JP2002367967A - プラズマ処理方法及びその装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及びその装置Info
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- JP2002367967A JP2002367967A JP2001171995A JP2001171995A JP2002367967A JP 2002367967 A JP2002367967 A JP 2002367967A JP 2001171995 A JP2001171995 A JP 2001171995A JP 2001171995 A JP2001171995 A JP 2001171995A JP 2002367967 A JP2002367967 A JP 2002367967A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッチング処理により基板に生じた帯電を除
去することが可能なプラズマ処理方法及びその装置を提
供する。 【解決手段】 ガス供給装置１８より窒素又は酸素ガス
を導入し、真空容器１内圧力を１０Ｐａに調圧し、低電
力の高周波電力（例：５０Ｗ以上）を印加する途中で小
突き上げ機構２５により基板２を約１ｍｍ持ち上げるこ
とにより、基板裏面と電極表面６ａ間で間に回り込んだ
離電子とイオンを介して放電が安定して起こり両者の間
に残留電荷は中和されてプラズマ処理後の残留電荷によ
るパーティクル付着を少なくすることが出来る。
去することが可能なプラズマ処理方法及びその装置を提
供する。 【解決手段】 ガス供給装置１８より窒素又は酸素ガス
を導入し、真空容器１内圧力を１０Ｐａに調圧し、低電
力の高周波電力（例：５０Ｗ以上）を印加する途中で小
突き上げ機構２５により基板２を約１ｍｍ持ち上げるこ
とにより、基板裏面と電極表面６ａ間で間に回り込んだ
離電子とイオンを介して放電が安定して起こり両者の間
に残留電荷は中和されてプラズマ処理後の残留電荷によ
るパーティクル付着を少なくすることが出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドライエッチング
装置や化学的気相成長装置（ＣＶＤ装置）等のＬＣＤ及
び半導体製造装置に関するもので、特に詳細にはプラズ
マ処理後の被処理基板の残留電荷を少なくしたプラズマ
処理装置に関する。
装置や化学的気相成長装置（ＣＶＤ装置）等のＬＣＤ及
び半導体製造装置に関するもので、特に詳細にはプラズ
マ処理後の被処理基板の残留電荷を少なくしたプラズマ
処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体製造装置に用いられるプラ
ズマ処理装置においては、基板に対する成膜工程におい
ても、回路パタン形成に用いられるドライエッチング工
程においても、基板温度を当該基板面内で均一に且つ一
定に制御することが要求されている。そのため、基板温
度の制御手段として、静電吸着電極を使用したプラズマ
処理装置が使用されている。
ズマ処理装置においては、基板に対する成膜工程におい
ても、回路パタン形成に用いられるドライエッチング工
程においても、基板温度を当該基板面内で均一に且つ一
定に制御することが要求されている。そのため、基板温
度の制御手段として、静電吸着電極を使用したプラズマ
処理装置が使用されている。
【０００３】以下に従来の静電吸着電極を使用したプラ
ズマ処理装置について説明する。
ズマ処理装置について説明する。
【０００４】第３図は従来のプラズマ処理装置における
反応室の断面図を示す。以下に従来のプラズマ処理装置
に付いて説明する。
反応室の断面図を示す。以下に従来のプラズマ処理装置
に付いて説明する。
【０００５】真空容器１は、エッチングガス供給装置１
８に接続されるガス導入口２０と真空排気装置１９とを
有する。
８に接続されるガス導入口２０と真空排気装置１９とを
有する。
【０００６】該真空容器１内には、表面が約１０15Ω・
ｃｍ以上の絶縁層であって内部に１対の内部電極８、９
を有して被処理基板２を静電吸着する静電吸着電極６を
