JPH1027780A - プラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理方法Info
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- JPH1027780A JPH1027780A JP18024796A JP18024796A JPH1027780A JP H1027780 A JPH1027780 A JP H1027780A JP 18024796 A JP18024796 A JP 18024796A JP 18024796 A JP18024796 A JP 18024796A JP H1027780 A JPH1027780 A JP H1027780A
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- Japan
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- wafer
- electrostatic chuck
- voltage
- plasma processing
- frequency discharge
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Prevention Of Fouling (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】静電チャックを用いても静電チャックの直流電
圧起因のパーティクルの付着を防止できるプラズマ処理
方法を提供する。 【解決手段】静電チャックを用いてウェハを吸着させて
プラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、プラズ
マ処理に供する高周波放電を開始した後に、直流電圧を
印可して静電チャックを作動させ、プラズマ処理を行
う。所望のプラズマ処理終了後、静電チャックを作動さ
せる電圧の印可を停止した後にプラズマ処理に供した高
周波放電を停止する。従って、ウェハがウェハステージ
の載置された状態で、高周波放電を行っていない状態で
静電チャックに直流電圧を印可することがないので、直
流電圧起因の高電界がウェハ及び静電チャック近傍に生
じることはない。その結果、ウェハへのパーティクル付
着を防止することができる。
圧起因のパーティクルの付着を防止できるプラズマ処理
方法を提供する。 【解決手段】静電チャックを用いてウェハを吸着させて
プラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、プラズ
マ処理に供する高周波放電を開始した後に、直流電圧を
印可して静電チャックを作動させ、プラズマ処理を行
う。所望のプラズマ処理終了後、静電チャックを作動さ
せる電圧の印可を停止した後にプラズマ処理に供した高
周波放電を停止する。従って、ウェハがウェハステージ
の載置された状態で、高周波放電を行っていない状態で
静電チャックに直流電圧を印可することがないので、直
流電圧起因の高電界がウェハ及び静電チャック近傍に生
じることはない。その結果、ウェハへのパーティクル付
着を防止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ処理方法
に関し、特に、静電チャックを用いてウェハを吸着させ
てプラズマ処理を行う際に、ウェハへのパーティクルの
付着を防止することができるプラズマ処理方法に関す
る。
に関し、特に、静電チャックを用いてウェハを吸着させ
てプラズマ処理を行う際に、ウェハへのパーティクルの
付着を防止することができるプラズマ処理方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴い、半導体集
積回路の微細化が急速に進んでいる。現在では、０．３
５μｍルールの半導体集積回路装置の量産が行われてい
る。また、０．２５μｍルールの半導体集積回路装置の
開発が行われている。さらに、半導体集積回路装置を製
造する際に使用する半導体基板ウェハ（以下、ウェハと
いう。）は、現在φ２００ｍｍ径のものが使用されてい
るが、生産効率を上げるためにφ３００ｍｍ径のものも
検討され始めている。
積回路の微細化が急速に進んでいる。現在では、０．３
５μｍルールの半導体集積回路装置の量産が行われてい
る。また、０．２５μｍルールの半導体集積回路装置の
開発が行われている。さらに、半導体集積回路装置を製
造する際に使用する半導体基板ウェハ（以下、ウェハと
いう。）は、現在φ２００ｍｍ径のものが使用されてい
るが、生産効率を上げるためにφ３００ｍｍ径のものも
検討され始めている。
【０００３】このような状況下でプラズマ処理に対して
求められる条件は種々挙げられるが、特に、ウェハ温度
の制御性とウェハへのパーティクルの付着防止が重要で
ある。ウェハ温度の制御性を高めるためには、ウェハ温
度を均一かつ高精度に再現性よく制御することができる
静電チャックを用いることが有効である。また、パーテ
ィクル付着防止にも静電チャックは有効である。なせな
ら、ウェハの最外周部分をクランプ等で機械的に押され
る方法では、クランプとウェハとの直接的かつ物理的な
接触によりパーティクルが発生するためである。これに
対して、静電チャックではウェハ裏面とウェハステージ
とを静電気力で吸着させるので、ウェハ表面に接触する
ことなくウェハ裏面をウェハステージに吸着させること
ができ、その結果、パーティクルの付着を抑えることが
できる。
求められる条件は種々挙げられるが、特に、ウェハ温度
の制御性とウェハへのパーティクルの付着防止が重要で
ある。ウェハ温度の制御性を高めるためには、ウェハ温
度を均一かつ高精度に再現性よく制御することができる
静電チャックを用いることが有効である。また、パーテ
ィクル付着防止にも静電チャックは有効である。なせな
ら、ウェハの最外周部分をクランプ等で機械的に押され
る方法では、クランプとウェハとの直接的かつ物理的な
接触によりパーティクルが発生するためである。これに
