KR100272143B1 - Dry cleaning method - Google Patents

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미츠토시 고야마
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Abstract

본 발명은, ECR현상에 의해 플라즈마 생성을 행하는 반도체 제조장치에 있어서, 챔버내벽 전역에 퇴적된 반응생성물을 드라이클리닝에 의해 제거해서 발진(發塵)을 억제하고, 드라이클리닝의 소요 시간을 단축한다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for generating plasma by an ECR phenomenon, in which a reaction product deposited on the entire inner wall of a chamber is removed by dry cleaning to suppress generation of dust and shorten the time required for dry cleaning .

ECR현상에 의한 플라즈마 생성용의 플라즈마실(10: 이온원)과, 플라즈마실로 마이크로파를 도입하기 위한 마이크로파 도파관(12), 플라즈마실의 외측에 설치된 자기코일(13) 처리대상인 반도체 웨이퍼(1)를 수용하고 플라즈마실의 플라즈마 인출창에 이어진 반응실(14), 반응실 내에 설치되어 반도체 웨이퍼를 탑재하기 위한 시료대(17) 및, 반응실의 챔버측벽에 RF바이어스를 인가하기 위한 고주파전원(23)을 구비하여 이루어진다.A microwave waveguide 12 for introducing a microwave into a plasma chamber, and a semiconductor wafer 1 to be processed, which is a magnetic coil 13 provided outside of the plasma chamber, in a plasma chamber 10 (an ion source) A sample chamber 17 provided in the reaction chamber for mounting a semiconductor wafer thereon and a high frequency power source 23 for applying an RF bias to the chamber side wall of the reaction chamber .

Description

반도체 제조장치 및 그 드라이클리닝 방법Semiconductor manufacturing apparatus and dry cleaning method thereof

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 특히 챔버내벽의 부착물을 제거하는 드라이클리닝 기능을 갖춘 반도체 제조장치 및 그 드라이클리닝 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to a semiconductor manufacturing apparatus having a dry cleaning function for removing deposits on the inner wall of a chamber and a dry cleaning method thereof.

전자사이클로트론 공조(ECR)형의 이온원으로 생성된 플라즈마로부터 발산 자계에 의해 인출된 이온을 사용하는 반도체 제조장치의 일예로서, 반응실 내의 반도체 웨이퍼를 반응성 이온에칭(RIE)하기 위한 ECR에칭장치(ECR-RIE장치)가 있다.As an example of a semiconductor manufacturing apparatus using ions drawn out from a plasma generated by an electron cyclotron resonance (ECR) type ion source by a divergent magnetic field, an ECR etching apparatus for reactive ion etching (RIE) of a semiconductor wafer in a reaction chamber ECR-RIE device).

제4도는 종래의 ECR에칭장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.FIG. 4 schematically shows the structure of a conventional ECR etching apparatus.

이 ECR에칭장치는 이온원과 반응실의 장소가 다르고, 이온원에서 생성된 이온을 자계에 따라 반응실까지 인출하여 반도체 웨이퍼를 에칭하도록 구성되어 있다.In this ECR etching apparatus, the ion source and the reaction chamber are different from each other, and the semiconductor wafer is etched by drawing out the ions generated from the ion source to the reaction chamber according to the magnetic field.

즉, 플라즈마실(10) 내에 가스도입 구(11)로부터 에칭가스를 도입함과 더불어 마이크로파 도파관(12)으로부터 마이크로파 도파창(10a)을 통하여 마이크로 파를 도입하고, 상기 마이크로파와 자기코일(13)로 구성되는 자장과의 상호작용에 의해 ECR현상을 일으킴으로써 플라즈마실(10) 내에 고밀도의 플라즈마를 생성시킨다. 그리고, 발산자계에 의한 자장기울기로 일어나는 전계를 이용하여 플라즈마실(10; 이온원)의 플라즈마 인출창(15)으로부터 방향성이 있는 이온을 반응실(14)측으로 인출하여 반도체 웨이퍼(1)를 에칭하는 것이다.That is, an etching gas is introduced into the plasma chamber 10 from the gas inlet 11 and a microwave is introduced from the microwave waveguide 12 through the microwave waveguide 10a. And generates an ECR phenomenon by interaction with a magnetic field formed by the plasma. The directional ions are extracted from the plasma drawing window 15 of the plasma chamber 10 (ion source) to the reaction chamber 14 side using the electric field generated by the magnetic field gradient by the divergent magnetic field to etch the semiconductor wafer 1 .

