JPH02216823A - Treatment method - Google Patents
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Abstract
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。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a processing method.
(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、露光、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。(Prior Art) In general, in a semiconductor manufacturing process, a pattern is formed on the surface of the wafer by repeating a plurality of steps such as resist coating, exposure, development, and etching on an object to be processed, such as a semiconductor wafer.
このような工程のうちエツチング工程等では。Among these processes, the etching process etc.
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
を施している。このエツチング処理は5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。A predetermined process is performed by supplying a process gas to the wafer. In this etching process, for example, electrodes each connected to an RF power source are arranged facing each other in an airtight processing chamber, and the wafer is placed on one of these electrodes. and,
A processing gas, such as an etching gas, is supplied into the processing chamber, and the etching gas is turned into plasma by applying electric power to the electrodes, and the wafer is etched with the etching gas turned into plasma.
このようなエツチング技術は、例えば実開昭60−13
0633号、特開昭61−212023号公報等に開示
されている。This kind of etching technology was developed, for example, in 1986-13.
No. 0633, Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-212023, etc.
(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、処理室内に所定量の
処理ガスを急激に供給すると、この処理室内に圧力が大
きく変動し、これにより、処理ガス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、上記処理
室内及びこの処理室内を汚染させてしまう問題があった
。(Problem to be Solved by the Invention) However, in the above-mentioned conventional technology, when a predetermined amount of processing gas is suddenly supplied into the processing chamber, the pressure inside the processing chamber fluctuates greatly, which causes damage to the inside of the processing gas supply pipe and gas supply. There is a problem in that particles adhering to the holes etc. fly up and contaminate the inside of the processing chamber and this processing chamber.
本発明は上記点に対処してなされたもので、処理室内の
急激な圧力変動をなくシ、この圧力変動でのパーティク
ルの無い上りを抑止することにより、上記処理室内及び
この処理室内の被処理体の汚染を防止することを可能と
した処理方法を提供しようとするものである。The present invention has been made in response to the above-mentioned problems, and by eliminating sudden pressure fluctuations in the processing chamber and preventing particles from rising due to this pressure fluctuation, The purpose is to provide a treatment method that makes it possible to prevent body contamination.
(課題を解決するための手段)
本発明は、処理室内に設置された被処理体に、所定量の
処理ガスを供給することにより上記被処理体を処理する
に際し、少なくとも上記処理ガスの供給を開始する時点
における処理ガスの供給量を、上記所定量より少なく設
定することを特徴とする処理方法を得るものである。(Means for Solving the Problems) The present invention provides at least the supply of the processing gas when processing the processing object installed in a processing chamber by supplying a predetermined amount of processing gas to the processing object. The present invention provides a processing method characterized in that the supply amount of the processing gas at the starting point is set to be less than the predetermined amount.
(作用効果)
即ち、本発明は、処理室内に設置された被処理体に、所
定量の処理ガスを供給することにより上記被処理体を処
理するに際し、少なくとも上記処理ガスの供給を開始す
る時点における処理ガスの供給量を、上記所定量より少
なく設定することにより、上記処理室内の圧力が大きく
変動することはなく、この圧力変動により発生するパー
ティクルの舞い上りを抑止することが可能となる。その
ため、上記処理室内及びこの処理室内の被処理体の汚染
を防止することができる。(Operation and Effect) That is, when the present invention processes an object to be processed installed in a processing chamber by supplying a predetermined amount of processing gas to the object to be processed, at least the point at which the supply of the processing gas is started. By setting the supply amount of the processing gas to be less than the predetermined amount, the pressure inside the processing chamber does not fluctuate greatly, and it is possible to suppress particles generated by this pressure fluctuation from flying up. Therefore, contamination of the processing chamber and the objects to be processed within this processing chamber can be prevented.
(実施例)
以下1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、図面を参照して説明す
る。(Example) An example in which the method of the present invention is applied to etching treatment in a semiconductor manufacturing process will be described below with reference to the drawings.
まず、エツチング装置の構成を説明する。First, the configuration of the etching apparatus will be explained.
