TW202349495A - 電漿處理方法 - Google Patents

電漿處理方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202349495A
TW202349495A TW112121023A TW112121023A TW202349495A TW 202349495 A TW202349495 A TW 202349495A TW 112121023 A TW112121023 A TW 112121023A TW 112121023 A TW112121023 A TW 112121023A TW 202349495 A TW202349495 A TW 202349495A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sample
foreign matter
aforementioned
removal
plasma treatment
Prior art date
Application number
TW112121023A
Other languages
English (en)
Inventor
廣田侯然
角屋誠浩
江崎𨺓
潘迪艾尼爾
守屋勇輝
Original Assignee
日商日立全球先端科技股份有限公司
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 日商日立全球先端科技股份有限公司 filed Critical 日商日立全球先端科技股份有限公司
Publication of TW202349495A publication Critical patent/TW202349495A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32853—Hygiene
    • H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture 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
    • H01L21/18—Manufacture 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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment 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
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

提供一種減低在電漿處理裝置的維修後產生的異物，實現短時間製品可動工的狀態之電漿處理方法。 電漿處理試料的電漿處理方法是具有： 電漿處理前述試料的處理室的維修後，掃除異物的掃除工序； 掃除工序後，使堆積膜堆積於處理室內的堆積工序； 堆積工序後，除去堆積膜的第1除去工序； 第1除去工序後，除去處理室內的氟的第2除去工序；及 電漿處理被載置於試料台的試料的電漿處理工序。 電漿處理工序前，重複2次以上掃除工序、堆積工序、第1除去工序及第2除去工序。

Description

電漿處理方法
本案是關於在加工半導體基板等的晶圓的電漿蝕刻處理裝置中，短時間減低成為製品晶圓的良品率降低的原因的處理室內的異物之技術，特別是以提供一種預先減低在電漿蝕刻裝置的維修後產生的異物，短時間實現製品可動工的狀態之電漿處理方法為目的。
在加工半導體的電漿蝕刻裝置中，成為半導體裝置的良品率降低的原因的異物的管理粒徑縮小化及其容許數是年年嚴格程度增加。異物所致的良品率的降低是危急影響半導體裝置製造廠商的收益，因此在電漿蝕刻裝置的製造廠商中，高良品率且高運轉率的電漿蝕刻裝置的設計及製造被強力要求。
迄今為止，為了低異物化的實現，在硬體面及製程面的兩面採取各式各樣的解決對策。在製程面是對於蝕刻處理的副反應生成物的洗滌(cleaning)技術開發，在硬體面是處理室構件的開發，零件洗淨技術的適性化，處理室構造的適性化，處理室內更換零件範圍的適性化等。而且，該等的技術開發或最適化是日新月異進展。雖該等的開發努力，但一般在半導體裝置的量產處理的電漿蝕刻處理中，隨著製品處理片數(半導體晶圓的處理片數)的增加，起因於被用在電漿蝕刻裝置的構件的劣化或製品處理(半導體晶圓的處理)的副反應生成物等，異物及加工再現性的表現(performance)降低。因此，有無法繼續進行量產處理的情形。
對於如此的問題，電漿蝕刻裝置是藉由伴隨零件更換的定期性的維修作業，使異物及加工再現性的表現恢復(recovery)。在維修作業後，至真空洩漏進入規定值為止繼續抽真空，然後實施驅使電漿製程等的恢復處理，使異物數降低之後製品動工。但，即使驅使了該等，也會因為在電漿蝕刻裝置的處理室內有關於晶圓搬送或晶圓處理的可動部，需要使起因於該可動部的動作的異物源充分地降低。
