three-dimensional coil 17 includes two separate parts, a center coil and an edge coil. Both the center coil and the edge coil are formed by combining two single three-dimensional coils, and each single three-dimensional coil is provided in two, three or more stages in the vertical direction, and in a plane there are two Wrapped in three or more turns. One ends of the two single-dimensional coils are both connected to an external high frequency device, and the other ends are also both grounded. The retractable Faraday assembly 14 is located in an intermediate layer between the coupling window 7 and the three-dimensional coil 17. In this case, each annular fan blade 14-1 is connected to the coupling window 7 at a predetermined position via a first positioning member provided on the corresponding fan surface. The coupling window 7 is provided with a rotational positioning surface 8 at a position corresponding to the outer edge of the rotary button 10, and the rotational positioning surface 8 allows the rotational button 10 to rotate around the O axis. The three-dimensional coil 17 is orthographically projected onto the inner region of the rotary button 10, and the outer diameter of the three-dimensional coil 17 is less than or equal to the diameter of the inscribed circle of the maximum opening. That is, both the center coil and the edge coil can be orthographically projected onto the outer peripheral area of the rotary button 10, and the outer diameter of the edge coil is less than or equal to the diameter of the inscribed circle of the maximum opening.

各環状ファンブレード14-1が第1限界位置に位置される際、閉じた状態の各環状ファンブレード14-1の内側円弧面14-lbは、高周波アクセスブロック22を介してファラデー高周波電源に接続される。 When each annular fan blade 14-1 is positioned at the first limit position, the inner arcuate surface 14-lb of each annular fan blade 14-1 in the closed state is connected to a Faraday high frequency power source via the high frequency access block 22. be done.

各環状ファンブレード14-1が第2限界位置に位置される際、立体式コイル17は結合窓7の表面に完全に露出し、中央コイルおよびエッジコイルはともにコイル高周波電源に接続されている。 When each annular fan blade 14-1 is located at the second limit position, the three-dimensional coil 17 is completely exposed on the surface of the coupling window 7, and both the center coil and the edge coil are connected to the coil high frequency power source.

第1位置決め部材は第1ピン12であり、結合窓7には、各環状ファンブレード14-1の第1ピン12に対応する位置にピンホール15が設けられ、各環状ファンブレード14-1はそれぞれのファン表面に設けられた第1ピン12によって結合窓7における各ピンホール15に一対一に接続される。 The first positioning member is a first pin 12, and a pinhole 15 is provided in the coupling window 7 at a position corresponding to the first pin 12 of each annular fan blade 14-1. Each fan is connected one-to-one to each pinhole 15 in the coupling window 7 by a first pin 12 provided on the surface of each fan.

さらに、反応チャンバー1を含み、反応チャンバー1の上端は開口され、反応チャンバー1の開口にはチャンバーカバー6が密閉接続され、チャンバーカバー6の中央位置には結合窓7に対応する窓が設けられている。 Further, it includes a reaction chamber 1, the upper end of the reaction chamber 1 is opened, a chamber cover 6 is hermetically connected to the opening of the reaction chamber 1, and a window corresponding to the coupling window 7 is provided at the center position of the chamber cover 6. ing.

反応チャンバー1内には、ベース3が設けられている。ベース3の上面はノズルと対向するバイアス電極4に固定接続され、バイアス電極4の上面にはウェーハ5が吸着されている。 A base 3 is provided within the reaction chamber 1 . The upper surface of the base 3 is fixedly connected to a bias electrode 4 facing the nozzle, and the wafer 5 is attracted to the upper surface of the bias electrode 4.

