KR100319468B1 - Plasma Treatment Method - Google Patents
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Abstract
정전 척에 플러스 직류 전압을 인가함으로써, 발생하는 정전기력을 이용하여 웨이퍼를 정전 척상에 흡착시키는 한편, 처리실내에 처리가스를 공급하면서 플라즈마를 발생시키고, 웨이퍼에 대해 플라즈마 처리를 시행한다. 처리를 한 웨이퍼를 정전 척상으로부터 떼어낸 후, 다음의 웨이퍼를 정전 척상에 흡착시키기 전에, 처리실내에 질소 가스를 도입한 상태에서, 정전 척에대해 마이너스의 직류 전압을 인가하여 직류 방전 시킨다. 이에 의해, 기체속의 전하가 정전 척에 이끌려 정전 척의 표면이 플러스로 대전하고, 흡착 불량이 발생하지 않게 된다.By applying a positive DC voltage to the electrostatic chuck, the wafer is adsorbed onto the electrostatic chuck using the generated electrostatic force, the plasma is generated while supplying the processing gas into the processing chamber, and the wafer is subjected to plasma treatment. After the processed wafer is removed from the electrostatic chuck, before the next wafer is adsorbed onto the electrostatic chuck, a negative DC voltage is applied to the electrostatic chuck with direct current discharge while nitrogen gas is introduced into the process chamber. As a result, the charge in the gas is attracted to the electrostatic chuck, and the surface of the electrostatic chuck is positively charged, so that adsorption failure does not occur.
Description
본 발명 은, 반도체 웨이퍼(wafer)나 LCD기판등의 피처리체에 대하여 에칭 (Etching)등의 플라즈마처리를 하기 위한 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing method for performing plasma processing such as etching on a target object such as a semiconductor wafer or an LCD substrate.
반도체 디바이스를 처리할 시에 반도체 웨이퍼등의 표면의 절연막을 에칭하여, 콘택트홀을 형성하기 위해, 종래부터 플라즈마를 이용하는 에칭장치가 사용되고 있다. 그 중에서도, 처리실내의 위 아래에 전극을 대향 배치한 평행평판형의 에칭 장치는, 비교적 입구 지름이 큰(대구경)의 웨이퍼의 처리에 적합하기 때문에 많이 사용되고 있다.Background Art An etching apparatus using plasma has conventionally been used to etch insulating films on surfaces of semiconductor wafers and the like to form contact holes when processing semiconductor devices. Among them, a parallel plate etching apparatus in which electrodes are disposed on the upper and lower sides of a processing chamber is widely used because it is suitable for processing a wafer having a relatively large inlet diameter (large diameter).
평행평판형의 에칭장치에 있어서는, 에칭 중, 웨이퍼를 소정 위치로유지할 필요가 있기 때문에, 예를 들면 특개평 4-51542호에 개시되어 있는 바와 같이, 정전 척(chuck)이 하측 전극상에 설치된다. 정전 척은 절연체로 싸인 전극을 가지며, 직류 전압을 이 전극에 인가했을 때에 발생하는 정전기력 (크론력)에 의해 웨이퍼를 흡착 유지한다.In the parallel flat etching apparatus, since the wafer needs to be held at a predetermined position during etching, an electrostatic chuck is provided on the lower electrode, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-51542. do. The electrostatic chuck has an electrode wrapped with an insulator, and absorbs and holds the wafer by the electrostatic force (cron force) generated when a direct current voltage is applied to the electrode.
피처리체의 흡착 회수가 많아지면, 정전 척의 절연체 표면에, 피처리체를 흡착할 시에 인가되는 직류 전압과는 반대의 극성 전하가 점차로 잔류하게 된다. 그 결과, 정전 척에 직류 전압을 인가하더라도 웨이퍼를 확실하게 흡착할수 없게될 우려가 있다. 이 문제에 대응하기 위하여, 하기와 같은 방법이 제안되고 있다.As the number of times of adsorption of the object to be processed increases, the polarity charges opposite to the direct current voltage applied when the object to be processed are adsorbed gradually remain on the insulator surface of the electrostatic chuck. As a result, even if a direct current voltage is applied to the electrostatic chuck, the wafer may not be reliably adsorbed. In order to cope with this problem, the following method has been proposed.
예를 들면, 특공소63-36138호에 있어서는, 웨이퍼를 이탈시킨 후에, 방전압력의 가스를 처리실내로 도입하고, 처리실내의 전극으로 고주파 방전시켜서 정전척의 흡착 불량을 방지하는 방법, 즉, 플라즈마 제전방법이 개시 된다. 또한 상술한 특개평4-51542호에 있어서는, 웨이퍼를 이탈시킨 후에 불활성 가스를 도입하여 고주파 방전시키는 것이 개시되어 있다.For example, in Japanese Unexamined Patent Application No. 63-36138, a method of preventing adsorption failure of an electrostatic chuck by introducing a gas having a discharge pressure into a processing chamber and discharging a high frequency discharge with an electrode in the processing chamber after the wafer is removed, that is, plasma An antistatic method is disclosed. In addition, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-51542, it is disclosed that an inert gas is introduced and the high frequency discharge is performed after the wafer is separated.
상기 종래의 방법은, 모두 본래의 에칭과 동일한 방전 상태로 전하를 제거하도록 하고 있다. 이 때문에, 제전시에 정전 척 표면에 반응생성물이 퇴적하거나(이른바 「디포(deposit)」부착), 정전 척의 표면이 스팟터 링(sputtering)된다고 하는 문제가 있다.In the conventional method, all of the charges are removed in the same discharge state as the original etching. For this reason, there exists a problem that reaction product accumulates on the surface of an electrostatic chuck at the time of static elimination (so-called "deposit" attachment), or the surface of the electrostatic chuck is spottered.
또한, 상기 종래 의 기술은, 에칭 완료된 웨이퍼를 처리실내로부터 다 반출되기를 기다려 플라즈마 방전을 발생시켜서 전하를 제거하고, 그 전하의 제거가 종료하고 나서 다음의 웨이퍼를 처리실내로 반입시키고 있다. 즉, 웨이퍼의 처리 실내로부터의 반출공정및 치리실내로의 반입 공정과, 제전 공정을 동시에 할 수 없고, 수율이 저하된다.The conventional technique waits for all the etched wafers to be taken out of the processing chamber, generates plasma discharge to remove the charges, and carries out the next wafer into the processing chamber after the removal of the charges is completed. That is, the carrying out process of the wafer from the processing room and the carrying-in process into the dental chamber and the antistatic process cannot be performed at the same time, and the yield falls.
또한, 웨이퍼를 정전 척상에 재치하기 전에 직류 전압을 정전 척에 인가할경우, 이에 의해 다른 문제가 발생한다. 즉, 이러한 종류의 에칭 장치등은, 재치대내로 설치되며 그 선단이 정전 척으로부터 돌출이 자유로운 리프터 핀(lefer pin)등의 지지 부재를 갖는다. 지지부재는, 처리실내로 반송아암등의 반송 수단에 의해 반입된 웨이퍼를 정전척상에 재치하거나, 또한 처리가 끝난 웨이퍼를 정전 척으로부터 격리시켜, 반송 수단에 건네기 위하여 사용된다.In addition, when a direct current voltage is applied to the electrostatic chuck before placing the wafer on the electrostatic chuck, another problem arises thereby. That is, an etching apparatus of this kind or the like has a supporting member such as a lifter pin, which is provided in a mounting table and whose tip is free from protrusion from the electrostatic chuck. The support member is used to mount the wafer carried into the processing chamber by a transfer means such as a transfer arm on the electrostatic chuck, or to isolate the processed wafer from the electrostatic chuck and pass it to the transfer means.
지지부재는 저항을 통하여 접지되어 있기 때문에, 웨이퍼가 정전척상에 재치되기 전에, 직류 전압을 정전 척에 인가하면 지지부재가 상승했을 때에 지지부재와 정전척과의 사이에서 직류 방전이 발생 한다.Since the support member is grounded through a resistor, if a direct current voltage is applied to the electrostatic chuck before the wafer is placed on the electrostatic chuck, a direct current discharge occurs between the support member and the electrostatic chuck when the support member rises.
정전 척에 예를 들면 플러스의 직류 전압을 인가해두면, 직류 방전에 기인하여 마이너스의 전하가 정전척 표면에 체류하고, 그에 의해 흡착 불량이 발생하는 경우가 있다.If a positive DC voltage is applied to the electrostatic chuck, for example, negative charges may remain on the surface of the electrostatic chuck due to the direct current discharge, thereby resulting in poor adsorption.
본 발명은, 정전 척을 손상하거나 정전 척상에 반응생성물을 퇴적시키지 않고, 정전 척의 흡착 불량을 방지할 수 있는 프라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a plasma treatment method capable of preventing a poor adsorption of an electrostatic chuck without damaging the electrostatic chuck or depositing a reaction product on the electrostatic chuck.
또한, 본 발명은, 수율을 저하시키지 않고 정전 척상의 잔류 전하를 제거할 수 있는 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Moreover, an object of this invention is to provide the plasma processing method which can remove the residual electric charge on an electrostatic chuck, without reducing a yield.
또한 본 발명은, 피처리체 재치시의 직류 방전에 기인하는 정전 척의 흡착 불량을 방지할 수 있는 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Moreover, an object of this invention is to provide the plasma processing method which can prevent the adsorption failure of the electrostatic chuck resulting from the direct current discharge at the time of mounting of a to-be-processed object.
또한 본 발명은, 피처리체상의 잔류 전하를 제거할 수 있는 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Moreover, an object of this invention is to provide the plasma processing method which can remove the residual electric charge on a to-be-processed object.
본 발명의 제 1 관점 에 관한 플라즈마 처리 방법은, 처리실내에 설치된 정전 척에 제 1 극성 의 직류 전압을 인가하는 것에 의해, 상기 정전 척상에 피처리체를 흡착 유지하는 한편, 상기 처리실내에 제 1 가스를 공급하면서 고주파 전력으로 상기 제 1 가스를 플라즈마화하고, 상기 플라즈마를 사용하여 상기 피처리체에 플라즈마 처리를 하는 처리공정과,In the plasma processing method according to the first aspect of the present invention, by applying a DC voltage having a first polarity to an electrostatic chuck installed in the processing chamber, the target object is adsorbed and held on the electrostatic chuck, and the first processing chamber is disposed in the first processing chamber. A processing step of converting the first gas into a plasma at a high frequency power while supplying a gas, and performing a plasma treatment on the target object using the plasma;
상기 처리공정 후, 상기 제 1 가스의 공급과 상기 고주파 전력의 공급을 정지함과 동시에, 상기 피처리체를 상기 정전 척으로부터 떼어놓는 격리 공정과,An isolation step of stopping the supply of the first gas and the supply of the high frequency power after the treatment step, and separating the object from the electrostatic chuck;
상기 격리 공전후, 상기 처리실내에 제 2 가스를 공급하면서, 상기 정전 척에 상기 제 1 극성과는 반대의 제 2 극성의 직류 전압을 인가하는 제 2 극성 공정을 구비한다.And a second polarity step of applying a DC voltage of a second polarity opposite to the first polarity to the electrostatic chuck while supplying a second gas into the processing chamber after the isolation revolving.
본 발명의 제 2 관점에 관한 플라즈마 처리 방법은,The plasma processing method according to the second aspect of the present invention,
처리실내에 설치된 정전 척에 직류 전압을 인가하는 것에 의해, 상기 정전 척상에 피처리체를 흡착 유지하는 한편, 상기 처리실내에 제 1 가스를 공급함과 동시에 상기 처리실내를 제 1 압력으로 설정하면서 고주파 전력으로 상기 제 1가스를 플라즈마화하고, 상기 플라즈마를 사용하여 상기 피처리체에 플라즈마 처리를 하는 플라즈마 처리방법:By applying a DC voltage to the electrostatic chuck installed in the processing chamber, the target object is adsorbed and held on the electrostatic chuck, while supplying a first gas into the processing chamber and setting the inside of the processing chamber to the first pressure, the high frequency power is applied. Plasma treatment of the first gas, and plasma treatment of the target object using the plasma;
상기 피처리체를 상기 정전 척상에 재치하고, 상기 처리실내에 상기 제 1 가스를 도입함과 동시에, 상기 처리실내를 직류 방전이 발생하는 제 2 압력으로 설정하는 제 1 공정과,A first step of placing the workpiece on the electrostatic chuck, introducing the first gas into the processing chamber, and setting the interior of the processing chamber to a second pressure at which a direct current discharge occurs;
상기 제 1 공정 후, 상기 정전 척에 직류 전압을 인가하는 제 2 공정과,A second step of applying a DC voltage to the electrostatic chuck after the first step,
상기 제 2 공정 후, 상기 처리실내를 상기 제 1 압력으로 설정하는 제 3 공정과,A third step of setting the inside of the processing chamber to the first pressure after the second step;
상기 제 3 공정 후, 상기 고주파 전력을 공급하는 제 4 공정을 구비한다.And a fourth step of supplying the high frequency power after the third step.
본 발명의 제 3 관점에 관한 플라즈마 처리 방법은,Plasma processing method according to the third aspect of the present invention,
처리실내에 설치된 정전 척에 직류전압을 인가함으로써, 상기 정전 척상에 피처리체를 흡착 유지하는 한편, 상기 처리실내에 제 1 가스를 공급하면서, 상기 처리실내에서 제 1 갭을 통하여 서로 대향하는 제 1 및 제 2 전극에 각각 제 1 및 제 2 주파수의 고주파 전력을 제 1 및 제 2 출력으로 인가하여 상기 제 1 유리를 플라즈마화하고, 상기 플라즈마를 이용하여 상기 피처리체에 플라즈마처리를 하는 처리 공정과, 상기 정전 척은 상기 제 2 전극에 대향하도록 상기 제 1 전극상에 설치되는 것과, 상기 제 1 주파수는 상기 제 2 주파수보다도 낮은 것과,By applying a DC voltage to the electrostatic chuck installed in the processing chamber, the first object facing each other through the first gap in the processing chamber while supplying a first gas into the processing chamber while adsorbing and holding the target object on the electrostatic chuck. And a treatment step of applying a high frequency power of a first frequency and a second frequency to a second electrode as first and second outputs to plasma the first glass, and performing plasma treatment on the target object using the plasma. The electrostatic chuck is provided on the first electrode so as to face the second electrode, the first frequency is lower than the second frequency,
상기 처리 공정후, 상기 처리실내로 불활성 가스로 이루어지는 제 2 가스를 공급하면서, 상기 처리실내에서 제 2 갭을 통하여 서로 대향하는 상기 제 1 및 제 2 전극의 상기 제 2 전극관에 상기 제 2 주파수의 고주파 전력을 제 3 출력으로 인가하여 상기 제 2 가스를 플라즈마화하는 2차 플라즈마 공정과, 상기 제 2 갭은 상기 제 l 갭보다도 큰 것과, 상기 제 3출력은, 상기 제 2 출력보다도 작은 것을 구비한다.After the treatment step, the second frequency is supplied to the second electrode tube of the first and second electrodes facing each other through a second gap in the treatment chamber while supplying a second gas made of an inert gas into the treatment chamber. The second plasma is applied to the third output by applying a high frequency power of the second gas, the second gap is larger than the first gap, and the third output is smaller than the second output. Equipped.