為此，在恢復處理是除了以整頓處理室的內壁的表面狀態的穩定性(seasoning)的意義實施外，還須著眼於使該等的潛在性的異物源降低而製品動工。又，由於恢復處理是不直接貢獻於製品處理，因此為運轉率降低的原因之一。為此，披露者們思考謀求關於晶圓搬送或晶圓處理的可動部也著眼的新的技術，作為使維修後的異物數(稱為初期異物數)迅速地降低至設定基準(作為設定基準的異物數)以下之技術。
作為以異物減低為目的之典型的以往技術，有在即將製品晶圓的蝕刻之前進行供氣，使往製品晶圓的異物減低之技術(專利文獻1)。又，作為減低製程加工變動之技術，有在製品晶圓的每處理形成塗層膜於處理壁之技術(專利文獻2)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2006-210461號公報 [專利文獻2] 美國特許第7767584號說明書
(發明所欲解決的課題)
成為半導體裝置的良品率降低的原因的異物的管理粒徑縮小化及其容許數是年年嚴格程度增加，為了使維修後的異物數(稱為初期異物數)迅速地降低至設定基準以下，需要使起因於涉及晶圓搬送或晶圓處理的可動部的潛在性的異物源充分地降低。作為該可動部的動作例，有推銷的上下機構的上下動作，為了晶圓搬送的出入口閥的開閉動作，氣體導入部的電磁閥的開閉動作，排氣閥的開閉動作等。對於如此產生的異物，以往的恢復處理是難以符合今後的非常嚴格的異物的管理基準。
本案是在於提供一種著眼於該等的問題點，以提供一種減低在電漿處理裝置的維修後產生的異物，而實現製品可動工的狀態之電漿處理為目的。其他的課題及新穎的特徴是可由本說明書的記述及附圖明確得知。 (用以解決課題的手段)
本案之中代表者的概要簡單說明如下述般。 一實施形態的電漿處理方法，為電漿處理試料的電漿處理方法，其特徵為具有： 電漿處理前述試料的處理室的維修後，掃除異物的掃除工序； 前述掃除工序後，使堆積膜堆積於前述處理室內的堆積工序； 前述堆積工序後，除去前述堆積膜的第1除去工序； 前述第1除去工序後，除去前述處理室內的氟之第2除去工序；及 電漿處理被載置於試料台的前述試料之電漿處理工序， 前述電漿處理工序前，重複2次以上前述掃除工序、前述堆積工序、前述第1除去工序及前述第2除去工序。 [發明的效果]
若根據上述一實施形態的電漿處理方法，則在掃除工序藉由各種的機械動作來掃除異物，重複藉由之後的堆積工序、第1除去工序、第2除去工序來迅速地除去藉由掃除工序所掃除後的異物。藉此，可短時間將電漿處理裝置實現至製品可動工的狀態。而且，除此以外，可預先減低在製品動工後產生的潛在性的異物源，可安定持續電漿蝕刻的量產處理。
以下，利用圖面來說明有關實施例。但，在以下的說明中，有對於同一構成要素附上同一符號省略重複的說明的情形。圖面為了使說明更明確，相較於實際的形態，有模式性地表示的情況，但到底是一例，不是限定本案的解釋者。 [實施例1]
說明有關第1實施形態。圖1是表示實施例1的微波ECR蝕刻裝置的概略構成的剖面圖。作為本案所適用的電漿處理裝置的例子，可使用圖1所示的微波ECR蝕刻裝置(以下稱為電漿蝕刻裝置)10。 電漿蝕刻裝置10是包含： 在處理容器(亦稱為處理室、腔室)100的內部載置晶圓110的電極(晶圓載置用的電極)111； 在處理室100與轉移單元(transfer unit)(未圖示)之間供給晶圓110的出入口的製程閥(PV)(process valve)120； 氣體供給裝置的電磁閥135； 控制氣體供給的電磁閥136，頂板140； 石英製淋浴板101；及 石英製內筒102。 電極(晶圓載置用的電極)111是設為載置作為試料的晶圓110的試料台。
電漿蝕刻裝置10是進一步包含：地線(earth) 103，電磁石142，產成及傳送用以使電漿產生的微波之高頻產生裝置及高頻導波管160，RF偏壓電源161，匹配器162，控制處理室100的壓力的真空排氣閥171，計測處理室100的真空度的派藍尼真空計(Penning gauge)180，及遮斷控制派藍尼真空計180與腔室100之間的電磁閥181。 電漿蝕刻裝置10是進一步具有：作為晶圓110與電極111的熱媒體供給的背面氣體的供給裝置130、控制背面氣體的供給的電磁閥131，在晶圓搬送時為了將晶圓110交給搬送機械手臂而使晶圓110昇降的機構的推銷(pusher pin)150。
圖2是說明實施例1的第1順序(SEQ1)的流程圖。第1順序(SEQ1)可說是藉由減低處理室內的潛在性的異物源之後製品動工的電漿處理裝置10來實施的電漿處理方法。
如在[先前技術]說明般，在電漿蝕刻裝置10的量產處理，對應於構成處理室100的構件的消耗量或零件的劣化等而無法繼續進行量產處理。為了予以恢復，電漿蝕刻裝置10需要伴隨定期性的大氣開放的裝置維修(PM)S201。此裝置維修S201的作業後，實施真空的洩漏檢查，至洩漏量進入規定值為止繼續抽真空。洩漏檢查完了後，至初期異物數形成基準以下(S206、NG)為止，重複實施恢復處理S202(S702)。當恢復處理S202充分，異物數成為基準以下時(S206，OK)，製品動工S207成為可能，實施製品動工S207。在此，製品動工S207是可換句話說成電漿處理被載置於試料台111的試料110之電漿處理工序。