結合窓7の上方の開閉式ファラデーアセンブリ14と中央コイルとの間は絶縁部材を用いて絶縁され、上方の高周波全体はシールドボックス18によってシールドされている。さらに、シールドボックス18内には、高周波アクセス用の高周波アクセスブロック22および開閉式ファラデーアセンブリ14の昇降機構がともに固定配置されており、昇降機構の一端はシールドボックス18の上部に固定され、他端は高周波アクセスブロック22に固定されている。昇降機構は、エアシリンダ、エアシリンダ移送プレート20およびエアシリンダ移送絶縁ロッド21を含む。エアシリンダ移送プレート20の材質は、好ましくは316Lステンレス鋼であり、エアシリンダ移送絶縁ロッド21の材質は、好ましくはULTEM-1000であり、エアシリンダ移送絶縁ロッド21はエアシリンダ移送プレート20と高周波アクセスブロック22との間において絶縁支持を与え、さらに中央セラミック製のポートを介してガス導入のための十分な空間を残す。高周波アクセスブロック22の材質は、好ましくは銅またはアルミニウムであり、高周波数に接続されている。 The opening/closing Faraday assembly 14 above the coupling window 7 and the central coil are insulated using an insulating member, and the entire upper high frequency is shielded by a shield box 18. Further, inside the shield box 18, a high frequency access block 22 for high frequency access and a lifting mechanism for the opening/closing Faraday assembly 14 are both fixedly arranged, one end of the lifting mechanism is fixed to the upper part of the shield box 18, and the other end is fixed. is fixed to the high frequency access block 22. The lifting mechanism includes an air cylinder, an air cylinder transfer plate 20 and an air cylinder transfer insulation rod 21. The material of the air cylinder transfer plate 20 is preferably 316L stainless steel, the material of the air cylinder transfer insulating rod 21 is preferably ULTEM-1000, and the air cylinder transfer insulating rod 21 has high frequency access with the air cylinder transfer plate 20. It provides insulating support between the block 22 and still leaves sufficient space for gas introduction through the central ceramic port. The material of the high frequency access block 22 is preferably copper or aluminum and is connected to high frequency.

本発明の更なる他の一つの目的は、図6に示すように、結合窓7の洗浄工程とウェーハ5のエッチング工程とを含む開閉式ファラデーアセンブリ14を有するプラズマ処理システムに基づく方法を提供することである。 Yet another object of the present invention is to provide a method based on a plasma processing system having a retractable Faraday assembly 14, which includes a bonding window 7 cleaning process and a wafer 5 etching process, as shown in FIG. That's true.

ウェーハ5のエッチング工程は、具体的には以下のステップを含む。
(1.1) ウェーハ5を反応チャンバー1内のバイアス電極4の上方に配置する。
Specifically, the etching process of the wafer 5 includes the following steps.
(1.1) The wafer 5 is placed above the bias electrode 4 in the reaction chamber 1.

(1.2) エアシリンダを上方に移動させ、高周波アクセスブロック22とファラデー層とを分離する。 (1.2) Move the air cylinder upward to separate the high frequency access block 22 and the Faraday layer.

(1.3) 回転ボタン10を回転することによりファラデー層を第2限界位置まで開く。この場合、ファラデー層を構成する各環状ファンブレード14-1の第1側成形面14-laは、すべて最大開口の内接円に接することができ、最大開口の内接円に対向する中央コイルが直接結合窓7に対向する(向かい合う)。 (1.3) Open the Faraday layer to the second limit position by rotating the rotation button 10. In this case, the first side molding surface 14-la of each annular fan blade 14-1 constituting the Faraday layer can all touch the inscribed circle of the maximum opening, and the central coil facing the inscribed circle of the maximum opening directly faces the coupling window 7 (opposed to each other).

(1.4) セラミック製の入口ポート16から反応チャンバー1内にプロセスガスを導入し、中央コイルに要求を満たす高周波電源を供給する。 (1.4) Introduce the process gas into the reaction chamber 1 through the ceramic inlet port 16 and supply the central coil with a high frequency power source that meets the requirements.

(1.5) ウェーハ5の表面においてプラズマエッチングを行う。 (1.5) Perform plasma etching on the surface of the wafer 5.

(1.6) エッチング工程が終了したら、反応チャンバー1へのプロセスガスの導入および中央コイルへの電力供給を停止し、反応チャンバー1を真空引きする。 (1.6) When the etching process is completed, the introduction of the process gas into the reaction chamber 1 and the power supply to the central coil are stopped, and the reaction chamber 1 is evacuated.

ウェーハ5のエッチング工程が終了すると、ファラデー層は開いた状態になる。 When the etching process of the wafer 5 is completed, the Faraday layer is in an open state.

ウェーハ5のエッチング工程の後、結合窓7の洗浄工程を行う必要があり、具体的には以下のステップを含む。
(2.1) 基板を反応チャンバー1内のバイアス電極4の上方に配置する。
After the etching process of the wafer 5, it is necessary to perform a cleaning process of the bonding window 7, which specifically includes the following steps.
(2.1) The substrate is placed above the bias electrode 4 in the reaction chamber 1.

