KR0141659B1 - 이물제거 방법 및 장치 - Google Patents

이물제거 방법 및 장치

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KR0141659B1
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야스미치 스즈키
신지 사사키
가즈히로 오오하라
이찌로우 사사키
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가나이 쓰토무
가부시키가이샤 히타치 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명의 목적은 드라이에칭과 스퍼터등의 드라이 프로세스처리전에 진공중과 드라인한 분위기중에서 이물을 제거하여, 드라이 프로세스와 연속해서 처리할 수 있는 이물제거방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명을 기판에서 이물을 떼어내는 힘을 가함과 동시에 이물을 진동시키는 힘을 인가하여, 그 진동주파수를 변화시켜서 이물과 기판사이에서 형성되는 진동계의 공진주파수와 맞추어서, 공명에 의해 이물에 진동에너지를 주어, 이물을 기판에서 이탈시킨다.
이 이탈되어 플라즈마내에서 부유하는 이물을 전자의 유입을 저감시키도록 전위를 제어한 전극으로 흡인시켜 플라즈마내에서 제거한다.
본 발명에 의해 이물의 저감이 되고, 반도체와 TFT제조에서 제품수율 향상이 도모된다. 또 세정공정과 성막, 에칭등을 연속해서 처리할 수 있어, 공정소멸, 생산성 향상이 도모된다.

Description

이물제거 방법 및 장치
제1도는 본 발명에 의한 플라즈마를 이용한 웨이퍼에 부착한 이물제거장치의구성을 나타내는 개략단면도.
제2도는 본 발명을 에칭장치에 적용한 에칭처리전에 웨이퍼의 부착된 이물을 제거하는 에칭장치의 구성을 나타내는 개략단면도.
제3도는 본 발명을 스퍼터 장치에 적응한 실시예를 나타내는 개략단면도.
제4도는 본 발명에 의한 처리실의 내면의 이물을 제거하는 장치 구성을 나타낸 개략단면도.
제5도는 본 발명에 의한 대기중 및 드라이한 분위기 중에서 이물을 제거하는 장치의 구성을 나타내는 개략단면도.
제6도는 본 발명을 드라이 프로세스 장치에 반송기구 및 진공실내의 이물을 제거하기 위한 장치 구성을 나타내는 개략단면도.
제7도는 본 발명에 의한 이물제거장치의 다른 실시예의 구성을 나타내는 개략 단면도.
제8도는 본 발명을 드라이 프로세스장치 시스템에 적용한 경우의 시스템 구성을 나타내는 개략 평면도.
제9도는 본원 발명에서 부착 이물의 진동계 모델을 나타내는 개략단면도이다.
＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1:처리실 2:스테이지
3:대향전극 4a,4b:이물제거용전극
7:신호발생기 11,12:직류전원
13a,13b:자석 14:요크
15:자장 16:플라즈마 발생용 고주파전원
17:휠터 18:웨이퍼
19:석영창 20:공동공진기
21:슬롯안테나 22:타겟트전극
23:타겟트 24,25:코일
26:요크 27:스퍼터전원
28:코일전원 30-33:스위치
34:고주파전원 35:어스전극
36:고주파전원 37:로패스휠터
38:스위치 39,40:평판전극
41:직류전원 42,43:스위치
44:이온발생기
본 발명은 반도체 소자와 액정 표시소자의 미세한 패턴을 형성하는 드라이에칭과 스퍼터, CVD등의 드라이 프로세스 처리에 관한 것으로, 특히 기판에 부착한 이물의 제거, 장치내의 크리닝에 적합한 이물제거 처리방법 및 장치에 관한 것이다.
또, 본 발명은 이들 소자를 생산하는데 맞는 기판에서 이물을 제거하여 청정화하는데 적합한 청정화 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
반도체 소자와 액정표시소자의 생산에는 미세한 패턴에 의해 소자를 형성하기 위해 성막증, 에칭중에 부착되어 있는 이물에 의해, 이들 미세한 패턴에 결함이 생긴다. 이것에 의해 반도체 소자, 액정표시소자의 일부가 가능하지 않게 되어, 불량품으로 되기 때문에 수율이 저하한다.
현재, 이물의 발생원은 주로 드라이에칭과 스퍼터등의 드라이 프로세스 처리장치 자체이고, 이 장치 발진의 저감이 큰 과제로 되어 있다. 또 기판에 부착된 이물은 각 처리 사이에서 웨이퍼 세칭처리에 의해 이물을 제거하여, 결함의 발생을 방지하고 있다. 그러나 반도체 소자와 액정소자의 생산에서는 각 처리공정을 연속하게 하여 생산성을 높이는 방향이고, 종래의 웨트 세정처리의 적용이 곤란하게 되어 왔다. 그 때문에 드라이 프로세스 처리사이에서 기판에 부착된 이물의 제거가 중요한 과제로 되어 있다.
장치 발진의 저감방법으로해서 일본특허공개 3-14713호에 플라즈마에 부유하는 이물의 배출에 의한 기판에 이물이 부착하는 것을 방지하는 방법이 나타나 있다.
드라이 분위기로 기판에 부착된 이물을 제거하는 방법으로해서는 일본특허공개 63-208217호와 64-1237호에 전기적으로 대전된 이물에 대해서 이온화 한 가스를 내뿜어, 대전을 제거한 후, 진동을 주는 등으로해서 이물을 부착한 기판표면에서 이탈시키는 것이 개시되어 있다.
상기 종래 기술에서 나타난 플라즈마중에 부유하는 이물의 배출방법에서는 플라즈마 처리중에 발생하는 이물을 기판에 부착하지 않도록 할 수 있으나, 기판에 처리전부터 부착되어 있던 이물은 그대로 이기 때문에 결함 발생의 원인으로 된다. 플라즈마 처리중에 발생된 이물은 상기 종래 기술에도 기재되어 있는 바와 같이, 기판상의 플라즈마의 쉬스(steath)상에 부유하여, 처리완료 후 플라즈마를 끊었던 시점에서 기판상에 부착한다. 따라서, 플라즈마 처리에 의해 발생하는 결함은 플라즈마 처리전에서 기판에 부착되어 있던 이물이고, 이물에 의한 결함발생을 방지하는 것은 플라즈마 처리전에 기판에 부착된 이물을 제거하는 것이 과제이다.
드라이 분위기로 기판에 부착된 이물을 제거하는 상기 종래기술에서는, 이물이 기판에 부착하는 주흡착력을 대전에 의한 정전력으로 되어 있다. 그러나 반데르발스(Van der waals) 힘에 의한 흡착력도 큰 역할을 점하고 있기 때문에, 간단히 대전을 제거할뿐 이물을 기판에서 떼어낼 수 없다. 이물을 확실하게 제거하기 위해서는 이 반데르 발스힘을 이겨내서 떼어 놓는 것이 과제이다.
본 발명은 드라이 프로세스 처리와 같은 진공처리실내 및 드라이한 가스분위기중에서, 기판상의 이물을 확실하게 제거할 수 있는, 이물제거 처리방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 있어서는 피처리기판의 표면에 부착한 이물을 제거하는 이물제거장치를 이물에 피처리기판에서 떼어내는 방향으로 힘을 가하는 떼어내는 힘인가수단과, 이물에 변동하는 힘을 인가하는 진동수단과, 변동시키는 주파수를 변화시키는 진동주파수 가변수단과 또는 떼어내는 가변수단으로 구성된다. 또한 떼어내는 가변수단과 힘진동수단과 상기 주파수 가변수단들에 의해 상기 피처리기판의 표면에서 떼어낸 상기 이물을 상기 피처리기판의 영역의 밖으로 배출하는 이물배출수단을 가지는 구성으로 했다.
또, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 내부에 피처리물을 싣는 재치수단을 가지는 처리실내에서 상기 피처리기판의 표면에 부착한 이물을 제거하는 이물제거장치를 처리실의 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생수단과, 피처리물을 싣는 재치수단에 직류전압을 인가하는 직류전압 인가수단과, 피처리물을 싣는 재치수단에 주파수 가변의 고주파 전압을 인가하는 고주파 전압인가 수단으로 구성된다. 또, 처리실의 벽면에 직류전압을 인가하는 직류전압 인가수단과, 상기 처리실의 벽면에 주파수가변의 고주파전압을 인가하는 고주파 전압 인가수단을 가지는 구성으로 했다.
또, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 내부에 피처리물을 싣는 재치수단을 가지는 처리실내에서 피처리기판의 표면에 부착한 이물을 제거하는 이물제거장치를 상기 처리실의 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생수단과 처리실의 벽면에 직류전압을 인가하는 직류전압 인가수단과, 처리실의 벽면에 주파수가변의 고주파전압을 인가하는 고주파전압 인가수단으로 구성했다. 또, 직류전원에 접속해서 상기 처리실의 내부에서 상기 플라즈마와 도통하는 양극을 가지고 상기 직류전원에 의해 상기 플라즈마에서 상기 양극으로의 전자의 유입을 제어가능한 전극수단을 구비하는 구성으로 했다.
또, 본 발명에서는 상기 구성의 이물제거장치에서, 피처리기판의 표면에 부착된 이물에 변동하는 외력을 인가해서 이물을 공진시켜, 공진에 의해 피처리기판의 표면에서 떨어진 이물을 피처리기판의 영역외로 배제하는 것에 의해 피처리기판에서 이물을 제거하는 방법을 채용했다.
또한, 본 발명에서는, 상기 구성의 이물제거장치에 있어서, 진공용기내에 배치된 피처리기판의 표면근방에 플라즈마를 발생시켜 플라즈마와 피처리기판의 표면과의 사이의 전계를 변동시키는 것에 의해 피처리기판의 표면에 부착한 이물을 공진시켜, 공진에 의해 피처리기판의 표면에서 떨어진 이물을 피처리기판의 영역외로 배치된 전극으로 흡인시켜서 이물을 피처리기판의 영역외로 배제하는 것에 의해 피처리기판에서 이물을 제거하는 방법을 채용했다.
즉, 본 발명에서는 진공처리실 빛 드라이한 가스분위기중에서 플라즈마 발생과 전자 샤워, 이온화가스에 의해 기판표면에 부착한 이물을 드라이 분위기에서 대전시켜 전계에 의해 기판에서 떼어내는 힘을 발생시키는 수단, 이물에 고주파로 변동하는 힘을 인가하는 수단, 떼어내는 힘, 변동하는 힘의 주파수등을 복수조건 설정하는 수단을 설치했다.
또, 플라즈마를 발생시켜서 대전시킨 경우, 직류전원에 접속되어 플라즈마에 도통한 전극을 처리실내에 설치하고, 그 양극에 전자의 유입을 제한하는 수단을 이용하도록하여 이물을 흡인 제거하도록 했다. 전자샤워, 이온화가스에 의해 대전시킨 경우, 전계를 발생시키는 대향 전극을 설치, 이것에 흡착제거하도록 했다.
플라즈마, 전자, 이온화가스에 쪼여진 기판표면과 기판표면에 부착된 이물은 대전하고, 이물에는 이물과 기판표면과의 사이의 반대르 발스 힘, 대전한 전하에 의한 전기적 반발력, 전계와 대전한 이물의 전하에 의해 발생하는 힘, 기판표면과 이물간의 탄성변형에 의해 발생하는 힘 등이 움직인다. 즉, 제9도의 물체표면(100)에 이물(101)이 부착되어 있을때의 모델에 나타난 바와 같이, 이물(101)이 물체표면(100)에 안정하게 부착되어 있는 위치(X0)보다 물체측으로 들어간 상태에서는 물체측에서의 반발력(F2)의 편이 반데르 발스힘(F1)보다 크고, 위치(X0)보다 물체측에서 떨어진 방향에 있는 상태에서는 물체측에서의 반발력(F2)보다도 반데르 발스힘의 편이 크게 된다. 따라서, 물체표면(100)은 안정한 하나의 X0를 중심으로 진동계를 형성하는 것을 알 수 있다.
반데르 발스힘(F1)은 입자(이물)과 물체(기판) 표면과의 사이의 거리의 2승에 반비례하기 때문에 입자가 물체표면에서 약간 떨어지는 것으로 그 힘이 대폭으로 감소한다. 따라서, 진동계를 형성하는 이물에 대해서, 이 진동계의 고유진동주파수에 의거해서 공진주파수에 가까운 주파수의 진도을 외력으로해서 인가하면, 그 진폭은 점차 크게되며, 입자와 물체 표면과의 사이에 움직이는 반데르 발스힘은 적게되기 때문에, 보다 작은 힘으로 입자를 물체 표면에서 이탈시킬 수 있다.
따라서, 기판표면에 부착된 이물을 기판표면에서 효율좋게 제거하기 위해서는 기판표면에 흡착된 상태의 이물에, 이물의 공진주파수에 맞추어져 진동하는 외부힘을 인가함과 동시에, 이물을 기판표면에서 떼어내는 힘을 가하는 것이 필요하다. 이 떼어내는 힘을 이물에 가하면서, 이 진동계의 공진주파수에 가까운 주파수에서 변동하는 힘을 인가하면, 이물의 진동은 서서히 크게되며, 반데르 발스힘을 이겨내어 기판에서 이탈한다. 흡착한 이물의 상황은 이물의 크기와 대전상황, 기판표면의 상황등이 다르고, 형성하는 진동계도 공진주파수가 다르기 때문에, 인가하는 변동하는 힘의 주파수를 바꾸어, 각 이물의 상황에 맞춘 주파수를 인가하는 것에 의해 부착된 이물을 효율좋게 제거할 수 있다.
플라즈마를 발생시켜 대전시킨 경우, 제거된 이물을 전자의 운동속도가 빠르기 때문에, 마이너스로 대전하며, 쉬스의 전계에 의해 쉬스 상부의 플라즈마와의 경계영역에 부유한다. 통상 양극 전극에서는 동작속도가 빠른 전자가 유입하나, 전자의 유입을 제한하는 것에 의해 마이너스로 대전된 이물등을 흡입하여 플라즈마중에서 제거할 수 있다. 또 플라즈마를 발생시키지 않는 경우, 대향전극을 설치한 전계를 발생시키기 때문에, 이물은 이 전계에 의해 대향전극면에 흡착되어 제거된다.
또 상기와 같은 변동하는 힘의 주파수를 바꾸는 대신에 이물을 떼어내는 힘을 바꾸는 것에 의해 진동계의 공진주파수를 바꿀 수 있어, 같은 작용을 실현할 수 있다.
