JP6259610B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体デバイス、フラットパネルディスプレイ用基板等の製造に用いられる処理室内に設置されたステージの製造方法と、これを用いたプラズマ処理装置に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a stage installed in a processing chamber used for manufacturing semiconductor devices, flat panel display substrates, and the like, and a plasma processing apparatus using the same.
半導体デバイスやフラットパネルディスプレイなどの製造工程では、所望のパターンを形成するために、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)やプラズマエッチング等の加工技術が用いられている。このようなプラズマ処理装置では、ウエハ等の被処理基板を処理室内に配置されたステージに設置し、例えば、Ar，O2 ，N2 ，CHF3 ，CH4 ，C5F8 ，C4F8 ，CF4 ，SF6 ，NF3 ，HBr，Cl2 ，BCl3 等の処理ガスを処理室に供給する。
In manufacturing processes of semiconductor devices, flat panel displays, and the like, processing techniques such as plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) and plasma etching are used to form a desired pattern. In such a plasma processing apparatus, a substrate to be processed such as a wafer is placed on a stage disposed in a processing chamber, and for example, Ar, O 2 , N 2 , CHF 3 , CH 4 , C 5 F 8 , C 4 F Process gas such as 8 , CF 4 , SF 6 , NF 3 , HBr, Cl 2 , BCl 3 is supplied to the process chamber.
処理室内の圧力は、ターボ分子ポンプとドライポンプを組み合わせた排気手段と、例えばバタフライバルブ等の圧力調整手段によって所望の圧力に調整される。処理室が所望の圧力に到達した後に、プラズマ生成用のソース高周波電力を印加して処理ガスをプラズマ化し、入射イオン制御用のバイアス高周波電力を被処理基板に印加することによって被処理基板に成膜やエッチングを行う。
The pressure in the processing chamber is adjusted to a desired pressure by an exhaust unit combining a turbo molecular pump and a dry pump, and a pressure adjusting unit such as a butterfly valve. After the processing chamber reaches a desired pressure, plasma is generated by applying source high-frequency power for plasma generation, and bias high-frequency power for controlling incident ions is applied to the substrate to be processed. Film and etch.
プラズマエッチングでは、種類の異なる膜が積層された被処理基板を処理するため、膜種に応じたエッチング条件が必要となる。加工寸法の微細化によって、所望なエッチング形状を満たすためのエッチング条件がますます厳しくなっている。エッチング条件のパラメータの一例としては、ガス種、圧力、ソース高周波電力、バイアス高周波電力、ステージ温度等があり、例えば特許文献1に記載では、ステージ内に形成したヒータや被処理基板とステージ表面の間に供給するHeガスの圧力によってエッチングする膜種毎にステージ温度を変更する方法が示されている。また、同じ膜種であっても、エッチング処理の初期と中盤と終盤でエッチング条件が異なる場合があり、例えばエッチング処理の終盤では、エッチングしている膜の下層にある膜との選択比が必要になるため、下層の膜がエッチングされにくい条件に変更する場合がある。
In plasma etching, a substrate to be processed on which different types of films are stacked is processed, so that etching conditions according to the film type are required. With the miniaturization of the processing dimensions, the etching conditions for satisfying a desired etching shape are becoming more severe. Examples of etching condition parameters include gas type, pressure, source high-frequency power, bias high-frequency power, stage temperature, and the like.For example, in Patent Document 1, the heater formed in the stage, the substrate to be processed, and the stage surface A method is shown in which the stage temperature is changed for each type of film to be etched by the pressure of He gas supplied therebetween. Also, even with the same film type, the etching conditions may be different between the initial stage, the middle stage, and the final stage of the etching process. For example, at the final stage of the etching process, a selection ratio with the film below the film being etched is required. Therefore, the conditions may be changed to a condition in which the lower layer film is difficult to be etched.
このように、１枚の被処理基板を処理するための処理条件は複数のエッチングステップによって構成されている。マスク形状に沿って積層膜をエッチングして所望のパターンを形成していくが、例えばエッチング中にパターン上に異物が付着すると、この異物がマスクとなってパターンのショートや断線の原因となり、デバイス欠陥が生じることになり歩留まりが悪化する。積層膜は複数のエッチングステップによって処理されるため、エッチング中に異物が付着する確率が高くなり、歩留まりが更に悪化する可能性がある。そのため、エッチング中の異物付着を抑制する方法が提案されている。
Thus, the processing conditions for processing one substrate to be processed are configured by a plurality of etching steps. The laminated film is etched along the mask shape to form a desired pattern. For example, if foreign matter adheres to the pattern during etching, the foreign matter acts as a mask to cause pattern short-circuiting or disconnection. Defects occur and the yield deteriorates. Since the laminated film is processed by a plurality of etching steps, there is a high probability that foreign matters will adhere during etching, and the yield may be further deteriorated. Therefore, a method for suppressing foreign matter adhesion during etching has been proposed.
例えば、特許文献２に記載のように、第一の処理ステップと第二の処理ステップの間に、プラズマ放電を継続させるための移行ステップを設ける方法がある。また、特許文献３に記載のように、プラズマをONおよびOFFさせる際に、ウエハ上に凸型のシースを形成する方法がある。
For example, as described in Patent Document 2, there is a method of providing a transition step for continuing plasma discharge between a first processing step and a second processing step. Further, as described in Patent Document 3, there is a method of forming a convex sheath on a wafer when plasma is turned on and off.
例えば特許文献１に記載しているような、エッチングする膜種毎にステージ温度を変更する処理方法では、温度変更に時間がかかるため、所定の温度に達するまで次の膜のエッチングを開始することができない。つまり、特許文献２に記載の方法では、移行ステップでアルゴン(Ar)プラズマを生成することにより、第一の処理ステップから第二の処理ステップまで放電を維持しているため、膜種毎にステージ温度を変えるような場合では温度変更が完了するまで移行ステップのArプラズマを維持することになる。
For example, in the processing method in which the stage temperature is changed for each type of film to be etched as described in Patent Document 1, it takes time to change the temperature. Therefore, the etching of the next film is started until the predetermined temperature is reached. I can't. That is, in the method described in Patent Document 2, since the discharge is maintained from the first processing step to the second processing step by generating argon (Ar) plasma in the transition step, a stage is provided for each film type. In the case of changing the temperature, the Ar plasma in the transition step is maintained until the temperature change is completed.
Arプラズマを放電している最中はバイアス高周波電力の印加を停止しているものの、長時間のArプラズマにウエハが曝されることになるため、膜にダメージを与える可能性がある。積層膜の各層の膜厚が薄い場合は、その影響が顕著になる。
While the application of bias high-frequency power is stopped while the Ar plasma is being discharged, the wafer is exposed to the Ar plasma for a long time, which may damage the film. When the thickness of each layer of the laminated film is thin, the effect becomes significant.
したがって、エッチング中の異物付着を抑制する方法として、処理ステップと処理ステップの間を放電で継続することは好ましくない。また、この従来技術では第一の処理ステップから第二の処理ステップに移行する際の異物付着について着目しているが、処理ステップの最終ステップでは、エッチングガスによるプラズマによって処理を終了している。この際、処理が終了した際のプラズマOFF時にシースにトラップされていた異物がウエハに付着してしまい処理の歩留まりが損われてしまうことについては、これらの従来技術では何ら考慮されていない。
Therefore, it is not preferable to continue discharge between processing steps as a method for suppressing adhesion of foreign matter during etching. Further, in this prior art, attention is paid to the adhesion of foreign matters when shifting from the first processing step to the second processing step. However, in the final step of the processing step, the processing is terminated by plasma with an etching gas. At this time, these conventional techniques do not take into consideration that the foreign matter trapped in the sheath when the plasma is turned off when the processing is completed adheres to the wafer and the processing yield is impaired.
