JPH02202021A

JPH02202021A - 処理方法

Info

Publication number: JPH02202021A
Application number: JP2201489A
Authority: JP
Inventors: Fuminori Matsuoka; 松岡　史憲
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1990-08-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、処理方法に関する。

（従来の技術）一般に半導体製造工程では、被処理体例えば半導体ウェ
ハにレジスト塗布、露売、現像、エツチング等の複数の
工程を繰返すことにより、上記ウェハ表面にパターンが
形成される。

このような工程のうちエツチング工程等では、上記ウェ
ハに処理ガスを供給することにより所定の処理が施され
ている。このエツチング処理は、例えば気密な処理室内
に、夫々ＲＦ電源に接続状態の電極が対向配置され、こ
の一方の電極に上記ウェハを設置する。そして、上記処
理室内に処理ガス例えばエツチングガスを供給し、上記
電極に電力を印加することにより上記エツチングガスを
プラズマ化し、このプラズマ化したエツチングガスによ
り上記ウェハをエツチング処理するものである。このよ
うなエツチング技術は、例えば実開昭６０−１３０６３
３号、特開昭６１−２１２０２３号公報等に開示されて
いる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来の技術では、処理室内にエツチ
ングガスを供給する際に、このエツチングガスの供給管
に連設している開閉弁を開けてノーマルオープンタイプ
のマスフローコントローラを介して上記エツチングガス
を処理室に流入させるが、上記開閉弁を開けた瞬間、上
記マスフローコントローラの存在によりオーバーシュー
トして予め定められた流量より多くエツチングガスが流
れ、上記予め定められた流量近辺で変動した後、上記流
量に安定する。そのため、所望する流量のエツチングガ
スを安定して供給することができず、所定のエツチング
特性が得られないという問題があった。

また、上記エツチングガスがオーバーシュートして急激
に処理室内に導入されると、この処理室内の圧力が大き
く変動し、これにより、供給管内やガス供給孔等に付着
しているパーティクルが舞い上り、上記ウェハを汚染さ
せてしまう問題があった。

本発明は上記点に対処してなされたもので、被処理体を
汚染させることなく、所望する処理特性を安定して得る
ことが可能な処理方法を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、処理室内に処理ガスを供給して被処理体を処
理するに際し、上記ガスの流量値及び圧力値が予め定め
られた設定値に安定した後に、上記処理室内へ供給する
ことを特徴とする処理方法を得るものである。

（作用効果）即ち、本発明は、処理ガスを予め定められた流量及び圧
力に安定化させた状態で処理室内へ供給することにより
、定められた処理期間、被処理体に対して安定した処理
を実行でき、所望する処理特性を安定して得ることが可
能となる。

また、安定した流量及び圧力の処理ガスを処理室内に供
給することができるため、急激な圧力の変動により供給
管等の内部に付着しているパーティクルを舞い上げるこ
とはなく、上記被処理体の汚染を抑止することが可能と
なる。

（実施例）以下、本発明方法を半導体製造工程におけるエツチング
処理に適用した一実施例につき１図面を参照して説明す
る。

まず、エツチング装置の構成を説明する。

気密な処理室例えばエツチング処理室のが設けられ、こ
の処理室■内には所定の間隔を開けて対向配置された電
極■■が設けられている。この電極■■には夫々ＲＦ電
源０）が接続され、電極１２０間で放電の発生を可能と
している。更に、一方の電極■には被処理体例えば半導
体ウェハ０が設置可能とされており、また、他方の電極
■には複数のガス供給孔０が形成されており、上記ウェ
ハ０表面に処理ガス例えばエツチングガスを均一に供給
することを可能としている。上記電極■の上部には空間
■が形成されており、この空間■内にガス供給系（１０
０）から処理ガス即ちエツチングガス。

キャリアガス等が供給され、この空間■を介して上記ガ
ス供給孔０から被処理体即ち上記ウェハ０表面に処理ガ
ス等を供給する構造となっている。

上記ガス供給系（１００）には、複数系統例えば２系統
のガスラインが並列状態に設けられており、これらガス
ラインは混合する如くガス流導管（８）に接続し、この
ガス流導管（８）が上記空間■に連設している。即ち、
１系統のガスラインはエツチングガス例えばＳＦ６を供
給するエツチングガス供給源■）。