在此，確認初期異物數是否為基準以下(S206：異物數的確認)需要比較長的時間，因此在實施一次恢復處理S202之後，每次實行異物數的確認(S206)是需要長時間，沒有效率。於是，在預定的次數重複實施(S702)恢復處理S202之後，實施異物數的確認(S206)是短時間就行。
在本實施例中，恢復處理S202是包含SiCl 4及O 2塗層步驟S203，NF 3清潔步驟S204，O 2清潔步驟S205的3個的處理，設為以此順序(S203-＞S204-＞S205)來重複複數次(例如12次程度)的構成(S702)。
在此，SiCl 4及O 2塗層步驟S203的處理條件是例如設為SiCl 4=100ccm，O 2=100ccm，壓力0.5Pa，微波電力600w，15秒。NF 3清潔步驟S204的處理條件是例如設為NF 3=500ccm，壓力15Pa，微波電力1000w，45秒。O 2清潔步驟S205的處理條件是例如設為O 2=100ccm，壓力0.4Pa，微波電力600w，30秒。
又，此恢復處理S202是被構成為在SiCl 4及O 2塗層步驟S203產生的往處理室100的內部的壁面的表面上的SiO x塗層膜會在其次的NF 3清潔步驟S204被完全除去，在NF 3清潔步驟S204產生的殘留氟會在其次的O 2清潔步驟S205被完全除去。
亦即，SiCl 4及O 2塗層步驟S203是使用含有Si與O的氣體(SiCl 4氣體與O 2氣體)來實施電漿處理的處理工序，在此處理工序(S203)，在處理室100的壁面的表面上產生SiO x塗層膜。因此，處理工序(S203)是可換句話說成使SiO x塗層膜的堆積膜堆積於處理室100內的堆積工序。又，堆積工序(S203)是使用藉由含有矽元素的氣體所產生的電漿來進行。含有矽元素的氣體是SiCl 4氣體。
NF 3清潔步驟S204是以NF 3氣體來除去在處理工序(S203)產生的處理室100的壁面的表面上的SiO x塗層膜之第1除去工序。因此，NF 3清潔步驟S204是可換句話說成在堆積工序(S203)之後進行的除去堆積膜(SiO x塗層膜)的第1除去工序。第1除去工序(S204)是使用藉由NF 3氣體所產生的電漿來進行。
O 2清潔步驟S205是以O 2氣體來除去在第1除去工序(S204)產生的處理室100的壁面的表面上的殘留氟之第2除去工序。因此，O 2清潔步驟S205是可換句話說成在第1除去工序(S204)之後進行的除去處理室100內的氟之第2除去工序。第2除去工序(S205)是使用藉由O 2氣體所產生的電漿來進行。 然後，在電漿處理工序的製品動工S207之前，重複實行2次以上堆積工序(S203)、第1除去工序(S204)及第2除去工序(S204)。
不實施O 2清潔步驟S205的情況，在其次的SiCl 4及O 2塗層步驟S203，殘留氟被取入至塗層膜中，有對於異物等伴隨惡劣影響的情形。
圖3A是表示恢復處理S202的重複的次數Nr與異物數Np的關係的圖。在圖3A是表示圖2所示的第1順序(SEQ1)所示的恢復處理S202的處理條件(SiCl 4及O 2塗層步驟S203，NF 3清潔步驟S204，O 2清潔步驟S205)的結果與使用了Cl 2系氣體的比較例的順序(SEQp)的恢復處理的結果之一例。使用了比較例的順序(SEQp)的恢復處理的處理條件是Cl 2200ccm，壓力1Pa，微波電力800w，90秒的條件。因此，本實施例的第1順序(SEQ1)的恢復條件的處理時間與比較例的順序(SEQp)的恢復條件的處理時間是同樣地設為統一。
如圖3A所示般，第1順序(SEQ1)，比較例的順序(SEQp)皆是隨著恢復處理的重複的次數Nr的增加，成為異物數Np降低的結果。但，可知異物數Np的降低的速度及重複15次的恢復處理時的到達異物數是有不同(Npp_15＞Np1_15)。之所以在第1順序(SEQ1)有大幅度異物數的減少效果，是可思考在於重複往處理室100的內部的壁面的表面之塗層膜的形成的構成。
圖3B是表示異物除去的推定機構(mechanism)的模式圖。在初期狀態，異物的微粒子302會吸附於處理室100的內部的壁面的表面301。SiCl 4及O 2塗層步驟S203後，異物的微粒子302是以SiO x系的膜303覆蓋。在其次的NF 3清潔步驟S204，異物的微粒子302會與SiO x系的膜303一起被除去。亦即，異物的微粒子302是被推定為具有勝過處理室100的內部的壁面的表面301的吸附力(凡得瓦力等)而被除去的機構。結果，可知披露者們是以第1順序(SEQ1)所示的恢復條件，比模擬製品處理的處理方法更快能減低異物。有關關聯機構是在之後的實施例3也說明。
以上，藉由重複第1順序(SEQ1)所示的恢復條件(SiCl 4及O 2塗層步驟S203，NF 3清潔步驟S204，O 2清潔步驟S205)，可短時間將電漿蝕刻裝置10實現至製品可動工的狀態。 [實施例2]