이 경우, 반도체 웨이퍼(1)를 탑재하고 있는 시료대(17)에 고주파(RF) 전원(19)으로부터 RF바이어스를 인가함으로써 이온의 에너지를 비교적 자유롭게 제어할 수 있다는 특징이 있다. 또한, 플라즈마 인출창(15)으로부터 반응실(14)측으로 인출된 이온은 스트림형상으로 되고, 플라즈마 인출창(15)의 이측(이측)이나 반응실(14)의 챔버측벽 등에는 이온이 직접 조사된 플라즈마 비조사부(30)가 존재한다.In this case, the energy of the ions can be relatively freely controlled by applying RF bias from the RF power source 19 to the sample table 17 on which the semiconductor wafer 1 is mounted. The ions drawn out from the plasma drawing window 15 toward the reaction chamber 14 are in the form of a stream and ions are irradiated directly to the side wall of the plasma drawing window 15 or the chamber side wall of the reaction chamber 14 The plasma non-irradiating unit 30 is present.

더욱이, 제4도중 16은 반응실의 배기구, 18a 및 18b는 냉수관, 20은 메칭박스, 21은 직류전원, 22는 쵸크코일이다.Further, in the fourth step 16, an exhaust port 16 of the reaction chamber, 18a and 18b a cold water pipe, 20 a matching box, 21 a DC power source, and 22 a choke coil.

그런데, 상기 ECR에칭장치를 이용하여 Si, Mo, W등을 에칭하면, 반응실(14)의 챔버내벽에 증기압이 낮은 반응생성물이 퇴적되기 때문에, 상기 반응생성물을 제거하기 위하여 에칭가스 보다도 반웅성이 높은 가스를 사용하여 드라이클리닝을 행하고 있다.However, etching of Si, Mo, W, or the like using the above ECR etching apparatus deposits a reaction product having a low vapor pressure on the inner wall of the chamber of the reaction chamber 14, Dry cleaning is performed using this high gas.

그러나, 종래의 드라이클리닝에서는 상기 플라즈마 비조사부(30)에 퇴적된 반응생성물이 완전하게는 제거되지 않고, 상기 플라즈마 비조사부(30)의 잔존 퇴적물이 그 후의 처리공정에서 박리되어 반응실 내의 발진원(發塵源)으로 되고 있다.However, in the conventional dry cleaning, the reaction product deposited on the plasma non-irradiating portion 30 is not completely removed, and the remaining deposits of the plasma non-irradiating portion 30 are peeled off in the subsequent processing step, (Source of dust) is becoming.

또한, 종래의 드라이클리닝은 상기 자장기울기로 일어나는 전계에 좌우되지 않는 플라즈마중의 중성활성종(라디칼)에 의한 케미칼반응주체의 에칭에 의해 행해지기 때문에, 이온에 의한 물리적 스퍼터링에 비해 에칭속도가 늦어져 클리닝시간이 길어진다.Further, since the conventional dry cleaning is performed by etching the main body of the chemical reaction by the neutral active species (radicals) in the plasma which is not dependent on the electric field generated by the magnetic field gradient, the etching rate is slower than physical sputtering by ions The cleaning time becomes longer.

상기한 바와 같이, 종래의 ECR에칭장치는 에칭에 의해 플라즈마 비조사부에 퇴적된 반응생성물이 드라이클리닝에 의해 완전히 제거되지 않고, 잔존퇴적물이 발진 원으로 된다는 문제가 있었다.As described above, in the conventional ECR etching apparatus, there is a problem that the reaction product deposited on the plasma non-irradiated portion by etching is not completely removed by dry cleaning and the remaining sediment becomes an oscillation source.

또한, 플라즈마중의 라티칼에 의한 케미칼반응 주체의 에칭에 의해 드라이클리닝이 행해지기 때문에, 에칭속도가 늦어져 드라이클리닝의 소요 시간이 길어진다는 문제가 있었다.In addition, since dry cleaning is performed by etching of the chemical reaction main body by latices in the plasma, the etching rate is slowed, and there is a problem that the time required for dry cleaning becomes long.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 반응실의 챔버내벽 전역에 퇴적된 반응생성물을 드라이클리닝에 의해 제거하여 발진을 억제할 수 있으면서 드라이클리닝의 소요 시간을 단축한 반도체 제조장치 및 그 드라이클리닝 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Disclosure of the Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor manufacturing apparatus which can reduce the time required for dry cleaning while suppressing oscillation by removing reaction products deposited throughout the chamber inner walls of the reaction chamber by dry cleaning, And a dry cleaning method.

또한, 본 발명은 레이저광 도입을 창을 갖춘 챔버의 창 내측의 부착물을 제거한 반도체 제조장치 및 그 드라이클리닝 방법을 제공함에 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a semiconductor manufacturing apparatus and a dry cleaning method thereof in which deposits on the inside of a window of a chamber having a window for introducing laser light are removed.

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 ECR에칭장치의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸 도면,FIG. 1 schematically shows an example of the configuration of an ECR etching apparatus according to a first embodiment of the present invention,

제2도는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 제조장치의 일례를 개략적으로 나타낸 도면.FIG. 2 is a schematic view of an example of a semiconductor manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG.

제3도는 제2도의 반도체 제조장치의 변형예를 개략적으로 나타낸 도면.Fig. 3 schematically shows a modification of the semiconductor manufacturing apparatus of Fig. 2; Fig.