(2.2)回転ボタン10は結合窓7上の回転位置決め面8により位置決めされてO軸を中心に時計回り方向に回転され、回転ボタン10上のガイドスライド溝11が環状ファンブレード14-1における第2ピン13を回転させ、第2ピン13が環状ファンブレード14-1を第1ピン12に対してそれぞれ回転制御し、第1ピン12と結合窓7におけるピンホール15とが嵌り込んで連動して回転することにより、ファラデー層を閉じた状態にする。この場合、環状ファンブレード14-1の内側円弧面14-lbはO軸の外側にある同心円aの円周上に位置され、環状ファンブレード14-1の外側円弧面14-ldはO軸の外側の同心円bの円周上に位置される。 (2.2) The rotation button 10 is positioned by the rotation positioning surface 8 on the coupling window 7 and rotated clockwise around the O axis, and the guide slide groove 11 on the rotation button 10 is aligned with the annular fan blade 14-1. , the second pin 13 controls the rotation of the annular fan blade 14-1 relative to the first pin 12, and the first pin 12 and the pin hole 15 in the coupling window 7 fit together. By rotating in conjunction with each other, the Faraday layer is closed. In this case, the inner arc surface 14-lb of the annular fan blade 14-1 is located on the circumference of a concentric circle a outside the O-axis, and the outer arc surface 14-ld of the annular fan blade 14-1 is located on the circumference of the concentric circle a outside the O-axis. It is located on the circumference of the outer concentric circle b.

(2.3) エアシリンダを下降させ、エアシリンダ移送プレート20およびエアシリンダ移送絶縁ロッド21を介して高周波アクセスブロック22を下降させることにより、高周波アクセスブロック22が各環状ファンブレード14-1を強く押圧するようにする。すなわち、閉じた状態のファラデー層の各環状ファンブレード14-1の内側円弧面14-lbに近い部分に高周波アクセスブロック22を強く押圧することにより、高周波アクセスブロック22が各環状ファンブレード14-1に導電的に接続される(導通する)ようにする。 (2.3) By lowering the air cylinder and lowering the high frequency access block 22 via the air cylinder transfer plate 20 and the air cylinder transfer insulating rod 21, the high frequency access block 22 strongly pushes each annular fan blade 14-1. Make sure to press it. That is, by strongly pressing the high frequency access block 22 against a portion of the Faraday layer near the inner arcuate surface 14-lb of each annular fan blade 14-1, the high frequency access block 22 closes each annular fan blade 14-1. to be conductively connected (conducted) to the

(2.4) セラミック製の入口ポート16を介して反応チャンバー1に洗浄ガスを導入する。 (2.4) Introducing cleaning gas into the reaction chamber 1 via the ceramic inlet port 16.

(2.5) 高周波アクセスブロック22を介してファラデー層に要求を満たす高周波電源を供給する。 (2.5) Supply a high frequency power supply meeting the requirements to the Faraday layer via the high frequency access block 22.

(2.6) 一定期間洗浄を行った後、隣り合う2つの環状ファンブレード14-1の間に隙間がある場合、回転前の隣り合う2つの環状ファンブレード14-1の間のスリットを回転後の環状ファンブレード14-1で覆うことが可能な回転角度でファラデー層を押して回転させる。その後、このような状態を維持しながら一定期間洗浄を継続する。このステップを通じて、結合窓7の洗浄を良好に完了させることができる。逆に、隣り合う2つの環状ファンブレード14-1の間に隙間がなく、結合窓7とプラズマとの接触領域が完全に覆われている場合、ファラデー層を押して回転させる必要はない。 (2.6) After cleaning for a certain period of time, if there is a gap between two adjacent annular fan blades 14-1, rotate the slit between the two adjacent annular fan blades 14-1 before rotation. The Faraday layer is pushed and rotated at a rotation angle that allows it to be covered by the subsequent annular fan blade 14-1. Thereafter, cleaning is continued for a certain period of time while maintaining this state. Through this step, cleaning of the bonding window 7 can be successfully completed. Conversely, if there is no gap between two adjacent annular fan blades 14-1 and the contact area between the coupling window 7 and the plasma is completely covered, there is no need to push and rotate the Faraday layer.