說明有關第2實施形態。披露者們是首先調查圖1所示的電漿蝕刻裝置10的處理室100內的機械動作處與往電極111上載置的晶圓110落下的異物的對應關係。
圖4是表示實施例2的異物掃除確認順序的流程圖。在異物掃除確認順序中，裝置維修S201後，實施異物掃除順序(亦稱異物掃除工序)S401，然後，將晶圓110搬送至處理室100的內部而實施確認落下至晶圓110的異物的數量的異物數確認S402。在異物數確認S402中，異物數成為基準以下的情況，實施製品動工S207。
異物數確認S402的條件是例如設為Ar氣體，微波電力800w，0.5Pa，30秒。圖5是表示圖4的異物掃除確認順序的異物掃除順序S401的測試內容的表。評價條件是全部為5條件。在圖5中顯示每個條件的調査處的系統及對應於彼的具體的動作處。
評價No.1是作為參考條件無動作的情況。
評價No.2是作為排氣系的動作，邊流動Ar氣體(例如開啟有關製程氣體的電磁閥135與各種製程氣體的電磁閥136的Ar)500cc邊實施20次將真空排氣閥(V.V.)171予以切換5%及100%的動作。
評價No.3是作為晶圓搬送系的動作，邊流動Ar氣體(例如開啟有關製程氣體的電磁閥135與各種製程氣體的電磁閥136的Ar)500cc邊實施20次開閉製程閥(PV)120的動作。
評價No.4是作為電極111的周邊部的動作，邊流動背面He氣體130邊實施20次推銷(Pusher Pin)150的上下動作與背面He氣體的電磁閥131的開閉動作。
評價No.5是作為氣體系的動作，有關牽連電漿蝕刻裝置10的全氣體(Gas1、･･･、Gas20)，除了對各種製程氣體的電磁閥135進行開閉動作之外，加上實施20次導入至處理室100之前的製程氣體的電磁閥136的開閉動作。
圖6是表示異物掃除順序的評價No.(No.)與異物數(Np)的對應的評價結果圖。另外，為了提高可靠度，取得3點以上異物測定點數。其結果，無機械動作的參考條件的評價No.1為異物數最小，在評價No.2~No.5的全部成為異物數Np增加的結果。由此結果，可知維修S201後，在排氣系，搬送系，電極周邊部，氣體系的全部存在異物源，需要預先掃除除去異物。
亦即，使異物掃除順序S401的異物吐出的手段是包含下述1~4之中一個以上的動作。理想是包含下述1~4的全部的動作，就以掃除異物除去的觀點而言為佳。
1：(參照評價No.5)控制從製程氣體供給部(Gas1、･･･、Gas20)往處理室100內流動的氣體的流動之電磁閥135、136的開閉動作或製程氣體供給部的電磁閥136所致的氣體的流量變更動作。
2：(參照評價No.3)在處理室100與轉移單元間用在晶圓搬送的出入口的製程閥(PV)120的開閉動作(亦即用以將試料110往處理室100搬出入的閥120的開閉動作)或(參照評價No.4)電極111的推銷150的上下動作(亦即將試料110保持於試料台111的上方的保持構件150的上昇及下降動作)。
3：(參照評價No.4)電極用冷媒的He管線的背面He氣體130的電磁閥131的氣體流量變更動作(用以控制試料110的溫度的傳熱用氣體130的流量變更動作)或為了He管線的氣體流量變更的電磁閥131的開閉動作(控制傳熱用氣體130的流動的電磁閥131的開閉動作)。
4：(參照評價No.2)排氣閥171的動作(亦即用以將處理室100排氣的閥的開閉動作)。
根據以上的結果，披露者們思考了異物掃除順序S401再加上實施例1所示的新恢復條件(SiCl 4及O 2塗層步驟S203，NF 3清潔步驟S204，O 2清潔步驟S205)的搭配(combination)處理(恢復處理S202)有最適的可能性，作為效率佳的異物除去方法。亦即，在異物掃除後立即除去異物的方法為最適。
圖7是說明實施例2的第2順序的流程圖。第2順序(SEQ2)亦可說是藉由減低處理室內的潛在性的異物源之後製品動工(S207)的電漿處理裝置10來實施的電漿處理方法。
如圖7所示般，第2順序(SEQ2)是在實施例1說明的圖2的第1順序(SEQ1)的流程的裝置維修S201之後新追加異物掃除順序S401及恢復處理S402。恢復處理S402是被設為與實施例1所示的恢復條件(SiCl 4及O 2塗層步驟S203，NF 3清潔步驟S204，O 2清潔步驟S205)同等的恢復條件(SiCl 4及O 2塗層步驟S703，NF 3清潔步驟S704，O 2清潔步驟S705)。
在此，本實施例是將異物掃除順序S401與恢復處理S402的重複步驟S701以無晶圓(在處理室100內的電極111上不載置晶圓110的狀態)例如實施3次。而且，之後，將不伴隨異物掃除順序S401的實施例1的恢復處理S202的重複步驟S702的次數例如設定12次而實施。然後，在S206確認異物數是否為基準以下。又，機械動作是實施了圖5所示的評價No2~No5的全部的動作。另外，在圖7的第2順序(SEQ2)，將不實施剛異物掃除順序S401之後的恢復處理S402(SiCl 4及O 2塗層步驟S703，NF 3清潔步驟S704，O 2清潔步驟S705)的條件定義為第2’順序(SEQ2’)，確認了異物數S206。利用此二個的順序(SEQ2、SEQ2’)來調查尤其剛異物掃除順序S401之後的恢復處理S402是否持有異物減低效果。