본 발명에 의하면, 에칭과 성막의 대상으로 되는 웨이퍼등의 기판, 처리실의 내벽면, 성막을 위한 타겟트 등의 처리실내 것에 부착되어 있는 이물도 제거할 수 있고, 그 기판을 이물이 부착되어 있지 않는 상태, 이탈한 이물이 재차 부착하지 않는 상태로 할 수 있고, 이러한 이물제거처리를 행한 상태 그대로해서, 그 이물제거처리에 계속해서 에칭처리와 성막처리를 행하도록 할 수 있고, 노광공정과 같이 대기중의 처리에 놓여서도 기판상의 이물제거, 노광스테이지 표면의 이물제거를 행한 후, 계속해서 노광처리를 행할 수 있으며, 작업공정의 소멸, 반도체 디바이스 제조에서 제품 수율의 향상이 도모되어, 생산성이 향상한다.
이하, 본 발명의 제1의 실시예를 제1도에 의해 설명한다.
제1도는 본 발명에 의한 이물제거방법 및 장치의 일실시예를 나타내고 있고, 1은 진공처리실, 2는 스테이지, 3은 대향전극, 4a,4b는 이물제거용전극, 5는 절연막, 6a-6b는 절연재, 7은 신호발생기, 8은 고주파증폭기, 9는 저항, 10은 콘덴서, 11,12는직류전원, 13a,13b는 자석, 14는 코어, 15는 자장, 16은 플라즈마 발생용 고주파전원, 17은 휠터, 18은 웨이퍼이다.
동도면에서, 처리실(1)내에는, 표면에 얇은 절연막(5)이 시행된 스테이지(2)와 플라즈마를 발생하는 대향전극(3)들이 대향해서 설치되며, 이들 스테이지(2)와 대향전극(3)과의 사이에, 한쌍의 이물제거용전극(4a,4b)이 설치되어 있다. 이 스테이지(2)의 절연막(5)상에, 미세패턴을 형성하기 위한 웨이퍼(18)가 실려진다. 처리실(1)에는 도시되지 않은 공급원에서 플라즈마 처리용의 가스를 공급되고, 또 도시하지 않는 진공장치에 의해 처리실(1)내가 배기된다.
스테이지(2)는 도전체로되며, 절연재(6b)를 통해서 처리실(1)의 저면에 부착되어 있다. 대향전극(3)도, 또 절연재(6b)를 통해서 처리실(1)의 상면에 부착되어 있다.
스테이지(2)에는 신호발생기(7)에서 고주파증폭기(8)를 통해서 고주파전압이 또 직류전원(1)에서 포지티브 직류전압이 각각 공급되며, 신호발생기(7)에서 발생하는 고주파전압의 주파수는 연속적으로 변화한다. 스테이지(2)는 콘텐서(10), 저항(9)을 통해서 접지되어 있고, 주파수의 변화에 대해서도 고주파증폭기(8)와 플라즈마의 부하 임피이던스의 정합이 취해지게 되어 있다. 또, 스테이지(2)상의 절연막(5)은 플라즈마에서 유입된 전하가 어스로 흐르는 것을 방지하며, 직류전원(11)에서 인가된 전압에 의해 웨이퍼(18)를 대전시키기 위한 것이다.
대향전극(3)에는 플라즈마 발생용 고주파전원(16)에서 100MHz 고주파전압이 인가되며, 대향전극(3)에서 처리실내 벽간에 고주파전류가 흘러, 플라즈마가 발생한다. 스테이지(2)에 인가되는 고주파전압에 의한 고주파전류가, 대향전극(3)에 균일하게 흐르도록, 대향전극(3)과 어스간의 임피이던스가 스테이지(2)로 인가되는 고주파전압 주파수에 대해서 낮고, 플라즈마 발생용 고주파 전류가 어스로 흐르지 않도록 이 주파수에 대해서도 높게 되는 흴터(17)가 접속되어 있다.
이물제거용 전극(4a)에는 직류전원(12)의 정전압이 인가되며, 이물제거용전극(4b)에는 직류전원(12)의 마이너스 전압이 인가된다. 이것은 이물제거용전극(4a,4b)은 각각 절연재(6c,6b)를 통해서 처리실(1)의 내벽에 부착되어 있다. 이물제거용전극(4a)의 양단부에는 이물제거용전극(4a)의 단부를 에워싸게 배치된 2개의 자석(13a,13b)과 코어(14)로 되는 자장발생수단이 설치되어져 있다. 또한, 이물제거용전극(4a)과 자장발생수단은 스테이지(2)의 측에 배치되어 있으나, 이것은 대향전극(3)측으로 배치해도 좋다. 이하의 설명에서는 이들 이물제거용전극(4a,4b)는 도시한 바와 같이 배치된 것으로 한다.
다음에, 본 실시예의 동작에 대해서 설명한다.
스테이지(2)에 웨이퍼(18)를 싣고, 도시하지 않는 플라즈마처리용 가스공급원에서 정량의 가스를 처리실(1)내로 공급한다. 이물을 제거할 뿐이라면 알곤가스등 불활성 가스를 이용한다. 도시되지 않는 진공장치에 의해 배기하고, 처리실(1)내를 1Pa 정도의 진공으로 보지하여, 플라즈마 발생용 고주파전원(16)에서 대향전극(3)에 고주파 전력을 공급해서 처리실(1)내에서 플라즈마를 발생시킨다.
스테이지(2)에 직류전원(11)에 의해 포지티브 직류전압을 부가하고, 플라즈마에 의해 마이너스의 부하를 유입시켜, 웨이퍼 표면을 대전시킴과 동시에, 웨이퍼 표면에 부착한 이물도 마이너스로 대전시킨다. 신호발생기(7)에서 출력된 고주파전압은 1KHz에서 50KHz까지 주파수가 연속적으로 변화하고, 고주파증폭기(8)에 의해 증폭되어서 스테이지(2)로 인가된다.
대향전극(3)에서 발생된 플라즈마와 웨이퍼(18)의 표면과의 사이에는 쉬스(공간전하층)가 형성되며, 스테이지(2)에 인가된 고주파전압에 의해 쉬스에는 고주파전계가 발생한다. 이 고주파전계에 전자와 이온의 운동속도의 차에 의해 생기는 직류전계가 합성되며, 이 전계에 의해 마이너스로 대전된 웨이퍼(18)상의 이물에는 이물을 웨이퍼에서 떼어놓고자 하는 힘이, 고주파의 주파수로 강하게 되기도 약하게 되도록 변화하며, 이물은 이 변화하는 힘에 의해 진동이 가해진다. 웨이퍼(18)상의 이물은 반대로 반데르 발스힘등의 힘에 의해 웨이퍼로 흡입됨과 동시에 먼저 기술된 떼어놓는 힘에 의해 일종의 진동계가 형성되어 있다고 생각된다. 고주파전계에서 이물이 접수하고, 떼어놓으려 하는 변화하는 힘의 주기가 이 진동계의 주기와 일치하면 이물은 떼어내는 측에 큰 진동하도록 되어 결국에는 반데르 발스힘에 의한 포텐셜에너지를 초과하여, 웨이퍼(18) 표면에서 이탈한다.
또, 복수의 주파수를 인가하는 방법으로 해서, AM변조하는 방법이 있고, 이 방법에서는 원래의 주파수와 변조한 주파수가 복수의 주파수로 적합하다. 또, 같은 모양으로 FM변조된 고주파를 인가해서도 같은 효과가 얻어진다.