さらに、特許文献３に記載の従来技術では、プラズマをONおよびOFFさせる際にバイアス高周波電力を印加することによって、ウエハ上に凸型のシースを形成している。しかしながら、例えばプラズマをOFFする際、処理対象の膜のエッチング処理が終了しても、プロセスガスによるプラズマを維持した状態で異物除去ステップ用としてバイアス高周波電力をわずかに印加するため、ウエハへのイオンの引き込みを促進することになり膜のエッチングが進行する。
Further, in the prior art described in Patent Document 3, a convex sheath is formed on the wafer by applying a bias high-frequency power when the plasma is turned on and off. However, for example, when the plasma is turned off, even if the etching process of the film to be processed is completed, the bias high frequency power is slightly applied for the foreign substance removal step while maintaining the plasma by the process gas. As a result, the film is etched.
さらに、マスク形状も変化するためエッチングした加工形状が所期のものと異なってしまう虞がある。このような影響は積層膜の各層の膜厚が薄い場合に顕著になる。このような所期の加工の結果が得られず許容範囲外となった場合にも、処理の歩留まりが損われることになる。
Furthermore, since the mask shape also changes, the etched shape may be different from the intended one. Such an effect becomes remarkable when the film thickness of each layer of the laminated film is thin. Even when the intended processing result cannot be obtained and the result is outside the allowable range, the processing yield is impaired.
本発明の目的は、上記の課題を解決し、処理の歩留まりを向上させたプラズマ処理装置またはプラズマ処理方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus or a plasma processing method that solves the above-described problems and improves the processing yield.
上記目的は、真空容器内部に配置された処理室と、この処理室内に配置されウエハがその上面に載せられるステージと、前記処理室内の前記ステージ上方の空間にプラズマを生成するため供給される電界の生成手段と、前記処理室内に処理用のガスを供給するための処理ガス供給手段と、前記処理室を減圧するための排気手段と、前記ステージの温度を調節する温度調節手段と、前記ウエハ上方にバイアス電位を形成するために前記ステージに印加される高周波電力を供給する高周波電源とを備え、前記処理室内に前記処理用のガスを供給して形成した前記プラズマを用いて前記ウエハを処理するプラズマ処理装置であって、
前記ウエハの処理対象の膜の処理の終了後、前記高周波電力の供給を停止した状態で、前記処理室内への前記処理用のガスを停止するとともに不活性ガスの導入を開始し、前記電界の強度を前記処理対象の膜の処理中の値から小さくして前記処理室内にプラズマを所定の期間だけ形成するプラズマ処理装置により達成される。
The object is to provide a processing chamber disposed inside the vacuum vessel, a stage disposed in the processing chamber on which a wafer is placed, and an electric field supplied to generate plasma in a space above the stage in the processing chamber. Generating means, processing gas supply means for supplying processing gas into the processing chamber, exhaust means for decompressing the processing chamber, temperature adjusting means for adjusting the temperature of the stage, and the wafer A high-frequency power supply for supplying a high-frequency power applied to the stage to form a bias potential above, and processing the wafer using the plasma formed by supplying the processing gas into the processing chamber A plasma processing apparatus,
After completion of the processing of the processing target layer of the wafer, the state of stopping the supply of high frequency power, initiates the introduction of inert gas to stop the gas for the process to the process chamber, the electric field This is achieved by a plasma processing apparatus in which the intensity is reduced from a value during processing of the film to be processed and plasma is formed in the processing chamber for a predetermined period.
また、上記目的は、真空容器内部に配置された処理室内に配置されたステージ上面にウエハを載置し、前記処理室内を減圧しつつ処理用のガスを供給し前記処理室内に電界を供給して前記ステージ上方の空間にプラズマを生成して、前記ステージに高周波電源から高周波電力を供給して前記ウエハ上方にバイアス電位を形成つつ、前記ウエハを処理するプラズマ処理方法であって、前記ウエハの処理対象の膜の処理の終了後、前記高周波電力の供給を停止した状態で、前記処理室内への前記処理用のガスを停止するとともに不活性ガスの導入を開始し、前記電界の強度を前記処理対象の膜の処理中の値から小さくして前記処理室内にプラズマを所定の期間だけ形成するプラズマ処理方法により達成される。
Further, the object is to place a wafer on an upper surface of a stage disposed in a processing chamber disposed inside a vacuum vessel, supply a processing gas while decompressing the processing chamber, and supply an electric field to the processing chamber. A plasma processing method for generating a plasma in a space above the stage, and processing the wafer while forming a bias potential above the wafer by supplying a high-frequency power from a high-frequency power source to the stage. after completion of the processing of film to be processed, wherein in a state of stopping the supply of high frequency power, initiates the introduction of inert gas to stop the gas for the processing to the processing chamber, wherein an intensity of the electric field This is achieved by a plasma processing method in which plasma is formed in the processing chamber only for a predetermined period by reducing the value during processing of the film to be processed.
本発明の実施の形態を以下図面を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の実施例を図１乃至７を用いて説明する。本実施例は、半導体デバイスの製造や検査の分野に限定されるものではなく、フラットパネルディスプレイの製造や、プラズマを用いた処理装置等、様々な分野に適用可能であるが、ここでは、半導体デバイス製造用のプラズマエッチング装置を例にとって実施例を示す。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is not limited to the field of semiconductor device manufacturing and inspection, but can be applied to various fields such as flat panel display manufacturing and plasma processing equipment. An embodiment will be described taking a plasma etching apparatus for device manufacture as an example.
図１は、本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。本実施例に係るプラズマ処理装置は、電界としてマイクロ波を用いたものであって、真空容器内部の処理室内にマイクロ波とコイルにより発生させた磁界とを供給し、処理室内のガスをECR（ELECTRON CYCLOTRON RESONANCE：電子サイクロトロン共鳴）によって励起してプラズマを形成して、処理室内に配置された半導体ウエハ等の基板状の試料をエッチングする装置である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The plasma processing apparatus according to the present embodiment uses microwaves as an electric field, supplies a microwave and a magnetic field generated by a coil to the processing chamber inside the vacuum vessel, and converts the gas in the processing chamber to ECR ( ELECTRON CYCLOTRON RESONANCE (Electron Cyclotron Resonance) is an apparatus that forms plasma and etches a substrate-like sample such as a semiconductor wafer placed in a processing chamber.
本図において、円筒形を有した真空容器１内部の空間であってプラズマ１５が形成されて被処理基板であるウエハ４に処理が実施される円筒形の処理室７の下方には、ウエハ４がその上面に載置されるステージ６が配置されている。ステージ６内部には、プラズマ処理中にウエハ４にバイアス電位形成用の高周波電力が印加される金属等の導電性を有した円板または円筒形の電極用の部材が配置されており、この電極は高周波電力を印加するためのバイアス高周波電源１４がインピーダンス整合機１３を介して電気的に接続されている。
In this figure, a space inside the vacuum vessel 1 having a cylindrical shape, in which plasma 15 is formed and a wafer 4 which is a substrate to be processed is processed below the cylindrical processing chamber 7 is a wafer 4. Is placed on the upper surface thereof. Inside the stage 6, there is disposed a disk or cylindrical electrode member having conductivity such as metal to which a high frequency power for forming a bias potential is applied to the wafer 4 during plasma processing. A bias high frequency power source 14 for applying high frequency power is electrically connected through an impedance matching machine 13.
