JPH10256231A - ウエハ処理装置及びウエハ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハ処理に際し、ウエハ被処理面に付着し
ているダストを充分に除去するようにしたウエハ処理装
置及びウエハ処理方法を提供する。 【解決手段】 エッチング装置２８は、チャンバ１２
と、ウエハを保持するウエハステージ１６と、装置外部
から受け入れたウエハをウエハステージにまで搬送する
搬送機構と、ウエハステージ１６に平行に対向する平板
状の上部電極３１と、チャンバ１２の外側から上部電極
３１を貫通していて、チャンバ１２内にガスを導入する
エッチングガス供給系統３０とを備えている。エッチン
グガス供給系統３０は、上部電極３１内で複数本に分岐
しており、ガス吹き出しノズル３２は、上部電極３１の
下面全域にわたり、互いの間隔が均等であるように複数
個形成されている。エッチング工程を行う前に、ウエハ
被処理面１５に向けてエッチングガスを高い流速で流出
させる。これにより、被処理面１５に付着しているダス
トが吹き飛されて除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ処理装置及
びウエハ処理方法に関し、更に詳しくは、ウエハ処理に
際し、ウエハ被処理面に付着しているダストを充分に除
去するようにしたウエハ処理装置及びウエハ処理方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化に伴
い、メモリー素子や論理演算素子等の半導体集積回路
は、益々微細化されてきている。これに伴い、ウエハに
付着しているダストは、ドライエッチング（以下、エッ
チングと言う）工程などの半導体デバイス製造工程で、
製品の歩留まりに大きな影響を及ぼしており、ダストを
除去することは、益々大切になってきている。本明細書
では、ダストを（１）ウエハ処理装置がウエハを受け入
れる前に、既にウエハに付着していたダスト（以下、持
ち込みダストと言う）、（２）ウエハ処理装置のウエハ
を受け入れ後、ウエハ処理室内に搬送するまでの搬送経
路でウエハに付着するダスト（以下、搬送ダストと言
う）、（３）処理室内部でウエハ処理中に生成されるダ
スト（以下、生成物ダストと言う）の３種類に分けて説
明する。

【０００３】ここで、図３を参照しながら、従来のウエ
ハ処理装置としてエッチング装置を例に挙げ、これを用
いたウエハのエッチング方法を説明する。図３は、従来
のエッチング装置の構成の一例を示す側面断面図であ
る。従来のエッチング装置１０は、平行平板型の電極を
有するエッチング装置であり、チャンバ１２と、チャン
バ１２内でウエハ１４を上面に保持する機構を有するウ
エハステージ１６と、上部電極１８とを備えている。ウ
エハステージ１６は、ＲＦ（高周波）電源２２を備えて
おり、ＲＦ電源２２の発振する周波数は13.56 MHzであ
る。上部電極１８は接地されている。また、エッチング
装置１０は、エッチングに用いるガス（以下、エッチン
グガスと言う）をチャンバ１２内に供給するエッチング
ガス供給系統２０と、真空ポンプ２４を有し、チャンバ
１２内を減圧して排気する排気系統２６とを備えてい
る。更に、エッチング装置１０は、外部からウエハ１４
を受け入れる受け口（図示せず）を有して、チャンバ１
２に遮断自在で連通し、ウエハ１４をウエハステージ１
６に搬送して載置する搬送機構（図示せず）を備えてい
る。受け口には開閉扉（図示せず）が設けられている。

【０００４】エッチング装置１０を用いた従来のエッチ
ング方法では、先ず、受け口にウエハ１２を載置する。
次いで、排気系統２６により搬送機構の搬送経路及びチ
ャンバ１２を減圧雰囲気にし、搬送機構によりウエハ１
４の被処理面１５を上面にしてウエハ１４をウエハステ
ージ１６に保持する搬送・保持工程を行う。次いで、エ
ッチングガスを所定の流量で導入し、被処理面１５と上
部電極１８との間に放電電圧を印加し、被処理面１５を
エッチング処理するエッチング工程を行う。

【０００５】ところで、ウエハの被処理面上にダストが
付着していると、エッチング中にダストがマスクとして
作用し、被処理面１５が所定形状にエッチングされない
という問題が発生する。エッチング装置に限らず、上部
電極１８やＲＦ電源２２を有しないウエハ処理装置で
も、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置
でも、ウエハ処理中にダストがマスクとして作用して同
様の問題が発生する。