제4도는 종래의 ECR에칭장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a view schematically showing a configuration of a conventional ECR etching apparatus.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

1 : 반도체 웨이퍼 10 : 플라즈마실(이온원)1: semiconductor wafer 10: plasma chamber (ion source)

10a : 마이크로파 도파창 11 : 가스도입관10a: microwave wave window 11: gas introduction tube

12 : 마이크로파 도파관 13 : 자기코일12: microwave waveguide 13: magnetic coil

14 : 반응실 15 : 플라즈마 인출창14: reaction chamber 15: plasma withdrawal window

16 : 반응실의 배기구 17 : 시료대16: exhaust port of the reaction chamber 17:

18a, 18b : 냉수관 19 : 제1고주파 전원18a, 18b: cold water pipe 19: first high frequency power source

23 : 제2고주파 전원23: Second high frequency power source

상기 목적을 달성하기 위한 제1발명의 반도체 제조장치는, ECR현상에 의해 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마실과 상기 플라즈마실로 마이크로파를 도입하기 위한 마이크로파 도파관, 상기 플라즈마실의 외측에 설치된 자기코일, 처리대상인 반도체 웨이퍼를 수용하고 상기 플라즈마실의 플라즈마 인출창에 이어진 반응실, 상기 반응실 내에 설치되어 상기 반도체 웨이퍼를 재치하기 위한 시료대 및 상기 반응실의 챔버측벽에 고주파 바이어스를 인가하기 위한 고주파 전원을 구비한 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor manufacturing apparatus including a plasma chamber for generating a plasma by an ECR phenomenon, a microwave waveguide for introducing a microwave into the plasma chamber, a magnetic coil provided outside the plasma chamber, And a high frequency power source for applying a high frequency bias to a chamber side wall of the reaction chamber, the sample chamber being disposed in the reaction chamber and accommodating the semiconductor wafer, the high frequency power source being provided in the reaction chamber, .

또한, 제2발명의 반도체 제조장치는 ECR현상에 의해 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마실과, 상기 플라즈마실로 마이크로파를 도입하기 위한 마이크로파 도입관, 상기 플라즈마실의 외측에 설치된 자기코일, 에칭처리의 대상인 반도체 웨이퍼를 수용하고 상기 플라즈마실의 플라즈마 인출창에 이어진 반응실, 상기 반응실 내에 설치되어 상기 반도체 웨이퍼를 탑재하기 위한 시료대, 상기 시료대의 고주파 바이어스를 제1소정 기간 인가하기 위한 제1고주파 전원 및, 상기 반응실의 챔버측벽에 고주파 바이어스를 제2소정 기간 인가하여 챔버 측벽을 클리닝하는 제2고주파 전원을 구비한 것을 특징으로 한다.A semiconductor manufacturing apparatus according to a second aspect of the present invention includes a plasma chamber for generating a plasma by an ECR phenomenon, a microwave introduction tube for introducing the microwave into the plasma chamber, a magnetic coil provided outside the plasma chamber, A first RF power source for applying a high frequency bias of the sample stage for a first predetermined period of time, and a second RF power source for applying a high frequency bias of the sample stage for a first predetermined period; And a second high frequency power source for cleaning the chamber side wall by applying a high frequency bias to the chamber side wall of the reaction chamber for a second predetermined period.

또한, 제3발명의 반도체 제조장치의 드라이클리닝 방법은 마이크로파 도파관에 의해 도입되는 마이크로파와 자기코일로 구성되는 자장의 상호작용에 의해 ECR현상을 일으킴으로써 플라즈마실 중에 고밀도의 플라즈마를 생성하고, 이 플라즈마를 이용하여 반응실 내벽에 퇴적부착하고 있는 반응생성물을 제거하기 위하여 드라이클리닝을 행하는 경우에, 상기 플라즈마실로부터 발산자계에 의한 자장기울기로 일어나는 전계를 이용하여 이온을 상기 반응실측으로 인출하면서 상기 반응실의 챔버측벽에 고주파 바이어스를 인가한 상태로 클리닝을 행하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a dry cleaning method for a semiconductor manufacturing apparatus which generates an ECR phenomenon by interaction between a microwave introduced by a microwave waveguide and a magnetic field formed by a magnetic coil to generate a high density plasma in the plasma chamber, Wherein the ion exchange membrane is formed in the reaction chamber, and the ion exchange membrane is formed in the reaction chamber, and the ion exchange membrane is formed in the reaction chamber, And cleaning is performed in a state in which a high-frequency bias is applied to the chamber side wall of the chamber.

