TW201937597A - 清洗方法及電漿處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的係將矽氧化膜從處理容器內所設置的構件適當地除去。依本發明之清洗方法,係從設於電漿處理裝置之處理容器內且表面形成有矽氧化膜之構件上,藉由電漿將矽氧化膜除去;該清洗方法包含:氣體供給工序,對處理容器內供給處理氣體;電漿產生工序,使供給至處理容器內的處理氣體之電漿產生;及偏壓電力施加工序,對構件施加偏壓電力,以導入電漿中的離子;偏壓電力值相對於處理容器內壓力之比值為1.0W/mTorr以下。

Description

清洗方法及電漿處理裝置
本發明之各種面向及實施形態,係有關一種清洗方法及電漿處理裝置。
半導體之製程中,廣泛使用一種電漿處理裝置,來執行以薄膜的堆積或蝕刻等為目的之電漿處理。作為電漿處理裝置,可舉出例如進行薄膜堆積處理之電漿CVD(Chemical Vapor Deposition,化學氣相沉積)裝置,或進行蝕刻處理之電漿蝕刻裝置等。
這種電漿處理裝置中,於處理容器內執行各種電漿處理之際,保護處理容器內所設置的構件不受電漿影響是很重要的。因此,會於處理容器內所設置的構件表面,形成作為保護膜之矽氧化膜。
但是,若於處理容器內執行各種電漿處理,則因處理容器內所殘留之含氟氣體等氣體,讓作為保護膜的矽氧化膜損耗。因此,於電漿處理裝置中,會定期進行清洗處理,來將矽氧化膜從處理容器內所設置的構件除去。矽氧化膜,係利用例如電漿加以除去。
此外,藉由電漿將矽氧化膜從處理容器內所設置的構件除去之手法,有人提出一種控制處理容器內的壓力來導入電漿中的離子之手法。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-57149號公報
[專利文獻2]日本特開2005-243765號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,上述之手法中,問題在於,要將矽氧化膜從處理容器內所設置的構件適當地除去有其困難。亦即,上述之手法中,位於矽氧化膜下方之構件的表面會因電漿而損傷。例如,使用含氟氣體之電漿的情況下,位於矽氧化膜下方的構件之表面有可能因含氟氣體之電漿而氟化。
[解決課題之技術手段]
所揭示的清洗方法,於1種實施態樣中,係一種清洗方法,從設於電漿處理裝置之處理容器內且表面形成有矽氧化膜之構件上,藉由電漿將該矽氧化膜除去;該清洗方法之特徵為包含:氣體供給工序,對該處理容器內供給處理氣體;電漿產生工序,使供給至該處理容器內的該處理氣體之電漿產生;及偏壓電力施加工序,對該構件施加偏壓電力,以導入該電漿中的離子;該偏壓電力值相對於該處理容器內壓力之比值為1.0W/mTorr以下。
[發明之効果]
根據所揭示之清洗方法的1種態樣,達到可將矽氧化膜從處理容器內所設置的構件適當地除去之効果。
以下,參照圖式,針對本申請案所揭示之清洗方法及電漿處理裝置的實施形態做詳細說明。此外,對於各圖式中相同或相符的部分賦予相同符號。
(電漿處理裝置之構成例)
針對一實施形態相關電漿處理裝置之構成例,參照圖式加以說明。一實施形態相關電漿處理裝置,係下部電極與上部電極對向配置之平行平板型的電漿處理裝置(電容耦合型電漿處理裝置)。在此,作為電漿處理裝置,例舉出並說明一種電漿處理裝置,對1個電極(下部電極)重疊施加具有例如40MHz的較高頻率之第1高頻電力,與具有例如13.56MHz的較低頻率之第2高頻電力,來進行晶圓上所形成被蝕刻膜的蝕刻。圖1係顯示本實施形態相關電漿處理裝置100之概略構成的剖面圖。