対して、静電チャックではウェハ裏面とウェハステージ
とを静電気力で吸着させるので、ウェハ表面に接触する
ことなくウェハ裏面をウェハステージに吸着させること
ができ、その結果、パーティクルの付着を抑えることが
できる。
【０００４】静電チャックとは、ウェハ裏面と直接接触
するウェハステージの最上層位置に載置する絶縁部材中
に埋設された内部電極に直流電圧を印可させることによ
って、ウェハとこの絶縁部材表面間に発現する静電気力
を利用して、ウェハを吸着固定させる機構を持つもので
ある。静電チャックには何種類かの型式があり、例え
ば、内部電極が１つで印可する電圧の極性が１つの単極
式と、内部電極が２つ以上で印可する電圧の極性が２つ
の双極式とがある。
するウェハステージの最上層位置に載置する絶縁部材中
に埋設された内部電極に直流電圧を印可させることによ
って、ウェハとこの絶縁部材表面間に発現する静電気力
を利用して、ウェハを吸着固定させる機構を持つもので
ある。静電チャックには何種類かの型式があり、例え
ば、内部電極が１つで印可する電圧の極性が１つの単極
式と、内部電極が２つ以上で印可する電圧の極性が２つ
の双極式とがある。
【０００５】単極式の場合は、対向するアースをプラズ
マを介して反応室側壁にとるため、ウェハ上において高
周波放電によるプラズマ励起を開始しないと、吸着力が
生じない。また、高周波放電を終了した後も、ウェハと
絶縁部材表面間に静電気が残留しやすいため、ウェハを
脱離させるためには、内部電極に対してプラズマ処理中
に印可していた電圧の極性とは逆の特性を持つ電圧を印
可したり、除電用の高周波放電を追加するなどの処理が
必要である。
マを介して反応室側壁にとるため、ウェハ上において高
周波放電によるプラズマ励起を開始しないと、吸着力が
生じない。また、高周波放電を終了した後も、ウェハと
絶縁部材表面間に静電気が残留しやすいため、ウェハを
脱離させるためには、内部電極に対してプラズマ処理中
に印可していた電圧の極性とは逆の特性を持つ電圧を印
可したり、除電用の高周波放電を追加するなどの処理が
必要である。
【０００６】一方、双極式の場合は、ウェハステージの
一部をなす絶縁部材中に埋設された２つ以上の内部電極
に対して、互いに隣接しあう内部電極のそれぞれにプラ
スとマイナスの極性を持つ電圧を印可するため、隣接す
る内部電極にはウェハを介して逆方向の電気力線が生
じ、高周波放電によるプラズマ励起を開始しなくてもウ
ェハを吸着させることができる。また、ウェハを脱離さ
せる場合は、プラズマ処理中に印可していた電圧と逆方
向の電圧を印可させればよい。
一部をなす絶縁部材中に埋設された２つ以上の内部電極
に対して、互いに隣接しあう内部電極のそれぞれにプラ
スとマイナスの極性を持つ電圧を印可するため、隣接す
る内部電極にはウェハを介して逆方向の電気力線が生
じ、高周波放電によるプラズマ励起を開始しなくてもウ
ェハを吸着させることができる。また、ウェハを脱離さ
せる場合は、プラズマ処理中に印可していた電圧と逆方
向の電圧を印可させればよい。
【０００７】ところが、静電チャックを用いることによ
り、却ってパーティクルの付着が増加するという新たな
問題が生じる。これは、静電チャックを用いることで、
ウェハ表面が帯電し、パーティクル付着を引き起こすた
めである。これを回避するための技術が、例えば、特開
平４ー３２０３２５号公報及び特開平７ー９４５００号
公報に開示されている。
り、却ってパーティクルの付着が増加するという新たな
問題が生じる。これは、静電チャックを用いることで、
ウェハ表面が帯電し、パーティクル付着を引き起こすた
めである。これを回避するための技術が、例えば、特開
平４ー３２０３２５号公報及び特開平７ー９４５００号
公報に開示されている。
【０００８】特開平４ー３２０３２５号公報には、マグ
ネトロン・スパッタ装置において、静電チャック機構を
持つウェハステージの横に電位制御用導体を設置し、ウ
ェハ上に導電性の薄膜を成膜させることにより、ウェハ
上薄膜と電位制御用導体とを接続し、ウェハ上薄膜の表
面電位を独立に制御することにより、パーティクル付着
の低減を図る技術が開示されている。
ネトロン・スパッタ装置において、静電チャック機構を
持つウェハステージの横に電位制御用導体を設置し、ウ
ェハ上に導電性の薄膜を成膜させることにより、ウェハ
上薄膜と電位制御用導体とを接続し、ウェハ上薄膜の表
面電位を独立に制御することにより、パーティクル付着
の低減を図る技術が開示されている。
【０００９】また、特開平７ー９４５００号公報には、
プラズマＣＶＤ装置において、静電チャックの除電を行
ってウェハを脱離させるために、プラズマ処理中に印可
していた電圧の極性とは逆の極性を持つ電圧の印可を行
う場合に生じるパーティクル付着の問題を回避すること
を目的とし、高周波放電による成膜終了後、静電チャッ
クにプラズマ処理中に印可していた電圧の極性とは逆の
極性を持つ電圧の印可を行ってウェハを脱離させる前
に、反応室内に残存するガスを排気することにより、反
応室内に残存するガスと一緒にガス中に浮遊するパーテ
ィクルをも排気し、パーティクル付着の低減を図る技術
が開示されている。
プラズマＣＶＤ装置において、静電チャックの除電を行
ってウェハを脱離させるために、プラズマ処理中に印可
していた電圧の極性とは逆の極性を持つ電圧の印可を行
う場合に生じるパーティクル付着の問題を回避すること
を目的とし、高周波放電による成膜終了後、静電チャッ
クにプラズマ処理中に印可していた電圧の極性とは逆の
極性を持つ電圧の印可を行ってウェハを脱離させる前
に、反応室内に残存するガスを排気することにより、反
応室内に残存するガスと一緒にガス中に浮遊するパーテ
ィクルをも排気し、パーティクル付着の低減を図る技術
が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】特開平４ー３２０３２
５号公報に開示された技術は、導電性の薄膜を形成する
場合のみに適用される技術であるので、プラズマＣＶＤ
装置で絶縁膜を形成する場合には適用することができな