処理室７は処理または内部でウエハが搬送されている状態では、内部が排気されて減圧され所定の真空度に維持されている。このような真空度を維持するために、処理室７の上部には上記の真空度の内部と外部との圧力差による外力に耐えられる強度を有した円板状の石英製のセラミックプレート３が配置されている。さらに、このセラミックプレート３の下方には、これの下面と間隙８を有して配置され、中央部に処理ガスを処理室７内に導入するための複数の貫通穴９が配置された円板形状を有したシャワープレート２が備えられている。
The processing chamber 7 is evacuated and depressurized to maintain a predetermined degree of vacuum when processing or a wafer is being transferred inside. In order to maintain such a degree of vacuum, a disc-shaped quartz ceramic plate 3 having a strength capable of withstanding an external force due to a pressure difference between the inside and outside of the degree of vacuum is provided above the processing chamber 7. Has been placed. Further, below the ceramic plate 3, a disc having a lower surface thereof and a gap 8 is disposed, and a plurality of through holes 9 for introducing a processing gas into the processing chamber 7 are disposed at the center. A shower plate 2 having a shape is provided.
処理室７内に導入される処理ガスは、図示しないガス源から間隙８と連結された管路を通して、管路上に配置されたガス流量制御手段１０により流量が調節されつつ間隙８に供給され、均一に供給されるべく間隙８内で拡散した後複数の貫通穴９から下方の処理室７に向けて供給される。真空容器１の下方にはターボ分子ポンプ等の排気ポンプである排気手段１２が処理室７内部と連通するよう連結されており、排気手段１２と処理室７の下部の排気用の円形の開口との間には圧力検出手段１１と処理室７からの排気の流量や速度を複数の板状のフラップを軸周りに回転させて流路の断面積を増減することで調節する処理室７内の圧力調整手段であるバタフライバルブ１６とが備えられている。
The processing gas introduced into the processing chamber 7 is supplied to the gap 8 while the flow rate is adjusted by the gas flow rate control means 10 disposed on the pipe line through a pipe line connected to the gap 8 from a gas source (not shown), After being diffused in the gap 8 so as to be supplied uniformly, it is supplied from the plurality of through holes 9 toward the lower processing chamber 7. Below the vacuum vessel 1, an exhaust unit 12, which is an exhaust pump such as a turbo molecular pump, is connected to communicate with the inside of the processing chamber 7, and the exhaust unit 12 and a circular opening for exhaust under the processing chamber 7 are provided. Between the pressure detection means 11 and the processing chamber 7, the flow rate and speed of the exhaust from the processing chamber 7 are adjusted by rotating a plurality of plate-shaped flaps around the axis to increase or decrease the cross-sectional area of the flow path. A butterfly valve 16 serving as pressure adjusting means is provided.
処理室７のセラミックプレート３の上方には、マイクロ波を処理室７まで伝搬させるための導波管２１とこの導波管２１の一端部に配置されマイクロ波を発振して出力するマグネトロン発振器２０とが備えられている。また、処理室７の上方と側方とにこれを囲んで配置された磁場発生手段であるソレノイドコイル２２と２３が備えられている。
Above the ceramic plate 3 in the processing chamber 7, a waveguide 21 for propagating microwaves to the processing chamber 7 and a magnetron oscillator 20 disposed at one end of the waveguide 21 and oscillating and outputting the microwaves. And are provided. Further, solenoid coils 22 and 23 are provided as magnetic field generating means disposed around and above the processing chamber 7.
本実施例では、マグネトロン発振器２０から発振されたマイクロ波は導波管２１内を伝搬し、セラミックプレート３およびシャワープレート２を介して処理室７内部に導入される。処理室７内部でマイクロ波によって生じる電界とソレノイドコイル２２、２３により発生する磁界との相互作用によってECR（ELECTRON CYCLOTRON RESONANCE：電子サイクロトロン共鳴）が生起され、処理ガスの分子または原子が励起されてステージ６上方の処理室７内部の空間にプラズマ１５が生成される。
In this embodiment, the microwave oscillated from the magnetron oscillator 20 propagates in the waveguide 21 and is introduced into the processing chamber 7 through the ceramic plate 3 and the shower plate 2. The interaction between the electric field generated by the microwave inside the processing chamber 7 and the magnetic field generated by the solenoid coils 22 and 23 generates ECR (ELECTRON CYCLOTRON RESONANCE), and the molecules or atoms of the processing gas are excited to enter the stage. Plasma 15 is generated in the space inside the processing chamber 7 above 6.
図２を用いて、本実施例の動作を説明する。図２は、図１に示す実施例が単層膜を処理する際の時間の経過に対する動作の流れを示すタイムチャートである。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a time chart showing the flow of operation over time when the embodiment shown in FIG. 1 processes a single layer film.
点ａは、エッチング処理を行う前を示している。この時点では、処理室７の圧力を調整するためのバタフライバルブ１６の開度は１００%になっており、処理室７は高真空状態にある。
A point a indicates before performing the etching process. At this time, the opening degree of the butterfly valve 16 for adjusting the pressure in the processing chamber 7 is 100%, and the processing chamber 7 is in a high vacuum state.
点ｂは、ウエハ４の表面に予め配置された処理対象の膜が単層膜である場合のエッチング条件において、プロセスガスが処理室７に供給され始める時点を示している。そして、点ｂからｃまでの間の期間は、処理室７の圧力を調整するためバタフライバルブ１６が動作し開度が当初の１００％から変化していることを示している。
A point b indicates a point in time when the process gas starts to be supplied to the processing chamber 7 under the etching conditions in the case where the film to be processed previously disposed on the surface of the wafer 4 is a single layer film. A period between points b and c indicates that the butterfly valve 16 is operated to adjust the pressure in the processing chamber 7 and the opening degree is changed from the initial 100%.
処理室７内に処理ガスが供給されつつ排気手段１２による処理室７内の排気が実施され、これらのバランスにより処理室７の圧力が所定の圧力に達して安定したと判定された点ｃにおいて、処理室７内にマイクロ波の電界とソレノイドコイル２２，２３からの磁界とが供給され、処理ガスを用いてプラズマが生成される。この状態でバイアス高周波電力がステージ６内の電極に印加されることにより、ウエハ４上に形成されたバイアス電位とプラズマの電位との電位差に応じて、ウエハ４上に荷電粒子であるイオンが引き込まれて単層膜のエッチング処理が開始される。
While the processing gas is being supplied into the processing chamber 7, the exhaust unit 12 exhausts the processing chamber 7, and at a point c where it has been determined that the pressure in the processing chamber 7 has reached a predetermined pressure and is stable due to the balance between them. A microwave electric field and magnetic fields from the solenoid coils 22 and 23 are supplied into the processing chamber 7, and plasma is generated using the processing gas. In this state, bias high frequency power is applied to the electrodes in the stage 6, whereby ions as charged particles are drawn onto the wafer 4 according to the potential difference between the bias potential formed on the wafer 4 and the plasma potential. Then, the etching process of the single layer film is started.
点ｄは、単層膜のエッチングが終了した時点を示しており、この時点でエッチング処理が終了され、バイアス高周波電力の供給が停止（OFF）され、処理ガスの供給が停止される。本実施例では、この時点で、エッチング処理中に処理室７内に発生した反応生成物等の粒子がウエハ４に付着して異物となることを抑制するために、処理ガスと不活性ガスとを切替えて処理室７内に供給しつつ、かつマイクロ波の電界の強度を低減させた状態で処理室７内にプラズマを生成する。この際、上記高周波電力はステージ６には供給されていない（OFFの状態の）である。
A point d indicates a point in time when the etching of the single layer film is finished. At this point, the etching process is finished, the supply of the bias high-frequency power is stopped (OFF), and the supply of the processing gas is stopped. In this embodiment, at this time, in order to prevent particles such as reaction products generated in the processing chamber 7 during the etching process from adhering to the wafer 4 and becoming foreign matters, a processing gas and an inert gas are used. Is generated and plasma is generated in the processing chamber 7 in a state where the intensity of the electric field of the microwave is reduced. At this time, the high-frequency power is not supplied to the stage 6 (in an OFF state).
