KR102304151B1 - 감압 처리 장치 - Google Patents

감압 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102304151B1
KR102304151B1 KR1020160031020A KR20160031020A KR102304151B1 KR 102304151 B1 KR102304151 B1 KR 102304151B1 KR 1020160031020 A KR1020160031020 A KR 1020160031020A KR 20160031020 A KR20160031020 A KR 20160031020A KR 102304151 B1 KR102304151 B1 KR 102304151B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
electrostatic chuck
chamber
suction
holding
Prior art date
Application number
KR1020160031020A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160111338A (ko
Inventor
히데카즈 이이다
Original Assignee
가부시기가이샤 디스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시기가이샤 디스코 filed Critical 가부시기가이샤 디스코
Publication of KR20160111338A publication Critical patent/KR20160111338A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102304151B1 publication Critical patent/KR102304151B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833Details of electrostatic chucks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/15Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532Electrodes
    • H01J37/32568Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32733Means for moving the material to be treated
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816Pressure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/3213Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32135Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
    • H01L21/32136Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334Etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)

Abstract

(과제) 정전 척에 있어서 웨이퍼를 흡착 유지하여 플라즈마 에칭을 하는 경우에 있어서, 하부 전극에 인가하는 전압의 전환을 필요로 하지 않는다.
(해결 수단) 반입 수단 (8) 이 챔버 내에 웨이퍼 (W) 를 반입하고 유지부 (82) 가 유지하는 웨이퍼 (W) 가 정전 척 (3) 의 흡착면 (32) 에 접촉한 상태로, 유지부 (82) 를 어스에 접속함과 함께 하부 전극 (33) 에 직류 전압을 인가하고, 유지부 (82) 가 웨이퍼 (W) 의 흡착을 개방함과 함께 유지부 (82) 를 웨이퍼 (W) 로부터 이반시킴으로써, 정전 척 (3) 과 웨이퍼 (W) 에 서로 극성이 상이한 전하를 대전시키고 흡착면 (32) 에서 웨이퍼 (W) 를 흡착 유지한다.

Description

감압 처리 장치{REDUCED-PRESSURE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 챔버 내의 정전 척에 있어서 웨이퍼를 유지하고, 챔버 내에 있어서 플라즈마를 발생시켜 웨이퍼에 대한 처리를 실시하는 감압 처리 장치에 관한 것이다.
플라즈마 에칭 장치 등의 감압 처리 장치에서는, 챔버 내를 진공 상태로 하여 플라즈마를 발생시킴으로써 웨이퍼에 대한 처리를 실시하고 있다. 그 때문에, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블에 있어서 진공 흡착 방식을 채용하면, 웨이퍼를 확실하게 유지하는 것이 곤란하다. 그래서, 감압 처리 장치에서는, 정전 흡착력을 이용하여 웨이퍼를 흡착 유지하는 정전 흡착 방식이 채용되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
웨이퍼를 정전 흡착하는 정전 척은, 유전율이 높은 절연물로 형성되고, 그 내부에는 하부 전극을 구비하고 있고, 하부 전극을 2 개 구비하는 쌍극형의 정전 척과, 하부 전극이 1 개인 단극형의 정전 척이 존재한다. 플라즈마 에칭에 의해 웨이퍼가 분할되는 경우에는 정전 흡착을 유지시키기 위하여 단극형의 정전 척을 사용할 필요가 있다. 단극형의 정전 척은, 정전 척 상에 웨이퍼가 재치 (載置) 된 상태에서 정전 척에 고주파 전압을 인가하면, 하부 전극에 대면하는 상부 전극과의 사이에 공급한 반응 가스가 플라즈마화되고, 플라즈마를 통하여 웨이퍼가 접지되기 때문에, 하부 전극에 직류 전압을 인가하면 하부 전극의 상방의 절연물이 유전 분극되어 정전 흡착력이 발생하여, 웨이퍼가 정전 흡착된다 (예를 들어 특허문헌 2 참조).
일본 특허공보 제4938352호 일본 공개특허공보 제2005-347545호
그러나, 단극형의 정전 척은, 플라즈마가 존재하지 않는 상태에서 웨이퍼를 흡착 유지하는 경우에는 웨이퍼를 접지시키는 접지 수단을 형성할 필요가 있다.