い。同様に、プラズマエッチング装置で各種薄膜をエッ
チング除去する場合にも適用することができない。
５号公報に開示された技術は、導電性の薄膜を形成する
場合のみに適用される技術であるので、プラズマＣＶＤ
装置で絶縁膜を形成する場合には適用することができな
い。同様に、プラズマエッチング装置で各種薄膜をエッ
チング除去する場合にも適用することができない。
【００１１】特開平７ー９４５００号公報に開示された
技術では、ウェハに多くのパーティクルが付着すること
が本発明者の検討で明らかになった。以下、図面に基づ
いて説明する。
技術では、ウェハに多くのパーティクルが付着すること
が本発明者の検討で明らかになった。以下、図面に基づ
いて説明する。
【００１２】図５は、エッチング前すなわち高周波電力
印可前に、静電チャックに負の直流電圧を印可した時の
反応容器中の電位分布と反応容器内の各部位の静的帯電
状態を模式的に表したものである。図中、１は半導体ウ
ェハ、２は内部電極、３は絶縁部材、４はウェハステー
ジ、９は反応容器、１３は上部電極である。図５に示す
ように、絶縁部材３の表面近傍には誘電分極により正電
荷が、ウェハ１下面には同様に負電荷が誘導されてお
り、ウェハ１下面においては、静電チャックの直流電圧
分Ｅdcの負電位が生じている。
印可前に、静電チャックに負の直流電圧を印可した時の
反応容器中の電位分布と反応容器内の各部位の静的帯電
状態を模式的に表したものである。図中、１は半導体ウ
ェハ、２は内部電極、３は絶縁部材、４はウェハステー
ジ、９は反応容器、１３は上部電極である。図５に示す
ように、絶縁部材３の表面近傍には誘電分極により正電
荷が、ウェハ１下面には同様に負電荷が誘導されてお
り、ウェハ１下面においては、静電チャックの直流電圧
分Ｅdcの負電位が生じている。
【００１３】図６は、エッチング中すなわちプラズマ放
電中の反応容器中の電位分布と反応容器内の各部位の静
的帯電状態を模式的に表したものである。図中、５は高
周波電源であり、１４はプラズマである。図６に示すよ
うに、高周波放電が開始されることにより、プラズマ中
のイオンと電子の移動度の差によりウェハ１直上におい
て負の電位差Ｖdcが生じ、これにより、イオンの運動に
方向性が与えられる。ウェハ１裏面には、│Ｅdc−Ｖdc
│で与えられる電位差（以下、実効電圧という。）が生
じており、この実効電圧がウェハの静電チャックに対す
る吸着力を与える。エッチング後すなわちプラズマ放電
終了後には、再び図５に示す状態に戻る。
電中の反応容器中の電位分布と反応容器内の各部位の静
的帯電状態を模式的に表したものである。図中、５は高
周波電源であり、１４はプラズマである。図６に示すよ
うに、高周波放電が開始されることにより、プラズマ中
のイオンと電子の移動度の差によりウェハ１直上におい
て負の電位差Ｖdcが生じ、これにより、イオンの運動に
方向性が与えられる。ウェハ１裏面には、│Ｅdc−Ｖdc
│で与えられる電位差（以下、実効電圧という。）が生
じており、この実効電圧がウェハの静電チャックに対す
る吸着力を与える。エッチング後すなわちプラズマ放電
終了後には、再び図５に示す状態に戻る。
【００１４】図７は、エッチングの開始前からエッチン
グ終了後までのＶdc、Ｅdc、実効電圧、ウェハ表面電
位、高周波放電の出力について、過渡的状態を含めて、
時間変化を示したタイムチャートである。従来の技術で
は、高周波放電開始前に静電チャックに直流電圧Ｅdcを
印可し、高周波放電終了後に直流電圧Ｅdcを切ってい
た。これを図７に基づいて段階的に説明する。
グ終了後までのＶdc、Ｅdc、実効電圧、ウェハ表面電
位、高周波放電の出力について、過渡的状態を含めて、
時間変化を示したタイムチャートである。従来の技術で
は、高周波放電開始前に静電チャックに直流電圧Ｅdcを
印可し、高周波放電終了後に直流電圧Ｅdcを切ってい
た。これを図７に基づいて段階的に説明する。
【００１５】まず、高周波放電開始前で直流電圧Ｅdcの
み印可させると、ウェハ表面電位はＥdc相当になる。Ｅ
dcはプラズマ処理の方式などでも異なるが、一般に、数
百ボルト〜千ボルト程度である。反応性ガスを反応室に
供給すると、直流電圧Ｅdcそのものによって反応性ガス
や反応容器内の反応生成物がイオン化し、ウェハ上にパ
ーティクルとして付着するという問題がある。
み印可させると、ウェハ表面電位はＥdc相当になる。Ｅ
dcはプラズマ処理の方式などでも異なるが、一般に、数
百ボルト〜千ボルト程度である。反応性ガスを反応室に
供給すると、直流電圧Ｅdcそのものによって反応性ガス
や反応容器内の反応生成物がイオン化し、ウェハ上にパ
ーティクルとして付着するという問題がある。
【００１６】次に、高周波放電開始直後においては、ウ
ェハ表面電位は、Ｖdc相当になる。Ｖdcはプラズマ処理
の方式などでも大きく異なるが、プラズマエッチングの
場合は数十ボルト〜数百ボルト程度相当になる。プラズ
マが生じている状態では、帯電したパーティクルの数に
比べ、プラズマ放電によって生じた反応性ガスのイオン
の数の方が圧倒的に多い。従って、ウェハ表面の電位Ｖ
dcによってウェハに引き寄せられる帯電粒子の内、帯電
したパーティクルの割合は非常に少なくなる。従って、
ウェハに付着するパーティクルの数は低減する。
ェハ表面電位は、Ｖdc相当になる。Ｖdcはプラズマ処理
の方式などでも大きく異なるが、プラズマエッチングの
場合は数十ボルト〜数百ボルト程度相当になる。プラズ
マが生じている状態では、帯電したパーティクルの数に
比べ、プラズマ放電によって生じた反応性ガスのイオン
の数の方が圧倒的に多い。従って、ウェハ表面の電位Ｖ
dcによってウェハに引き寄せられる帯電粒子の内、帯電
したパーティクルの割合は非常に少なくなる。従って、
ウェハに付着するパーティクルの数は低減する。
【００１７】さらに、高周波放電終了直前においては、
プラズマ放電によって生じた反応生成物が大量にウェハ
上に浮遊している。直流電圧Ｅdcを切る前に高周波放電
を終了させると、ウェハ表面電位は再びＥdc相当にな
り、直流電圧Ｅdcによる電界によって、ウェハ上に浮遊
