JPH0684853A - 半導体デバイス処理における微粒子汚染の低減 - Google Patents
半導体デバイス処理における微粒子汚染の低減Info
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- JPH0684853A JPH0684853A JP14087593A JP14087593A JPH0684853A JP H0684853 A JPH0684853 A JP H0684853A JP 14087593 A JP14087593 A JP 14087593A JP 14087593 A JP14087593 A JP 14087593A JP H0684853 A JPH0684853 A JP H0684853A
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/02—Details
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板を処理するプラズマ処理チャンバから粒
子を効率良く除去することができる方法を提供すること
を目的とする。 【構成】 プラズマ処理室内の汚染粒子は、まず粒子を
締付けリング等のようないかなる妨害物より上に上昇さ
せるようにチャンバ内の圧力を減圧し、次いで排気系を
介してチャンバから粒子を掃引するようにプロセスガス
流量を増加させることによってチャンバから除去するこ
とができる。高周波電力はこの工程中維持される。
子を効率良く除去することができる方法を提供すること
を目的とする。 【構成】 プラズマ処理室内の汚染粒子は、まず粒子を
締付けリング等のようないかなる妨害物より上に上昇さ
せるようにチャンバ内の圧力を減圧し、次いで排気系を
介してチャンバから粒子を掃引するようにプロセスガス
流量を増加させることによってチャンバから除去するこ
とができる。高周波電力はこの工程中維持される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体処理における微
粒子汚染物の除去方法に関し、特に、プラズマリアクタ
に存在する汚染粒子の除去方法に関する。
粒子汚染物の除去方法に関し、特に、プラズマリアクタ
に存在する汚染粒子の除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】超小形電子部品、特にＶＬＳＩ及びＵＬ
ＳＩ装置の製造において、装置全体の大きさはますます
大きくなり、より密接に搭載されるようになってきたい
る。また、臨界容積は極めて小さくなり、粒子汚染がま
すます深刻になっている。薄膜の蒸着又はエッチング中
の粒子の存在は、装置の性能及び信頼性に悪影響を及ぼ
すボイド、転位又はショートの原因となる。
ＳＩ装置の製造において、装置全体の大きさはますます
大きくなり、より密接に搭載されるようになってきたい
る。また、臨界容積は極めて小さくなり、粒子汚染がま
すます深刻になっている。薄膜の蒸着又はエッチング中
の粒子の存在は、装置の性能及び信頼性に悪影響を及ぼ
すボイド、転位又はショートの原因となる。
【０００３】汚染粒子の問題は、まずクリーンルームの
品質を改善し、材料及び半導体基板、例えばシリコンウ
ェーハを処理する自動化装置の改良によって始められ
た。ウェーハ表面の洗浄改善にも取りかかった。これら
の改善は、処理サイクル中にウェーハ表面に存在あるい
は沈降する粒子の数を著しく減少させた。
品質を改善し、材料及び半導体基板、例えばシリコンウ
ェーハを処理する自動化装置の改良によって始められ
た。ウェーハ表面の洗浄改善にも取りかかった。これら
の改善は、処理サイクル中にウェーハ表面に存在あるい
は沈降する粒子の数を著しく減少させた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、処理に
用いた材料あるいは搬送稼働中の自動装置（robotic eq
uipment ）のこすれ運動等の機械的手段によって、ウェ
ーハ処理チャンバの内部に多数の粒子が発生する。
用いた材料あるいは搬送稼働中の自動装置（robotic eq
uipment ）のこすれ運動等の機械的手段によって、ウェ
ーハ処理チャンバの内部に多数の粒子が発生する。
【０００５】特に、プラズマを用いる処理中に、イオ
ン、電子、粒子等のいろいろな種類の多数のフラグメン
ト（fragments ）がプロセスガスから発生する。このフ
ラグメントは結合し、通常、わずかに負に帯電した粒
子、即ち約１０4 の負電荷を生じる。更に、処理チャ
ンバはウェーハのプラズマ処理中にポリマーのような種
々の物質で覆われるようになる。熱サイクルによる応力
等の応力は、これらの被膜を破砕し、これらが付着して
いる壁や表面からこれらを移動させて（dislodged）粒
子を発生させる。更に、粒子はウェーハ搬送動作やポン
プオイルの逆流等の間でも処理チャンバ内で発生する。
ン、電子、粒子等のいろいろな種類の多数のフラグメン