또한, 제4발명의 반도체 제조장치는 내부에 반도체 웨이퍼가 수용가능한 챔버와, 상기 챔버에 설치되어 챔버외부로부터 입사되는 레이저광을 통과시켜 상기 반도체 웨이퍼에 레이저광을 조사할 수 있는 레이저광 도입창, 상기 레이저도입창 외측의 둘레부에 걸쳐 설치된 링형상의 전극, 상기 전극에 고주파 바이어스를 인가하기 위하여 설치된 고주파 공급원 및, 상기 챔버에 설치되어 챔버외부로부터 소정의 가스를 챔버내부로 도입하기 위한 가스도입 구를 구비한 것을 특징으로 한다.A semiconductor manufacturing apparatus according to a fourth aspect of the present invention includes a chamber accommodating a semiconductor wafer therein, a laser light introducing window capable of irradiating the semiconductor wafer with laser light through a laser light incident from the outside of the chamber, A ring-shaped electrode provided on a circumference of the outside of the laser introduction window, a high-frequency supply source provided for applying a high-frequency bias to the electrode, gas for introducing a predetermined gas into the chamber from the outside of the chamber, And an introduction port.

또한, 제5발명의 반도체 제조장치는 내부에 반도체 웨이퍼가 수용가능한 챔버와, 상기 챔버에 설치되어 챔버외부로부터 입사되는 레이저광을 통과시켜 상기 반도체 웨이퍼에 레이저광을 조사할 수 있는 레이저광 도입창, 상기 레이저광 도입창의 외면측에 장착·이탈 자유자재로 설치된 전극, 상기 전극에 고주파 바이어스를 인가하기 위하여 설치된 고주파 공급원 및, 상기 챔버에 설치되어 챔버외부로부터 소정의 가스를 챔버내부로 도입하기 위한 가스도입구를 구비한 것을 특징으로 한다.A semiconductor manufacturing apparatus according to a fifth aspect of the present invention includes a chamber capable of accommodating a semiconductor wafer therein, a laser light introducing window capable of irradiating the semiconductor wafer with laser light through the laser light incident from the outside of the chamber, A high frequency supply source for applying a high frequency bias to the electrode, and a high frequency supply source for supplying a predetermined gas from the outside of the chamber to the inside of the chamber. And a gas inlet.

[실시예][Example]

이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings.

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 ECR에칭장치의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.FIG. 1 schematically shows an example of the configuration of an ECR etching apparatus according to the first embodiment of the present invention.

이 ECR에칭장치에 있어서, 10은 ECR현상에 의한 플라즈마 생성용의 플라즈마실 11은 상기 플라즈마실로 에칭가스를 도입하기 위한 가스도입구, 12는 마이크로파 전원(도시되지 않았음)에 이어진 마이크로파 도입관, 10a는 상기 마이크로파 도파관으로부터 상기 플라즈마실로 마이크로파를 도입하기 위한 마이크로파 도파창, 13은 상기 플라즈마실 및 마이크로파 도파관 일부의 외측에 설치된 자기코일, 14는 처리대상인 반도체 웨이퍼(1)를 수용하기 위한 반응실, 15는 상기 플라즈마실로부터 상기 반응실측으로 이온을 인출하기 위한 플라즈마 인출창, 16은 상기 반응실의 배기구이고, 외부의 진공펌프에 연결된다.In this ECR etching apparatus, reference numeral 10 denotes a plasma chamber for generating plasma by ECR phenomenon, reference numeral 12 denotes a gas inlet for introducing an etching gas into the plasma chamber, reference numeral 12 denotes a microwave introduction tube connected to a microwave power source (not shown) Reference numeral 10a denotes a microwave guide window for introducing a microwave into the plasma chamber from the microwave waveguide. Reference numeral 13 denotes a magnetic coil provided outside the plasma chamber and a part of the microwave waveguide. Reference numeral 14 denotes a reaction chamber for accommodating the semiconductor wafer 1 to be processed, 15 is a plasma drawing window for drawing out ions from the plasma chamber to the reaction chamber side, and 16 is an exhaust port of the reaction chamber and connected to an external vacuum pump.

17은 상기 반응실 내에 설치되어 상기 반도체 웨이퍼를 탑재하기 위한 시료대, 18a 및 18b는 상기 플라즈마실 및 상기 시료대를 냉각하기 위한 냉수를 도입하기 위한 냉수관, 19는 상기 시료대에, 예컨대 13.56MHz의 RF바이어스를 인가하기 위한 제1고주파 전원, 20은 상기 제1고주파 전원과 상기 시료대의 임피던스 정합을 위한 매칭박스, 21은 상기 시료대에 직류바이어스를 인가하기 위한 직류전원, 22는 상기 직류전원의 출력측에 삽입된 쵸크코일, 23은 상기 반응실의 챔버측벽에 , 예컨대 13.56Hz의 RF바이어스를 인가하기 위한 제2고주파 전원이다.Reference numeral 17 denotes a sample chamber for mounting the semiconductor wafer, 18a and 18b are cold water pipes for introducing cold water for cooling the plasma chamber and the sample chamber, 19, A matching box for impedance matching between the first RF power supply and the sample band, 21 a DC power supply for applying a DC bias to the sample stage, 22 a first high frequency power source for applying RF bias to the sample band, A choke coil 23 inserted into the output side of the power source, and a second high frequency power source 23 for applying an RF bias of 13.56 Hz to the chamber side wall of the reaction chamber.