이물의 크기, 재질은 여러가지가 있고, 웨이퍼(18)상의 이물이 형성하는 진동계는 각각 진동주기가 다르다. 따라서 스테이지(2)에 인가하는 고주파전압 주파수를 연속적으로 변화시키던가, 복수의 주파수를 인가하는 것에 의해 진동주기가 다른 각각의 이물에 대해서도 진동에너지를 높이는 웨이퍼(18) 표면에서 이탈시킨다. 이와 같은 주파수를 바꾸는 일로 보다 많은 이물을 제거할 수 있고, 웨이퍼 표면에 발생하는 이물에 의해 결합을 저감할 수 있다. 또한, 상기 고주파전압의 연속적변화와 복수주파수 설정의 처리는 1회만 행하도록해도 좋으나, 복수회 반복시 행해도 좋다.
웨이퍼(18)에서 이탈된 이물은 쉬스의 전계로 인장되어져 플라즈마중에 넣는다. 방전 플라즈마의 전자온도가 이온온도에 비해 훨씬 높은 것으로 이 플라즈마중의 이물은 이물표면에 입사하는 전하량이 같은 량을 이루도록 마이너스로 대전한다. 플라즈마와 전극, 처리실내 벽간에 형성되는 쉬스도 같은 원리에 의해 플라즈마에서 이들 벽면방향으로 전계가 형성된다. 이 전계는 전자의 유실을 저감시키도록 움직이기 때문에, 마이너스에 대전한 이물은 이전계에 의해 플라즈마에서 나올 수 없게 되어, 플라즈마의 쉬스 근방에 부유하는 것으로 된다.
자석(13a,13b)과 코어(14)에 의해, 이물제거용전극(4a)의 표면에 평행으로 자장이 형성되어 있고, 플라즈마중의 전자는 이 자장에 의해 구속되기 때문에, 이물제거용전극(4a)에의 전자의 유입은 대폭 저감한다. 또한, 직류전원(12)에서 이물제거용전극(4a)에 포지티브의 전압을 인가하며, 이물제거용전극(4b)에 마이너스의 전압을 인가하는 것으로 이물제거용전극(4a) 표면의 쉬스에는, 마이너스로 대전된 이물이 이물제거용전극(4a)측에 인장되는 방향으로, 전계가 형성되며, 그 결과, 이물은 이 전계에서 이물제거용전극(4a)으로 흡착된다.
이물제거용전극(4a,4b) 사이에 인가된 직류전압에 의해, 플라즈마내에 미약한 전계가 형성되며, 마이너스로 대전된 플라즈마중의 이들은 이 전계에 의해 이물제거용전극(4a)의 쪽으로 이동하여 상기와 같이 흡착된다.
이와 같이해서, 웨이퍼(18)의 표면에서 이탈된 이물은 이물제거용전극(4a)의 표면에 흡착되며, 웨이퍼(18)에 재차부착되지 않는다.
이상의 이물제거 처리후, 에칭가스, CVD가스 등의 프로세스 처리가스를 처리실(1)에 도입하여, 웨이퍼(18)에 에칭과 CVD 등의 드라이 프로세스처리를 연속해서 행할 수 있다. 또 처리실(1)내에서 꺼내어지고, 별도의 처리실에서 프로세스 처리를 행할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 불활성가스에 의한 이물제거를 중심으로 설명했으나, 드라이에칭등의 프로세스처리와 맞추어서 처리할 수도 있다. 에칭가스를 도입하여, 본 실시예에서 설명된 것과 같은 방법으로 웨이퍼에서 이물을 제거, 플라즈마내로 집어넣는다. 이 상태에서 스테이지(2)에 인가하는 고주파 바이어스 조건을 통상의 에칭처리와 같은 조건으로하여, 에칭처리를 행한다. 플라즈마내에 넣어진 이물은 이물제거용전극(4a)에 흡착되어 제거되기 때문에 이물의 영향이 없이 처리할 수 있다.
다음에 흡착된 이물의 제거에 대해서 설명한다. 웨이퍼를 처리실(1)에서 꺼내고, 플라즈마를 발생시켜, 직류전원(12)의 극성을 바꾸어 이물제거용전극(4a)에 포지티브전압, 4b에 마이너스 전압을 인가한다. 그리고, O2, CF4, CL2가스를 크리닝가스로해서 순차처리실(1)내로 도입하고, 이들의 이온과 래디컬을 발생시켜 이물제거용전극(4a)의 표면에 입사된다. 이물제거용전극(4a)의 표면에는 앞에서 기술된 바와 같은 자장이 형성되어 있으나, 이들 이온, 래디칼은 자장의 영향을 거의 받지 않는다. 이물제거용전극(4a)의 표면에 형성된 쉬스 전계에 의해, 이온은 가속되어서 입사하며, 래디칼과 동시에 표면에 흡착한 이물과 반응해서 이것을 가스화해서, 처리실(1)내에서 배출되어 크리닝된다.
이상의 연속처리에 의해 웨이퍼(18)에 부착되어 있던 이물이 제거되어, 처리실(1)에서 배출된다.
본 실시예는 웨이퍼 표면의 제거뿐만아니고, 웨이퍼를 뒤집어서 스테이지(2)에 태우는 것으로 이면의 이물제거에 이용할 수도 있음과 동시에, 크리닝이 스토해서 6불화유황가스를 이용하면, 웨이퍼내에 매립된 이물도, 발생된 불소래디칼에 의해 실리콘웨이퍼의 표면이 같은 방향으로 에칭되기 때문에 용이하게 제거되어, 확산로 등에서의 오염방지를 도모할 수 있다.
본 실시예에서는 또 기판에 흡착된 이물이 형성되는 진동계의 공진주파수와 떼어내는 힘의 변동주파수를 맞추는 방법으로 해서, 떼어내는 힘을 바꾸는 방법으로 해서는 직류전원(11)에서의 인가직류전압을 바꾸는 것으로 이물의 대전전하를 바꾸어, 떼어내는 힘을 바꿀 수 있다.
제2도는 본 발명에 의한 이물제거방법 및 장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 19는 석영창, 20은 공동공진기, 21은 슬롯안테나 출구이고, 제1도에 대응하는 부분에는 동일부호를 붙여서 중복하는 설명을 생략한다.
동도면에서, 이 실시예는 제1도에 나타난 실시예에서의 대향전극(3)의등 대신에 공동공진기(20)를 설치한 것이다.
처리실(1)의 스테이지(2)에 대향된 벽면에 석영창(19)가 설치되며, 이 석영창을 통해서, 슬롯안테나(21)가 구비부착된 공동공진기(20)가, 슬롯안테나(21)를 석영창(19)으로 향해서 설치되어 있다.
제1도에 나타난 실시예와 같이 처리실(1)에는 플라즈마처리 가스가 도입되며, 1Pa정도의 진공상태로 유지되며, 스테이지(2)에는 고주파증폭기(8)에서 주파수가 연속적으로 변화하는 고주파전압과 직류전원(11)에서 포지티브의 직류전압이 인가된다. 또, 도시하지 않는 마이크로파 공급원에서, 공동공진기(20)에 마이크로파가 공급된다. 석영창(19)은 처리실(1)을 진공으로 보지함과 동시에, 슬롯안테나(21)에서 마이크로파를 처리실(1)로 방사할 수 있게 되어 있다.
다음에, 이 실시예의 동작을 설명한다.