している反応生成物がイオン化し、ウェハ上に大量のパ
ーティクルとして付着するという問題がある。
プラズマ放電によって生じた反応生成物が大量にウェハ
上に浮遊している。直流電圧Ｅdcを切る前に高周波放電
を終了させると、ウェハ表面電位は再びＥdc相当にな
り、直流電圧Ｅdcによる電界によって、ウェハ上に浮遊
している反応生成物がイオン化し、ウェハ上に大量のパ
ーティクルとして付着するという問題がある。
【００１８】以上説明したように、高周波放電開始前に
静電チャックに直流電圧Ｅdcを印可し、高周波放電終了
後に直流電圧Ｅdcを切る従来の方法では、直流電圧Ｅdc
が高電界を形成し、これにより静電チャック近傍のパー
ティクルのイオン化とパーティクルの吸い寄せ現象が起
きるため、ウェハ上に大量のパーティクルが付着すると
いう問題がある。
静電チャックに直流電圧Ｅdcを印可し、高周波放電終了
後に直流電圧Ｅdcを切る従来の方法では、直流電圧Ｅdc
が高電界を形成し、これにより静電チャック近傍のパー
ティクルのイオン化とパーティクルの吸い寄せ現象が起
きるため、ウェハ上に大量のパーティクルが付着すると
いう問題がある。
【００１９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、静電チャックを用いても静電チャック
の直流電圧起因のパーティクルの付着を防止できるプラ
ズマ処理方法を提供することを目的とする。
れたものであり、静電チャックを用いても静電チャック
の直流電圧起因のパーティクルの付着を防止できるプラ
ズマ処理方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために種々の検討を行った結果、高周波放電開
始後に静電チャックに直流電圧を印可し、プラズマ処理
を行い、高周波放電終了前において直流電圧の印可を停
止することにより、パーティクル付着を効果的に低減で
きることを見出し、本発明を提案するに至った。
達成するために種々の検討を行った結果、高周波放電開
始後に静電チャックに直流電圧を印可し、プラズマ処理
を行い、高周波放電終了前において直流電圧の印可を停
止することにより、パーティクル付着を効果的に低減で
きることを見出し、本発明を提案するに至った。
【００２１】すなわち、本発明のプラズマ処理方法は、
静電チャックを用いてウェハを吸着させてプラズマ処理
を行うプラズマ処理方法において、プラズマ処理に供す
る高周波放電を開始した後に、直流電圧を印可して静電
チャックを作動させ、プラズマ処理を行う。所望のプラ
ズマ処理終了後、静電チャックを作動させる電圧の印可
を停止した後にプラズマ処理に供した高周波放電を停止
する、ことを特徴とするものである。
静電チャックを用いてウェハを吸着させてプラズマ処理
を行うプラズマ処理方法において、プラズマ処理に供す
る高周波放電を開始した後に、直流電圧を印可して静電
チャックを作動させ、プラズマ処理を行う。所望のプラ
ズマ処理終了後、静電チャックを作動させる電圧の印可
を停止した後にプラズマ処理に供した高周波放電を停止
する、ことを特徴とするものである。
【００２２】本発明によれば、ウェハがウェハステージ
の載置された状態で、高周波放電を行っていない状態で
静電チャックに直流電圧を印可することがないので、直
流電圧起因の高電界がウェハ及び静電チャック近傍に生
じることはない。その結果、ウェハへのパーティクル付
着を防止することができる。
の載置された状態で、高周波放電を行っていない状態で
静電チャックに直流電圧を印可することがないので、直
流電圧起因の高電界がウェハ及び静電チャック近傍に生
じることはない。その結果、ウェハへのパーティクル付
着を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のプラズマ
処理方法を適用するプラズマエッチング装置を示す概略
図である。ここでは、プラズマ処理装置として平行平板
型の反応性プラズマエッチング装置を例に用いている。
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のプラズマ
処理方法を適用するプラズマエッチング装置を示す概略
図である。ここでは、プラズマ処理装置として平行平板
型の反応性プラズマエッチング装置を例に用いている。
【００２４】図１に示すように、ウェハ１は、ウェハス
テージ４の最上層位置に載置する絶縁部材３上に静電吸
着される。ウェハステージ４は図示しない温度調節機構
を有し、絶縁部材３の温度制御を行うことができる。絶
縁部材３とウェハ１との間には、熱伝導性を高めるた
め、図示しないガス供給管からヘリウムガスが供給され
る。従って、静電チャックによる吸着力は、絶縁部材３
とウェハ１との間のヘリウムガスの気圧よりも大きくす
る必要がある。
テージ４の最上層位置に載置する絶縁部材３上に静電吸
着される。ウェハステージ４は図示しない温度調節機構
を有し、絶縁部材３の温度制御を行うことができる。絶
縁部材３とウェハ１との間には、熱伝導性を高めるた
め、図示しないガス供給管からヘリウムガスが供給され
る。従って、静電チャックによる吸着力は、絶縁部材３
とウェハ１との間のヘリウムガスの気圧よりも大きくす
る必要がある。
【００２５】絶縁部材３中には内部電極が埋設されてい
る。内部電極２は高周波遮断フィルタ６を介して直流電
源７に接続される。直流電源７は、±１５００ボルト内
の正・負それぞれの極性の直流電圧を、任意に可変して
印可させることができる。また、出力電圧値の調整や出
力電圧極性、電源のＯＮ／ＯＦＦのタイミングは図示し
ない外部のコントローラによって精密に制御することが
できる。
る。内部電極２は高周波遮断フィルタ６を介して直流電
源７に接続される。直流電源７は、±１５００ボルト内
の正・負それぞれの極性の直流電圧を、任意に可変して
印可させることができる。また、出力電圧値の調整や出
力電圧極性、電源のＯＮ／ＯＦＦのタイミングは図示し
ない外部のコントローラによって精密に制御することが
できる。
【００２６】ウェハ１を保持するウェハステージ４には