処理ガスと不活性ガスとの供給を切替える際に、バタフライバルブ１６の開度は全開(１００%)まで動作させずに、例えば、単層膜のエッチング時のもの、あるいは不活性ガスが安定して放電する条件のものをバタフライバルブ１６の開度として用いている。処理室７内に供給されるガスを処理ガスから不活性ガスに変化させる目的は、ウエハ４への生成物等処理室７内の粒子の付着および処理室７の状態の変化を抑制するためである。
When the supply of the processing gas and the inert gas is switched, the opening of the butterfly valve 16 does not operate until it is fully opened (100%), for example, when etching a single layer film or the inert gas is stabilized. In this case, the opening degree of the butterfly valve 16 is used. The purpose of changing the gas supplied into the processing chamber 7 from the processing gas to the inert gas is to suppress adhesion of particles in the processing chamber 7 such as products to the wafer 4 and a change in the state of the processing chamber 7. is there.
以下、ウエハ４への異物の生起（粒子の付着）を抑制する点について、まず、シースによる異物のトラップ効果及びラジカルによるリフトオフによる異物の生起を説明する。処理ガスを用いて生成されたプラズマは、内側で解離の反応が起きるため、その電子温度が低下しウエハ４上に形成されるシースの電位が下がることになる。その結果、シースの厚さが小さくなるため、シースによる異物のトラップ効果が小さくなり、異物がウエハに付着する可能性が高くなる。
Hereinafter, with respect to the suppression of the occurrence of foreign matter (particle adhesion) on the wafer 4, the foreign matter trapping effect by the sheath and the occurrence of foreign matter by radical lift-off will be described. Since the plasma generated using the processing gas undergoes a dissociation reaction on the inside, the electron temperature is lowered, and the potential of the sheath formed on the wafer 4 is lowered. As a result, the thickness of the sheath is reduced, so that the foreign substance trap effect by the sheath is reduced, and the possibility that the foreign substance adheres to the wafer increases.
一方、不活性ガスによるプラズマでは、解離反応が起こらないか、その程度が処理ガスのものと比べて十分に小さいため、上記電子温度の低下を抑制することができシース電位の低下も抑制できる。そのため、プロセスガスによるプラズマと比較して、シースの厚さを厚くすることができ、シースによる異物のトラップ効果が得られ、異物がウエハに付着することを抑制することができる。
On the other hand, in the plasma by the inert gas, the dissociation reaction does not occur or the degree thereof is sufficiently smaller than that of the processing gas, so that the decrease in the electron temperature can be suppressed and the decrease in the sheath potential can also be suppressed. For this reason, the thickness of the sheath can be increased as compared with the plasma by the process gas, and the trapping effect of the foreign matter by the sheath can be obtained and the foreign matter can be prevented from adhering to the wafer.
また、エッチング処理が終了しても処理ガスによるプラズマが維持された場合、プラズマ中のラジカルにより処理室７の内壁がエッチングまたはスパッタリングされ、このような内壁表面とプラズマとの相互作用によって処理室７内壁に付着していた反応生成物等の付着物が遊離（リフトオフ）してしまい、処理室７内に放出されたこのような元は付着物の粒子や欠片がウエハ４上に落下して汚染を生起する虞がある。一方、不活性ガスによるプラズマでは処理室７内壁と反応するラジカルが発生しないかその量は処理ガスのものと比べて十分に小さいためリフトオフを抑制することができ、このような汚染を低減することができる。
Further, when the plasma by the processing gas is maintained even after the etching process is completed, the inner wall of the processing chamber 7 is etched or sputtered by radicals in the plasma, and the processing chamber 7 is caused by the interaction between the inner wall surface and the plasma. Deposits such as reaction products adhering to the inner wall are released (lifted off), and particles or fragments of such deposits released into the processing chamber 7 fall on the wafer 4 and become contaminated. May occur. On the other hand, radicals that react with the inner wall of the processing chamber 7 are not generated in the plasma of the inert gas or the amount thereof is sufficiently smaller than that of the processing gas, so that lift-off can be suppressed, and such contamination is reduced. Can do.
次に、本実施例の処理室の状態変化を抑制する点について述べる。エッチング処理が終了しても処理ガスによるプラズマが維持された場合、プラズマ中で生成された反応生成物は、処理室７の内壁の表面に付着して内壁表面の反応生成物の状態（例えば堆積の量等）が変化する虞がある。更に、プラズマ中のラジカルが処理室７内壁に到達することで、処理室７内壁に既に付着していた反応生成物の組成が変化する可能性がある。
Next, the point which suppresses the state change of the process chamber of a present Example is described. When the plasma by the processing gas is maintained even after the etching process is completed, the reaction product generated in the plasma adheres to the surface of the inner wall of the processing chamber 7 and the state of the reaction product on the inner wall surface (for example, deposition) There is a risk that the amount of Furthermore, when the radicals in the plasma reach the inner wall of the processing chamber 7, the composition of the reaction product that has already adhered to the inner wall of the processing chamber 7 may change.
このような処理室７内壁とプラズマとの相互作用による内壁の表面の状態の変化は、次のエッチング処理中の処理室７内の条件を変化させ、例え同じエッチング条件を実現したとしても、エッチング結果としての加工形状に影響を及ぼすことになる。同様に、プラズマ中の反応生成物やラジカルがエッチング対象となる膜やその上方のマスクに到達すると、これらの組成や状態を変化させてしまう虞がある。これらについても次のエッチング処理の加工形状に影響を及ぼすことになる。
Such a change in the state of the surface of the inner wall due to the interaction between the inner wall of the processing chamber 7 and the plasma changes the conditions in the processing chamber 7 during the next etching process, and even if the same etching conditions are realized, the etching is performed. The resulting processed shape will be affected. Similarly, when a reaction product or radical in plasma reaches a film to be etched or a mask thereabove, the composition and state of the film may be changed. These also affect the processing shape of the next etching process.
一方、不活性ガスによるプラズマは、ラジカルが発生しないか処理ガスのものと比べて十分に小さいため、プラズマ中での反応生成物の生成は十分に小さくされていることから、上記のような処理室７内壁の相互作用による状態の変化や、エッチング対象となる膜の表面の組成や状態の変化を抑制することができる。以上のことから、単層膜のエッチング終了後に処理ガスに換えて不活性ガスを処理室７内に導入にすることによって、異物のウエハ４への付着や処理室７内壁や膜表面の状態の変化を抑制することができる。
On the other hand, since the plasma by the inert gas is sufficiently small as compared with that of the processing gas in which radicals are not generated, the generation of reaction products in the plasma is sufficiently small. Changes in the state due to the interaction of the inner wall of the chamber 7 and changes in the composition and state of the surface of the film to be etched can be suppressed. From the above, by introducing an inert gas into the processing chamber 7 in place of the processing gas after the etching of the single layer film is completed, the adhesion of foreign matter to the wafer 4 or the state of the inner wall of the processing chamber 7 or the film surface Change can be suppressed.
本実施例において、導入するマイクロ波の強度を低減する目的は、エッチングするための処理ガスと不活性ガスとの供給を切替える際の処理ガスの解離を抑制するためである。処理ガスの解離の状態と不活性ガスのプラズマ生成時のマイクロ波の強度の関係を図３に示す。
In the present embodiment, the purpose of reducing the intensity of the introduced microwave is to suppress dissociation of the processing gas when the supply of the processing gas for etching and the inert gas is switched. FIG. 3 shows the relationship between the state of dissociation of the processing gas and the intensity of the microwave when generating the inert gas plasma.
