JPH1027780A - Plasma treating method - Google Patents

Plasma treating method

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Publication number
JPH1027780A
JPH1027780A JP18024796A JP18024796A JPH1027780A JP H1027780 A JPH1027780 A JP H1027780A JP 18024796 A JP18024796 A JP 18024796A JP 18024796 A JP18024796 A JP 18024796A JP H1027780 A JPH1027780 A JP H1027780A
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JP
Japan
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wafer
electrostatic chuck
voltage
plasma processing
frequency discharge
Prior art date
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Pending
Application number
JP18024796A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Inagaki
直樹 稲垣
Noriyuki Takagi
教行 高木
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH1027780A publication Critical patent/JPH1027780A/en
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Prevention Of Fouling (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma treating method by which deposition of particles caused by DC voltage of an electrostatic chuck can be prevented. SOLUTION: In this method, plasma treatment is carried out while holding a wafer by an electrostatic chuck. After high-frequency discharge for plasma treatment is started, a DC voltage is applied to operate the electrostatic chuck for the plasma treatment. When a desired plasma treatment is finished, the high-frequency discharge for the plasma treatment is stopped after stopping the application of voltage for operation of the electrostatic chuck. Accordingly, since DC current is not applied to the electrostatic chuck when the wafer is mounted on a wafer stage and high-frequency discharge is not caused, high electric field is not produced by DC voltage near the wafer and the electrostatic chuck. As a result, deposition of particles on the wafer is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理方法
に関し、特に、静電チャックを用いてウェハを吸着させ
てプラズマ処理を行う際に、ウェハへのパーティクルの
付着を防止することができるプラズマ処理方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing method, and more particularly, to a plasma processing method capable of preventing particles from adhering to a wafer when performing a plasma processing by attracting a wafer using an electrostatic chuck. About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴い、半導体集
積回路の微細化が急速に進んでいる。現在では、0.3
5μmルールの半導体集積回路装置の量産が行われてい
る。また、0.25μmルールの半導体集積回路装置の
開発が行われている。さらに、半導体集積回路装置を製
造する際に使用する半導体基板ウェハ(以下、ウェハと
いう。)は、現在φ200mm径のものが使用されてい
るが、生産効率を上げるためにφ300mm径のものも
検討され始めている。
2. Description of the Related Art With the increase in the degree of integration of semiconductor devices, the miniaturization of semiconductor integrated circuits is rapidly progressing. Currently, 0.3
Mass production of semiconductor integrated circuit devices of the 5 μm rule has been performed. Further, a semiconductor integrated circuit device having a 0.25 μm rule has been developed. Further, as a semiconductor substrate wafer (hereinafter, referred to as a wafer) used for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, a wafer having a diameter of 200 mm is currently used, but a wafer having a diameter of 300 mm has been studied in order to increase production efficiency. Has begun.

【0003】このような状況下でプラズマ処理に対して
求められる条件は種々挙げられるが、特に、ウェハ温度
の制御性とウェハへのパーティクルの付着防止が重要で
ある。ウェハ温度の制御性を高めるためには、ウェハ温
度を均一かつ高精度に再現性よく制御することができる
静電チャックを用いることが有効である。また、パーテ
ィクル付着防止にも静電チャックは有効である。なせな
ら、ウェハの最外周部分をクランプ等で機械的に押され
る方法では、クランプとウェハとの直接的かつ物理的な
接触によりパーティクルが発生するためである。これに
対して、静電チャックではウェハ裏面とウェハステージ
とを静電気力で吸着させるので、ウェハ表面に接触する
ことなくウェハ裏面をウェハステージに吸着させること
ができ、その結果、パーティクルの付着を抑えることが
できる。
[0003] Under such circumstances, there are various conditions required for the plasma processing, and in particular, it is important to control the wafer temperature and to prevent particles from adhering to the wafer. In order to enhance the controllability of the wafer temperature, it is effective to use an electrostatic chuck that can control the wafer temperature uniformly, with high accuracy, and with good reproducibility. An electrostatic chuck is also effective in preventing particle adhesion. This is because, if the outermost peripheral portion of the wafer is mechanically pressed by a clamp or the like, particles are generated by direct and physical contact between the clamp and the wafer. On the other hand, in the electrostatic chuck, the back surface of the wafer and the wafer stage are attracted by electrostatic force, so that the back surface of the wafer can be attracted to the wafer stage without contacting the front surface of the wafer, and as a result, adhesion of particles is suppressed. be able to.