본 발명은, 이와 같은 문제를 감안한 것으로, 단극형의 정전 척에 있어서 웨이퍼를 흡착 유지하여 플라즈마 에칭을 하는 경우에 있어서, 웨이퍼를 접지시키는 접지 수단을 전용으로 배치 형성할 필요없이 웨이퍼의 정전 흡착을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의하면, 플라즈마화된 반응 가스에 의해 웨이퍼를 가공 처리하는 감압 처리 장치로서, 절연 재료에 형성된 상면을 흡착면으로 하고 내부에 하부 전극을 갖고 그 흡착면에서 웨이퍼를 정전 흡착하는 정전 척과, 그 정전 척의 그 흡착면에 대면하고 그 정전 척의 상방에 배치 형성된 상부 전극과, 그 정전 척과 그 상부 전극을 수용하는 챔버와, 그 챔버 내에 웨이퍼를 반입하고 그 흡착면에 웨이퍼를 재치하는 반입 수단과, 그 챔버 내를 감압하는 감압 수단과, 그 챔버 내에 반응 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 그 정전 척에 고주파 전압을 인가하고 그 챔버 내에 공급된 반응 가스를 플라즈마화하는 고주파 전압 인가 수단을 구비하고, 그 반입 수단은, 웨이퍼의 상면에 접하는 도전성의 접촉부를 갖고 웨이퍼를 유지하는 유지부와, 그 유지부를 어스에 도통시키는 도통 수단과, 그 유지부에 의해 유지된 웨이퍼를 그 정전 척에 재치하는 구동 수단을 포함하고, 그 반입 수단의 그 유지부가 유지하는 웨이퍼를 그 챔버 내에 반입하고 그 웨이퍼를 그 정전 척의 그 흡착면에 접촉시킨 상태에서, 그 도통 수단에 의해 그 유지부를 어스에 접속함과 함께 그 하부 전극에 직류 전압을 인가하고, 이어서 그 유지부가 웨이퍼의 흡착을 개방함과 함께 그 유지부를 웨이퍼로부터 이반시킴으로써, 그 정전 척과 웨이퍼에 서로 극성이 상이한 전하를 대전시키고 그 정전 척의 그 흡착면에서 웨이퍼를 흡착 유지하는 것을 특징으로 하는 감압 처리 장치가 제공된다.
본 발명에서는, 반입 수단이 어스에 접속되어 있기 때문에, 반입 수단이 웨이퍼를 유지하여 정전 척에 재치하고, 정전 척에 전압을 인가하고 웨이퍼를 대전시켜 정전 흡착력에 의해 정전 척이 웨이퍼를 유지한다. 그 후, 반입 수단의 흡인력을 해제하여 웨이퍼로부터 이반시키면, 웨이퍼에 전하가 대전된 상태가 되어, 정전 척에 있어서 웨이퍼를 유지한 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 대기압 중에서 단극형의 정전 척으로 웨이퍼를 정전 흡착할 수 있다.
도 1 은 감압 처리 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 반입 수단의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3 은 반입 수단에 유지된 웨이퍼가 정전 척에 재치된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4 는 정전 척으로 웨이퍼를 정전 흡착하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5 는 정전 척으로 정전 흡착된 웨이퍼로부터 반입 수단을 이반시킨 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6 은 정전 척으로 정전 흡착된 웨이퍼를 플라즈마 에칭하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7 은 플라즈마 에칭 종료 후에 정전 척으로 웨이퍼를 정전 흡착하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8 은 정전 척으로 정전 흡착된 웨이퍼에 반입 수단을 접촉시킨 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9 는 정전 척으로 정전 흡착된 웨이퍼에 반입 수단을 접촉시켜 어스에 접속한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 10 은 반입 수단이 웨이퍼를 정전 척으로부터 이반시키는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 에 나타내는 플라즈마 에칭 장치 (1) 는, 감압 처리 장치의 일례로, 하우징 (20) 에 의해 덮이고 에칭 대상의 웨이퍼가 수용되는 공간인 챔버 (2) 를 구비하고 있다.
하우징 (20) 은, 상벽 (21) 과 하벽 (22) 과 측벽 (23) 에 의해 형성되어 있고, 일방의 측벽 (23) 에는, 개폐구 (24) 가 형성되어 있다. 개폐구 (24) 는, 셔터 (25) 에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 셔터 (25) 는, 셔터 개폐 수단 (26) 에 의해 구동되어 승강한다. 셔터 개폐 수단 (26) 은, 실린더 (261) 와, 셔터 (25) 에 연결되고 실린더 (261) 에 의해 구동되어 승강하는 피스톤 (262) 에 의해 구성된다.
