JPH07142402A - Method and system for plasma processing - Google Patents

Method and system for plasma processing

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JPH07142402A
JPH07142402A JP29014793A JP29014793A JPH07142402A JP H07142402 A JPH07142402 A JP H07142402A JP 29014793 A JP29014793 A JP 29014793A JP 29014793 A JP29014793 A JP 29014793A JP H07142402 A JPH07142402 A JP H07142402A
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JP
Japan
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processing chamber
high frequency
plasma
processing
plasma processing
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Application number
JP29014793A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Kato
誠一 加藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07142402A publication Critical patent/JPH07142402A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To shorten the time required for plasma processing while increasing the yield of semiconductor devices and simplifying the maintenance/management of the plasma processing system. CONSTITUTION:In the plasma processing method for heat treating a work, before and after machining thereof, by setting the work 1 on a sample stage 3 in a processing chamber 2 fed with gas and supplying high frequency power into the processing chamber 2 to generate plasma for machining the work 1, the work 1 is irradiated with high frequency power on condition that no plasma take place in the processing chamber 2 thus heat treating the work 1. After setting the work 1 on the sample stage 3, the inner wall of the processing chamber 2 is heated with high frequency power. This system shorten the time required for plasma processing thus increasing the yield in the fabrication of semiconductor devices. The plasma processing system is provided with means for controlling the position on the work 1 being irradiated with high frequency power, and means for measuring the temperature distribution of the work 1. This constitution simplify the maintenance and management of the plasma processing system.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造におい
て、半導体ウエハを加工するプラズマ処理方法及びその
実施装置に関し、特に半導体ウエハ又は処理室を加熱す
る必要のある、プラズマ処理方法及びその実施装置に適
用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing method for processing a semiconductor wafer and an apparatus for implementing the same in the manufacture of a semiconductor device, and more particularly to a plasma processing method and an apparatus for implementing the same which require heating of a semiconductor wafer or a processing chamber. It is related to the technology effectively applied to.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置は、その製造工程において、
例えば、配線層や絶縁層の積層及びパターニング等でプ
ラズマ処理が施される。プラズマ処理は、例えば、プラ
ズマCVD装置、ドライエッチング装置、スパッタ装置
等により実施される。
2. Description of the Related Art A semiconductor device has a manufacturing process
For example, plasma treatment is performed by stacking and patterning wiring layers and insulating layers. The plasma treatment is performed by, for example, a plasma CVD device, a dry etching device, a sputtering device, or the like.

【0003】プラズマ処理装置の一種であるドライエッ
チング装置は、プラズマ処理を施す処理室内に半導体ウ
エハを載せる試料台が設けられている。また、処理ガス
を収納したボンベと前記処理室とを結ぶガス配管、処理
室内のガスを排気する排気配管及び排気装置が設けられ
ている。
A dry etching apparatus, which is a type of plasma processing apparatus, is provided with a sample table on which a semiconductor wafer is placed in a processing chamber for plasma processing. Further, a gas pipe connecting the cylinder containing the processing gas and the processing chamber, an exhaust pipe for exhausting the gas in the processing chamber, and an exhaust device are provided.

【0004】前記処理室内にプラズマを発生させる手段
として、一対の平行平板電極に高周波電力を印加し、プ
ラズマを発生させる高周波電力印加型や、マグネトロン
で発生させた高周波を導波管で処理室に導き、プラズマ
を発生させるマイクロ波放電励起型等がある。該マイク
ロ波放電励起型は、電磁コイルで処理室内に磁場を発生
させ、電子サイクロトロン共鳴現象を起こし、処理ガス
のイオン化効率を上げている。
As a means for generating plasma in the processing chamber, a high frequency power application type in which high frequency power is applied to a pair of parallel plate electrodes to generate plasma, or a high frequency generated by a magnetron is guided to the processing chamber by a waveguide. There is a microwave discharge excitation type which guides and generates plasma. The microwave discharge excitation type uses an electromagnetic coil to generate a magnetic field in the processing chamber, causes an electron cyclotron resonance phenomenon, and increases the ionization efficiency of the processing gas.