ト（fragments ）がプロセスガスから発生する。このフ
ラグメントは結合し、通常、わずかに負に帯電した粒
子、即ち約１０4 の負電荷を生じる。更に、処理チャ
ンバはウェーハのプラズマ処理中にポリマーのような種
々の物質で覆われるようになる。熱サイクルによる応力
等の応力は、これらの被膜を破砕し、これらが付着して
いる壁や表面からこれらを移動させて（dislodged）粒
子を発生させる。更に、粒子はウェーハ搬送動作やポン
プオイルの逆流等の間でも処理チャンバ内で発生する。
【０００６】Selwyn等は、ウェーハ上に粒子が付着する
ことを避けるために１つの解決策を開示している。彼ら
は、ウェーハ周辺及びウェーハ表面より上方で、外乱
（disturbance ）を与える溝（grooves ）を設けるよう
にウェーハ支持電極を再設計した。これは粒子をウェー
ハ上方の外乱領域に引きつけるので、真空チャンバ排気
系はウェーハから離れた処理装置の外側で粒子を運ぶこ
とができる。粒子の低減が７０％まで得られると述べら
れているが、ウェーハ支持電極の再設計や既存装置の再
取り付けを必要とし、不経済である。
ことを避けるために１つの解決策を開示している。彼ら
は、ウェーハ周辺及びウェーハ表面より上方で、外乱
（disturbance ）を与える溝（grooves ）を設けるよう
にウェーハ支持電極を再設計した。これは粒子をウェー
ハ上方の外乱領域に引きつけるので、真空チャンバ排気
系はウェーハから離れた処理装置の外側で粒子を運ぶこ
とができる。粒子の低減が７０％まで得られると述べら
れているが、ウェーハ支持電極の再設計や既存装置の再
取り付けを必要とし、不経済である。
【０００７】Selwyn等は、プラズマ処理中に粒子が発生
し、プラズマ／シースの境界（boundary）に集中するこ
とを示している。高周波電力が切断されるプラズマ処理
の終わりに、これらの粒子はウェーハ上に沈降する。彼
らは更に、これがプラズマチャンバ内のウェーハ表面の
主な微粒子汚染源であると教示している。彼らは、高周
波電力を徐々に止めることにより、粒子がシース領域か
らよりゆっくりと放出され、ウェーハ上に落ちるよりも
むしろチャンバ排気系によって排気されるので、粒子の
数が低減すること示唆した。しかし、この解決策は、最
善に制御できるものではない。
し、プラズマ／シースの境界（boundary）に集中するこ
とを示している。高周波電力が切断されるプラズマ処理
の終わりに、これらの粒子はウェーハ上に沈降する。彼
らは更に、これがプラズマチャンバ内のウェーハ表面の
主な微粒子汚染源であると教示している。彼らは、高周
波電力を徐々に止めることにより、粒子がシース領域か
らよりゆっくりと放出され、ウェーハ上に落ちるよりも
むしろチャンバ排気系によって排気されるので、粒子の
数が低減すること示唆した。しかし、この解決策は、最
善に制御できるものではない。
【０００８】ウェーハプラズマ処理チャンバから粒子を
除去するために信頼性のある安価なプロセスを開発する
ことは非常に望ましいことである。
除去するために信頼性のある安価なプロセスを開発する
ことは非常に望ましいことである。
【０００９】そこで、本発明は基板を処理するプラズマ
処理チャンバから粒子を効率良く除去することができる
方法を提供することを目的とする。
処理チャンバから粒子を効率良く除去することができる
方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体デバ
イス処理における微粒子低減方法は、プラズマ処理中に
発生した、あるいはプラズマ処理中に移動した粒子は、
プラズマチャンバ内部の圧力を減圧すると同時に、チャ
ンバ内の圧力を上げることなく、チャンバへの不活性ガ
スの流量を増大させて、リアクタの排気系への不活性ガ
ス流に粒子を掃引させることを含む。これにより、プラ
ズマ処理の終わりに反応チャンバから微粒子を除去する
ことができる。なお、高周波電力は、この減圧／ガス流
量増加工程中維持される。
イス処理における微粒子低減方法は、プラズマ処理中に
発生した、あるいはプラズマ処理中に移動した粒子は、
プラズマチャンバ内部の圧力を減圧すると同時に、チャ
ンバ内の圧力を上げることなく、チャンバへの不活性ガ
スの流量を増大させて、リアクタの排気系への不活性ガ
ス流に粒子を掃引させることを含む。これにより、プラ
ズマ処理の終わりに反応チャンバから微粒子を除去する
ことができる。なお、高周波電力は、この減圧／ガス流
量増加工程中維持される。
【００１１】
【作用】本発明は、以上のように構成されているので、
プラズマ処理中に生じた微粒子は基板近傍の障害物より
上方に上昇し、基板表面から離れたガス流によってチャ
ンバ外部に運ばれる。
プラズマ処理中に生じた微粒子は基板近傍の障害物より
上方に上昇し、基板表面から離れたガス流によってチャ
ンバ外部に運ばれる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づき
説明する。なお、説明において同一要素には同一符号を