気密な処理室例えばエツチング処理室■が設けられ、こ
の処理室ω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(イ)が接続され、電極■■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■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。An airtight processing chamber such as an etching processing chamber (2) is provided, and electrodes (2) are provided in the processing chamber (ω) facing each other at a predetermined distance. An RF power source (a) is connected to each of the electrodes (2), allowing discharge to occur between the electrodes (2). Furthermore, an object to be processed, such as a semiconductor wafer (■), can be placed on one electrode (2), and a plurality of gas supply holes (0) are formed in the other electrode (2), so that a processing gas is supplied to the surface of the wafer (0). For example, it is possible to supply etching gas uniformly. A space (■) is formed above the electrode (■), and a gas supply system (10
0) to processing gas, that is, etching gas.
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■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。The structure is such that a carrier gas, etc. is supplied, and the processing gas, etc. is supplied to the object to be processed, that is, the surface of the wafer 0, from the gas supply hole (2) through this space (2).
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■に接続し、このガス
流導管■が上記空間■に連設している。即ち41系航の
ガスラインはエツチングガス例えばSF、を供給するエ
ツチングガス供給源■。The gas supply system (100) is provided with a plurality of gas lines, for example two gas lines, in parallel, and these gas lines are connected to the gas flow conduit (2) so as to be mixed, and this gas flow conduit (2) is connected to the space above. ■It has been installed consecutively. That is, the gas line of the 41 series is an etching gas supply source (2) that supplies etching gas, for example SF.
バルブA、 (10) 、マスフローコントローラ(1
1)、バルブA、(12)が直列状態で配! (13)
されて上記ガス流導管■に接続している9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。Valve A, (10), mass flow controller (1
1), valve A, (12) are arranged in series! (13)
9 connected to the gas flow conduit ■ and another 1
A gas line in the system supplies a carrier gas, for example Ar gas.
キャリアガス供給源(14) 、バルブB1(15)
、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
■に接続している。このように接続されたガス流導管(
ハ)の上記処理室ω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ω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(ハ)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、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■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ω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■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。Carrier gas supply source (14), valve B1 (15)
, mass flow controller (16), valve B, (
17) are connected in series to the gas flow conduit (18) by piping (18). Gas flow conduits connected in this way (
In c), a valve C (19) is provided near the processing chamber ω side, and this valve C (19) enables the flow of gas supplied into the processing chamber ω to be 0N10FF. Further, a bypass pipe (20) is connected to the gas flow conduit (c) closer to the gas line than the valve C (19). This bypass pipe (20) has a valve D (21
) is intervening. This bypass pipe (20) is connected to an exhaust pipe (22) provided at the lower end of the processing chamber (2). This exhaust pipe (22) is for exhausting the inside of the processing chamber ω, and is connected to a vacuum pump (23) such as a rotary pump or a turbo molecular pump. . , furthermore,
A valve E (24) is interposed on the processing chamber (1) side of the exhaust pipe (22) from the connecting portion of the bypass pipe (20). The etching apparatus is constructed in this way.
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。Next, the operation and gas supply method of the etching apparatus described above will be explained.
まず、被処理体例えば半導体ウェハ■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■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■を
クランプする。First, an object to be processed, such as a semiconductor wafer (2), is carried into the processing chamber (2) by a transport mechanism (not shown), such as a hand arm, and
It is installed in a position on the electrode (■) located below the processing chamber (■). At this time, wafer (2) is clamped if necessary.
ぞして、上記処理室ω内を気密に設定し、真空ポンプ(
23)を作動させて減圧状態にする。この時。Then, the inside of the processing chamber ω is set airtight, and a vacuum pump (
23) to reduce the pressure. At this time.
バルブE (24)は開いた状態としておく。Valve E (24) is left open.
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。Next, an etching gas such as SF, and a carrier gas such as Ar are supplied. This opens the etching gas line valve A1 (10) and valve A, (12) and activates the mass flow controller (11).
更に、キャリアガスラインのバルブBi(15)及びバ
ルブB、(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、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)、排気管(22)を介して排気される。同時
に。Furthermore, open the carrier gas line valves Bi (15) and valves B and (17), and turn on the mass flow controller (1).
6). In addition, the valve D (21) of the bypass pipe (20) is opened, and SF, which is the etching processing gas, is supplied from the etching gas supply source (1) through the pipe (13), the gas flow pipe (c), and the exhaust pipe (22). is exhausted. at the same time.
キャリアガス供給源(14)からキャリアガスであるA
rが、配管(18) 、ガス流導管■、バイパス管(2
0) 。carrier gas A from the carrier gas supply source (14);
r is piping (18), gas flow conduit ■, bypass pipe (2
0).