【0005】プラズマ処理の手順は、まず、半導体ウエ
ハを処理室にロード(搬入)し、試料台にセットする。
前記半導体ウエハは、主面に被エッチング材が堆積さ
れ、その上にホトレジスト等のマスク材がパターニング
されている。
In the procedure of plasma processing, first, a semiconductor wafer is loaded (loaded) into a processing chamber and set on a sample table.
A material to be etched is deposited on the main surface of the semiconductor wafer, and a mask material such as photoresist is patterned on the material.

【0006】次に、処理室内を真空排気し、処理ガスを
処理室に導入し、前記電磁コイルにより処理室内に磁場
を発生させる。マグネトロンで発生させたマイクロ波を
導波管を経由させ、処理室に導入する。そして、処理室
内にプラズマを発生させ半導体ウエハのエッチングを行
う。
Next, the processing chamber is evacuated, a processing gas is introduced into the processing chamber, and a magnetic field is generated in the processing chamber by the electromagnetic coil. The microwave generated by the magnetron is introduced into the processing chamber through the waveguide. Then, plasma is generated in the processing chamber to etch the semiconductor wafer.

【0007】そして、所定のエッチング時間の経過後、
電磁コイル、マグネトロンによるプラズマ発生を終了す
るとともに、処理ガスの導入バルブを閉じ、処理ガスの
導入を止める。
After a predetermined etching time has passed,
When the plasma generation by the electromagnetic coil and the magnetron is completed, the process gas introduction valve is closed to stop the process gas introduction.

【0008】次に、半導体ウエハを処理室からアンロー
ド(搬出)し、エッチング処理を終了する。
Next, the semiconductor wafer is unloaded from the processing chamber and the etching process is completed.

【0009】また、ドライエッチング装置は、イオンに
よるスパッタ効果等により試料台や処理室の内壁等から
出るチリや、エッチング反応で生成される生成物等が、
処理室内壁に付着し、処理室内が汚染される。前記試料
室が汚染されたまま、エッチング処理を続けると、被加
工物である半導体ウエハの主面に、前記チリが乗り、マ
スクとなってしまい、特に異方性エッチングの場合は、
前記チリの下がアンダカットされないので、エッチング
されず、半導体装置が不良となる恐れがある。このた
め、ドライエッチング装置は、処理室内加熱用ヒータに
より、処理室の内壁を加熱し、チリ等の付着を防止して
いる。
Further, in the dry etching apparatus, dust generated from the sample stage or the inner wall of the processing chamber due to the sputtering effect due to the ions, products generated by the etching reaction, etc.
It adheres to the inner wall of the processing chamber and pollutes the processing chamber. If the etching process is continued while the sample chamber is contaminated, the dust will be deposited on the main surface of the semiconductor wafer that is the object to be processed and will serve as a mask. Especially in the case of anisotropic etching,
Since the bottom of the dust is not undercut, it is not etched, and the semiconductor device may be defective. Therefore, in the dry etching apparatus, the heater for heating the processing chamber heats the inner wall of the processing chamber to prevent the adhesion of dust and the like.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は、前記従来技術を検討した結果、以下のような問題
点を見いだした。
However, as a result of examining the above-mentioned prior art, the present inventor found the following problems.

【0011】一般に試料台は、ウエハがエッチングに適
した温度条件になる様に、温度調節されているが、エッ
チング条件とは別に真空中でウエハをエッチング前或い
はエッチング後、加熱する要求に対して、別の加熱手段
を真空中に設けなければならず、装置の構造が複雑にな
るという問題があった。
In general, the temperature of the sample stage is adjusted so that the wafer is in a temperature condition suitable for etching. However, another heating means must be provided in the vacuum, which causes a problem that the structure of the device becomes complicated.

【0012】また、処理室を加熱する場合、処理室にヒ
ータを設けると、前記処理室の構造が複雑になり、プラ
ズマ処理装置の保守管理が複雑になるという問題があっ
た。
Further, when heating the processing chamber, if a heater is provided in the processing chamber, the structure of the processing chamber becomes complicated and maintenance of the plasma processing apparatus becomes complicated.

【0013】本発明の目的は簡単な構造で、被加工物或
いは処理室を加熱できるプラズマ処理方法及びプラズマ
処理装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a plasma processing method and a plasma processing apparatus which can heat a workpiece or a processing chamber with a simple structure.

【0014】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
Of the inventions disclosed in the present application, a representative one will be briefly described below.
It is as follows.