接地された高周波電源５が接続されている。高周波電源
５の発振周波数は１３．５６ＭＨｚである。ウェハステ
ージ４は下部電極として機能し、対向する上部電極１３
は接地されており反応容器９内に設置される。上部電極
１３も図示しない温度調整機構を有している。反応性ガ
スは図示しないガスボンベからガス導入管８を通って上
部電極１３下面から反応室内に供給される。
接地された高周波電源５が接続されている。高周波電源
５の発振周波数は１３．５６ＭＨｚである。ウェハステ
ージ４は下部電極として機能し、対向する上部電極１３
は接地されており反応容器９内に設置される。上部電極
１３も図示しない温度調整機構を有している。反応性ガ
スは図示しないガスボンベからガス導入管８を通って上
部電極１３下面から反応室内に供給される。
【００２７】また、反応容器９には、ガス排気管１０と
圧力コントロール弁１１を介して真空ポンプ１２が接続
されている。反応容器９内に所望の反応性ガスを供給
し、所望の圧力に調整した後、高周波電源５からウェハ
ステージ４に高周波電力を与えることにより、ウェハス
テージ４と上部電極１３間にプラズマ１４が励起され
る。
圧力コントロール弁１１を介して真空ポンプ１２が接続
されている。反応容器９内に所望の反応性ガスを供給
し、所望の圧力に調整した後、高周波電源５からウェハ
ステージ４に高周波電力を与えることにより、ウェハス
テージ４と上部電極１３間にプラズマ１４が励起され
る。
【００２８】次に、本発明のプラズマ処理方法を実施す
る場合の詳細な条件について説明する。まず、ウェハの
直径は、２００ｍｍのシリコン基板を用いた。エッチン
グする膜は化学的気相成長法で成膜したタングステン膜
である。その他エッチングを行う場合のプラズマエッチ
ング装置の設定条件は以下の通りである。
る場合の詳細な条件について説明する。まず、ウェハの
直径は、２００ｍｍのシリコン基板を用いた。エッチン
グする膜は化学的気相成長法で成膜したタングステン膜
である。その他エッチングを行う場合のプラズマエッチ
ング装置の設定条件は以下の通りである。
【００２９】 この条件で、図１に示すプラズマエッチング装置で高周
波放電を行った場合、ウェハ表面に生じる負の電位差Ｖ
dcは、約ー５０ボルトであった。ウェハを載置させる静
電チャックは単極式で、絶縁部材にはセラミックスを用
いている。絶縁部材の内部電極には、約ー５００ボルト
の直流電圧Ｅdvを印可した。直流電圧Ｅdcの設定条件と
しては、 （１）│Ｅdc−Ｖdc│によって発現する吸着力が、ウェ
ハと絶縁部材間のヘリウムガス圧力よりも大きいこと。 （２）万一、高周波放電が何らかの条件で停止すること
により、Ｖdc＝０になったとしても、│Ｅdc│のみによ
って発現する吸着力が、ウェハと絶縁部材間のヘリウム
ガス圧力よりも大きいこと。
波放電を行った場合、ウェハ表面に生じる負の電位差Ｖ
dcは、約ー５０ボルトであった。ウェハを載置させる静
電チャックは単極式で、絶縁部材にはセラミックスを用
いている。絶縁部材の内部電極には、約ー５００ボルト
の直流電圧Ｅdvを印可した。直流電圧Ｅdcの設定条件と
しては、 （１）│Ｅdc−Ｖdc│によって発現する吸着力が、ウェ
ハと絶縁部材間のヘリウムガス圧力よりも大きいこと。 （２）万一、高周波放電が何らかの条件で停止すること
により、Ｖdc＝０になったとしても、│Ｅdc│のみによ
って発現する吸着力が、ウェハと絶縁部材間のヘリウム
ガス圧力よりも大きいこと。
【００３０】が挙げられる。本実施の形態においては、
Ｖdc＝ー５０（ボルト）であり、ウェハの吸着には、約
３００ボルト以上の電位差が必要であることから、余裕
をみて直流電圧Ｅdcは、ー５００ボルトに設定した。
Ｖdc＝ー５０（ボルト）であり、ウェハの吸着には、約
３００ボルト以上の電位差が必要であることから、余裕
をみて直流電圧Ｅdcは、ー５００ボルトに設定した。
【００３１】図２は、本発明のプラズマ処理方法の一例
として、プラズマ処理を行う高周波放電の出力変化、静
電チャックに印可する直流電圧の絶対値の変化を表した
タイムチャートである。図２に示すように、本発明のプ
ラズマ処理方法は、プラズマ処理に供する高周波放電を
開始した後に、直流電圧を印可して静電チャックを作動
させ、プラズマ処理を行う。所望のプラズマ処理終了
後、静電チャックを作動させる電圧の印可を停止した後
にプラズマ処理に供した高周波放電を停止する。
として、プラズマ処理を行う高周波放電の出力変化、静
電チャックに印可する直流電圧の絶対値の変化を表した
タイムチャートである。図２に示すように、本発明のプ
ラズマ処理方法は、プラズマ処理に供する高周波放電を
開始した後に、直流電圧を印可して静電チャックを作動
させ、プラズマ処理を行う。所望のプラズマ処理終了
後、静電チャックを作動させる電圧の印可を停止した後
にプラズマ処理に供した高周波放電を停止する。
【００３２】本発明によれば、ウェハ１がウェハステー
ジ４の載置された状態で、高周波放電を行っていない状
態で静電チャックに直流電圧を印可することがないの
で、直流電圧起因の高電界がウェハ及び静電チャック近
傍に生じることはない。その結果、ウェハ１へのパーテ
ィクル付着を防止することができる。
ジ４の載置された状態で、高周波放電を行っていない状
態で静電チャックに直流電圧を印可することがないの
で、直流電圧起因の高電界がウェハ及び静電チャック近
傍に生じることはない。その結果、ウェハ１へのパーテ
ィクル付着を防止することができる。
【００３３】次に、直流電圧ＥdcのＯＮ／ＯＦＦのタイ
ミングと高周波放電ＲＦのＯＮ／ＯＦＦのタイミングを
実験的に変えて、上記プラズマエッチングを行った際
に、ウェハに付着したパーティクルの量を測定し、比較
を行った結果について説明する。
ミングと高周波放電ＲＦのＯＮ／ＯＦＦのタイミングを
実験的に変えて、上記プラズマエッチングを行った際
に、ウェハに付着したパーティクルの量を測定し、比較
を行った結果について説明する。
【００３４】パーティクルの測定は、φ２００ｍｍ径の
鏡面仕上げのシリコンウェハを上記プラズマエッチング
装置で処理して、直径０．２０μｍ以上のパーティクル