스테이지(2)에 실려져 있는 웨이퍼(18)의 표면에 알루미늄막이 형성되어, 그 위에 레지스트 마스크가 형성되어 있다. 예를들면 에칭가스(CL2)를 처리실로 도입하여, 도시하지 않는 진공장치에 의해 배기되어, 스테이지(2)내를 1Pa정도의 진공으로 보지되도록 한다. 다음에, 공동공진기(20)에 마이크로파를 공급하여, 슬롯안테나(21)에 의해 처리실(1)내로 방사해서 플라즈마를 발생시킨다. 공동공진기(20)는 처리실(1)에 발생하는 플라즈마의 부하와 마이크로파와의 정합을 취하는 기능을 하고 있고, 이것에 의해 플라즈마를 안정화시키고 있다.
이것과 함께, 직류전원(11)에서 스테이지(2)에 포지티브의 직류전압을 인가하여, 플라즈마에서 마이너스 부하를 유입시켜 웨이퍼(18)의 표면을 마이너스로 대전시킨다. 이것에 의해, 웨이퍼(18)의 표면에 부착되어 있는 이물도 마이너스로 대전한다. 그리고, 신호발생기(7)에서 고주파증폭기(8)를 통해서, 제1도에 나타난 실시예와 같이 주파수가 연속해서 변화하는 고주파전압을 스테이지(2)로 인가한다.
제1도에 나타난 실시예와 같이, 플라즈마와 웨이퍼(18)의 표면과의 사이에는 쉬스가 형성되어 있고, 스테이지(2)에 인가된 고주파전압에 의해, 주파수가 이 고주파전압의 주파수에 응해서 변화하는 고주파전계가 쉬스에 발생한다. 이 고주파전계와 이물의 전하와의 작용에 의해, 이물을 웨이퍼(18)에서 떨어지게 하는 힘이 가해지고, 부착된 이물의 고유진동수에 고주파전계의 주파수가 일치하면, 이물은 웨이퍼(18)에서 이탈한다. 이탈한 이물은 쉬스상의 플라즈마내에 부유한 상태로 된다.
이러한 상태에서, 신호발생기(7)의 고주파전압의 주파수를 13.56MHz에 설정하고 고주파증폭기(8)의 출력을 100W로 하여, 에칭거리를 행한다. 개개로 처리중, 이물은 상기의 상태로 보지되어 있고, 웨이퍼(18)에 부착하지 않는다. 이 때문에, 이물에 의한 에칭패턴의 숏트등의 에칭불량을 저감할 수 있다.
이상의 처리후, 마이크로파의 공급을 정지하여, 에칭가스를 배기한다. 이때 플라즈마내의 부유된 이물은 마이크로와의 공급정지에 의해 플라즈마의 소멸과 동시에, 웨이퍼(18)의 표면에 재차 부착하나, 이미 그 표면에는 패턴이 형성되어 있고, 그 패턴에는 영향을 주지않고, 웨이퍼(18)의 세정 등에 의해 제거할 수 있다.
다음에, 스퍼터 성막을 하는 경우의 본 발명에 의한, 이물제거방법 및 장치의 또 다른 실시예를 제3도에 의해 설명한다. 단, 22는 타겟트전극, 23는 타겟트, 24,25는 코일, 26은 요크, 27은 스퍼터전원, 28은 코일전원, 29는 자장, 30-33은 스위치, 34는 고주파전원이고, 제1도에 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙쳐, 중복하는 설명을 생략한다.
동도면에서, 스테이지(2)에 대향한 처리실의 개구부에, 타켓트(23), 코일(24,25), 요크(26)으로 되는 타켓트 전극(22)이 설치되어 있다. 이 타겟트 전극(22)은 절연재(6e,6f)를 통해서 처리실(1)의 벽면과 절연되어 있다. 코일(24,25)에는 코일전원(28)이 접속되어 있다. 타겟트 전극(22)에는 스위치(30)를 통해서, 스퍼터전원(27)이 접속되어 있다. 또 스위치(31)는 스테이지(2)를 어스상태, 고주파증폭기(8)와 콘텐서(10)과 직류전원(11)과의 접속상태, 고주파전원(34)와의 접속상태의 어느것인가를 선택하는 것이고, 스위치(33)를 통해서 타겟트 전극(22)에 접속된다.
우선, 처리실(1)에 크리닝 가스를 도입하고, 스위치(31)를 통해서 고주파전원(34)에서 스테이지(2)에 고주파전력을 공급하여 플라즈마를 발생시킨다. 이때, 스위치(30)은 끊어진 상태이고, 또 코일전원(28)도 동작을 하고 있지 않는 상태이다.
이러한 상태에서, 스위치(33)을 접속상태로 하여 스위치(32)에 의해, 고주파 증폭기(8)에서 출력된다. 주파수가 연속적으로 변화하는 고주파 전압과 직류전원(11)의 직류전압을 타겟트 전극(22)에 공급한다. 플라즈마와 타켓트(23)의 표면과의 쉬스에 고주파증폭기(8)에서의 고주파 전압의 주파수 변화에 응해 주파수의 전계가 생긴다. 이것에 의해, 먼저의 실시예와 같은 작용에 의해 타켓트(23)에 표면에 부착한 이물등이 제거되어 플라즈마내에서 부유한다.
또, 스위치(32,33)에 의해, 고주파전원(34)의 고주파전압을 타겟트 전극(22)에 인가하여, 플라즈마를 발생시켜, 스위치(31)에 의해 고주파 증폭기(8)에서 출력한다. 주파수가 연속적으로 변화하는 고주파 전압과 직류전원(11)의 직류전압들을 스테이지(2)에 인가하는 것에 의해, 앞서의 실시예와 같은 작용에 의해, 웨이퍼(18)상의 이물을 제거할 수 있다.
이 실시예에서도, 제1도에 나타난 실시예와 같게, 이물제거용 전극, 자장발생 수단에 의해 플라즈마내에 부유하는 이물을 제거할 수 있는 것이다. 이와 같은 타켓트(23) 표면의 이물, 웨이퍼(18) 표면의 이물을 제거한 후, 스위치(33)을 끊고, 스위치(31)에 의해, 스테이지(2)를 어스에 접속한다. 코일전원(28)에서 코일(24,25)에 통전하여, 타겟트 전극(22)의 표면에 자장을 발생시켜 스위치(30)을 접속상태로 하고, 스퍼터전원(27)에서 타겟트 전극(22)으로 전력을 공급하여 스퍼터 성막을 형성한다.
이와 같이 해서, 웨이퍼(18)과 타켓트(23)상의 이물을 제거하여, 이물에 영향을 받지 않는 성막처리를 행할 수 있다.
제4도는 본 발명에 이한 이물제거방법 및 장치의 또다른 실시예를 나타내는 도면이고 35는 어스전극, 36는 고주파전원, 37은 LFP(로 패스휠터), 38은 스위치이고, 제1도에 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙쳐서 중복하는 설명을 생략한다.
이 실시예는 에칭처리와 CVD 처리등의 웨이퍼 처리의 때에 처리실(1)의 내벽면에 부착된 이물과 벗겨진 막을 제거하기 위한 것이고 제4도에서 스테이지(2)에 고주파전원(36)과 LFP(37)가 접속되며, 또 처리실(1)에는, 스테이지(2)에 대향해서 어스전극(35)이 처리실내벽과 절연되도록 부착되어 있다. 스위치(38)은 처리실(1)을 어스상태와 고주파 증폭기(8)와 콘텐서(10)와 직류전원(11)들에 접속된 상태들을 선택한다.
