JPH03211725A - Plasma treatment method and device - Google Patents
Plasma treatment method and deviceInfo
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- JPH03211725A JPH03211725A JP460290A JP460290A JPH03211725A JP H03211725 A JPH03211725 A JP H03211725A JP 460290 A JP460290 A JP 460290A JP 460290 A JP460290 A JP 460290A JP H03211725 A JPH03211725 A JP H03211725A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体デバイスを製作すをウェハ等の試料のプ
ラズマ処理方法及び装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a plasma processing method and apparatus for samples such as wafers for manufacturing semiconductor devices.
従来のプラズマ処理方法および装置としては、例えば、
特開昭56−53853号および特開昭63−2382
88号が挙げられる。これらの例はウェハな静電吸着し
てプラズマ処理(この例ではドライエツチング)する方
法及び装置が示されている。Conventional plasma processing methods and devices include, for example,
JP-A-56-53853 and JP-A-63-2382
No. 88 is mentioned. These examples show a method and apparatus for electrostatically adsorbing a wafer and performing plasma processing (dry etching in this example).
上記従来例のうち、前者はプラズマを介してウェハな静
電吸着するものであり、プラズマをオンさせてから静電
吸着力が生じる。従って、プラズマ生成直前まではウェ
ハな電極(低温源)との間の熱抵抗が大きくウェハ温度
を十分低下させるまでの時間がかかりスルーブヅトが上
げられないという課題があった。Among the conventional examples described above, the former is one in which the wafer is electrostatically attracted via plasma, and the electrostatic adsorption force is generated after the plasma is turned on. Therefore, there is a problem that the thermal resistance between the wafer and the electrode (low temperature source) is large until just before plasma generation, and it takes time to sufficiently lower the wafer temperature, making it impossible to increase the throughput.
また、後者の従来例は双fi&とウェハ間に絶縁膜を設
けて静電吸着するものであり、プラズマを介さずに静電
吸着できるので上記問題点をクリアすることができる。Furthermore, in the latter conventional example, an insulating film is provided between the twin FI & and the wafer to perform electrostatic adsorption, and since electrostatic adsorption can be performed without using plasma, the above-mentioned problem can be overcome.
しかし、その反面、ウェハな正と負に分極させてチャー
ジアップさせるため、放電した時にウェハ内部に電流が
流れ、薄いゲート膜の耐圧の劣化が問題となる。On the other hand, however, since the wafer is polarized positively and negatively to charge up, current flows inside the wafer when discharge occurs, causing a problem of deterioration of the withstand voltage of the thin gate film.
本発明の目的は単一電極を用い、かつプラズマ生成以前
にウェハを吸着させるプラズマ処理方法と装置を得るこ
とにある。An object of the present invention is to provide a plasma processing method and apparatus that uses a single electrode and that adsorbs a wafer before plasma generation.
上記目的は、巣−電極上に絶縁膜を設け、設置したウェ
ハの上端部あるいは端部な接地させて静電吸着し、接地
をはずしてプラズマ処理を行い、プラズマ処理後に吸着
力を解除することによって達成される。The above purpose is to provide an insulating film on the nest electrode, ground the top or edge of the installed wafer and electrostatically attract it, remove the ground and perform plasma treatment, and release the attraction force after the plasma treatment. achieved by
単一電極を用いているのでウェハ全体に亘って均一に同
一電極でチャージアップさせることができる。これによ
り、プラズマ生成時につ7工ハ内部で電流が生じること
がない。また、プラズマ生成以前にウェハを吸着できる
のでプラズマ生成までのウェハの冷却が容易で、特に、
ガス冷却を併用する場合には吸着してガス圧を十分高め
ておいてから放電を開始させることができるので秀れた
温度特性が得られる。Since a single electrode is used, it is possible to charge up uniformly over the entire wafer using the same electrode. As a result, no current is generated inside the 7-chip during plasma generation. In addition, since the wafer can be adsorbed before plasma generation, it is easy to cool the wafer until plasma generation.
When gas cooling is used in combination, excellent temperature characteristics can be obtained since discharge can be started after the gas pressure has been sufficiently increased through adsorption.