図３は、図１に示す実施例のマイクロ波の強度の変化に対する処理ガスの解離の状態の変化を示すグラフである。本図に示す例では、処理ガスとしてCF４を、不活性ガスとしてARを用いたものであり、マイクロ波の強度を表わすパラメータとしてマイクロ波を生成するための電力を、さらにCF４ガスの解離の状態を示すパラメータとしてウエハ４表面のSiとフッ素ラジカルとが反応して生成されるSiF（波長440nm）の発光の強度を用いている。
FIG. 3 is a graph showing a change in the state of dissociation of the processing gas with respect to a change in the intensity of the microwave in the embodiment shown in FIG. In the example shown in this figure, CF4 is used as the processing gas, AR is used as the inert gas, the power for generating the microwave is used as a parameter representing the intensity of the microwave, and the CF4 gas is dissociated. The intensity of light emission of SiF (wavelength: 440 nm) generated by the reaction between Si on the surface of the wafer 4 and fluorine radicals is used as a parameter indicating the above.
この結果から、マイクロ波を生成する電力の増加とともにSiFの発光の強度は大きく増加していることが分かる。つまり、マイクロ波の強度を増加することにより処理ガスの解離が進んでいることを示している。
From this result, it can be seen that the intensity of light emission of SiF greatly increases as the power for generating microwaves increases. That is, it is shown that the dissociation of the processing gas is advanced by increasing the intensity of the microwave.
処理ガスの解離が進むと、処理室７内壁の表面の状態の変化や膜の表面の組成や状態の変化を引き起こし、エッチング形状に影響を及ぼすことになる。また、解離の反応によって電子温度が低下するとシースによる異物のトラップ効果が小さくなり、異物がウエハに付着する可能性が高くなる。そのため、不活性ガスのプラズマを生成、維持するためのマイクロ波を生成する電力は５００Ｗ以下が好ましい。
When the dissociation of the processing gas proceeds, a change in the state of the surface of the inner wall of the processing chamber 7 and a change in the composition and state of the film surface will affect the etching shape. Further, when the electron temperature is lowered due to the dissociation reaction, the trapping effect of the foreign matter by the sheath is reduced, and the possibility that the foreign matter adheres to the wafer increases. Therefore, the power for generating the microwave for generating and maintaining the plasma of the inert gas is preferably 500 W or less.
不活性ガスによるプラズマの生成時にバイアス形成用の高周波電力を印加しない（OFFにする）目的は、不活性ガスのプラズマによるエッチング対象となる膜やマスクのエッチング進行を避けるためである。不活性ガスのプラズマであってもバイアス高周波電力をわずかにでも印加すると膜のエッチングが進行してしまう。微細化の進展により、配線幅の加工寸法の許容値が厳しくなるとその影響は計り知れない。
The purpose of not applying (turning OFF) the high-frequency power for forming the bias when generating the plasma by the inert gas is to avoid the progress of etching of the film or mask to be etched by the plasma of the inert gas. Even in the case of an inert gas plasma, if a slight bias high frequency power is applied, the etching of the film proceeds. As the miniaturization progresses and the allowable value of the processing dimension of the wiring width becomes strict, the influence is immeasurable.
バイアス高周波電力をOFFにするもう一つの目的は、不活性ガスのプラズマ中のイオンが処理室７内壁に入射することによって内壁の表面の材料や堆積物がスパッタリングされた結果、これらの材料の粒子や欠片が処理室７内部に遊離、放出されることを抑制するためである。また、不活性ガスを導入して形成するプラズマは、シースでトラップされた異物をウエハ上方からガスの流れに乗せて取り除くために、少なくとも１秒以上形成を維持する。(点ｄ〜点ｅ)
上記不活性ガスのプラズマを維持することによって、シースでトラップされていた異物がウエハ４の上方からガス流れによって取り除かられたと判定された後に、マイクロ波の電力または供給を停止しプラズマを消失させる（点ｅ）。単層膜のエッチング処理が終了したと判定された後に、処理室７内の残留ガスを排除するためにバタフライバルブ１６の開度を全開（１００％）にして処理室７内部を排気する（点ｅ〜ｆ）。
Another purpose of turning off the bias high-frequency power is that ions in the plasma of the inert gas are incident on the inner wall of the processing chamber 7 and the surface material and deposit on the inner wall are sputtered, resulting in particles of these materials. This is to prevent the fragments from being released and released into the processing chamber 7. Further, the plasma formed by introducing the inert gas is maintained for at least one second in order to remove the foreign matter trapped by the sheath from the upper part of the wafer on the gas flow. (Point d to Point e)
By maintaining the inert gas plasma, it is determined that the foreign matter trapped by the sheath has been removed from above the wafer 4 by the gas flow, and then the microwave power or supply is stopped to extinguish the plasma ( Point e). After it is determined that the etching process of the single layer film is completed, the opening of the butterfly valve 16 is fully opened (100%) in order to eliminate the residual gas in the processing chamber 7, and the inside of the processing chamber 7 is evacuated (dots). ef).
上記の処理によって次のような作用が得られる。処理室７に導入するガスを処理ガスから不活性ガスに切替えることによって電子温度の低下を抑制しシースによるトラップ効果の低減を抑制する。さらに、処理室７の内壁表面からの粒子や欠片の放出を抑制する。
The following operations are obtained by the above processing. By switching the gas introduced into the processing chamber 7 from the processing gas to the inert gas, a decrease in the electron temperature is suppressed and a reduction in the trapping effect by the sheath is suppressed. Furthermore, the release of particles and fragments from the inner wall surface of the processing chamber 7 is suppressed.
また、プラズマ生成時のラジカルや反応生成物の発生を抑制し処理室７内壁表面やエッチング形状への相互作用による影響を抑制する。さらには、処理ガスと不活性ガスとの切替えの際の処理ガスの解離を抑制するため、不活性ガスによるプラズマを生成するためのマイクロ波の電力（強度）を低減し、かつその状態を１秒以上維持することによって、処理室７内をウエハ４表面の中心部から外周部に向けて流れた後に円筒形のステージ６の外周側壁を下方の排気開口に向けて流れる不活性ガスの流れに乗せてシースでトラップされている異物原因の物質をウエハ４の上方から取り除くことができる。
Further, the generation of radicals and reaction products during plasma generation is suppressed, and the influence of the interaction on the inner wall surface of the processing chamber 7 and the etching shape is suppressed. Further, in order to suppress dissociation of the processing gas when switching between the processing gas and the inert gas, the power (intensity) of the microwave for generating plasma by the inert gas is reduced, and the state is reduced to 1 By maintaining for at least two seconds, the flow of inert gas flows in the processing chamber 7 from the center of the surface of the wafer 4 toward the outer periphery, and then flows on the outer peripheral side wall of the cylindrical stage 6 toward the lower exhaust opening. The foreign substance causing substance trapped by the sheath can be removed from above the wafer 4.
一方、エッチング処理の終了に引き続き、ステージに設置したウエハの静電吸着を解除(除電)するための処理を行う場合は、例えば点ｄから点ｅまでの期間でシースにトラップされていた異物の原因となる物質をウエハ４の上方から取り除く工程を実施した後に、不活性ガスによるプラズマを維持した状態で解除（除電）の工程を行えば良い。
On the other hand, when the processing for releasing (static elimination) the electrostatic chucking of the wafer placed on the stage is performed subsequent to the end of the etching processing, for example, the foreign matter trapped in the sheath during the period from point d to point e. After performing the step of removing the causative substance from above the wafer 4, the release (static elimination) step may be performed while maintaining the plasma with the inert gas.