다음에 이 실시예의 동작을 설명한다.
처리실(1)내에 크리닝가스(통상을 알곤가스 등을 이용하나, 부착된 막이 산화 실리콘막과 같은 경우, 불화에칠렌가스와 같은 부착막을 에칭하는 가스를 이용하여, 에칭처리와 병용할 수도 있다)를 도입한후 고주파전원(36)에서 스테이지(2)에 고주파 전압을 인가하면, 스테이지(2)에 어스전극(35)의 사이에 플라즈마가 발생하여, 처리실(1)의 내벽면까지 확산해서 퍼진다. 스위치(38)를 통해서 직류전원(11)의 포지티브 직류전원을 고주파 증폭기(8)에서 주파수가 연속적으로 변화하는 고주파전압을 각각 인가하면, 앞의 실시예와 같게 플라즈마와 처리실(1) 내벽면의 사이의 쉬스에 주파수가 연속적으로 변화하는 전계가 생긴다. 이것에 의해, 처리실(1)의 내벽면에 부착된 이물과 내벽면에 벗겨져 걸린 이물으로 되기전의 막이 내벽면에서 이탈하여, 플라즈마와 쉬스의 경계근방을 부유한다. 부유한 이물은 제1도에 나타난 실시예와 같은 수단에 의해 제거된다.
그런후, 처리실(1)내에서 크리닝 가스를 배기해서, 에칭과 CVD등의 웨이퍼 처리로 이동하는 것에 의해, 이물에 의한 영향을 저감할 수 있다.
제5도는 본 발명에 의한 이물제거방법 및 장치의 또다른 실시예를 나타내는 도면이고 40은 13.56MHz의 고주파 전원, 41은 링크상 전극, 42는 진동주파수가 가변의 고주파진동원이고, 제2도에 대응하는 부분에는 동일의 부호를 붙쳐서 중복하는 설명을 생략한다.
이 실시예는 웨이퍼(18)의 크리닝때에, 이온충격 등에 의해 웨이퍼(18)의 표면에 형성된 소자에 대해서, 손상을 받지 않도록 한것이고, 제5도에서 처리실(1)내에는 링크상전극(41)이 스테이지(2)의 주위에 설치되어 있고, 고주파 전원(40)이 접속되어 있다. 스테이지(2)에는 고주파진동원(42)가 부착되어 있고 100KHz에서 50MHz의 주파수로 진동하여, 스테이지(2)상의 웨이퍼를 진동시킬 수 있는 것이다.
다음에, 이 실시예의 동작을 설명한다.
처리실(1)내에 클리닝가스(불화에칭가스)를 도입한후, 1Pa정도의 진공상태로 유지하여, 도시되지 않는 마이크로파 공급원에서, 공동공진기(20)에 마이크로파를 공급해서, 처리실(1)내에 플라즈마를 발생시킨다. 스테이지(2)에는 직류전원(11)에서 포지티브의 직류전압을 인가함과 동시에, 주파수를 연속적으로 변화시키면서 고주파진동원(42)을 진동시켜, 스테이지(2)상의 웨이퍼(18)를 진동시킨다.
인가된 직류전압에 의해, 웨이퍼(18)의 표면은 대전해서, 표면에 부착된 이물도 동시에 대전하여, 플라즈마와 웨이퍼(18)의 사이의 쉬스에 생기는 플라즈마 포텐셜의 전계에 의해 웨이퍼 표면에서 떼어내는 힘을 받는다. 이 상태에서 웨이퍼(18)를 고주파로 진동시키면, 진동에 의한 가속도로 웨이퍼(18) 표면의 이물은 전계에 의해 떼어내는 힘과의 맞추어져 진동하는 떼어내는 힘을 받는다. 이 진동주파수를 연속적으로 변화시켜 부착된 이물의 진동주파수와 맞추어지는 것에 의해 이물의 진동은 크게 되며, 웨이퍼 표면에서 이탈하여, 플라즈마내로 집어 넣는다. 이때, 웨이퍼(18)에 인가되는 전압은 플라즈마 포텐셜의 전압뿐이고, 이온충격등에 의한 웨이퍼(18)의 손상은 없다.
다음에 고주파전원(40)에서 링크상전극(41)에 고주파를 공급하여 링크상전극(41)의 주위에 플라즈마를 발생시켜 마이크로파의 공급을 서서히 내리면, 스테이지(2)상에 발생하고 있던 플라즈마는 서서히 소멸하여, 링크상전극(41)의 주위에 발생한 링크상의 플라즈마 만으로 된다. 플라즈마내로 집어 넣어진 이물은 플라즈마와 동시에 이동하여, 링크상전극(41) 주위의 플라즈마내로 가두어져, 고주파 전력의 공급을 정지하면 플라즈마는 소멸하고, 이물은 스테이지(2) 주위로 낙하한다. 이때 스테이지(2)의 주위를 배기구로 하여, 크리닝 가스를 흐르게 해놓는 것에 의해 보다 효율좋게 이물을 배출할 수 있다.
또 크리닝 가스에 의해 웨이퍼(18) 표면의 자연산화막 등도 이 이물제거 처리와 동시에 제거되어 크리닝 된다. 이와 같은 본 실시예에서는 낮은 손상으로 오염제거처리와 이물제거처리를 할 수 있다.
제6도는 본 발명에 의한 이물제거 방법 및 장치의 또 다른 실시예를 나타내는 도면에서, 43은 전자 샤워헤드, 44는 그전원, 45는 반송계의 암, 46은 제거전극이고, 제1도에 대응하는 부분에는 동일부호를 붙쳐서 중복하는 설명을 생략한다. 또 전자샤워헤드(43), 반송암(45), 제거전극(46)은 도시되지 않는 진공실의 내에서 설치되어 있고, 0.001에서 1Pa의 진공분위기로 되어 있다.
이 실시예는 드라이 프로세스장치에 조립된 반송기구, 진공실내의 이물을 제거하기 위한 것이고, 제6도에서, 반송암(45)의 통과 위치상에 전자샤워헤드(43)와 제거전극(46)이 설치되어 있다. 반송암(45)는 콘텐서(10)에 의해 직류 전위에서는 부유해있고, 전자샤워(43)에는 직류전원(11)에서 마이너스 직류전압이 인가되며, 제거전극(46)에는 직류전원(11)에서 포지티브의 직류전압이 인가되며, 고주파 증폭기(8)에서는 콘덴서(10), 저항(9)에 의해 정합이 취해져, 주파수를 연속적으로 변화시킨 고주파전압이 인가된다.
다음에 이 실시예의 동작을 설명한다.
반송암(45)을 전자샤워헤드(43)의 아래로 이동하여, 전자샤워헤드(43)을 동작시킴과 동시에 직류전원 11V에서 500V의 마이너스의 직류전압을 인가하며, 반송암(45)을 500V로 대전시킨다. 이때 반송암(45)에 부착된 이물과 함께 대전한다. 다음에 반송암(45)을 이물 제거전극(46)의 아래로 이동하여, 제거전극(46)과 반송암(45)과의 사이클 1㎜로 가까이 하여, 고주파 증폭기(8)에서 주파수를 연속적으로 변화시켰던 고주파 전압과, 직류전원(11)에서 플러스 직류전압이 제거전극(46)으로 인가된다. 반송암(45) 표면의 이물은 제거전극(46)과 반송암(45)의 사이에 형성되는 전계에 의해 제거전극(46)으로 끌어 붙이는 힘과 진동하는 힘을 받는다. 진동하는 주파수를 바꾸어 흡착된 이물의 진동주파수에 맞추는 것에 의해 이물의 진동은 크게 되고 반송암(45)에서 이탈하여, 제거전극(46)으로 흡착된다. 이때문에, 반동기구, 진공실이 크리닝되어 이것에서 웨이퍼에의 이물의 부착이 저감되어, 이물의 영향이 적은 처리가 실현할 수 있다.