【0016】(1)被加工物を処理室内の試料台にセッ
トし、前記処理室にガスを流入し、高周波を前記処理室
に導入してプラズマを発生させて前記被加工物を加工
し、前記被加工物を加工前又は加工後に加熱処理するプ
ラズマ処理方法であって、前記処理室内にプラズマが発
生しない条件で、前記高周波を被加工物に照射して前記
加熱処理を行う。
(1) A workpiece is set on a sample stage in a processing chamber, gas is introduced into the processing chamber, a high frequency wave is introduced into the processing chamber to generate plasma, and the workpiece is processed. It is a plasma processing method which heat-processes the said to-be-processed object before or after a process, Comprising: The said high frequency is irradiated to a to-be-processed object on condition that plasma is not generated in the said process chamber, and the said heat processing is performed.

【0017】(2)(1)に記載のプラズマ処理方法で
あって、前記高周波により前記処理室の内壁を加熱す
る。
(2) In the plasma processing method according to (1), the inner wall of the processing chamber is heated by the high frequency.

【0018】(3)被加工物に処理を施す処理室と、前
記処理室内で被加工物を載せる試料台と、該処理室にガ
スを導入するガス導入手段と、処理室内のガスを排気す
る排気手段と、高周波を発生させる高周波発生源と、該
高周波を前記処理室に導く導波管とを有するプラズマ処
理装置において、前記被加工物に照射される前記高周波
の照射位置を可変にする手段を設ける。
(3) A processing chamber for processing a workpiece, a sample table on which the workpiece is placed in the processing chamber, a gas introducing means for introducing gas into the processing chamber, and exhaust of gas in the processing chamber. In a plasma processing apparatus having an exhaust unit, a high frequency source for generating a high frequency, and a waveguide for guiding the high frequency to the processing chamber, a unit for varying the irradiation position of the high frequency applied to the workpiece. To provide.

【0019】[0019]

【作用】上述した手段(1)によれば、高周波を被加工
物に照射して被加工物の加熱処理を行う。つまり、被加
工物に直接高周波を照射して加熱するので、短時間で被
加工物を加熱することができる。
According to the above-mentioned means (1), the work is irradiated with the high frequency to heat the work. That is, since the workpiece is directly irradiated with the high frequency and heated, the workpiece can be heated in a short time.

【0020】例えば、半導体ウエハ主面に配線や電極を
形成する場合、半導体ウエハ主面に積層されたアルミニ
ウム等の金属層をドライエッチング処理によりパターニ
ングを行う。該ドライエッチング処理の前或いは後、半
導体ウエハに高周波を照射すると、金属層が高周波を吸
収するので金属層のみ短時間で加熱処理することができ
る。
For example, when forming wirings and electrodes on the main surface of a semiconductor wafer, a metal layer such as aluminum laminated on the main surface of the semiconductor wafer is patterned by dry etching. When the semiconductor wafer is irradiated with a high frequency before or after the dry etching treatment, the metal layer absorbs the high frequency, so that only the metal layer can be heat-treated in a short time.

【0021】上述した手段(2)によれば、前記高周波
により前記処理室の内壁を加熱する。前記処理室の内壁
に高周波を照射して加熱するので、処理室内の加熱が短
時間に行える。この結果、プラズマ処理の工完時間を短
縮することができる。
According to the above-mentioned means (2), the inner wall of the processing chamber is heated by the high frequency wave. Since the inner wall of the processing chamber is irradiated with a high frequency to heat it, the heating of the processing chamber can be performed in a short time. As a result, the process completion time of the plasma processing can be shortened.

【0022】上述した手段(3)によれば、前記被加工
物に照射される前記高周波の照射位置を制御する手段を
プラズマ処理装置に設けている。つまり、前記被加工物
をエッチングするのに適した高周波照射位置と被加工物
或いは処理室内を加熱するのに適した高周波照射位置を
可変にする事により、効率良く加熱ができる。
According to the above-mentioned means (3), the plasma processing apparatus is provided with a means for controlling the irradiation position of the high frequency applied to the workpiece. That is, by changing the high frequency irradiation position suitable for etching the work piece and the high frequency irradiation position suitable for heating the work piece or the processing chamber, heating can be efficiently performed.