以上、本実施例によれば、単層膜のエッチングにおいてスループットを低下させることがなく、エッチング処理に伴うウエハへの異物付着を抑制でき、歩留まりを向上させることができる。なお、本実施例では、単層膜を１つのエッチングステップで処理した場合のシーケンスを示したが、単層膜のエッチングを複数のエッチングステップで構成した場合においても、本発明を適用することが可能であるのは言うまでもない。また、プロセスガスと不活性ガスの供給の切替えは前者の停止と後者の開始とを同時またはこれと見做せる程度に短い時間内に行ってもよいが、各々の供給の量の低減／増大を徐々に行って切替えてもよい。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to suppress the adhesion of foreign matters to the wafer accompanying the etching process and improve the yield without reducing the throughput in etching the single layer film. In this embodiment, the sequence in the case where the single layer film is processed in one etching step is shown. However, the present invention can be applied even when the etching of the single layer film is configured in a plurality of etching steps. It goes without saying that it is possible. Further, the supply of the process gas and the inert gas may be switched within a short period of time so that the former stop and the latter start can be considered at the same time, or reduction / increase in the amount of each supply. May be switched gradually.
図４を用いて、処理ガスと不活性ガスの供給を徐々に切替えるエッチング処理の処理の流れを説明する。図４は、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置が単層膜を処理する際の時間の経過に対する別の動作の流れを示すタイムチャートであって、処理ガスの供給と不活性ガスの供給とを前者から後者に一時またはこれと見做せる程度の短時間で切替えるのではなく、徐々に前者の供給の量を減らし後者を増加させる例を表したものである。
With reference to FIG. 4, the flow of the etching process for gradually switching the supply of the processing gas and the inert gas will be described. FIG. 4 is a time chart showing another operation flow with respect to the passage of time when the plasma processing apparatus according to the embodiment shown in FIG. 1 processes a single layer film. This is an example of gradually reducing the amount of supply of the former and increasing the latter, instead of switching the supply from the former to the latter in a short time so that it can be considered temporarily or as such.
処理室７に導入するガスを処理ガスから不活性ガスに切替える場合、図４に示す例では処理ガスの供給量を徐々に少なくし、不活性ガスの供給量を徐々に多くして処理室７内に導入するガスを一方の組成或いは流量のものから他方のものに連続的に切替える（点ｄ〜ｄ’）。不活性ガスから処理ガスに切替える場合も同様である。
When the gas introduced into the processing chamber 7 is switched from the processing gas to the inert gas, in the example shown in FIG. 4, the processing gas supply amount is gradually decreased, and the inert gas supply amount is gradually increased to increase the processing chamber 7. The gas introduced into the inside is continuously switched from one composition or flow rate to the other (points d to d ′). The same applies when switching from an inert gas to a process gas.
このような切替において、ガスの供給は途中にその影響が無視できる程度の短時間の停止が有って断続的に行われても良いが供給毎の供給量と供給される期間での相互の供給量の変化は連続的なものにされる。このように処理ガスと不活性ガスの供給とを徐々に切替える場合は、シャワープレート２が破損しないように処理ガスと不活性ガスの総流量を制御し、間隙８内の圧力が上昇し過ぎないように調整する必要がある。
In such switching, the gas supply may be intermittently performed with a short-time stop so that its influence can be ignored in the middle. The change in supply is made continuous. When the supply of the processing gas and the inert gas is gradually switched in this way, the total flow rate of the processing gas and the inert gas is controlled so that the shower plate 2 is not damaged, and the pressure in the gap 8 does not increase excessively. Need to be adjusted.
次に、複数の膜が上下に積層された膜構造（以下、積層膜と呼ぶ）をエッチングする際の処理の工程の流れをついて図５を用いて説明する。図５は、本実施例の第３のエッチング処理シーケンスの一例を示す図であって、上方に配置された第一の膜及び下方に配置された第二の膜を処理する際のエッチング処理の時間の変化に対する工程の変化を示している。第一及び第二の膜は各々を構成する材料やその組成が異なった種類ものである。
Next, the flow of a process when etching a film structure in which a plurality of films are stacked vertically (hereinafter referred to as a stacked film) will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of a third etching process sequence of the present embodiment, and shows an etching process when processing the first film disposed above and the second film disposed below. The change of the process with respect to the change of time is shown. The first and second films are of different types and different compositions.
点ａは、第一の膜のエッチング処理を行う前の時点を示している。ここでは、処理室７の圧力を調整するためのバタフライバルブ１６の開度が１００%になっており、処理室７内部は高い真空度の状態に維持されている。
A point a indicates a point in time before the first film is etched. Here, the opening degree of the butterfly valve 16 for adjusting the pressure in the processing chamber 7 is 100%, and the inside of the processing chamber 7 is maintained in a high vacuum state.
点ｂは、第一の膜のエッチング条件の処理ガスが処理室７に供給され始めた時点を示しており、点ｂから点ｃまでの期間は、処理室７内部の圧力を調整するためバタフライバルブ１６が回転、動作してその開度が変化していることを示している。
Point b indicates a point in time when the processing gas under the etching conditions for the first film has started to be supplied to the processing chamber 7. During the period from point b to point c, butterfly is used to adjust the pressure inside the processing chamber 7. It shows that the valve 16 is rotating and operating and its opening degree is changing.
処理ガスが供給され、処理室７の圧力が所定の圧力に達したと判定された点ｃにおいて、マイクロ波を処理室７に導入してプラズマを生成し、さらにウエハ４にイオンを引き込むためのバイアス高周波電力を印加することによって第一の膜のエッチング処理が開始される。
At a point c where the processing gas is supplied and it is determined that the pressure in the processing chamber 7 has reached a predetermined pressure, a microwave is introduced into the processing chamber 7 to generate plasma, and further, ions are drawn into the wafer 4. The first film etching process is started by applying the bias high frequency power.
点ｄは、第一の膜のエッチングが終了する時点を示しており、このエッチング処理の終了が判定されるとバイアス高周波電力が停止（OFFに）され、処理ガスの供給が停止する。さらに、ステージ６の温度を第一の膜の温度から第二の膜の温度へ変更を開始する。
A point d indicates a point in time when the etching of the first film is finished. When it is determined that the etching process is finished, the bias high-frequency power is stopped (OFF), and the supply of the processing gas is stopped. Furthermore, the temperature of the stage 6 is changed from the temperature of the first film to the temperature of the second film.
ステージ６の内部には図示しない温度を調節する手段が配置されており、第一の膜のエッチング処理中もステージ６の温度を当該処理の条件に合致したものとなるように調節している。そして、第一の膜のエッチング処理の終了に合わせてステージ６の温度を第二の温度となるよう調節を開始する。
A means for adjusting the temperature (not shown) is arranged inside the stage 6, and the temperature of the stage 6 is adjusted so as to match the processing conditions even during the etching process of the first film. Then, adjustment is started so that the temperature of the stage 6 becomes the second temperature in accordance with the end of the etching process of the first film.
温度の調節手段としては、例えば、ステージ６を構成する円板または円筒形状の金属製の部材の内部にその中心周りに螺旋状または多重の円弧状に配置された冷媒用通路と冷媒を所定の温度に調節する冷媒温度調節器とを有し所定の温度に調節された冷媒を冷媒用通路に供給して循環させる冷媒循環供給装置や、ステージ６の金属製の円板部材内部の上部あるいはステージ６の上面であってウエハ４がその上に載せられる載置面を構成する誘電体製の被膜の内部に配置され中心部とリング状の外周側部の複数の領域に配置され通電されて発熱するヒータを用いることができる。さらには、ステージ６内部の前記冷媒用通路を冷凍サイクルに連結し当該通路内に内部で蒸発または凝縮する冷媒を循環、供給してステージ６内部の冷媒用通路での熱交換によって冷媒を相変化させ潜熱の吸収／放出させてステージ６を冷却または加熱装置として動作させる構成を備えても良い。
As the temperature adjusting means, for example, a refrigerant passage and a refrigerant arranged in a spiral or multiple arcs around the center of a disk or cylindrical metal member constituting the stage 6 are provided in a predetermined manner. A refrigerant circulation supply device that has a refrigerant temperature controller for adjusting the temperature and supplies the refrigerant adjusted to a predetermined temperature to the refrigerant passage and circulates it, or the upper part or stage inside the metal disk member of the stage 6 6 is disposed on the upper surface of a dielectric film that forms a mounting surface on which a wafer 4 is placed, and is disposed in a plurality of regions in a central portion and a ring-shaped outer peripheral side portion. A heater can be used. Further, the refrigerant passage inside the stage 6 is connected to a refrigeration cycle, and refrigerant that evaporates or condenses inside is circulated and supplied into the passage, and the phase of the refrigerant is changed by heat exchange in the refrigerant passage inside the stage 6. The stage 6 may be operated as a cooling or heating device by absorbing / releasing latent heat.