備える。該内部電極８、９には、高周波カットフィルタ
１０を介して上記被処理基板２を静電吸着するための直
流電源１１、１２、及び高周波電力供給装置１３がコン
デンサ１４を介して接続されている。
ｃｍ以上の絶縁層であって内部に１対の内部電極８、９
を有して被処理基板２を静電吸着する静電吸着電極６を
備える。該内部電極８、９には、高周波カットフィルタ
１０を介して上記被処理基板２を静電吸着するための直
流電源１１、１２、及び高周波電力供給装置１３がコン
デンサ１４を介して接続されている。
【０００７】このように構成された従来のプラズマ処理
装置に付いて、以下にその動作を説明する。まず、真空
容器１とハンドリング部２１間を移動する為の扉である
ゲート２２を開け、ハンドリングアーム３０上にセット
している被処理基板２を真空容器１内の静電吸着電極６
上に載せる。
装置に付いて、以下にその動作を説明する。まず、真空
容器１とハンドリング部２１間を移動する為の扉である
ゲート２２を開け、ハンドリングアーム３０上にセット
している被処理基板２を真空容器１内の静電吸着電極６
上に載せる。
【０００８】次に、静電吸着電極６上に載置された被処
理基板２は、静電吸着電極６内の１対の内部電極８、９
に直流電源１１、１２にてそれぞれ＋電圧、−電圧が印
加されることで、静電吸着電極６表面に固定される。
理基板２は、静電吸着電極６内の１対の内部電極８、９
に直流電源１１、１２にてそれぞれ＋電圧、−電圧が印
加されることで、静電吸着電極６表面に固定される。
【０００９】真空容器１内を排気装置１９により排気を
行い、その後静電吸着された被処理基板２の裏面に冷却
用ガスＨｅを冷却ガス導入系１５より投入し、次に、ガ
ス供給装置１８よりガスを導入し圧力制御系１６にて真
空容器１内圧力を調圧し、そしてこの状態で、被処理基
板２に対して高周波の印加１３．５６ＭＨｚが高周波発
生電源１３より行われ処理が施される。
行い、その後静電吸着された被処理基板２の裏面に冷却
用ガスＨｅを冷却ガス導入系１５より投入し、次に、ガ
ス供給装置１８よりガスを導入し圧力制御系１６にて真
空容器１内圧力を調圧し、そしてこの状態で、被処理基
板２に対して高周波の印加１３．５６ＭＨｚが高周波発
生電源１３より行われ処理が施される。
【００１０】その後、ガス供給装置１８により真空容器
１内にＮ2ガスを供給し、ゲート２２を開け、突き上げ
機構２４が上昇し処理基板２が持ち上がった状態で、ハ
ンドリング部２１が被処理基板２の下に入り込み突き上
げ機構２４が降下することでハンドリング部２１に被処
理基板２が乗り真空容器１外へ運ばれる。
１内にＮ2ガスを供給し、ゲート２２を開け、突き上げ
機構２４が上昇し処理基板２が持ち上がった状態で、ハ
ンドリング部２１が被処理基板２の下に入り込み突き上
げ機構２４が降下することでハンドリング部２１に被処
理基板２が乗り真空容器１外へ運ばれる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のプラズマ処理装置においては、被処理基板２の材質、
静電吸着電極６の材質によっては、上記プラズマ処理
後、直流電源を遮断したとしても、静電吸着電極６中又
は、被処理基板２中に残留電荷によるクーロン力が残留
し、残留吸着力が生じる。これに対する対策として、従
来、被処理基板を破損など無く安定して静電吸着電極か
ら剥離する為に、低パワーの酸素又は窒素又は少量のエ
ッチングガスプラズマ放電により残留電荷を取り除いて
いた。
のプラズマ処理装置においては、被処理基板２の材質、
静電吸着電極６の材質によっては、上記プラズマ処理
後、直流電源を遮断したとしても、静電吸着電極６中又
は、被処理基板２中に残留電荷によるクーロン力が残留
し、残留吸着力が生じる。これに対する対策として、従
来、被処理基板を破損など無く安定して静電吸着電極か
ら剥離する為に、低パワーの酸素又は窒素又は少量のエ
ッチングガスプラズマ放電により残留電荷を取り除いて
いた。
【００１２】しかしながら上記プラズマ放電だけでは、
残留電荷は少し減少するがゼロ状態迄にはならず数十
（Ｖ）〜数百（Ｖ）の残留電荷が被処理基板上に残るこ
とになる。その結果基板は、真空容器内の微細なパーテ