圖8是表示利用第2順序(SEQ2)與第2’順序(SEQ2’)來處理的情況的到達異物數(Npr)的圖。為了提高可靠度，而1次的試驗使用3片的晶圓來連續取得異物(第1片、第2片、第3片的晶圓是對應於圖8的橫軸所示的取得機會(OTT)的數值)。並且，將第2順序(SEQ2)與第2’順序(SEQ2’)的各個試驗次數重複4次以上，提高異物數的結果精度。第2順序(SEQ2)與第2’順序(SEQ2’)的全異物資料的中央值(Nm)是分別成為6.7個與15.7個。
此結果，意思藉由剛在異物掃除順序S401之後實施恢復處理S402，可使可能到達的異物數減低。
補充說明，若回顧第1順序(SEQ1)的結果(圖3A)，則異物數Np是恢復處理S202的次數在第9次以後，異物數Np的降低變小，大致在30個附近飽和。
若彙整該等的結果，則成為“第2順序(SEQ2)的到達異物數Npr(=6.7個)＜第2’順序(SEQ2’)的到達異物數Npr(=15.7個)＜第1順序(SEQ1)的到達異物數(=約30個)”。
亦即，可知藉由在第1順序(SEQ1)的構成追加異物掃除順序S401，到達異物數會降低至15.7個，更藉由追加重複異物掃除順序S401與恢復處理S402(SiCl 4及O 2塗層步驟S703，NF 3清潔步驟S704，O 2清潔步驟S705)的構成，到達異物數更降低(6.7個)。
以上，重複第2順序(SEQ2)所示的異物掃除順序S401與恢復處理S402(SiCl 4及O 2塗層步驟S703，NF 3清潔步驟S704，O 2清潔步驟S705)的構成S701是對於到達異物數的減低有效，可更短時間將電漿蝕刻裝置10實現至製品可動工狀態。
又，本實施例的第2順序(SEQ2)是作為裝置維修(PM)S201後的披露技術進行說明，但可應用於量產處理中的實施。亦即，在量產處理中，異物源被蓄積於機械動作部的狀況。如此的狀況，以定期地除去該異物源的目的，適用本案也無妨。該情況是不侷限在第2順序(SEQ2)中實施裝置維修(PM)S201，藉由在量產處理中實施異物掃除順序S401以後的流程或其一部分，可減低潛在性的異物風險而安定繼續量產處理。
又，補充說明有關第1順序(SEQ1)或第2順序(SEQ2)的實施形態。首先，有關異物數確認步驟S206與製品動工S207以外的工序(S202、S401、S402)從非產品(Non Product)晶圓的片數的減低的觀點，最好是在電極111上不載置晶圓110的狀態下實施。其次，在第1順序(SEQ1)或第2順序(SEQ2)中，使用了SiCl 4/O 2塗層步驟S703作為使塗層膜附著於處理室表面的步驟。本實施例是以SiCl 4氣體與O 2氣體的混合氣體為例說明了此步驟的處理，但在覆蓋異物的塗層膜的形成中，可假想代替氣體的使用。作為如此的代替塗層膜，有含SiO塗層、含CF塗層，含CH塗層，含BO塗層，含BN塗層。作為產生此的具體的氣體的例子，有SiBr 4氣體與O 2氣體的混合氣體，SiF 4氣體與O 2氣體的混合氣體，C 4F 8氣體，C 4F 6氣體，CHF 3氣體，CH 3F氣體，CH 2F 2氣體等的碳氟化合物氣體，BCl 3氣體與O 2氣體的混合氣體，BCl 3氣體與N 2氣體的混合氣體等。 [實施例3]
說明有關第3實施形態。首先，本實施例是在第2實施形態說明的圖7的第2順序(SEQ2)的流程中，改變SiCl 4及O 2塗層步驟S703的處理時間(塗層膜的厚度)，調查對異物數的影響。又，除去在SiCl 4及O 2塗層步驟S703產生的處理室100的內壁的表面的塗層膜之NF 3清潔步驟S704的時間是設為塗層步驟S703時間的3倍。亦即，相對於塗層步驟S703的塗層時間(TC)5秒(sec)，15秒(sec)，30秒(sec)，將NF 3清潔步驟S704的時間分別設為15秒(sec)，30秒(sec)，45秒(sec)。
圖9是表示利用第2順序(SEQ2)來取得塗層步驟處理的時間依賴性的異物數的結果的圖。在此也為了提高可靠度，1次的試驗使用3片的晶圓來連續取得異物(第1片、第2片、第3片的晶圓是對應於圖9的橫軸所示的取得機會(OTT)的數值)。並且，按每個塗層時間TC重複3次試驗次數，提高異物數Np的結果精度。塗層時間TC為30秒，15秒，5秒的全異物資料的中央值Nm是分別成為3.7個，5.0個，15.3個。由此結果，可想而知塗層時間TC為15秒以上，異物的減低效果大，即使延長以上時間，異物減低效果也少。
另一方面，若在塗層步驟處理時間(TC)與被形成於處理室100內的SiO x塗層膜厚之間有線性的關係，則可在事前檢查作確認，塗層步驟處理時間(TC)為5秒，約堆積17nm的膜。又，產生的異物的粒徑是100nm以下為大部分，被要求減低如此的微小異物。換言之，為了100nm以下多數產生的異物減低，藉由使用塗層膜50nm (塗層步驟處理時間TC：15秒)以上的膜厚，取得了異物除去被促進的結果。