如圖1所示,電漿處理裝置100,具備處理容器(腔室)102,由例如表面經陽極氧化處理(氧皮鋁處理)之氧化鋁或不銹鋼等金屬所構成,以圓筒形狀成形。處理容器102接地。處理容器102內,設有載置台110,用以載置被處理基板即半導體晶圓(以下簡稱「晶圓」。)W。載置台110,具有:藉靜電吸附力來保持晶圓W之靜電吸盤112,與支持靜電吸盤112之圓板狀下部電極(基座)111。下部電極111, 由例如氧化鋁所構成。下部電極111,隔著絕緣性之筒狀保持部106,由自處理容器102底部往垂直上方延伸的筒狀部104所保持。下部電極111之上方,對向配設有上部電極120,兼作導入處理氣體或沖洗氣體等之噴頭。
下部電極111之頂面,設有用來以靜電吸附力保持晶圓W之靜電吸盤112。靜電吸盤112,係將例如導電膜所構成的靜電吸盤電極114夾入絕緣膜內所構成。 絕緣膜,由例如氧化鋁(Al2O3)所形成。靜電吸盤電極114,和直流電源115電性連接。自直流電源115對靜電吸盤電極114施加直流電壓,藉此以庫倫力讓晶圓W吸附在靜電吸盤112。晶圓W載置於靜電吸盤112之頂面。以下,將靜電吸盤112之頂面適當標示為「載置台110之載置面」。靜電吸盤112之頂面(也就是載置台110之載置面),形成有矽氧化膜,當作對應電漿的保護膜。載置台110,係表面形成有矽氧化膜之構件的一例。
下部電極111之內部設有冷卻機構。此冷卻機構,例如來自未圖示冷卻單元之既定溫度冷媒(例如冷卻水),經由配管往下部電極111內之圓周方向所延伸的冷媒室116循環供給,所構成。可藉由冷媒之溫度來控制靜電吸盤112上之晶圓W的處理溫度。
於下部電極111與靜電吸盤112,有傳熱氣體供給管線118朝向晶圓W背面而配設。傳熱氣體供給管線118中,導入了例如He氣體等傳熱氣體(背面氣體),往靜電吸盤112之頂面與晶圓W之背面之間供給。藉此,促進下部電極111與晶圓W之間的熱傳達。配置有對焦環119,以包圍靜電吸盤112上所載置之晶圓W的周圍。對焦環119,由例如石英或矽所構成,設置於筒狀保持部106之頂面。
上部電極120,設於處理容器102之頂棚部。上部電極120接地。上部電極120, 和供給處理容器102內處理所必要氣體之處理氣體供給部122經由配管123相連接。處理氣體供給部122,由例如供給處理容器102內的晶圓製程處理或處理容器102內的清洗處理等所必要的處理氣體或沖洗氣體等之氣體供給源、控制來自氣體供給源的氣體導入之閥門及質量流量控制器,所構成。
上部電極120,具有:具有多數氣體通氣孔125之底面電極板124,與以可裝卸方式支持此電極板124之電極支持體126。電極支持體126之內部,設有緩衝室127。緩衝室127之氣體導入口128,和處理氣體供給部122之配管123相連接。
圖1中為了簡化說明,便以一系統之氣體管線來表現處理氣體供給部122,但處理氣體供給部122並不限於供給單一種氣體之處理氣體的情況,亦可供給複數種氣體作為處理氣體。在此情況下,亦可設置複數氣體供給源,以複數系統之氣體管線構成,於各氣體管線設置質量流量控制器。
處理容器102之側壁與筒狀部104之間有排氣通路130形成,於排氣通路130之入口或途中安裝有環狀的擋板132,並且於排氣通路130之底部設有排氣口134。排氣口134,經由排氣管,和排氣部136相連接。排氣部136,具備例如真空泵,可將處理容器102內減壓至既定的真空度。另外,處理容器102之側壁,安裝有令晶圓W的送入出口開合之閘閥108。
下部電極111,和供給雙頻重疊電力之電力供給裝置140相連接。電力供給裝置140,具有:供給第1頻率的第1高頻電力之第1高頻電力供給機構142,與供給低於第1頻率的第2頻率之第2高頻電力之第2高頻電力供給機構152。第1高頻電力,為用以產生電漿之高頻電力;第2高頻電力,為用以使離子導入晶圓W之高頻電力(偏壓電力)。
第1高頻電力供給機構142,具有自下部電極111側依序連接之第1濾波器144、第1匹配器146、第1電源148。第1濾波器144,防止第2頻率之電力成分侵入第1匹配器146側。第1匹配器146,匹配第1高頻電力成分。