用い、重複する説明は省略する。
説明する。なお、説明において同一要素には同一符号を
用い、重複する説明は省略する。
【００１３】プラズマエッチングのようなプロセスは、
通常、約５０ミリトルの圧力において約３０−３５sccm
でリアクタに供給されたアルゴン又は他の不活性ガス流
を用いて行われる。本発明によれば、プラズマ処理の終
わりに、チャンバ内の圧力は約１５−４０ミリトルに減
圧される。この減圧は、締付けリング（clamping ring
）、焦点調整リング（focussing ring）又は支持体と
接触したウェーハを保持する締付けフィンガー（clampi
ng fingers）のような、処理基板（例えばシリコンウェ
ーハ）をとりまくチャンバ内の障害物面より上方に粒子
を舞い上げるには十分である。
通常、約５０ミリトルの圧力において約３０−３５sccm
でリアクタに供給されたアルゴン又は他の不活性ガス流
を用いて行われる。本発明によれば、プラズマ処理の終
わりに、チャンバ内の圧力は約１５−４０ミリトルに減
圧される。この減圧は、締付けリング（clamping ring
）、焦点調整リング（focussing ring）又は支持体と
接触したウェーハを保持する締付けフィンガー（clampi
ng fingers）のような、処理基板（例えばシリコンウェ
ーハ）をとりまくチャンバ内の障害物面より上方に粒子
を舞い上げるには十分である。
【００１４】圧力を減圧させると同時に、アルゴン又は
他の不活性ガスの流量を約１００−１４５sccmあるいは
チャンバ内の圧力を著しく増大させることなく使用され
る個々のチャンバで用いることができる最大流速まで増
加させる。この増加されたガス流は、処理チャンバの排
気系によってチャンバの外に上昇した遊離粒子を掃引す
る。これには、独立したガス流量制御と排気ガス系の良
好な制御を用いてもよい。使用される個々のプラズマチ
ャンバによっては、当業者に知られているタイプの排ガ
ス絞りを設けてもよい。
他の不活性ガスの流量を約１００−１４５sccmあるいは
チャンバ内の圧力を著しく増大させることなく使用され
る個々のチャンバで用いることができる最大流速まで増
加させる。この増加されたガス流は、処理チャンバの排
気系によってチャンバの外に上昇した遊離粒子を掃引す
る。これには、独立したガス流量制御と排気ガス系の良
好な制御を用いてもよい。使用される個々のプラズマチ
ャンバによっては、当業者に知られているタイプの排ガ
ス絞りを設けてもよい。
【００１５】Selwyn等は、図２として後述されるような
チャンバ内部の粒子を監視するための光学装置を開示し
ている。
チャンバ内部の粒子を監視するための光学装置を開示し
ている。
【００１６】粒子を除去する上記方法は、例えばプラズ
マスパッタエッチング、ＰＥＣＶＤ等のいかなるタイプ
のプラズマ処理にも用いることができる。この方法は、
ＰＥＣＶＤ及びプラズマエッチングチャンバのような種
々の処理チャンバがセントラルロードロックチャンバ
（central load lock chamber ）によって連通している
最新のマルチチャンバ装置に特に有利である。例えば、
Maydan等の米国特許第 4,951,601号に記載されている装
置においては、ウェーハはロードロックチャンバに接続
した種々の処理チャンバへウェーハを搬送するロボット
式装置を含むセントラルロードロックチャンバへ自動的
に移送される。ウェーハがＰＥＣＶＤチャンバへ移送さ
れる場合には、ウェーハはセントラルロードロックチャ
ンバから処理用ＰＥＣＶＤチャンバまで自動的に（robo
tically ）移送される。この処理工程が完了すると、ウ
ェーハはセントラルロードロックチャンバへ自動的に戻
される。ウェーハが引き続き、加熱処理又はエッチング
等の別の工程で処理される場合には、セントラルロード
ロックチャンバの条件を必要があれば調整し、次の処理
工程等へウェーハを自動的に移送する。全装置内の粒子
の発生をできるだけ低く抑え、ウェーハを次のチャンバ
へ移送する前にウェーハ表面上の遊離粒子をできるだけ
除去しなければならないことは誰にとっても明白であ
る。さもなければ、やがて装置内の粒子の数が蓄積し、
ついには装置をクリーニングのために取り外さなければ
ならない。これが装置の動作不能時間（downtime）を著
しく増加し、ウェーハの処理コストが高くなることは当
然のことである。そのため、粒子を除去する本発明の方
法は、ウェーハを処理する過程での数時間を利用するこ
とができる。
マスパッタエッチング、ＰＥＣＶＤ等のいかなるタイプ
のプラズマ処理にも用いることができる。この方法は、
ＰＥＣＶＤ及びプラズマエッチングチャンバのような種
々の処理チャンバがセントラルロードロックチャンバ
（central load lock chamber ）によって連通している
最新のマルチチャンバ装置に特に有利である。例えば、
Maydan等の米国特許第 4,951,601号に記載されている装
置においては、ウェーハはロードロックチャンバに接続
した種々の処理チャンバへウェーハを搬送するロボット