【0023】また、本発明のプラズマ処理装置は、被加
工物及び処理室内に高周波を照射して加熱することがで
きる。このため、前記処理室を加熱するためのヒータ及
び前記被加工物を加熱するヒータを設けなくても良いの
で、前記処理室の構造が複雑にならず、プラズマ処理装
置の保守管理を簡単にできる。
Further, the plasma processing apparatus of the present invention can irradiate the workpiece and the processing chamber with high frequency waves to heat them. For this reason, since it is not necessary to provide a heater for heating the processing chamber and a heater for heating the workpiece, the structure of the processing chamber does not become complicated and the maintenance and management of the plasma processing apparatus can be simplified. .

【0024】以下、図面を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。なお、実施例を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are designated by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.

【0025】[0025]

【実施例】図1は、本発明をドライエッチング装置に適
用した一実施例のプラズマ処理装置の概略構成を示す模
式構成図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus of an embodiment in which the present invention is applied to a dry etching apparatus.

【0026】図2は、本発明をドライエッチング処理に
適用したプラズマ処理の処理手順を示すフローチャート
である。
FIG. 2 is a flow chart showing a processing procedure of plasma processing in which the present invention is applied to dry etching processing.

【0027】本実施例のドライエッチング装置は、図1
に示すように、エッチング処理が行われる処理室2内に
半導体ウエハ1をセットする試料台3が設けられてい
る。
The dry etching apparatus of this embodiment is shown in FIG.
As shown in, a sample table 3 for setting the semiconductor wafer 1 is provided in the processing chamber 2 in which the etching process is performed.

【0028】処理室1には、エッチングガスを導入する
ための配管4が接続され、該配管4は、バルブ5、マス
フローコントローラ6等を介してボンベ7が接続されて
いる。該ボンベ7は、エッチングを行う塩素ガス(Cl
2)、三塩化ホウ素(BCl3)等のエッチングガスや、
エッチング処理の前後に処理室2に流入させる窒素ガス
(N2)等が充填されている。
A pipe 4 for introducing an etching gas is connected to the processing chamber 1, and a pipe 7 is connected to the pipe 4 via a valve 5, a mass flow controller 6 and the like. The cylinder 7 is made of chlorine gas (Cl
2 ), etching gas such as boron trichloride (BCl 3 ),
Before and after the etching process, nitrogen gas (N 2 ) or the like to be introduced into the processing chamber 2 is filled.

【0029】処理室2の排気は、排気口8を介して処理
室2に接続された真空ポンプ9で行われる。真空ポンプ
9は、ターボ分子ポンプ等が用いられる。
The processing chamber 2 is evacuated by a vacuum pump 9 connected to the processing chamber 2 through an exhaust port 8. A turbo molecular pump or the like is used as the vacuum pump 9.

【0030】処理室2内にプラズマを発生させる手段と
して、高周波発生器10、電磁コイル11が設けられて
いる。高周波発生器10は、マグネトロンと呼ばれる一
種の真空管であり、高周波(2.45GHz)を発生す
る。高周波発生器10で発生させた高周波は、導波管1
2により、処理室2内に導入される。電磁コイル11
は、処理室2を囲むように設けられ、処理室2内に磁場
を発生させる。
A high frequency generator 10 and an electromagnetic coil 11 are provided as means for generating plasma in the processing chamber 2. The high frequency generator 10 is a kind of vacuum tube called a magnetron, and generates a high frequency (2.45 GHz). The high frequency generated by the high frequency generator 10 is applied to the waveguide 1
2 is introduced into the processing chamber 2. Electromagnetic coil 11
Are provided so as to surround the processing chamber 2 and generate a magnetic field in the processing chamber 2.

【0031】処理室内2では、エッチング処理時に、電
磁コイル11で発生させた磁場と、高周波発生器10で
発生させた高周波とにより、電子サイクロトロン共鳴現
象が起こり、エッチングガスのイオン化効率を上げてい
る。
In the processing chamber 2, an electron cyclotron resonance phenomenon occurs due to the magnetic field generated by the electromagnetic coil 11 and the high frequency generated by the high frequency generator 10 during the etching process, and the ionization efficiency of the etching gas is increased. .