第2高頻電力供給機構152,具有自下部電極111側依序連接之第2濾波器154、第2匹配器156、第2電源158。第2濾波器154,防止第1頻率之電力成分侵入第2匹配器156側。第2匹配器156,匹配第2高頻電力成分。
處理容器102,配設有磁場形成部170來包圍其周圍。磁場形成部170,具有沿著處理容器102周圍上下隔開配置之上部磁性環172與下部磁性環174,使處理容器102內產生包圍電漿處理空間之勾形磁場。
電漿處理裝置100,和控制部(全體控制裝置)160相連接,藉由此控制部160來控制電漿處理裝置100之各部。另外,控制部160,和操作部162相連接,其由作業員為了管理電漿處理裝置100而進行指令輸入操作等之鍵盤,或將電漿處理裝置100運轉狀況以可視化顯示之顯示面板等,所構成。控制部160,由例如CPU (Central Processing Unit,中央處理器)所實現。
再者,控制部160,和儲存部164相連接,其儲存了:以控制部160之控制來實現電漿處理裝置100所執行的各種處理(對晶圓W的電漿處理等)之程式,或執行程式所必要的處理條件(配方)等。
儲存部164,儲存了例如複數處理條件(配方)。各處理條件,統整了控制電漿處理裝置100各部之控制參數、設定參數等複數參數值。各處理條件,具有例如處理氣體之流量比、處理容器內壓力、高頻電力等參數值。
此外,這些程式或處理條件,可儲存於硬碟或半導體記憶體,或是收納於CD-ROM、DVD等可攜性之可由電腦讀取的儲存媒體之狀態下,安裝於儲存部164之既定位置。
控制部160,依據來自操作部162的指示等,自儲存部164讀取所需的程式、 處理條件,來控制各部,進而執行電漿處理裝置100中的所需處理。另外,可藉由操作部162的操作來編輯處理條件。
(電漿處理裝置之清洗處理)
圖2係顯示一實施形態相關電漿處理裝置100的清洗處理之一例的流程圖。圖2所示的清洗處理,係以載置台110之載置面沒有載置晶圓W之狀態下,所執行。如圖2所示,電漿處理裝置100之控制部160,控制處理氣體供給部122,對處理容器102內供給處理氣體(步驟S101)。處理氣體,為例如含有含氟氣體與含氧氣體之混合氣體。含氟氣體,為例如NF3、SF6及CF4的至少任一者。含氧氣體,為例如O2。另外,混合氣體中,亦可更添加稀有氣體。稀有氣體,為例如Ar。
接下來,控制部160,使供給至處理容器102內的處理氣體之電漿產生(步驟S 102)。具體來說,控制部160,自第1高頻電力供給機構142將第1高頻電力往載置台110(下部電極111)供給。另外,於供給第1高頻電力之際,控制部160,自第2高頻電力供給機構152將第2高頻電極(偏壓電力)往載置台110(下部電極111)供給。藉由第1高頻電力之供給使處理氣體的電漿產生,藉由第2高頻電力之供給使處理氣體之電漿中的離子導入載置台110之表面(也就是靜電吸盤112之頂面)。 藉此,將作為保護膜的矽氧化膜,自載置台110之表面(也就是靜電吸盤112之頂面)除去。
另外,在處理氣體之電漿產生的情況下,偏壓電力值相對於處理容器102內壓力之比值,為1.0W/mTorr以下。藉此,讓載置台110之表面(也就是靜電吸盤112的頂面)中所導入之離子能量減低。結果,位於矽氧化膜下方的載置台110的表面(也就是靜電吸盤112的頂面)上電漿所造成損傷得以減輕,並且將矽氧化膜適當地除去。例如,假設處理氣體為含氟氣體與含氧氣體之混合氣體的情況。在此情況下,位於矽氧化膜下方的載置台110的表面(也就是靜電吸盤112的頂面)因含氟氣體之電漿而氟化的程度得以減輕,並且將矽氧化膜適當地除去。
在此,實驗中已確認靜電吸盤112的頂面上電漿所造成之損傷,係取決於偏壓電力值相對於處理容器102內壓力之比值,就此參照圖3加以說明。