式装置を含むセントラルロードロックチャンバへ自動的
に移送される。ウェーハがＰＥＣＶＤチャンバへ移送さ
れる場合には、ウェーハはセントラルロードロックチャ
ンバから処理用ＰＥＣＶＤチャンバまで自動的に（robo
tically ）移送される。この処理工程が完了すると、ウ
ェーハはセントラルロードロックチャンバへ自動的に戻
される。ウェーハが引き続き、加熱処理又はエッチング
等の別の工程で処理される場合には、セントラルロード
ロックチャンバの条件を必要があれば調整し、次の処理
工程等へウェーハを自動的に移送する。全装置内の粒子
の発生をできるだけ低く抑え、ウェーハを次のチャンバ
へ移送する前にウェーハ表面上の遊離粒子をできるだけ
除去しなければならないことは誰にとっても明白であ
る。さもなければ、やがて装置内の粒子の数が蓄積し、
ついには装置をクリーニングのために取り外さなければ
ならない。これが装置の動作不能時間（downtime）を著
しく増加し、ウェーハの処理コストが高くなることは当
然のことである。そのため、粒子を除去する本発明の方
法は、ウェーハを処理する過程での数時間を利用するこ
とができる。
【００１７】慣用のエッチングチャンバを図１に示し、
以下に述べる。図１に関して、エッチングリアクタ１０
は、エッチングチャンバ１４を画成している、アルミニ
ウムのような非磁性材料で製造されたハウジング１２を
含む。処理されるべきウェーハを支持するための陰極
は、高周波電力源１８に接続される。プロセスガスは、
ガスマニホ−ルド２０を介してチャンバ１４に供給され
る。ガスマニホ−ルド２０は、陰極１６の上方に設置さ
れ、近接して隔置される。処理されるべきウェーハ２２
は、陰極支持体１６上に設置され、締付けリング２０に
よって陰極に取り付けられる。真空ポンプ（図示されて
いない）に接続した排気ライン２４は、絶えずチャンバ
１４を真空にする。動作としては、ガスの供給を開始
し、高周波電力が供給されると、ガスマニホ−ルド２０
とウェーハ２２の間の空間にプラズマが発生する。
以下に述べる。図１に関して、エッチングリアクタ１０
は、エッチングチャンバ１４を画成している、アルミニ
ウムのような非磁性材料で製造されたハウジング１２を
含む。処理されるべきウェーハを支持するための陰極
は、高周波電力源１８に接続される。プロセスガスは、
ガスマニホ−ルド２０を介してチャンバ１４に供給され
る。ガスマニホ−ルド２０は、陰極１６の上方に設置さ
れ、近接して隔置される。処理されるべきウェーハ２２
は、陰極支持体１６上に設置され、締付けリング２０に
よって陰極に取り付けられる。真空ポンプ（図示されて
いない）に接続した排気ライン２４は、絶えずチャンバ
１４を真空にする。動作としては、ガスの供給を開始
し、高周波電力が供給されると、ガスマニホ−ルド２０
とウェーハ２２の間の空間にプラズマが発生する。
【００１８】粒子の発生を低減するウェーハ搬送系を有
するエッチングチャンバは、米国特許第 4,951,601号に
記載されている。しかし、それでもなお種々のプラズマ
種の組み合わせによってあるいはチャンバの壁や他の表
面上の付着材料の剥がれのためにプラズマ中に粒子が発
生することが判明した。
するエッチングチャンバは、米国特許第 4,951,601号に
記載されている。しかし、それでもなお種々のプラズマ
種の組み合わせによってあるいはチャンバの壁や他の表
面上の付着材料の剥がれのためにプラズマ中に粒子が発
生することが判明した。
【００１９】図２は、粒子の観測やプラズマエッチング
装置内の動きに有効なレーザ光散乱装置の概略図であ
る。
装置内の動きに有効なレーザ光散乱装置の概略図であ
る。
【００２０】図２について、アルゴンレーザ３０は、フ
ァイバ光ケーブル３４によってスキャナ３２に接続され
る。レーザは、ファイバ光ケーブルに結合した５Ｗ水冷
多重線アルゴンレーザであることが好ましい。このケー
ブルは、回転台上に支持された立て軸に付けたレーザホ
ルダ内に取り付けることができる。他のレーザを用いる
こともできる。スキャナ３２の検流計は、調節可能な垂
直ステージに連結したカスタムホルダに取り付けられ
る。光レール（optical rail）で動かすレーザとスキャ
ナはチャンバ覗窓に平行に配置させる。この配置は、
Ｘ、Ｙ及びＺ方向の動き（motion）とレーザの調整を設
定する。光平面（light plane ）の整合性（consistenc
y ）は、周波数発振入力０．１−約５００Ｈｚで制御さ
れる。振動量（回転角）は、入力振幅電圧１ボルトまで
変えることができる。ＤＣオフセットは、回転角の開始
位置を制御する。スキャナ３２は、エッチングチャンバ
３６の内部に近接する。３チップＣＣＤ高解像度ＲＧＢ
ビデオカメラ３８は、光レール上で摺動する立て軸に付
けた調節可能な角台（platform）に取り付けられる。カ
メラは、チャンバ壁の窓４０によってエッチングチャン
バ３６の内部に近接している。カメラ３８は、窓４０か
らカメラ３８まで視界距離の調整により種々の焦点距離