【０００６】このため、従来のウエハ処理方法では、ダ
ストを除去するため、以下のような対策が行われてい
る。（１）搬送ダストについては、ウエハ処理装置の搬
送機構の材料変更を行うことにより改善している。
（２）生成物ダストについては、ウエハ処理中に、生成
物ダストの発生原因となるチャンバ１２内の浮遊物を物
理的、化学的に取り除くようなクリーニングを行ってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のウエハ
処理方法のダスト対策では、（１）持ち込みダストは、
ウエハ処理装置がウエハを受け入れる前にウエハに付着
しているので、一定の除去対策を行うことができない。
（２）搬送ダストを完全に除去することは難しい。
（３）生成物ダストを低減させるために上記の浮遊物の
発生量を抑えるには、エッチング条件等のウエハ処理条
件を変更しなければならず、この変更を行うと別の問題
が発生する虞があり、困難である。このため、ウエハの
被処理面に付着しているダストが、充分に除去されない
という問題があった。以上のような事情に照らして、本
発明の目的は、ウエハ処理に際し、ウエハ被処理面に付
着しているダストを充分に除去するようにしたウエハ処
理装置及びウエハ処理方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、ダストのう
ち、ウエハ処理過程でウエハに落下する以外のものは、
全て処理過程の直前までウエハに付着しているダストで
あることに着眼した。そして、鋭意検討の結果、ウエハ
を処理する直前に、ウエハステージに保持されたウエハ
にガスを吹き付け、ウエハに付着しているダストを舞い
挙げて除去することを考えつき、本発明を完成するに至
った。

【０００９】上記目的を達成するために、本発明に係る
ウエハ処理装置（以下、第１発明と言う）は、ウエハの
被処理面を処理する処理室と、処理室を減圧して排気す
る排気系統と、処理室内でウエハの被処理面を表側に向
けてウエハを保持するウエハステージとを備えたウエハ
処理装置において、ウエハ処理ガス又は不活性ガスをウ
エハステージ上のウエハの被処理面に吹き付けるように
形成されたガス吹き出しノズルを少なくとも１個有する
ダスト除去ガス供給系統を備えたことを特徴としてい
る。第１発明に係るウエハ処理装置は、例えば、エッチ
ング装置やＣＶＤ装置である。

【００１０】また、上記目的を達成するために、本発明
に係る別のウエハ処理装置（以下、第２発明と言う）
は、ウエハの被処理面を処理する処理室と、被処理面を
上面にしてウエハを保持し、下部電極を構成するウエハ
ステージと、ウエハステージに平行に対向した平板状の
上部電極と、上部電極を処理室外側から貫通し、ウエハ
の被処理面にウエハ処理ガス又は不活性ガスを吹き付け
るように形成されたガス吹き出しノズルを上部電極の下
面中央に有するガス供給系統と、処理室を減圧して排気
する排気系統とを備え、ウエハの被処理面に付着したダ
ストを除去するようにしたことを特徴としている。

【００１１】第２発明の好適な実施態様としては、ガス
吹き出しノズルが、上部電極の下面全域にわたり互いの
間隔が均等であるように配設され、上部電極内部で複数
本に分岐したガス供給系統に接続されていることを特徴
としている。第２発明に係るウエハ処理装置は、例えば
エッチング装置である。

【００１２】また、本発明方法に係るウエハ処理方法
は、第１発明又は第２発明に係るウエハ処理装置を用い
てウエハを処理する方法であって、外部から搬入された
ウエハの被処理面を上面にしてウエハステージにウエハ
を保持する保持工程と、次いで、排気系統により処理室
を吸引しつつ、ガス吹き出しノズルからウエハ処理ガス
又は不活性ガスを被処理面に吹き付け、被処理面上のダ
ストを吹き飛ばすダスト除去工程と、次いで、ガス供給
系統により処理室内に処理ガスを所定の流量で導入し、
所定のウエハ処理条件の下で被処理面を処理するウエハ
処理工程とを備えたことを特徴としている。

【００１３】本発明方法では、第１発明に係るウエハ処
理装置を用いる場合は、ダスト除去ガス供給系統のガス
吹き出しノズルによりダストを吹き飛ばし、第２発明に
係るウエハ処理装置を用いる場合は、ガス供給系統のガ
ス吹き出しノズルによりダストを吹き飛ばす。