(2.7) 洗浄終了後、反応チャンバー1への洗浄ガスの導入およびファラデー層への電力供給を停止し、反応チャンバー1を真空引きする。 (2.7) After the cleaning is completed, the introduction of the cleaning gas into the reaction chamber 1 and the power supply to the Faraday layer are stopped, and the reaction chamber 1 is evacuated.

洗浄工程が終了すると、エアシリンダを上方に移動させ、エアシリンダ移送プレート20およびエアシリンダ移送絶縁ロッド21を介して高周波アクセスブロック22を上方に向かうように移動させ、高周波アクセスブロック22と各環状ファン翼14-1とを分離させる。回転ボタン10は、結合窓7に設けられた回転位置決め面8による位置決めを通じてO軸を中心に反時計回りに回転し、回転ボタン10に設けられたガイドスライド溝11が環状ファンブレード14-1に設けられた第2ピン13を回転させ、第2ピン13が環状ファンブレード14-1を第1ピン12を中心にそれぞれ回転制御し、第1ピン12と結合窓7のピンホール15とが嵌り込んで連動して回転することにより、ファラデー層を開いた状態にする。この場合、中央コイルは全くシールドされず、すなわち、中央コイルは結合窓7に完全に露出される。したがって、エッチング工程を開始できる。 When the cleaning process is completed, the air cylinder is moved upward, and the high frequency access block 22 is moved upward via the air cylinder transfer plate 20 and the air cylinder transfer insulating rod 21, and the high frequency access block 22 and each annular fan are moved upward. The wing 14-1 is separated. The rotation button 10 rotates counterclockwise around the O axis through positioning by the rotation positioning surface 8 provided on the coupling window 7, and the guide slide groove 11 provided on the rotation button 10 is aligned with the annular fan blade 14-1. The provided second pin 13 is rotated, and the second pin 13 controls the rotation of the annular fan blade 14-1 around the first pin 12, so that the first pin 12 and the pin hole 15 of the coupling window 7 fit together. By rotating in conjunction with each other, the Faraday layer is kept open. In this case the central coil is not shielded at all, ie it is completely exposed to the coupling window 7. Therefore, the etching process can begin.

本発明に係る開閉式ファラデー組立体14は、結合窓7とプラズマとの接触領域を完全または部分的に覆うことができるため、完全な洗浄を確保できる。ファラデー層の開閉を制御することにより合わせてエッチングおよび洗浄工程を行い、チャンバー、特に、結合窓7の完全洗浄を実現できる。さらに、ファラデー層が開いた状態にある場合、励磁用高周波コイルは全くシールドされず、すなわち、開閉ファラデー層の存在は、コイルの励起に影響を与えず、コイル結合の場合の電界強度を弱めることがないため、エッチング工程に全く影響を与えない。 The retractable Faraday assembly 14 according to the invention can completely or partially cover the area of contact between the coupling window 7 and the plasma, thus ensuring complete cleaning. By controlling the opening and closing of the Faraday layer, etching and cleaning steps can be performed in conjunction with each other to achieve complete cleaning of the chamber, especially the bonding window 7. Furthermore, when the Faraday layer is in the open state, the excitation high-frequency coil is not shielded at all, i.e. the presence of the open and closed Faraday layer does not affect the excitation of the coil and weakens the electric field strength in case of coil coupling. Since there is no oxide, it does not affect the etching process at all.

1 反応チャンバー、
2 支持アーム、
3 ベース、
4 バイアス電極、
5 ウェーハ、
6 チャンバーカバー、
7 結合窓、
7-1 結合窓の中央固定穴、
8 回転位置決め面、
9 ガス入口ノズル、
10 回転ボタン、
11 ガイドスライド溝、
12第1ピン、
13第2ピン、
14 開閉式ファラデーアセンブリ、
14-1 環状ファンブレード、
14-1a 環状ファンブレードの第一側成形面、
14-1b 環状ファンブレードの内側円弧面、
14-1c 環状ファンブレードの第2側成形面、
14-1d 環状ファンブレードの外側円弧面、
15 ピンホール、
16 セラミック製の入口ポート、
17 立体式コイル、
18 シールドボックス、
19 エアシリンダ、
20 エアシリンダ移送プレート、
21 エアシリンダ移送絶縁ロッド、
22 高周波アクセスブロック、
23 スイッチボックス、
24 配電ボックス。
1 reaction chamber,
2 support arm;
3 base,
4 bias electrode,
5 wafer,
6 chamber cover,
7 Combined window,
7-1 Center fixing hole of the joining window,
8 rotational positioning surface;
9 gas inlet nozzle;
10 Rotation button,
11 Guide slide groove,
12 1st pin,
13 second pin,
14 Openable Faraday assembly,
14-1 Annular fan blade,
14-1a first side molding surface of annular fan blade;
14-1b Inner arcuate surface of annular fan blade,
14-1c second side molding surface of annular fan blade;
14-1d Outer arcuate surface of annular fan blade,
15 pinhole,
16 Ceramic inlet port,
17 Three-dimensional coil,
18 shield box,
19 air cylinder,
20 Air cylinder transfer plate,
21 Air cylinder transfer insulation rod,
22 High frequency access block,
23 switch box,
24 Power distribution box.