【0004】静電チャックとは、ウェハ裏面と直接接触
するウェハステージの最上層位置に載置する絶縁部材中
に埋設された内部電極に直流電圧を印可させることによ
って、ウェハとこの絶縁部材表面間に発現する静電気力
を利用して、ウェハを吸着固定させる機構を持つもので
ある。静電チャックには何種類かの型式があり、例え
ば、内部電極が1つで印可する電圧の極性が1つの単極
式と、内部電極が2つ以上で印可する電圧の極性が2つ
の双極式とがある。
[0004] An electrostatic chuck is a device in which a DC voltage is applied to an internal electrode embedded in an insulating member mounted on the uppermost layer position of a wafer stage which is in direct contact with the back surface of a wafer, so that the wafer is electrically connected to the surface of the insulating member. The mechanism has a mechanism for adsorbing and fixing the wafer by utilizing the electrostatic force appearing on the wafer. There are several types of electrostatic chucks, for example, a monopolar type with one internal electrode applied with one polarity and a bipolar type with two or more internal electrodes applied with two polarity. There is a formula.

【0005】単極式の場合は、対向するアースをプラズ
マを介して反応室側壁にとるため、ウェハ上において高
周波放電によるプラズマ励起を開始しないと、吸着力が
生じない。また、高周波放電を終了した後も、ウェハと
絶縁部材表面間に静電気が残留しやすいため、ウェハを
脱離させるためには、内部電極に対してプラズマ処理中
に印可していた電圧の極性とは逆の特性を持つ電圧を印
可したり、除電用の高周波放電を追加するなどの処理が
必要である。
In the case of the monopolar type, since the opposing ground is provided on the side wall of the reaction chamber via the plasma, the attraction force does not occur unless plasma excitation by high-frequency discharge is started on the wafer. In addition, even after the high-frequency discharge is completed, static electricity tends to remain between the wafer and the surface of the insulating member. Therefore, in order to detach the wafer, the polarity of the voltage applied to the internal electrodes during plasma processing must be adjusted. Requires processing such as applying a voltage having the opposite characteristic or adding a high-frequency discharge for static elimination.

【0006】一方、双極式の場合は、ウェハステージの
一部をなす絶縁部材中に埋設された2つ以上の内部電極
に対して、互いに隣接しあう内部電極のそれぞれにプラ
スとマイナスの極性を持つ電圧を印可するため、隣接す
る内部電極にはウェハを介して逆方向の電気力線が生
じ、高周波放電によるプラズマ励起を開始しなくてもウ
ェハを吸着させることができる。また、ウェハを脱離さ
せる場合は、プラズマ処理中に印可していた電圧と逆方
向の電圧を印可させればよい。
On the other hand, in the case of the bipolar type, two or more internal electrodes buried in an insulating member forming a part of the wafer stage are provided with positive and negative polarities for each of the internal electrodes adjacent to each other. Since the applied voltage is applied, electric lines of electric force in opposite directions are generated on the adjacent internal electrodes via the wafer, and the wafer can be adsorbed without starting plasma excitation by high-frequency discharge. When the wafer is detached, a voltage in the opposite direction to the voltage applied during the plasma processing may be applied.

【0007】ところが、静電チャックを用いることによ
り、却ってパーティクルの付着が増加するという新たな
問題が生じる。これは、静電チャックを用いることで、
ウェハ表面が帯電し、パーティクル付着を引き起こすた
めである。これを回避するための技術が、例えば、特開
平4ー320325号公報及び特開平7ー94500号
公報に開示されている。
However, the use of the electrostatic chuck causes a new problem that the amount of particles attached increases. This is by using an electrostatic chuck,
This is because the surface of the wafer is charged and causes particles to adhere. Techniques for avoiding this are disclosed in, for example, JP-A-4-320325 and JP-A-7-94500.

【0008】特開平4ー320325号公報には、マグ
ネトロン・スパッタ装置において、静電チャック機構を
持つウェハステージの横に電位制御用導体を設置し、ウ
ェハ上に導電性の薄膜を成膜させることにより、ウェハ
上薄膜と電位制御用導体とを接続し、ウェハ上薄膜の表
面電位を独立に制御することにより、パーティクル付着
の低減を図る技術が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-320325 discloses that in a magnetron sputtering apparatus, a potential control conductor is provided beside a wafer stage having an electrostatic chuck mechanism to form a conductive thin film on a wafer. Discloses a technique for connecting a thin film on a wafer and a potential control conductor to independently control the surface potential of the thin film on the wafer, thereby reducing particle adhesion.