を設定するように組み立てられる。ビデオカメラ３８
は、チャンバ３６内部の粒子を見るためのＴＶモニタ４
２に接続される。
ァイバ光ケーブル３４によってスキャナ３２に接続され
る。レーザは、ファイバ光ケーブルに結合した５Ｗ水冷
多重線アルゴンレーザであることが好ましい。このケー
ブルは、回転台上に支持された立て軸に付けたレーザホ
ルダ内に取り付けることができる。他のレーザを用いる
こともできる。スキャナ３２の検流計は、調節可能な垂
直ステージに連結したカスタムホルダに取り付けられ
る。光レール（optical rail）で動かすレーザとスキャ
ナはチャンバ覗窓に平行に配置させる。この配置は、
Ｘ、Ｙ及びＺ方向の動き（motion）とレーザの調整を設
定する。光平面（light plane ）の整合性（consistenc
y ）は、周波数発振入力０．１−約５００Ｈｚで制御さ
れる。振動量（回転角）は、入力振幅電圧１ボルトまで
変えることができる。ＤＣオフセットは、回転角の開始
位置を制御する。スキャナ３２は、エッチングチャンバ
３６の内部に近接する。３チップＣＣＤ高解像度ＲＧＢ
ビデオカメラ３８は、光レール上で摺動する立て軸に付
けた調節可能な角台（platform）に取り付けられる。カ
メラは、チャンバ壁の窓４０によってエッチングチャン
バ３６の内部に近接している。カメラ３８は、窓４０か
らカメラ３８まで視界距離の調整により種々の焦点距離
を設定するように組み立てられる。ビデオカメラ３８
は、チャンバ３６内部の粒子を見るためのＴＶモニタ４
２に接続される。
【００２１】上記装置は、ファイバ光レーザ源の端とス
キャナとの間の焦点距離が１２．５mmの円形ミラー上約
３−４インチ（76.2-101.6 mm ）であるように組み立て
られ、３００Ｈｚで振動した。レーザの強さは、波長５
１４．５nmにおいて１．７５Ｗであった。ビームはチャ
ンバ窓を介して投射され、入射点（point of entry）か
ら４５度でチャンバ内壁で止まった。ビームは、開度約
１インチ（25.4 mm ）及びスリットバルブ入口から出口
覗窓までの長さ４−６インチ（101.6-152.4 mm）であっ
た。ＴＶカメラは、出口窓を介して観測し、ウェーハに
最も近いスリットバルブのエッジに焦点を合わせた。こ
れはわずかに下向きの角度を有し、ウェーハ締付けリン
グの丁度内側を観測した。カメラからウェーハのエッジ
までの距離は、約１２−１３インチ（304.8-330.2 mm）
であった。
キャナとの間の焦点距離が１２．５mmの円形ミラー上約
３−４インチ（76.2-101.6 mm ）であるように組み立て
られ、３００Ｈｚで振動した。レーザの強さは、波長５
１４．５nmにおいて１．７５Ｗであった。ビームはチャ
ンバ窓を介して投射され、入射点（point of entry）か
ら４５度でチャンバ内壁で止まった。ビームは、開度約
１インチ（25.4 mm ）及びスリットバルブ入口から出口
覗窓までの長さ４−６インチ（101.6-152.4 mm）であっ
た。ＴＶカメラは、出口窓を介して観測し、ウェーハに
最も近いスリットバルブのエッジに焦点を合わせた。こ
れはわずかに下向きの角度を有し、ウェーハ締付けリン
グの丁度内側を観測した。カメラからウェーハのエッジ
までの距離は、約１２−１３インチ（304.8-330.2 mm）
であった。
【００２２】下記実施例は本発明を示すものである。実
施例を個々の実施態様に関して記載するが、本発明はこ
こで記載した詳細に限定されるものではない。
施例を個々の実施態様に関して記載するが、本発明はこ
こで記載した詳細に限定されるものではない。
【００２３】実施例１ 電力約１００−２００Ｗ及び走査周波数１０−３００Ｈ
ｚの上記アルゴンレーザ装置を用いて、シリコンウェー
ハを含むプラズマチャンバの圧力を約５０−７００ミリ
トルに設定した。アルゴンの流量を約２０−７５sccmに
変えて開始した。プラズマ領域を観測する一方、チャン
バ内のプラズマシース領域の形状や厚さを観測するよう
に種々のパラメータを変えた。バウンダリシース（boun
dary sheath ）の位置の変化を圧力の変化と共に注目し
た。圧力が５０−７００ミリトルで増加するにつれて、
グロー領域は増加し、バウンダリシース領域は減少し
た。発明者はまた、プラズマ／バウンダリシース、次い
でウェーハの締付けリングの輪郭が十分な形状であるこ
とを観測した。５０ミリトルにおけるシースは、厚さ約
０．５インチ（12.7 mm ）であった。締付けリングを取
り外すとバウンダリシースの形はドーム形であった。粒
子光散乱は、２００Ｗ及び５０ミリトル圧においてアル
ゴンのガス流量２５sccmを用いて１．７５Ｗレーザ強度
を用いた約１秒後に注目した。チャンバをアルミナ粒子
でドープした場合、粒子はウェーハの表面より約１．５
インチ（38.1 mm ）上でウェーハと締付けリングの界面
に浮遊した。粒子は、約１．６−３．０μの大きさであ
った。高周波電力を止めると、粒子はウェーハ上に沈降
するように見えた。
ｚの上記アルゴンレーザ装置を用いて、シリコンウェー