챔버 (2) 의 내부에는, 웨이퍼를 흡착 유지하는 정전 척 (3) 과, 정전 척 (3) 의 상방에 위치하는 상부 전극 (4) 이 수용되어 있다.
정전 척 (3) 은, 절연 재료에 의해 형성되고, 원기둥상의 축부 (30) 와, 축부 (30) 의 상단에 있어서 원판상으로 형성된 테이블부 (31) 로 구성되어 있다. 또, 정전 척 (3) 에는, 고주파 전원 (71) 이 접속되어 있다. 테이블부 (31) 에는, 필수는 아니지만, 그 상면인 흡착면 (32) 에 있어서 개구되는 복수의 흡인공 (320) 이 형성되어 있다. 흡인공 (320) 은, 흡인로 (34) 를 통하여 흡인원 (50) 과 흡착면 (32) 을 연통시키고 있다. 또, 테이블부 (31) 의 내부에는, 하부 전극 (33) 을 구비하고 있다. 하부 전극 (33) 은, 도전부 (36) 및 스위치 (720) 를 통하여 직류 전원 (72) 의 정극에 접속되어 있다.
축부 (30) 는, 하우징 (20) 을 구성하는 하벽 (22) 에 삽입 통과되고, 절연체 (221) 에 의해 시일되어 유지되고 있다. 또, 테이블부 (31) 의 하부 및 축부 (30) 에는 냉각수 유통로 (35) 가 순환하고 있고, 냉각수 순환로 (35) 는 냉각수 공급 수단 (51) 에 연통되어 있다.
상부 전극 (4) 은, 정전 척 (3) 의 상방으로서, 정전 척 (3) 의 흡착면 (32) 에 대면하는 위치에 배치 형성되어 있고, 어스에 접속되어 있다. 상부 전극 (4) 은, 원기둥상의 축부 (40) 와, 축부 (40) 의 하단에 있어서 원판상으로 형성된 판상부 (41) 로 구성되어 있다. 축부 (40) 는, 하우징 (20) 을 구성하는 상벽 (21) 에 삽입 통과되고, 절연체 (211) 에 의해 시일되어 승강 가능하게 유지되고 있다.
판상부 (41) 에는, 그 하면 (42) 에 있어서 개구되는 복수의 가스 분출공 (420) 이 형성되어 있다. 가스 분출공 (420) 에는, 가스 유통로 (43) 및 밸브 (52) 를 통하여 반응 가스 공급원 (55) 을 포함하는 가스 공급 수단 (56) 이 접속되어 있다. 반응 가스 공급원 (55) 에는, 예를 들어 SF6 가스가 저장되어 있다. 밸브 (52) 를 전환함으로써, 반응 가스 공급원 (55) 을 가스 유통로 (43) 에 연통시켜, 반응 가스를 가스 분출공 (420) 으로부터 챔버 (2) 내에 보낼 수 있다. 챔버 (2) 에 공급된 반응 가스는, 고주파 전원 (71) 에 의해 정전 척 (3) 에 고주파 전압이 인가됨으로써 플라즈마화된다.
상부 전극 (4) 은, 승강 수단 (44) 에 의해 구동되어 승강 가능하게 되어 있다. 승강 수단 (44) 은, 실린더 (441) 와, 피스톤 로드 (442) 와, 피스톤 로드 (442) 에 연결된 브래킷 (443) 으로 구성되어 있다. 브래킷 (443) 은, 상부 전극 (4) 을 지지하고 있고, 실린더 (441) 가 피스톤 로드 (442) 를 승강시킴으로써, 브래킷 (443) 에 지지된 상부 전극 (4) 이 승강하는 구성으로 되어 있다.
하우징 (20) 을 구성하는 바닥벽 (22) 에는 개폐구 (222) 가 형성되고, 개폐구 (222) 는 챔버 (2) 의 내부를 감압하는 감압 수단 (53) 에 연통되어 있다. 감압 수단 (53) 은, 챔버 (2) 의 내부의 가스를 흡인함과 함께 진공화할 수 있다.
챔버 내에서 처리된 웨이퍼는, 측벽 (23) 에 형성된 개폐구 (24) 를 통하여 챔버 (2) 의 밖으로 반출된다. 챔버 (2) 내로의 웨이퍼의 반입에는, 예를 들어 도 2 에 나타내는 반입 수단 (8) 을 사용한다.