상기 구성의 ECR에칭장치에 있어서, 통상의 웨이퍼 에칭(ECR에칭)을 행하는 경우에는 제1고주파 전원(19)을 동작시켜 시료대(17)에 RF바이어스를 인가하지만 반응실(14)의 챔버내벽에는 RF바이어스를 인가시키지 않도록 제어한다. (예컨대, 제2고주파 전원(23)을 동작시키지 않는다).In the ECR etching apparatus having the above configuration, when performing normal wafer etching (ECR etching), RF bias is applied to the sample table 17 by operating the first RF power supply 19, The RF bias is not applied. (For example, the second high frequency power supply 23 is not operated).

그리고, 마이크로파 도파관(12)으로부터 도입되는, 예컨대 2.45GHz의 마이크로파와 자기코일(13)로 구성되는, 예컨대 875가우스의 자장의 상호작용에 의해 ECR현상을 일으킴으로써, 플라즈마실(10) 내에 고밀도의 플라즈마를 생성하고, 발산자계에 의한 자장기울기로 일어나는 전계를 이응하여 상기 플라즈마실(10; 이온원)의 플라즈마 인출창(15)으로부터 이온을 반응실(14)측으로 인출하여 반도체 웨이퍼(1)를 에칭할 수 있다. 이 경우, 반도체 웨이퍼(1)를 탑재하고 있는 시료대(17)에 RF바이어스를 인가하기 때문에 이온의 에너지를 비교적 자유자재로 제어할 수 있다.The ECR phenomenon is caused by the interaction between a microwave of, for example, 2.45 GHz and a magnetic field of, for example, 875 gauss composed of the magnetic coil 13, introduced from the microwave waveguide 12, A plasma is generated and ions are drawn out from the plasma drawing window 15 of the plasma chamber 10 (ion source) toward the reaction chamber 14 in accordance with an electric field generated by a magnetic field gradient by a divergent magnetic field, Etching can be performed. In this case, since the RF bias is applied to the sample table 17 on which the semiconductor wafer 1 is mounted, the energy of the ions can be controlled with relative freedom.

이에 대하여, 드라이클리닝을 행하는 경우에는 제2고주파 전원(23)을 동작시켜 반응실(14)의 챔버측벽에 RF바이어스를 인가하지만, 시료대(17)에는 RF바이어스를 인가시키지 않도록 제어한다(예컨대, 제1고주파 전원(19)을 동작시키지 않는다).On the other hand, when dry cleaning is performed, RF bias is applied to the chamber side wall of the reaction chamber 14 by operating the second high frequency power supply 23, but the RF band is not applied to the sample stage 17 , The first RF power supply 19 is not operated).

이에 의해, 챔버내벽 전역에 플라즈마의 에칭종(특히 이온)을 행하도록 플라즈마 조사하는 것이 가능하게 되고, 상기 ECR에칭에 의해 챔버내벽 전역에 퇴적된 반응생성물(플라즈마 비조사부의 잔존반응생성물도 포함)을 드라이클리닝에 의해 제거할 수 있기 때문에, 발진을 억제할 수 있다.As a result, plasma irradiation can be performed so as to perform plasma etching (specifically, ions) over the entire inner wall of the chamber, and the reaction product deposited on the entire inner wall of the chamber (including the residual reaction product of plasma non- Can be removed by dry cleaning, so that oscillation can be suppressed.

상기 드라이클리닝 하는 경우에 챔버내벽 전역에 이온조사에 의한 물리적 스퍼터링을 행하기 때문에, 종래의 라디칼에 의한 화학적 반응이 주체인 클리닝에 비해 반응생성물의 에칭속도가 향상되기 때문에, 드라이클리닝의 소요 시간을 단축할 수 있다.In the case of performing the dry cleaning, physical sputtering is performed by ion irradiation over the entire inner wall of the chamber, so that the etching rate of the reaction product is improved compared to the cleaning in which the chemical reaction by the conventional radical is the main subject. Can be shortened.

더욱이, 본 발명은 상기 실시예의 ECR에칭장치에 한정되지 않고, 그 외의 반도체 제조장치에 있어서 챔버내벽에 반응생성물이 퇴적하는 것, 예컨대 반응실 내의 반도체 웨이퍼 상에 CVD막(기상성장막)을 퇴적하기 위한 ECR-CVD장치가 반응실 내의 반도체 웨이퍼 상에 금속막을 퇴적하기 위한 ECR스퍼터장치 등에 대해 적용할 수 있다.Furthermore, the present invention is not limited to the ECR etching apparatus of the above-described embodiments, but may be applied to other semiconductor manufacturing apparatuses in which reaction products are deposited on the inner wall of the chamber, for example, a CVD film (vapor deposition film) An ECR-CVD apparatus for applying a metal film to an ECR sputtering apparatus or the like for depositing a metal film on a semiconductor wafer in a reaction chamber.