Claims (12)

回転ボタンと、高周波アクセスブロックと、前記高周波アクセスブロックを駆動するための昇降機構と、O軸の外側に均等に分布されかつそれぞれ設けられる複数の環状ファンブレードと、を含むファラデー層を有し、
前記回転ボタンは、全体が円環形状であり、O軸の外側に同心円状に回転可能に設けられ、前記環状ファンブレードと同じ数のガイドスライド溝が、前記回転ボタンの環状表面に沿って等間隔に設けられ、
前記各環状ファンブレードは、内側円弧面と、外側円弧面と、内側円弧面および外側円弧面の同じ側の側面をそれぞれ接続する第1側成形面および第2側成形面と、を含み、各環状ファンブレードの外弧面近傍のファン表面には第1位置決め部材および第2位置決め部材がそれぞれ設けられ、
前記各環状ファンブレードは、前記回転ボタンにより駆動されて対応するファン表面に設けられた第1位置決め部材の周りを同期回転でき、さらに、回転振幅は、前記第2位置決め部材と前記回転ボタンのガイドスライド溝との間のガイド接続によって第1限界位置と第2限界位置との間に制限され、
前記各環状ファンブレードが前記第1限界位置に位置される際、前記ファラデー層は閉じた状態にあり、この場合、前記各環状ファンブレードの内側円弧面は、前記O軸の外側の同心円aの円周上に等間隔に配置され、前記各環状ファンブレードの外側円弧面は、前記O軸の外側の同心円bの円周上に等間隔に配置され、前記同心円aの内径は前記同心円bの内径よりも小さく、
前記各環状ファンブレードが前記第2限界位置に位置される際、前記ファラデー層は開いた状態にあり、この場合、前記各環状ファンブレードの第1側成形面は、最大開口の内接円に接しており、前記回転ボタンの内側にある最大開口内接円に対応する領域を完全に露出でき、
前記高周波数アクセスブロックは、前記昇降機構の電力出力端に接続され、
前記昇降機構によって、前記高周波アクセスブロックは前記ファラデー層に向かって移動して閉じた状態のファラデー層の各環状ファンブレードの内側円弧面に導電的に接続でき、または、前記高周波数アクセスブロックがファラデー層から離れて開いた状態のファラデー層と分離できる、
開閉式ファラデーアセンブリ。
a Faraday layer including a rotary button, a high-frequency access block, a lifting mechanism for driving the high-frequency access block, and a plurality of annular fan blades that are evenly distributed and provided respectively outside the O-axis;
The rotary button has an annular shape as a whole, and is rotatably provided concentrically on the outside of the O axis, and the same number of guide slide grooves as the annular fan blades are arranged equally along the annular surface of the rotary button. provided at intervals,
Each of the annular fan blades includes an inner arcuate surface, an outer arcuate surface, and a first side molding surface and a second side molding surface that respectively connect side surfaces on the same side of the inner arcuate surface and the outer arcuate surface, and A first positioning member and a second positioning member are respectively provided on the fan surface near the outer arc surface of the annular fan blade;
Each of the annular fan blades is driven by the rotation button to rotate synchronously around a first positioning member provided on the corresponding fan surface, and further, the rotational amplitude is determined by the second positioning member and the guide of the rotation button. limited between a first limit position and a second limit position by a guide connection with the slide groove;
When each of the annular fan blades is located at the first limit position, the Faraday layer is in a closed state, and in this case, the inner arcuate surface of each of the annular fan blades is aligned with the outer concentric circle a of the O axis. The outer arcuate surfaces of each of the annular fan blades are arranged at equal intervals on the circumference of a concentric circle b outside the O-axis, and the inner diameter of the concentric circle a is equal to the inner diameter of the concentric circle b. smaller than the inner diameter,
When each of the annular fan blades is positioned at the second limit position, the Faraday layer is in an open state, and in this case, the first side molding surface of each of the annular fan blades is in the inscribed circle of the largest opening. a region that is in contact with the rotary button and corresponds to the maximum opening inscribed circle inside the rotation button can be completely exposed;
the high frequency access block is connected to a power output end of the lifting mechanism;