【0032】前記試料台3には、コンデンサを介して高
周波電源13が設けられている。エッチング時には、試
料台は、高周波電源13により高周波電圧(13.56
MHz)が印加され、セルフバイアス効果により、試料
台3が負電位となり、異方性エッチングを行う。
A high frequency power source 13 is provided on the sample table 3 via a capacitor. At the time of etching, the sample stage uses a high frequency power source 13 to generate a high frequency voltage (13.56).
(MHz) is applied, and the sample table 3 has a negative potential due to the self-bias effect, and anisotropic etching is performed.

【0033】半導体ウエハ1に照射される前記高周波の
照射位置を制御する手段として、導波可動部材20が設
けられている。導波可動部材20は、複数の金属片から
なり、導波管12に支持されており、モータ等の動力に
より可動する。高周波が金属により進行方向が曲がる特
性を利用し、導波可動部材20は、照射位置を制御して
いる。
A waveguide movable member 20 is provided as a means for controlling the irradiation position of the high frequency wave with which the semiconductor wafer 1 is irradiated. The waveguide movable member 20 is composed of a plurality of metal pieces, is supported by the waveguide 12, and is movable by the power of a motor or the like. The waveguide movable member 20 controls the irradiation position by utilizing the characteristic that the traveling direction of the high frequency is bent by the metal.

【0034】試料台3上の半導体ウエハ1から放出され
る赤外線を検出する赤外線温度検出器21が設けられて
いる。赤外線温度検出器21は、半導体ウエハの温度分
布を検出信号として制御部22に送る。制御部22は、
該検出信号に基づき、導波可動部材20を可動させ、半
導体ウエハ1に照射される高周波の照射位置を制御す
る。
An infrared temperature detector 21 for detecting infrared rays emitted from the semiconductor wafer 1 on the sample table 3 is provided. The infrared temperature detector 21 sends the temperature distribution of the semiconductor wafer to the control unit 22 as a detection signal. The control unit 22
Based on the detection signal, the waveguide movable member 20 is moved to control the irradiation position of the high frequency irradiated to the semiconductor wafer 1.

【0035】処理室2の温度を測定する温度センサが処
理室の複数箇所に設けられている。温度センサ23は、
処理室2の内壁の温度を測定し、測定信号を制御部22
に送る。制御部22は該測定信号に基づき、処理室2の
温度を制御している。
Temperature sensors for measuring the temperature of the processing chamber 2 are provided at a plurality of points in the processing chamber. The temperature sensor 23 is
The temperature of the inner wall of the processing chamber 2 is measured, and the measurement signal is sent to the control unit 22.
Send to. The control unit 22 controls the temperature of the processing chamber 2 based on the measurement signal.

【0036】次に、図2のフローチャートに従って、ド
ライエッチング処理の処理手順を説明する。
Next, the procedure of the dry etching process will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0037】本実施例において、被加工物は、半導体ウ
エハ1の主面に堆積されたアルミニウム薄膜とし、プラ
ズマ処理は、配線層を形成するため、前記アルミニウム
薄膜をエッチングするドライエッチング処理とする。
In this embodiment, the work piece is an aluminum thin film deposited on the main surface of the semiconductor wafer 1, and the plasma treatment is a dry etching treatment for etching the aluminum thin film to form a wiring layer.

【0038】ステップ201(半導体ウエハロード):
処理室2内の試料台3に半導体ウエハ1をロード(搬
入)する。半導体ウエハ1は、主面にアルミニウム積層
膜が形成され、該アルミニウム積層膜上にホトレジスト
がマスクとしてパターニングされている。そして、処理
室2内に窒素(N2)を導入し、真空ポンプ9を駆動さ
せ、処理室2内を真空排気する。
Step 201 (semiconductor wafer load):
The semiconductor wafer 1 is loaded (loaded) on the sample table 3 in the processing chamber 2. An aluminum laminated film is formed on the main surface of the semiconductor wafer 1, and photoresist is patterned on the aluminum laminated film using a photoresist as a mask. Then, nitrogen (N 2 ) is introduced into the processing chamber 2, the vacuum pump 9 is driven, and the inside of the processing chamber 2 is evacuated.