以下本発明の一実施例を第1図および第2図を用いて説
明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
第1図は、プラズマ処理装置、この場合、マイクロ波エ
ツチング装置の全体構成図を示し、第2図は第1図の電
極6の詳細を示す図である。FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a plasma processing apparatus, in this case a microwave etching apparatus, and FIG. 2 is a diagram showing details of the electrode 6 of FIG. 1.
マイクロ波エツチング装置は、導波管11放電管2、l
iiMh発生コイル3、電1fi5、高周波電jl16
により構成されており、導波管1に導入されたマイクロ
波(以下[μ波」と称す。)4の電界と磁場発生コイル
3のfii場により放電管2内に高密度のプラズマを作
り、電極5に高周波電圧を印加することにより1lEW
上にセットしたウェハ6に適切なバイアス電圧を与えて
プラズマ中のイオンを引き込み、反応性イオンエツチン
グができる構成となっている。The microwave etching device includes a waveguide 11 discharge tubes 2, l.
iiMh generation coil 3, electric 1fi5, high frequency electric jl16
A high-density plasma is created in the discharge tube 2 by the electric field of the microwave (hereinafter referred to as [μ wave]) 4 introduced into the waveguide 1 and the fii field of the magnetic field generating coil 3. By applying a high frequency voltage to the electrode 5, 1lEW
The configuration is such that reactive ion etching can be performed by applying an appropriate bias voltage to the wafer 6 set above to draw in ions in the plasma.
第1図において、放電室2はシャッタ11によってバッ
ファ室7と分離できる構成となっており、バッファ室7
内にはウェハ搬送用のアーム8が設けられ、旋回アーム
9、上下機構10により旋回、上下できるようになって
いる。また、電11i@5の内部にはウェハ押上げビン
Lが設けられ、電FIA5の上下機構13とは別に上下
機構を持っている。In FIG. 1, the discharge chamber 2 is configured to be separated from the buffer chamber 7 by a shutter 11, and the discharge chamber 2 is separated from the buffer chamber 7 by a shutter 11.
An arm 8 for wafer transfer is provided inside, and can be rotated and moved up and down by a rotating arm 9 and a vertical mechanism 10. Further, a wafer push-up bottle L is provided inside the electronic 11i@5, and has a vertical mechanism separate from the vertical mechanism 13 of the electronic FIA5.
第2図において、電極5は絶縁体重5で囲まれており、
高周波電源16および直流電源18が接続されている。In FIG. 2, the electrode 5 is surrounded by an insulating weight 5,
A high frequency power source 16 and a DC power source 18 are connected.
17はマツチング回路、四は高周波しゃ断回路である。17 is a matching circuit, and 4 is a high frequency cutoff circuit.
また、電極5の上面には絶創14がコーティングされて
いる。Further, the upper surface of the electrode 5 is coated with a scar 14.
ウェハ6がアーム8により搬送され、ウェハ押上げピン
刊で電極5の絶縁膜14上にウェハ6をセプトした後、
アーム8を下降させてウェハ6の外周に当接し、接地さ
せ、直流電i18をオンさせるとウェハ6は電極5に静
電吸着される。この後、アーム8が上昇、・回転して逃
げ、ウェノ)6を吸着させた状態で電柱5の位置をセッ
トし、μ波放電および高周波印加をスタートさせエツチ
ング処理を行う。処理中には直流電源をオンしておけば
プラズマを介して静電吸省力が維持できるが、高周波印
加によるセルフバイアス電圧のみを利用してもかまわな
い。After the wafer 6 is transported by the arm 8 and is placed on the insulating film 14 of the electrode 5 using the wafer push-up pin,
When the arm 8 is lowered to come into contact with the outer periphery of the wafer 6 and grounded, and the DC voltage i18 is turned on, the wafer 6 is electrostatically attracted to the electrode 5. Thereafter, the arm 8 rises, rotates and escapes, sets the position of the utility pole 5 with the weno 6 adsorbed, starts μ-wave discharge and high-frequency application, and performs etching. If the DC power source is turned on during processing, electrostatic absorption and power saving can be maintained through plasma, but it is also possible to use only a self-bias voltage by applying a high frequency.
エツチング処理が終了すると電極5は元の位置に戻り、
ウェハ6はウェハ押上げビンレの接触によって吸着力を
解除され、アーム8によって搬出される。When the etching process is finished, the electrode 5 returns to its original position.