【００１４】本発明方法では、ウエハの被処理面に付着
している搬送ダスト等のダストは、ダスト除去工程によ
り被処理面から充分に除去され、よって、ウエハ処理工
程で、ウエハ被処理面は、所定形状に処理される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げ、添付図面
を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつより詳細
に説明する。実施例１ 本実施例は、第２発明に係るウエハ処理装置としてエッ
チング装置を用い、本発明方法によりウエハ被処理面を
エッチング処理する例である。図１は、本実施例に用い
るエッチング装置の構成を示す側面断面図である。本実
施例のエッチング装置２８は、エッチングガス供給系統
２０に代えて、チャンバ１２の外側から上部電極３１を
貫通しているエッチングガス供給系統３０を備えてお
り、このことが従来のエッチング装置１０に比べて異な
る。尚、図１では、図３と同じ部位、部品には同じ符号
を付してその説明を省略する。エッチングガス供給系統
３０は、上部電極内部で複数本にシャワー状に分岐して
おり、しかも上部電極の下面全域にわたり互いの間隔が
均等であるように配設されたガス吹き出しノズル３２を
有している。

【００１６】本実施例では、先ず、エッチング装置２８
の受け口（図示せず）に、被処理面１５を上面にしてウ
エハ１２を載置し、次いで、搬送機構の搬送経路及びチ
ャンバ１２内を減圧雰囲気にした下で、搬送機構により
ウエハ１４をウエハステージ１６にまで搬送し、ウエハ
１４の被処理面１５を上面にしてウエハステージ１６に
保持する搬送・保持工程を行う。次いで、排気系統によ
りチャンバ１２内を吸引しつつ、ガス供給系統によりエ
ッチングガスを被処理面１５に吹き付け、被処理面１５
上に付着しているダストを吹き飛ばすダスト除去工程を
行う。この結果、被処理面１５上のダストが充分に吹き
飛ばされる。次いで、エッチングガスの流量を所定の流
量に設定して導入し、所定の処理条件の下で被処理面１
５をエッチング処理するエッチング工程を行う。ダスト
除去工程では、エッチングガスの代わりに不活性ガスを
導入してもよい。この場合、ダスト除去工程後、チャン
バ１２内の雰囲気ガスが不活性ガスからエッチングガス
に置換されるまでエッチングガスを流し、次いで、上記
のエッチング工程を行う。

【００１７】本実施例では、ウエハ１４の被処理面１５
に付着している搬送ダスト及び持ち込みダストは、ダス
ト除去工程により充分に除去される。よって、エッチン
グ工程でウエハ被処理面１４を所定形状にエッチング処
理することができる。また、エッチング過程では、生成
物ダストのうちの殆どのものがプラズマ中に浮遊してい
る場合があり、その場合には更に高精度にエッチング処
理することができる。

【００１８】実施例２ 本実施例は、第１発明に係るウエハ処理装置としてエッ
チング装置を用い、本発明方法によりウエハの被処理面
をエッチング処理する例である。図２は、本実施例のエ
ッチング装置の構成を示す側面断面図である。本実施例
のエッチング装置３４は、実施例１のエッチング装置２
８に比べ、ウエハの被処理面にエッチングガス又は不活
性ガスを吹き付けるダスト除去ガス供給系統３６を更に
備えており、それ以外は、実施例１のエッチング装置２
８と同じである。図２では、図１と同じ部位、部品には
同じ符号を付してその説明を省略する。

【００１９】ダスト除去ガス供給系統３６は、チャンバ
１２の側壁を貫通しており、ダスト除去ガス供給系統３
６の先端３８は、図２に示すように、ノズル状に形成さ
れている。尚、ダスト除去ガス供給系統３６は、複数本
備えられていてもよく、また、１本のダスト除去ガス供
給系統の下流端が、多岐にわたって形成されていてもよ
い。

【００２０】エッチング装置３４を用いてウエハ１４を
エッチングするには、先ず、実施例１と同様、エッチン
グ装置２８の受け口（図示せず）に、被処理面１５を上
面にしてウエハ１２を載置する。次いで、搬送機構の搬
送経路及びチャンバ１２内を減圧雰囲気にした下で、搬
送機構によりウエハ１４の被処理面１５を上面にしてウ
エハステージ１６に保持する搬送・保持工程を行う。次
いで、排気系統２６によりチャンバ１２内を排気しつ
つ、ダスト除去ガス供給系統３６の先端３８からエッチ
ングガスを被処理面１５に吹き付けるダスト除去工程を
行う。この結果、被処理面１５上のダストが充分に吹き
飛ばされる。次いで、エッチングガス供給系統３０から
エッチングガスを所定の流量で導入し、所定の処理条件
の下で被処理面１５をエッチング処理するエッチング工
程を行う。ダスト除去工程では、実施例１と同様、エッ
チングガスの代わりに不活性ガスを導入してもよい。