본 발명의 제 4 관점 에 관한 플라즈마 처리 방법은,Plasma processing method according to a fourth aspect of the present invention,
처리실내에 설치된 정전 척에 직류전압을 인가함으로써, 상기 정전 척상에 피처리체를 흡착 유지하는 한편, 상기 처리실내에 제 1 가스를 공급함과 동시에,상기 처리실내를 제 1 진공압력으로 설정하면서 고주파 전력으로 상기 제 1 가스를 플라즈마화하고, 상기 플라즈마를 이용하여 상기 피처리체에 플라즈마처리를 하는 처리공정과,By applying a DC voltage to the electrostatic chuck installed in the processing chamber, the target object is adsorbed and held on the electrostatic chuck, while supplying a first gas into the processing chamber, while setting the inside of the processing chamber to the first vacuum pressure, high frequency power is applied. Treating the first gas into a plasma and subjecting the target object to plasma using the plasma;
상기 처리 공정후, 상기 처리실내에 제 2 가스를 공급함과 동시에, 상기 처리실내를 제 2 진공 압력으로 설정하고, 상기 피처리체를 상기 정전 척에서 떼어내는 격리 공정과,An isolation step of supplying a second gas into the processing chamber after the processing step, setting the inside of the processing chamber to a second vacuum pressure, and removing the object from the electrostatic chuck;
상기 제 2 진공 압력은, 0.5Torr∼3Torr인 것을 구비한다.The second vacuum pressure is provided with 0.5 Torr to 3 Torr.
여기서, 「정전 척」이란, 예를 들면, 도전성의 박막을 플리아미드계 수지등의 절연 재료막에 의해 상하로부터 협지한 구성을 갖는다.Here, the "electrostatic chuck" has, for example, a structure in which a conductive thin film is sandwiched from above and below by an insulating material film such as polyamide-based resin.
「정전 척에 직류 전압을 인가한다」라는 것은, 그처럼 구성된 정전 척내의 상기 박막, 즉, 전극에 소정의 직류 전압을 인가하는 것을 의미한다. 그리고 정전 척내의 상기 박막에 소정의 직류 전압을 인가하는 것에 의해, 클론력 (coulomb force)을 발생 시키면, 이 클론력에 의해 피처리체를 정전 척의 상면에 흡착 유지할 수 있게 된다."Applying a DC voltage to the electrostatic chuck" means applying a predetermined DC voltage to the thin film, that is, the electrode in the electrostatic chuck configured as described above. When a coulomb force is generated by applying a predetermined DC voltage to the thin film in the electrostatic chuck, the object can be adsorbed and held on the upper surface of the electrostatic chuck by the clone force.
제 1 도에 도시한 에칭 장치(1)는, 기밀하게 폐쇄 자유로운 산화 알루마이트 처리된 알루미늄등의 도전성 재료로 이루어지는 원통형상의 처리 용기(3)내에 형성된 처리실(2)을 갖는다. 처리 용기(3)는 접지선(4)을 통하여 접지된다. 처리실(2)내의 바닥부에는 세라믹등의 절연성 재료로 이루어지는 지지판(5)이 설치된다. 지지판(5)상에 하측 전극을 구성하는 대략 원주형상의 서셉터(6)(suscepte)가 설치된다. 서셉터(6)는 피처리체 예를 들면 직경 8인치의 반도체 웨이퍼(W)를 재치하도록되어 형성된다. 서셉터(6)는, 지지판(5)및 처리용기(3)의 바닥부를 유관 遺貫 하는 승강측(7)에 의해 지지된다. 승강측(7)은, 처리 용기(3)의 부에 설치되는 구동 모터(8)에 의해 상하 움직인다. 따라서, 구동 모터(8)의 동작에 의해, 서셉터 (6)는, 제 1 도중의 왕복 화살표로 도시하는 바와 같이, 상하 운동이 자유로워진다. 처리실(2)의 기밀성을 확보하기 위한, 서셉터(6)와 절연 지지판(5)과의 사이에는, 승강측(7)의 바깥쪽을 둘러싸도록 신축 자유로운 기밀부재 예를 들면, 벨로우즈(9)(bellows)가 설치 된다. 서셉터(6)는 표면이 산화 처리된 알루미늄으로 이루어 진다. 서셉터(6)의 내부에는, 온도 조절 수단, 예를 들면 세라믹히터등의 가열 수단(도시 않음)이나, 외부의 냉매원(도시 않음)과의 사이에서 냉매를 순환시키기위한 냉매 순환로(도시 않음)이 설치된다. 이에 따라, 서셉터(6)상의 웨이퍼(W)를 소정 온도로 유지할 수 있게 된다. 웨이퍼(W)의 온도는, 온도센서(도시 않음), 온도 제어 기구(도시 않음)에 의해 자동적으로 제어된다.The etching apparatus 1 shown in FIG. 1 has a processing chamber 2 formed in a cylindrical processing container 3 made of a conductive material such as aluminum which is hermetically closed and free of anodized aluminum. The processing container 3 is grounded through the ground wire 4. At the bottom of the processing chamber 2, a support plate 5 made of an insulating material such as ceramic is provided. A substantially cylindrical susceptor 6 (suscepte) constituting the lower electrode is provided on the supporting plate 5. The susceptor 6 is formed by mounting a workpiece, for example, a semiconductor wafer W having a diameter of 8 inches. The susceptor 6 is supported by the lifting plate 7 which carries out the support plate 5 and the bottom part of the processing container 3. The lifting side 7 moves up and down by the drive motor 8 provided in the portion of the processing container 3. Therefore, by the operation of the drive motor 8, the susceptor 6 frees up and down movement, as shown by the reciprocating arrow in the first middle. An airtight member, for example, a bellows 9, which is freely stretchable to surround the outside of the lifting side 7 between the susceptor 6 and the insulating support plate 5 for securing the airtightness of the processing chamber 2. (bellows) is installed. The susceptor 6 is made of aluminum whose surface is oxidized. Inside the susceptor 6, a coolant circulation path (not shown) for circulating the coolant between a temperature control means, for example, a heating means (not shown) such as a ceramic heater or an external coolant source (not shown). ) Is installed. As a result, the wafer W on the susceptor 6 can be maintained at a predetermined temperature. The temperature of the wafer W is automatically controlled by a temperature sensor (not shown) and a temperature control mechanism (not shown).
서셉터(6)에는, 웨이퍼(W)를 흡착 유지하기 위한 정전 척(11)이 설치된다. 정전 척(11)은, 제 2 도에 도시하는 바와 같이, 도전성의 박막(12)을 플리이미드계의 수지막(13)에 의해 상하에서 협지한다. 스위치(14)가 플러스 단자(15)에 접속 조작되면 처리 용기(3)의 외부에 설치되는 고압의 직류 플러스 전원(16)으로부터의 직류 플러스 전압, 예를 들면, + 1.5 kV ∼ + 2kV가 박막(l2)에 인가된다.The susceptor 6 is provided with an electrostatic chuck 11 for sucking and holding the wafer W. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the electrostatic chuck 11 sandwiches the conductive thin film 12 from above and below with the plyimide resin film 13. When the switch 14 is connected to the positive terminal 15 and operated, the DC positive voltage from the high-voltage DC positive power supply 16 installed outside the processing container 3, for example, +1.5 kV to +2 kV becomes a thin film. is applied to (l2).
그 때 발생하는 클론력에 의해 웨이퍼(W)는 정전 척 (11)의 상면에 흡착 유지된다. 또한 스위치 (14)가 마이너스 단자(17)에 접속 조작되면, 처리 용기(3)의 외부에 설치되는 고압의 직류 마이너스 전원(18)로부터의 직류 마이너스 전압, 예를 들면, -1.5 ∼ -2kV가 박막(12)에 인가된다. 또한, 스위치(14)가 접지 단자(19)에 접속 조작된 경우는, 박막(12)은, 접지된다.By the clone force generated at that time, the wafer W is adsorbed and held on the upper surface of the electrostatic chuck 11. When the switch 14 is connected to the negative terminal 17 and operated, the DC negative voltage from the high voltage DC negative power supply 18 installed outside the processing container 3, for example, -1.5 to -2 kV, It is applied to the thin film 12. In addition, when the switch 14 is connected and operated to the ground terminal 19, the thin film 12 is grounded.
한편, 서셉터(6)내에는, 예를 들면 He(헬륨)가스등의 전열 가스의 유로(도시 않음)가 형성된다. 정전 척(11)상에 흡착 유지된 웨이퍼의 이면에 대해 이 전열 가스를 공급함으로써 웨이퍼와 정전 척과의 사이의 열 전달을 균일하게 함과 동시에 전달 효과를 향상 시킨다.On the other hand, in the susceptor 6, a flow path (not shown) of heat transfer gas, such as He (helium) gas, is formed. By supplying this heat transfer gas to the back surface of the wafer adsorbed and held on the electrostatic chuck 11, the heat transfer between the wafer and the electrostatic chuck is made uniform and the transfer effect is improved.
서셉터(6)내에는, 제 2 도에 도시한 바와 같이, 서셉터(6)내를 상하 움직여서 웨이퍼(W)를 정전 척(11)상으로부터 리프트 업 자유로운 지지부재, 즉 복수개의 리프터 핀(20)이 설치된다. 리프터 핀(20)은, 높은 임피턴스, 예를 들면, 3㏁의 저항을 통하여 접지된다.In the susceptor 6, as shown in FIG. 2, a support member which freely lifts up the wafer W from the electrostatic chuck 11 by moving the susceptor 6 up and down, that is, a plurality of lifter pins ( 20) is installed. The lifter pin 20 is grounded through a high impedance, for example, 3 kΩ resistor.
서셉터(6)상의 주변에는, 정전 척(11)을 둘러싸도록 하여, 평면이 대략 고리 형상의 내측 포커스링(21)이 설치된다. 내측 포커스링(21)은 도전성 재료, 예를 들면, 단결정 실리콘으로 이루어지며, 플라즈마 안의 이온을 효과적으로 웨이퍼(W)에 입사시킨다.In the periphery on the susceptor 6, an inner focus ring 21 having a substantially flat ring shape is provided to surround the electrostatic chuck 11. The inner focus ring 21 is made of a conductive material, for example, single crystal silicon, and effectively injects ions in the plasma into the wafer W.
내측 포커스링(21)의 외주에는, 더욱이 평면이 대략 고리 형상의 외측 포커스링(22)이 설치된다. 외측 포커스링(22)은, 절연성 재료, 예를 들면 석영으로 이루어진다. 외측 포커스링(22)의 외주상연부는, 외측으로 볼록한 만곡 형상으로 성형되며, 가스가 차지 않고 원활히 배출되도록 되어 있다. 외측 포커스링(22)은, 후술의 시일드링(53)과 함께, 서셉터(6)와 후술의 상측 전극(5l)와의 사이에 발생한 플라즈마의 확산을 제어 한다.On the outer circumference of the inner focus ring 21, an outer focus ring 22 having a substantially flat ring shape is provided. The outer focus ring 22 is made of an insulating material, for example quartz. The outer circumferential upper edge portion of the outer focus ring 22 is molded into a curved shape that is convex outward, and is discharged smoothly without being charged with gas. The outer focus ring 22, together with the shield ring 53 described later, controls the diffusion of the plasma generated between the susceptor 6 and the upper electrode 5l described later.
서셉터(6)의 주위에는, 버플(baffle)판(23)이 설치된다. 버플판(23)의 내주부는 석영의 지지체등을 통하여 볼트등의 수단에 의해 서셉터(6)에 고정된다.A baffle plate 23 is provided around the susceptor 6. The inner circumference of the baffle plate 23 is fixed to the susceptor 6 by means of a bolt or the like through a quartz support or the like.
따라서, 서셉터(6)의 상하운동에 따라 버플판(23)도 상하 움직인다. 버플판(23)에는 가스가 균일하게 배출되도록 다수의 투과공(23a)이 형성 된다.Therefore, the baffle plate 23 also moves up and down in accordance with the up and down movement of the susceptor 6. A plurality of through holes 23a are formed in the baffle plate 23 so that the gas is uniformly discharged.
처리실(2)의 상부에는, 에칭 가스나 그 밖의 가스를 처리실(2)내로 도입하기 위한 확산 헤드(33)가 설치된다. 확산 헤드(33)는, 알루미늄으로 이루어지는 절연 지지부재(31), 알루미늄으로 이루어지는 냉각 부재(32)를 통하여 처리용기(3)의 천정에 설치된다. 냉각 부재(32)의 상부에는, 냉매 순환로(34)가 형성된다. 외부로부터 공급되는 칠러(냉매)가 냉매 순환로(34)내를 순환함으로써, 후술의 상측 전극(51)을 소정 온도로까지 냉각한다.In the upper part of the process chamber 2, the diffusion head 33 for introducing an etching gas or other gas into the process chamber 2 is provided. The diffusion head 33 is provided on the ceiling of the processing container 3 via the insulating support member 31 made of aluminum and the cooling member 32 made of aluminum. The coolant circulation path 34 is formed in the upper part of the cooling member 32. The chiller (refrigerant) supplied from the outside circulates in the refrigerant circulation path 34, thereby cooling the upper electrode 51 described later to a predetermined temperature.