【0009】また、特開平7ー94500号公報には、
プラズマCVD装置において、静電チャックの除電を行
ってウェハを脱離させるために、プラズマ処理中に印可
していた電圧の極性とは逆の極性を持つ電圧の印可を行
う場合に生じるパーティクル付着の問題を回避すること
を目的とし、高周波放電による成膜終了後、静電チャッ
クにプラズマ処理中に印可していた電圧の極性とは逆の
極性を持つ電圧の印可を行ってウェハを脱離させる前
に、反応室内に残存するガスを排気することにより、反
応室内に残存するガスと一緒にガス中に浮遊するパーテ
ィクルをも排気し、パーティクル付着の低減を図る技術
が開示されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-94500 discloses that
In the plasma CVD apparatus, in order to remove the wafer by performing static elimination of the electrostatic chuck, particle adhesion generated when a voltage having a polarity opposite to the polarity of the voltage applied during the plasma processing is applied. For the purpose of avoiding the problem, after the film formation by the high-frequency discharge is completed, the wafer is detached by applying a voltage having a polarity opposite to the polarity of the voltage applied during the plasma processing to the electrostatic chuck. Previously, a technique has been disclosed in which a gas remaining in a reaction chamber is exhausted so that particles floating in the gas together with the gas remaining in the reaction chamber are also exhausted to reduce particle adhesion.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】特開平4ー32032
5号公報に開示された技術は、導電性の薄膜を形成する
場合のみに適用される技術であるので、プラズマCVD
装置で絶縁膜を形成する場合には適用することができな
い。同様に、プラズマエッチング装置で各種薄膜をエッ
チング除去する場合にも適用することができない。
Problems to be Solved by the Invention
The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-205 is a technique applied only when a conductive thin film is formed.
The method cannot be applied to the case where an insulating film is formed by a device. Similarly, it cannot be applied to the case where various thin films are removed by etching with a plasma etching apparatus.

【0011】特開平7ー94500号公報に開示された
技術では、ウェハに多くのパーティクルが付着すること
が本発明者の検討で明らかになった。以下、図面に基づ
いて説明する。
According to the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-94500, the present inventors have found that many particles adhere to a wafer. Hereinafter, description will be given based on the drawings.

【0012】図5は、エッチング前すなわち高周波電力
印可前に、静電チャックに負の直流電圧を印可した時の
反応容器中の電位分布と反応容器内の各部位の静的帯電
状態を模式的に表したものである。図中、1は半導体ウ
ェハ、2は内部電極、3は絶縁部材、4はウェハステー
ジ、9は反応容器、13は上部電極である。図5に示す
ように、絶縁部材3の表面近傍には誘電分極により正電
荷が、ウェハ1下面には同様に負電荷が誘導されてお
り、ウェハ1下面においては、静電チャックの直流電圧
分Edcの負電位が生じている。
FIG. 5 schematically shows the potential distribution in the reaction vessel when a negative DC voltage is applied to the electrostatic chuck before etching, ie, before the application of high-frequency power, and the static charge state of each part in the reaction vessel. This is shown in FIG. In the figure, 1 is a semiconductor wafer, 2 is an internal electrode, 3 is an insulating member, 4 is a wafer stage, 9 is a reaction vessel, and 13 is an upper electrode. As shown in FIG. 5, positive charges are induced near the surface of the insulating member 3 by dielectric polarization, and negative charges are similarly induced on the lower surface of the wafer 1. On the lower surface of the wafer 1, the DC voltage of the electrostatic chuck is reduced. A negative potential of E dc is generated.

【0013】図6は、エッチング中すなわちプラズマ放
電中の反応容器中の電位分布と反応容器内の各部位の静
的帯電状態を模式的に表したものである。図中、5は高
周波電源であり、14はプラズマである。図6に示すよ
うに、高周波放電が開始されることにより、プラズマ中
のイオンと電子の移動度の差によりウェハ1直上におい
て負の電位差Vdcが生じ、これにより、イオンの運動に
方向性が与えられる。ウェハ1裏面には、│Edc−Vdc
│で与えられる電位差(以下、実効電圧という。)が生
じており、この実効電圧がウェハの静電チャックに対す
る吸着力を与える。エッチング後すなわちプラズマ放電
終了後には、再び図5に示す状態に戻る。
FIG. 6 schematically shows a potential distribution in a reaction vessel during etching, ie, plasma discharge, and a static charge state of each part in the reaction vessel. In the figure, 5 is a high-frequency power supply, and 14 is plasma. As shown in FIG. 6, when the high-frequency discharge is started, a negative potential difference V dc is generated just above the wafer 1 due to a difference in mobility between ions and electrons in the plasma. Given. On the back side of wafer 1, | E dc -V dc
A potential difference (hereinafter, referred to as an effective voltage) given by | is generated, and this effective voltage gives an attraction force to the electrostatic chuck of the wafer. After the etching, that is, after the end of the plasma discharge, the state returns to the state shown in FIG.

【0014】図7は、エッチングの開始前からエッチン
グ終了後までのVdc、Edc、実効電圧、ウェハ表面電
位、高周波放電の出力について、過渡的状態を含めて、
時間変化を示したタイムチャートである。従来の技術で
は、高周波放電開始前に静電チャックに直流電圧Edc
印可し、高周波放電終了後に直流電圧Edcを切ってい
た。これを図7に基づいて段階的に説明する。
FIG. 7 shows V dc , E dc , effective voltage, wafer surface potential, and output of high-frequency discharge from before the start of etching to after the end of etching, including the transient state.
It is a time chart which showed a time change. In the related art, the DC voltage Edc is applied to the electrostatic chuck before the high-frequency discharge starts, and the DC voltage Edc is cut off after the high-frequency discharge ends. This will be described step by step with reference to FIG.