제7도는 본 발명에 의한 이물제거방법 및 장치의 또다른 실시예를 나타내는 도면에 있어서, 47은 대향제거전극, 48은 스테이지전극, 49는 이온발생기, 50,51은 절환스위치이고, 제1도에 대응하는 부분에는 도일의 부호를 붙쳐서 중복하는 설명을 생략한다. 대향제거전극(47), 스테이지전극(48), 이온발생기(49)는 대기압의 산소가스분위기 중에 설치되어 있다.
이 실시예는 진공실을 필요로하지 않는 대기압 분위기로 웨이퍼와 반송기구등에서 이물을 제거하기 위한 것이고, 제7도에서 스테이지전극(48)의 표면에는 절연막(5)가 부착되어 있고, 그 위에 웨이퍼(18)을 실어, 그 대향면에 대향전극(47)이 설치된다. 스테이지전극(48)과 대향전극(47)에는 직류전원(11)에서 절환스위치(50,51)를 통해서 직류전압이 인가되며, 고주파증폭기(8)에서는 콘덴서(10), 저항(9)에 의해 정합을 취해서, 주파수를 연속적으로 변화시킨 고주파전압이 인가되며, 또 양전극 사이에는 이온발생기(49)에서 발생된 이온이 공급되도록 되어 있다.
다음에 그 실시예의 동작을 설명한다.
웨이퍼(18)를 스테이지전극상(48)에 실어, 절환스위치(50,51)에 의해 대향전극(47)과 이온발생기(49)에 마이너스의 극성을 접속하여, 스테이지전극(48)에 플러스의 극성을 접속하여, 500V의 직류전압을 인가한다. 이온발생기(49)에서 마이너스 이온을 발생시켜 웨이퍼(18)의 표면 및 표면에 부착된 이물을 마이너스로 대전시킨다. 다음에 절환스위치(50,51)를 절환대향전극(47)에 플러스의 극성을 접속하여, 스테이지전극(48)에 마이너스의 극성을 접속하여, 800V의 직류전압과, 고주파증폭기(8)에서 주파수를 연속적으로 변화시킨 고주파전압을 인가한다. 이것에 의해 제6도의 실시예와 같은 원리에 의해 웨이퍼(18)상의 이물을 이탈시켜, 대향전극(47)으로 흡착할 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면 진공중 뿐만 아니라, 대기압 분위기에 있어서도 같은 효과를 올릴 수가 있다.
본 발명에 의한 또다른 실시예를 설명한다. 웨이퍼를 회전원반에 흡착시켜, 이것을 고속으로 회전시켜서 웨이퍼에 부착된 이물에 원심력을 건다 이 상태에서 회전원반을 가진기(加震器)에 의해 진동시키고, 또 그 진동주파수를 서서히 바꾼다. 가진기의 진동주파수와 이물의 공진주파수가 맞을때 이물은 웨이퍼에서 이탈하여 제거할 수 있다.
이상 기술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 드라이한 분위기 및 진공의 분위기에서 웨이퍼상의 이물을 제거할 수 있기 때문에, 에칭장치, 성막장치와의 연속에서의 처리가 용이하게 됨 동시에, 처리실내 및 이물발생원으로 되는 가능성 있는 부분에서 이물을 제거할 수있어, 발진(發震)이 적은 처리가 가능하게 된다.
제8도는 본 발명에 의한 이물제거방법 및 장치의 또다른 실시예를 나타내는 도면이고, 52는 드라이세정실, 53은 출납실, 54는 이물제거, 라이트 에칭실, 55는 CVD 디포실, 56은 암세정실, 57은 스퍼터 데포실, 58은 게이트 밸브, 59는 반송실, 60은 반송로보트이다.
이 실시예는 먼저 설명한 실시예를 조합시켜, 이물의 저감을 도모한 성막장치에 관한 것이다. 제8도에서, 중앙에 반송실(59)있고, 그 중앙에는 반송로보트(60)가 설치되며, 게이트밸브(58)에 의해, 각 처리실과 접속할 수 있는 구성이고, 주위에 5개의 실이 설치되어 있다. 제1실은 출납실(53)이고, 제7도에 나타난 대기중에서의 이물제거수단을 설치한 드라이세정실(52)이 그 앞에 설치되며, 반입하는 웨이퍼의 표면에 부착된 이물, 이면에 부착된 이물을 제거하여, 웨이퍼에 의해 장치내에서의 이물을 가지고 들어오는 것을 방지하고 있다. 출납실(53)을 통해서, 웨이퍼를 진공인 반송실(59)에 로보트암(60)에 의해 반입하고, 다음에, 제5도에 나타난 이물제거, 드라이 에치실(54)로 반입하며, 재차 웨이퍼 표면의 이물을 제거함과 동시에 표면의 오염층을 제거하여, 처리완료 후 반송로보트(60)로 웨이퍼를 제3도에 나타난 크리닝 기구를 설치한 스퍼터데포실(57)로 이동하여, 텅스텐막을 스퍼터 성막한다. 반송로보트(60)의 반송암은 정기적으로 암세정실(56)에 웨이퍼를 싣는 부분을 넣어서, 그 표면에서 이물을 제거하고, 반송하는 웨이퍼에 이물이 부착하지 않도록 하고 있다. 암세정실(56)에는 제6도에 나타난 전자샤워헤드(43), 제거전극(46)이 있고, 앞의 실시예에서 설명한 방법으로 크리닝한다. 텅스텐막을 스퍼터성막한 후, CVD데포실(56)로 반송하여, CVD에서 텅스텐막을 더 성막한 후, 출납실(53)을 통해서 웨이퍼 진공실에서 꺼내어, 드라이세정실(53)에서 웨이퍼의 표면 및 이면의 이물을 더 제거하여 처리를 완료한다.
이상 기술한 바와 같이, 본 실시예에서는 드라이 프로세스처리의 전후에서, 이물을 제거하는 것으로 이물에 의한 결함의 발생을 방지함과 동시에, 다음의 공정에 이물을 들고가지 않도록하고 있다. 또, 드라이세정실(52)의 앞에 인라인으로 이물검사장치를 부착하는 것에 의해 이물의 관리를 확실하게 행할 수 있고, 또 안정한 생산을 행할 수 있다.
본 발명에 의한 또 다른 실시예로 해서는, 노광장치의 웨이퍼 스테이지에 제7도에 나타난 대기중에서의 이물제거장치를 부착하여, 스테이지표면의 이물제거, 노광하는 웨이퍼의 이물제거에 이용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 에칭과 성막의 대상으로 되는 웨이퍼등의 기판, 처리실의 내벽면, 성막을 위한 타겟트등의 처리실내의 것에 부착된 어떠한 이물도 제거할 수 있고, 그 기판을 이물이 부착되어 있지 않는 상태, 이탈된 이물이 재차 부착하지 않는 상태로 할 수 있고, 이러한 이물제거처리를 행한 상태대로해서, 그 이물제거처리에 계속해서 에칭처리와 성막처리를 행하게 할 수 있고, 노광공정과 같은 대기중의 처리에 놓여도 기판상의 이물제거, 노광스테이지 표면의 이물제거를 행한후, 계속해서 노광처리를 행할 수 있고, 작업공정의 삭감, 반도체의 디바이스 제조에서 제품수율의 향상이 도모되어 생산성이 향상한다.