도 2 에 나타내는 반입 수단 (8) 은, 웨이퍼의 상면 (W1) 을 흡인 유지하는 접촉부 (81) 를 갖는 유지부 (82) 와, 유지부 (82) 의 접촉부 (81) 이외의 부분을 유지하는 프레임체 (83) 와, 프레임체 (83) 에 연결된 아암부 (84) 와, 스위치를 온으로 한 상태에서 접촉부 (81) 를 어스에 도통시키는 도통 수단 (85) 과, 접촉부 (81) 에 흡인력을 작용시키는 흡인원 (86) 과, 흡인 유지한 웨이퍼를 정전 척 (3) 에 재치하는 구동 수단 (87) 을 구비하고 있다. 도통 수단 (85) 에는, 접촉부 (81) 와 어스가 접속되는 상태와 접속되지 않는 상태를 전환하는 스위치 (850) 를 구비하고 있다. 또, 흡인원 (86) 과 유지부 (82) 는, 개폐되는 밸브 (860) 를 통하여 접속되어 있다. 구동 수단 (87) 은, 아암부 (84) 를 승강시키는 승강 이동 수단 (88) 과, 개폐구 (24) 를 통하여 유지부 (82) 및 프레임체 (83) 를 챔버 (2) 에 대해 반출입하는 입출 이동 수단 (89) 을 구비하고 있다.
유지부 (82) 는, 도전성을 갖는 재료로 구성되고, 웨이퍼를 흡인 유지하는 흡인공을 구비하고 있다. 또, 웨이퍼를 흡인하는 흡인공은 다공질 부재로 구성해도 된다.
다음으로, 도 1 에 나타낸 플라즈마 에칭 장치 (1) 를 사용하여 웨이퍼의 에칭을 하는 방법에 대해 설명한다.
먼저, 도 2 에 나타낸 밸브 (860) 를 온으로 하여 반입 수단 (8) 의 유지부 (82) 와 흡인원 (86) 을 연통시키고, 유지부 (82) 에 있어서 웨이퍼 (W) 의 상면 (W1) 을 흡인 유지한다. 그리고, 도 1 에 나타낸 셔터 개폐 수단 (26) 을 구성하는 실린더 (261) 가 피스톤 로드 (262) 를 하강시킴으로써 셔터 (25) 를 하강시켜 개폐구 (24) 를 개방하고, 그 상태에서 입출 이동 수단 (89) 이 유지부 (82) 및 프레임체 (83) 그리고 아암부 (84) 를 챔버 (2) 내에 진입시킴으로써, 유지부 (82) 에 유지된 웨이퍼 (W) 를 챔버 (2) 내에 반입한다. 그리고, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 스위치 (850) 를 오프로 한 상태에서, 승강 이동 수단 (88) 이 웨이퍼 (W) 를 하강시키고, 웨이퍼 (W) 를 정전 척 (3) 의 흡착면 (32) 상에 재치한다. 이 때, 스위치 (720) 는 개방되어 있고, 하부 전극 (33) 에는 전압이 인가되어 있지 않다.
다음으로, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 의 하면 (W2) 이 정전 척 (3) 의 흡착면 (32) 에 접촉한 상태에서, 스위치 (720) 를 온으로 하고, 하부 전극 (33) 에 정전압을 인가한다. 또, 스위치 (850) 를 온으로 하고, 반입 수단 (8) 의 유지부 (82) 를 어스에 접속한다. 그렇게 하면, 하부 전극 (33) 의 상방에 정전하가 대전되고, 웨이퍼 (W) 의 하면 (W2) 측에 부전하가 대전되며, 웨이퍼 (W) 의 상면 (W1) 측에 정전하가 대전된다. 따라서, 정전 척 (3) 과 웨이퍼 (W) 에 서로 극성이 상이한 전하가 대전됨으로써, 흡착면 (32) 에 있어서 정전 흡착력에 의해 웨이퍼 (W) 가 흡착 유지된 상태가 된다. 또한, 하부 전극 (33) 에 인가하는 전압은 부전압이어도 된다.