以上，使用了塗層膜50nm(塗層步驟處理時間TC：15秒)以上的膜厚的第1順序(SEQ1)或第2順序(SEQ2)在蝕刻裝置10產生的異物的粒徑100nm以下的異物減低有效，可短時間將電漿處理裝置10實現至製品可動工的狀態。
實施例1，2，3的電漿處理方法是可彙整成以下般。
(1)：一種電漿處理試料(110)的電漿處理方法，具有： 電漿處理前述試料(110)的處理室(100)的維修(S201)後，掃除異物的掃除工序(S401)； 前述掃除工序後，使堆積膜堆積於前述處理室內的堆積工序(S703，S203)； 前述堆積工序後，除去前述堆積膜的第1除去工序(S704、S204)； 前述第1除去工序後，除去前述處理室內的氟的第2除去工序(S705、S205)；及 電漿處理被載置於試料台(111)的前述試料的電漿處理工序(S207)， 前述電漿處理工序前，重複2次以上前述掃除工序、前述堆積工序、前述第1除去工序及前述第2除去工序。
(2)：在(1)中、實施前述掃除工序、前述堆積工序、前述第1除去工序及前述第2除去工序的期間，前述試料未被載置於前述試料台。
(3)：在(1)中，使前述掃除工序的異物吐出的手段是包含以下者。
1.控制從製程氣體供給部往前述處理室內流動的氣體的流動的電磁閥的開閉動作， 2.前述氣體的流量變更動作， 3.用以將前述試料往前述處理室搬出入的閥的開閉動作， 4.將前述試料保持於前述試料台的上方的保持構件的上昇及下降動作， 5.用以控制前述試料的溫度的傳熱用氣體的流量變更動作、控制前述傳熱用氣體的流動的電磁閥的開閉動作，或 6.用以將前述處理室排氣的閥的開閉動作。
(4)一種電漿處理試料(110)的電漿處理方法，具有： 掃除異物的掃除工序(S401)； 前述掃除工序(S401)後，使堆積膜堆積於處理室(100)內的堆積工序(S203，S703)； 前述堆積工序後，除去前述堆積膜的第1除去工序(S204，S704)； 前述第1除去工序後，除去前述處理室內的氟之第2除去工序(S205，S705)； 電漿處理被載置於試料台(111)的前述試料之電漿處理工序(S207)， 前述電漿處理工序前，重複2次以上前述掃除工序(S401)、前述堆積工序(S203、S703)、前述第1除去工序(S204、S704)及前述第2除去工序(S205，S705)。
(5)一種電漿處理試料(110)的電漿處理方法，具有： 使堆積膜堆積於電漿處理前述試料的處理室(110)內的堆積工序(S203)； 前述堆積工序後，除去前述堆積膜的第1除去工序(S204)； 前述第1除去工序後，除去前述處理室內的氟的第2除去工序(S205)；及 電漿處理前述試料(110)的電漿處理工序(S207)， 前述電漿處理工序前，重複2次以上前述堆積工序、前述第1除去工序及前述第2除去工序。
(6)：在(1)、(4)或(5)中， 堆積工序(S203)是使用藉由含有矽元素的氣體所產生的電漿來進行， 第1除去工序(S204)是使用藉由NF 3氣體所產生的電漿來進行， 第2除去工序(S205)是使用藉由O 2氣體所產生的電漿來進行。
(7)：在(6)中，含有矽元素的氣體是SiCl 4氣體。
(8)：在(1)、(4)或(5)中，將堆積膜的厚度設為50nm以上。
以上，根據實施例具體說明了本案者所研發的內容，但本案不是被限定於上述實施形態及實施例者，當然可實施各種變更。
101:石英製淋浴板 102:石英製內筒 103:地線 110:晶圓 111:電極 120:製程閥(PV) 130:背面氣體供給裝置 131:控制背面氣體的供給的電磁閥 135:氣體供給裝置 136:控制氣體供給的電磁閥 140:頂板 142:電磁石 150:推銷 160:使電漿產生的高頻導波管 161:RF偏壓電源 162:匹配器 171:控制處理室的壓力的真空排氣閥 180:計測處理室的真空度的派藍尼真空計 181:遮斷控制派藍尼真空計與腔室之間的電磁閥 S201:裝置維修(PM) S203:SiCl 4及O 2塗層步驟 S204:NF 3清潔步驟 S205:O 2清潔步驟 S206:異物數的計測 S207:製品動工 301:處理室表面 302:異物的微粒子 303:SiO x系的膜 S401:異物掃除順序 S402:異物數的計測 S701:包含異物掃除順序的處理的重複次數 S702:處理的重複次數 S703:SiCl 4及O 2塗層步驟 S704:NF 3清潔步驟 S705:O 2清潔步驟
[圖1]是表示實施例1的微波ECR蝕刻裝置的概略構成的剖面圖。 [圖2]是說明實施例1的第1順序的流程圖。 [圖3A]是表示恢復處理次數與異物數的關係的圖。 [圖3B]是表示實施例2的異物除去的推定機構的模式圖。 [圖4]是表示異物掃除確認順序的流程圖。 [圖5]是表示異物掃除確認順序的測試內容的表。 [圖6]是表示異物掃除順序的評價No.與異物數的對應的評價結果圖。 [圖7]是說明實施例2的第2順序的流程圖。 [圖8]是表示利用第2順序與第2’順序來處理的情況的到達異物數的圖。 [圖9]是表示利用第2順序2來取得塗層步驟處理的時間依賴性的異物數的結果的圖。