The lifting mechanism allows the high frequency access block to move toward the Faraday layer and conductively connect to the inner arcuate surface of each annular fan blade of the Faraday layer in a closed state, or The faraday layer can be separated from the open layer by separating it from the faraday layer.
Openable Faraday assembly.
前記ガイドスライド溝は帯状の溝である、ことを特徴とする請求項1に記載の開閉式ファラデーアセンブリ。 The retractable Faraday assembly according to claim 1, wherein the guide slide groove is a band-shaped groove. 前記ガイドスライド溝は傾斜して設けられている、ことを特徴とする請求2に記載の開閉式ファラデーアセンブリ。 The retractable Faraday assembly according to claim 2, wherein the guide slide groove is provided at an angle. 前記第1側成形面および前記第2側成形面はともに、平らな成形面、または前記第1側成形面が外向きに湾曲した成形面で、第2側成形面が内向きに湾曲した成形面である、ことを特徴とする請求1に記載の開閉式ファラデーアセンブリ。 Both the first side molding surface and the second side molding surface are flat molding surfaces, or the first side molding surface is an outwardly curved molding surface, and the second side molding surface is an inwardly curved molding surface. The retractable Faraday assembly of claim 1, wherein the retractable Faraday assembly is a surface. 前記昇降機構は、エアシリンダ、エアシリンダ移送プレートおよびエアシリンダ移送絶縁ロッドを含み、前記エアシリンダの出力端は、前記エアシリンダ移送プレートおよび前記エアシリンダ移送絶縁ロッドを順次に介して前記高周波アクセスブロックに固設されている、ことを特徴とする請求1に記載の開閉式ファラデーアセンブリ。 The lifting mechanism includes an air cylinder, an air cylinder transfer plate, and an air cylinder transfer insulating rod, and the output end of the air cylinder is connected to the high frequency access block through the air cylinder transfer plate and the air cylinder transfer insulating rod in sequence. The retractable Faraday assembly according to claim 1, wherein the retractable Faraday assembly is fixedly attached to the retractable Faraday assembly. 前記第1位置決め部材および前記第2位置決め部材はともにピンである、ことを特徴とする請求1に記載の開閉式ファラデーアセンブリ。 The retractable Faraday assembly according to claim 1, wherein the first positioning member and the second positioning member are both pins. 請求項1に記載の開閉式ファラデーアセンブリが外側に設けられた結合窓を含むプラズマ処理システムであって、
各環状ファンブレードは、対応するファン表面に設けられた第1位置決め部材を介して前記結合窓と定められた位置で接続され、
前記結合窓には、回転ボタンの外縁に対応する位置において回転位置決め面が設けられ、前記回転位置決め面の位置決めにより、前記回転ボタンはO軸を中心に回転できる、
開閉式ファラデーアセンブリを有するプラズマ処理システム。
A plasma processing system in which the retractable Faraday assembly of claim 1 includes an externally disposed bonding window,
each annular fan blade is connected to the coupling window at a defined position via a first positioning member provided on the corresponding fan surface;
The coupling window is provided with a rotational positioning surface at a position corresponding to the outer edge of the rotation button, and the rotation button can be rotated around the O axis by the positioning of the rotational positioning surface.
Plasma processing system with a retractable Faraday assembly.
前記開閉式ファラデーアセンブリの外側には、中央コイルを含むコイル構造が設けられ、前記中央コイルは回転ボタンの内側領域に正射投影され、前記中央コイルの外径は最大開口の内接円の直径以下であり、
前記各環状ファンブレードが第1限界位置に位置される際、閉じた状態の各環状ファンブレードの内側円弧面は、高周波アクセスブロックを介してファラデー高周波電源に接続され、
前記各環状ファンブレードが第2限界位置に位置される際、前記中央コイルは結合窓の表面に完全に露出し、前記中央コイルおよびエッジコイルはともにコイル高周波電源に接続されている、
ことを特徴とする請求7に記載の開閉式ファラデーアセンブリを有するプラズマ処理システム。
The outside of the retractable Faraday assembly is provided with a coil structure including a central coil, the central coil is orthographically projected onto the inner area of the rotary button, and the outer diameter of the central coil is the diameter of the inscribed circle of the largest opening. The following is