【0039】ステップ202(半導体ウエハ及び処理室
加熱):真空ポンプ9により、処理室2内を真空排気し
た状態で、高周波発生器10で高周波を発生させ、半導
体ウエハ1、及び処理室2に照射する。この照射によ
り、半導体ウエハ1及び処理室2は、加熱され、半導体
ウエハ1主面及び処理室2の内壁に吸着したガス分子を
脱離する。
Step 202 (heating of the semiconductor wafer and the processing chamber): With the vacuum pump 9 evacuating the inside of the processing chamber 2, a high frequency is generated by the high frequency generator 10, and the semiconductor wafer 1 and the processing chamber 2 are irradiated with the high frequency. To do. By this irradiation, the semiconductor wafer 1 and the processing chamber 2 are heated, and gas molecules adsorbed on the main surface of the semiconductor wafer 1 and the inner wall of the processing chamber 2 are desorbed.

【0040】半導体ウエハ1の温度分布は、赤外線温度
検出器21で検出され、検出信号として、制御部22に
送られる。そして、制御部22は、該検出信号をもとに
導波可動部材20を可動させ、前記高周波の照射位置を
制御し、半導体ウエハ1を均一に加熱する。なお、加熱
温度は、例えば100℃である。
The temperature distribution of the semiconductor wafer 1 is detected by the infrared temperature detector 21 and sent as a detection signal to the controller 22. Then, the control unit 22 moves the waveguide movable member 20 based on the detection signal, controls the irradiation position of the high frequency, and uniformly heats the semiconductor wafer 1. The heating temperature is, for example, 100 ° C.

【0041】ステップ203(エッチング処理):バル
ブ5を開き、エッチングガスを処理室2に導入する。該
エッチングガスは、塩素ガス(Cl2)、三塩化ホウ素
(BCl3)等である。エッチングガスの流量は、マス
フローコントローラ6で所定の量に制御される。
Step 203 (etching process): The valve 5 is opened and the etching gas is introduced into the processing chamber 2. The etching gas is chlorine gas (Cl 2 ), boron trichloride (BCl 3 ), or the like. The mass flow controller 6 controls the flow rate of the etching gas to a predetermined amount.

【0042】そして、エッチングガスの導入状態が安定
した後、電磁コイル11、高周波発生器10、高周波電
源13を動作させ、処理室2内にプラズマを発生させ
る。プラズマが発生すると、前記エッチングガスは、イ
オン、ラジカル等になり、アルミニウムと反応してエッ
チングが行われる。
After the introduction state of the etching gas is stabilized, the electromagnetic coil 11, the high frequency generator 10 and the high frequency power source 13 are operated to generate plasma in the processing chamber 2. When plasma is generated, the etching gas becomes ions, radicals, etc., and reacts with aluminum to perform etching.

【0043】そして、所定のエッチング時間の経過後、
電磁コイル11、高周波発生器6、及び高周波電源13
の動作を止めて、プラズマの発生を終了し、バルブ5を
閉めて、エッチングガスの流入を止める。
After a predetermined etching time has passed,
Electromagnetic coil 11, high frequency generator 6, and high frequency power supply 13
Then, the generation of plasma is terminated, the valve 5 is closed, and the inflow of etching gas is stopped.

【0044】ステップ204(半導体ウエハ及び処理室
加熱):配管4から処理室2内に窒素ガス(N2)を流
入し、真空ポンプ9で真空排気し、残留しているエッチ
ングガスを排気する。そして、高周波発生器10を動作
させ、高周波を発生させ、半導体ウエハ1に照射する。
これにより、半導体ウエハ1は、加熱され、表面に吸着
した、エッチングガス分子が脱離する。
Step 204 (semiconductor wafer and heating of processing chamber): Nitrogen gas (N 2 ) is flown into the processing chamber 2 through the pipe 4, the vacuum pump 9 evacuates the gas, and the remaining etching gas is exhausted. Then, the high frequency generator 10 is operated to generate a high frequency and irradiate the semiconductor wafer 1.
As a result, the semiconductor wafer 1 is heated, and the etching gas molecules adsorbed on the surface are desorbed.

【0045】ステップ205(半導体ウエハアンロー
ド):エッチング処理により、主面に配線がパターニン
グされた、半導体ウエハ1を処理室2からアンロードす
る。
Step 205 (semiconductor wafer unloading): The semiconductor wafer 1 whose wiring is patterned on the main surface is unloaded from the processing chamber 2 by etching.