バルブＡ、　（１０）　、ノーマルオープンタイプのマ
スフローコントローラ（１１）、バルブＡ２（１２）が
直列状態で配管（１３）されて上記ガス流導管■に接続
している。また、他の１系統のガスラインはキャリアガ
ス例えばＡｒガスを供給する、キャリアガス供給源（１
４）　、バルブＢ工（１５）　、ノーマルオープンタイ
プのマスフローコントローラ（１６）　、バルブＢ、　
（１７）が直列状態で配管（１８）されて上記ガス流導
管（８）に接続している。このように接続されたガス流
導管（８）の上記処理室（υ側付近にはバルブＣ（１９
）が設けられ。

このバルブＣ（１９）により上記処理室■内へ供給する
ガスの流れの０Ｎ１０ＦＦを可能としている。また、上
記ガス流導管（８）の上記バルブＣ（１９）より上記ガ
スライン側には、バイパス管（２０）が接続している。

このバイパス管（２０）には、上記バルブＣ（１９）と
常に反転動作するバルブＤ　（２１）が介在している。

このバイパス管（２０）は、上記処理室の下端に設けら
れた排気管（２２）に接続している。この排気管（２２
）は、上記処理室■内の排気を行なうためのもので、真
空ポンプ（２３）例えばロータリーポンプやターボ分子
ポンプに連設している。更に、上記排気管（２２）の上
記バイパス管（２０）接続部より処理室ω側には、バル
ブＥ　（２４）が介在している。このようにしてエツチ
ング装置が構成されている。

次に、上述したエツチング装置の動作作用及びガス供給
方法を説明する。

まず、被処理体例えば半導体ウェハ０を図示しない搬送
機構例えばハンドアームにより、処理室ω内に搬入し、
処理室■の下方に配置されている電極■上に位置決めさ
れた状態で設置する。この時、必要に応じてウェハ０を
クランプする。

そして、上記処理室■内を気密に設定し、真空ポンプ（
２３）を動作させて減圧状態にする。この時。

バルブＥ　（２４）は開いた状態としておく。

次に、エツチングガス例えばＳＦ、　、及びキャリアガ
ス例えばＡｒを供給する。これは、エツチングガスライ
ンのバルブＡ１（１０）及びバルブＡ、（１２）を開き
、マスフローコントローラ（１１）を作動させる。

更にキャリアガスラインのバルブＢ工（１５）及びバル
ブＥ１２（１７）を開き、マスフローコントローラ（１
６）を作動させる。また、バイパス管（２０）のバルブ
Ｄ（２１）を開き、これに連動してバルブＣ（１９）を
閉じ。

また、排気管（２２）のバルブＥ　（２４）を閉じる。

このことにより、エツチングガス供給源■からエツチン
グ処理ガスであるＳＦ、が配管（１３）　、ガス流導管
（ハ）、バイパス管（２０）　、排気管（２２）を介し
て真空ポンプ（２３）に流れる。同時に、キャリアガス
供給源（１４）からキャリアガスであるＡｒが、配管（
１８）　、ガス流導管■、バイパス管（２０）　、排気
管（２２）を介して真空ポンプ（２３）に流れる。この
場合、上記エツチングガス及びキャリアガスはガス流導
管０内で混合される。このように、処理室■内を通過し
ない状態で、エツチングガス及びキャリアガスの流れを
形成する。この処理室（ト）を通過しない状態を所定時
間例えば２秒間維持し、ガス供給開始時即ちバルブＡ、
　（１０）とバルブＡ２（１２）を開した瞬間にノーマ
ルオープンタイプのマスフローコントローラ（１１）の
存在により発生するオーバーシュート、及びバルブＢ工
（１５）とバルブＢ、　（１７）を開した瞬間にノーマ
ルオープンタイプのマスフローコントローラ（１６）の
存在により発生するオーバーシュートによる流量変動発
生期間、バルブＡ□（１０）　、バルブＡ２（１２）の
開閉、及びバルブ８□（１５）　、バルブＢ２（１７）
の開閉に連設してバルブＤ　（２１）を開き、同時にこ
れと反転動作させてバルブＣ（１９）を閉じることによ
り、上記変動を処理室ω内に伝えずに総てバイパス管（
２０）を介して逃がす。

そして、上記エツチングガス及びキャリアガスの流量値
及び圧力値が安定した後即ち上記設定時間経過後、バル
ブＤ　（２１）を閉じ、バルブＣ（１９）及びバルブＥ
　（２４）を開く。この流量値及び圧力値は。