확산 헤드(33)는, 제 2 도에 도시하는 바와 같이, 하면측에 상하 2단의 버플판(35)를 가진 중공 구조를 갖는다. 더욱이, 이들 상하 2단의 버플판(35)에는, 서로 다른 위치가 되도록 다수의 확산공(35a)가 각각 형성된다. 확산 헤드(33)의 중앙에는 가스 도입구(36)가 설치되며. 밸브(37)를 통하여 가스 도입관(38)이 접속된다. 가스 도입관(38)에는, 밸브(39), (40)및 대응한 유량 조절을 위한 매스플로 콘트롤러(41, 42)를 통하여 처리 가스 공급원(43)과, 파아지 가스 공급원(44)이 각각 접속된다. 처리 가스 공급원(43)으로부터는 CF4가스가 공급되며, 파아지 가스공급원(44)으로 부터는 불활성 가스, 예를 들면 N2(질소)가스가 공급된다.As shown in FIG. 2, the diffusion head 33 has a hollow structure having a baffle plate 35 having two upper and lower stages on the lower surface side. Moreover, a plurality of diffusion holes 35a are formed in these upper and lower two-stage baffle plates 35 so as to be in different positions. The gas inlet 36 is provided at the center of the diffusion head 33. The gas introduction pipe 38 is connected through the valve 37. The gas introduction pipe 38 is connected to the processing gas supply source 43 and the phage gas supply source 44 via valves 39 and 40 and mass flow controllers 41 and 42 for corresponding flow rate adjustment, respectively. do. CF 4 gas is supplied from the processing gas supply 43, and inert gas, for example, N 2 (nitrogen) gas, is supplied from the phage gas supply 44.
처리 가스공급원(43) 및 파아지 가스 공급원(44)으로부터의 가스는, 가스 도입관(38)에서 도입구(36), 확산 헤드(33)의 확산공(35a)를 통하여 처리실(2)내로 도입된다. 냉각 부재(32)에도, 제 2 도에 도시하는 바와 같이 토출구(32a)가 다수 형성되며, 토출구(32a)를 통하여 확산 헤드(33)의 버플 공간(S)내의 가스가 아래쪽으로 토출된다.Gases from the processing gas supply source 43 and the phage gas supply source 44 are introduced into the processing chamber 2 through the inlet 36 and the diffusion hole 35a of the diffusion head 33 in the gas introduction pipe 38. do. In the cooling member 32, as shown in FIG. 2, a plurality of discharge ports 32a are formed, and the gas in the baffle space S of the diffusion head 33 is discharged downward through the discharge ports 32a.
확산 헤드(33)의 아래쪽에는, 서셉터(6)와 대향하도록, 상측 전극(51)이 냉각 부재(32)의 하면에 고정된다. 상측 전극(51)은, 도전성을 가지는 단결정 실리콘으로 이루어진다. 상측 전극(51)은, 고정용의 볼트(도시 않음)에 의해 냉각 부재(32)의 하면 주변부에 고착되며, 냉각 부재(32)와 도통한다. 상측 전극(51)에도, 다수의 토출구(51a)가 형성되며, 냉각 부재(32)의 토출구(32a)와 접속된다. 따라서 버플공간(S)내의 가스는 토출구(32a), (51a)를 통하여, 정전 척(11)상의 웨이퍼(W)에 대해 균일하게 토출된다.Below the diffusion head 33, the upper electrode 51 is fixed to the lower surface of the cooling member 32 so as to face the susceptor 6. The upper electrode 51 is made of single crystal silicon having conductivity. The upper electrode 51 is fixed to the periphery of the lower surface of the cooling member 32 by fixing bolts (not shown), and conducts with the cooling member 32. A plurality of discharge ports 51a are also formed in the upper electrode 51 and are connected to the discharge ports 32a of the cooling member 32. Therefore, the gas in the baffle space S is discharged uniformly with respect to the wafer W on the electrostatic chuck 11 through the discharge ports 32a and 51a.
상측 전극(51)의 하단 주변부에는, 고정용의 볼트를 덮도록, 석영등의 절연성 재료로 이루어지는 시일드링 (53)이 설치된다. 시일드링(53)과 외측 포커스링(22)과의 사이의 갭은, 정전 척(11)과 상측 전극(51)과의 사이의 갭보다도 좁고, 이에 따라 플라즈마의 확산이 억제된다. 시일드링(53)의 상단부와 처리용기(3)의 천정벽과의 사이에는, 불소계의 합성수지로 이루어지는 절연 링(54)이 설치된다.At the lower periphery of the upper electrode 51, a shield ring 53 made of an insulating material such as quartz is provided to cover the fixing bolt. The gap between the seal ring 53 and the outer focus ring 22 is narrower than the gap between the electrostatic chuck 11 and the upper electrode 51, thereby suppressing the diffusion of plasma. An insulating ring 54 made of fluorine-based synthetic resin is provided between the upper end of the seal ring 53 and the ceiling wall of the processing vessel 3.
처리용기(3)의 하부에는, 진공 펌프등의 진공 배기 수단(61)과 통하는 배기관(62)이 접속된다. 진공 배기관(61)에 의해, 서셉터(6)의 주위에 설치된 버플판(23)을 통하여. 처리실(2)내는, 수 mTorr까지의 임의의 진공도로 까지 진공화 가능하다. 버플판(23)보다 하측의, 처리용기(3)에는, 처리실(2)내의 압력을 검출하는 센서(55)가 설치된다.An exhaust pipe 62 communicating with vacuum exhaust means 61 such as a vacuum pump is connected to the lower portion of the processing vessel 3. By means of the vacuum exhaust pipe 61, through the baffle plate 23 provided around the susceptor 6. The processing chamber 2 can be evacuated to any vacuum degree up to several mTorr. The sensor 55 which detects the pressure in the processing chamber 2 is provided in the processing container 3 below the baffle plate 23.
이어서, 에칭 장치(1)의 고주파 전력의 공급계에 대해 설명한다.Next, the high frequency electric power supply system of the etching apparatus 1 is demonstrated.
하측 전극이 되는 서셉터(6)에는 정합기(64)를 통하여 고주파 전원(63)이 접속된다. 고주파 전원(63)으로부터 주파수가 수백kHz정도, 예를 들면 800kHz의 고주파 전력이 서셉터(6)에 공급된다. 한편 상측 전극(51)에는 냉각 플레이트(32)및 정합기(65)를 통하여 고주파 전원(66)이 접속된다. 고주파 전원(66)으로부터 고주파 전원(63)보다도 높은 1MHz 이상의 주파수, 예를 들면 27.12MHz의 고주파 전력이 상측 전극(51)에 공급된다.The high frequency power source 63 is connected to the susceptor 6 serving as the lower electrode through the matching unit 64. The high frequency power of about several hundred kHz, for example, 800 kHz, is supplied from the high frequency power supply 63 to the susceptor 6. On the other hand, the high frequency power source 66 is connected to the upper electrode 51 via the cooling plate 32 and the matching unit 65. A high frequency power of 1 MHz or higher, for example, 27.12 MHz, higher than the high frequency power source 63 is supplied from the high frequency power source 66 to the upper electrode 51.
처리 용기(3)의 측부에는, 게이트 밸브(71)를 통하여 로드록실(72)이 접속된다. 로드록실(72)내에는, 웨이퍼(W)를 처리용기(3)내의 처리실(2)과의 사이에서 반송하기 위한, 반송 아암등의 반송 수단(73)이 설치된다.The load lock chamber 72 is connected to the side of the processing container 3 via the gate valve 71. In the load lock chamber 72, conveyance means 73, such as a conveyance arm, for conveying the wafer W between the process chambers 2 in the process container 3 are provided.
에칭 장치(1)의 제어계는, 서셉터(6)를 상하 운동시키는 구동 모터(8), 스위치(14)의 플러스 단자(15), 마이너스 단자(17), 및 접지 단자(19)로의 접속 조작, 고압 직류 플러스 전원(16), 고압 직류 마이너스전원(18), 서셉터(6)내의 리프터핀(20), 밸브(39, 40), 매스플로 콘트롤러(41, 42), 진공화 수단(61), 고주파 전원(63), (66)이 콘트롤러(74)에 의해 제어되도륵 구성된다.The control system of the etching apparatus 1 connects to the drive motor 8 which moves the susceptor 6 up and down, the positive terminal 15 of the switch 14, the negative terminal 17, and the ground terminal 19. FIG. , High voltage DC plus power 16, high voltage DC negative power 18, lifter pin 20 in susceptor 6, valves 39 and 40, mass flow controllers 41 and 42, vacuuming means 61 ), The high frequency power sources 63, 66 are configured to be controlled by the controller 74.
이어서 본 발명의 제 1 실시 형태에 관한 플라즈마 처리방법을 응용한 에칭 방법을 설명한다. 여기서는 에칭 장치(1)에 있어서, 콘트롤러(74)에 의한 제어하에서, 실리콘 웨이퍼(W)의 산화막(Sio2)를 에칭할 경우에 대해 설명 한다.Next, the etching method which applied the plasma processing method which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated. Here, in the etching apparatus 1 will be explained under the control of the controller 74, when etching the oxide (Sio 2) of the silicon wafer (W).
먼저, 게이트 밸브(71)가 개방된 후, 반송 수단(73)에 의해 웨이퍼(W)가 처리실(2)내로 반입된다. 이 때 구동 모터(8)의 작동에 의해, 서셉터(6)는 하강하고, 리프터 핀(20)이 정전 척(11)상에 돌출하여 웨이퍼(W)의 반입 대기 상태에 있다. 그리고 반송 수단(73)에 의해, 처리실(2)내로 반입된 웨이퍼(W)는, 제 3 도에 도시하는 바와 같이, 정전 척(11)상에 들출하는 리프터 핀(20)상에 받아들여진다. 이렇게하여 웨이퍼(W)를 리프터 핀(20)상에 받아들인 후, 반송 수단(73)은, 대피하여 게이트 밸브(71)는 폐쇄된다.First, after the gate valve 71 is opened, the wafer W is carried into the processing chamber 2 by the conveying means 73. At this time, by the operation of the drive motor 8, the susceptor 6 is lowered, the lifter pin 20 protrudes on the electrostatic chuck 11, and is in a waiting state for the wafer W to be loaded. And the wafer W carried in into the process chamber 2 by the conveying means 73 is received on the lifter pin 20 lifted out on the electrostatic chuck 11, as shown in FIG. . After the wafer W is received on the lifter pin 20 in this manner, the transfer means 73 is evacuated and the gate valve 71 is closed.
한편, 웨이퍼(W)의 리프터 핀(20)상으로의 수수가 종료하면, 구동모터(8)의 작동에 의해, 서셉터(6)는 소정의 처리 위치, 예를 들면, 상측전극(51)과 서셉터 (6)과의 사이의 갭이 10mm∼2Omm로되는 위치까지 상승하고, 동시에 웨이퍼(W)를 지지하고 있는 리프터 핀(20)은, 서셉터(6)내로 하강한다. 이렇게 하여 제 2 도에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)가 정전 척(11)상에 재치된 상태가 된다.On the other hand, when water transfer to the lifter pin 20 of the wafer W is completed, the susceptor 6 is moved to a predetermined processing position, for example, the upper electrode 51 by the operation of the drive motor 8. And the gap between the susceptor 6 rises to a position of 10 mm to 20 mm, and at the same time, the lifter pin 20 supporting the wafer W is lowered into the susceptor 6. In this way, as shown in FIG. 2, the wafer W is placed on the electrostatic chuck 11.
이어서, 처리실(2)내가 진공 배기수단(61)에 의해 소정의 진공도로 설정된다. 또한, 진공 배기 수단(61)으로 처리실(2)이 배기되면서, 처리가스 공급원(43)으로 부터 소정의 처리가스(CF4가스)가 소정의 유량으로 공급된다. 이처럼하여, 처리실(2)의 압력이 소정의 진공도, 예를 들면 70mTorr∼80mTorr혹은 20mTorr로 설정, 유지된다.Subsequently, the inside of the processing chamber 2 is set by the vacuum evacuation means 61 to a predetermined vacuum degree. In addition, while the processing chamber 2 is exhausted by the vacuum evacuation means 61, a predetermined processing gas (CF 4 gas) is supplied from the processing gas supply source 43 at a predetermined flow rate. In this way, the pressure in the processing chamber 2 is set and maintained at a predetermined vacuum degree, for example, 70 mTorr to 80 mTorr or 20 mTorr.
또한, 스위치(14)가 플러스 단자(15)에 접속 조작됨에 따라, 플러스전원(16)으로부터의 소정의 직류 플러스 전압, 예를 들면 + 1.5vK∼ +2kV가 정전 척(11)내의 도전성의 박막(12)에 인가된다. 웨이퍼(W)는 그때 발생하는 클론력에 의해 정전 척(11)상에 흡착, 유지된다.In addition, as the switch 14 is operated to be connected to the positive terminal 15, a predetermined direct current plus voltage from the positive power supply 16, for example, +1.5 vK to +2 kV, becomes a conductive thin film in the electrostatic chuck 11. Is applied to (12). The wafer W is attracted and held on the electrostatic chuck 11 by the clonal force generated at that time.
이어서, 상측 전극(51)에 대해, 고주파 전원(66)으로부터 주파수가 27.12MHz로 파워가 예를 들면 2kW의 고주파 전력이 공급되면, 상측전극(51)과 서셉터(6)과의 사이에 플라즈마가 생성된다. 동시에, 서셉터(6)에 대해 고주파 전원(64)으로부터 주파수가 800kHz이고, 파워가 예를 들면 11kW의 고주파 전력이 공급된다.Subsequently, when a high frequency power of, for example, 2 kW is supplied to the upper electrode 51 from the high frequency power source 66 at a frequency of 27.12 MHz, a plasma is generated between the upper electrode 51 and the susceptor 6. Is generated. At the same time, the susceptor 6 is supplied with a high frequency power of 800 kHz and a power of, for example, 11 kW from the high frequency power supply 64.
이처럼 상하 동시에 고주파 전력을 공급하는 것으로 안정된 플라즈마가 즉각 생성된다.By supplying high frequency power at the same time as above, stable plasma is immediately generated.
그리고 발생한 플라즈마에 의해, 처리실(2)내의 처리 가스가 해리되고 에챤트 이온이 발생한다. 에챤트 이온은 서셉터(6)측에 공급된 상대적으로 낮은 주파수의 고주파에 의해 그 입사 속도가 콘트롤되면서, 웨이퍼(W)표면의 실리콘 산화막(Sio2)을 에칭해 간다.The generated plasma dissociates the processing gas in the processing chamber 2 to generate etchant ions. The etchant ions etch the silicon oxide film Sio 2 on the surface of the wafer W while the incident speed is controlled by a relatively low frequency high frequency supplied to the susceptor 6 side.