다음으로, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 스위치 (720) 및 스위치 (850) 를 온으로 한 채로, 밸브 (860) 를 오프로 하고, 유지부 (82) 의 접촉부 (81) 에 작용하는 흡인력을 해제한다. 그리고, 승강 이동 수단 (88) 이 아암부 (84) 그리고 유지부 (82) 및 프레임체 (83) 를 상승시킨다. 그렇게 하면, 정전 흡착력에 의해 웨이퍼 (W) 가 정전 척 (3) 에 흡착 유지되어 있기 때문에, 반송 수단 (8) 의 유지부 (82) 가 웨이퍼 (W) 의 상면 (W1) 으로부터 이반되고, 웨이퍼 (W) 의 피가공면인 상면 (W1) 이 상방을 향하여 노출된 상태에서, 웨이퍼 (W) 의 하면 (W2) 이 흡착면 (32) 에 있어서 흡착 유지된다. 그 후, 입출 이동 수단 (89) 이, 아암부 (84) 그리고 유지부 (82) 및 프레임체 (83) 를 챔버 (2) 의 밖으로 퇴출시키고, 셔터 개폐 수단 (26) 이 셔터 (25) 를 하강시켜 챔버 (2) 내를 밀폐한다. 이 때, 챔버 (2) 의 내부의 압력은 대기압으로 되어 있다.
이와 같이, 유지부 (82) 가 웨이퍼 (W) 를 유지하고 정전 척 (3) 에 재치되고, 정전 척 (3) 에 전압을 인가함과 함께 반입 수단 (8) 의 유지부 (82) 를 어스에 접속하고, 웨이퍼를 대전시켜 정전 흡착력에 의해 정전 척 (3) 이 웨이퍼 (W) 를 유지하고, 그 후, 유지부 (82) 의 흡인력을 해제하고 웨이퍼 (W) 로부터 이반시키면, 웨이퍼 (W) 에 전하가 대전된 채가 되어, 정전 척 (3) 에 있어서 웨이퍼 (W) 를 유지한 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 (W) 를 접지시키는 접지 수단이 불필요해진다. 또, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 흡착면 (32) 에 흡인원에 연통하는 흡인공 (320) 을 배치 형성하고, 흡인공 (320) 을 흡인함으로써 웨이퍼를 흡인 유지하는 보조적 역할을 구비하면, 보다 효과적이다.
다음으로, 도 5 에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 (W) 의 피가공면인 상면 (W1) 이 상방을 향하여 노출된 상태에서, 도 1 에 나타낸 감압 수단 (53) 이 챔버 (2) 내를 감압하여 진공으로 한다. 그리고, 밸브 (52) 를 개방하여 반응 가스 공급원 (55) 으로부터 예를 들어 SF6 가스를 가스 유통로 (43) 에 보내고, 가스 분출공 (420) 으로부터 하방을 향하여 분출시킨다.
이어서, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 스위치 (720) 를 온으로 한 채, 스위치 (710) 를 온으로 하고, 웨이퍼 (W) 와 상부 전극 (4) 사이에 고주파 전원 (71) 으로부터 고주파 전압을 인가한다. 그렇게 하면, 정전 척 (3) 과 상부 전극 (4) 사이에서 반응 가스가 플라즈마화된다. 반응 가스의 플라즈마에 의해 웨이퍼 (W) 의 상면 (W1) 이 에칭 가공된다. 또한, 하부 전극 (33) 을 직류 전원 (72) 의 부극에 접속하도록 해도 된다.
웨이퍼 (W) 의 상면 (W1) 이 소망량 에칭 가공되면, 반응 가스 공급원 (55) 으로부터 챔버 (2) 내로의 반응 가스의 공급을 정지시킴과 함께, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 스위치 (710) 를 오프로 하여 정전 척 (3) 과 상부 전극 (4) 사이로의 고주파 전압의 인가를 정지시키고, 반응 가스의 플라즈마화를 정지시킨다. 이 때, 스위치 (720) 는 온으로 한 채로 하고, 하부 전극 (33) 에 정전압을 인가한 상태를 유지한다. 이렇게 하여 반응 가스의 플라즈마화를 정지시키면, 하부 전극 (33) 과 상부 전극 (4) 사이에 플라즈마가 존재하지 않는 상태가 되지만, 웨이퍼 (W) 의 에칭 중에는, 정전 척 (3) 과 상부 전극 (4) 사이에 플라즈마가 존재하고, 정전 척 (3) 과 상부 전극 (4) 사이가 통전된 상태로 되어 있었기 때문에, 웨이퍼 (W) 에는 정전기가 대전되어, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 정전기에 의해 정전 척 (3) 에 유지된 상태가 된다.
요컨대, 직류 전원 (72) 으로부터 하부 전극 (33) 에 직류 전압이 공급되고 있는 한, 웨이퍼에는 그것에 밸런스를 맞춘 전하가 유지되기 때문에, 플라즈마의 유무의 영향을 받지 않고 정전 척 (3) 에 유지된다.