本実施例でステージ６の温度の変更に必要な時間は、例えば５秒から１５秒程度であるが、第一の膜と第二の膜のステージ温度の差が大きいほど変更時間は長くなるため、後述する不活性ガスによるプラズマを生成する時点(点ｅ)や第二の膜の処理の条件に合わせた調圧を終了する時刻(点ｆ)を経過した後に、ステージ６の温度の変更が終了するようにしても良い(点ｆ’)。なお、ステージ６の温度の変更を開始するタイミングは、後述する不活性ガスによるプラズマ生成が終了した後でもステージ６の温度の変化率によっては第一のエッチング処理の終了前でも良く、より短時間で第二の膜のエッチング処理が開始できる温度調節の開始時刻を選択できる。
In this embodiment, the time required to change the temperature of the stage 6 is, for example, about 5 seconds to 15 seconds, but the change time becomes longer as the difference in the stage temperature between the first film and the second film becomes larger. The temperature of the stage 6 is changed after a time point (point e) at which plasma is generated by an inert gas, which will be described later, or after a time point (point f) at which the pressure adjustment in accordance with the processing conditions of the second film is completed. You may make it complete | finish (point f '). The timing for changing the temperature of the stage 6 may be before the end of the first etching process depending on the rate of change in the temperature of the stage 6 even after the plasma generation by the inert gas described later is completed, and for a shorter time. Thus, it is possible to select a temperature adjustment start time at which the second film etching process can be started.
ここで、第一のエッチング処理中に発生した生成物等の粒子がウエハ４に付着することを抑制するために、本実施例では処理ガスと不活性ガスとの供給を切替え、かつマイクロ波の強度を低減させた状態で処理室７内でプラズマを生成する。この際、バイアス電位形成用の高周波電力は停止した状態である。また、処理ガスの供給から不活性ガスの供給に換える際のバタフライバルブ１６の開度は、全開(１００%)まで動作させずに、例えば、バタフライバルブ１６の開度として、第一の膜のエッチング時の開度や第二の膜のエッチング時の開度、あるいは、不活性ガスが安定して放電する条件の開度を用いる。
Here, in order to prevent the particles such as products generated during the first etching process from adhering to the wafer 4, in this embodiment, the supply of the processing gas and the inert gas is switched, and the microwave Plasma is generated in the processing chamber 7 with the intensity reduced. At this time, the high-frequency power for forming the bias potential is in a stopped state. Further, the opening degree of the butterfly valve 16 when changing from the supply of the processing gas to the supply of the inert gas is not operated until it is fully opened (100%), for example, as the opening degree of the butterfly valve 16, The opening at the time of etching, the opening at the time of etching of the second film, or the opening of the condition under which the inert gas is stably discharged is used.
処理ガスから不活性ガスに移行する目的は、図２に示した実施例と同様に、ウエハへの異物の付着および処理室内壁面の状態の変化を抑制するためである。このため、不活性ガスを導入して形成するプラズマは、シースでトラップされている異物をウエハ４の上方から取り除くために少なくとも１秒以上維持される(点ｄ〜点ｅ)。
The purpose of shifting from the processing gas to the inert gas is to suppress the adhesion of foreign matter to the wafer and the change in the state of the wall surface in the processing chamber, as in the embodiment shown in FIG. For this reason, the plasma formed by introducing the inert gas is maintained for at least 1 second in order to remove foreign matter trapped by the sheath from above the wafer 4 (points d to e).
不活性ガスを導入して形成されるプラズマによって、シースでトラップされている異物をウエハ４の上方から取り除いた後に、マイクロ波の導入を停止（形成用の電力をOFF）してプラズマを消失させる。プラズマ消失後に処理室７へ供給されるガスを不活性ガスから第二の膜のエッチング条件に合致する処理ガスに切り替える（点ｅ）。
After removing foreign substances trapped by the sheath from above the wafer 4 by the plasma formed by introducing an inert gas, the introduction of the microwave is stopped (the power for forming is turned off) to disappear the plasma. . After the plasma disappears, the gas supplied to the processing chamber 7 is switched from an inert gas to a processing gas that matches the etching conditions of the second film (point e).
上記の工程では、処理室７内部にはガスが供給され続けることになり、プラズマの消失した状態で処理室７内壁から異物原因となる粒子や欠片が放出されることがあっても、処理室７内部でのウエハ４またはステージ６の中心部から外周側に向いその側壁の表面に沿って流れるガス流によってこれらの物質を処理室７の下方から外部に流出させることができ、ウエハ４への異物の付着を抑制することができる。また、プラズマを消失させて不活性ガスから第二の膜の処理条件に合った処理ガスに切替えることにより、プラズマを維持した状態で処理ガスを供給した場合に生じるインピーダンス整合機のマッチング調整の時間が必要ないため、スループットの低下を抑制することができる。
In the above process, the gas continues to be supplied into the processing chamber 7, and even if particles or fragments that cause foreign matters may be discharged from the inner wall of the processing chamber 7 in a state where the plasma has disappeared, the processing chamber These substances can be discharged from the lower side of the processing chamber 7 to the outside by the gas flow flowing along the surface of the side wall of the wafer 4 or the stage 6 from the center of the wafer 4 or the stage 6 toward the outer periphery. Adherence of foreign matters can be suppressed. Also, the impedance matching machine matching adjustment time that occurs when the processing gas is supplied while maintaining the plasma by switching the processing gas from the inert gas to the processing gas that matches the processing conditions of the second film by extinguishing the plasma. Therefore, it is possible to suppress a decrease in throughput.
時点ｅから点ｆまでの期間は、処理室７内部の圧力を調整するためバタフライバルブ１６が回転、動作して開度が変化し排気用の開口の断面積を変化させていることを示している。不活性ガスの供給から処理ガスの供給に切替えることによって、処理室７内部はある程度の圧力を維持した状態でこれらのガスの供給の遷移を実施することになるため、プラズマを維持した状態で処理ガスを供給した時のインピーダンス整合機のマッチング調整にかかる時間よりも圧力調整の時間が短くなるのは明らかである。
The period from the time point e to the point f indicates that the butterfly valve 16 rotates and operates to adjust the pressure inside the processing chamber 7 and the opening degree changes to change the cross-sectional area of the exhaust opening. Yes. By switching from supplying the inert gas to supplying the processing gas, the inside of the processing chamber 7 performs a transition of the supply of these gases while maintaining a certain pressure, so that the processing is performed while maintaining the plasma. Obviously, the pressure adjustment time is shorter than the time required for matching adjustment of the impedance matching machine when the gas is supplied.