이미 서술한 바와 같이, 서셉터(6)에는, 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 내측 포커스링(21) 및 외측 포커스 링(22)이 설치된다. 외측 포커스 링(22)의 위쪽에는, 상측 전극(51)의 주변에 설치된 시일드링(53)이 설치 된다. 외측 포커스링(22)과 시일드링(53)과의 사이의 갭은 정전 척(11)과 상측 전극(51)과의 사이의 갭보다도 짧다. 이와 같은 서셉터(6) 및 상측 전극(51) 주변의 구조에 의해, 발생한 플라즈마의 확산은 억제되며, 이 플라즈마의 밀도는 높아진다. 예를 들면, 처리실(2)내의압력이, 2OmTorr라는 고진공도라도 플라즈마의 확산을 효과적으로 억제할 수 있다.As described above, the susceptor 6 is provided with an inner focus ring 21 and an outer focus ring 22 so as to surround the wafer W. As shown in FIG. Above the outer focus ring 22, a shield ring 53 provided around the upper electrode 51 is provided. The gap between the outer focus ring 22 and the shield ring 53 is shorter than the gap between the electrostatic chuck 11 and the upper electrode 51. By the structures around the susceptor 6 and the upper electrode 51, diffusion of the generated plasma is suppressed, and the density of the plasma is increased. For example, even if the pressure in the processing chamber 2 is a high vacuum of 20 mTorr, the diffusion of the plasma can be effectively suppressed.
웨이퍼(W) 의 주위의 외측 포커스링(21)에 의해, 불소 라디칼은 균일하게 웨이퍼(W)에 입사된다. 이 때문에, 웨이퍼(W)표면의 실리콘 산화막(Sio2)의 에칭 레이트는 균일하며 한편 높아진다.By the outer focus ring 21 around the wafer W, the fluorine radicals are incident on the wafer W uniformly. For this reason, the etching rate of the silicon oxide film Sio2 on the surface of the wafer W is uniform and high.
소정의 에칭이 종료하면, 제 4 도의 타이밍 챠트에 도시한 바와 같이, 상측 전극(51)및 서셉터(6)로의 고주파 전력의 공급이 정지됨과 동시에 처리실(2)내로의 처리 가스의 공급이 정지된다. 이어서, 웨이퍼 이면으로의 전열 가스의 공급이 정지됨과 동시에, 스위치(14)가 접지 단자(19)에 접속조작되며 정전 척(11)의 도전성의 박막(12)로의 플러스DC 전압 인가가 정지되며, 도전성의 박막(12)은 접지된다.When the predetermined etching is finished, as shown in the timing chart of FIG. 4, the supply of the high frequency power to the upper electrode 51 and the susceptor 6 is stopped, and the supply of the processing gas into the processing chamber 2 is stopped. do. Subsequently, the supply of the heat transfer gas to the back surface of the wafer is stopped, the switch 14 is operated to be connected to the ground terminal 19, and the application of the positive DC voltage to the conductive thin film 12 of the electrostatic chuck 11 is stopped. The conductive thin film 12 is grounded.
이어서, 처리실(2)내에 파아지 가스 공급원(44)으로부터 질소 가스가 공급되며, 잔존 처리 가스가 처리실(2)내로부터 파아지 된다. 질소가스의 공급에 의해, 처리실(2)내의 압력은 예를 들면 7OmTorr ∼ 8OmTorr정도의 진공도가 된다. 이어서, 게이트 밸브(71)가 개방하고, 서셉터(6)가 하강함과 동시에 리프터 핀(20)이 상승하고, 에칭 종료한 웨이퍼(W)를 정전 척(11)상으로부터 리프트 업하고, 제 3 도에 도시하는 상태가 된다.Subsequently, nitrogen gas is supplied from the phage gas supply source 44 into the processing chamber 2, and the remaining processing gas is gripped from the processing chamber 2. By supplying nitrogen gas, the pressure in the process chamber 2 becomes a vacuum degree of, for example, about 70 mTorr to about 80 mTorr. Subsequently, the gate valve 71 is opened, the susceptor 6 is lowered, the lifter pin 20 is raised, the wafer W which has been etched is lifted up from the electrostatic chuck 11, and the first It will be in the state shown in FIG.
이 상태에 있어서, 플리이미드등의 절연성이 높은 수지막(13)으로 이루어지는 정전 척(11)의 표면은 마이너스로 대전해 있다. 이것은 웨이퍼(W)를 흡착할 시에 정전 척(11)의 도전성의 박막(12)에 인가되는 소정의 플러스 전압(예를 들면 1.5kV ∼ 2kV의 정전압)에 의해, 이것과 역극성의 마이너스의 전하가 정전 척(11) 표면으로 끌어당겨지는 것에 의한것이라고 추측된다. 이 마이너스의 전하는박막(12)로의 전압 인가가 정지되며, 제 3 도에 도시하는 바와 같이, 리프터 핀(20)이 상승하고 웨이퍼(W)를 리프트 아웃한 후도, 정전 척(11)의 표면에 잔류한다.In this state, the surface of the electrostatic chuck 11 made of the resin film 13 having high insulation such as plyimide is negatively charged. This is due to a negative voltage of reverse polarity due to a predetermined positive voltage (for example, a constant voltage of 1.5 kV to 2 kV) applied to the conductive thin film 12 of the electrostatic chuck 11 when the wafer W is attracted. It is assumed that the charge is caused by being attracted to the surface of the electrostatic chuck 11. This negative charge stops applying voltage to the thin film 12, and as shown in FIG. 3, the surface of the electrostatic chuck 11 even after the lifter pin 20 is raised and the wafer W is lifted out. Remains on.
이 마이너스에 대전한 상태를 방치하면, 다음의 에칭을 실시하기 위하여 웨이퍼(W)를 흡착할 시에 문제가 발생한다. 즉, 정전 척(11)내의 도전성의 박막(12)에 플러스 전원(16)으로부터의 소정의 플러스 전압을 재차 인가하더라도, 정전 척(11)표면의 마이너스의 잔류 전하에의해 인가한 플러스 전압이 상쇄된다. 이 때문에, 흡착력 이 감소하고, 플러스 전원(l6)으로부터의 플러스 전압을 인가하더라도 웨이퍼(W)를 정전 척(11)상에 확실하게 흡착할 수 없게 된다.If the negatively charged state is left, a problem occurs when the wafer W is adsorbed for the next etching. That is, even if the predetermined positive voltage from the positive power supply 16 is applied to the conductive thin film 12 in the electrostatic chuck 11 again, the positive voltage applied by the negative residual charge on the surface of the electrostatic chuck 11 cancels out. do. For this reason, the attraction force decreases, and even if the positive voltage from the positive power source l6 is applied, the wafer W cannot be reliably attracted onto the electrostatic chuck 11.
그래서, 제 1 실시 형태에 관한 방법에 있어서는, 제 3 도에 도시하는 바와 같이, 에칭 종료후의 웨이퍼(W)가 정전 척(11)상으로부터 멀어지면 스위치(14)가 마이너스 단자(17)에 접속 조작된다. 이에 의해, 마이너스 전원(18)으로부터의 소정의 마이너스 전압이 정전 척(11)내의 도전성의 박막(12)에 소정 시간, 예를 들면 1.0sec인가된다. 마이너스전원(18)으로부터의 마이너스 전압은 질소 가스에 대해 직류 방전이 발생하는 전압, 예를 들면 -1.0 ∼ -2kV정도의 부 전압으로 한다.Thus, in the method according to the first embodiment, as shown in FIG. 3, when the wafer W after the completion of etching is away from the electrostatic chuck 11, the switch 14 is connected to the negative terminal 17. As shown in FIG. Manipulated. As a result, a predetermined negative voltage from the negative power supply 18 is applied to the conductive thin film 12 in the electrostatic chuck 11 for a predetermined time, for example, 1.0 sec. The negative voltage from the negative power supply 18 is a voltage at which direct current discharge is generated with respect to nitrogen gas, for example, a negative voltage of about -1.0 to -2 kV.
이처럼 정전 척(11)내의 도전성의 박막(12)에 대해, 웨이퍼(W)를 흡착할 시에 인가하는 직류 전압(플러스 전압)과는 역 극성의 직류 전압(마이너스 전압)을 인가하면, 처리실(2)내에 공급되어 있는 질소 가스중에서 직류 방전한다. 그 때, 플러스 전하가 정전 척(11)의 표면으로 이끌려 정전 척(11)표면을 플러스로 대전시킬수 가 있다.Thus, when the direct current voltage (negative voltage) of reverse polarity is applied to the electroconductive thin film 12 in the electrostatic chuck 11 with the direct current voltage (plus voltage) applied when adsorb | sucking the wafer W, a process chamber ( 2) DC discharge is performed in the nitrogen gas supplied in (2). At that time, the positive charge can be attracted to the surface of the electrostatic chuck 11 to charge the surface of the electrostatic chuck 11 positively.
이렇게하여 정전 척(11)내의 도전성의 박막(12)에 대해 마이너스전원(l8)로부터의 마이너스 전압을 소정 시간 인가한 후, 재차 스위치(14)는 접지 단자(19)에 접속 조작되며, 정전 척(11)의 도전성의 박막(12)은, 재차 접지된 상태가 된다. 예를 들면, 폴리이미드계의 수지막(13)을 이용하여 정전 척(11)을 구성하고 있는 경우, 이 마이너스 전압의 인가 시간은 1.0sec정도로 충분하다. 이에 의해, 정전 척(11)의 표면을 잔류 전하와는 반대의 극성, 즉 플러스 전하로 대전시킬 수가 있다. 이처럼 정전 척(11)표면을 플러스의 전하로 대전시킴으로써, 흡착 불량을 방지하여 더욱 흡착력을 보다 높일 수가 있다.In this way, after applying the negative voltage from the negative power supply l8 to the conductive thin film 12 in the electrostatic chuck 11 for a predetermined time, the switch 14 is again connected to the ground terminal 19 and operated. The conductive thin film 12 of (11) is in a state of being grounded again. For example, when the electrostatic chuck 11 is configured using the polyimide resin film 13, the application time of this negative voltage is sufficient to be about 1.0 sec. Thereby, the surface of the electrostatic chuck 11 can be charged with the polarity opposite to the residual charge, that is, the positive charge. By thus charging the surface of the electrostatic chuck 11 with a positive charge, adsorption failure can be prevented and the adsorption force can be further increased.
한편, 에칭 종료후의 웨이퍼(W)가 제 3 도에 도시하는 바와 같이 리프터 핀(20)에 의해 정전 척(11)상으로부터 들어올려지고, 또한 게이트 밸브(71)가 개방되면, 반송 수단(73)이 처리실(2)내로 전진한다. 이렇게하여 처리실내로 전진한 반송 수단(73)이 웨이퍼(W)의 하면으로 들어간 후, 리프터 핀(2O)이 하강하고, 리프터 핀(20)상에 지지하고 있던 웨이퍼(W)를 반송 수단(73)으로 이동 재치한다. 그 후 반송 수단(73)이 로드록실(72)내로 대피함으로써, 에칭 종료한 웨이퍼(W)는 처리실(2)내로부터 반출된다.On the other hand, when the wafer W after the completion of etching is lifted from the electrostatic chuck 11 by the lifter pin 20 and the gate valve 71 is opened as shown in FIG. 3, the conveying means 73. ) Advances into the processing chamber (2). In this way, after the conveying means 73 advanced into the processing chamber enters the lower surface of the wafer W, the lifter pins 20 are lowered, and the wafers W supported on the lifter pins 20 are transferred to the conveying means ( Go to 73). After that, the transfer means 73 evacuates into the load lock chamber 72, whereby the wafer W after etching is carried out from the process chamber 2.
처리실(2)내로부터 반출된 에칭완료의 웨이퍼(W)는 반송 수단(73)에 의해 적당히 다음의 처리 공정을 하기 위한 처리 장치로 반송 된다. 그리고 반송 수단(73)은, 에칭 완료의 웨이퍼(W)를 다음의 처리 장치로 반송한 후, 에칭을 해야할 다음의 새로운 웨이퍼(W)를 받아 들이고, 그 미처리된 웨이퍼(W)를 처리실(2)내로 반입한다. 그리고 반송 수단(73)에 의해 처리실(2)내로 반입된 해당 미처리의웨이퍼(W)는 정전 척(11)상에 돌출한 리프터 핀(20)상에 수수되고, 그 후, 반송 수단(73)은, 처리실(2)내로부터 대피하여 게이트 벨브(71)는 폐쇄된다.The etching completed wafer W carried out from the process chamber 2 is conveyed by the conveying means 73 to the processing apparatus for next process process suitably. And after conveying the wafer W of the etching completion to the next processing apparatus, the conveying means 73 receives the next new wafer W which should be etched, and transfers the unprocessed wafer W to the process chamber 2 I bring it in). The unprocessed wafer W carried into the processing chamber 2 by the conveying means 73 is received on the lifter pin 20 protruding onto the electrostatic chuck 11, and then the conveying means 73. The silver is evacuated from the process chamber 2 and the gate valve 71 is closed.
미처리의 웨이퍼(W)의 리프터 핀(20)상으로의 수수가 종료하면, 서셉터(6)는 상승하고, 동시에 리프터 핀(20)이 하강하여, 제 2 도에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)가 정전 척(11)상에 재치된 상태가 된다.When the water transfer on the lifter pin 20 of the unprocessed wafer W is completed, the susceptor 6 rises, and at the same time, the lifter pin 20 descends, and as shown in FIG. 2, the wafer ( W) is placed on the electrostatic chuck 11.
이어서, 처리 가스 공급원(43)으로부터 에칭 가스인 CF4가스가 처리실(2)내에 공급되며, 처리실(2)내의 압력이 예를 들면, 7OmTorr∼ 8OmTorr까지 감압되며(제 4 도중의 Pl), 직류 방전이 발생하기 쉬운상태가 된다. 그리고, 스위치(14)가 플러스 단자(15)에 접속 조작되고, 플러스 전원(16)으로부터의 소정의 플러스 전압, 예를 들면 1.5kV ∼2kV의 정 전압이 정전 척(11)내의 도전성의 박막(12)에 인가된다. 이에 의해, 직류 방전이 발생하고, 웨이퍼(W)가 흡착된다.Subsequently, CF 4 gas, which is an etching gas, is supplied from the processing gas supply source 43 into the processing chamber 2, and the pressure in the processing chamber 2 is reduced to, for example, 70 mTorr to 80 mTorr (Pl in the fourth way), so that the direct current discharge This tends to occur. Then, the switch 14 is operated to be connected to the positive terminal 15, and a predetermined positive voltage from the positive power supply 16, for example, a constant voltage of 1.5 kV to 2 kV is applied to the conductive thin film in the electrostatic chuck 11 ( 12) is applied. Thereby, a direct current discharge generate | occur | produces and the wafer W is attracted.