圖3係顯示偏壓電力值LF相對於處理容器102內壓力P之比值變更的情況下, 靜電吸盤112頂面的蝕刻率變化之圖。圖3所示的實驗中,將氧化鋁所形成之試件配置於靜電吸盤112的頂面,以下述處理條件產生處理氣體之電漿,並測量氧化鋁的蝕刻率作為靜電吸盤112頂面的蝕刻率。此外,圖3之橫軸,將偏壓電力值LF相對於處理容器102內壓力P之比值以平方根形式表示。
圖3所示的實驗,係以下述處理條件進行。
處理容器102內的壓力:30~400mTorr
第1高頻電力/第2高頻電力(偏壓電力):600~2400/0~200W
處理氣體及流量:NF3/O2/Ar=300~560/30~560/0~560sccm或是SF6/O2/Ar=300~560/30~560/0~560sccm或是CF4/O2/Ar=300~560/30~560/0~560sccm
如圖3所示,偏壓電力值LF相對於處理容器102內壓力P之比值為1.0W/ mTorr以下的情況下,和該比值大於1.0W/mTorr的情況下相比,氧化鋁之蝕刻率較小,近乎為0。亦即,可知令偏壓電力值LF相對於處理容器102內壓力P之比值為1.0W/mTorr以下,讓靜電吸盤112的頂面上含氟氣體(NF3、SF6或CF4)的電漿所造成損傷得以減輕。
另外,在偏壓電力值LF相對於壓力P之比值為1.0W/mTorr以下之條件下,壓力P,宜為250~400mTorr之範圍內,較佳為300~400mTorr之範圍內。藉此,位於矽氧化膜下方的載置台110的表面(也就是靜電吸盤112的頂面)所產生之反應生成物自載置台110的表面脫離情形得到抑制,結果,載置台110的表面粗度(Ra)之劣化得到抑制。例如,假設靜電吸盤112的頂面係以氧化鋁(Al2O3)形成的情況。 在此情況下,載置台110的表面(也就是靜電吸盤112的頂面)因含氟氣體之電漿而氟化所產生之Al2F3自靜電吸盤112的頂面脫離情形得到抑制,所以氟化只留在最表層。結果,載置台110的表面(靜電吸盤112的頂面)的粗度(Ra)之劣化得到抑制。
在此,實驗中已確認靜電吸盤112的頂面上電漿所造成損傷,係取決於處理容器102內之壓力,就此參照圖4加以說明。
圖4顯示處理容器102內壓力變更的情況下,矽氧化膜的蝕刻率變化、靜電吸盤112頂面的蝕刻率變化及靜電吸盤112頂面之粗度(Ra)變化。圖4所示的實驗中,將矽氧化膜所形成之試件配置於靜電吸盤112的頂面,以下述處理條件產生處理氣體之電漿,並測量矽氧化膜的蝕刻率。另外,圖4所示的實驗中,將氧化鋁所形成之試件配置於靜電吸盤112的頂面,以下述處理條件產生處理氣體之電漿,並測量氧化鋁的蝕刻率,作為靜電吸盤112頂面之蝕刻率。並且,測量氧化鋁的粗度(Ra)之變化量(ΔRa)作為靜電吸盤112頂面之粗度(Ra)之變化量(ΔRa)。
圖4所示的實驗,係以下述處理條件進行。
處理容器102內的壓力:30~400mTorr
第1高頻電力/第2高頻電力(偏壓電力):1500/100W
處理氣體及流量:NF3/O2/Ar=430/(混合氣體之總流量為600~1120sccm之流量)/0sccm
如圖4所示,將處理容器102內的壓力加大,讓氧化鋁的蝕刻率降低。另外,即使處理容器102內的壓力變更,矽氧化膜之蝕刻率仍滿足預定容許規格。再者, 處理容器102內的壓力為250~400mTorr之範圍內的情況下,氧化鋁粗度(Ra)之變化量(ΔRa)為0nm以下。由此結果可知,令處理容器102內的壓力為250~400mTorr之範圍內,使得矽氧化膜被含氟氣體的電漿除去之際,讓靜電吸盤112的頂面上電漿所造成損傷得以減輕。
另外,含有含氟氣體與含氧氣體之混合氣體作為處理氣體使用的情況下,在混合氣體中,含氧氣體流量相對於含氟氣體流量之比值,為0.7以上,較佳為1.0以上。藉此,在混合氣體中可減低含氟氣體之分壓,結果,載置台110的表面(也就是靜電吸盤112的頂面)之損傷得到抑制。