をレーザを利用したパーティクル測定機を用いて測定
し、処理による増加数を計算することで行った。
鏡面仕上げのシリコンウェハを上記プラズマエッチング
装置で処理して、直径０．２０μｍ以上のパーティクル
をレーザを利用したパーティクル測定機を用いて測定
し、処理による増加数を計算することで行った。
【００３５】図３は、パーティクル付着量を比較評価し
たときの実験水準表である。水準１は、従来技術であ
り、まず、ＥdcをＯＮにして３秒後に高周波放電をＯＮ
にし、プラズマ処理を行い、高周波放電をＯＦＦにして
３秒後にＥdcをＯＦＦにする水準である。水準２は、Ｅ
dcと高周波放電を同時にＯＮにし、プラズマ処理を行
い、高周波放電とＥdcを同時にＯＦＦにする水準であ
る。水準３は、Ｅdcと高周波放電を同時にＯＮにし、プ
ラズマ処理を行い、ＥdcをＯＦＦにして３秒後に高周波
放電をＯＦＦにする水準である。水準４は、本発明のプ
ラズマ処理方法であり、まず、高周波放電をＯＮにして
３秒後にＥdcをＯＮにし、プラズマ処理を行い、Ｅdcを
ＯＦＦにして３秒後に高周波放電をＯＦＦにする水準で
ある。
たときの実験水準表である。水準１は、従来技術であ
り、まず、ＥdcをＯＮにして３秒後に高周波放電をＯＮ
にし、プラズマ処理を行い、高周波放電をＯＦＦにして
３秒後にＥdcをＯＦＦにする水準である。水準２は、Ｅ
dcと高周波放電を同時にＯＮにし、プラズマ処理を行
い、高周波放電とＥdcを同時にＯＦＦにする水準であ
る。水準３は、Ｅdcと高周波放電を同時にＯＮにし、プ
ラズマ処理を行い、ＥdcをＯＦＦにして３秒後に高周波
放電をＯＦＦにする水準である。水準４は、本発明のプ
ラズマ処理方法であり、まず、高周波放電をＯＮにして
３秒後にＥdcをＯＮにし、プラズマ処理を行い、Ｅdcを
ＯＦＦにして３秒後に高周波放電をＯＦＦにする水準で
ある。
【００３６】なお、本実験において水準間で、ウェハを
吸着する時間が異なることによる不都合、例えば、ウェ
ハ温度の差によるレジストの変形やエッチング形状の異
常等は観察されなかった。
吸着する時間が異なることによる不都合、例えば、ウェ
ハ温度の差によるレジストの変形やエッチング形状の異
常等は観察されなかった。
【００３７】図４は、図３に示した水準別のパーティク
ル増加数測定結果を示すグラフである。図４からわかる
ように、水準１では１枚のウェハに約２４０個もの大量
のパーティクルが付着した。一方、本発明のプラズマ処
理方法である水準４では、パーティクルの付着が１枚の
ウェハに約１５個と非常に少なくなっていることがわか
る。
ル増加数測定結果を示すグラフである。図４からわかる
ように、水準１では１枚のウェハに約２４０個もの大量
のパーティクルが付着した。一方、本発明のプラズマ処
理方法である水準４では、パーティクルの付着が１枚の
ウェハに約１５個と非常に少なくなっていることがわか
る。
【００３８】以上説明したように、本発明のプラズマ処
理方法を用いることにより、静電チャックを用いても、
ウェハへのパーティクル付着の少ないプラズマ処理を実
現することができる。
理方法を用いることにより、静電チャックを用いても、
ウェハへのパーティクル付着の少ないプラズマ処理を実
現することができる。
【００３９】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。
【００４０】例えば、上記の説明では、単極式の静電チ
ャックを用いた場合について説明したが、必ずしもこれ
に限ることはなく、双極式の静電チャックを用いる場合
についても同様の効果が得られることは言うまでもな
い。
ャックを用いた場合について説明したが、必ずしもこれ
に限ることはなく、双極式の静電チャックを用いる場合
についても同様の効果が得られることは言うまでもな
い。
【００４１】また、プラズマ処理を行うための高周波放
電についても、平行平板型のプラズマエッチング装置に
ついて説明したが、必ずしもこれに限るわけではなく、
誘導結合型のプラズマ源を利用したプラズマエッチング
装置、又は、エッチングに限らず、ＣＶＤ（化学的気相
成長法）装置やスパッタ装置についても同様の効果が得
られることは言うまでもない。
電についても、平行平板型のプラズマエッチング装置に
ついて説明したが、必ずしもこれに限るわけではなく、
誘導結合型のプラズマ源を利用したプラズマエッチング
装置、又は、エッチングに限らず、ＣＶＤ（化学的気相
成長法）装置やスパッタ装置についても同様の効果が得
られることは言うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、ウェハがウェハステー
ジの載置された状態で、高周波放電を行っていない状態
で静電チャックに直流電圧を印可することがないので、
直流電圧起因の高電界がウェハ及び静電チャック近傍に
生じることはない。その結果、ウェハへのパーティクル
付着を防止することができる。
ジの載置された状態で、高周波放電を行っていない状態
で静電チャックに直流電圧を印可することがないので、
直流電圧起因の高電界がウェハ及び静電チャック近傍に
生じることはない。その結果、ウェハへのパーティクル
付着を防止することができる。
【図１】本発明のプラズマ処理方法を適用するプラズマ
エッチング装置を示す概略図である。
エッチング装置を示す概略図である。
【図２】本発明のプラズマ処理方法の一例として、プラ
ズマ処理を行う高周波放電の出力変化、静電チャックに
印可する直流電圧の絶対値の変化を表したタイムチャー
トである。
ズマ処理を行う高周波放電の出力変化、静電チャックに
印可する直流電圧の絶対値の変化を表したタイムチャー
トである。
【図３】直流電圧ＥdcのＯＮ／ＯＦＦのタイミングと高
周波放電ＲＦのＯＮ／ＯＦＦのタイミングを実験的に変
えて、プラズマエッチングを行った際に、ウェハに付着
したパーティクルの量を比較評価したときの実験水準表
である。
周波放電ＲＦのＯＮ／ＯＦＦのタイミングを実験的に変
えて、プラズマエッチングを行った際に、ウェハに付着
したパーティクルの量を比較評価したときの実験水準表
である。