이상, 본 발명의 구체예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 구체예에 한정해서 해석되어야 할 것이 아니고, 본 발명의 기술사상의 범위를 넘지 않고 상기한 구체예의 세부를 변화시키기거나 또는 본 발명의 구성요소의 조합을 변화시키는 것에 의해서도 본 발명의 목적이 달성되는 것이 명확하다.

Claims (22)

  1. 피처리기판의 표면에 부착된 이물을 제거하는 이물제거장치에 있어서, 상기 이물을 상기 피처리기판에서 떼어내는 방향으로 힘을 가하는 떼어내는 힘 인가수단과, 이물에 변동하는 힘을 인가하는 수단과, 이 진동시키는 주파수를 변화시키는 진동주파수 가변수단을 가지는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 떼어내는 힘 인가수단에 의해 상기 이물에 상기 떼어내는 방향으로 가하는 힘과 진동하는 힘이 정전기적인 힘인 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 떼어내는 힘 인가수단에 의해 상기 이물에 상기 떼어내는 방향으로 가하는 힘이 원심력인 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 떼어내는 힘 인가수단과 상기 진동하는 힘을 인가하는 수단과 상기 진동주파수 가변수단에 의해 상기 피처리기판의 표면에서 떼어낸 상기 이물을 상기 피처리피간의 영역외로 배출하는 이물 배출수단을 더 가지는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  5. 내부에 피처리물을 재치하는 재치 수단을 가지는 처리실내에서 상기 피처리기판의 표면에 부착된 이물을 제거하는 이물제거장치에 있어서, 상기 처리실의 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생수단과, 상기 피처리물을 재치하는 재치수단에 직류전압을 인가하는 직류전압 인가수단과, 상기 피처리물을 재치하는 재치수단에 주파수가변의 고주파전압을 인가하는 고주파전압인가 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 직류전압 인가수단이 상기 고주파전압 인가수단에 의해 발생하는 자기 바이어스 전압을 상기 피처리물을 재치하는 재치수단에 인가하는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 처리실의 벽면에 직류전압을 인가하는 직류전압 인가수단과, 상기 처리실의 벽면에 주파수가변의 고주파번압을 인가하는 고주파전압 인가수단을 더 가지는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  8. 내부에 피처리물을 재치하는 재치수단을 가지는 처리실내에서 상기 피처리기판의 표면에 부착된 이물을 제거하는 이물제거장치에 있어서, 상기 처리실의 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생수단과, 직류전원에 접속해서 상기 처리실의 내부에서 상기 플라즈마와 도통하는 양극을 가지고 상기 직류전원에 의해 상기 플라즈마에서 상기 양극에의 전자의 유입을 제어가능한 전극수단을 가지는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전극수단은 상기 처리실의 내부에서 상기 양극의 표면에 거의 평행한 자장을 형성하는 자장형성부를 더 가지는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 재치수단은 이 재치수단에 직류전압을 인가하는 직류전압 인가수단과, 상기 재치수단에 주파수 가변의 고주파전압을 인가하는 고주파전압 인가수단에 접속되어있는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  11. 내부에 피처리물을 재치하는 재치수단을 가지는 처리실내에서 상기 피처리기판의 표면에 부착된 이물을 제거하는 이물제거장치에 있어서, 상기 처리실의 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생수단과, 상기 처리실의 벽면에 직류전압을 인가하는 직류전압 인가수단과, 상기 처리실의 벽면에 주파수 가변의 고주파전압을 인가하는 고주파전압 인가수단을 가지는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 이물제거장치는 직류전원에 접속해서 상기 처리실의 내부에서 상기 플라즈마와 도통하는 양극을 가지고 상기 직류전원에 의해 상기 플라즈마에서 상기 양극에의 전자의 유입을 제어가능한 전극수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 전극수단은 제2의 주파수 가변의 고주파전압을 인가하는 제2의 고주파전압 인가수단에 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 재치수단은 이 재치수단에 직류전압을 인가하는 제2의 직류전압 인가수단과, 상기 재치수단에 제3의 주파수 가변의 고주파 전압을 인가하는 제3의 고주파전압 인가수단에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  15. 이물제거 대상물을 놓았던 영역에 전계를 발생시키는 전계발생수단과, 상기 발생시킨 전계를 변동시키는 전계변동수단, 상기 발생시킨 전계의 방향을 바꾸는 전계방향 전환수단과, 상기 영역에 이온을 공급하는 이온 공급수단을 가지는 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
  16. 피처리기판의 표면에 부착한 이물에 변동하는 외력을 인가해서 상기 이물을 공진시키고, 상기 공진에 의해 상기 피처리기판의 표면에서 떨어진 상기 이물을 상기 피처리기판의 영역외로 배제하는 것에 의해 상기 피처리기판에서 상기 이물을 제거하는 것을 특징으로 하는 이물제거방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 변동하는 외력을 상기 피처리기판을 재치하는 재치수단에 직류전압과 고주파전압을 인가하는 것에 의해 발생시키고, 상기 고주파전압의 주파수를 변동시키는 것에 의해 상기 이물을 공진시키는 것을 특징으로 하는 이물제거방법.
  18. 진공용기내에 배치된 피처리기판의 표면근방에 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마와 상기 피처리기판의 표면과의 사이의 전계를 변동시키는 것에 의해 상기 피처리기판의 표면에 부착된 이물을 공진시키며, 상기 공진에 의해 상기 피처리기판의 표면에서 떨어진 상기 이물을 상기 피처리기판의 영역외로 배치된 전극에 흡인시켜 상기 이물을 상기 피처리기판의 역역외로 배제하는 것에 의해 상기 피처리기판에서 상기 이물을 제거하는 것을 특징으로 하는 이물제거방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 피처리기판을 재치하는 재치수단에 직류전압과 고주파전압을 인가해서 상기 고주파전압의 주파수를 변동시키는 것에 의해 상기 플라즈마와 상기 피처리기판의 표면과의 사이의 전계를 변동시켜서 상기 피처리기판의 표면에 부착된 이물을 공진시키는 것을 특징으로 하는 이물제거방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 피처리기판을 재치하는 재치수단에 직류전압을 상기 진공용기의 벽면에 고주파전압을 인가하고, 상기 고주파전압의 주파수를 변동시킴으로써 상기 플라즈마와 상기 피처리기판의 표면과의 사이의 전계를 변동시키는 것에 의해 상기 플라즈마와 상기 피처리기판의 표면과의 사이의 전계를 변동시켜서 상기 피처리기판의 표면에 부착한 이물을 공진시키는 것을 특징으로 하는 이물제거방법.
  21. 특허청구 제8항에 나타난 이물제거수단에 의해 이물을 제거한 후, 성막, 에칭 등의 처리를 하는 것을 특징으로 하는 처리방법.
  22. 특허청구 11항의 장치에 의해, 처리실내면의 이물을 제거하는 처리, 기판에 부착된 이물을 제거하는 처리, 처리실내에서 성막, 에칭 등을 하는 처리를 조합시켜서 처리하는 것을 특징으로 하는 처리방법.
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