ハを含むプラズマチャンバの圧力を約５０−７００ミリ
トルに設定した。アルゴンの流量を約２０−７５sccmに
変えて開始した。プラズマ領域を観測する一方、チャン
バ内のプラズマシース領域の形状や厚さを観測するよう
に種々のパラメータを変えた。バウンダリシース（boun
dary sheath ）の位置の変化を圧力の変化と共に注目し
た。圧力が５０−７００ミリトルで増加するにつれて、
グロー領域は増加し、バウンダリシース領域は減少し
た。発明者はまた、プラズマ／バウンダリシース、次い
でウェーハの締付けリングの輪郭が十分な形状であるこ
とを観測した。５０ミリトルにおけるシースは、厚さ約
０．５インチ（12.7 mm ）であった。締付けリングを取
り外すとバウンダリシースの形はドーム形であった。粒
子光散乱は、２００Ｗ及び５０ミリトル圧においてアル
ゴンのガス流量２５sccmを用いて１．７５Ｗレーザ強度
を用いた約１秒後に注目した。チャンバをアルミナ粒子
でドープした場合、粒子はウェーハの表面より約１．５
インチ（38.1 mm ）上でウェーハと締付けリングの界面
に浮遊した。粒子は、約１．６−３．０μの大きさであ
った。高周波電力を止めると、粒子はウェーハ上に沈降
するように見えた。
【００２４】実施例２ 図１のタングステンエッチングチャンバを用いて、シリ
コンウェーハのＴｉＮ上のブランケットタングステン層
を反応性イオンエッチングした。エッチング処理の終わ
りに、高周波電力を止めることなく、圧力を３０−４０
ミリトルに減圧し、高周波電力を２００Ｗに維持し、ア
ルゴン流量を約１３０sccmに増加した。
コンウェーハのＴｉＮ上のブランケットタングステン層
を反応性イオンエッチングした。エッチング処理の終わ
りに、高周波電力を止めることなく、圧力を３０−４０
ミリトルに減圧し、高周波電力を２００Ｗに維持し、ア
ルゴン流量を約１３０sccmに増加した。
【００２５】圧力及びアルゴン流量の調整後、米国特許
第 5,083,865号に記載されているその場パーティクルモ
ニタ（in-situ particle monitor）を用いて観測したと
ころ多数の粒子がチャンバの排気系に見られ、プラズマ
に捕捉された余分な粒子がアルゴンガスと一緒に排気さ
れていることが判明した。
第 5,083,865号に記載されているその場パーティクルモ
ニタ（in-situ particle monitor）を用いて観測したと
ころ多数の粒子がチャンバの排気系に見られ、プラズマ
に捕捉された余分な粒子がアルゴンガスと一緒に排気さ
れていることが判明した。
【００２６】実施例３ エッチングチャンバを約１．６−３．０μｍ径の大きさ
のアルミナ粒子でドープした。高周波電力を供給し、ア
ルゴン流量を開始させた。プラズマが発生した。最初に
プラズマ／シース境界領域に捕捉されるべきこれらの粒
子が見られた。エッチングチャンバによって排気される
粒子の数は、Kinney等の米国特許第 5,083,865号に記載
されているパーティクルモニタ装置によって監視するこ
とができ、この特許を参考として本明細書に引用する。
約２５ミリトルの低圧を維持し、アルゴン流量を約２５
−１４５sccmに増加させることによって、捕捉されたプ
ラズマ／シース境界領域から粒子を取り除いた。この工
程の終わりには、レーザ光散乱によりプラズマ／シース
バウンダリ領域内にアルミナ粒子は見られなかった。
本発明をウェーハの処理によって記載してきたが、他の
種々の基板を使用することができることは理解されるで
あろう。更に、プロセスをプラズマ処理後の粒子を除去
することに適用してきたが、このプロセスをプラズマ処
理前のウェーハ表面から粒子を除去することに適用する
ことができる。この方法は使用した個々のプラズマ装置
に依存することなく、いかなるタイプのプラズマチャン
バにおいても粒子を除去するために適用できる。
のアルミナ粒子でドープした。高周波電力を供給し、ア
ルゴン流量を開始させた。プラズマが発生した。最初に
プラズマ／シース境界領域に捕捉されるべきこれらの粒
子が見られた。エッチングチャンバによって排気される
粒子の数は、Kinney等の米国特許第 5,083,865号に記載
されているパーティクルモニタ装置によって監視するこ
とができ、この特許を参考として本明細書に引用する。
約２５ミリトルの低圧を維持し、アルゴン流量を約２５
−１４５sccmに増加させることによって、捕捉されたプ
ラズマ／シース境界領域から粒子を取り除いた。この工
程の終わりには、レーザ光散乱によりプラズマ／シース
バウンダリ領域内にアルミナ粒子は見られなかった。
本発明をウェーハの処理によって記載してきたが、他の
種々の基板を使用することができることは理解されるで
あろう。更に、プロセスをプラズマ処理後の粒子を除去
することに適用してきたが、このプロセスをプラズマ処
理前のウェーハ表面から粒子を除去することに適用する
ことができる。この方法は使用した個々のプラズマ装置
に依存することなく、いかなるタイプのプラズマチャン
バにおいても粒子を除去するために適用できる。