ィクルを吸引し、処理後不規則なパーティクル増大と基
板の製品パターン欠陥発生の恐れを引き起こしている。
残留電荷は少し減少するがゼロ状態迄にはならず数十
（Ｖ）〜数百（Ｖ）の残留電荷が被処理基板上に残るこ
とになる。その結果基板は、真空容器内の微細なパーテ
ィクルを吸引し、処理後不規則なパーティクル増大と基
板の製品パターン欠陥発生の恐れを引き起こしている。
【００１３】そしてこの残留電荷は、電極からの基板剥
離時に、ある時は、基板から電極との間で放電を起こし
て消失したり、又ある時は放電せずそのまま基板上に残
留する。この事によってパーティクルの不規則な増減現
象を引き起こしていた。
離時に、ある時は、基板から電極との間で放電を起こし
て消失したり、又ある時は放電せずそのまま基板上に残
留する。この事によってパーティクルの不規則な増減現
象を引き起こしていた。
【００１４】また、連続的に搬送を行う中で残留電荷が
処理基板にあると、静電吸着電極から突き上げ機構２４
を介して処理済み基板２を剥離する際、処理済み基板が
飛び跳ねたり、図３の３’に示す如く傾いたり、割れた
りし搬送トラブルを引き起こす。このような事から上述
したプラズマ処理装置ではその動作信頼性に問題があ
る。
処理基板にあると、静電吸着電極から突き上げ機構２４
を介して処理済み基板２を剥離する際、処理済み基板が
飛び跳ねたり、図３の３’に示す如く傾いたり、割れた
りし搬送トラブルを引き起こす。このような事から上述
したプラズマ処理装置ではその動作信頼性に問題があ
る。
【００１５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、基板と静電吸着電極との離脱が問
題無く行え且つ基板に生じた電荷を完全に取り除き、工
程において基板に付着するパーティクルを少なくする基
板帯電除去が可能なプラズマ処理装置を提供することを
目的とする。
めになされたもので、基板と静電吸着電極との離脱が問
題無く行え且つ基板に生じた電荷を完全に取り除き、工
程において基板に付着するパーティクルを少なくする基
板帯電除去が可能なプラズマ処理装置を提供することを
目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明のプ
ラズマ処理方法は、真空容器内の電極上に載置され、プ
ラズマ処理を施された被処理基板を、弱い放電を行いな
がら前記電極より剥離する工程を有するものである。
ラズマ処理方法は、真空容器内の電極上に載置され、プ
ラズマ処理を施された被処理基板を、弱い放電を行いな
がら前記電極より剥離する工程を有するものである。
【００１７】本発明の第２の発明のプラズマ処理装置
は、真空排気装置とガス供給装置とを有する真空容器内
に電極と高周波電力供給機構を備えたプラズマ処理装置
において、前記電極上に載置された被処理基板を微小量
だけ電極より浮上させる為の小突き上げ機構を有するも
のである。
は、真空排気装置とガス供給装置とを有する真空容器内
に電極と高周波電力供給機構を備えたプラズマ処理装置
において、前記電極上に載置された被処理基板を微小量
だけ電極より浮上させる為の小突き上げ機構を有するも
のである。
【００１８】本発明では、上記構成により基板に対する
エッチング処理後に弱いプラズマを発生させ、プラズマ
発生中に電極表面から基板を持ち上げることにより遊離
した電子とイオン化したガスを基板の裏面と電極表面に
流し基板と電極表面間の放電を促進し、基板２に残って
いた残留電荷、及び静電吸着電極６の電極表面６ａの残
留電荷を中和し、基板の残留電荷を確実に減少させる。
エッチング処理後に弱いプラズマを発生させ、プラズマ
発生中に電極表面から基板を持ち上げることにより遊離
した電子とイオン化したガスを基板の裏面と電極表面に
流し基板と電極表面間の放電を促進し、基板２に残って
いた残留電荷、及び静電吸着電極６の電極表面６ａの残
留電荷を中和し、基板の残留電荷を確実に減少させる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について図
面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態にお