제2도는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 제조장치의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸다.FIG. 2 schematically shows an example of the configuration of a semiconductor manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

제2도에 나타낸 반도체 제조장치에 있어서, 내부에 반도체 웨이퍼(1)가 수용가능한 챔버(40)는 그 한측면(예컨대, 상면부)에 예컨대, 석영을 이용한 레이저광 도입용 창(41)이 설치되고, 챔버 상방부로부터 입사되는 레이저광을 상기 창(41)을 통하여 챔버내부로 도입하여 챔버내부의 웨이퍼(1) 상에 레이저광을 조사하는 것이 가능한 구조를 갖춘다.In the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. 2, a chamber 40 in which a semiconductor wafer 1 can be accommodated is provided with a window 41 for introducing a laser beam using, for example, quartz on one side (for example, And a laser beam incident from the upper part of the chamber is introduced into the chamber through the window 41 to irradiate laser light onto the wafer 1 inside the chamber.

더욱이, 상기 챔버(40)는 가스도입 구(44)를 갖추고, 상기 창(41)의 외면측의 둘레부에 걸쳐 링형상의 전극(42)이 설치되어 있어 챔버외부의 RF원(43)으로부터 상기 전극(42)에 예컨대, 13.56MHz의 RF전력을 인가할 수 있도록 구성되어 있으며, 챔버(40)는 접지전위가 인가되어 있다.The chamber 40 is provided with a gas inlet 44 and a ring-shaped electrode 42 is provided on the periphery of the outer surface of the window 41. The RF source 43 The RF power of 13.56 MHz, for example, can be applied to the electrode 42, and the ground potential of the chamber 40 is applied.

더욱이, 석영을 이용한 레이저광 도입용 창(41)은 상기 챔버(40)에 대하여 기밀성을 유지하는 구조로 설치되어 있으며, 이 레이저광 도입용 창(41)의 존재에 의해 상기 전극(42)과 챔버(40)는 전기적으로 절연되어 있다.The window 41 for introducing laser light using quartz is provided in a structure that maintains airtightness with respect to the chamber 40. The presence of the window 41 for introducing the laser light causes the electrode 42 The chamber 40 is electrically insulated.

상기 구성에 의해, 챔버외부로부터 상기 가스도입 구(44)를 통하여 챔버내부로 소정의 가스(예컨대, Ar가스, 염소계가스)를 도입하고, 상기 전극(42)에 RF전력을 인가함으로써 도입가스를 플라즈마 방사시켜 상기 창(41)의 내측을 스퍼터링 하는 것이 가능한 스퍼터링 기능(드라이클리닝 기능)을 갖는다.A predetermined gas (for example, Ar gas or chlorine gas) is introduced from the outside of the chamber into the chamber through the gas inlet 44 and the RF power is applied to the electrode 42, And has a sputtering function (dry cleaning function) capable of sputtering the inside of the window 41 by radiating plasma.

제2도의 반도체 제조장치에 의하면, 반도체장치의 제조공정에 있어서 반도체 웨이퍼(1) 상의 절연막에 형성된 콘택홀등의 홀 또는 배선용홈등의 홈 내부에 금속재료를 레이저멜트법에 의해 매립하는 경우, 상기 창(41)의 내측에 금속재료가 부착한 것으로 하여도 상기한 바와 같은 스퍼터링 기능을 일으켜 상기 부착물을 제거할 수 있다. 이 경우, RF전력 인가용의 전극(42)은 창(41)의 바깥둘레부에 걸쳐 링형상으로 설치되어 있기 때문에, 레이저광의 조사중에서도 지장없이 스퍼터링 기능을 일으킬 수 있다.According to the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. 2, when a metal material is buried in a groove such as a hole or a wiring groove in a contact hole or the like formed in an insulating film on the semiconductor wafer 1 by a laser-melt method in a manufacturing process of a semiconductor device, Even if the metallic material is adhered to the inside of the window 41, the above-described sputtering function can be performed to remove the deposit. In this case, since the electrode 42 for RF power application is provided in a ring shape over the outer periphery of the window 41, the sputtering function can be generated without interfering with the irradiation of the laser beam.

제3도는 상기 제2실시예에 관한 반도체 제조장치의 변형예를 개략적으로 나타낸다. 제3도에 나타낸 반도체 제조장치는 제2도에 나타낸 반도체 제조장치와 비교하여 상기 링형상의 전극(42)에 대해, 챔버(40)의 레이저광 도입용 창(41)의 전면(상면)을 거의 전면적으로 덮는 형상의 전극(42a)을 장착·이탈 자유자재로 설치한 점이 다르고, 그 외는 동일하기 때문에, 제2도과 동일한 부호를 부여 하고 있다.FIG. 3 schematically shows a modified example of the semiconductor manufacturing apparatus according to the second embodiment. The semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. 3 differs from the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. 2 in that the front surface (upper surface) of the laser light introducing window 41 of the chamber 40 The same reference numerals as those in FIG. 2 are given because they are the same in that the electrodes 42a are formed so as to be freely attachable and detachable.