【0015】まず、高周波放電開始前で直流電圧Edc
み印可させると、ウェハ表面電位はEdc相当になる。E
dcはプラズマ処理の方式などでも異なるが、一般に、数
百ボルト〜千ボルト程度である。反応性ガスを反応室に
供給すると、直流電圧Edcそのものによって反応性ガス
や反応容器内の反応生成物がイオン化し、ウェハ上にパ
ーティクルとして付着するという問題がある。
First, when only the DC voltage Edc is applied before the start of the high frequency discharge, the wafer surface potential becomes equivalent to Edc . E
Although dc varies depending on the type of plasma processing, it is generally about several hundred volts to 1,000 volts. When the reactive gas is supplied to the reaction chamber, there is a problem that the reactive gas and the reaction product in the reaction container are ionized by the DC voltage Edc itself, and adhere to the wafer as particles.

【0016】次に、高周波放電開始直後においては、ウ
ェハ表面電位は、Vdc相当になる。Vdcはプラズマ処理
の方式などでも大きく異なるが、プラズマエッチングの
場合は数十ボルト〜数百ボルト程度相当になる。プラズ
マが生じている状態では、帯電したパーティクルの数に
比べ、プラズマ放電によって生じた反応性ガスのイオン
の数の方が圧倒的に多い。従って、ウェハ表面の電位V
dcによってウェハに引き寄せられる帯電粒子の内、帯電
したパーティクルの割合は非常に少なくなる。従って、
ウェハに付着するパーティクルの数は低減する。
Next, immediately after the start of the high-frequency discharge, the wafer surface potential becomes equivalent to Vdc . V dc varies greatly depending on the type of plasma processing and the like, but in the case of plasma etching, it is equivalent to several tens to several hundreds of volts. In a state where plasma is generated, the number of reactive gas ions generated by the plasma discharge is overwhelmingly larger than the number of charged particles. Therefore, the potential V on the wafer surface
The proportion of charged particles among the charged particles attracted to the wafer by dc is very small. Therefore,
The number of particles adhering to the wafer is reduced.

【0017】さらに、高周波放電終了直前においては、
プラズマ放電によって生じた反応生成物が大量にウェハ
上に浮遊している。直流電圧Edcを切る前に高周波放電
を終了させると、ウェハ表面電位は再びEdc相当にな
り、直流電圧Edcによる電界によって、ウェハ上に浮遊
している反応生成物がイオン化し、ウェハ上に大量のパ
ーティクルとして付着するという問題がある。
Further, immediately before the end of the high-frequency discharge,
A large amount of reaction products generated by the plasma discharge float on the wafer. If the high-frequency discharge is terminated before the DC voltage Edc is turned off, the wafer surface potential becomes equivalent to Edc again, and the reaction product floating on the wafer is ionized by the electric field due to the DC voltage Edc , and the wafer surface potential is reduced. There is a problem that it adheres as a large amount of particles.

【0018】以上説明したように、高周波放電開始前に
静電チャックに直流電圧Edcを印可し、高周波放電終了
後に直流電圧Edcを切る従来の方法では、直流電圧Edc
が高電界を形成し、これにより静電チャック近傍のパー
ティクルのイオン化とパーティクルの吸い寄せ現象が起
きるため、ウェハ上に大量のパーティクルが付着すると
いう問題がある。
[0018] As described above, by applying a DC voltage E dc to the electrostatic chuck before initiation RF discharge, in the conventional method after the high-frequency discharge ends off a DC voltage E dc, the DC voltage E dc
Forms a high electric field, which causes ionization of particles in the vicinity of the electrostatic chuck and a phenomenon of attracting particles. Therefore, there is a problem that a large amount of particles adhere to the wafer.

【0019】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、静電チャックを用いても静電チャック
の直流電圧起因のパーティクルの付着を防止できるプラ
ズマ処理方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a plasma processing method capable of preventing the adhesion of particles caused by a DC voltage of an electrostatic chuck even when the electrostatic chuck is used. And

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために種々の検討を行った結果、高周波放電開
始後に静電チャックに直流電圧を印可し、プラズマ処理
を行い、高周波放電終了前において直流電圧の印可を停
止することにより、パーティクル付着を効果的に低減で
きることを見出し、本発明を提案するに至った。
As a result of various studies to achieve the above object, the present inventor has conducted a plasma treatment by applying a DC voltage to the electrostatic chuck after starting the high-frequency discharge, and performing a plasma treatment. By stopping the application of the DC voltage before the termination, it has been found that the particle adhesion can be effectively reduced, and the present invention has been proposed.

【0021】すなわち、本発明のプラズマ処理方法は、
静電チャックを用いてウェハを吸着させてプラズマ処理
を行うプラズマ処理方法において、プラズマ処理に供す
る高周波放電を開始した後に、直流電圧を印可して静電
チャックを作動させ、プラズマ処理を行う。所望のプラ
ズマ処理終了後、静電チャックを作動させる電圧の印可
を停止した後にプラズマ処理に供した高周波放電を停止
する、ことを特徴とするものである。
That is, the plasma processing method of the present invention comprises:
In a plasma processing method of performing plasma processing by attracting a wafer using an electrostatic chuck, a high-frequency discharge for plasma processing is started, and then a DC voltage is applied to operate the electrostatic chuck to perform plasma processing. After the desired plasma processing is completed, the application of the voltage for operating the electrostatic chuck is stopped, and then the high-frequency discharge used for the plasma processing is stopped.