上記マスフローコントローラ（１１）（１６）で検出し
てもよいが、例えばガス流導管（８）に流量センサ、圧
力センサ（図示せず）を設け、これらセンサにより検出
することが好ましい。上記したように、上記バイパス管
（２０）内を流れていたエツチングガス及びキャリアガ
スの流れを処理室（１）内に切り換える。この場合、単
にエツチングガス及びキャリアガスの流路の変換である
ため、上記エツチングガス及びキャリアガスの流量の変
動及び圧力の変動は発生しない。

次に、上記エツチングガス及びキャリアガスを処理室■
内に供給することにより、上記ウェハ■のエツチング処
理を行なう。即ち、ガス流導管（８）からのエツチング
ガス即ちＳＦＧ及びキャリアガス即ちＡ、を、空間■を
介して電極■に形成された複数のガス供給孔０により拡
散し、ウェハ０表面に供給する。これと同時に、ＲＦ電
源は）から電極（２）０間に所定の電力を供給すること
により放電を発生させる。この放電により上記エツチン
グガス即ちＳＦ６　　をプラズマ化してラジカルを発生
させ、このラジカルにより上記ウェハ０をエツチング処
理する。このエツチング処理中は、常に処理室０）内の
ガスは排気制御されている。

そして、上記エツチング処理が終了すると、バルブＡ１
（１０）　、バルブＢ、　（１５）　、バルブＣ（１９
）　、バルブＥ　（２４）を閉じ、上記バルブＣ（１９
）と反転動作してバルブＤ　（２１）を開く。このこと
により、上記バルブ八〇（１０）とマスフローコントロ
ーラ（１１）の間、及びマスフローコントローラ（１１
）とバルブＡ、（１２）の間に残存するエツチングガス
を排気する。同時に、上記バルブＢｉ（１５）とマスフ
ローコントローラ（１６）の間、及びマスフローコント
ローラ（１６）とバルブＢ、（１７）の間に残存するキ
ャリアガスを排気する。この動作を所定時間例えば２秒
間行ない、この時間経過後に上記マスプローコントロー
ラ（１１）（１６）を停止させ、バルブＡ２（１２）及
びバルブＢ２（１７）を閉じる。

以上のような処理における各バルブの動作タイミングを
第２図に示す。

このような各バルブの開閉或いは動作制御は、予め作成
したプログラム即ちシーケンスに従って動作させ、また
、バルブ遅延時間即ちデイレ−タイムは、機械的なタイ
マーを内蔵させ、このタイマーにより設定してもよいが
、好ましくは装置操作パネルやテレビ画面等から容易に
設定変更できることが好ましい。

上記実施例では、エツチングガスライン及びキャリアガ
スラインを各１系統を使用して説明したが、各ガスライ
ンを複数系統併用させてもよい。

また、上記実施例ではラジカルによるエツチング処理に
適用した例について説明したが、これに限定するもので
はなく、例えばリアクティブ・イオン・エツチング（Ｒ
Ｉ　Ｅ）処理でも同様な効果が得られる。更に、エツチ
ング装置に適用した例について説明しているが、ガスを
使用する装置であれば何れでもよく、例えばアッシング
装置、ＣＶＤ装置等でも同様な効果が得られる。

また、上記実施例では、被処理体として半導体ウェハを
用いて説明したが、これに限定するものではなく９例え
ば液晶ＴＶなどの画面表装置に用いられるＬＣＤ基板で
も同様な効果が得られる。

以上述べたようにこの実施例によれば、処理室内に処理
ガスを供給して被処理体を処理するに際し、上記ガスの
流量値及び圧力値が予め定められた設定値に安定した後
に、上記処理室内へ供給することにより、流量及び圧力
が安定した状態のガスを上記処理室内に導入することが
でき、そのため、上記処理室内で処理する被処理体を、
良好な条件下で処理することができ、所望する処理特性
を得ることが可能となる。

また、安定した流量及び圧力のガスを処理室内へ供給す
ることができるため、急激な圧力変動により供給管等の
内部に付着しているパーティクルを舞い上げることはな
く、上記被処理体の汚染を抑止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を説明するためのエツチ
ング装置の構成図、第２図は第１図装置の各バルブの動
作タイミング説明図である。１・・・処理室　　　　　　５・・・ウェハ８・・・ガ
ス流導管１１．１６・・・マスフローコントローラ１９・・・バ
ルブＣ２０・・・バイパス管２１・・・バルブＤ　　　
　　　２２・・・排気管２４・・・バルブＥ第１図

Claims

【特許請求の範囲】

処理室内に処理ガスを供給して被処理体を処理するに際
し、上記ガスの流量値及び圧力値が予め定められた設定
値に安定した後に、上記処理室内へ供給することを特徴
とする処理方法。