【００２７】本発明を個々の実施態様及びプロセスによ
って記載してきたが、当業者は記載した装置及びパラメ
ータを容易に変えることができ、また本発明は記載した
特許請求の範囲によってのみ制限されるものである。
って記載してきたが、当業者は記載した装置及びパラメ
ータを容易に変えることができ、また本発明は記載した
特許請求の範囲によってのみ制限されるものである。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、基板を処理するプラズマ処理チャンバから
粒子を効率良く除去することができる。
ているので、基板を処理するプラズマ処理チャンバから
粒子を効率良く除去することができる。
【図１】図１は、慣用的なエッチングチャンバの断面図
である。
である。
【図２】図２は、本明細書で有効なレーザ光散乱装置の
概略図である。
概略図である。
１０…エッチングリアクタ、１２…ハウジング、１４…
エッチングチャンバ、１６…陰極、１８…高周波電力
源、２０…ガスマニホ−ルド、２１…締付けリング、２
２…ウェ−ハ、２４…排気ライン、３０…アルゴンレ−
ザ、３２…スキャナ、３４…ファイバ光ケ−ブル、３６
…エッチングチャンバ、３８…カメラ、４０…窓、４２
…ＴＶモニタ。
エッチングチャンバ、１６…陰極、１８…高周波電力
源、２０…ガスマニホ−ルド、２１…締付けリング、２
２…ウェ−ハ、２４…排気ライン、３０…アルゴンレ−
ザ、３２…スキャナ、３４…ファイバ光ケ−ブル、３６
…エッチングチャンバ、３８…カメラ、４０…窓、４２
…ＴＶモニタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ ラニューチャ アメリカ合衆国， カリフォルニア州 94086， サニーヴェール， ポンデロー ザ アヴェニュー 976
Claims (5)
- 【請求項１】 プラズマ処理される基板を含むプラズマ
処理チャンバ内の粒子を除去する方法であって、 ａ）処理される基板近傍の障害物（obstruction ）より
上に粒子が上昇するようにチャンバの圧力を減圧する工
程、 ｂ）プロセスガスの流量を増加することによって、基板
表面からガス流によって上昇した粒子を運び去る工程を
含む方法。 - 【請求項２】 前記処理はエッチングプロセスであり、
前記プロセスガスはアルゴンである請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 前記減圧工程ａ）における圧力を約１５
から４０ミリトルに減圧する請求項１又は２に記載の方
法。 - 【請求項４】 前記ガス流を約１００から１４５sccmに
増加する請求項１、２又は３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記アルゴンの流量を約１２０から１３
５sccmに増加する請求項２、３又は４に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US89953992A | 1992-06-16 | 1992-06-16 | |
| US07/899539 | 1992-06-16 | ||
| US7/899539 | 1992-06-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684853A true JPH0684853A (ja) | 1994-03-25 |
| JP2634019B2 JP2634019B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=25411177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5140875A Expired - Fee Related JP2634019B2 (ja) | 1992-06-16 | 1993-06-11 | 半導体デバイス処理における微粒子汚染の低減 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0574859B1 (ja) |
| JP (1) | JP2634019B2 (ja) |
| KR (1) | KR100274227B1 (ja) |
| DE (1) | DE69317332T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| US5328555A (en) * | 1992-11-24 | 1994-07-12 | Applied Materials, Inc. | Reducing particulate contamination during semiconductor device processing |
| KR100333237B1 (ko) * | 1993-10-29 | 2002-09-12 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 플라즈마에칭챔버내에서오염물질을감소시키는장치및방법 |