다음으로, 도 1 에 나타낸 개폐구 (222) 를 개방하여, 개폐구 (222) 로부터 반응 가스를 외부로 배출한 후, 셔터 개폐 수단 (26) 이 셔터 (25) 를 하강시켜 개폐구 (24) 를 개방한다. 그리고, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 반입 수단 (8) 의 입출 이동 수단 (89) 이 유지부 (82) 및 프레임체 (83) 를 개폐구 (24) 로부터 챔버 (2) 내에 진입시키고, 승강 이동 수단 (88) 이 유지부 (82) 및 프레임체 (83) 를 하강시키고 접촉부 (81) 를 웨이퍼 (W) 의 상면 (W1) 에 접촉시키고, 밸브 (860) 를 온으로 하여, 유지부 (82) 가 웨이퍼 (W) 의 상면 (W1) 을 흡인 유지한다. 유지부 (82) 의 접촉부 (81) 를 웨이퍼 (W) 에 접촉시킬 때는, 스위치 (850) 를 오프로 하여 유지부 (82) 와 어스가 접속되지 않는 상태로 해둔다. 또, 스위치 (720) 는 온인 채로 해두고, 하부 전극 (33) 에 정전압을 인가한 상태를 유지한다.
다음으로, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 스위치 (720) 를 오프로 하여 하부 전극 (33) 으로의 정전압의 인가를 정지시킨다. 이어서, 스위치 (850) 를 온으로 하여 유지부 (82) 와 어스를 접속시킨다. 그렇게 하면, 웨이퍼 (W) 에 대전되고 있던 전하가 제거되어, 정전 척 (3) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡착 유지가 해제된다. 그리고, 그 상태에서, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 밸브 (860) 를 온으로 한 상태에서, 승강 이동 수단 (88) 이 유지부 (82) 및 프레임체 (83) 를 상승시키면, 웨이퍼 (W) 를 정전 척 (3) 의 흡착면 (32) 으로부터 이간시킬 수 있다. 웨이퍼 (W) 를 흡착면 (32) 으로부터 이간시킨 후에는, 스위치 (850) 를 오프로 해도 된다. 또, 정전 척 (3) 의 흡착면 (32) 으로부터 웨이퍼 (W) 를 이간시킬 때에 흡착면 (32) 에 형성되는 흡인공 (320) 으로부터 에어를 분사시켜, 에어의 분출에 의해 웨이퍼를 이간시키는 보조적인 역할의 블로 기구를 구비하면 보다 효과적이다.
웨이퍼 (W) 가 흡착면 (32) 으로부터 이간되면, 입출 이동 수단 (89) 이 유지부 (82) 를 개폐구 (24) 로부터 챔버 (2) 의 밖으로 반출한다. 이와 같이, 구동 수단 (87) 에 의한 구동하에서 정전 척 (3) 에 유지된 웨이퍼 (W) 를 반입 수단 (8) 이 반출하여 정전 척 (3) 으로부터 이반시킬 때에, 반입 수단 (8) 을 구성하는 유지부 (82) 를 어스에 도통시킴으로써, 웨이퍼 (W) 의 상면 (W1) 측에 대전된 정전하를 제거할 수 있다. 따라서, 정전 척 (3) 으로부터 웨이퍼 (W) 를 리프트업하거나 부상시키거나 하는 수단을 구비하지 않아도, 웨이퍼 (W) 를 정전 척 (3) 으로부터 이반시켜 반출하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 반입 수단 (8) 을 사용하여 챔버 (2) 로부터의 웨이퍼 (W) 의 반출을 실시하는 것으로 했지만, 챔버 (2) 로부터의 웨이퍼 (W) 의 반출에는, 반입 수단 (8) 과는 다른 반출 수단을 사용해도 된다.