Claims (8)

  1. 一種電漿處理方法，為電漿處理試料的電漿處理方法，其特徵係具有： 電漿處理前述試料的處理室的維修後，掃除異物的掃除工序； 前述掃除工序後，使堆積膜堆積於前述處理室內的堆積工序； 前述堆積工序後，除去前述堆積膜的第1除去工序； 前述第1除去工序後，除去前述處理室內的氟之第2除去工序；及 電漿處理被載置於試料台的前述試料之電漿處理工序， 前述電漿處理工序前，重複2次以上前述掃除工序、前述堆積工序、前述第1除去工序及前述第2除去工序。
  2. 如請求項1記載的電漿處理方法，其中，實施前述掃除工序、前述堆積工序、前述第1除去工序及前述第2除去工序的期間，前述試料未被載置於前述試料台。
  3. 如請求項1記載的電漿處理方法，其中，使前述掃除工序的異物吐出的手段係包含：控制從製程氣體供給部往前述處理室內流動的氣體的流動之電磁閥的開閉動作、前述氣體的流量變更動作、用以將前述試料往前述處理室搬出入的閥的開閉動作、將前述試料保持於前述試料台的上方的保持構件的上昇及下降動作、用以控制前述試料的溫度的傳熱用氣體的流量變更動作、控制前述傳熱用氣體的流動的電磁閥的開閉動作或用以將前述處理室排氣的閥的開閉動作。
  4. 一種電漿處理方法，為電漿處理試料的電漿處理方法，其特徵係具有： 掃除異物的掃除工序； 前述掃除工序後，使堆積膜堆積於處理室內的堆積工序； 前述堆積工序後，除去前述堆積膜的第1除去工序； 前述第1除去工序後，除去前述處理室內的氟之第2除去工序；及 電漿處理被載置於試料台的前述試料之電漿處理工序， 前述電漿處理工序前，重複2次以上前述掃除工序、前述堆積工序、前述第1除去工序及前述第2除去工序。
  5. 一種電漿處理方法，為電漿處理試料的電漿處理方法，其特徵係具有： 使堆積膜堆積於電漿處理前述試料的處理室內之堆積工序； 前述堆積工序後，除去前述堆積膜之第1除去工序； 前述第1除去工序後，除去前述處理室內的氟之第2除去工序； 電漿處理前述試料之電漿處理工序， 前述電漿處理工序前，重複2次以上前述堆積工序、前述第1除去工序及前述第2除去工序。
  6. 如請求項1、請求項4或請求項5記載的電漿處理方法，其中， 前述堆積工序係使用藉由含有矽元素的氣體所產生的電漿來進行， 前述第1除去工序係使用藉由NF 3氣體所產生的電漿來進行， 前述第2除去工序係使用藉由O 2氣體所產生的電漿來進行。
  7. 如請求項6記載的電漿處理方法，其中，含有前述矽元素的氣體為SiCl 4氣體。
  8. 如請求項1、請求項4或請求項5記載的電漿處理方法，其中，將前述堆積膜的厚度設為50nm以上。
TW112121023A 2022-06-08 2023-06-06 電漿處理方法 TW202349495A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/023040 WO2023238266A1 (ja) 2022-06-08 2022-06-08 プラズマ処理方法
WOPCT/JP2022/023040 2022-06-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202349495A true TW202349495A (zh) 2023-12-16

Family

ID=89118099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112121023A TW202349495A (zh) 2022-06-08 2023-06-06 電漿處理方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPWO2023238266A1 (zh)
KR (1) KR20230169926A (zh)
CN (1) CN117546274A (zh)
TW (1) TW202349495A (zh)
WO (1) WO2023238266A1 (zh)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3112880B2 (ja) * 1998-02-06 2000-11-27 鹿児島日本電気株式会社 Ｃｖｄ装置のクリーニング方法
US7204913B1 (en) 2002-06-28 2007-04-17 Lam Research Corporation In-situ pre-coating of plasma etch chamber for improved productivity and chamber condition control
JP4933720B2 (ja) * 2004-03-19 2012-05-16 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 成膜方法
JP2006210461A (ja) 2005-01-26 2006-08-10 Tokyo Electron Ltd プロセス装置の洗浄方法、該方法を実行するためのプログラム、及び記憶媒体