The wafer 6 is released from the suction force by contact with the wafer pusher and is carried out by the arm 8.
以上に示したエツチング処理において、本発明では単一
電極を用いて静電吸着させているのでウェハ全体にわた
って均一に同一極性でチャージアップさせることができ
るので、プラズマ生成時にウェハ内部で電流が生じるこ
とがない。また、プラズマ生成以前に吸着できるのでプ
ラズマ生成までのウェハの冷却が容易で、特にウェハ下
面にHe等の冷却ガスを導入してウェハと絶縁膜との間
の熱抵抗を小さくしたい場合にはあらかじめガス圧を十
分高めておいてから放電な島始させることができるので
、秀れたウニへ温度制御が可能になり、放電までの冷却
時間も短(なってスループブトを上げることができる。In the etching process described above, in the present invention, a single electrode is used for electrostatic adsorption, so that the entire wafer can be charged up uniformly with the same polarity, so that no current is generated inside the wafer when plasma is generated. There is no. In addition, since the wafer can be adsorbed before plasma generation, it is easy to cool the wafer until plasma generation.Especially when it is desired to introduce a cooling gas such as He to the underside of the wafer to reduce the thermal resistance between the wafer and the insulating film. Since the discharge can be started after the gas pressure has been sufficiently increased, it is possible to control the temperature of the superior sea urchin, and the cooling time before discharge is shortened (thus increasing the throughput).
以上、本発明ではウェハの吸着時の接地を搬送用アーム
8によって行っているが、第3図に示したように別途設
けた搬出用アーム8′、旋回後横9′。As described above, in the present invention, the wafer is grounded during suction by the transfer arm 8, but as shown in FIG.
上下機構10’を用いて行っても良い。特にバッフ1室
7に他の処理チャンバが連結される場合には、M(7)
チャンバにウェハを受は渡したアーム8′が直接法のウ
ェハ6上に戻ってきて接地させることができるので、ス
ループブトを上げうるという効果を有している。This may be done using the up-and-down mechanism 10'. In particular, when the buffer 1 chamber 7 is connected to another processing chamber, M(7)
Since the arm 8' that received the wafer in the chamber can return to the wafer 6 in the direct method and ground it, it has the effect of increasing the throughput.
なお、本−実施例ではウェハの吸着時の接地をアーム8
によって行っているが、3」途ブツシャを設けてウェハ
端部を把持、開放させるようにしても良い。この場合、
ブツシャはμ波放電に支障のない位置に退避できるよう
構成するのがよい。第4図ないし第6図にブツシャを用
いる方式の実施を示す。ブツシャZはバッファ室7上の
リング団に取り付番すられており、第5図の平面図に示
すように、半径方向に移動してウェハ6上にセットでき
るようになっている。従って、この実施例では電極5が
上昇して第6図に示すようにブッシャムに取り付けられ
た板ばねηを押し上げて接触した時点で静電吸着用の接
地が可能となり、ウェハ6を静電吸着することができる
。また、この実施例では静電吸着後、−度電極5はダウ
ンし、ブツシャ4が離れた所で、このプッシャムが引き
込まれるように退避し、電極5が再度上昇してエツチン
グが開始される。Note that in this embodiment, the arm 8 is used to ground the wafer when it is picked up.
However, a bumper may be provided at the 3'' end to grip and release the wafer end. in this case,
It is preferable that the bushing be constructed so that it can be retracted to a position where it does not interfere with the μ-wave discharge. 4 to 6 show the implementation of the method using bushings. The bushings Z are numbered and attached to a ring group on the buffer chamber 7, and can be set on the wafer 6 by moving in the radial direction, as shown in the plan view of FIG. Therefore, in this embodiment, when the electrode 5 rises and contacts the leaf spring η attached to the bushing as shown in FIG. 6, grounding for electrostatic adsorption becomes possible, and the wafer 6 is electrostatically adsorbed. can do. Further, in this embodiment, after electrostatic adsorption, the negative electrode 5 is lowered, and when the pusher 4 is separated, the pusher is retracted so as to be drawn in, and the electrode 5 is raised again to start etching.