1 : 플라즈마 에칭 장치
2 : 챔버
20 : 하우징
21 : 상벽
211 : 절연체
22 : 하벽
221 : 절연체
222 : 개폐구
23 : 측벽
24 : 개폐구
25 : 셔터
26 : 셔터 개폐 수단
261 : 실린더
262 : 피스톤
3 : 정전 척
30 : 축부
31 : 테이블부
32 : 흡착면
320 : 흡인공
33 : 하부 전극
34 : 흡인로
35 : 냉각수 유통로
36 : 도전부
4 : 상부 전극
40 : 축부
41 : 판상부
42 : 흡착면
420 : 가스 분출공
43 : 가스 유통로
44 : 승강 수단
441 : 실린더
442 : 피스톤 로드
443 : 브래킷
50 : 흡인원
51 : 냉각수 공급 수단
52 : 밸브
53 : 감압 수단
54 : 불활성 가스 공급원
55 : 반응 가스 공급원
71 : 고주파 전원
72 : 직류 전원
720 : 스위치
8 : 반입 수단
81 : 접촉부
82 : 유지부
83 : 프레임체
84 : 아암부
85 : 도통 수단
86 : 흡인원
87 : 구동 수단
88 : 승강 이동 수단
89 : 입출 이동 수단
W : 웨이퍼
W1 : 상면
W2 : 하면

Claims (2)

  1. 플라즈마화된 반응 가스에 의해 웨이퍼를 가공 처리하는 감압 처리 장치로서,
    절연 재료에 형성된 상면을 흡착면으로 하고 내부에 하부 전극을 갖고 상기 흡착면에서 웨이퍼를 정전 흡착하는 정전 척과,
    상기 정전 척의 상기 흡착면에 대면하고 상기 정전 척의 상방에 배치 형성된 상부 전극과,
    상기 정전 척과 상기 상부 전극을 수용하는 챔버와,
    상기 챔버 내에 웨이퍼를 반입하고 상기 흡착면에 웨이퍼를 재치하는 반입 수단과,
    상기 챔버 내를 감압하는 감압 수단과,
    상기 챔버 내에 반응 가스를 공급하는 가스 공급 수단과,
    상기 정전 척에 고주파 전압을 인가하고 상기 챔버 내에 공급된 반응 가스를 플라즈마화하는 고주파 전압 인가 수단을 구비하고,
    상기 반입 수단은, 웨이퍼의 상면에 접하는 도전성의 접촉부를 갖고 웨이퍼를 유지하는 유지부와,
    상기 유지부를 어스에 도통시키는 도통 수단과,
    상기 유지부에 의해 유지된 웨이퍼를 상기 정전 척에 재치하는 구동 수단을 포함하고,
    상기 반입 수단의 상기 유지부가 유지하는 웨이퍼를 상기 챔버 내에 반입하고 상기 웨이퍼를 상기 정전 척의 상기 흡착면에 접촉시킨 상태에서, 상기 도통 수단에 의해 상기 유지부를 어스에 접속함과 함께 상기 하부 전극에 직류 전압을 인가하고, 이어서 상기 유지부가 웨이퍼의 흡착을 개방함과 함께 상기 유지부를 웨이퍼로부터 이반시킴으로써, 상기 정전 척과 웨이퍼에 서로 극성이 상이한 전하를 대전시키고 상기 정전 척의 상기 흡착면에서 웨이퍼를 흡착 유지하는 것을 특징으로 하는 감압 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    웨이퍼를 상기 정전 척의 흡착면에서 흡착 유지한 상태에서 상기 고주파 전압 인가 수단에 의해 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이에 고주파 전압을 인가하고, 상기 챔버 내에 공급된 상기 반응 가스를 플라즈마화하여 웨이퍼를 플라즈마 에칭하는, 감압 처리 장치.
KR1020160031020A 2015-03-16 2016-03-15 감압 처리 장치 KR102304151B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2015-051885 2015-03-16
JP2015051885A JP6649689B2 (ja) 2015-03-16 2015-03-16 減圧処理装置及びウエーハの保持方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160111338A KR20160111338A (ko) 2016-09-26
KR102304151B1 true KR102304151B1 (ko) 2021-09-17

Family

ID=56925379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160031020A KR102304151B1 (ko) 2015-03-16 2016-03-15 감압 처리 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160276199A1 (ko)
JP (1) JP6649689B2 (ko)
KR (1) KR102304151B1 (ko)
CN (1) CN105990087B (ko)
TW (1) TWI709172B (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9570272B2 (en) * 2015-03-31 2017-02-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP6697346B2 (ja) * 2016-07-20 2020-05-20 株式会社ディスコ 吸着確認方法、離脱確認方法、及び減圧処理装置
JP2018085408A (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 株式会社ディスコ 減圧処理装置
JP6765761B2 (ja) * 2016-12-27 2020-10-07 株式会社ディスコ 静電チャック装置及び静電吸着方法
JP6905382B2 (ja) * 2017-04-14 2021-07-21 株式会社ディスコ ウェーハの搬入出方法
JP6990038B2 (ja) * 2017-04-26 2022-01-12 日東電工株式会社 基板の離脱方法および基板の離脱装置
JP2019075477A (ja) * 2017-10-17 2019-05-16 株式会社ディスコ チャックテーブル機構
JP2020038907A (ja) * 2018-09-04 2020-03-12 株式会社ディスコ プラズマ処理装置
JP7189722B2 (ja) * 2018-10-15 2022-12-14 株式会社ディスコ ウェーハの搬送装置及び搬送方法
CN111952231A (zh) * 2019-05-14 2020-11-17 北京北方华创微电子装备有限公司 电荷传输装置及相关等离子体系统