이어서, 웨이퍼(W) 이면에 대해 전열 가스가 공급되기 시작하며, 더욱이 CF4가스도입에 의한 처리실(2)내의 압력이 에칭시의 압력인 예를 들면 2OmTorr까지 더욱 감압된다(제 4 도중의 P2). 그리고 고주파 전력이 상측 전극(51). 서셉터(6)에 각각 인가되면, 처리실(2)내에 플라즈마가 발생하고, CF4 가스가 해리하여 에칭이 개시된다. 이후 동일한 공정이 반복됨으로써, 웨이퍼(W)에 대한 에칭이 연속적으로 이루어진다. 에칭하는 동안, 정전 척(11)내의 도전성 박막(12)에는, 플러스 전압이 인가된다. 상술한 바와 같이 정전 척(11)의 표면의 잔류 전하(마이너스 전하)가 미리 제거되어 있다. 이 때문에, 흡착 불량을 일으키지 않고, 클론력으로 웨이퍼(W)가 정전 척(11)상에 양호하게 흡착 유지된다.Subsequently, the heat transfer gas starts to be supplied to the back surface of the wafer W, and further, the pressure in the processing chamber 2 due to the introduction of CF4 gas is further reduced to, for example, 20mTorr, the pressure at the time of etching (P2 during the fourth step). . And the high frequency power is the upper electrode (51). When applied to the susceptor 6, plasma is generated in the processing chamber 2, the CF4 gas is dissociated, and etching is started. Thereafter, the same process is repeated, so that etching to the wafer W is performed continuously. During etching, a positive voltage is applied to the conductive thin film 12 in the electrostatic chuck 11. As described above, the residual charge (negative charge) on the surface of the electrostatic chuck 11 is removed in advance. For this reason, the wafer W is adsorbed and held satisfactorily on the electrostatic chuck 11 by a cloning force without causing the adsorption failure.
한편, 상술한 방법에서는, 서셉터(6)에 대해 리프터 핀(20)이 상대적으로 상승하여 웨이퍼(W)가 정전 척(11)상으로부터 떨어짐과 동시에 정전 척(11)내의 도전성의 박막(12)에 마이너스 전압을 인가한다. 그러나 박막(12)에 마이너스 전압을 인가하는 타이밍은, 정전 척(11)에 대해 리프터 핀(20)이 상대적으로 상승하여 웨이퍼(W)가 정전 척(W)상으로 부터 떨어진 후, 다음의 웨이퍼(W)가 정전 척(11)상에 흡착되기 전이라면 언제라도 상관없다. 또한 게이트 밸브를 여는 타이밍은 파아지 가스를 도입한 후라면, 마이너스 전압을 인가하기 전이나 후라도 좋다.On the other hand, in the above-described method, the lifter pin 20 is relatively raised with respect to the susceptor 6 so that the wafer W falls off from the electrostatic chuck 11 and at the same time the conductive thin film 12 in the electrostatic chuck 11. Apply a negative voltage to). However, the timing at which the negative voltage is applied to the thin film 12 is that the lifter pin 20 is relatively raised relative to the electrostatic chuck 11 so that the wafer W is dropped from the electrostatic chuck W, and then the next wafer. It may be any time as long as (W) is before being adsorbed on the electrostatic chuck 11. The timing of opening the gate valve may be before or after applying a negative voltage as long as the phage gas is introduced.
또한, 정전 척(11)의 도전성의 박막(12)에 인가할 역 극성 전압은, 반드시 마이너스 일 필요는 없다. 웨이퍼(11)를 흡착하기 위한 마이너스의 직류 전압이 인가되는 것이라면, 정전 척(11)의 도전성의 박막(12)에는 역 극성의 전압으로서 플러스의 직류 전압을 인가한다. 또한 에칭 종료후, 처리실(2)내를 파아지 하기 위해, 불활성 가스로서 질소 가스를 공급하는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 이 파아지 가스는 질소 가스로 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, Ar(알루곤)가스등의 다른 불활성 가스등도 파아지 가스로서 적당히 이용할 수 있다.In addition, the reverse polarity voltage to be applied to the conductive thin film 12 of the electrostatic chuck 11 is not necessarily negative. If a negative DC voltage for attracting the wafer 11 is applied, a positive DC voltage is applied to the conductive thin film 12 of the electrostatic chuck 11 as a voltage of reverse polarity. Moreover, the example which supplies nitrogen gas as an inert gas in order to grind the inside of the process chamber 2 after completion | finish of etching was demonstrated. However, this phage gas is not limited to nitrogen gas. For example, other inert gases, such as Ar (alugon) gas, can also be used suitably as phage gas.
또한, 상술한 방법에서는, 상하 전극의 양쪽에 고주파 전력을 인가하는 장치에 대해 설명했지만, 제 1 실시 형태에 관한 방법은, 이와 같은 구성으호 한정하는 것은 아니다.In addition, although the method mentioned above demonstrated the apparatus which applies a high frequency electric power to both the upper and lower electrodes, the method concerning 1st Embodiment is not limited to such a structure.
제 1 실시 형태의 작용 효과를 더욱 확인하기 위해 다음과 같은 실험을 하였다.In order to further confirm the effect of the first embodiment, the following experiment was conducted.
(실험)(Experiment)
이미 상술한 바와 같이, 정전 척 표면을 제전하지 않고 그대로 웨이퍼를 재치하면, 정전 척의 표면이 마이너스에 대전하고 있는 것에 기인하여 흡착 불량이 발생한다. 그래서 본 실험에서는, 웨이퍼를 재치하기 전에 처리실내로 기체를 도입한 상태에서 정전 척에 역 전압(마이너스 전압)을 인가하고, 정전 척 표면을 플러스로 대전시킴으로써, 종래보다 흡착 불량2이 방지 되었음이 조사되었다.As described above, if the wafer is placed as it is without static eliminating the surface of the electrostatic chuck, adsorption failure occurs due to the negative charge of the surface of the electrostatic chuck. Therefore, in this experiment, adsorption failure 2 was prevented than before by applying a reverse voltage (negative voltage) to the electrostatic chuck and positively charging the surface of the electrostatic chuck while gas was introduced into the processing chamber before placing the wafer. It was investigated.
한편 실험에서는, 처리실(2)내에서 N2 파아지 가스분위기로 역 전압을 인가했다. 제 5 도는 그 때의 타이밍 차트를 나타낸다. 제 5 도에 있어서, 「SP」는 웨이퍼가 정전 척으로부터 떨어지는 타이밍을 나타낸다.In the experiment, a reverse voltage was applied to the N2 phage gas atmosphere in the processing chamber 2. 5 shows a timing chart at that time. In FIG. 5, "SP" indicates a timing at which the wafer falls from the electrostatic chuck.
또한, 비교예로서는, 고주파 방전에 의한 플라즈마를 이용하여 정전 척 표면을 제전하는 플라즈마 제전 방법을 들어 본 발명의 실시예와 홉착력 등을 비교하였다.In addition, as a comparative example, the plasma electrostatic chuck method of static eliminating the surface of an electrostatic chuck using plasma by high frequency discharge was compared with the Example of this invention, adhesive force, etc.
한편 비교예의 방전 조건은, N2 가스 분위기에서 플라즈마를 생성하도록 하고, 그 때의 처리실내의 압력은 300mTorr로 하고, 고주파 전력을 50W의 파워로 상측 전극만 3초간 인가하였다.On the other hand, in the discharge conditions of the comparative example, plasma was generated in an N2 gas atmosphere, the pressure in the processing chamber at that time was 300 mTorr, and only the upper electrode was applied for 3 seconds with a high frequency power of 50 W.
이 실험에 있어서, 정전 척에 인가하는 직류 고전압과 흡착력의 관계를 조사하였다. 흡착력은 웨이퍼를 재치하고 있는 정전 척의 리프터 핀이 승강하는 구멍을 통하여 헬륨가스를 웨이퍼의 배면(하면)으로 공급하고, 웨이퍼가 떠오르면 헬륨 가스의 공급압력(Back Press)로 정의 하였다. 먼저, 흡착력을 조사하기 위하여, Bare웨이퍼와 Ox웨이퍼(Bare 웨이퍼의 하면에 두께 1㎛의 Sio2막이 형성된 웨이퍼)의 각각에 대해 인가 직류 전압, 인가 시간을 파라메터로하는 측정을 하였다.In this experiment, the relationship between the direct current high voltage and the attraction force applied to the electrostatic chuck was investigated. Adsorption force was defined as the helium gas supplied to the back surface (lower surface) of the wafer through the hole of the lifter pin of the electrostatic chuck on which the wafer was placed, and the helium gas supply pressure (Back Press) when the wafer floated. First, in order to investigate the adsorption force, the measurement was performed using the applied DC voltage and the application time as parameters for each of the Bare wafer and the Ox wafer (a wafer having a Sio 2 film having a thickness of 1 μm formed on the bottom surface of the bare wafer).
제 6 도에 본 발명과 비교예에 의한 정전 척 표면의 흡착력을 나타낸다. 도시하는 바와 같이, 같은 직류 고전압을 인가했을 경우, 비교예와 비해 분명히 본 발명의 실시예의 쪽이 흡착력이 강해져 있다. 한편, 본 발명의 실험예에서는 역 전압의 전압및 인가 시간을 변화시켜도 흡착력의 변동이 적다. 따라서, 헬륨 가스의 압력을 높게 하더라도 웨이퍼가 떠올라오는 일이 없기 때문에 웨이퍼의 온도의 균일성이 향상하고, 냉각 효과도 향상한다.6, the adsorption force of the electrostatic chuck surface by this invention and a comparative example is shown. As shown in the figure, when the same DC high voltage is applied, the adsorption force is stronger in the Examples of the present invention than in the Comparative Example. On the other hand, in the experimental example of the present invention, even if the voltage and application time of the reverse voltage are changed, the variation in adsorption force is small. Therefore, even if the pressure of the helium gas is increased, the wafer does not rise, so that the temperature uniformity of the wafer is improved and the cooling effect is also improved.
제 1 실시 형태에 관한 플라즈마 처리 방법에 있어서는, 예를 들면 피처리체를 흡착할 시에 정전 척에 플러스의 직류 전압을 인가하는 거라면, 역 극성의 전압으로서 정전 척에 마이너스의 직류 전압을 인가한다. 다이너스 직류 전압의 인가는 플라즈마 처리후의 피처리체를 정전 척으로부터 예를 들면 리프터 핀등의 지지부재에 의해 격리한 후, 다음 피처리체를 정전 척상에 흡착하기 전에, 처리실내에 기체가 도입된 상태로 행한다.In the plasma processing method according to the first embodiment, for example, if a positive DC voltage is applied to the electrostatic chuck at the time of adsorbing a target object, a negative DC voltage is applied to the electrostatic chuck as a reverse polarity voltage. . The application of the diner DC voltage is performed by separating the object to be processed after the plasma treatment from the electrostatic chuck by a supporting member such as, for example, a lifter pin, and then introducing gas into the processing chamber before adsorbing the next object onto the electrostatic chuck. .
처리실내로 도입되는 가스는 특별히 한정하는 것은 아니나, 예를 들면 Ar(알루곤)가스, N2(질소)가스등의 불활성 가스를 적합하게 이용할 수 있다. 처리실내로 적당한 기체가 도입된 상태로 피처리체를 흡착할 시에 정전 척에 인가하는 직류 전압과는 역 극성의 직류 전압을 정전 척에 인가한다. 이에 따라 직류 방전을 발생시키고, 기체중의 전하를 정전 척 표면으로 끌어당겨 정전 척 표면을 잔류 전화와는 역 극성으로 대전시킨다. 이에 따라 흡착 불량을 해소하고, 더욱이 정전 척으로의 피처리체의 흡착력을 보다 강하게 할 수도 있게 된다.The gas introduced into the processing chamber is not particularly limited, but an inert gas such as Ar (alugon) gas or N 2 (nitrogen) gas can be suitably used. A DC voltage of reverse polarity is applied to the electrostatic chuck from the DC voltage applied to the electrostatic chuck when the target object is adsorbed with a suitable gas introduced into the processing chamber. This generates a direct current discharge, attracts the charge in the gas to the surface of the electrostatic chuck, and charges the surface of the electrostatic chuck with the reverse polarity of the residual inversion. As a result, the adsorption failure can be eliminated and the adsorption force of the target object to the electrostatic chuck can be made stronger.
이론적으로는 직류 방전이 발생하지 않으면 상술한 효과를 얻을 수 없겠지만, 실제로는 직류 방전이 발생하지 않은 때라도 상술한 효과를 얻을 수 있는 경우가 있다. 이것은 기체중의 미세한 대전 입자가 정전 척 표면으로 이끌기 때문이라고 생각된다.Theoretically, the above-described effect cannot be obtained if no direct-current discharge occurs, but in reality, the above-mentioned effect can be obtained even when no direct-current discharge occurs. This is considered to be because fine charged particles in the gas lead to the surface of the electrostatic chuck.
상술한 바와 같은 종래의 플라즈마 제전에 있어서는, 50W정도의 전력을 필요로 했지만 본 발명과 같은 직류 방전에 요하는 전력은 1W 이하로도 충분하다. 따라서, 정전 척 표면에 디포가 부착하는 일이 적고, 또한 정전 척의 표면이 스팟터링되는 일도 없다. 또한 가스압에 관해서도, 직류 방전이 발생하는 압력 이상이면 되기 때문에, 플라즈마 제전 보다 가스압의 제한은 완만하다.In the conventional plasma static elimination as described above, about 50W of power is required, but the power required for direct current discharge as in the present invention is 1W or less. Therefore, depots are less likely to adhere to the surface of the electrostatic chuck, and the surface of the electrostatic chuck is not spotted. In addition, the gas pressure is also limited to the pressure of the direct current discharge, so that the gas pressure is more restrictive than the plasma static elimination.
흡착시의 직류 전압의 인가와, 역 극성의 직류 전압의 인가와의 사이에 일단 정전 척의 전극을 접지시킬 수가 있다. 이에의해, 리프터 핀이 상승하여 웨이퍼에 접촉했을 때에 웨이퍼및 정전 척의 박막에 잔류해 있던 전하의 일부가 어스에 유입되고 웨이퍼를 정전 척으로부터 떼어내기가 용이해진다.The electrode of the electrostatic chuck can be grounded between the application of the DC voltage at the time of adsorption and the application of the DC voltage of reverse polarity. As a result, when the lifter pin is raised to contact the wafer, part of the electric charge remaining in the wafer and the thin film of the electrostatic chuck flows into the earth, and the wafer is easily removed from the electrostatic chuck.