【図４】図３に示した水準別のパーティクル増加数測定
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
【図５】エッチング前すなわち高周波電力印可前に、静
電チャックに負の直流電圧を印可した時の反応容器中の
電位分布と反応容器内の各部位の静的帯電状態を模式的
に表した図である。
電チャックに負の直流電圧を印可した時の反応容器中の
電位分布と反応容器内の各部位の静的帯電状態を模式的
に表した図である。
【図６】エッチング中すなわちプラズマ放電中の反応容
器中の電位分布と反応容器内の各部位の静的帯電状態を
模式的に表した図である。
器中の電位分布と反応容器内の各部位の静的帯電状態を
模式的に表した図である。
【図７】エッチングの開始前からエッチング終了後まで
のＶdc、Ｅdc、実効電圧、ウェハ表面電位、高周波放電
の出力について、過渡的状態を含めて、時間変化を示し
たタイムチャートである。
のＶdc、Ｅdc、実効電圧、ウェハ表面電位、高周波放電
の出力について、過渡的状態を含めて、時間変化を示し
たタイムチャートである。
１：半導体ウェハ ２：内部電極 ３：絶縁部材 ４：ウェハステージ ５：高周波電源 ６：高周波遮断フィルタ ７：直流電源 ８：ガス導入管 ９：反応容器 １０：ガス排気管 １１：圧力コントロール弁 １２：真空ポンプ １３：上部電極 １４：プラズマ
Claims (3)
- 【請求項１】静電チャックを用いてウェハを吸着させて
プラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、プラズ
マ処理に供する高周波放電を開始した後に静電チャック
を作動させる電圧を印可することを特徴とするプラズマ
処理方法。 - 【請求項２】静電チャックを用いてウェハを吸着させて
プラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、所望の
プラズマ処理終了後、静電チャックを作動させる電圧の
印可を停止した後にプラズマ処理に供した高周波放電を
停止することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項３】静電チャックを用いてウェハを吸着させて
プラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、プラズ
マ処理に供する高周波放電を開始した後に静電チャック
を作動させる電圧を印可し、かつ、所望のプラズマ処理
終了後、静電チャックを作動させる電圧の印可を停止し
た後にプラズマ処理に供した高周波放電を停止すること
を特徴とするプラズマ処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18024796A JPH1027780A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | プラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18024796A JPH1027780A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | プラズマ処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1027780A true JPH1027780A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16079943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18024796A Pending JPH1027780A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | プラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1027780A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999053520A1 (en) * | 1998-04-10 | 1999-10-21 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for igniting a plasma in a plasma processing chamber |
| US6333246B1 (en) | 1999-06-30 | 2001-12-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device manufacturing method using electrostatic chuck and semiconductor device manufacturing system |
| WO2004021427A1 (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Tokyo Electron Limited | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| JP2005116821A (ja) * | 2003-10-08 | 2005-04-28 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及びプラズマ生成方法 |
| JP2006286812A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JP2007208302A (ja) * | 2007-05-15 | 2007-08-16 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| US7541283B2 (en) | 2002-08-30 | 2009-06-02 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method and plasma processing apparatus |