When each of the annular fan blades is located at a first limit position, the inner arcuate surface of each annular fan blade in the closed state is connected to a Faraday high frequency power source through a high frequency access block;
When each of the annular fan blades is positioned at a second extreme position, the central coil is completely exposed to the surface of the coupling window, and the central coil and the edge coil are both connected to a coil high frequency power source.
A plasma processing system having a retractable Faraday assembly according to claim 7.
前記コイル構造は、前記中央コイルから独立して設けられたエッジコイルをさらに含み、前記エッジコイルは、回転ボタンの内側領域に正射投影でき、
前記各環状ファンブレードが第2限界位置に位置される際、前記中央コイルと前記エッジコイルはともに結合窓の表面に完全に露出し、ともにコイル高周波電源に接続されている、
ことを特徴とする請求8に記載の開閉式ファラデーアセンブリを有するプラズマ処理システム。
The coil structure further includes an edge coil provided independently from the central coil, the edge coil being orthographically projectable to an inner region of the rotary button;
When each of the annular fan blades is positioned at a second extreme position, both the central coil and the edge coil are fully exposed to the surface of the coupling window, and both are connected to a coil high frequency power source.
A plasma processing system having a retractable Faraday assembly according to claim 8.
第1位置決め部材は第1ピンであり、前記結合窓には、前記各環状ファンブレードの第1ピンに対応する位置にピンホールが設けられ、前記各環状ファンブレードは、それぞれのファン表面に設けられた第1ピンによって結合窓における各ピンホールと一対一に接続され、
前記結合窓の中央部には中央固定穴が設けられ、前記中央固定穴にはセラミック製の入口ポートが設けられ、該セラミック製の入口ポートの出口部分にはノズルが設けられている、
ことを特徴とする請求7に記載の開閉式ファラデーアセンブリを有するプラズマ処理システム。
The first positioning member is a first pin, the coupling window is provided with a pin hole at a position corresponding to the first pin of each of the annular fan blades, and each of the annular fan blades is provided with a pin hole on the respective fan surface. connected one-to-one to each pinhole in the coupling window by a first pin provided with a
A central fixing hole is provided in the central part of the bonding window, a ceramic inlet port is provided in the central fixing hole, and a nozzle is provided in the outlet part of the ceramic inlet port.
A plasma processing system having a retractable Faraday assembly according to claim 7.
さらに、反応チャンバーを含み、前記反応チャンバーの上端は開口され、前記反応チャンバーの開口にはチャンバーカバーが密閉接続され、前記チャンバーカバーの中央位置には前記結合窓に対応する窓が設けられ、
前記反応チャンバー内にはベースが設けられ、前記ベースの上面はノズルと対向するバイアス電極に固定接続され、前記バイアス電極の上面にはウェーハが吸着され、
前記反応チャンバーの上部には断面がU字型のシールドボックスが固設され、前記シールドボックスと前記チャンバーカバーとは密閉接続され、
前記高周波アクセスブロックおよび前記昇降機構はともにシールドボックス内に配置され、前記昇降機構の一端は前記シールドボックスの上部に固定され、他端は前記高周波アクセスブロックに固定されている、
ことを特徴とする請求7に記載の開閉式ファラデーアセンブリを有するプラズマ処理システム。
further comprising a reaction chamber, the upper end of the reaction chamber is open, a chamber cover is hermetically connected to the opening of the reaction chamber, and a window corresponding to the coupling window is provided at a central position of the chamber cover;
A base is provided in the reaction chamber, an upper surface of the base is fixedly connected to a bias electrode facing a nozzle, and a wafer is attracted to the upper surface of the bias electrode,
A shield box having a U-shaped cross section is fixedly installed in the upper part of the reaction chamber, and the shield box and the chamber cover are hermetically connected,
The high frequency access block and the lifting mechanism are both arranged in a shield box, one end of the lifting mechanism is fixed to the upper part of the shield box, and the other end is fixed to the high frequency access block.
A plasma processing system having a retractable Faraday assembly according to claim 7.