ける静電吸着電極を備えたプラズマ処理装置の概略断面
図を示す。同装置の全体的な構成は、図３にて説明した
従来の装置と同様であり同一番号を付した同一部分の説
明は省略する。
面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態にお
ける静電吸着電極を備えたプラズマ処理装置の概略断面
図を示す。同装置の全体的な構成は、図３にて説明した
従来の装置と同様であり同一番号を付した同一部分の説
明は省略する。
【００２０】図１において、基板保持台４は、アルミナ
誘電体部５とベース部７とから構成されている。このプ
ラズマ処理装置では、上記基板保持台４は、基板２を静
電吸着力にて保持することから、基板保持台４において
基板２の表面３と接触する部分には、厚さ５ｍｍのアル
ミナ誘電体からなる絶縁体にて形成されたアルミナ誘電
体部５が設けられている。該アルミナ誘電体部５の内部
には、上記基板２の表面３と接触するアルミナ誘電体部
５の表面から５００μｍの内部側にタングステンからな
る１対の内部電極８、９を内蔵している。又、アルミナ
誘電体部５の下部には、内部に冷却水路（図示せず）を
有するアルミニウム製ベース部７を設けている。さらに
基板保持台４には、基板２を基板保持台４より分離する
為の突き上げピン２３と突き上げ機構２４が設けられて
いる。また、除電中に基板２を突き上げる為の１ｍｍと
いう小ストロークの突き上げ機構２５を設けている。
誘電体部５とベース部７とから構成されている。このプ
ラズマ処理装置では、上記基板保持台４は、基板２を静
電吸着力にて保持することから、基板保持台４において
基板２の表面３と接触する部分には、厚さ５ｍｍのアル
ミナ誘電体からなる絶縁体にて形成されたアルミナ誘電
体部５が設けられている。該アルミナ誘電体部５の内部
には、上記基板２の表面３と接触するアルミナ誘電体部
５の表面から５００μｍの内部側にタングステンからな
る１対の内部電極８、９を内蔵している。又、アルミナ
誘電体部５の下部には、内部に冷却水路（図示せず）を
有するアルミニウム製ベース部７を設けている。さらに
基板保持台４には、基板２を基板保持台４より分離する
為の突き上げピン２３と突き上げ機構２４が設けられて
いる。また、除電中に基板２を突き上げる為の１ｍｍと
いう小ストロークの突き上げ機構２５を設けている。
【００２１】上記内部電極８は、高周波フィルタ１０を
介して正極の直流電源１１に接続され、上記内部電極９
は、高周波フィルタ１０を介して負極の直流電源１２に
接続されている。これらの直流電源１１、１２は、静電
吸着用の電源である。さらに、内部電極８、９には、内
部電極８、９と各高周波フィルタ１０との間に設けたコ
ンデンサ１４を介して１３．５６ＭＨｚの高周波電源１
３が接続されている。よって、内部電極８、９は、高周
波電源１３から高周波が印加された時には真空容器１の
内部にプラズマを発生させる電極としても用いられる。
介して正極の直流電源１１に接続され、上記内部電極９
は、高周波フィルタ１０を介して負極の直流電源１２に
接続されている。これらの直流電源１１、１２は、静電
吸着用の電源である。さらに、内部電極８、９には、内
部電極８、９と各高周波フィルタ１０との間に設けたコ
ンデンサ１４を介して１３．５６ＭＨｚの高周波電源１
３が接続されている。よって、内部電極８、９は、高周
波電源１３から高周波が印加された時には真空容器１の
内部にプラズマを発生させる電極としても用いられる。
【００２２】又、従来のプラズマ処理装置と同様に真空
容器１には、真空容器１内へ反応ガスとして例えば、Ｎ
2及びＣＦ4等を注入するガス供給装置１８が接続され、
又、真空容器１内の排気を行う排気装置１９が接続され
ている。
容器１には、真空容器１内へ反応ガスとして例えば、Ｎ
2及びＣＦ4等を注入するガス供給装置１８が接続され、
又、真空容器１内の排気を行う排気装置１９が接続され
ている。
【００２３】次に、上記構成を有する静電吸着装置を用
いた本実施形態におけるプラズマ処理装置の動作を説明
する。基板保持台４の上に基板２を載置する。そして、
直流電源１１、１２をおよそ±１０００Ｖ印加し基板保
持台４と基板２とを静電吸着させる。その状態でガス供
給装置１８より所定のプラズマ処理のガスを導入し、真
空容器１内の圧力を例えば、１０Ｐａになるよう排気装
置１９により調整し、電極８、９に１３．５６ＭＨｚの
高周波電源１３から高周波電力を約１分間印加し、真空
容器１内にプラズマを発生させエッチング処理を行う。
この時点で、基板２に対する所定のエッチングが完了
し、これと同時に直流電源１１、１２の電圧印加を停止
するが、基板表面３と電極表面６ａには、一般に数百Ｖ
の電荷が溜まっている。
いた本実施形態におけるプラズマ処理装置の動作を説明
する。基板保持台４の上に基板２を載置する。そして、
直流電源１１、１２をおよそ±１０００Ｖ印加し基板保
持台４と基板２とを静電吸着させる。その状態でガス供
給装置１８より所定のプラズマ処理のガスを導入し、真
空容器１内の圧力を例えば、１０Ｐａになるよう排気装
置１９により調整し、電極８、９に１３．５６ＭＨｚの
高周波電源１３から高周波電力を約１分間印加し、真空
容器１内にプラズマを発生させエッチング処理を行う。
この時点で、基板２に対する所定のエッチングが完了
し、これと同時に直流電源１１、１２の電圧印加を停止
するが、基板表面３と電極表面６ａには、一般に数百Ｖ
の電荷が溜まっている。
【００２４】この電荷を完全に取り除く為、引き続き真
空容器１内に残留しているエッチングガスを取り除く為
に、排気装置１９により排気を行いその後、ガス供給装
置１８より窒素又は酸素ガス等を導入して真空容器１内
の圧力を例えば、１０Ｐａになるようコンダクタンスバ
ルブを調整し、１３．５６ＭＨｚの高周波電源１３から
低電力の高周波電力（例：５０Ｗ以下）を数秒から数十
秒印加する。そして、第２図に示す如く印加途中で基板
小突き上げ機構２５により、基板保持台４より基板２を
約１ｍｍ程度浮かせる。この事により基板裏面と電極表
面６ａ間で、間に回り込んだ離電子とイオンを介して放
電が安定して起こり両者の間の残留電荷は、ほぼ中和さ
れる。
空容器１内に残留しているエッチングガスを取り除く為
に、排気装置１９により排気を行いその後、ガス供給装
置１８より窒素又は酸素ガス等を導入して真空容器１内
の圧力を例えば、１０Ｐａになるようコンダクタンスバ
ルブを調整し、１３．５６ＭＨｚの高周波電源１３から
低電力の高周波電力（例：５０Ｗ以下）を数秒から数十
秒印加する。そして、第２図に示す如く印加途中で基板
小突き上げ機構２５により、基板保持台４より基板２を
約１ｍｍ程度浮かせる。この事により基板裏面と電極表
面６ａ間で、間に回り込んだ離電子とイオンを介して放
電が安定して起こり両者の間の残留電荷は、ほぼ中和さ
れる。
【００２５】その後、基板２は再度電極上に置くか、又
は、そのまま突き上げ機構２４の駆動によりウエハ突き
上げピン２３でさらに上昇させてゲート２２が開き、ア
ーム２１が進入して基板２を真空容器１外に運び出しプ
ラズマ処理を終了する。
は、そのまま突き上げ機構２４の駆動によりウエハ突き
上げピン２３でさらに上昇させてゲート２２が開き、ア
ーム２１が進入して基板２を真空容器１外に運び出しプ
ラズマ処理を終了する。
【００２６】上記本実施形態によれば基板２の残留電
荷、及び、基板保持台４の表面に構成されているアルミ
ナ誘電体５の残留電荷共に除去され数Ｖになる。
荷、及び、基板保持台４の表面に構成されているアルミ
ナ誘電体５の残留電荷共に除去され数Ｖになる。
【００２７】この事によりプラズマ処理後の残留電荷に
より真空容器１内で及び、基板搬送中に基板に付着する
パーティクルを少なくすることが可能となる。
より真空容器１内で及び、基板搬送中に基板に付着する
パーティクルを少なくすることが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明のプラズマ処
理装置ではプラズマエッチング後の弱いプラズマ発生中
に、基板を基板保持台から浮かせることにより、基板及
び、基板保持台表面のアルミナ誘電層の帯電量を完全に
除去できる。よって、基板の表面に付着する微細なパー
ティクルを吸い寄せることがなくなり微細エッチング加
工においてデバイス品質が向上する。
理装置ではプラズマエッチング後の弱いプラズマ発生中
に、基板を基板保持台から浮かせることにより、基板及
び、基板保持台表面のアルミナ誘電層の帯電量を完全に
除去できる。よって、基板の表面に付着する微細なパー
ティクルを吸い寄せることがなくなり微細エッチング加
工においてデバイス品質が向上する。
【００２９】又、枚葉処理を行う際、基板保持台から基
板を分離する時基板が跳ねることはなくなり装置搬送系
の信頼性が高まる。
板を分離する時基板が跳ねることはなくなり装置搬送系
の信頼性が高まる。
【図１】本発明の一実施形態におけるプラズマ処理装置
の構成を示す図
の構成を示す図
【図２】図１に示すプラズマ処理装置の動作説明図
【図３】従来のプラズマ処理装置の構成を示す図
１ 真空容器 ２ 基板 ６ 静電吸着電極 １８ ガス供給装置 ２３ 突き上げピン ２５ 小突き上げ機構
フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼田 義廣 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5F004 AA14 AA16 BA04 BB13 BB18 BB22 BB25 BC06 BD04 CA01 CA03 DA01 DA25 DA26 FA08 5F045 AA08 BB08 BB15 DQ10 EH13 EJ02 EJ10 EM05 EM10 EN04
Claims (2)
- 【請求項１】 真空容器内の電極上に載置され、プラズ
マ処理を施された被処理基板を、弱い放電を行いながら
前記電極より剥離する工程を有するプラズマ処理方法。 - 【請求項２】 真空排気装置とガス供給装置とを有する
真空容器内に電極と高周波電力供給機構を備えたプラズ
マ処理装置において、前記電極上に載置された被処理基
板を微小量だけ電極より浮上させる為の小突き上げ機構
を有するプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001171995A JP2002367967A (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | プラズマ処理方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001171995A JP2002367967A (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | プラズマ処理方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002367967A true JP2002367967A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19013684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001171995A Pending JP2002367967A (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | プラズマ処理方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002367967A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100671162B1 (ko) | 2004-12-30 | 2007-01-17 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 웨이퍼에 흡착된 플라즈마 양이온의 방전 방법 |
| KR100801857B1 (ko) | 2006-08-24 | 2008-02-11 | 피에스케이 주식회사 | 기판 에싱 방법 |
| JP2008112854A (ja) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
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