排気管(22)を介して真空ポンプ(23)に流れる。It flows through the exhaust pipe (22) to the vacuum pump (23).
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。この状態を予めオペレータ
等により設定された所定時間例えば2秒間経続し、この
後、バルブC(19)を開いて上記エツチング処理ガス
を処理室ω内に供給する。このことにより、マスフロー
コントローラ(11) (16)の介在による流量変動
即ちオーバーシュートを吸収して排気してしまう。この
時、上記バイパス管(20)のバルブD (21)が開
いていることにより、上記エツチングガスの一部がバイ
パス管(20)を介して排気管(22)に流導され排気
される。このため、ガス流導管(ハ)で流導されたエツ
チングガスは、処理室田方向へ流れるガス流と、バイパ
ス管(20)を介して排気管(22)方向へ流れるガス
流に分流され、上記処理室ω内へ流れ込むガスの流量が
減少する。In this case, the etching gas and the carrier gas are mixed in the gas flow conduit 0. This state continues for a predetermined time, for example, 2 seconds, which is set in advance by an operator or the like, and then the valve C (19) is opened to supply the etching gas into the processing chamber ω. As a result, flow rate fluctuations, ie, overshoots caused by the intervention of the mass flow controllers (11) and (16) are absorbed and exhausted. At this time, since the valve D (21) of the bypass pipe (20) is open, a part of the etching gas is guided to the exhaust pipe (22) through the bypass pipe (20) and exhausted. Therefore, the etching gas flowed through the gas flow pipe (c) is divided into a gas flow flowing toward the processing chamber and a gas flow flowing toward the exhaust pipe (22) via the bypass pipe (20). The flow rate of gas flowing into the processing chamber ω decreases.
これにより、上記処理室ω内の圧力変動が少なくなり、
この処理室ω内及び配管等に付着しているパーティクル
を舞い上げることはなく、上記処理室■内及びこの処理
室ω内に設置されたウェハ■を、上記パーティクルによ
り汚染することはない。As a result, pressure fluctuations within the processing chamber ω are reduced,
Particles adhering to the inside of the processing chamber ω and the piping etc. are not kicked up, and the inside of the processing chamber ω and the wafer 2 installed in the processing chamber ω are not contaminated by the particles.
このような状態を予めオペレータ等により設定された時
間例えば2秒間連続させた後、上記バイパス管(20)
のバルブD (21)を閉じ、上記ガス流導管■により
流導されたエツチングガス総てを、処理室ω内に供給し
、予め定められた所定のエツチングガス量としてエツチ
ング処理を実行する。After this state continues for a time set in advance by an operator, for example, 2 seconds, the bypass pipe (20)
The valve D (21) is closed, and all of the etching gas flowed through the gas flow conduit (2) is supplied into the processing chamber (ω), and the etching process is performed using a predetermined amount of etching gas.
即ち、ガス流導管(ハ)により流導されたエツチング処
理ガス及びキャリアガスを、空間■を介して電極■に形
成された複数のガス供給孔(へ)により拡散し、ウェハ
(ハ)表面に供給する。これと同時に。That is, the etching processing gas and carrier gas flowed through the gas flow pipe (c) are diffused through the space (d) through the plurality of gas supply holes (d) formed in the electrode (2), and are applied to the wafer (c) surface. supply At the same time as this.
RF電源(イ)から電極■■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
チング処理ガス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■をエツチング処理する
。このエツチング処理中。A discharge is generated by supplying a predetermined power from the RF power source (a) between the electrodes. This discharge turns the etching gas into plasma and generates radicals.
The above-mentioned wafer (2) is etched by these radicals. During this etching process.
常に処理室ω内のガスは排気制御されている。The gas in the processing chamber ω is always controlled to be exhausted.
そして、上記エツチング処理が終了すると、バルブA1
(io) 、バルブBよ(15)、バルブC(19)
、バルブE (24)を閉じ、バルブD (21)を開
く、このことにより、上記バルブA、 (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
るエツチングガスと、バルブB1(15)とマスフロー
コントローラ(16)の間。Then, when the above etching process is completed, the valve A1
(io), Valve B (15), Valve C (19)
, closes valve E (24) and opens valve D (21), thereby creating a gap between the valve A, (10) and the mass flow controller (11), and between the mass flow controller (11) and valve A, (12). etching gas remaining between the valve B1 (15) and the mass flow controller (16).