또한 도입하는 기체의 가스압을 직류 방전이 발생하는 가스압으로 함으로써 보다 확실히 직류 방전을 발생시켜서 프로세스의 신뢰성을 높일수 있다. 역 극성의 직류 전압의 인가는 지지부재의 동작중, 반송수단의 동작중, 혹은 게이트 밸브의 개방중에 실시 할 수 있다. 이에 의해 이들의 동작과 병행하여 정전 척의 흡착 불량 방지, 흡착력 증강의 프로세스를 함으로써 수율에 가해지는 영향을 억제할 수 있다.In addition, by setting the gas pressure of the gas to be introduced as the gas pressure at which the direct current discharge is generated, the direct current discharge can be generated more surely, thereby increasing the reliability of the process. The application of the DC voltage of reverse polarity can be carried out during the operation of the support member, during the operation of the conveying means or during the opening of the gate valve. Thereby, in parallel with these operations, the effect on the yield can be suppressed by the process of preventing the adsorption failure of an electrostatic chuck, and increasing the adsorption force.
피처리체를 정전 척상에 재치하고, 처리실내에 처리 가스를 도입하여 이 처리실내를 직류 전압이 발생하는 가스압으로 설정한 후에, 정전 척에 직류 전압을 인가할 수 있다. 이에 의해, 종래처럼 리프터 핀등의 지지부재와 정전척과의 사이에서 직류 전압이 발생하는 것을 방지 할 수 있다. 처리 가스가 직류 방전한 결과, 처리 공간이 도통 상태가 되며, 웨이퍼에 부전하가 공급되며, 클론력에 의해 웨이퍼는 정전 척에 단단히 흡착된다. 이후, 처리실내의 압력을 플라즈마 처리시의 압력으로 설정하여, 고주파 전원등으로부터 고주파 전력을 공급하여 통상의 에칭을 실시하면된다.The target object is placed on the electrostatic chuck, the process gas is introduced into the process chamber, and the process chamber is set to a gas pressure at which a direct current voltage is generated. Then, the direct current voltage can be applied to the electrostatic chuck. As a result, the DC voltage can be prevented from being generated between the supporting member such as the lifter pin and the electrostatic chuck as in the related art. As a result of the direct current discharge of the processing gas, the processing space becomes conductive, negative charge is supplied to the wafer, and the wafer is firmly adsorbed to the electrostatic chuck by the cloning force. Thereafter, the pressure in the processing chamber may be set to the pressure at the time of the plasma treatment, and the normal etching may be performed by supplying high frequency power from a high frequency power supply or the like.
이어서, 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 플라즈마 처리 방법을 응용한 에칭 방법을 설명한다.Next, the etching method which applied the plasma processing method which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
제 2 실시 형태는 제 1 도의 에칭 장치의 공급계를 제 7 도와 같이 변경하여 사용한다. 또한 정전 척(11)의 도전성 박막(12)로의 직류 전압의 공급은, 직류 전원(16, 18)의 한 쪽만을 이용하면 된다.In 2nd Embodiment, the supply system of the etching apparatus of FIG. 1 is changed and used like FIG. In addition, only one of the DC power supplies 16 and 18 may be used to supply the DC voltage to the conductive thin film 12 of the electrostatic chuck 11.
제 7 도의 가스 공급계에 있어서, 가스 도입관(38)에는, 밸브(79, 80, 81, 82)및 대응한 유량 조절을 위한 매스플로 콘트롤러 (83, 84, 85, 86)을 통하여 처리 가스 공급원(87, 88, 89, 90)이 각각 접속된다.In the gas supply system of FIG. 7, the gas introduction pipe 38 has a processing gas through valves 79, 80, 81, 82 and a mass flow controller 83, 84, 85, 86 for corresponding flow rate adjustment. Sources 87, 88, 89, 90 are connected respectively.
처리 가스 공급원(87, 88, 89, 90)으로부터는 각각Ar(알루곤)가스, CF4가스 CO (일산화 탄소)가스, O2(산소)가스가 공급된다. 또한, 가스도입관(38)에는, 밸브 (95)및 대응한 유량 조절을 위한 매스플로 콘트롤러(96)을 통하여, 파아지 가스 공급원(97)이 접속된다. 파아지 가스 공급원(97)으로 부터는 N2(질소)가스가 공급된다.Ar (alugon) gas, CF 4 gas CO (carbon monoxide) gas, and O 2 (oxygen) gas are supplied from the processing gas supply sources 87, 88, 89, and 90, respectively. The gas introduction pipe 38 is connected to a phage gas supply source 97 via a valve 95 and a mass flow controller 96 for corresponding flow rate adjustment. N2 (nitrogen) gas is supplied from the phage gas source 97.
제 2 실시 형태에 관한 방법은, 에칭 종료후, 불활성 가스의 2차 플라즈마에 의해 정전 척(11)의 표면을 제전하는 것을 특징으로 한다.The method according to the second embodiment is characterized in that the surface of the electrostatic chuck 11 is static-discharged by secondary plasma of an inert gas after the completion of etching.
보다 구체적으로는, 소정의 에칭이 종료하면, 상측 전극(51)및 서셉터(6)로의 고주파 전력의 공급이 정지됨과 동시에 처리실(2)내로의 처리 가스의 공급이 정지된다. 또한 정전 척(11)의 도전성의 박막(12)으로의 플러스 전원(16)으로부터의 전압 인가도 정지된다.More specifically, when the predetermined etching is completed, the supply of the high frequency power to the upper electrode 51 and the susceptor 6 is stopped and the supply of the processing gas into the processing chamber 2 is stopped. In addition, the application of the voltage from the positive power supply 16 to the conductive thin film 12 of the electrostatic chuck 11 is also stopped.
이어서, 처리실(2)내에는, 파아지 가스 공급원(97)으로부터 질소 가스가 공급되어, 잔존 처리 가스가 처리실(2)내에서 파아지되며, 처리실(2)내의 압력은 약 5OmTorr가 된다. 이어서 서셉터(6)가 하강함과 동시에 리프터 핀(15)이 상승하여, 정전 척(11)상의 웨이퍼(W)를 정전 척(11)으로부터 리프트 아웃한다. 그리고 게이트 밸브(71)가 개방하여 반송 수단(73)이 처리실(2)내로 전진하여 웨이퍼(W)의 하면으로 들어간 후, 리프터 핀(15)이 하강하여 웨이퍼(W)를 반송 수단(73)에 이동 적재 한다.Subsequently, nitrogen gas is supplied from the phage gas supply source 97 into the processing chamber 2, the remaining processing gas is gripped in the processing chamber 2, and the pressure in the processing chamber 2 is about 50 mTorr. Subsequently, the susceptor 6 is lowered and the lifter pin 15 is raised to lift the wafer W on the electrostatic chuck 11 out of the electrostatic chuck 11. After the gate valve 71 is opened and the conveying means 73 advances into the processing chamber 2 and enters the lower surface of the wafer W, the lifter pin 15 is lowered to convey the wafer W to the conveying means 73. To move on.
반송수단(73)이 로드록실(72)내로 대피한 후, 게이트 밸브(71)는 폐쇄된다. 이어서, 리프터 핀(15)가 서셉터(6)내로 하강하면서 서셉터(6)이 다시 상승하고, 서셉터(6)과 상측 전극(51)과의 사이의 갭이 예를 들면 25mm ∼ 35mm가 되는 위치에서 정지한다. 이 때의 갭 값은, 에칭 시의 갭값 10mm ∼ 20mm보다도 커지도록 설정된다.After the conveying means 73 evacuate into the load lock chamber 72, the gate valve 71 is closed. Subsequently, as the lifter pin 15 descends into the susceptor 6, the susceptor 6 rises again, and the gap between the susceptor 6 and the upper electrode 51 is 25 mm to 35 mm, for example. Stop at the desired position. The gap value at this time is set so that it may become larger than the gap value 10 mm-20 mm at the time of an etching.
이어서 처리 가스 공급원(87)로부터 Ar(알루곤)가스가 처리실(2)내로 공급되어 처리실(2)내는, 10mmTorr ∼ 100mmTorr 진공도로 설정된다. 또한, 고주파 전원(66)으로부터, 예를 들면 파워가 50W, 주파수가 27.15MHz의 고주파 전력이 상측 전극(51)으로 공급되며, 서셉터(6)과의 사이에 전하 제거를 위하여 2차 플라즈마가 생성된다. 이 2 차 플라즈마에 의해 정전 척(11)상의 잔류 전하는 제거된다.Subsequently, Ar (alugon) gas is supplied from the processing gas supply source 87 into the processing chamber 2, and the processing chamber 2 is set to 10 mmTorr to 100 mmTorr vacuum degree. In addition, a high frequency power of 50 W and a frequency of 27.15 MHz, for example, is supplied from the high frequency power source 66 to the upper electrode 51, and a secondary plasma is supplied to remove the charge between the susceptor 6 and the susceptor 6. Is generated. The residual charge on the electrostatic chuck 11 is removed by this secondary plasma.
2차 플라즈마는 상대적으로 높은 주파수의 고주파 전력이 , 에칭시보다도 작은 파워로 서셉터(6)만에 공급되어 발생한 것이다. 또한, 처리실(2)내는 Ar(알루곤)가스 분위기이며, 그 진공도도 10mTorr ∼ 100mTorr 로 설정되어 있다. 이 때문에 정전 척(11)상에 반응 생성물이 부착하는 일은 드물다. 더구나 방전 갭은, 에칭시의 갭보다도 넓어져 있기 때문에 2차 플라즈마는 안정한 것이 된다.The secondary plasma is generated by supplying high frequency power of a relatively high frequency to the susceptor 6 only with a smaller power than during etching. Moreover, the inside of the process chamber 2 is an Ar (alugon) gas atmosphere, and the vacuum degree is also set to 10 mTorr-100 mTorr. For this reason, reaction products rarely adhere on the electrostatic chuck 11. In addition, since the discharge gap is wider than the gap during etching, the secondary plasma becomes stable.
정전 척(11)의 잔류 전하가 제거된 후 처리실(2)내에는 재차 파아지 가스인 질소 가스가 공급된다. 그 후 서셉터(6)가 하강하여, 다음의 웨이퍼(W)의 대기 상태가 된다.After the remaining charge of the electrostatic chuck 11 is removed, nitrogen gas, which is a phage gas, is supplied to the process chamber 2 again. Thereafter, the susceptor 6 descends, and the standby state of the next wafer W is reached.
제 2 의 실시 형태에 관한 방법을 타이밍 챠트로 나타내면, 제 8 도에 도시하는 바와 같다. 상측 전극(51)에는, 27.12MHz의 고주파 전력이 인가되며, 서셉터(6)에는 800MHz의 고주파 전력이 인가된다. 정전 척(11)에는, 플러스 1.5kV ∼ 2kV의 직류 전압이 인가된다. 처리실(2)내로 공급되는 제전 가스는 Ar가스이다.The method according to the second embodiment is shown by the timing chart, as shown in FIG. A high frequency power of 27.12 MHz is applied to the upper electrode 51, and a high frequency power of 800 MHz is applied to the susceptor 6. To the electrostatic chuck 11, a direct current voltage of plus 1.5 kV to 2 kV is applied. The antistatic gas supplied into the process chamber 2 is Ar gas.
이 타이밍 챠트에도 도시하는 바와 같이, 에칭 종료후에 처리 완료의 웨이퍼를 반출한 후, 처리실(2)내의 압력은 10mTorr ∼ 100mTorr 로 설정되며, 상측 전극(51)에 만, 에칭시의 출력보다도 작은 출력의 고주파 전력이 공급되며, 잔류 전하의 제거가 이루어진다. 실험에 의해, 이 상측 전극(51)에만 급전하여 잔류 전하를 제거하는 시간 T1은, 1초∼15초정도로 충분하다는 것이 확인되고 있다.As also shown in this timing chart, after the completion of the etching, after the completion of etching, the pressure in the processing chamber 2 is set to 10 mTorr to 100 mTorr, and only the upper electrode 51 has an output smaller than the output at the time of etching. High frequency power is supplied, and residual charge is removed. By experiment, it is confirmed that the time T1 which supplies only this upper electrode 51 and removes a residual electric charge is enough for about 1 second-about 15 second.
실제로 정전 척(11)상의 잔류 전하를, 표면 전위계를 이용하여 측정한 실험 결과를 표1에 도시한다. 표 1에 있어서, 「본 실시예」는 상측전극(51)에만 고주파 전력을 공급하고, 「비교예 1」는 서셉터(6)에만 고주파 전력을 공급하고, 「비교예 2」는 상측 전극(51)과 서셉터(6)의 쌍방에 고주파 전력을 공급하고, 제전을 실시한 경우를 나타낸다.Table 1 shows the results of experiments in which residual charge on the electrostatic chuck 11 was measured using a surface electrometer. In Table 1, "this embodiment" supplies high frequency power only to the upper electrode 51, "Comparative Example 1" supplies high frequency power only to the susceptor 6, and "Comparative Example 2" shows the upper electrode ( The case where high frequency electric power is supplied to both 51 and the susceptor 6, and static elimination is performed is shown.
한편 3개의 예에 있어서, 공급하는 고주파 전력의 파워는 모두 50W이며(상측 전극51과 서셉터6의 양쪽에 공급할 경우에는, 각각 50W), 고주파 전력의 공급 시간은 모든 경우도 2초 동안으로 하였다. 더욱이 Ar가스 도입시의 처리실(2)내의 압력에 대해서는 상측 전극(51)에만 고주파 전력을 공급할 경우는 50mT, 서셉터(6)에만 고주파 전력을 공급하는 경우는 200mTorr이며, 상측 전극(51)과 서셉터(6) 양쪽에 고주파 전력을 공급하는 경우에는 50mTorr로 하였다. 이것은 서셉터만에 800 kHz의 고주파 전력을 공급한 경우, 200mTorr이하에서는 방전하지 않기 때문이다.On the other hand, in the three examples, the power of the high frequency power to be supplied was 50W (50W each when supplying to both the upper electrode 51 and the susceptor 6), and the supply time of the high frequency power was also 2 seconds in all cases. . Furthermore, the pressure in the processing chamber 2 at the time of Ar gas introduction is 50 mT when the high frequency power is supplied only to the upper electrode 51 and 200 mTorr when the high frequency power is supplied only to the susceptor 6. When high frequency electric power was supplied to both susceptors 6, it was set as 50 mTorr. This is because when the high frequency power of 800 kHz is supplied to only the susceptor, it does not discharge below 200 mTorr.