상기 전극(42a)은 상기 반도체 웨이퍼(1)에 레이저광을 조사하는 기간중에는 레이저광 도입창(41)의 외면측으로부터 이탈한 상태로 설치되고, 반도체 웨이퍼(1)에 레이저 광을 조사하지 않는 기간내의 임의의 기간에는 레이저광 도입창(41)의 외면측에 장착된다.The electrode 42a is provided in a state of being detached from the outer surface side of the laser light introduction window 41 during the period of irradiating the semiconductor wafer 1 with laser light, And is mounted on the outer surface side of the laser light introduction window 41 in an arbitrary period within the period.

제3도에 나타낸 반도체 제조장치에 의하면, 전극(42a)을 창(41) 위로부터 이탈한 상태로 레이저광의 조사를 행하는 것이 가능하고, 레이저광의 비조사시 예컨대, 챔버(40)와 외부의 웨이퍼 반송기구(도시하지 않았음)의 사이에서 웨이퍼(1)를 반출·반입하고 있는 경우에 상기 전극(42a)을 창(41) 상에 장착한 상태로 스퍼터기능을 일으킴으로써 상기 창(41) 내측의 부착물을 제거할 수 있다.3, it is possible to irradiate laser light in a state in which the electrode 42a is separated from the window 41. When the laser light is not irradiated, for example, the chamber 40 and the outside wafer When the wafer 1 is taken out and carried in between the transfer mechanism (not shown) and the electrode 42a is mounted on the window 41, Can be removed.

한편, 본원 청구범위의 각 구성요소에 병기한 도면 참조부호는 본원 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 본원 발명의 기술적 범위를 도면에 도시한 실시예로 한정할 의도로 병기한 것은 아니다.It is to be noted that the drawings are not intended to limit the technical scope of the present invention to the embodiments shown in the drawings, in order to facilitate understanding of the present invention.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 챔버내벽 전역에 퇴적된 반응생성물을 드라이클리닝에 의해 제거하여 발진을 억제할 수 있으면서 드라이클리닝의 소요 시간을 단축한 반도체 제조장치 및 그 드라이클리닝 방법을 실현할 수 있다.Industrial Applicability As described above, according to the present invention, it is possible to realize a semiconductor manufacturing apparatus and its dry cleaning method that can reduce the time required for dry cleaning while suppressing oscillation by removing the reaction products deposited over the entire inner wall of the chamber by dry cleaning .

또한, 본 발명에 의하면 레이저광 도입창을 갖춘 챔버 창의 내측에 금속재료등이 부착한 것에도 그를 제거할 수 있는 반도체 제조장치 및 그 드라이클리닝 방법을 실현할 수 있다.Further, according to the present invention, a semiconductor manufacturing apparatus and its dry cleaning method capable of removing a metal material or the like attached to the inside of a chamber window provided with a laser light introduction window can be realized.

Claims (6)