| US5460689A (en) * | 1994-02-28 | 1995-10-24 | Applied Materials, Inc. | High pressure plasma treatment method and apparatus |
| US5685914A (en) * | 1994-04-05 | 1997-11-11 | Applied Materials, Inc. | Focus ring for semiconductor wafer processing in a plasma reactor |
| US6125789A (en) * | 1998-01-30 | 2000-10-03 | Applied Materials, Inc. | Increasing the sensitivity of an in-situ particle monitor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042831A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-07 | Toshiba Corp | 半導体製造装置 |
| JPS61196538A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-08-30 | Hitachi Ltd | 真空処理方法及び装置 |
| JPS631035A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-06 | Hitachi Ltd | 減圧処理方法及び装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5367139A (en) * | 1989-10-23 | 1994-11-22 | International Business Machines Corporation | Methods and apparatus for contamination control in plasma processing |
| US5298720A (en) * | 1990-04-25 | 1994-03-29 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for contamination control in processing apparatus containing voltage driven electrode |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP5140875A patent/JP2634019B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-14 EP EP19930109473 patent/EP0574859B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-14 DE DE1993617332 patent/DE69317332T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-15 KR KR1019930010853A patent/KR100274227B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042831A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-07 | Toshiba Corp | 半導体製造装置 |
| JPS61196538A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-08-30 | Hitachi Ltd | 真空処理方法及び装置 |
| JPS631035A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-06 | Hitachi Ltd | 減圧処理方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2634019B2 (ja) | 1997-07-23 |
| KR100274227B1 (ko) | 2000-12-15 |
| DE69317332D1 (de) | 1998-04-16 |
| KR940006206A (ko) | 1994-03-23 |
| EP0574859A1 (en) | 1993-12-22 |
| DE69317332T2 (de) | 1998-10-01 |
| EP0574859B1 (en) | 1998-03-11 |
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