에칭 전의 정전 척(11)상의 전위는 80V로 되어 있다. 이처럼 0V로 되지 않는 것은 정전 척(11)표면이 고절연체이므로, 대단히 대전하기 쉽기 때문이다. 그러나 이 수준은, 웨이퍼 흡착에 관해서는 전혀 문제가 없는 낮은 값이다.The potential on the electrostatic chuck 11 before etching is 80V. The reason why the voltage does not become 0 V is because the surface of the electrostatic chuck 11 is a high insulator, and thus it is very easy to charge. However, this level is a low value which has no problem with respect to wafer adsorption.
또한, 에칭후의 값을 보면 정전 척(11)상의 전위는 420V로 상승하고 있다. 이 레벨의 전하의 챠아지(charge)량이 되면, 다음의 웨이퍼의 흡착 불량을 일으키는데 충분한 값이 된다.In addition, when looking at the value after etching, the electric potential on the electrostatic chuck 11 rises to 420V. When the charge amount of the charge at this level is reached, the value is sufficient to cause the adsorption failure of the next wafer.
표 1 과 같이 본 실시 예는 비교예1, 2에 비해 정전 척(11)상의 전하를 제거하는데 유효하다. 이것은, 비교예 1, 2에서는, 정전 척(11)상에 셀프바이어스가 드는데 비해 본 실시예에서는, 정전 척(11)상에 셀프바이어스가 들지 않기 때문에, 효율좋게 정전 척(11)상의 전하가 2 차 플라즈마에 의해 중화되기 때문이라고 생각된다.As shown in Table 1, this embodiment is effective to remove the charge on the electrostatic chuck 11 compared to Comparative Examples 1 and 2. This is because, in Comparative Examples 1 and 2, self bias is applied on the electrostatic chuck 11, whereas in the present embodiment, self bias is not applied on the electrostatic chuck 11, so that the charge on the electrostatic chuck 11 is efficiently It is considered to be because it is neutralized by the secondary plasma.
한편 상술한 방법에서는, 에칭완료의 웨이퍼(W) 반출 전에, 처리실(2)내 분위기를 질소 가스로 일단 파아지한다. 이것은 게이트 벨브(71)를 개방했을 때에, 통상, 질소 가스 분위기로 되어 있는 로드록실(72)내로, 처리실(2)내의 잔류 가스가 유일하는 것을 방지하기 위함이다. 따라서, 로드록실(72)내의 압력을 처리실(2)내의 압력보다도 높게 설정해 두면, 게이트 밸브(71)를 개방한 후, 처리실(2)내의 잔류 가스가 로드록실(72)내로 유입되는 것을 방지 할 수 있다. 이 경우에는, 에칭 완료의 웨이퍼(W)반출전에, 처리실(2)내 분위기를 질소 가스로 파아지할 필요는 없다.In the above-described method, on the other hand, the atmosphere in the processing chamber 2 is once grasped with nitrogen gas before the wafer W is carried out. This is to prevent the residual gas in the processing chamber 2 from being unique in the load lock chamber 72 which is normally in a nitrogen gas atmosphere when the gate valve 71 is opened. Therefore, if the pressure in the load lock chamber 72 is set higher than the pressure in the process chamber 2, after the gate valve 71 is opened, residual gas in the process chamber 2 can be prevented from flowing into the load lock chamber 72. Can be. In this case, it is not necessary to grip the atmosphere in the processing chamber 2 with nitrogen gas before carrying out the wafer W of etching completion.
또한, 상술한 방법에서는, 에칭 종료후의 웨이퍼를 그대로 처리실(2)로부터 반출하고 있다. 그러나 웨이퍼(W)를 반출하기 전에, 웨이퍼(W)상의 전하를 제거할 수 있다. 제 9 도는 이러한 경우의 타이밍 챠트이다.In addition, in the method mentioned above, the wafer after completion | finish of etching is carried out from the process chamber 2 as it is. However, before carrying out the wafer W, the charge on the wafer W can be removed. 9 is a timing chart in this case.
제 9 도와 같이, 에칭 종료후, 처리실(2)내로의 파아지 가스의 도입을 바꾸어 Ar가스만을 도입한다. 또한, 상측 전극(51)과 서셉터(6)과의 사이의 갭을 에칭시보다 넓힌다. 처리실(2)내의 압력이 10mTorr ∼100mTorr로 된 시점에서, 상측 전극(51)에 주파수 27.12 MHz의 고주파 전력을 에칭시보다 적은 파워, 예를 들면 50W ∼ 250W로 소정 시간(T0). 예를 들면 1∼10초간 공급한다. 이에 의해 발생한 2차 플라즈마에 의해 웨이퍼(W)상의 전하는 상기 정전 척(11)의 제전 프로세스와 마찬가지로 효율좋게 제거된다. 물론 웨이퍼(W)상에 디포는 부착하지 않는다.As in the ninth diagram, after the end of etching, the introduction of phage gas into the processing chamber 2 is changed to introduce only Ar gas. Further, the gap between the upper electrode 51 and the susceptor 6 is wider than during etching. When the pressure in the processing chamber 2 is 10 mTorr to 100 mTorr, the high frequency power of 27.12 MHz is applied to the upper electrode 51 with less power than when etching, for example, 50 W to 250 W for a predetermined time T0. For example, it supplies for 1 to 10 seconds. As a result, the charges on the wafer W are efficiently removed by the secondary plasma generated in the same manner as in the electrostatic chuck 11 of the electrostatic chuck 11. Of course, no depot is attached on the wafer W. As shown in FIG.
이 경우, 정전 척(11)의 잔류 전하 제거 프로세스와 마찬가지로, 발생한 플라즈마는 상대적으로 높은 주파수의 고주파 전력이, 에칭시보다도 적은 파워로 상측 전극(51)만에 공급되어 생성된것이다. 또한 처리실(2)내는 10mTorr ∼ 100mTorr의 Ar(알루곤)가스 분위기에서, 또한 방전 갭도 넓혀서 방전하기 쉬운 상태로 설정되어 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)상에 반응 생성물이 부착하는 일은 없고, 또한 안정하여 2차 플라즈마의 하에서 제전 프로세스를 실시할 수 있다.In this case, similar to the process of removing the residual charge of the electrostatic chuck 11, the generated plasma is generated by supplying high frequency power of relatively high frequency to only the upper electrode 51 with less power than during etching. In addition, in the processing chamber 2, the discharge gap is also widened in an Ar (alugon) gas atmosphere of 10 mTorr to 100 mTorr, and is set in a state where it is easy to discharge. For this reason, the reaction product does not adhere to the wafer W, and it is stable and can perform an antistatic process under secondary plasma.
더욱이, 제 9 도에 도시하는 바와 같이, 제전된 웨이퍼(W)를 반출한 후, 다음 웨이퍼(W)반입전에 정전 척(11)의 잔류 전하 제거를 하고있다.In addition, as shown in FIG. 9, after removing the charged wafer W, the remaining charge of the electrostatic chuck 11 is removed before the next wafer W is loaded.
제 2 실시 형태에 관한 방법에 있어서는, 정전 척(11)의 잔류 전하 제거및 웨이퍼(W)의 제전을 함에 있어서, 처리실(2)내를 Ar(알루곤)가스 분위기로 하고 있다. 그러나, 이에 대신하여 질소 가스등의 다른 불활성 가스 분위기로서 제전을 실시해도 좋다.In the method according to the second embodiment, in the removal of the residual charge of the electrostatic chuck 11 and the static elimination of the wafer W, the inside of the processing chamber 2 is made into an Ar (alugon) gas atmosphere. However, instead of this, the static elimination may be performed in another inert gas atmosphere such as nitrogen gas.
제 2 실시 형태에 관한 플라즈마 처리 방법에 있어서는, 플라즈마 처리중 상하 전극의 각각에 고주파 전력을 공급하고 하측 전극의 쪽에 공급한 고주파에 의해처리 가스가 플라즈마화 된다. 플라즈마중의 이온은 하측 전극의 쪽에 공급한 고주파 전력, 환언하면, 상대적으로 낮은 고주파 전력으로 피처리체를 끌어당긴다. 이 때문에, 이온의 입사 에너지를 제어할 수 있다.In the plasma processing method according to the second embodiment, the high frequency power is supplied to each of the upper and lower electrodes during the plasma processing, and the processing gas is converted into plasma by the high frequency supplied to the lower electrode. The ions in the plasma attract the target object at a high frequency power supplied to the lower electrode, in other words, at a relatively low high frequency power. For this reason, the incident energy of ions can be controlled.
상측 전극에 공급하는 고주파 전력의 주파수는 미세한 처리를 가능하도록 하기위한 고밀도 플라즈마를 발생시키는 10MHz이상이 바람직하다. 다른 한편, 하측 전극의 쪽에 공급하는 고주파 전력 즉, 상대적으로 낮은 고주파 전력의 주파수는 이온이 추종할 수 있는 주파수, 예를 들면 1MHz이하의 주파수가 적합하다.The frequency of the high frequency power supplied to the upper electrode is preferably 10 MHz or more to generate a high density plasma for enabling fine processing. On the other hand, a high frequency power to be supplied to the lower electrode, that is, a frequency of relatively low high frequency power, is suitable for a frequency that the ions can follow, for example, a frequency of 1 MHz or less.
이와 같은 플라즈마 분위기하에서 피처리체에 대하여 플라즈마 처리를 하고, 그 후 이 피처리체를 처리실로부터 반출한다. 이어서, 처리실내로 불활성 가스를 도입하고, 더욱이 상측 전극과 하측 전극과의 사이의 갭을 상기 처리시보다도 넓게한다. 그리고 플라즈마 처리시의 출력보다도 작은 출력으로 상측 전극만에 고주파의 전력을 공급하여 플라즈마를 발생시킨다. 이에 의해 방전하기 쉬운 상태가 창출되며 정전 척 상의 잔류 전하는 이 2 차 플라즈마에 의해 제거된다. 또한 정전 척에 셀프 바이어스를 걸지 않도록 하는 것으로, 효율좋고 정전 척상의 잔류 전하를 제거할 수 있다.In such a plasma atmosphere, the object to be processed is subjected to plasma treatment, and the object is then taken out of the processing chamber. Subsequently, an inert gas is introduced into the process chamber, and the gap between the upper electrode and the lower electrode is further widened than in the process. The plasma is generated by supplying high frequency power to only the upper electrode with an output smaller than the output during the plasma treatment. This creates a state that is easy to discharge and the residual charge on the electrostatic chuck is removed by this secondary plasma. In addition, by not self-biasing the electrostatic chuck, it is efficient and can remove residual charge on the electrostatic chuck.
처리실내는 불활성 가스 분위기로서 상측 전극만 작은 출력으로 플라즈마를 발생시키고 있기 때문에, 정전 척 상에 디포 즉, 반응생성물이 부착하는 일은 적다. 또한 상하 전극간의 갭도 처리중보다도 넓게 설정되어 있기 때문에, 이 2 차 플라즈마는 안정된 것으로 할 수 있다. 이 경우, 처리실내의 진공도에 대해서도 10mTorr ∼ 100mTorr와 종래보다도 저압으로 함으로써, 디포의 부착을 더욱 억제할수 있다. 따라서, 정전 척을 비롯하여 처리실 내 벽이나 처리실내의부재에 악영향을 주는 일은 없고, 정전 척의 잔류 전하의 제거를 적당히 실시 할 수 있다.Since the processing chamber generates plasma with a small output only as an upper electrode as an inert gas atmosphere, depots or reaction products are less likely to adhere on the electrostatic chuck. In addition, since the gap between the upper and lower electrodes is set wider than during the process, this secondary plasma can be made stable. In this case, the deposition in the depot can be further suppressed by setting the vacuum degree in the processing chamber to 10 mTorr to 100 mTorr and lower pressure than in the past. Therefore, no adverse effects are exerted on the walls of the processing chamber or the members in the processing chamber, including the electrostatic chuck, and the residual charge of the electrostatic chuck can be appropriately removed.
또한, 제 2 실시 형태의 변형예에서는, 플라즈마 분위기의 하에서 피처리체에 대해 소정 처리를 한 후, 이 피처리체를 처리실로부터 반출하기 전에 2 차 플라즈마를 생성한다. 즉, 상하 전극간의 갭을 처리시보다도 넓게한 상태(즉, 방전이 착화하기 쉬운 상태)로 상기 플라즈마를 처리시의 출력보다도 작은 출력으로 상측 전극만에 상대적으로 높은 고주파의 전력을 공급하여 플라즈마를 발생시킨다. 피처리체상의 잔류전하는 이 2 차 플라즈마에 의해 효율좋게 제거된다. 이 경우, 상측 전극만에 작은 출력으로 플라즈마를 발생시키는 (보다 바람직하게는 처리실내의 진공도에 대해서도 10mTorr∼IOOmTorr와 종래보다도 저압으로 한다). 이 때문에, 피처리체상에 디포, 즉 반응생성물이 부착하는일 없고 또한 처리실내의 진공도도 처리시보다 완화되어 있기 때문에, 이 2 차 플라즈마는 안정하다. 따라서, 피처리체에 악영향을 주지 않고, 피처리체상의 잔류 전하의 제거를 적절히 실시하는 것이 가능하다.Moreover, in the modification of 2nd Embodiment, after a predetermined process is performed with respect to a to-be-processed object in a plasma atmosphere, secondary plasma is produced before carrying out this to-be-processed object from a process chamber. That is, the gap between the upper and lower electrodes is wider than the process (that is, the discharge is easily ignited) and the plasma is supplied by supplying a high frequency power to the upper electrode only at an output smaller than that of the process. Generate. Residual charge on the workpiece is efficiently removed by this secondary plasma. In this case, plasma is generated at a small output only at the upper electrode (more preferably, 10 mTorr to IOmTorr and lower pressure than conventional ones, even for the degree of vacuum in the processing chamber). For this reason, since the depot, ie, the reaction product, does not adhere to the object to be treated and the vacuum in the processing chamber is also lessened than during the treatment, this secondary plasma is stable. Therefore, it is possible to appropriately remove the residual electric charges on the target object without adversely affecting the target object.
한편 제 2 실시 형태의 불활성 가스로서는 예를 들면 Ar(알루곤)가스, He(헬륨)가스등의 이른바 희가스를 사용할 수 있다. 또한 본 실시형태는 제 1 실시 형태와 비해, 기능적으로 떨어지는 점도 있지만, 정전 척에 접속되는 직류 전원이 한개만으로도 좋다는 장점을 갖는다.On the other hand, as an inert gas of 2nd Embodiment, what is called a rare gas, such as Ar (alugon) gas and He (helium) gas, can be used, for example. In addition, this embodiment has a functionally inferior feature to the first embodiment, but has the advantage that only one DC power source connected to the electrostatic chuck may be used.