CN114446748B (zh) * 2020-10-30 2024-05-10 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种等离子体处理装置及其工作方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004235605A (ja) 2002-12-04 2004-08-19 Shibaura Mechatronics Corp 静電吸着方法、静電吸着装置及び貼り合せ装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4938352B1 (ko) 1969-03-17 1974-10-17
JP2867526B2 (ja) * 1990-01-16 1999-03-08 富士通株式会社 半導体製造装置
JPH07153825A (ja) * 1993-11-29 1995-06-16 Toto Ltd 静電チャック及びこの静電チャックを用いた被吸着体の処理方法
US6238160B1 (en) * 1998-12-02 2001-05-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd' Method for transporting and electrostatically chucking a semiconductor wafer or the like
JP3742000B2 (ja) * 2000-11-30 2006-02-01 富士通株式会社 プレス装置
JP3901128B2 (ja) * 2001-08-27 2007-04-04 松下電器産業株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2003019618A2 (en) * 2001-08-27 2003-03-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Plasma treating apparatus and plasma treating method
CN1771592A (zh) * 2004-05-07 2006-05-10 信越工程株式会社 工件除静电方法及其装置
JP2005347545A (ja) 2004-06-03 2005-12-15 Nec Kansai Ltd 静電チャック装置
CN101278385B (zh) * 2004-11-04 2011-10-12 株式会社爱发科 静电吸盘装置
WO2010081009A2 (en) * 2009-01-11 2010-07-15 Applied Materials, Inc. Systems, apparatus and methods for making an electrical connection to a robot and electrical end effector thereof
US20130026136A1 (en) * 2011-07-29 2013-01-31 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Sputter-etch tool and liners
JP6013740B2 (ja) * 2012-02-03 2016-10-25 東京エレクトロン株式会社 離脱制御方法及びプラズマ処理装置の制御装置
US9875881B2 (en) * 2013-02-20 2018-01-23 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and plasma processing method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004235605A (ja) 2002-12-04 2004-08-19 Shibaura Mechatronics Corp 静電吸着方法、静電吸着装置及び貼り合せ装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6649689B2 (ja) 2020-02-19
JP2016171292A (ja) 2016-09-23
CN105990087A (zh) 2016-10-05
KR20160111338A (ko) 2016-09-26
CN105990087B (zh) 2019-09-06
TW201705264A (zh) 2017-02-01
TWI709172B (zh) 2020-11-01
US20160276199A1 (en) 2016-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102304151B1 (ko) 감압 처리 장치
KR101850355B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
KR100238629B1 (ko) 정전척을 가지는 재치대 및 이것을 이용한 플라즈마 처리장치
KR100694691B1 (ko) 정전 흡착 방법
KR100298910B1 (ko) 반도체웨이퍼쳐킹장치및반도체웨이퍼분리방법
KR101755313B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
JP4938352B2 (ja) 静電チャックテーブル機構
KR20050025621A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
KR102444698B1 (ko) 웨이퍼의 반출 방법
JP2016143785A (ja) 減圧処理装置
JP2009054746A (ja) 静電チャック及び静電チャック方法
JPH0774231A (ja) 処理装置及びその使用方法
JP3040630B2 (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
TWI606547B (zh) Plasma processing chamber and its de-chucking device and method
KR102496166B1 (ko) 정전척을 구비한 기판처리장치
CN112530801A (zh) 被加工物的加工方法
CN107546168B (zh) 一种晶片吸附方法、下电极系统和半导体处理装置
US20230018842A1 (en) Workpiece support system for plasma treatment and method of using the same
JP2016171291A (ja) 減圧処理装置
CN104124129B (zh) 等离子处理装置及其去夹持装置和方法
CN216015329U (zh) 一种静电吸盘及等离子体处理设备
JPH03194842A (ja) 半導体ウエーハにおけるプラズマプロセス装置およびその作動方法
JPH05226291A (ja) プラズマ処理方法
KR20090071953A (ko) 반도체 웨이퍼의 정전척 및 이를 이용한 웨이퍼 고정방법
JPH08236601A (ja) 静電チャック装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant