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KR101204175B1 - 구성부품의 세정 방법 및 기억 매체 - Google Patents

구성부품의 세정 방법 및 기억 매체 Download PDF

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KR101204175B1
KR101204175B1 KR1020090126241A KR20090126241A KR101204175B1 KR 101204175 B1 KR101204175 B1 KR 101204175B1 KR 1020090126241 A KR1020090126241 A KR 1020090126241A KR 20090126241 A KR20090126241 A KR 20090126241A KR 101204175 B1 KR101204175 B1 KR 101204175B1
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KR
South Korea
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plasma
component
foreign material
processing chamber
foreign
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KR1020090126241A
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Inventor
츠요시 모리야
아키타카 시미즈
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 발명은 이물이 다른 구성부품에 부착하는 것을 방지하면서 용이하게 구성부품을 세정할 수 있는 구성부품의 세정 방법을 제공한다. 웨이퍼 건조 세정 장치(10)는, 처리실(11)과, 그 처리실(11)내의 하측에 배치되어 웨이퍼(W)를 탑재하는 탑재대(12)와, 처리실(11)내에서 탑재대(12)에 대향 배치되고 파티클이 부착되는 포집판(13)과, 유도 결합 플라즈마 생성 장치인 플라즈마 생성 장치(14)를 구비하고, 먼저 처리실(11)내로 더미 웨이퍼(20)를 반입하고, 그 더미 웨이퍼(20)의 표면에 정전위를 발생시켜, 더미 웨이퍼(20)보다 포집판(13)의 근방에서의 표면파 플라즈마의 생성 및 표면파 플라즈마 생성의 중지를 교대로 반복하며, 그 후 처리실(11)내로부터 더미 웨이퍼(20)를 반출한다.

Description

구성부품의 세정 방법 및 기억 매체{COMPONENT CLEANING METHOD AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은 구성부품의 세정 방법 및 기억 매체에 관한 것으로, 특히 기판 처리 장치의 구성부품에 부착된 파티클을 플라즈마에 의해 제거하는 구성부품의 세정 방법에 관한 것이다．
반도체 디바이스용의 웨이퍼를 드라이 에칭 처리 후 등에 세정하는 방법으로서, 예를 들면, 세정 대상인 웨이퍼를 용액 또는 용제 중에 침지하거나, 용제 또는 용액을 분무해서 이물, 예를 들면, 파티클을 제거하고, 그 후, 필요에 따라서 순수(純水)로 린스 세정하는 습식의 기판 세정 방법이 이용되고 있다.
습식의 기판 세정 방법에 있어서는, 세정 후에, 기판 표면에 용제 또는 용액 등이 잔류하면, 워터마크, 표면산화 등의 발생의 원인이 되기 때문에, 예를 들면, 일괄식(batch) 침지공정 또는 분무 세정 공정 후에 스핀 건조 공정을 마련하고, 잔류하는 용액, 순수 등을 건조시켜 제거하고 있다 (예를 들면, 특허문헌 1 참조).
그런데, 스핀 건조 공정에 있어서, 용액, 순수 등을 휘발시킬 때에, 기액 계 면 장력이 웨이퍼 표면에 형성된 볼록 형상의 패턴에 작용하여 패턴 무너짐이 발생한다. 또한, 웨이퍼가, 이른바, Low-K 막을 가질 경우에는, Low-K 막의 다공성 부분에 용액, 순수 등이 침지하기 쉽고, 일단 침지된 액체는 완전히 제거할 수 없다.
그래서, 본 출원인에 의해, 챔버와, 챔버 내에 배치되어 웨이퍼를 탑재 또한 가열 가능한 탑재대와, 챔버내에서 탑재대에 대향 배치된 포집판을 구비하는 세정 장치에 있어서, 챔버 내를 감압하고, 웨이퍼를 가열해서 열응력에 의해 파티클을 웨이퍼로부터 박리시키고, 웨이퍼와 포집판간에 온도구배를 발생시켜 열영동력에 의해 파티클을 포집판으로 이동시키는 웨이퍼의 건조 세정 방법이 제안되어 있다 (예를 들면, 특허문헌 2 참조).
[특허문헌1] 일본 특허 공개 제2008-41873호 공보
[특허문헌2] 일본 특허 출원 제2008-276027호 명세서
그러나, 상술한 웨이퍼의 건조 세정 방법을 반복하면 포집판에 부착되는 파티클이 증가하기 때문에, 파티클이 포집판으로부터 낙하해서 웨이퍼에 부착되는 ２차 오염이 발생할 우려가 있다. 따라서, 포집판을 정기적으로 세정해서 부착된 파티클을 제거할 필요가 있지만, 세정을 위해 포집판을 세정 장치로부터 취출할 경우에는 막대한 수고를 요한다. 또한, 챔버내에 있어서 포집판을 세정할 경우에는 포집판으로부터 제거된 파티클이 챔버내에서 자유롭게 비산하여 챔버내의 다른 구성부품에 부착되는 ２차오염이 발생하는 우려가 있다.
본 발명의 목적은, 이물의 다른 구성부품으로의 부착을 방지하면서 용이하게 구성부품을 세정할 수 있는 구성부품의 세정 방법 및 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1 기재의 구성부품의 세정 방법은, 처리실과, 적어도 일부가 상기 처리실내에 면하는 이물이 부착된 구성부품을 구비하고, 상기 처리실내에 대하여 이물 흡착 부재를 반출입 가능한 기판 처리 장치에 있어서의 구성부품의 세정 방법으로서, 상기 처리실내로 상기 이물 흡착 부재를 반입하는 반입 단계와, 상기 이물 흡착 부재보다도 상기 구성부품의 근방에서 플라즈마를 발생시키는 생성 단계와, 상기 플라즈마를 소멸시키는 소멸 단계와, 상기 처 리실내로부터 상기 이물 흡착 부재를 반출하는 반출 단계를 가지며, 상기 생성 단계 및 상기 소멸 단계를 교대로 반복하고, 상기 이물 흡착 부재를 적어도 상기 소멸 단계에 있어서 정전위로 하는 것을 특징으로 한다.
청구항 2 기재의 구성부품의 세정 방법은, 청구항 1 기재의 구성부품의 세정 방법에 있어서, 상기 생성 단계에서는 상기 플라즈마를 제 １ 소정 시간에 걸쳐서 생성하고, 상기 소멸 단계에서는 상기 플라즈마를 제 ２ 소정 시간에 걸쳐서 소멸시키며, 상기 제 １ 소정 시간은 플라즈마의 스퍼터링에 의해 상기 구성부품으로부터 적어도 일부의 상기 이물이 박리되기 위해 충분한 시간이며, 상기 제 ２ 소정 시간은 적어도 일부의 상기 박리된 이물이 상기 이물 흡착 부재의 정전위에 의해 끌어당겨져 해당 이물 흡착 부재에 도달하기 위해 충분한 시간인 것을 특징으로 한다.
청구항 3 기재의 구성부품의 세정 방법은, 청구항 1 또는 2 기재의 구성부품의 세정 방법에 있어서, 상기 생성 단계 및 상기 소멸 단계의 반복을 펄스파적으로 실행하고, 상기 펄스파의 주파수는 10Hz～100Hz인 것을 특징으로 한다.
청구항 4 기재의 구성부품의 세정 방법은, 청구항 1 또는 2 기재의 구성부품의 세정 방법에 있어서, 상기 생성 단계 및 상기 소멸 단계의 반복을 사인파적으로 실행하는 것을 특징으로 한다.
청구항 5 기재의 구성부품의 세정 방법은, 청구항 1 또는 2 기재의 구성부품의 세정 방법에 있어서, 상기 생성 단계에 있어서, 표면파 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 장치에 의해 상기 플라즈마를 상기 처리실내에 충전하는 것을 특징으 로 한다.
청구항 6 기재의 구성부품의 세정 방법은, 청구항 1 또는 2 기재의 구성부품의 세정 방법에 있어서, 상기 소멸 단계에 있어서, 상기 구성부품을 부전위로 하는 것을 특징으로 한다.
청구항 7 기재의 구성부품의 세정 방법은, 청구항 1 또는 2 기재의 구성부품의 세정 방법에 있어서, 상기 생성 단계에 있어서, 상기 구성부품에 바이어스 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.
청구항 8 기재의 구성부품의 세정 방법은, 청구항 1 또는 2 기재의 구성부품의 세정 방법에 있어서, 상기 생성 단계에 있어서, 상기 구성부품에 열, 충격 및 진동 중 적어도 하나를 부여하는 것을 특징으로 한다.
청구항 9 기재의 구성부품의 세정 방법은, 청구항 1 또는 2 기재의 구성부품의 세정 방법에 있어서, 상기 이물 흡착 부재는 상기 이물을 얽어서 잡는 이물 포착부를 가지는 것을 특징으로 한다.
청구항 10기재의 구성부품의 세정 방법은, 청구항 1 또는 2 기재의 구성부품의 세정 방법에 있어서, 상기 기판 처리 장치는 기판 건조 세정 장치이고, 상기 구성부품은 이물 포집판이며, 상기 이물 흡착 부재는 더미 웨이퍼이고, 상기 기판 건조 세정 장치는, 상기 처리실내에 배치되고 상기 더미 웨이퍼를 탑재하는 탑재대를 구비하고, 상기 처리실내로 반입된 상기 더미 웨이퍼는 상기 탑재대를 덮는 것을 특징으로 한다.
청구항 11 기재의 구성부품의 세정 방법은, 청구항 1 또는 2 기재의 구성부 품의 세정 방법에 있어서, 상기 기판 처리 장치는 플라즈마 에칭 장치이고, 상기 구성부품은 상부 전극이며, 상기 이물 흡착 부재는 더미 웨이퍼이고, 상기 플라즈마 에칭 장치는, 상기 처리실내에 배치되어 상기 더미 웨이퍼를 탑재하는 탑재대를 더 구비하며, 상기 처리실내에 반입된 상기 더미 웨이퍼는 상기 탑재대를 덮는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 청구항 12 기재의 기억 매체는, 처리실과, 적어도 일부가 상기 처리실내에 면하는 이물이 부착된 구성부품을 구비하고, 상기 처리실내에 대하여 이물 흡착 부재를 반출입 가능한 기판 처리 장치에 있어서의 구성부품의 세정 방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체로서, 상기 세정 방법은, 상기 처리실내로 상기 이물 흡착 부재를 반입하는 반입 단계와, 상기 이물 흡착 부재보다도 상기 구성부품의 근방에서 플라즈마를 생성시키는 생성 단계와, 상기 플라즈마를 소멸시키는 소멸 단계와, 상기 처리실내로부터 상기 이물 흡착 부재를 반출하는 반출 단계를 갖고, 상기 생성 단계 및 상기 소멸 단계를 교대로 반복하며, 상기 이물 흡착 부재를 적어도 상기 소멸 단계에 있어서 정전위로 하는 것을 특징으로 한다.
청구항 1 기재의 구성부품의 세정 방법 및 청구항 12 기재의 기억 매체에 의하면, 처리실내에 이물 흡착 부재가 반입된 후, 이물 흡착 부재보다도 구성부품의 근방에서 플라즈마를 생성시키는 생성 단계 및 플라즈마를 소멸시키는 소멸 단계가 교대로 반복되고, 처리실내로부터 이물 흡착 부재가 반출되며, 적어도 소멸 단계에 있어서 이물 흡착 부재가 정전위로 된다. 이물 흡착 부재보다도 구성부품의 근방에서 플라즈마가 발생하면, 플라즈마는 스퍼터링에 의해 구성부품으로부터 이물을 박리하고, 박리된 이물은 플라즈마 중의 전자와 충돌해서 부전위가 되고, 부전위의 이물은 플라즈마에 기인해서 이물 흡착 부재나 구성부품의 표면 근방에 발생하는 시스(sheath)로부터의 정전기력에 의해 처리실 내를 표류한다. 플라즈마가 소멸하면 시스가 소멸하고, 부전위의 이물은 정전위의 이물 흡착 부재로부터 정전기력을 받아서 이물 흡착 부재로 끌어당겨져 흡착된다. 즉, 처리실내에 있어서, 플라즈마의 스퍼터링에 의한 구성부품으로부터의 이물의 박리 및 정전기력에 의한 이물 흡착 부재로의 이물의 흡착이 교대로 반복되므로, 구성부품을 처리실로부터 꺼내지 않고, 또한 해당 구성부품에 부착된 이물이 다른 구성부품에 흡착되는 일 없이, 이물을 이물 흡착 부재에 전이시킬 수 있다. 그 결과, 이물의 다른 구성부품으로의 부착을 방지하면서 용이하게 구성부품을 세정할 수 있다.
청구항 2 기재의 구성부품의 세정 방법에 의하면, 플라즈마가 생성되는 제 １ 소정 시간은 플라즈마의 스퍼터링에 의해 구성부품으로부터 적어도 일부의 이물이 박리하기 위해 충분한 시간이며, 플라즈마가 소멸하는 제 ２ 소정 시간은 적어도 일부의 박리한 이물이 이물 흡착 부재의 정전위에 의해 끌어당겨져 이물 흡착 부재에 도달하기 위해서 충분한 시간이므로, 구성부품으로부터의 이물의 박리 및 이물 흡착 부재로의 이물의 흡착을 확실하게 실행할 수 있고, 이물의 다른 구성부품로의 부착을 확실하게 방지하면서 구성부품을 확실하게 세정할 수 있다.
청구항 3 기재의 구성부품의 세정 방법에 의하면, 생성 단계 및 소멸 단계의 반복이 펄스파적으로 실행되고, 그 펄스파의 주파수는 10Hz～100Hz이므로, 생성 단계에 있어서 구성부품을 충분히 스퍼터링할 수 있고, 또한, 소멸 단계에 있어서 플라즈마를 소멸시켜서 시스를 확실하게 소멸시키는 수 있고, 부전위의 이물의 이물 흡착 부재로의 흡착을 원활하게 실행할 수 있다.
청구항 4 기재의 구성부품의 세정 방법에 의하면, 생성 단계 및 소멸 단계의 반복이 사인파적으로 행하여지므로, 부전위의 이물에 작용하는 정전기력의 변화를 완만하게 실행할 수 있고, 급격한 정전기력의 변화에 기인해서 이물이 생각지 못한 장소로 비산하는 등의 문제를 방지할 수 있다.
청구항 5 기재의 구성부품의 세정 방법에 의하면, 표면파 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 장치에 의해 플라즈마를 처리실내에 충전하므로, 고주파 전압의 매칭을 필요로 하지 않는다. 따라서, 플라즈마가 생성되는 시간이 짧은 시간이어도 안정되게 플라즈마를 처리실내에 존재시킬 수 있고, 플라즈마의 스퍼터링에 의해 구성부품으로부터의 이물의 박리를 확실하게 실행할 수 있다.
청구항 6 기재의 구성부품의 세정 방법에 의하면, 소멸 단계에 있어서, 구성부품을 부전위로 하므로, 부전위의 이물에 구성부품으로부터 멀어지도록 정전기력을 부여할 수 있고, 또한 이물 흡착 부재로의 이물의 흡착을 촉진할 수 있고, 이물이 구성부품에 재부착하는 것을 방지할 수 있다.
청구항 7 기재의 구성부품의 세정 방법에 의하면, 생성 단계에 있어서, 구성부품에 바이어스 전압을 인가하므로, 플라즈마를 구성부품에 확실하게 인입할 수 있고, 또한, 플라즈마의 스퍼터링에 의해 구성부품으로부터의 이물의 박리를 촉진할 수 있다.
청구항 8 기재의 구성부품의 세정 방법에 의하면, 생성 단계에 있어서, 구성부품에 열, 충격 및 진동 중 적어도 하나를 부여하므로, 구성부품으로부터의 이물의 박리를 더욱 촉진할 수 있다.
청구항 9 기재의 구성부품의 세정 방법에 의하면, 이물 흡착 부재는 이물 포착부를 가지므로, 이물 흡착 부재가 흡착한 이물이 재비산하는 것을 방지할 수 있고, 또한 처리실내가 이물에 의해 다시 오염되는 것을 방지할 수 있다.
청구항 10 기재의 구성부품의 세정 방법에 의하면, 처리실내로 반입된 더미 웨이퍼가 탑재대를 덮으므로, 이물 포집판으로부터 박리된 이물이 탑재대에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이물을 더미 웨이퍼에 흡착시키므로, 더미 웨이퍼를 반출하는 것만으로 처리실내로부터 이물을 제거할 수 있고, 또한 이물의 제거를 위해 새로운 기구를 추가할 필요성을 없앨 수 있다.
청구항 11 기재의 구성부품의 세정 방법에 의하면, 처리실내로 반입된 더미 웨이퍼가 탑재대를 덮으므로, 상부 전극으로부터 박리된 이물이 탑재대에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이물을 더미 웨이퍼에 흡착시키므로, 더미 웨이퍼를 반출하는 것만으로 처리실내로부터 이물을 제거할 수 있고, 또한, 이물의 제거를 위해 새로운 기구를 추가할 필요성을 없앨 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
우선, 본 발명의 제 １ 실시예에 관련된 구성부품의 세정 방법에 대해서 설명한다.
도 １은, 본 실시예에 관련된 구성부품의 세정 방법을 실행하는 웨이퍼 건조 세정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 이 웨이퍼 건조 세정 장치는 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 "웨이퍼"라 한다)(Ｗ)의 표면에 부착된 이물(이하, "파티클"이라 한다)을 용제 또는 용액 등을 이용하지 않고 제거한다.
도 １에 있어서, 웨이퍼 건조 세정 장치(10)(기판 처리 장치)는, 처리실(11)과, 처리실(11)내의 바닥부에 마련된 탑재대(12)와, 탑재대(12)와 소정의 간격을 두고 그 상측에 대향 배치된 포집판(13)(구성부품)과, 해당 포집판(13)의 상측에 배치된 플라즈마 생성 장치(14)를 구비한다. 탑재대(12)에는 웨이퍼(W)가 탑재된다.
탑재대(12)는 절연재에 의해 구성되는 동시에, 정전 전극판(15)을 내장하고, 해당 정전 전극판(15)은 제 １ 직류 전원(16)에 접속되어 있다. 정전 전극판(15)에 제 １ 직류 전원(16)으로부터 정(正)의 직류 전압이 인가되면, 웨이퍼(W)에 있어서의 탑재대(12)측의 면(이하, "이면"이라 한다)으로 전자가 끌어당겨지지만, 탑재대(12)는 절연재로 이루어져 있기 때문에, 전자는 거기에 잔류하고, 웨이퍼(W)의 이면에 부(負)전위가 발생한다. 이 때, 웨이퍼(W)에 있어서의 전자의 편재의 반작용에 의해 웨이퍼(W)에 있어서의 포집판(13)측의 면(이하, "표면"이라 한다)에는 정전위가 발생한다. 웨이퍼(W)의 이면에 부전위가 발생하면, 정전 전극판(15) 및 웨이퍼(W)의 이면의 사이에 전위차가 발생하고, 해당 전위차에 기인하는 쿨롱힘 또는 죤슨?라벡힘에 의해, 웨이퍼(W)는 탑재대(12)에 흡착 유지된다. 또한, 탑재대(12)에는, 웨이퍼(W)를 가열하는 전열 히터(17)가 내장되어 있고, 전열 히터(17)는 제 ２ 직류 전원(18)에 접속되어 있다.
포집판(13)은, 예를 들면 Y2O3, 석영, 폴리테트라플루오로에틸렌(상품명 : 테프론(등록상표)), Si, Al, Al2O3, SiＯ2등으로 이루어지는 두께 0.5～10 mm의 평판으로 이루어지고, 그 표면의 조도(粗度)는 파티클이 부착되도록 소정의 값 이상으로 설정된다.
플라즈마 생성 장치(14)는, 유도 결합 플라즈마(ICP : Inductive Coupling Plasma) 생성 장치이며, 고주파 전원(19)에 접속되어, 처리실(11)내에 도입된 처리 가스로부터 표면파 플라즈마를 생성해서, 처리실(11)내에 플라즈마를 충전한다. 또한, 플라즈마 생성 장치(14)는 표면파 플라즈마를 생성하는 장치이면 되고, 예를 들면, RLSA(Radial Line Slot Antenna) 마이크로파 플라즈마 생성 장치나 리모트 플라즈마 생성 장치를 이용할 수 있다.
웨이퍼 건조 세정 장치(10)에 있어서 웨이퍼(W)의 표면에 부착된 파티클을 제거할 경우, 우선 웨이퍼(W)를 탑재대(12)의 상면에 탑재하고, 처리실(11)내의 압력을 압력 조정 장치(도시하지 않음)에 의해 소정값으로 조정한다.
이어서, 전열 히터(17)로 웨이퍼(W)를, 예를 들면, 웨이퍼(W)에 형성된 포토 레지스트 막의 내열 온도 상한, 예를 들면, 150℃까지 가열하고, 웨이퍼(W)의 표면에 부착된 파티클에 열응력과 열 영동력(泳動力)을 작용시킨다. 이에 의해, 파티클이 웨이퍼(W)의 표면으로부터 박리하여 이탈한다. 즉, 웨이퍼(W)가 150℃로 가열되었을 때, 파티클은 열응력에 의해 웨이퍼(W)로부터 박리된다. 또한, 이 때, 탑재대(12)에 대향 배치된 포집판(13)은 가열되지 않고 있으므로, 웨이퍼(W)의 표면과 포집판(13)간에 온도차가 커지고, 웨이퍼(W)에 부착된 파티클을 둘러싸는 분위기에 온도 구배가 발생한다. 이 온도 구배에 근거하여, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 박리된 파티클에는, 고온측인 웨이퍼(W)의 표면으로부터, 저온측인 포집판(13)을 향하는 열영동력이 작용하고, 이에 따라 파티클은 포집판(13)을 향해서 이동해서 포집판(13)에 부착?포집된다.
여기서, 열영동력은 아래와 같이 정의된다. 즉, 입자가 존재하는 공간중에 큰 온도 구배가 있을 때, 입자에 충돌하는 기체분자의 운동량은, 입자의 고온측과 저온측을 비교하면 고온측 쪽이 커지고, 이것에 의해, 입자는 고온측에서 저온측으로 향하는 힘을 받는데, 이 때 입자가 받는 힘을 열영동력이라 한다. 열영동력이 크게 작용하는 것은, 압력이 1.3×10Pa (100ｍTorr) ～ 1.3kPa (10Torr)의 경우이므로, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 파티클을 제거할 때, 처리실(11)내의 압력을 상기 압력범위로 조정하는 것이 바람직하다.
이러한 웨이퍼 건조 세정 장치(10)에 있어서 웨이퍼(W)의 표면에 부착된 파티클의 제거를 반복하면, 포집판(13)에 부착되는 파티클이 증가하기 때문에 포집판(13)에 부착된 파티클을 제거할 필요가 있다.
도 2는 본 실시예에 관련된 구성부품의 세정 방법으로서의 포집판 세정 처리를 나타내는 공정도이다. 본 처리는 예를 들면, 세정 완료 대상의 웨이퍼(W)가 처리실(11)로부터 반출된 후에 실행된다.
도 ２에 있어서, 우선 처리실(11)내로 더미 웨이퍼(20)(이물 흡착 부재)을 반입해서 탑재대(12)에 탑재하고, 제 １ 직류 전원(16)으로부터 정전 전극판(15)에 정(+)의 직류 전압을 인가해서 더미 웨이퍼(20)를 탑재대(12)에 정전 흡착시킨다(반입 단계). 이 때, 더미 웨이퍼(20)의 표면에는 정전위가 발생한다(도 ２(a)). 또한, 더미 웨이퍼(20)가 다시 처리실(11)의 외부로 반출될 때까지 정전 전극판(15)에 정의 직류 전압은 계속해서 인가되기 때문에, 더미 웨이퍼(20)의 표면에도 정전위가 발생한 상태이다.
이어서, 처리실(11)내를 도시하지 않은 배기 장치에 의해 고진공 상태 (예를 들면, 1.3×10-3 Pa (1.0×10-5 Torr) 이하)까지 감압하고, 처리실(11)내에, 예를 들면, 아르곤 가스를 주성분으로 하는 처리 가스를 도입하고, 또한 고주파 전원(19)으로부터 플라즈마 생성 장치(14)에 고주파 전압을 인가해서 표면파 플라즈마를 생성하고, 처리실(11)내에 플라즈마를 충전한다. 웨이퍼 건조 세정 장치(10)에서는, 탑재대(12)에 정전 흡착된 더미 웨이퍼(20)보다도 포집판(13)이 플라즈마 생성 장치(14)의 근방에 위치하기 위해서, 결과적으로, 더미 웨이퍼(20)보다도 포집판(13)의 근방에서 표면파 플라즈마가 생성되게 되고, 더미 웨이퍼(20) 근방의 플라즈마 밀도보다도 포집판(13) 근방의 플라즈마 밀도가 높아진다. 그 결과, 포집판(13)은 플라즈마 중의 양이온(도면에 "○+"로 나타냄)에 의해 스퍼터링되기 쉬워지고, 포집판(13)에 부착된 파티클(도면에 "●"로 나타냄)은 양이온의 스퍼터링에 의해 포집판(13)로부터 박리된다 (도 ２(a)).
박리한 파티클은 처리실(11)내로 비산하고, 플라즈마 중의 전자(도면에 "e-"로 나타냄)와 충돌한다. 이 때, 파티클은 부(-)로 대전하고, 해당 파티클에는 부전위가 발생한다(도 ２(b)).
또한, 처리실(11)내에 플라즈마가 존재하고 있는 동안, 해당 플라즈마에 기인해서 더미 웨이퍼(20)의 표면 근방이나 포집판(13)의 표면 근방에는 시스(21a, 21b)가 발생한다(도 ２(c)). 시스는 이온 밀도가 높은 영역으로서, 정전위의 양이온에는 정전기적 인력이 작용하여 양이온을 더미 웨이퍼(20)나 포집판(13)을 향해서 가속시키지만, 부전위의 전자나 파티클에는 정전기적 반발력을 작용하여 더미 웨이퍼(20)나 포집판(13)으로부터 멀어지게 한다. 그 결과, 부전위의 파티클은 중력과 시스(21a, 21b)로부터의 정전기력의 평형에 따라 처리실(11)내를 표류한다(도 ２(c)). 또한, 시스(21a)에 의해 더미 웨이퍼(20)에도 양이온이 인입되기 때문에, 해당 더미 웨이퍼(20)도 양이온에 의해 스퍼터링되지만, 상술한 바와 같이, 더미 웨이퍼(20)는 플라즈마 생성 장치(14)로부터 멀기 때문에, 더미 웨이퍼(20) 근방의 플라즈마 밀도는 낮아져서, 시스(21a)도 약해진다. 그 때문에, 더미 웨이퍼(20)에 인입되는 양이온의 수는 적고, 또한 에너지도 작다. 따라서, 후술하는 바와 같이 더미 웨이퍼(20)에 흡착된 파티클이 양이온의 스퍼터링에 의해 재비산하는 일은 거 의 없다.
이어서, 고주파 전원(19)로부터의 고주파 전압의 인가를 중지해서 플라즈마 생성 장치(14)에 의한 표면파 플라즈마의 생성을 중지하면, 시스(21a, 21b)가 소멸한다. 특히, 시스(21a)가 소멸하면, 해당 시스(21a)의 근방에 존재하고 있는 부전위의 파티클에는 시스(21a)로부터의 정전기적 반발력이 작용하지 않게 되고, 또한 해당 파티클은 정전위의 더미 웨이퍼(20)의 상면과 대치한다. 이 때, 부전위의 파티클과 정전위의 더미 웨이퍼(20)의 사이에는 정전기적 인력이 발생하고, 파티클은 더미 웨이퍼(20)에 끌어당겨져 흡착된다(도 ２(d)).
본 처리에서는, 플라즈마 생성 장치(14)에 의한 표면파 플라즈마의 생성 및 표면파 플라즈마의 생성의 중지, 즉, 도 2의(a) ～ 도 ２의(c)에 표시되는 포집판(13)로부터의 파티클의 박리(플라즈마 생성 단계) 및 도 ２의(d)에 표시되는 더미 웨이퍼(20)에의 파티클의 흡착(플라즈마 소멸 단계)을 반복한다. 이에 따라, 포집판(13)로부터의 파티클의 박리, 및 더미 웨이퍼(20)에의 파티클의 흡착을 확실하게 실행한다.
플라즈마 생성 장치(14)에 의해 표면파 플라즈마를 생성하는 시간(제 １ 소정 시간)은, 포집판(13)으로부터 적어도 일부의 파티클을 박리하기 위해 충분한 시간인 것이 바람직하고, 또한 플라즈마 생성 장치(14)에 의한 표면파 플라즈마의 생성을 중지하는 시간(제 ２ 소정 시간)은, 포집판(13)으로부터 박리된 일부의 파티클이 더미 웨이퍼(20)의 정전위에 기인하는 정전기력에 의해 해당 더미 웨이퍼(20)로 끌어당겨져 도달하기 위해 충분한 시간인 것이 바람직하다.
또한, 본 처리에서는, 고주파 전압을 펄스파적으로 인가하면 제어가 용이하기 때문에, 플라즈마 생성 장치(14)에 의한 표면파 플라즈마의 생성 및 표면파 플라즈마의 생성 중지의 반복을, 도 3a에 도시하는 바와 같이 펄스파적으로 실행한다. 펄스파의 주파수가, 예를 들면, 1kHz 이상으로 높은 경우, 플라즈마 생성 장치(14)로의 고주파 전압의 인가를 중지해도 표면파 플라즈마의 생성이 정지되지 않는다. 또한, 표면파 플라즈마를 생성할 때에 포집판(13)을 충분히 스퍼터링하고, 또한 표면파 플라즈마를 소멸시킬 때에 시스를 확실하게 소멸시켜서 더미 웨이퍼(20)에의 파티클의 흡착을 원활하게 실행하기 위해서, 표면파 플라즈마의 생성 및 표면파 플라즈마의 생성 중지를 각각 어느 정도의 시간만큼 계속할 필요가 있다. 따라서, 펄스파의 주파수는 낮은 쪽이 바람직하고, 예를 들면, 10Hz ～ 100Hz인 것이 좋다.
또한, 플라즈마 생성 장치(14)에 의한 표면파 플라즈마의 생성 및 표면파 플라즈마의 생성 중지의 반복을, 도 ３b에 도시하는 바와 같이 사인파적으로 행하여도 좋다. 이 경우, 부전위의 파티클에 작용하는 정전기력의 변화, 예를 들면, 반발력으로부터 인력으로의 변화, 또는 인력으로부터 반발력으로의 변화를 완만하게 실행할 수 있고, 급격한 정전기력의 변화에 기인해서 파티클이 생각지 못한 장소로 비산하는 등의 문제를 방지할 수 있다.
이어서, 제 １ 직류 전원(16)으로부터 정전 전극판(15)으로의 정의 직류 전압의 인가를 중지해서 더미 웨이퍼(20)의 정전 흡착을 중지하고, 더미 웨이퍼(20)를 처리실(11)의 외부로 반출하고(반출 단계)(도 ２의 (e)), 본 처리를 종료한다.
도 ２의 포집판 세정 처리에 의하면, 처리실(11)내에 더미 웨이퍼(20)가 반입되고, 더미 웨이퍼(20)의 표면에 정전위가 발생한 후, 더미 웨이퍼(20)보다도 포집판(13)의 근방에서의 표면파 플라즈마의 생성 및 표면파 플라즈마의 생성의 중지가 교대로 반복되고, 그 후, 처리실(11)내로부터 더미 웨이퍼(20)가 반출된다. 이 때, 처리실(11)내에 있어서, 플라즈마의 스퍼터링에 의한 포집판(13)으로부터의 파티클의 박리, 및 정전기력에 의한 더미 웨이퍼(20)에의 파티클의 흡착이 교대로 반복되므로, 포집판(13)을 처리실(11)로부터 꺼내지 않고, 또한 그 포집판(13)에 부착된 파티클이 웨이퍼 건조 세정 장치(10)의 다른 구성부품에 흡착되는 일 없이, 파티클을 더미 웨이퍼(20)에 전이시킬 수 있다. 그 결과, 파티클의 다른 구성부품으로의 부착을 방지하면서 용이하게 포집판(13)을 세정할 수 있다.
상술한 도 ２의 포집판 세정 처리에서는, 처리실(11)내로 반입된 더미 웨이퍼(20)가 탑재대(12)를 덮으므로, 포집판(13)로부터 박리된 파티클이 탑재대(12)에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 파티클을 더미 웨이퍼(20)에 흡착시키므로, 더미 웨이퍼(20)를 반출하는 것만으로 처리실(11)내로부터 파티클을 제거할 수 있다. 보통, 웨이퍼 건조 세정 장치(10)는 더미 웨이퍼(20)를 포함하는 웨이퍼를 반출입하는 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있기 때문에, 단지 파티클의 제거를 위해 새로운 기구를 추가할 필요성을 없앨 수 있다.
통상, 평행 평판형의 플라즈마 장치를 이용하면, 플라즈마를 생성할 때에, 해당 플라즈마 장치의 전극에 인가하는 고주파 전압을 매칭할 필요가 있고, 매칭에는 어느 정도의 시간을 요하기 때문에, 플라즈마의 생성 및 소멸을 반복할 경우, 플라즈마가 생성되는 시간이 단시간이면, 플라즈마가 충분히 생성되지 않을 우려가 있다. 그러나, 상술한 도 ２의 포집판 세정 처리에서는, 표면파 플라즈마를 생성하는 유도 결합 플라즈마 장치인 플라즈마 생성 장치(14)를 이용해서 처리실(11)내에 플라즈마를 충전하므로, 고주파 전압의 매칭을 필요로 하지 않는다. 따라서, 플라즈마의 생성 시간이 단시간이어도 안정되게 플라즈마를 처리실(11)내에 존재시킬 수 있고, 플라즈마의 스퍼터링에 의한 포집판(13)으로부터의 파티클의 박리를 확실하게 실행할 수 있다.
상술한 도 ２의 포집판 세정 처리에서는, 더미 웨이퍼(20)를 탑재대(12)에 탑재하여 정전 흡착시켰지만, 더미 웨이퍼(20)의 대신에, 대전해서 정전위가 발생하고 있는 평판상의 커버(21)를 이물 흡착 부재로서 처리실(11)내에 삽입하고, 탑재대(12)에 탑재하지 않고 포집판(13)과 탑재대(12) 사이에서 해당 탑재대(12)를 덮도록 배치해도 좋다(도 ４a). 이 경우, 포집판(13)으로부터 박리된 부전위의 파티클은 커버(21)에 흡착되기 때문에, 해당 커버(21)를 처리실(11)의 외부로 반출함으로써 처리실(11)내로부터 파티클을 제거할 수 있다. 또한, 커버(21)도 탑재대(12)를 덮으므로, 포집판(13)으로부터 박리된 파티클이 탑재대(12)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 처리실(11)내에 삽입되는 이물 흡착 부재는 상술한 커버(21)에 한정되지 않고, 예를 들면, 도 ４b 및 도 ４c에 도시하는, 대전되어 정전위가 발생하고 있는 링형상 부재(22)을 삽입해도 좋고, 또는 도 ４d에 도시하는, 대전되어 정전위가 발생하고 있는 막대형상 부재(23)를 삽입해도 좋다. 이 경우도, 포집판(13)으 로부터 박리된 부전위의 파티클은 링형상 부재(22) 또는 막대형상 부재(23)에 흡착된다. 또, 링형상 부재(22)나 막대형상 부재(23)에는 파티클을 분위기와 함께 흡인하는 복수의 흡인구(22a, 22b)를 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 링형상부재(22)나 막대형상 부재(23)의 정전위에 의해 끌어당겨진 부전위의 파티클을 흡인해서 처리실(11)의 외부로 배출할 수 있다.
상술한 도 ２의 포집판 세정 처리에 있어서, 플라즈마의 스퍼터링에 의해 포집판(13)으로부터 파티클의 박리시, 포집판(13)에 다른 고주파 전원(24)으로부터 바이어스 전압을 인가해도 좋다(도 ５a). 이 경우, 바이어스 전압에 의해 플라즈마를 포집판(13)으로 확실하게 인입할 수 있고, 또한 파티클의 박리를 촉진할 수 있다.
또한, 플라즈마의 스퍼터링에 의해 포집판(13)으로부터 파티클의 박리시, 포집판(13)에 열, 충격 및 진동 중 적어도 하나를 부여해도 좋다. 이에 의해, 열응력이나 충격력을 파티클에 작용시켜서 파티클의 박리를 촉진할 수 있다.
또한, 상술한 도 ２의 포집판 세정 처리에서는, 처리실(11)내에 플라즈마가 충전될 때, 더미 웨이퍼(20)에의 플라즈마의 스퍼터링을 방지하기 위해서, 탑재대(12)에는 바이어스 전압을 인가하지 않는 쪽이 바람직하다.
상술한 도 ２의 포집판 세정 처리에 있어서, 정전기력에 의해 더미 웨이퍼(20)로의 파티클의 흡착시, 제 ３ 직류 전원(25)으로부터 포집판(13)에 부의 직류 전압을 인가하여, 포집판(13)을 부전위로 하여도 좋다(도 ５b). 이 경우, 포집판(13)에는 부전위가 발생하고, 부전위의 파티클에는 포집판(13)으로부터 멀어지도 록 작용하는 정전기력이 부여되기 때문에, 더미 웨이퍼(20)에의 파티클의 흡착을 촉진할 수 있는 동시에, 부전위의 파티클이 포집판(13)에 재부착하는 것을 방지할 수 있다.
상술한 도 ２의 포집판 세정 처리에서는, 파티클의 더미 웨이퍼(20)에의 흡착에 정전기력만을 이용했지만, 정전기력에 더하여 열 영동력도 이용할 수도 있다. 이 경우, 도 ６에 도시하는 바와 같이 포집판(13)에 전열 히터(26)를 내장하는 동시에 탑재대(12)에 펠티에 소자(27)를 내장하고, 표면파 플라즈마의 생성을 중지할 때, 전열 히터(26)에 의해 포집판(13)을 가열하고, 또한, 펠티에 소자(27)에 의해 더미 웨이퍼(20)를 냉각하여, 포집판(13)과 더미 웨이퍼(20) 사이의 분위기에 온도 구배를 생기게 한다. 이 온도 구배에 근거하여 파티클에는 고온측인 포집판(13)으로부터, 저온측인 더미 웨이퍼(20)를 향하는 열영동력이 작용한다. 이에 의해, 더미 웨이퍼(20)에의 파티클의 흡착을 더욱 촉진할 수 있다.
또한, 더미 웨이퍼(20)가 그 표면에 부착된 파티클을 얽히게 하여 잡는 파티클 포착부(28)를 가져도 좋다(도 ６). 파티클 포착부(28)로서는, 예를 들면, 플라즈마 내성을 가지는 메쉬 형상의 구조물이나 부직포, 또는 점착 시트를 이용할 수 있다.
파티클 포착부(28)를 이용하는 것에 의해 더미 웨이퍼(20)가 흡착된 파티클이 재비산하는 것을 방지할 수 있고, 또한 처리실(11)내가 재비산된 파티클에 의해 다시 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 때도 열영동력을 크게 작용시키기 위해서, 처리실(11)내의 압력을 1.3×10Pa (100 mTorr) ～ 1.3kPa (10 Torr)으로 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 도 ２의 포집판 세정 처리에서는, 포집판(13)으로부터의 파티클의 박리 및 더미 웨이퍼(20)로의 파티클의 흡착을 반복하는 동안, 정전 전극판(15)에의 정의 직류 전압의 인가를 계속하고 있지만, 포집판(13)으로부터의 파티클의 박리시에, 더미 웨이퍼(20)의 표면에 정전위가 발생해도, 시스(21a)가 부전위의 파티클을 정전기적 반발력에 의해 더미 웨이퍼(20)로부터 멀어지게 하기 때문에, 더미 웨이퍼(20)의 표면의 정전위에 기인하는 정전기력이 파티클에 거의 작용하지 않는다. 따라서, 포집판(13)으로부터 파티클의 박리시에는 정전 전극판(15)으로의 정의 직류 전압의 인가를 실행하지 않고, 더미 웨이퍼(20)에의 파티클의 흡착시에만 정전 전극판(15)으로의 정의 직류 전압의 인가를 행해도 좋다.
다음에, 본 발명의 제 ２ 실시예에 따른 구성부품의 세정 방법에 대해서 설명한다.
도 ７은 본 실시예와 관련된 구성부품의 세정 방법을 실행하는 플라즈마 에칭 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 이 플라즈마 에칭 장치는 웨이퍼(W)에, 예를 들면, 드라이 에칭 처리를 실시한다.
도 ７에 있어서, 플라즈마 에칭 장치(30)(기판 처리 장치)는, 예를 들면 직경이 300 mm의 웨이퍼(W)를 수용하는 챔버(31)(처리실)를 갖고, 해당 챔버(31)내의 하측으로는 웨이퍼(W)를 탑재하는 원기둥 형상의 서셉터(32)(탑재대)가 배치되어 있다. 또한, 플라즈마 에칭 장치(30)에서는, 챔버(31)의 내측벽과 서셉터(32)의 측면에 의해 측방 배기로(33)가 형성된다. 이 측방 배기로(33)의 도중에는 배기 플레이트(34)가 배치된다.
배기 플레이트(34)는 다수의 구멍을 갖는 판형상 부재이며, 챔버(31) 내부를 상부와 하부로 구획하는 구획판으로서 기능한다. 배기 플레이트(34)에 의해 구획된 챔버(31) 내의 상부(이하, "반응실"이라 함)(35)에는 플라즈마가 발생한다. 또한, 챔버(31) 내의 하부(이하, "배기실(매니폴드)"라고 함)(36)에는 챔버(31)내의 가스를 배출하는 배기 장치(도시하지 않음)가 접속된다. 배기 플레이트(34)는 반응실(35)에 발생하는 플라즈마를 포착 또는 반사하여 매니폴드(36)로의 누설을 방지한다.
배기 장치는 챔버(31)내를 고진공 상태(예를 들면, 1.3×10-3Pa (1.0×10-5 Torr) 이하)까지 감압한다. 또한, 챔버(31)내의 압력은 압력 조정 장치(도시하지 않음)에 의해 제어된다.
챔버(31)내의 서셉터(32)에는 제 1 고주파 전원(37)이 접속되어 있고, 제 1 고주파 전원(37)은 바이어스 전압을 서셉터(32)에 인가한다. 이에 의해, 서셉터(32)는 하부 전극으로서 기능한다.
서셉터(32)의 상부에는, 정전 전극판(38)을 내부에 갖고, 또한 절연재에 의해 구성되는 정전 척(39)이 배치되고, 정전 전극판(38)에 직류 전원(40)이 접속되어 있다. 정전 전극판(38)에 정의 직류 전압이 인가되면, 웨이퍼 건조 세정 장치(10)의 서셉터(32)에 탑재된 웨이퍼(W)와 마찬가지로, 웨이퍼(W)에 있어서의 서셉터(32)측의 면(이하, "이면"이라 함)에 부전위가 발생하고, 또한 웨이퍼(W)에 있 어서의 이면과는 반대측의 면(이하, "표면"이라 함)에는 정전위가 발생하고, 해당 웨이퍼(W)는 쿨롱힘 또는 죤슨?라벡힘에 의해, 정전 척(39)에 흡착 보지된다.
정전 척(39)에는, 흡착 보지된 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 링형상 부재인 포커스 링(40)이 탑재된다. 포커스 링(40)은, 플라즈마의 분포 영역을 웨이퍼(Ｗ)의 위뿐만 아니라 해당 포커스 링(40)의 위까지 확대해서 웨이퍼(W)의 주연부상에 있어서의 플라즈마의 밀도를 해당 웨이퍼(W)의 중앙부 상에 있어서의 플라즈마의 밀도와 동일한 정도로 유지한다.
챔버(31)의 천장부에는, 서셉터(32)와 대향하도록 샤워 헤드(41)가 배치되어 있다. 샤워 헤드(41)는 상부 전극(42)(구성부품)과 그 상부 전극(42)을 착탈가능하게 매달아 지지하는 냉각판(cooling plate)(43)을 가진다. 상부 전극(42)은 다수의 가스 구멍(47)을 가지는 도전성의 원판형상 부재에 의해 구성되어 있다. 냉각판(43)의 내부에는 버퍼실(44)이 마련되고, 이 버퍼실(44)에는 처리 가스 도입관(45)이 접속되어 있다. 상부 전극(42)에는 제 ２ 고주파 전원(46)이 접속되고 있고, 해당 제 ２ 고주파 전원(46)은 비교적 높은 주파수의 플라즈마 생성용의 고주파 전압을 서셉터(32)에 인가한다.
플라즈마 에칭 장치(30)에서는, 처리 가스 도입관(45)으로부터 버퍼실(44)에 공급된 처리 가스가 가스 구멍(47)을 거쳐서 반응실(35)내에 도입되고, 도입된 처리 가스는, 제 ２ 고주파 전원(46)로부터 상부 전극(42)을 거쳐서 반응실(35)내에 인가된 플라즈마 생성용의 고주파 전압에 의해 여기되어 플라즈마화한다. 해당 플라즈마는, 제 １ 고주파 전원(37)이 서셉터(32)에 인가하는 바이어스 전압에 의해 정전 척(39)에 정전 흡착된 웨이퍼(W)에 끌어당겨져, 해당 웨이퍼(W)에 드라이 에칭 처리를 실시한다.
상술한 플라즈마 에칭 장치(30)의 각 구성부품의 동작은, 플라즈마 에칭 장치(30)가 구비하는 제어부(도시하지 않는다)의 ＣＰＵ가 소정의 프로그램에 따라 제어한다.
이 플라즈마 에칭 장치(30)에 있어서 웨이퍼(W)의 드라이 에칭 처리를 행하면, 처리 가스에 기인하는 반응 생성물이나 파티클이 발생하는 일이 있고, 해당 드라이 에칭 처리를 반복하면, 각 구성부품, 예를 들면 상부 전극(42)에 반응 생성물이나 파티클이 부착되는 경우가 있다. 부착된 파티클이 웨이퍼(W)에 낙하하면 반도체 디바이스의 결함을 야기할 수 있기 때문에, 상부 전극(42)에 부착된 반응 생성물이나 파티클을 정기적으로 제거할 필요가 있다.
도 ８은 본 실시예에 따른 구성부품의 세정 방법으로서의 상부전극 세정 처리를 나타내는 공정도이다. 본 처리는 예를 들면, 드라이 에칭 처리가 소정 회수 반복된 후에 실행된다.
도 ８에 있어서, 우선, 반응실(35)내로 더미 웨이퍼(20)를 반입해서 정전 척(39)에 탑재하고, 직류 전원(40)로부터 정전 전극판(38)에 정의 직류 전압을 인가하여 더미 웨이퍼(20)를 정전 척(39)에 정전 흡착시킨다(반입 단계). 이 때, 더미 웨이퍼(20)의 표면에는 정전위가 발생한다(도 ８a). 또한, 더미 웨이퍼(20)가 다시 반응실(35)의 외부로 반출될 때까지 정전 전극판(38)에 정의 직류 전압은 계속해서 인가되기 때문에, 더미 웨이퍼(20)의 표면에도 정전위가 발생한 상태이다.
이어서, 반응실(35)내를 배기 장치에 의해 고진공 상태(예를 들면, 1.3×10-3Pa (1.0×10-5 Torr) 이하)까지 감압하고, 반응실(35)내에, 예를 들면 산소 가스나 아르곤 가스를 주성분으로 하는 처리 가스를 도입하고, 또한, 제 ２ 고주파 전원(46)으로부터 상부 전극(42)을 거쳐서 반응실(35)내에 플라즈마 생성용의 고주파 전압을 인가해서, 처리 가스로부터 양이온이나 래디컬을 포함하는 플라즈마를 생성하여, 반응실(35)내에 플라즈마를 충전한다. 플라즈마 에칭 장치(30)에서는, 상부 전극(42) 그 자체에 플라즈마 생성용의 고주파 전압을 인가하기 때문에, 결과적으로, 더미 웨이퍼(20)보다도 상부 전극(42)의 근방에서 플라즈마가 생성되는 것으로 되고, 더미 웨이퍼(20) 근방의 플라즈마 밀도보다도 상부 전극(42) 근방의 플라즈마 밀도가 높아진다. 그 결과, 상부 전극(42)은 플라즈마 중의 양이온(도면에 "○+"로 나타냄)에 의해 스퍼터링되기 쉬워지고, 상부 전극(42)에 부착된 파티클(도면에 "●"으로 나타냄)은 양이온의 스퍼터링에 의해 상부 전극(42)으로부터 박리된다(도 ８a). 또한, 이 때, 플라즈마 중의 래디컬(도시하지 않음)도 상부 전극(42)에 용이하게 도달하고, 상부 전극(42)에 부착된 반응 생성물(도시하지 않음)을 분해해서 제거한다.
여기서, 박리된 파티클은 반응실(35)내로 비산하고, 플라즈마 중의 전자(도면에 "e-"로 나타냄)와 충돌한다. 이 때, 파티클은 부로 대전하고, 해당 파티클에는 부전위가 발생된다(도 ８b).
또한, 반응실(35)내에 플라즈마가 존재하고 있는 동안, 그 플라즈마에 기인 해서 더미 웨이퍼(20)의 표면 근방이나 상부 전극(42)의 표면 근방에는 시스(48a, 48b)가 발생하며(도 ８c), 부전위의 파티클은 중력과 시스(48a, 48b)로부터의 정전기력의 평형에 따라 반응실(35)내를 표류한다(도 ８c). 또한, 시스(21a)와 동일한 이유로 시스(48a)도 약해지기 때문에, 더미 웨이퍼(20)에 흡착한 파티클이 양이온의 스퍼터링에 의해 재비산하는 일은 거의 없다.
이어서, 제 2 고주파 전원(46)으로부터의 고주파 전압의 인가를 중지해서 플라즈마의 생성을 중지하면, 시스(48a, 48b)가 소멸해 부전위의 파티클은 정전위의 더미 웨이퍼(20)와 대치하고, 파티클은 정전기력에 의해 더미 웨이퍼(20)로 끌어당겨져서 흡착된다(도 ８d).
본 처리에서도, 상술한 도 2의 포집판 세정 처리와 동일하게, 반응실(35)에 있어서의 플라즈마의 생성 및 플라즈마의 소멸, 즉 도 8a～도 ８c에 도시되어 있는 상부 전극(42)으로부터의 파티클의 박리(플라즈마 생성 단계) 및 도 ８d에 도시되어 있는 더미 웨이퍼(20)에의 파티클의 흡착(플라즈마 소멸 단계)을 반복한다. 이에 의해, 상부 전극(42)으로부터의 파티클의 박리 및 더미 웨이퍼(20)로의 파티클의 흡착을 확실하게 실행한다. 또한, 본 처리에서도, 상술한 도 ２의 포집판 세정 처리와 같이, 플라즈마의 생성 및 플라즈마의 소멸의 반복을 펄스파적으로 행하고, 펄스파의 주파수는 10Hz～100Hz로 설정된다. 또한, 본 처리에서도 플라즈마의 생성 및 플라즈마의 소멸의 반복을 사인파적으로 행하여도 좋다.
이어서, 직류 전원(40)으로부터 정전 전극판(38)으로의 정의 직류 전압의 인가를 중지해서 더미 웨이퍼(20)의 정전 흡착을 중지하고, 더미 웨이퍼(20)를 챔 버(31)의 외부로 반출하고(반출 단계)(도 ８e), 본 처리를 종료한다.
도 ８a~8e의 상부 전극 세정 처리에 의하면, 반응실(35)내로 더미 웨이퍼(20)가 반입되고, 더미 웨이퍼(20)의 표면에 정전위가 발생한 후, 더미 웨이퍼(20)보다도 상부 전극(42)의 근방에서의 플라즈마의 생성 및 플라즈마의 소멸이 교대로 반복되고, 그 후 반응실(35)내로부터 더미 웨이퍼(20)가 반출되므로, 상부 전극(42)을 챔버(31)로부터 꺼내지 않고, 또한 해당 상부 전극(42)에 부착된 파티클이 플라즈마 에칭 장치(30)의 다른 구성부품에 흡착되는 일 없이, 파티클을 더미 웨이퍼(20)에 전이시킬 수 있다. 그 결과, 파티클의 다른 구성부품에의 부착을 방지하면서 용이하게 상부 전극(42)을 세정할 수 있다.
또한, 반응실(35)내에 반입된 더미 웨이퍼(20)가 정전 척(39)을 덮으므로, 상부 전극(42)으로부터 박리된 파티클이 정전 척(39)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시예에서는, 웨이퍼 건조 세정 장치(10)나 플라즈마 에칭 장치(30)에 의해 처리되는 기판이 반도체 디바이스용의 웨이퍼이었지만, 처리되는 기판은 이것에 한정되지 않고 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display)나 FPD(Flat Panel Display) 등의 유리 기판이여도 좋다.
또한, 본 발명의 목적은 상술한 각 실시예의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램 코드를 기록한 기억 매체를 컴퓨터(예를 들면, 제어부)에 공급하고, 컴퓨터의 CPU가 기억 매체에 저장된 프로그램 코드를 판독해서 실행함으로써도 달성된다.
이 경우, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드 자체가 상술한 각 실시예의 기능을 실현하는 것으로 되고, 프로그램 코드 및 그 프로그램 코드를 기억한 기억 매체는 본 발명을 구성하게 된다.
또한, 프로그램 코드를 공급하기 위한 기억 매체로서는, 예를 들면 RAM, NVRAM, 플로피(등록상표) 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD(DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW)등의 광디스크, 자기 테이프, 비휘발성의 메모리 카드, 다른 ROM 등의 상기 프로그램 코드를 기억할 수 있는 것이면 좋다. 또는, 상기 프로그램 코드는, 인터넷, 상용 네트워크, 또는 로컬 에어리어 네트워크(local area network) 등에 접속되는 도시하지 않은 다른 컴퓨터나 데이타베이스 등으로부터 다운로드 함으로써 컴퓨터에 공급되어도 좋다.
또한, 컴퓨터가 판독한 프로그램 코드를 실행하는 것에 의해, 상기 각 실시예의 기능이 실현될 뿐만 아니라, 그 프로그램 코드의 지시에 근거해, CPU상에서 가동하고 있는 OS(오퍼레이팅 시스템) 등이 실제의 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해 상술한 각 실시예의 기능이 실현될 수도 있다.
더욱이, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드가, 컴퓨터에 삽입된 기능 확장 보드나 컴퓨터에 접속된 기능 확장 유닛에 갖춰지는 메모리에 기입된 후, 그 프로그램 코드의 지시에 근거하여, 그 기능 확장 보드나 기능 확장 유닛에 구비되는 ＣＰＵ 등이 실제의 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해 상술한 각 실시예의 기능이 실현될 수도 있다.
상기 프로그램 코드의 형태는, 오브젝트 코드(object code), 인터프리 터(interpreter)에 의해 실행되는 프로그램 코드, OS에 공급되는 스크립트 데이터 등의 형태로 이루어져도 좋다.
도 1은 본 발명의 제 １ 실시예에 따른 구성부품의 세정 방법을 실행하는 웨이퍼 건조 세정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 2a~2e는 본 실시예에 따른 구성부품의 세정 방법으로서의 포집판 세정 처리를 나타내는 공정도,
도 3a는 도 ２에 도시된 포집판 세정 처리에 있어서의 표면파 플라즈마의 생성 및 표면파 플라즈마의 생성 중지의 반복을 펄스파적으로 실행할 경우를 도시하는 도면, 도 ３b는 해당 반복을 사인파적으로 실행할 경우를 도시하는 도면,
도 4a는 도 ２에 도시된 포집판 세정 처리에서 이물 흡착 부재로서 평판상의 커버가 이용된 양태를 나타내는 단면도, 도 ４b는 이물 흡착 부재로서 링형상 부재가 이용된 양태를 나타내는 단면도, 도 ４c는 도 ４b에 있어서의 링형상 부재의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도, 도 ４d는 이물 흡착 부재로서 이용되는 막대 형상부재의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도,
도 5a는 도 ２에 도시된 포집판 세정 처리의 변형예에서 포집판에 바이어스 전압을 인가하는 양태를 나타내는 단면도, 도 ５b 포집판에 부의 직류 전압을 인가하는 양태를 나타내는 단면도,
도 6은 도 １에 도시된 웨이퍼 건조 세정 장치의 변형예의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 7은 본 발명의 제 ２ 실시예에 따른 구성부품의 세정 방법을 실행하는 플라즈마 에칭 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 8a~8e는 본 실시예에 따른 구성부품의 세정 방법으로서의 상부 전극 세정 처리를 나타내는 공정도이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
W : 웨이퍼 10 : 웨이퍼 건조 세정 장치
11 : 처리실 12 : 탑재대
13 : 포집판 14 : 플라즈마 생성 장치
20 : 더미 웨이퍼 30 : 플라즈마 에칭 장치
31 : 챔버 32 : 서셉터
39 : 정전 척 42 : 상부 전극

Claims (14)

  1. 처리실과, 적어도 일부가 상기 처리실 내에 노출되고 이물이 부착된 구성부품을 구비하며, 상기 처리실 내에 대하여 이물 흡착 부재를 반출입 가능한 기판 처리 장치에 있어서의 구성부품의 세정 방법으로서,
    상기 이물 흡착 부재를 상기 처리실 내의 탑재대에 탑재하는 탑재 단계와,
    상기 이물 흡착 부재보다도 상기 구성부품에 가까운 곳에서 플라즈마 생성 장치로부터 플라즈마를 생성시켜, 상기 플라즈마 중의 양이온의 스퍼터링에 의해 상기 구성부품으로부터 상기 이물을 박리하는 생성 단계와,
    상기 플라즈마를 소멸시키는 소멸 단계와,
    상기 처리실 내로부터 상기 이물 흡착 부재를 반출하는 반출 단계
    를 포함하며,
    상기 구성부품은 상기 탑재대의 상부에 있어 상기 플라즈마 생성 장치와 상기 탑재대 사이에 배치되며,
    박리된 상기 이물은 상기 플라즈마 중의 전자와 충돌하여 부(-)로 대전되고,
    부(-)로 대전된 상기 이물은, 상기 플라즈마를 소멸시킨 후에, 상기 부(-)로 대전된 이물과 상기 이물 흡착 부재 간의 정전기적 인력에 의해 상기 이물 흡착 부재 상에 흡착되고,
    상기 생성 단계 및 상기 소멸 단계를 교대로 반복하고,
    상기 이물 흡착 부재를 적어도 상기 소멸 단계에 있어서 정전위로 하는 것을 특징으로 하는 구성부품의 세정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 생성 단계에서는 상기 플라즈마를 제 １ 소정 시간에 걸쳐서 생성하고,
    상기 소멸 단계에서는 상기 플라즈마를 제 ２ 소정 시간에 걸쳐서 소멸시키며,
    상기 제 １ 소정 시간은, 플라즈마의 스퍼터링에 의해 상기 구성부품으로부터 적어도 일부의 상기 이물이 박리되는데 걸리는 시간이며,
    상기 제 ２ 소정 시간은 적어도 일부의 상기 박리된 이물이 상기 이물 흡착 부재의 정전위에 의해 끌어당겨져 상기 이물 흡착 부재에 도달하는데 걸리는 시간인 것을 특징으로 하는
    구성부품의 세정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 생성 단계 및 상기 소멸 단계의 반복을 펄스파적으로 행하고, 상기 펄스파의 주파수는 10Hz 내지 100Hz인 것을 특징으로 하는 구성부품의 세정 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 생성 단계 및 상기 소멸 단계의 반복을 사인파적으로 행하는 것을 특징으로 하는 구성부품의 세정 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 생성 단계에 있어서, 표면파 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 생성 장치에 의해 상기 플라즈마를 상기 처리실 내에 충전하는 것을 특징으로 하는 구성부품의 세정 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소멸 단계에 있어서, 상기 구성부품을 부전위로 하는 것을 특징으로 하는 구성부품의 세정 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 생성 단계에 있어서, 상기 구성부품에 바이어스 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 구성부품의 세정 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 생성 단계에 있어서, 상기 구성부품에 열, 충격 및 진동 중 적어도 하나를 부여하는 것을 특징으로 하는 구성부품의 세정 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이물 흡착 부재는 상기 이물을 얽히게 하여 잡는 포착부를 갖는 것을 특징으로 하는 구성부품의 세정 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 기판 건조 세정 장치이고, 상기 구성부품은 이물 포집판이며, 상기 이물 흡착 부재는 더미 웨이퍼이고,
    상기 기판 건조 세정 장치는 상기 처리실 내에 배치되어 상기 더미 웨이퍼를 탑재하는 탑재대를 구비하며,
    상기 처리실 내로 반입된 상기 더미 웨이퍼는 상기 탑재대를 덮는 것을 특징으로 하는
    구성부품의 세정 방법.
  11. 삭제
  12. 처리실과, 적어도 일부가 상기 처리실 내에 노출되고 이물이 부착된 구성부품을 구비하며, 상기 처리실 내에 대하여 이물 흡착 부재를 반출입 가능한 기판 처리 장치에 있어서의 구성부품의 세정 방법을 컴퓨터로 실행시키는 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 있어서,
    상기 세정 방법은,
    상기 이물 흡착 부재를 상기 처리실 내의 탑재대에 탑재하는 탑재 단계와,
    상기 이물 흡착 부재보다도 상기 구성부품에 가까운 곳에서 플라즈마 생성 장치로부터 플라즈마를 생성시켜, 상기 플라즈마 중의 양이온의 스퍼터링에 의해 상기 구성부품으로부터 상기 이물을 박리하는 생성 단계와,
    상기 플라즈마를 소멸시키는 소멸 단계와,
    상기 처리실 내로부터 상기 이물 흡착 부재를 반출하는 반출 단계
    를 포함하되,
    상기 구성부품은 상기 탑재대의 상부에 있어 상기 플라즈마 생성 장치와 상기 탑재대 사이에 배치되며,
    박리된 상기 이물은 상기 플라즈마 중의 전자와 충돌하여 부(-)로 대전되고,
    부(-)로 대전된 상기 이물은, 상기 플라즈마를 소멸시킨 후에, 상기 부(-)로 대전된 이물과 상기 이물 흡착 부재 간의 정전기적 인력에 의해 상기 이물 흡착 부재 상에 흡착되고,
    상기 생성 단계 및 상기 소멸 단계를 교대로 반복하고,
    상기 이물 흡착 부재를 적어도 상기 소멸 단계에 있어서 정전위로 하는 것을 특징으로 하는
    컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 이물 흡착 부재의 상기 탑재 단계는 복수의 기판을 상기 처리실 내에서 순차적으로 처리한 후에 실행되고,
    상기 구성부품은 상기 기판을 처리하는 동안에 상기 처리실 내에 마련되는
    구성부품의 세정 방법.
  14. 삭제
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