圖5顯示在混合氣體中,含氧氣體流量相對於含氟氣體流量之比值變更的情況下,矽氧化膜的蝕刻率變化、靜電吸盤112頂面的蝕刻率變化及靜電吸盤112頂面之粗度(Ra)變化。圖5所示的實驗中,將矽氧化膜所形成之試件配置於靜電吸盤112的頂面,以下述處理條件產生處理氣體之電漿,並測量矽氧化膜的蝕刻率。另外,圖5所示的實驗中,將氧化鋁所形成之試件配置於靜電吸盤112的頂面,以下述處理條件產生處理氣體之電漿,並測量氧化鋁的蝕刻率,作為靜電吸盤112頂面之蝕刻率。並且,測量氧化鋁的粗度(Ra)之變化量(ΔRa)作為靜電吸盤112頂面之粗度(Ra)之變化量(ΔRa)。
圖5所示的實驗,係以下述處理條件進行。
處理容器102內的壓力:400mTorr
第1高頻電力/第2高頻電力(偏壓電力):1500/100W
處理氣體及流量:NF3/O2/Ar=430/(O2流量相對於NF3流量之比值為0.1~1.0之流量)/0sccm
如圖5所示,在混合氣體中,使含氧氣體流量相對於含氟氣體流量之比值增加,讓氧化鋁的蝕刻率降低。另外,即使含氧氣體流量相對於含氟氣體流量之比值變更,矽氧化膜之蝕刻率仍滿足預定容許規格。另外,即使含氧氣體流量相對於含氟氣體流量之比值變更,氧化鋁粗度(Ra)之變化量(ΔRa)維持在近乎為0 nm。再者,含氧氣體流量相對於含氟氣體流量之比值為0.7以上的情況下,氧化鋁之蝕刻率為0nm/min以下。由此結果可知,令含氧氣體流量相對於含氟氣體流量之比值,為0.7以上,使得靜電吸盤112的頂面上含氟氣體之電漿所造成損傷得以減輕。較佳者為,令含氧氣體流量相對於含氟氣體流量之比值,為1.0以上,使得靜電吸盤112的頂面上含氟氣體之電漿所造成損傷得以更加減輕。
另外,含有含氟氣體與含氧氣體之混合氣體的電漿作為處理氣體的電漿而產生的情況下,混合氣體的總流量,宜因應處理容器102內的壓力來做選擇。例如,混合氣體的總流量,在處理容器102內的壓力為250mTorr的情況下,宜為710 sccm以下。另外,混合氣體的總流量,在處理容器102內的壓力為300mTorr的情況下,宜為860sccm以下。另外,混合氣體的總流量,在處理容器102內的壓力為350Torr的情況下,宜為1000sccm以下。另外,混合氣體的總流量,在處理容器102內的壓力為400mTorr的情況下,宜為1140sccm以下。藉此,載置台110的表面(也就是靜電吸盤112的頂面)因含氟氣體之電漿而氟化所產生的Al2F3自靜電吸盤112的頂面脫離的情形得到抑制。結果,靜電吸盤112的頂面上因含氟氣體之電漿所造成損傷得到抑制。
在此,實驗中已確認靜電吸盤112的頂面上電漿所造成損傷,係取決於混合氣體之總流量,就此參照圖6加以說明。
圖6顯示在混合氣體總流量變更的情況下,矽氧化膜的蝕刻率變化、靜電吸盤112頂面的蝕刻率變化及靜電吸盤112頂面之粗度(Ra)變化。圖6所示的實驗中,將矽氧化膜所形成之試件配置於靜電吸盤112的頂面,以下述處理條件產生處理氣體之電漿,並測量矽氧化膜的蝕刻率。另外,圖6所示的實驗中,將氧化鋁所形成之試件配置於靜電吸盤112的頂面,以下述處理條件產生處理氣體之電漿,並測量氧化鋁的蝕刻率,作為靜電吸盤112頂面之蝕刻率。並且,測量氧化鋁的粗度(Ra)之變化量(ΔRa)作為靜電吸盤112頂面之粗度(Ra)之變化量(ΔRa)。
圖6所示的實驗,係以下述處理條件進行。
處理容器102內的壓力:200~400mTorr
第1高頻電力/第2高頻電力(偏壓電力):1500/100W
處理氣體及流量:NF3/O2/Ar=430/(混合氣體的總流量為200~1200sccm之流量)/0sccm
如圖6所示,使混合氣體的總流量減少,讓氧化鋁的蝕刻率降低。另外,即使混合氣體的總流量變更,矽氧化膜之蝕刻率仍滿足預定容許規格。另外,即使混合氣體的總流量變更,氧化鋁粗度(Ra)之變化量(ΔRa)仍維持0nm。