μ波エツチング装置ではRF印加時のアースを設けるの
が一般的であり、このアースは電fM5の周辺にリング
状に設けられる。従って、上記ブザシャ乙の真空内部分
は、このアースの下に退避できるように構成するのが望
ましい。また、RFのアース部材の一部が上記ブツシャ
4となるよう構成しても良い。In a μ-wave etching apparatus, it is common to provide a ground when applying RF, and this ground is provided in a ring shape around the electric field fM5. Therefore, it is desirable that the vacuum interior portion of the buzzer be constructed so that it can be evacuated below this ground. Further, a part of the RF grounding member may be configured to serve as the button 4.
第7図に他の実施例を示す。この実施例ではブッシャコ
が傾斜してバッファ室7に設けられてお1ハ電fi5の
ストロークを伴わな呪てもウェハ6を押しつけて接地す
ることができるので、前明第4図ないし第6図に示す実
施例のように電極5を2回上下させる必要がな畷なり、
スルーブツトを上げることができる。FIG. 7 shows another embodiment. In this embodiment, the bushing is tilted and provided in the buffer chamber 7, so that the wafer 6 can be pressed and grounded even without a stroke of the electric fi5, as shown in FIGS. 4 to 6. There is no need to move the electrode 5 up and down twice as in the embodiment shown in FIG.
Thrubutts can be raised.
以上説明したブツシャを用いて接地を行う場合にはウェ
ハ搬送とは別に動作機構を設けることができるので、装
置の信頼性が向上できるという効果がある。When grounding is performed using the bushing described above, an operating mechanism can be provided separately from the wafer transport mechanism, which has the effect of improving the reliability of the apparatus.
上記ブツシャには空気シリンダを用いるのが一般的であ
るが、低温エツチング装置の場合には低温源の熱を利用
して形状記憶合金を用いるのも可能である。Generally, an air cylinder is used for the bushing, but in the case of a low temperature etching apparatus, it is also possible to use a shape memory alloy by utilizing the heat of a low temperature source.
以上、これら本実施例ではμ波エツチング装置を例に上
げ、エツチング処理および装置について説明したが、本
発明は他の平行平板型エツチング!1ItL?CV D
、 スパプタ等の成膜装置を用いた処理および装置にも
適用できるものである。In the above embodiments, the etching process and apparatus have been explained using a μ-wave etching apparatus as an example. However, the present invention also applies to other parallel plate type etching devices! 1ItL? C.V.D.
, It can also be applied to processing and equipment using film forming equipment such as a sputter.
本発明によれば、単一電極を用いかつプラズマ生成以前
にウェハを吸着させることかで−きるので、ゲート酸化
膜の耐圧劣化がなく、しかもスループットが高く温度制
御性の良いプラズマ処理ができるという効果がある。According to the present invention, since a single electrode can be used and the wafer can be adsorbed before plasma generation, plasma processing with high throughput and good temperature control can be performed without deterioration of the withstand voltage of the gate oxide film. effective.
第1図は本発明の一実施例であるマイクロ波ドライエツ
チング装置を示す構成図、第2図は第1図における電極
の畦細を示す構成図、第3図は本発明の第2の実施例で
あるマイクロ波ドライエツチング装置を示す構成図、第
4図ないし第6図は本発明の第3の実施例を示し、第4
図はマイクロ波エツチング装置の構成図、第5図は第4
図の平面図、第6図はブツシャの詳細図、第7図は本発
明の第4の実施例であるマイクロ波ドライエツチング装
置を示す構成図である。
5・・・・・・電極、14・・・・・・絶縁膜、6・・
・−・・ウェハ、8゜8′・・・・・・アーム、n・・
・・・・ウェハ押上ケヒン、18・・・・・・直流電源
、16・・・・・・高周波Wlj、21.Z3・・・・
・・ブブシオ
図
第
4
図
第
園
オ
図FIG. 1 is a block diagram showing a microwave dry etching apparatus which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the ridges of the electrode in FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. FIGS. 4 to 6 are block diagrams showing a microwave dry etching apparatus as an example, and FIGS.
The figure is a configuration diagram of the microwave etching device, and Figure 5 is the 4th one.
6 is a detailed view of the bushing, and FIG. 7 is a configuration diagram showing a microwave dry etching apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. 5... Electrode, 14... Insulating film, 6...