【0046】以上の説明からわかるように、本実施例の
プラズマ処理装置によれば、半導体ウエハ1及び処理室
2に照射される前記高周波の照射位置を制御する導波可
動部材20と、半導体ウエハ1の温度分布を測定する赤
外線温度検出器21と、処理室の温度を測定する温度セ
ンサ23と、赤外線温度検出器21及び温度センサ23
からの信号を基づき導波可動部材20を制御する制御部
22とがプラズマ処理装置に設けられている。つまり、
半導体ウエハ1の温度分布を測定し、高周波の照射位置
を制御できるので、半導体ウエハ1を均一に加熱するこ
とができる。これにより、エッチング処理のバラツキを
低減できる。この結果、半導体装置の特性がばらつか
ず、歩留りを向上することができる。
As can be seen from the above description, according to the plasma processing apparatus of the present embodiment, the waveguide movable member 20 for controlling the irradiation position of the high frequency wave irradiated to the semiconductor wafer 1 and the processing chamber 2, and the semiconductor wafer. 1, an infrared temperature detector 21 for measuring the temperature distribution, a temperature sensor 23 for measuring the temperature of the processing chamber, an infrared temperature detector 21 and a temperature sensor 23.
The plasma processing apparatus is provided with a control unit 22 that controls the movable waveguide member 20 based on the signal from the. That is,
Since the temperature distribution of the semiconductor wafer 1 can be measured and the high frequency irradiation position can be controlled, the semiconductor wafer 1 can be heated uniformly. As a result, variations in the etching process can be reduced. As a result, the characteristics of the semiconductor device do not vary, and the yield can be improved.

【0047】また、本実施例のプラズマ処理装置によれ
ば、半導体ウエハ1及び処理室2内を高周波を照射して
加熱することができるので、処理室2を加熱するヒータ
及び半導体ウエハ1を加熱するヒータを設けなくても良
い。この結果、処理室2の構造が複雑にならず、プラズ
マ処理装置の保守管理を簡単にできる。
Further, according to the plasma processing apparatus of the present embodiment, the inside of the semiconductor wafer 1 and the processing chamber 2 can be heated by irradiation with high frequency, so that the heater for heating the processing chamber 2 and the semiconductor wafer 1 are heated. It is not necessary to provide a heater to operate. As a result, the structure of the processing chamber 2 does not become complicated, and maintenance of the plasma processing apparatus can be simplified.

【0048】また、本実施例のプラズマ処理方法によれ
ば、高周波を半導体ウエハ1に照射して半導体ウエハ1
の加熱処理を行う。つまり、半導体ウエハ1に高周波を
照射して加熱するので、短時間で半導体ウエハ1を加熱
することができる。また、半導体ウエハ1がセットされ
ている試料台3は、加熱されていないので、加熱処理終
了後、短時間で半導体ウエハ1の温度が下がる。この結
果、プラズマ処理の工完時間を短縮できる。特に、本実
施例のようにプラズマ処理を施す部分がアルミニウム積
層膜(金属)である場合、該アルミニウム積層膜は、高
周波を吸収するので、アルミニウム積層膜を、短時間で
加熱処理することができ、温度降下も短時間で行うこと
ができる。
Further, according to the plasma processing method of this embodiment, the semiconductor wafer 1 is irradiated with the high frequency wave and the semiconductor wafer 1 is exposed.
Heat treatment. That is, since the semiconductor wafer 1 is irradiated with a high frequency and heated, the semiconductor wafer 1 can be heated in a short time. Further, since the sample table 3 on which the semiconductor wafer 1 is set is not heated, the temperature of the semiconductor wafer 1 is lowered in a short time after the heating process is completed. As a result, the process completion time of plasma processing can be shortened. In particular, when the portion to be subjected to the plasma treatment is an aluminum laminated film (metal) as in the present embodiment, the aluminum laminated film absorbs high frequency, so that the aluminum laminated film can be heat-treated in a short time. Also, the temperature can be lowered in a short time.

【0049】また、半導体ウエハ1を試料台3にセット
した後、前記高周波により処理室2の内壁を加熱する。
処理室3の内壁に前記高周波を照射して加熱するので、
処理室2内壁の加熱が短時間に行える。この結果、プラ
ズマ処理の工完時間を短縮することができる。
After the semiconductor wafer 1 is set on the sample table 3, the inner wall of the processing chamber 2 is heated by the high frequency.
Since the inner wall of the processing chamber 3 is irradiated with the high frequency wave to heat,
The inner wall of the processing chamber 2 can be heated in a short time. As a result, the process completion time of the plasma processing can be shortened.

【0050】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。例えば、本発明のプラズマ処理方法及びプラズマ処
理装置は、ドライエッチング装置に限定されるものでは
なく、プラズマCVD装置、スパッタ装置等に適用して
も良い。
As described above, the invention made by the present inventor is
Although the present invention has been specifically described based on the above-mentioned embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the plasma processing method and the plasma processing apparatus of the present invention are not limited to the dry etching apparatus, and may be applied to a plasma CVD apparatus, a sputtering apparatus, or the like.

【0051】[0051]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0052】1.半導体装置の歩留りが向上できる。1. The yield of semiconductor devices can be improved.

【0053】2.プラズマ処理装置の保守管理が簡単に
できる。
2. The maintenance and management of the plasma processing equipment can be done easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明をドライエッチング装置に適用した一
実施例のプラズマ処理装置の概略構成を示す模式構成
図、
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus of an embodiment in which the present invention is applied to a dry etching apparatus,

【図2】 本発明をドライエッチング処理に適用したプ
ラズマ処理の処理手順を示すフローチャート。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of plasma processing in which the present invention is applied to dry etching processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体ウエハ、2…処理室、3…試料台、4…配
管、5…バルブ、6…マスフローコントローラ、7…ボ
ンベ、8…排気口、9…真空ポンプ、10…高周波発生
器、11…電磁コイル、12…導波管、13…高周波電
源、20…導波可動部材、21…赤外線温度検出器、2
2…制御部、23…温度センサ。
1 ... Semiconductor wafer, 2 ... Processing chamber, 3 ... Sample stage, 4 ... Piping, 5 ... Valve, 6 ... Mass flow controller, 7 ... Cylinder, 8 ... Exhaust port, 9 ... Vacuum pump, 10 ... High frequency generator, 11 ... Electromagnetic coil, 12 ... Waveguide, 13 ... High frequency power source, 20 ... Waveguide movable member, 21 ... Infrared temperature detector, 2
2 ... control part, 23 ... temperature sensor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被加工物を処理室内の試料台にセット
し、前記処理室にガスを流入し、高周波を前記処理室に
導入してプラズマを発生させて前記被加工物を加工し、
前記被加工物を加工前又は加工後に加熱処理するプラズ
マ処理方法であって、前記処理室内にプラズマが発生し
ない条件で、前記高周波を前記被加工物に照射して前記
加熱処理を行うことを特徴とするプラズマ処理方法。
1. A workpiece is set on a sample stage in a processing chamber, a gas is introduced into the processing chamber, a high frequency wave is introduced into the processing chamber to generate plasma, and the workpiece is processed.
A plasma processing method for performing heat treatment on the workpiece before or after processing, wherein the high frequency is applied to the workpiece under the condition that plasma is not generated in the processing chamber to perform the heat treatment. And a plasma processing method.
【請求項2】 請求項1に記載のプラズマ処理方法であ
って、前記高周波により前記処理室の内壁を加熱するこ
とを特徴とするプラズマ処理方法。
2. The plasma processing method according to claim 1, wherein the high frequency heats the inner wall of the processing chamber.
【請求項3】 被加工物に処理を施す処理室と、前記処
理室内で前記被加工物を載せる試料台と、該処理室にガ
スを導入するガス導入手段と、前記処理室内のガスを排
気する排気手段と、高周波を発生させる高周波発生源
と、該高周波を前記処理室に導く導波管とを有するプラ
ズマ処理装置において、前記被加工物に照射される前記
高周波の照射位置を可変にする手段を設けたことを特徴
とするプラズマ処理装置。
3. A processing chamber for processing a workpiece, a sample stage on which the workpiece is placed in the processing chamber, a gas introduction unit for introducing gas into the processing chamber, and a gas exhausted from the processing chamber. In a plasma processing apparatus having an exhausting means for generating a high frequency, a high frequency generating source for generating a high frequency, and a waveguide for guiding the high frequency to the processing chamber, the irradiation position of the high frequency applied to the workpiece is variable. A plasma processing apparatus provided with means.
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