根據圖6所示的實驗結果,本案發明人,更加分析了氧化鋁之蝕刻率。亦即,本案發明人,利用處理容器102內的壓力與混合氣體的總流量,對氧化鋁之蝕刻率進行多元迴歸分析。結果可知,氧化鋁之蝕刻率,為混合氣體之滯留時間的一次函數。滯留時間,和(處理容器102內的壓力)/(混合氣體的總流量)成比例。表示利用氧化鋁之蝕刻率與滯留時間之迴歸式所得出,氧化鋁之蝕刻率、與處理容器102內的壓力及混合氣體的總流量之關係之等高線圖,示於圖7。圖7所示的等高線圖中,表現出的狀況為:隨著處理容器102內的壓力升高,讓氧化鋁之蝕刻率降低,另外,隨著混合氣體的總流量升高,讓氧化鋁之蝕刻率升高。
圖8顯示圖7所示的等高線圖所求得「氧化鋁蝕刻率為0的情況下混合氣體總流量之上限值」,與處理容器102內壓力之關係的一例。如上所述,在處理容器102內的壓力為250~400mTorr之範圍內的情況下,氧化鋁粗度(Ra)之變化量(ΔRa)為0nm以下。由圖8可知,為了抑制氧化鋁粗度(Ra)之變化量(ΔRa)且抑制氧化鋁之蝕刻率,混合氣體的總流量,宜因應處理容器102內的壓力做選擇。亦即,混合氣體的總流量,在處理容器102內的壓力為250mTorr的情況下,宜為710sccm以下。另外,混合氣體的總流量,在處理容器102內的壓力為300mTorr的情況下,宜為860sccm以下。另外,混合氣體的總流量,在處理容器102內的壓力為350Torr的情況下,宜為1000sccm以下。另外,混合氣體的總流量,在處理容器102內的壓力為400mTorr的情況下,宜為1140sccm以下。
以上,根據一實施形態,藉由電漿將矽氧化膜自載置台110除去之際,對載置台110施加偏壓電力,令偏壓電力值相對於處理容器102內壓力之比值為1.0W/ mTorr以下。藉此,讓載置台110的表面(也就是靜電吸盤112的頂面)中所導入之離子能量減低。結果,能讓位於矽氧化膜下方的載置台110的表面(也就是靜電吸盤112的頂面)上電漿所造成損傷盡量減輕,且將矽氧化膜適當地除去。
(其他實施形態)
以上,針對一實施形態相關清洗方法及電漿處理裝置進行了說明,但並不限於此。以下,針對其他實施形態進行說明。
上述實施形態中,例示出藉由電漿將矽氧化膜自載置台110除去之清洗處理,但作為清洗處理對象之構件,並不限於載置台110。例如,上述實施形態相關清洗處理,亦可同樣適用於:設於處理容器102內,表面上有矽氧化膜形成之其他構件。表面上有矽氧化膜形成之其他構件,可想到例如處理容器102之內壁。 在此情況下,對處理容器102之內壁施加偏壓電力。
另外,上述實施形態相關電漿處理裝置,係利用電容耦合型電漿(CCP:Capacitively Coupled Plasma)之電漿處理裝置,但任何電漿源亦可適用於電漿處理裝置。例如,作為可適用於電漿處理裝置之電漿源,可舉出Inductively Coupled Plasma(ICP,電感式耦合電漿)、Radial Line Slot Antenna(RLSA,輻射線槽孔天線)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR,電子迴旋共振電漿)、Helicon Wave Plasma(HWP,螺旋波電漿)等。
100‧‧‧電漿處理裝置
102‧‧‧處理容器
104‧‧‧筒狀部
106‧‧‧筒狀保持部
108‧‧‧閘閥
110‧‧‧載置台
111‧‧‧下部電極
112‧‧‧靜電吸盤
114‧‧‧靜電吸盤電極
115‧‧‧直流電源
116‧‧‧冷媒室
118‧‧‧傳熱氣體供給管線
119‧‧‧對焦環
120‧‧‧上部電極
122‧‧‧處理氣體供給部
123‧‧‧配管
124‧‧‧電極板
125‧‧‧氣體通氣孔
126‧‧‧電極支持體
127‧‧‧緩衝室
128‧‧‧氣體導入口
130‧‧‧排氣通路
132‧‧‧擋板