JP2007142018A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Seiko Epson Corp 成膜装置のクリーニング方法及び半導体装置の製造方法
US8366953B2 (en) * 2006-09-19 2013-02-05 Tokyo Electron Limited Plasma cleaning method and plasma CVD method
JP2008153365A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
JP2008244292A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置の処理性能安定化方法
JP5450187B2 (ja) * 2010-03-16 2014-03-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP6723659B2 (ja) * 2017-01-12 2020-07-15 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
JP6845773B2 (ja) * 2017-09-15 2021-03-24 株式会社日立ハイテク プラズマ処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN117546274A (zh) 2024-02-09
WO2023238266A1 (ja) 2023-12-14
JPWO2023238266A1 (zh) 2023-12-14
KR20230169926A (ko) 2023-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4005229B2 (ja) 半導体素子製造用化学気相蒸着装置及びその洗浄方法
KR101214505B1 (ko) 플라즈마처리장치 및 플라즈마처리방법
US7964517B2 (en) Use of a biased precoat for reduced first wafer defects in high-density plasma process
JP4801045B2 (ja) ドライクリーニングプロセスのプラズマ処理システムからチャンバ残渣を除去する方法
US20060154486A1 (en) Low-pressure removal of photoresist and etch residue
US20060090773A1 (en) Sulfur hexafluoride remote plasma source clean
TWI704595B (zh) 電漿處理裝置及大氣開放方法
KR101773806B1 (ko) 기판의 클리닝 방법 및 기판의 클리닝 장치
JPH07169693A (ja) 横型減圧ｃｖｄ装置及びそのクリーニング方法
TWI695429B (zh) 電漿處理方法
US6584987B1 (en) Method for improved cleaning in HDP-CVD process with reduced NF3 usage
TWI770556B (zh) 半導體處理設備零部件的清洗方法
JP2014053644A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2006270030A (ja) プラズマ処理方法、および後処理方法
JP2015057854A (ja) プラズマ処理方法
JP2006319041A (ja) プラズマクリーニング方法、成膜方法
TW202349495A (zh) 電漿處理方法
JP4558431B2 (ja) 半導体製造装置のクリーニング方法
US6545245B2 (en) Method for dry cleaning metal etching chamber
US6660528B1 (en) Method for monitoring contaminating particles in a chamber
JP2004137556A (ja) 半導体製造装置
Moriya et al. Reduction of particle contamination in an actual plasma etching process
WO1998007186A1 (fr) Procede et dispositif de fabrication d'un dispositif a semi-conducteur
JP5013484B2 (ja) 半導体製造装置のクリーニング方法および半導体製造装置
JP2003077898A (ja) プラズマエッチングシステム及びエッチング工程管理方法