이어서, 본 발명의 제 3 실시 형태에 관한 플라즈마 처리 방법을 응용한 에칭 방법을 설명한다.Next, the etching method which applied the plasma processing method which concerns on 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.
제 3 실시 형태는, 제 1 도의 에칭 장치를 사용하지만, 정전 척(11)의 도전성 박막(12)로의 직류 전압의 공급은, 직류 전원 (16, 18)한 쪽만을 사용하면 된다.In the third embodiment, although the etching apparatus of FIG. 1 is used, only one of the DC power sources 16 and 18 may be used to supply the DC voltage to the conductive thin film 12 of the electrostatic chuck 11.
보다 구체적으로는, 소정의 에칭이 종료하면, 상측 전극(51) 및 서셉터(6)로의 고주파 전력의 공급이 정지됨과 동시에, 처리실(2)내로의 처리 가스의 공급이 정지된다. 또한 정전 척(11)의 도전성 박막(12)으로의 플러스 전원(16)으로부터의 전압 인가도 정지된다.More specifically, when the predetermined etching is completed, the supply of the high frequency power to the upper electrode 51 and the susceptor 6 is stopped, and the supply of the processing gas into the processing chamber 2 is stopped. In addition, the application of the voltage from the positive power supply 16 to the conductive thin film 12 of the electrostatic chuck 11 is also stopped.
이어서, 처리실(2)내에 파아지 가스 공급원(44)으로부터 질소 가스가 공급되며, 잔존 처리 가스가 처리실(2)내로부터 파아지 된다. 또한, 이 질소 가스의 공급과 마찬가지로 처리실(2)내의 진공동를 센서(55)로 검출하고, 그 검출한 처리실(2)내의 진공도를 콘트롤러(74)에 입력한다. 이렇게 하여, 콘트롤러(74)의 제어에 의해 처리실(2)내의 압력은 0.5 ∼3Torr. 바람직하게는 1∼ 2Torr의 진공도가 된다. 이어서, 서셉터(6)가 하강함과 동시에 리프터 핀(20)이 상승하고, 에칭이 종료한 웨이퍼(W)를 정전 척(11)상으로부터 리프트 아웃하면, 제 3 도에 도시하는 상태가 된다.Subsequently, nitrogen gas is supplied from the phage gas supply source 44 into the processing chamber 2, and the remaining processing gas is gripped from the processing chamber 2. In addition, similar to the supply of the nitrogen gas, the vacuum in the processing chamber 2 is detected by the sensor 55, and the degree of vacuum in the detected processing chamber 2 is input to the controller 74. In this way, under the control of the controller 74, the pressure in the process chamber 2 is 0.5-3 Torr. Preferably it is a vacuum degree of 1-2 Torr. Subsequently, when the susceptor 6 is lowered and the lifter pin 20 is raised, the wafer W, which has been etched, is lifted out from the electrostatic chuck 11 to be in the state shown in FIG. 3. .
박막(12)로의 전압의 인가 해제후도, 웨이퍼(W)에는 흡착 전압과 역 극성의 전하(예를 들면 마이너스의 전하)가 잔류한다. 이 잔류 전하에의해 정전 척(11)표면에 웨이퍼(W)가 흡착된 상태가 유지된다. 만약 이와 같은 흡착 상태를 방치하면, 리프터 핀(20)의 상승에 의 해 에칭완료 웨이퍼(W)를 정전 척(11)상으로부터 리프트 업하기 전에, 정전 척(11)상으로부터 웨이퍼를 원할하게 떼어낼수 없는 경우가있다. 예를 들면, 떼어내는 순간에 웨이퍼가 리프터 핀(20)상에서 흔들리거나, 튀어오르거나하여 움직여버린다. 그 결과, 리프터 핀(20)상에서 웨이퍼의 위치가 일정치 않고, 반송 불량을 일으킬우려가 생긴다. 이와 같은 문제는 항상 발생하는 것은 아니나, 고주파 전력, 가스압, 정전 척으로의 인가전압, 웨이퍼 크기, 웨이퍼상의 성막의 태양등의 요인에 의해, 발생할 경우와 발생하지 않은 경우가 있다.Even after the application of the voltage to the thin film 12 is released, the charge of the adsorption voltage and the reverse polarity (for example, negative charge) remains on the wafer W. Due to this residual charge, the state in which the wafer W is adsorbed on the surface of the electrostatic chuck 11 is maintained. If the adsorption state is left in this state, the wafer is smoothly removed from the electrostatic chuck 11 before the lifted-up wafer 20 is lifted up from the electrostatic chuck 11 by lifting the lifter pin 20. You may not be able to. For example, at the moment of detachment, the wafer is shaken or jumped on the lifter pin 20 to move. As a result, the position of the wafer on the lifter pin 20 is not constant, and there is a possibility of causing a conveyance failure. Such a problem does not always occur, but it may or may not occur due to factors such as high frequency power, gas pressure, voltage applied to the electrostatic chuck, wafer size, and solar deposition on the wafer.
제 3 실시 형태에 관한 방법으로는, 처리실(2)내에 질소 가스를 도입하여 처리실(2)내를 미리 0.5∼3Torr의 진공도로 한 상태이다. 이 상태에서 리프터 핀(20)을 정전 척(11)에 대해 상대적으로 상승시키는 것에 의해, 웨이퍼를 정전 척(11)으로부터 떼어낸다. 웨이퍼를 정전 척(11)에서 떼어낼 시에는, 바람직하게는 처리실(2)내의 진공도는 1∼ 2Torr 의 범위로 하는 것이 좋다. 이처럼 처리실(2)내를 0.5∼3Torr의 진공도로 한 상태에서 웨이퍼를 정전 척(11)상으로부터 떼면, 떨어지는 치수에 정전 척(11)의 절연체 표면과 웨이퍼 이면과의 사이에서 잔류 전하가 방전을 일으킴으로써 제전이 이루어진다. 이에 의해, 잔류 흡착이 해제되어 정전 척(11)상으로부터 웨이퍼(W)를 원할하게 떼어내는 것이 가능하다. 따라서, 흔들림이나 튀어오름과 같은 바람직하지 현상을 일으키지 않고 웨이퍼를 정전 척(11)상으로부터 리프터 아웃할 수 있다. 즉, 제 3 도에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)는 리프터 핀(20)상에 있어서 소정의 정위치로 지지된 상태가 된다.In the method according to the third embodiment, nitrogen gas is introduced into the processing chamber 2 to advance the interior of the processing chamber 2 to a vacuum degree of 0.5 to 3 Torr in advance. By lifting the lifter pin 20 relative to the electrostatic chuck 11 in this state, the wafer is removed from the electrostatic chuck 11. When the wafer is removed from the electrostatic chuck 11, the vacuum degree in the processing chamber 2 is preferably in the range of 1 to 2 Torr. Thus, when the wafer is removed from the electrostatic chuck 11 in a state in which the process chamber 2 is at a vacuum of 0.5 to 3 Torr, the remaining charge discharges between the insulator surface of the electrostatic chuck 11 and the back surface of the wafer in a falling dimension. By raising the festival is done. As a result, residual adsorption is released, and the wafer W can be smoothly separated from the electrostatic chuck 11. Therefore, the wafer can be lifted out from the electrostatic chuck 11 without causing undesirable phenomena such as shaking and springing. That is, as shown in FIG. 3, the wafer W is supported on the lifter pin 20 at a predetermined fixed position.
웨이퍼(W)가 제 3 도에 도시하는 바와 같이 정전 척(11)상에 리프트 업되면, 처리실의 압력을 로드록실과 같은 압력, 예를 들면, 70mTorr로 한다. 그 후, 게이트 밸브(71)가 개방하여 반송 수단(73)이 처리실(2)내로 전진한다. 처리실(2)내로전진한 반송 수단(73)이 웨이퍼(W)의 하면으로 들어간 후, 리프터 핀(20)이 하강하고, 리프터 핀(2O)상에 지지하고 있던 웨이퍼(W)를 반송 수단(73)으로 이동 재치한다.When the wafer W is lifted up on the electrostatic chuck 11 as shown in FIG. 3, the pressure in the processing chamber is set to the same pressure as the load lock chamber, for example, 70 mTorr. Thereafter, the gate valve 71 is opened to move the conveying means 73 into the processing chamber 2. After the conveying means 73 advanced into the processing chamber 2 enters the lower surface of the wafer W, the lifter pin 20 is lowered to convey the wafer W supported on the lifter pin 20. Go to 73).
이 때, 웨이퍼(W)가 리프터 핀(20)상의 소정 위치에 피지되어 있기때문에 웨이퍼(W)를 정확하게 위치 결정한 상태한 반송 수단(73)으로 재치할 수 있다.At this time, since the wafer W is sewed at a predetermined position on the lifter pin 20, the wafer W can be placed on the conveying means 73 in a precisely positioned state.
한편, 진공도가 0.5Torr미만이면, 제전이 충분히 이루어지지 않는 경우가 있다. 또한, 플라즈마 장치가 저압프로세스용으로 만들어져 있기때문에, 진공도를 3Torr를 초과하는 것으로 하는 것은 실용적으초 곤란하다.On the other hand, when vacuum degree is less than 0.5 Torr, static elimination may not be enough. In addition, since the plasma apparatus is made for the low pressure process, it is practically difficult to make the vacuum degree exceed 3 Torr.
상술한 실시 형태에 있어서는, 실리콘의 반도체 웨이퍼 표면의 실리콘 산화막(Sio2)를 에칭하는 처리를 예시하였다. 그러나 본 발명의 방법은 엇싱, 스팟터 링, CVD등의 다른 플라즈마 처리에 적용할 수 있다.In the above-described embodiment, and it illustrates the process of etching a silicon oxide (Sio 2) of the semiconductor wafer surface of the silicon. However, the method of the present invention can be applied to other plasma treatments such as biasing, spotter ring, CVD, and the like.
또한, 피처리체도 웨이퍼로 한정하지 않고, LCD기판이어도 좋다.In addition, the object to be processed is not limited to the wafer, but may be an LCD substrate.
제 1 도는 본 발명의 실시형태에 관한 에칭 방법을 실시하기 위한 에칭 장치를 도시하는 설명도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows the etching apparatus for implementing the etching method which concerns on embodiment of this invention.
제 2 도는 제 1 도의 에칭 장의 상하 전극 부근을 나타내는 요부 확대 설명도로서, 웨이퍼를 정전 척상에 흡착한 상태를 나타 낸다.FIG. 2 is an enlarged explanatory view of the main portion showing the vicinity of the upper and lower electrodes of the etching field of FIG. 1, and shows a state where the wafer is adsorbed onto the electrostatic chuck.
제 3 도는 제 1 도의 에칭 장치의 상하 전극 부근을 나타내는 요부 확대 설명도로서, 웨이퍼를 정전 척상으로부터 리프트 아웃한 상태를 나타낸다.FIG. 3 is an enlarged explanatory view of the main portion showing the vicinity of the upper and lower electrodes of the etching apparatus of FIG. 1, showing a state in which the wafer is lifted out from the electrostatic chuck.
제 4 도는 본 발명 의 제 1 실시 형태에 관한 에칭 방법의 타이밍 챠트.4 is a timing chart of an etching method according to the first embodiment of the present invention.
제 5 도는 제 1 실시 형태에 관한 실험의 타이밍 챠트.5 is a timing chart of an experiment according to the first embodiment.
제 6 도는 제 5 도의 실험에 관한 실시예와 종래의 플라즈마 제전 방법에 관한 비교예의 정전 척에 대한 인가 전압치와 흡착력과의 관계를 나타내는 그래프.6 is a graph showing the relationship between the applied voltage value and the adsorption force to the electrostatic chuck of the example of the experiment of FIG. 5 and the comparative example of the conventional plasma electrostatic discharge method.
제 7 도는 본 발명의 제 2 실시 형태에 관한 방법에서 사용되는 가스 공급계의 변경예를 나타내는 도면.7 is a diagram showing a modification of the gas supply system used in the method according to the second embodiment of the present invention.
제 8 도는 제 2 실시 형태에 관한 에칭 방법의 타이밍 챠트.8 is a timing chart of an etching method according to the second embodiment.
제 9 도는 제 2 실시 형태에 관한 에칭 방법의 변경에의 타이밍 챠트.9 is a timing chart for changing an etching method according to the second embodiment.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
1 : 에칭 장치 2 : 처리실1: etching apparatus 2: process chamber
3 : 처리 용기 6 : 서셀터3: processing container 6: susceptor
11 : 정전 척 20 : 리프터 관11: electrostatic chuck 20: lifter tube
51 : 상부 전극 61 : 진공화 수단51 upper electrode 61 means for evacuation
63, 66 : 고주파 전원 71 : 게이트 밸브63, 66: high frequency power 71: gate valve
72 : 로드록실 73 : 반송 수단72: load lock chamber 73: conveying means
W : 웨이퍼W: Wafer
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|---|---|---|---|---|
| KR101125430B1 (en) * | 2009-09-04 | 2012-03-28 | 주식회사 디엠에스 | Workpiece de-chucking device of plasma reactor for dry-cleaning the inside of chamber and electro static chuck during de-chucking workpiece, and workpiece de-chucking method of the same |
| KR101295776B1 (en) * | 2007-08-02 | 2013-08-12 | 삼성전자주식회사 | Method of de-chucking a wafer using a direct voltage and a alternating voltage alternately and apparatus for fabricating a semiconductor device employing the same |
| KR20160137404A (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-30 | 램 리써치 코포레이션 | Low volume showerhead with faceplate holes for improved flow uniformity |
| KR20180137423A (en) * | 2017-06-16 | 2018-12-27 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Electrostatic attraction method |
| KR20220008223A (en) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Substrate release method and plasma processing apparatus |
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1996
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101295776B1 (en) * | 2007-08-02 | 2013-08-12 | 삼성전자주식회사 | Method of de-chucking a wafer using a direct voltage and a alternating voltage alternately and apparatus for fabricating a semiconductor device employing the same |
| KR101125430B1 (en) * | 2009-09-04 | 2012-03-28 | 주식회사 디엠에스 | Workpiece de-chucking device of plasma reactor for dry-cleaning the inside of chamber and electro static chuck during de-chucking workpiece, and workpiece de-chucking method of the same |
| KR20160137404A (en) * | 2015-05-22 | 2016-11-30 | 램 리써치 코포레이션 | Low volume showerhead with faceplate holes for improved flow uniformity |
| KR102357417B1 (en) | 2015-05-22 | 2022-01-27 | 램 리써치 코포레이션 | Low volume showerhead with faceplate holes for improved flow uniformity |
| KR20180137423A (en) * | 2017-06-16 | 2018-12-27 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Electrostatic attraction method |
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