134‧‧‧排氣口
136‧‧‧排氣部
140‧‧‧電力供給裝置
142‧‧‧第1高頻電力供給機構
144‧‧‧第1濾波器
146‧‧‧第1匹配器
148‧‧‧第1電源
152‧‧‧第2高頻電力供給機構
154‧‧‧第2濾波器
156‧‧‧第2匹配器
158‧‧‧第2電源
160‧‧‧控制部
162‧‧‧操作部
164‧‧‧儲存部
170‧‧‧磁場形成部
172‧‧‧上部磁性環
174‧‧‧下部磁性環
S101、S102‧‧‧步驟
W‧‧‧晶圓
【圖1】係顯示本實施形態相關電漿處理裝置之概略構成的剖面圖。
【圖2】係顯示一實施形態相關電漿處理裝置的清洗處理之一例的流程圖。
【圖3】顯示偏壓電力值LF相對於處理容器內壓力P之比值變更的情況下,靜電吸盤頂面的蝕刻率變化。
【圖4】(a)~(c)顯示處理容器內壓力變更的情況下,矽氧化膜的蝕刻率變化、靜電吸盤頂面的蝕刻率變化及靜電吸盤頂面之粗度(Ra)變化。
【圖5】(d)~(f)顯示在混合氣體中,含氧氣體流量相對於含氟氣體流量之比值變更的情況下,矽氧化膜的蝕刻率變化、靜電吸盤頂面的蝕刻率變化及靜電吸盤頂面之粗度(Ra)變化。
【圖6】(g)~(i)顯示在混合氣體總流量變更的情況下,矽氧化膜的蝕刻率變化、靜電吸盤頂面的蝕刻率變化及靜電吸盤頂面之粗度(Ra)變化。
【圖7】係表示氧化鋁蝕刻率,與處理容器內壓力及混合氣體總流量的關係之等高線圖。
【圖8】顯示圖7所示的等高線圖所求得「氧化鋁蝕刻率為0的情況下混合氣體總流量之上限值」,與處理容器內壓力之關係的一例。

Claims (9)

  1. 一種清洗方法,從設於電漿處理裝置之處理容器內且表面形成有矽氧化膜之構件上,藉由電漿將該矽氧化膜除去; 該清洗方法之特徵為包含: 氣體供給工序,對該處理容器內供給處理氣體; 電漿產生工序,使供給至該處理容器內的該處理氣體之電漿產生;及 偏壓電力施加工序,將導入該處理氣體之電漿中的離子之偏壓電力施加於該構件; 該偏壓電力之值相對於該處理容器內壓力之比值為1.0W/mTorr以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之清洗方法,其中, 該處理容器內的壓力,在250~400mTorr之範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之清洗方法,其中, 該處理氣體,為含有含氟氣體與含氧氣體之混合氣體; 在該混合氣體中,該含氧氣體流量相對於該含氟氣體流量之比值,為0.7以上。
  4. 如申請專利範圍第3項之清洗方法,其中, 當該處理容器內的壓力為250mTorr的情況下,該混合氣體的總流量為710sccm以下。
  5. 如申請專利範圍第3項之清洗方法,其中, 當該處理容器內的壓力為300mTorr的情況下,該混合氣體的總流量為860sccm以下。
  6. 如申請專利範圍第3項之清洗方法,其中, 當該處理容器內的壓力為350mTorr的情況下,該混合氣體的總流量為1000sccm以下。
  7. 如申請專利範圍第3項之清洗方法,其中, 當該處理容器內的壓力為400mTorr的情況下,該混合氣體的總流量為1140sccm以下。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之清洗方法,其中, 該構件,為具有載置被處理基板用的載置面之載置台; 該矽氧化膜,形成於該載置台的載置面; 該清洗方法,係在該載置台的載置面上未載置被處理基板的狀態下,所執行。
  9. 一種電漿處理裝置,其特徵為具有: 處理容器; 構件,設於該處理容器內,且其表面形成有矽氧化膜; 氣體供給部,對該處理容器內供給處理氣體; 電漿產生部,使供給至該處理容器內的該處理氣體之電漿產生; 控制部,執行如申請專利範圍第1至8項中任一項之清洗方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110690097B (zh) * 2019-09-26 2022-06-24 深圳市金奥兰科技有限公司 一种等离子刻蚀机用尘埃消除装置