【0022】本発明によれば、ウェハがウェハステージ
の載置された状態で、高周波放電を行っていない状態で
静電チャックに直流電圧を印可することがないので、直
流電圧起因の高電界がウェハ及び静電チャック近傍に生
じることはない。その結果、ウェハへのパーティクル付
着を防止することができる。
According to the present invention, no DC voltage is applied to the electrostatic chuck in a state where the wafer is mounted on the wafer stage and no high-frequency discharge is performed. It does not occur near the wafer and the electrostatic chuck. As a result, it is possible to prevent particles from adhering to the wafer.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明のプラズマ
処理方法を適用するプラズマエッチング装置を示す概略
図である。ここでは、プラズマ処理装置として平行平板
型の反応性プラズマエッチング装置を例に用いている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a plasma etching apparatus to which the plasma processing method of the present invention is applied. Here, a parallel plate type reactive plasma etching apparatus is used as an example of the plasma processing apparatus.

【0024】図1に示すように、ウェハ1は、ウェハス
テージ4の最上層位置に載置する絶縁部材3上に静電吸
着される。ウェハステージ4は図示しない温度調節機構
を有し、絶縁部材3の温度制御を行うことができる。絶
縁部材3とウェハ1との間には、熱伝導性を高めるた
め、図示しないガス供給管からヘリウムガスが供給され
る。従って、静電チャックによる吸着力は、絶縁部材3
とウェハ1との間のヘリウムガスの気圧よりも大きくす
る必要がある。
As shown in FIG. 1, the wafer 1 is electrostatically attracted onto an insulating member 3 placed on the uppermost position of the wafer stage 4. The wafer stage 4 has a temperature control mechanism (not shown), and can control the temperature of the insulating member 3. Helium gas is supplied between the insulating member 3 and the wafer 1 from a gas supply pipe (not shown) in order to increase thermal conductivity. Therefore, the chucking force of the electrostatic chuck is less than the insulating member
It is necessary to make the pressure higher than the pressure of the helium gas between the wafer and the wafer 1.

【0025】絶縁部材3中には内部電極が埋設されてい
る。内部電極2は高周波遮断フィルタ6を介して直流電
源7に接続される。直流電源7は、±1500ボルト内
の正・負それぞれの極性の直流電圧を、任意に可変して
印可させることができる。また、出力電圧値の調整や出
力電圧極性、電源のON/OFFのタイミングは図示し
ない外部のコントローラによって精密に制御することが
できる。
An internal electrode is embedded in the insulating member 3. The internal electrode 2 is connected to a DC power supply 7 via a high-frequency cutoff filter 6. The DC power supply 7 can arbitrarily vary and apply DC voltages of positive and negative polarities within ± 1500 volts. The adjustment of the output voltage value, the output voltage polarity, and the ON / OFF timing of the power supply can be precisely controlled by an external controller (not shown).

【0026】ウェハ1を保持するウェハステージ4には
接地された高周波電源5が接続されている。高周波電源
5の発振周波数は13.56MHzである。ウェハステ
ージ4は下部電極として機能し、対向する上部電極13
は接地されており反応容器9内に設置される。上部電極
13も図示しない温度調整機構を有している。反応性ガ
スは図示しないガスボンベからガス導入管8を通って上
部電極13下面から反応室内に供給される。
A grounded high-frequency power supply 5 is connected to the wafer stage 4 holding the wafer 1. The oscillation frequency of the high frequency power supply 5 is 13.56 MHz. Wafer stage 4 functions as a lower electrode, and opposing upper electrode 13
Is grounded and installed in the reaction vessel 9. The upper electrode 13 also has a temperature adjustment mechanism (not shown). The reactive gas is supplied from a gas cylinder (not shown) through the gas introduction pipe 8 to the reaction chamber from the lower surface of the upper electrode 13.

【0027】また、反応容器9には、ガス排気管10と
圧力コントロール弁11を介して真空ポンプ12が接続
されている。反応容器9内に所望の反応性ガスを供給
し、所望の圧力に調整した後、高周波電源5からウェハ
ステージ4に高周波電力を与えることにより、ウェハス
テージ4と上部電極13間にプラズマ14が励起され
る。
A vacuum pump 12 is connected to the reaction vessel 9 via a gas exhaust pipe 10 and a pressure control valve 11. After supplying a desired reactive gas into the reaction vessel 9 and adjusting the pressure to a desired pressure, high-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 5 to the wafer stage 4, whereby the plasma 14 is excited between the wafer stage 4 and the upper electrode 13. Is done.