...Wafer, 8°8'...Arm, n...
...Wafer push-up, 18...DC power supply, 16...High frequency Wlj, 21. Z3...
・・Bubushio map 4th map
Claims (1)
置したウェハの上端部あるいは端部を接地させて静電吸
着し、接地をはずしてプラズマ処理を行い、該プラズマ
処理後に吸着力を解除させることを特徴とするプラズマ
処理方法。 2、プラズマ処理前にウェハ内に正、負の異なるチャー
ジアップを生じないように静電吸着させる請求項1記載
のプラズマ処理方法。 3、前記単一電極にプラズマ処理中にも直流電圧を印加
する請求項1記載のプラズマ処理方法。 4、前記単一電極に高周波電圧を印加し、プラズマ処理
中にはセルフバイアス電圧が前記絶縁膜に加わるように
する請求項1記載のプラズマ処理方法。 5、前記ウェハ下面に冷却ガスを導入する請求項1記載
のプラズマ処理方法。 6、絶縁膜を設けた単一電極と、該電極上にウェハを配
置する搬送手段と、前記電極に直流電圧を印加する直流
電源と、前配電極上に配置されたウェハに接地電位を付
与する手段と、前記電極の周りを真空雰囲気に形成する
真空容器と、該真空容器内にプラズマを発生させるプラ
ズマ発生手段とから構成し、前記接地電位の付与手段は
前記プラズマの発生前に前記ウェハに着脱可能なことを
特徴とするプラズマ処理装置。 7、前記ウェハの接地をウェハ搬送アームで行う請求項
6記載のプラズマ処理装置。 8、前記直流電圧を印加して前記ウェハを吸着保持した
後の吸着力の解除をウェハ押上げピンで行う請求項6記
載のプラズマ処理装置。 9、前記ウェハ押上げピンの電位を前記単一電極の電位
と同じにした請求項8記載のプラズマ処理装置。 10、前記ウェハの接地をウェハ端部を把持、開放する
プッシャを用いて行う請求項6記載のプラズマ処理装置
。[Claims] 1. A wafer is placed on a single electrode provided with an insulating film, the upper end or end of the placed wafer is grounded and electrostatically attracted, and the ground is removed and plasma processing is performed. . A plasma processing method characterized by releasing the adsorption force after the plasma processing. 2. The plasma processing method according to claim 1, wherein the wafer is electrostatically attracted to the wafer so that different positive and negative charge-ups do not occur within the wafer before the plasma processing. 3. The plasma processing method according to claim 1, wherein a DC voltage is applied to the single electrode also during the plasma processing. 4. The plasma processing method according to claim 1, wherein a high frequency voltage is applied to the single electrode so that a self-bias voltage is applied to the insulating film during plasma processing. 5. The plasma processing method according to claim 1, wherein a cooling gas is introduced into the lower surface of the wafer. 6. A single electrode provided with an insulating film, a transport means for placing a wafer on the electrode, a DC power source for applying a DC voltage to the electrode, and a ground potential applied to the wafer placed on the front electrode. a vacuum container for forming a vacuum atmosphere around the electrode, and a plasma generating means for generating plasma in the vacuum container, and the means for applying the ground potential applies the ground potential to the wafer before generating the plasma. A plasma processing device characterized by being detachable. 7. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the wafer is grounded by a wafer transfer arm. 8. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the attraction force is released by a wafer push-up pin after the wafer is attracted and held by applying the DC voltage. 9. The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein the potential of the wafer push-up pin is the same as the potential of the single electrode. 10. The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the wafer is grounded using a pusher that grips and releases an end of the wafer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP460290A JPH03211725A (en) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | Plasma treatment method and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP460290A JPH03211725A (en) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | Plasma treatment method and device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211725A true JPH03211725A (en) | 1991-09-17 |
Family
ID=11588590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP460290A Pending JPH03211725A (en) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | Plasma treatment method and device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03211725A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100325404B1 (en) * | 1993-01-29 | 2002-07-04 | 이데이 노부유끼 | plasma processing apparatus |
-
1990
- 1990-01-16 JP JP460290A patent/JPH03211725A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100325404B1 (en) * | 1993-01-29 | 2002-07-04 | 이데이 노부유끼 | plasma processing apparatus |
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