| DE102004038347B4 (de) * | 2003-08-12 | 2012-11-29 | Disco Corp. | Plasmaätzverfahren und Plasmaätzvorrichtung |
| US8608422B2 (en) | 2003-10-08 | 2013-12-17 | Tokyo Electron Limited | Particle sticking prevention apparatus and plasma processing apparatus |
| JP2019186334A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
-
1996
- 1996-07-10 JP JP18024796A patent/JPH1027780A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999053520A1 (en) * | 1998-04-10 | 1999-10-21 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for igniting a plasma in a plasma processing chamber |
| US6033482A (en) * | 1998-04-10 | 2000-03-07 | Applied Materials, Inc. | Method for igniting a plasma in a plasma processing chamber |
| US6246567B1 (en) | 1998-04-10 | 2001-06-12 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for igniting a plasma in a plasma processing chamber |
| US6333246B1 (en) | 1999-06-30 | 2001-12-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device manufacturing method using electrostatic chuck and semiconductor device manufacturing system |
| CN100414672C (zh) * | 2002-08-30 | 2008-08-27 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理方法及等离子体处理装置 |
| WO2004021427A1 (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Tokyo Electron Limited | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| US7541283B2 (en) | 2002-08-30 | 2009-06-02 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method and plasma processing apparatus |
| US7799238B2 (en) | 2002-08-30 | 2010-09-21 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method and plasma processing apparatus |
| US8287750B2 (en) | 2002-08-30 | 2012-10-16 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method and plasma processing apparatus |
| DE102004038347B4 (de) * | 2003-08-12 | 2012-11-29 | Disco Corp. | Plasmaätzverfahren und Plasmaätzvorrichtung |
| JP2005116821A (ja) * | 2003-10-08 | 2005-04-28 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及びプラズマ生成方法 |
| US8608422B2 (en) | 2003-10-08 | 2013-12-17 | Tokyo Electron Limited | Particle sticking prevention apparatus and plasma processing apparatus |
| JP2006286812A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| EP1708241B1 (en) * | 2005-03-31 | 2016-08-10 | Tokyo Electron Limited | Capacitively coupled plasma processing apparatus and method |
| JP2007208302A (ja) * | 2007-05-15 | 2007-08-16 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| JP4642809B2 (ja) * | 2007-05-15 | 2011-03-02 | 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 |
| JP2019186334A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990622 |