【００２１】本実施例では、実施例１と同様、ウエハ１
４に付着している搬送ダスト及び持ち込みダストは、ダ
スト除去工程により除去されているので、エッチング工
程でウエハ被処理面１４を所定形状にエッチングするこ
とができる。尚、従来のエッチング装置１０にダスト除
去ガス供給系統３６を備えたエッチング装置を用いて
も、同様の効果を奏することができる。

【００２２】

【発明の効果】第１発明によれば、ウエハ処理装置は、
ウエハ処理ガス又は不活性ガスをウエハステージ上のウ
エハの被処理面に吹き付けるように形成されたガス吹き
出しノズルを有する少なくとも１本のダスト除去ガス供
給系統を備えている。第１発明に係るウエハ処理装置を
用い、ガス吹き出しノズルからウエハ処理ガス又は不活
性ガスを被処理面に吹き付け、被処理面上のダストを吹
き飛ばすことにより、ウエハステージ上に保持されたウ
エハの被処理面に付着していて除去されなかったダスト
を充分に除去した上で、被処理面を処理することができ
る。よって、半導体素子などの半導体装置の製造で、ダ
ストによる歩留まり低下を従来に比べ、遥かに抑えるこ
とができる。

【００２３】また、第２発明によれば、ウエハ処理装置
は、上部電極を処理室外側から貫通しており、ウエハの
被処理面にウエハ処理ガス又は不活性ガスを吹き付ける
ように形成されたガス吹き出しノズルを上部電極の下面
中央に有するガス供給系統を備えている。第２発明に係
るウエハ処理装置を用いることにより、第１発明と同様
の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のエッチング装置の構成を示す側面断
面図である。

【図２】実施例２のエッチング装置の構成を示す側面断
面図である。

【図３】従来のエッチング装置の構成の一例を示す側面
断面図である。

【符号の説明】

１０……エッチング装置、１２……チャンバ、１４……
ウエハ、１５……被処理面、１６……ウエハステージ、
１８……上部電極、２０……エッチングガス供給系統、
２２……ＲＦ電源、２４……真空ポンプ、２６……排気
系統、２８……エッチング装置、３０……エッチングガ
ス供給系統、３１……上部電極、３２……ガス吹き出し
ノズル、３４……エッチング装置、３６……ダスト除去
ガス供給系統、３８……先端。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハの被処理面を処理する処理室と、
   処理室を減圧して排気する排気系統と、処理室内でウエ
   ハの被処理面を表側に向けてウエハを保持するウエハス
   テージとを備えたウエハ処理装置において、 ウエハ処理ガス又は不活性ガスをウエハステージ上のウ
   エハの被処理面に吹き付けるように形成されたガス吹き
   出しノズルを少なくとも１個有するダスト除去ガス供給
   系統を備えたことを特徴とするウエハ処理装置。
2. 【請求項２】 ウエハの被処理面を処理する処理室と、 被処理面を上面にしてウエハを保持し、下部電極を構成
   するウエハステージと、 ウエハステージに平行に対向した平板状の上部電極と、 上部電極を処理室外側から貫通し、ウエハの被処理面に
   ウエハ処理ガス又は不活性ガスを吹き付けるように形成
   されたガス吹き出しノズルを上部電極の下面中央に有す
   るガス供給系統と、 処理室を減圧して排気する排気系統とを備え、ウエハの
   被処理面に付着したダストを除去するようにしたことを
   特徴とするウエハ処理装置。
3. 【請求項３】 ガス吹き出しノズルは、上部電極の下面
   全域にわたり互いの間隔が均等であるように配設され、
   上部電極内部で複数本に分岐したガス供給系統に接続さ
   れていることを特徴とする請求項２に記載のウエハ処理
   装置。
4. 【請求項４】 ウエハ処理装置が、ドライエッチング装
   置であることを特徴とする請求項１から３のうち何れか
   １項に記載のウエハ処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４のうち何れか１項に記載
   のウエハ処理装置を用いたウエハ処理方法であって、 外部から搬入されたウエハの被処理面を上面にしてウエ
   ハステージにウエハを保持する保持工程と、 次いで、排気系統により処理室を吸引しつつ、ガス吹き
   出しノズルからウエハ処理ガス又は不活性ガスを被処理
   面に吹き付け、被処理面上のダストを吹き飛ばすダスト
   除去工程と、 次いで、ガス供給系統により処理室内に処理ガスを所定
   の流量で導入し、所定のウエハ処理条件の下で被処理面
   を処理するウエハ処理工程とを備えたことを特徴とする
   ウエハ処理方法。