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
記マスフローコントローラ(11)(16)を停止させ
、バルブA、 (12) 、バルブB、 (17)を閉
じる。and mass flow controller (16) and valve B, (
17) Exhaust the carrier gas remaining during step 17). This operation is carried out for a predetermined time, for example, 2 seconds, and after this time has elapsed, the mass flow controllers (11) and (16) are stopped, and valves A, (12), and valves B, (17) are closed.
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。FIG. 2 shows the operation timing of each valve in the above process.
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。The opening/closing or operation control of each valve is performed according to a pre-prepared program or sequence, and the valve delay time may be set using a built-in mechanical timer. Preferably, the settings can be easily changed from the device operation panel, television screen, etc.
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。In the above embodiment, one etching gas line and one carrier gas line were used, but a plurality of each gas line may be used in combination.
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
IE)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。Further, in the above embodiment, an example was explained in which the etching process using radicals was applied. However, the present invention is not limited to this, and for example, reactive ion etching (R
A similar effect can be obtained with IE) processing. Further, although an example in which the present invention is applied to an etching device is described, any device that uses gas may be used, such as an ashing device, a CVD device, etc., and similar effects can be obtained.
また、上記実施例では、処理室内にガスを供給する際、
ガスの供給を開始する時点における処理ガスの供給量を
、予め定められた所定量の処理ガスより少なく設定、即
ちバイパス管にガスを分流させたが、上記バイパス管に
流量調節器を設けて、上記分流量を可変に構成してもよ
い、これにより、上記処理室内に供給するガス流量を順
次上昇させることも可能である。Furthermore, in the above embodiment, when supplying gas into the processing chamber,
The amount of processing gas supplied at the time of starting gas supply is set to be less than a predetermined amount of processing gas, that is, the gas is diverted to the bypass pipe, but by providing a flow rate regulator in the bypass pipe, The divided flow rate may be configured to be variable, thereby making it possible to sequentially increase the gas flow rate supplied into the processing chamber.
更にまた、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(、
例えば液晶TVなどの画面表示装置に用いられるLCD
基板でも同様な効果が得られる。Furthermore, in the above embodiments, a semiconductor wafer was used as the object to be processed, but the object is not limited to this.
For example, LCD used in screen display devices such as LCD TVs.
A similar effect can be obtained with the substrate.
以上述べたようにこの実施例によれば、処理室内に設置
された被処理体に、所定量の処理ガスを供給することに
より上記被処理体を処理するに際し、少なくとも上記ガ
スの供給を開始する時点における処理ガスの供給量を、
上記所定量より少なく設定することにより、上記処理室
内の圧力が大きく変動することはなく、この圧力変動に
より発生するパーティクルの舞い上りを抑止することが
可能となる。そのため、上記処理室内及びこの処理室内
の被処理体の汚染を防止することができる。As described above, according to this embodiment, when processing the object to be processed by supplying a predetermined amount of processing gas to the object to be processed installed in the processing chamber, at least the supply of the gas is started. The amount of processing gas supplied at the time is
By setting the amount to be less than the predetermined amount, the pressure within the processing chamber will not fluctuate greatly, and it will be possible to suppress particles generated by this pressure fluctuation from flying up. Therefore, contamination of the processing chamber and the objects to be processed within this processing chamber can be prevented.
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
特許出願人 東京エレクトロン株式会社第1図
第2図FIG. 1 is a block diagram of an etching apparatus for explaining one embodiment of the method of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating the operation timing of each valve in the apparatus shown in FIG. 1... Processing chamber 5... Wafer 8... Gas flow conduit 11.16... Mass flow controller 19... Valve C20... Bypass pipe 21... Valve D
22...Exhaust pipe 24...Valve E Patent applicant: Tokyo Electron Ltd. Figure 1 Figure 2
Claims (1)
供給することにより上記被処理体を処理するに際し、少
なくとも上記処理ガスの供給を開始する時点における処
理ガスの供給量を、上記所定量より少なく設定すること
を特徴とする処理方法。When processing the object to be processed by supplying a predetermined amount of processing gas to the object installed in the processing chamber, the supply amount of the processing gas at least at the time when the supply of the processing gas is started is set to the above-mentioned value. A processing method characterized by setting the amount to be less than a fixed amount.
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JP2715134B2 JP2715134B2 (en) | 1998-02-18 |
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