CN111530851B (zh) * 2020-05-15 2021-08-06 聚束科技(北京)有限公司 一种粒子束显微镜的样品除污方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09283494A (ja) * 1996-04-12 1997-10-31 Sony Corp プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法
TW422892B (en) 1997-03-27 2001-02-21 Applied Materials Inc Technique for improving chucking reproducibility
JP2002057149A (ja) 2000-08-08 2002-02-22 Tokyo Electron Ltd 処理装置及びそのクリーニング方法
JP2003297817A (ja) 2002-04-03 2003-10-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法、半導体装置、そのためのプラズマcvd装置
JP4052477B2 (ja) 2004-02-25 2008-02-27 三菱重工業株式会社 プラズマ処理装置のクリーニング方法
JP5214316B2 (ja) 2008-04-22 2013-06-19 大陽日酸株式会社 プラズマ成膜装置のクリーニング方法
US8591659B1 (en) 2009-01-16 2013-11-26 Novellus Systems, Inc. Plasma clean method for deposition chamber
JP5364514B2 (ja) 2009-09-03 2013-12-11 東京エレクトロン株式会社 チャンバ内クリーニング方法
JP5956933B2 (ja) 2013-01-15 2016-07-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP6462477B2 (ja) 2015-04-27 2019-01-30 東京エレクトロン株式会社 被処理体を処理する方法
KR102304823B1 (ko) * 2016-03-31 2021-09-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 웨이퍼리스 건식 세정 광 방출 분광법을 사용한 건식 에칭 프로세스 특성 제어
JP2017212361A (ja) * 2016-05-26 2017-11-30 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びパーティクル付着抑制方法
US10062563B2 (en) * 2016-07-01 2018-08-28 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition with post-dose treatment
KR20180019906A (ko) * 2016-08-17 2018-02-27 삼성전자주식회사 플라즈마 식각장비 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법

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