【0028】次に、本発明のプラズマ処理方法を実施す
る場合の詳細な条件について説明する。まず、ウェハの
直径は、200mmのシリコン基板を用いた。エッチン
グする膜は化学的気相成長法で成膜したタングステン膜
である。その他エッチングを行う場合のプラズマエッチ
ング装置の設定条件は以下の通りである。
Next, detailed conditions for performing the plasma processing method of the present invention will be described. First, a silicon substrate having a wafer diameter of 200 mm was used. The film to be etched is a tungsten film formed by a chemical vapor deposition method. Other setting conditions of the plasma etching apparatus when performing the etching are as follows.

【0029】 この条件で、図1に示すプラズマエッチング装置で高周
波放電を行った場合、ウェハ表面に生じる負の電位差V
dcは、約ー50ボルトであった。ウェハを載置させる静
電チャックは単極式で、絶縁部材にはセラミックスを用
いている。絶縁部材の内部電極には、約ー500ボルト
の直流電圧Edvを印可した。直流電圧Edcの設定条件と
しては、 (1)│Edc−Vdc│によって発現する吸着力が、ウェ
ハと絶縁部材間のヘリウムガス圧力よりも大きいこと。 (2)万一、高周波放電が何らかの条件で停止すること
により、Vdc=0になったとしても、│Edc│のみによ
って発現する吸着力が、ウェハと絶縁部材間のヘリウム
ガス圧力よりも大きいこと。
[0029] Under these conditions, when a high-frequency discharge is performed by the plasma etching apparatus shown in FIG.
dc was about -50 volts. The electrostatic chuck on which the wafer is mounted is of a monopolar type, and ceramics is used for the insulating member. A DC voltage E dv of about -500 volts was applied to the internal electrodes of the insulating member. The setting conditions of the DC voltage E dc are as follows: (1) The attraction force generated by | E dc −V dc | is larger than the helium gas pressure between the wafer and the insulating member. (2) Even if V dc = 0 when the high-frequency discharge stops under some conditions, the attraction force generated only by | E dc | is smaller than the helium gas pressure between the wafer and the insulating member. Be big.

【0030】が挙げられる。本実施の形態においては、
dc=ー50(ボルト)であり、ウェハの吸着には、約
300ボルト以上の電位差が必要であることから、余裕
をみて直流電圧Edcは、ー500ボルトに設定した。
[0030] In the present embodiment,
Since V dc = -50 (volts) and a potential difference of about 300 volts or more is required for wafer adsorption, the DC voltage E dc was set to -500 volts with a margin.

【0031】図2は、本発明のプラズマ処理方法の一例
として、プラズマ処理を行う高周波放電の出力変化、静
電チャックに印可する直流電圧の絶対値の変化を表した
タイムチャートである。図2に示すように、本発明のプ
ラズマ処理方法は、プラズマ処理に供する高周波放電を
開始した後に、直流電圧を印可して静電チャックを作動
させ、プラズマ処理を行う。所望のプラズマ処理終了
後、静電チャックを作動させる電圧の印可を停止した後
にプラズマ処理に供した高周波放電を停止する。
FIG. 2 is a time chart showing, as an example of the plasma processing method of the present invention, a change in output of a high-frequency discharge for performing plasma processing and a change in an absolute value of a DC voltage applied to the electrostatic chuck. As shown in FIG. 2, in the plasma processing method of the present invention, after starting high-frequency discharge for plasma processing, a DC voltage is applied to operate the electrostatic chuck to perform plasma processing. After the desired plasma processing is completed, the application of the voltage for operating the electrostatic chuck is stopped, and then the high-frequency discharge used for the plasma processing is stopped.

【0032】本発明によれば、ウェハ1がウェハステー
ジ4の載置された状態で、高周波放電を行っていない状
態で静電チャックに直流電圧を印可することがないの
で、直流電圧起因の高電界がウェハ及び静電チャック近
傍に生じることはない。その結果、ウェハ1へのパーテ
ィクル付着を防止することができる。
According to the present invention, no DC voltage is applied to the electrostatic chuck while the wafer 1 is mounted on the wafer stage 4 and no high-frequency discharge is performed. No electric field is generated near the wafer and the electrostatic chuck. As a result, adhesion of particles to the wafer 1 can be prevented.

【0033】次に、直流電圧EdcのON/OFFのタイ
ミングと高周波放電RFのON/OFFのタイミングを
実験的に変えて、上記プラズマエッチングを行った際
に、ウェハに付着したパーティクルの量を測定し、比較
を行った結果について説明する。
Next, the timing of ON / OFF of the DC voltage Edc and the timing of ON / OFF of the high-frequency discharge RF are experimentally changed to determine the amount of particles adhering to the wafer when performing the above-described plasma etching. The result of measurement and comparison will be described.