開閉式ファラデーアセンブリを有するプラズマ処理システムに基づく方法であって、結合窓洗浄工程と、ウェーハエッチング工程と、を含み、
前記ウェーハエッチング工程は、
(1.1) ウェーハを反応チャンバー内のバイアス電極の上方に配置するステップと、
(1.2) エアシリンダを上方に移動させ、高周波アクセスブロックとファラデー層とを分離するステップと、
(1.3) 回転ボタンを回転することによりファラデー層を第2限界位置まで開き、この場合、ファラデー層を構成する各環状ファンブレードの第1側成形面は最大開口の内接円に接することができ、最大開口の内接円に対向する中央コイルが直接結合窓に対向するステップと、
(1.4) セラミック製の入口ポートから反応チャンバー内にプロセスガスを導入し、中央コイルに要求を満たす高周波電源を供給するステップと、
(1.5) ウェーハの表面においてプラズマエッチングを行うステップと、
(1.6) エッチング工程が終了したら、反応チャンバーへのプロセスガスの導入および中央コイルへの電力供給を停止し、反応チャンバーを真空引きするステップと、
を含み、
前記結合窓洗浄工程は、
(2.1) 基板を前記反応チャンバー内のバイアス電極の上方に配置するステップと、
(2.2) 回転ボタンを回転することによりファラデー層を閉じた状態にし、この場合、各環状ファンブレードの内側円弧面はO軸の外側にある同心円aの円周上に位置され、各環状ファンブレードの外側円弧面はO軸の外側にある同心円bの円周上に位置されるステップと、
(2.3) エアシリンダを下降させ、閉じた状態のファラデー層の各環状ファンブレードの内側円弧面に近い部分に高周波アクセスブロックを強く押圧することにより、高周波アクセスブロックが各環状ファンブレードに導電的に接続されるようにするステップと、
(2.4) セラミック製の入口ポートを介して反応チャンバーに洗浄ガスを導入するステップと、
(2.5) 高周波アクセスブロックを介してファラデー層に要求を満たす高周波電源を供給するステップと、
(2.6) 洗浄終了後、反応チャンバーへの洗浄ガスの導入およびファラデー層への電力供給を停止し、反応チャンバーを真空引きするステップと、
を含む方法。
A method based on a plasma processing system having a retractable Faraday assembly, the method comprising: a bond window cleaning step; a wafer etching step;
The wafer etching process includes:
(1.1) placing the wafer above a bias electrode in a reaction chamber;
(1.2) moving the air cylinder upward to separate the high frequency access block and the Faraday layer;
(1.3) The Faraday layer is opened to the second limit position by rotating the rotation button, and in this case, the first side molding surface of each annular fan blade constituting the Faraday layer is in contact with the inscribed circle of the maximum opening. a step in which the central coil facing the inscribed circle of maximum aperture faces the direct coupling window;
(1.4) introducing a process gas into the reaction chamber through the ceramic inlet port and supplying the central coil with a satisfying high frequency power;
(1.5) performing plasma etching on the surface of the wafer;
(1.6) When the etching process is completed, stopping the introduction of process gas into the reaction chamber and power supply to the central coil, and evacuating the reaction chamber;
including;
The bonding window cleaning step includes:
(2.1) placing a substrate above a bias electrode in the reaction chamber;
(2.2) The Faraday layer is closed by rotating the rotation button, and in this case, the inner arcuate surface of each annular fan blade is located on the circumference of a concentric circle a outside the O axis, and each annular fan blade is a step in which the outer arcuate surface of the fan blade is located on the circumference of a concentric circle b outside the O axis;
(2.3) By lowering the air cylinder and strongly pressing the high-frequency access block against the portion close to the inner arcuate surface of each annular fan blade in the closed Faraday layer, the high-frequency access block conducts electricity to each annular fan blade. a step of:
(2.4) introducing a cleaning gas into the reaction chamber through a ceramic inlet port;
(2.5) supplying a high frequency power supply meeting the requirements to the Faraday layer via the high frequency access block;
(2.6) After the cleaning is completed, introducing the cleaning gas into the reaction chamber and stopping the power supply to the Faraday layer, and evacuating the reaction chamber;
method including.
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