전자사이클로트론 공조현상에 의해 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마실(10)과, 이 플라즈마실(10)로 마이크로파를 도입하기 위한 마이크로파 도파관(12), 상기 플라즈마실(10)의 외측에 설치된 자기코일(13), 에칭처리의 대상인 반도체 웨이퍼를 수용하고 상기 플라즈마실(10)의 플라즈마 인출창에 이어진 반응실(14), 이 반응실(14) 내에 설치되어 상기 반도체 웨이퍼를 탑재 하기 위한 시료대(17), 이 시료대(17)에 고주파바이어스를 제1소정 기간 인가 하기 위한 제1고주파 전원(19) 및, 상기 반응실(14)의 챔버측벽에 고주파바이어스를 제2소정 기간 인가하여 챔버 측벽을 클리닝하는 제2고주파 전원(23)을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.A microwave waveguide 12 for introducing a microwave into the plasma chamber 10; a magnetic coil 13 provided outside the plasma chamber 10; a plasma chamber 10 for generating plasma by an electron cyclotron resonance phenomenon; A reaction chamber 14 accommodating a semiconductor wafer to be etched and connected to a plasma drawing window of the plasma chamber 10; a sample table 17 installed in the reaction chamber 14 for mounting the semiconductor wafer; A first high frequency power source 19 for applying a high frequency bias to the sample stage 17 for a first predetermined period and a high frequency power source 19 for applying a high frequency bias to the chamber side wall of the reaction chamber 14 for a second predetermined period, And a second high frequency power source (23) for generating a second high frequency power. 마이크로파 도파관(12)에 의해 도입되는 마이크로파와 자기코일(13)로 구성되는 자장의 상호작용에 의해 전자사이클로트론 공조현상을 일으킴으로써 플라즈마실(10)중에 고밀도의 플라즈마를 생성하고, 이 플라즈마를 이용하여 반응실(14)의 챔버내벽에 퇴적부착하고 있는 반응생성물을 제거하기 위한 드라이클리닝을 행하는 경우에, 상기 플라즈마실(10)로부터 발산자계에 의한 자장기울기로 일어나는 전계를 이용하여 이온을 상기 반응실(10)측으로 인출하면서 상기 반응실(10)의 측벽에 고주파바이어스를 인가한 상태로 클리닝을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 드라이클리닝 방법.Density plasma is generated in the plasma chamber 10 by causing an electron cyclotron resonance phenomenon by interaction between a microwave introduced by the microwave waveguide 12 and a magnetic field formed by the magnetic coil 13, When dry cleaning is performed to remove reaction products deposited on the inner wall of the chamber of the reaction chamber 14, ions are introduced into the reaction chamber 14 by using an electric field generated by a magnetic field gradient by a divergent magnetic field from the plasma chamber 10, (10) while applying a high-frequency bias to the side wall of the reaction chamber (10). 내부에 반도체 웨이퍼가 수용가능한 챔버(40)와, 이 챔버(40)에 설치되어 챔버외부로부터 입사되는 레이저광을 통과시켜 상기 반도체 웨이퍼에 레이저광을 조사하는 것이 가능한 레이저광 도입창(41), 이 레이저광 도입창(41) 외측의 둘레부에 걸쳐 설치된 링형상의 전원, 상기 전극에 고주파바이어스를 인가하기 위하여 설치된 고주파 공급원(43) 상기 챔버(40)에 설치되어 챔버(40)외부로부터 소정의 가스를 챔버내부로 도입하기 위한 가스도입구(44)를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.A laser light introduction window 41 provided in the chamber 40 and capable of passing laser light incident from the outside of the chamber and irradiating the semiconductor wafer with laser light, A high frequency supply source 43 provided for applying a high frequency bias to the electrode is provided in the chamber 40 and is provided in the chamber 40. The high frequency supply source 43 is provided in the chamber 40, And a gas inlet (44) for introducing a gas of a predetermined temperature into the chamber. 내부에 반도체 웨이퍼가 수용가능한 챔버(40)와 상기 챔버(40)에 설치되어 챔버(40)외부로부터 입사되는 레이저광을 통과시켜 상기 반도체 웨이퍼에 레이저광을 조사하는 것이 가능한 레이저광 도입창(41), 상기 레이저광 도입창(41)의 외면측에 장착·이탈 자유자재로 설치된 전극(42a), 상기 전극에 고주파바이어스를 인가하기 위하여 설치된 고주파 공급원(43), 상기 챔버(40)에 설치되어 챔버(40)외부로부터 소정의 가스를 챔버(40)내부로 도입하기 위한 가스도입구(44)를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.And a laser light introducing window 41 which is provided in the chamber 40 and through which laser light incident from the outside of the chamber 40 can pass to irradiate the semiconductor wafer with laser light, An electrode 42a provided on the outer surface side of the laser light introduction window 41 so as to be freely attached and detached, a high frequency supply source 43 provided for applying a high frequency bias to the electrode, And a gas inlet (44) for introducing a predetermined gas into the chamber (40) from the outside of the chamber (40). 제4항에 있어서, 반도체 제조장치에 있어서 상기 전극(42a)은 상기 반도체웨이퍼에 레이저광을 조사하는 기간중에는 상기 레이저광 도입창(41)의 외면측으로부터 이탈한 상태로 설정되고, 상기 반도체 웨이퍼에 레이저광을 조사하지 않는 기간내 임의의 기간에는 상기 레이저광 도입창(41)의 외면측에 장착된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.5. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 4, wherein the electrode (42a) is set in a state of being separated from the outer surface side of the laser light introduction window (41) during a period of irradiating the semiconductor wafer with laser light, Is installed on the outer surface side of the laser light introduction window (41) during an arbitrary period of time during which no laser light is irradiated to the laser light introduction window (41). 레이저광 도입창(41)을 갖춘 챔버(40)내에 반도체 웨이퍼를 수용하고, 상기 챔버의 외부로부터 입사되는 레이저광을 상기 레이저광 도입창(41)을 통하여 상기 반도체 웨이퍼 상에 조사하는 경우, 상기 챔버(40) 내에 가스를 도입함과 더불어 상기 레이저광 도입창(41)의 외면측 바깥둘레부에 걸쳐 링형상의 전극에 고주파전력을 인가함으로써 플라즈마 방전에 의해 상기 레이저광 도입창(41)의 내측을 스팩터링시켜 상기 레이저광 도입창(41) 내측의 부착물을 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 드라이클리닝 방법.When a semiconductor wafer is accommodated in a chamber 40 having a laser light introducing window 41 and laser light incident from the outside of the chamber is irradiated onto the semiconductor wafer through the laser light introducing window 41, The gas is introduced into the chamber 40 and high-frequency power is applied to the ring-shaped electrode over the outer circumferential side of the outer side of the laser light introduction window 41, And the inside of the laser light introducing window (41) is removed by removing the deposit inside the laser light introducing window (41).
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