【0034】パーティクルの測定は、φ200mm径の
鏡面仕上げのシリコンウェハを上記プラズマエッチング
装置で処理して、直径0.20μm以上のパーティクル
をレーザを利用したパーティクル測定機を用いて測定
し、処理による増加数を計算することで行った。
Particles were measured by processing a mirror-finished silicon wafer having a diameter of 200 mm with the above-described plasma etching apparatus, measuring particles having a diameter of 0.20 μm or more with a particle measuring machine using a laser, and increasing the number of particles by the processing. This was done by calculating the number.

【0035】図3は、パーティクル付着量を比較評価し
たときの実験水準表である。水準1は、従来技術であ
り、まず、EdcをONにして3秒後に高周波放電をON
にし、プラズマ処理を行い、高周波放電をOFFにして
3秒後にEdcをOFFにする水準である。水準2は、E
dcと高周波放電を同時にONにし、プラズマ処理を行
い、高周波放電とEdcを同時にOFFにする水準であ
る。水準3は、Edcと高周波放電を同時にONにし、プ
ラズマ処理を行い、EdcをOFFにして3秒後に高周波
放電をOFFにする水準である。水準4は、本発明のプ
ラズマ処理方法であり、まず、高周波放電をONにして
3秒後にEdcをONにし、プラズマ処理を行い、Edc
OFFにして3秒後に高周波放電をOFFにする水準で
ある。
FIG. 3 is an experimental level table when the amount of attached particles is comparatively evaluated. Level 1 is a conventional technique, in which first, Edc is turned on, and after 3 seconds, high-frequency discharge is turned on.
Then, the plasma treatment is performed, the high frequency discharge is turned off, and Edc is turned off after 3 seconds. Level 2 is E
dc and high-frequency discharge are simultaneously turned on, plasma processing is performed, and high-frequency discharge and Edc are simultaneously turned off. Level 3 is a level at which Edc and high-frequency discharge are simultaneously turned on, plasma processing is performed, and high-frequency discharge is turned off three seconds after Edc is turned off. Level 4 is a plasma processing method of the present invention, first, a high-frequency discharge in the ON ON the E dc after 3 seconds, by plasma treatment, to OFF high-frequency discharge in 3 seconds after the E dc to OFF It is a standard.

【0036】なお、本実験において水準間で、ウェハを
吸着する時間が異なることによる不都合、例えば、ウェ
ハ温度の差によるレジストの変形やエッチング形状の異
常等は観察されなかった。
In the present experiment, no inconvenience due to the difference in the time for sucking the wafer between the levels, for example, no deformation of the resist or an abnormality in the etching shape due to the difference in the wafer temperature was observed.

【0037】図4は、図3に示した水準別のパーティク
ル増加数測定結果を示すグラフである。図4からわかる
ように、水準1では1枚のウェハに約240個もの大量
のパーティクルが付着した。一方、本発明のプラズマ処
理方法である水準4では、パーティクルの付着が1枚の
ウェハに約15個と非常に少なくなっていることがわか
る。
FIG. 4 is a graph showing the result of measurement of the number of increased particles for each level shown in FIG. As can be seen from FIG. 4, at level 1, a large amount of about 240 particles adhered to one wafer. On the other hand, at level 4, which is the plasma processing method of the present invention, it can be seen that the adhesion of particles is very small, about 15 particles per wafer.

【0038】以上説明したように、本発明のプラズマ処
理方法を用いることにより、静電チャックを用いても、
ウェハへのパーティクル付着の少ないプラズマ処理を実
現することができる。
As described above, by using the plasma processing method of the present invention, even if an electrostatic chuck is used,
Plasma processing with less particles attached to the wafer can be realized.

【0039】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made within the scope of the technical matters described in the claims.

【0040】例えば、上記の説明では、単極式の静電チ
ャックを用いた場合について説明したが、必ずしもこれ
に限ることはなく、双極式の静電チャックを用いる場合
についても同様の効果が得られることは言うまでもな
い。
For example, in the above description, the case where a single-pole type electrostatic chuck is used has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this case, and the same effect can be obtained when a bipolar type electrostatic chuck is used. Needless to say,

【0041】また、プラズマ処理を行うための高周波放
電についても、平行平板型のプラズマエッチング装置に
ついて説明したが、必ずしもこれに限るわけではなく、
誘導結合型のプラズマ源を利用したプラズマエッチング
装置、又は、エッチングに限らず、CVD(化学的気相
成長法)装置やスパッタ装置についても同様の効果が得
られることは言うまでもない。
The high-frequency discharge for performing the plasma processing has been described with reference to the parallel plate type plasma etching apparatus. However, the present invention is not limited to this.
It goes without saying that the same effects can be obtained not only in a plasma etching apparatus using an inductively coupled plasma source or etching but also in a CVD (chemical vapor deposition) apparatus or a sputtering apparatus.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、ウェハがウェハステー
ジの載置された状態で、高周波放電を行っていない状態
で静電チャックに直流電圧を印可することがないので、
直流電圧起因の高電界がウェハ及び静電チャック近傍に
生じることはない。その結果、ウェハへのパーティクル
付着を防止することができる。
According to the present invention, a DC voltage is not applied to the electrostatic chuck when the wafer is mounted on the wafer stage and no high-frequency discharge is performed.
A high electric field caused by a DC voltage does not occur near the wafer and the electrostatic chuck. As a result, it is possible to prevent particles from adhering to the wafer.

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

【図1】本発明のプラズマ処理方法を適用するプラズマ
エッチング装置を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a plasma etching apparatus to which a plasma processing method of the present invention is applied.

【図2】本発明のプラズマ処理方法の一例として、プラ
ズマ処理を行う高周波放電の出力変化、静電チャックに
印可する直流電圧の絶対値の変化を表したタイムチャー
トである。
FIG. 2 is a time chart showing, as an example of the plasma processing method of the present invention, a change in output of a high-frequency discharge for performing a plasma process and a change in an absolute value of a DC voltage applied to an electrostatic chuck.

【図3】直流電圧EdcのON/OFFのタイミングと高
周波放電RFのON/OFFのタイミングを実験的に変
えて、プラズマエッチングを行った際に、ウェハに付着
したパーティクルの量を比較評価したときの実験水準表
である。
FIG. 3 shows a comparative evaluation of the amount of particles attached to a wafer when plasma etching is performed by experimentally changing the ON / OFF timing of the DC voltage E dc and the ON / OFF timing of the high-frequency discharge RF. It is an experimental level table at the time.

【図4】図3に示した水準別のパーティクル増加数測定
結果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the results of measuring the number of increased particles for each level shown in FIG. 3;

【図5】エッチング前すなわち高周波電力印可前に、静
電チャックに負の直流電圧を印可した時の反応容器中の
電位分布と反応容器内の各部位の静的帯電状態を模式的
に表した図である。
FIG. 5 schematically shows a potential distribution in a reaction vessel when a negative DC voltage is applied to an electrostatic chuck before etching, that is, before application of high-frequency power, and a static charging state of each part in the reaction vessel. FIG.

【図6】エッチング中すなわちプラズマ放電中の反応容
器中の電位分布と反応容器内の各部位の静的帯電状態を
模式的に表した図である。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a potential distribution in a reaction vessel during etching, that is, plasma discharge, and a static charge state of each part in the reaction vessel.

【図7】エッチングの開始前からエッチング終了後まで
のVdc、Edc、実効電圧、ウェハ表面電位、高周波放電
の出力について、過渡的状態を含めて、時間変化を示し
たタイムチャートである。
FIG. 7 is a time chart showing temporal changes in V dc , E dc , effective voltage, wafer surface potential, and output of high-frequency discharge from before the start of etching to after the end of etching, including transitional states.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:半導体ウェハ 2:内部電極 3:絶縁部材 4:ウェハステージ 5:高周波電源 6:高周波遮断フィルタ 7:直流電源 8:ガス導入管 9:反応容器 10:ガス排気管 11:圧力コントロール弁 12:真空ポンプ 13:上部電極 14:プラズマ 1: Semiconductor wafer 2: Internal electrode 3: Insulating member 4: Wafer stage 5: High frequency power supply 6: High frequency cutoff filter 7: DC power supply 8: Gas introduction pipe 9: Reaction vessel 10: Gas exhaust pipe 11: Pressure control valve 12: Vacuum pump 13: Upper electrode 14: Plasma

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】静電チャックを用いてウェハを吸着させて
プラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、プラズ
マ処理に供する高周波放電を開始した後に静電チャック
を作動させる電圧を印可することを特徴とするプラズマ
処理方法。
In a plasma processing method for performing plasma processing by attracting a wafer by using an electrostatic chuck, a voltage for operating the electrostatic chuck is applied after starting a high-frequency discharge for the plasma processing. Plasma treatment method.
【請求項2】静電チャックを用いてウェハを吸着させて
プラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、所望の
プラズマ処理終了後、静電チャックを作動させる電圧の
印可を停止した後にプラズマ処理に供した高周波放電を
停止することを特徴とするプラズマ処理方法。
2. A plasma processing method in which a wafer is attracted by using an electrostatic chuck to perform plasma processing, and after a desired plasma processing is completed, application of a voltage for operating the electrostatic chuck is stopped and then the plasma processing is performed. A plasma processing method comprising stopping high-frequency discharge.
【請求項3】静電チャックを用いてウェハを吸着させて
プラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、プラズ
マ処理に供する高周波放電を開始した後に静電チャック
を作動させる電圧を印可し、かつ、所望のプラズマ処理
終了後、静電チャックを作動させる電圧の印可を停止し
た後にプラズマ処理に供した高周波放電を停止すること
を特徴とするプラズマ処理方法。
3. A plasma processing method for performing plasma processing by attracting a wafer by using an electrostatic chuck and applying a voltage for operating the electrostatic chuck after starting a high-frequency discharge for the plasma processing. A plasma processing method comprising: stopping application of a voltage for operating an electrostatic chuck after plasma processing is completed, and then stopping high-frequency discharge used for plasma processing.
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