第二の膜の処理用の処理ガスが供給され、処理室７内部の圧力が所定の圧力に達した点ｆにおいても、ステージ６の温度が変更中である場合、ステージ温度の変更が完了する時点ｆ’まで、圧力は点ｆの状態が維持される。一方、圧力の調整が完了する前に第二の膜の処理に適したステージ６の温度への変更が完了した場合は、圧力の調整が完了を待ってその終了の時点で次の工程へ進む。
Even at the point f at which the processing gas for processing the second film is supplied and the pressure inside the processing chamber 7 reaches a predetermined pressure, if the temperature of the stage 6 is being changed, the change of the stage temperature is completed. Until time f ′, the pressure remains at the point f. On the other hand, when the change to the temperature of the stage 6 suitable for the processing of the second film is completed before the pressure adjustment is completed, the process proceeds to the next step after the pressure adjustment is completed. .
第二の膜の処理に適した圧力の調整とステージ温度の変更との両者が完了した点ｆ’において、マイクロ波の電界を生成する電力が印加されてマイクロ波の電界が処理室７内部に供給されてプラズマが生成され、さらに高周波電力がステージ６の内部の電極に印加されてウエハ４にイオンを引き込むためのバイアス電位が形成されて、第二の膜のエッチング処理が開始される。
At the point f ′ where both the adjustment of the pressure suitable for the treatment of the second film and the change of the stage temperature are completed, the electric power for generating the microwave electric field is applied and the microwave electric field is generated inside the processing chamber 7. The supplied plasma is generated, and high-frequency power is applied to the electrodes inside the stage 6 to form a bias potential for drawing ions into the wafer 4, and the etching process of the second film is started.
点ｇにおいて、第二の膜のエッチングの終了が判定される。第一の膜のエッチングが終了した際と同様に、第二の膜のエッチング処理の終了の判定に伴ってバイアス電位形成のための高周波電力のステージ６への供給が停止され、第二の膜の処理のための処理ガスの供給が停止される。さらに、第二の膜の処理に適した温度から次のウエハの第一の膜の処理に適した温度となるようにステージ６の温度の変更が開始される。
At point g, the end of etching of the second film is determined. In the same manner as when the etching of the first film is completed, the supply of the high-frequency power for forming the bias potential to the stage 6 is stopped with the determination of the end of the etching process of the second film, and the second film The supply of the processing gas for this processing is stopped. Furthermore, the change of the temperature of the stage 6 is started so that the temperature suitable for the processing of the first film of the next wafer is changed from the temperature suitable for the processing of the second film.
本実施例ではステージ温度の変更に必要な時間は例えば５秒から１５秒程度であるが、処理の条件によって異なるものとなることは言う迄もなく、第一の膜の処理に適したステージ６の温度と第二の膜の処理に適した温度との差が大きいほど変更時間は長くなる。次のウエハ４の処理に適したステージ６の温度の変更を開始するタイミングは、例えば処理中のウエハ４の当該処理が終わった時点(点ｉ)でも良く、処理が終了したウエハ４がステージ６上面から上昇させて処理室７内からの搬出が開始されて次の未処理のウエハ４が搬入されてステージ６上面に載せられて吸着保持されるまでの期間（図示せず）或いは次のウエハ４の第一の膜の処理が開始される時点までの期間でも良い。
In this embodiment, the time required for changing the stage temperature is, for example, about 5 to 15 seconds. Needless to say, the time varies depending on the processing conditions, but the stage 6 is suitable for processing the first film. The change time becomes longer as the difference between this temperature and the temperature suitable for the treatment of the second film is larger. The timing for starting the change of the temperature of the stage 6 suitable for the processing of the next wafer 4 may be, for example, when the processing of the wafer 4 being processed is completed (point i). A period (not shown) until the next unprocessed wafer 4 is loaded, placed on the upper surface of the stage 6 and sucked and held after it is lifted from the upper surface and unloaded from the processing chamber 7 is started. 4 may be a period up to the time when the processing of the first film is started.
本例においても、第二のエッチング処理が終了した後に当該処理中に発生した異物の原因となる粒子等の物質がウエハに付着することを抑制するために、処理室７内への処理ガスの供給と不活性ガスの供給とを切替え、かつ、マイクロ波をその電界の強度を低減させて供給し、不活性ガスを供給した状態でプラズマを生成する。この際、バイアス電位形成用の高周波電力は停止した状態である。
Also in this example, in order to prevent substances such as particles that cause foreign matters generated during the second etching process from adhering to the wafer after the second etching process is completed, Switching between supply and supply of the inert gas, and supplying a microwave with the intensity of the electric field reduced, and generating plasma with the inert gas supplied. At this time, the high-frequency power for forming the bias potential is in a stopped state.
他の条件は、上記実施例の場合と同様である。また、処理ガスから不活性ガスに移行する目的および、マイクロ波の電界の強度を低減する目的および、高周波電力をOFFする目的は上述した通りである。
Other conditions are the same as in the above embodiment. The purpose of shifting from the processing gas to the inert gas, the purpose of reducing the strength of the microwave electric field, and the purpose of turning off the high-frequency power are as described above.
さらに、不活性ガスを供給して形成されるプラズマは、シースでトラップされている異物をウエハ上方から除外するために少なくとも１秒以上維持される（点ｇ〜点ｈ)。不活性ガスを供給して形成されるプラズマによって、シースでトラップされている異物の原因となる物質をウエハ４の上方から取り除いた後に、マイクロ波の電界の供給を停止Fしプラズマを消失させる（点ｈ）。
Further, the plasma formed by supplying the inert gas is maintained for at least 1 second or more (points g to h) in order to remove foreign substances trapped by the sheath from above the wafer. After removing the substance causing the foreign matter trapped by the sheath from above the wafer 4 by the plasma formed by supplying the inert gas, the supply of the microwave electric field is stopped and the plasma disappears ( Point h).
このように本例のエッチング処理では、第一の膜のエッチングの開始から第二の膜のエッチングの終了までの間は、処理室７内にガスが供給され続ける。このことにより、プラズマの消失時に処理室７の内壁から異物の原因となる粒子等物質が放出されることがあっても、処理室７内のガスの流れによって異物原因となる物質を排出することができ、ウエハ４への異物の付着を抑制することができる。また、処理室７内にガスが供給され続けることにより、処理室７内部所定の圧力が維持されることになり、バタフライバルブ１６の動作の時間、すなわち、処理のステップ間等の不活性ガスと処理ガスとの切替えの際の圧力の調整に要する時間を短縮することができ、スループットの低下を抑制することができる。
As described above, in the etching process of this example, the gas is continuously supplied into the processing chamber 7 from the start of the etching of the first film to the end of the etching of the second film. As a result, even if particles such as particles that cause foreign substances are released from the inner wall of the processing chamber 7 when the plasma disappears, the substances that cause foreign substances are discharged by the gas flow in the processing chamber 7. And the adhesion of foreign matter to the wafer 4 can be suppressed. Further, by continuing to supply the gas into the processing chamber 7, a predetermined pressure inside the processing chamber 7 is maintained, and the operation time of the butterfly valve 16, that is, the inert gas during the processing steps, etc. The time required for adjusting the pressure at the time of switching to the processing gas can be shortened, and a decrease in throughput can be suppressed.
なお、本例でも全ての膜のエッチング処理が終了した後に、処理室７内の残留ガスを排除するためにバタフライバルブ１６の開度を全開（１００％）にする(点ｈ〜ｉ)。一方、エッチング処理の終了に引き続き、ステージに設置したウエハの静電吸着を解除（除電）するための処理を行う場合は、例えば点ｇから地点ｈまでのシースでトラップされていた異物をウエハ上方から除外する処理ステップの後に、不活性ガスによるプラズマを維持した状態で、除電ステップを行えばよい。
In this example as well, after the etching process of all the films is completed, the opening degree of the butterfly valve 16 is fully opened (100%) in order to eliminate the residual gas in the processing chamber 7 (points h to i). On the other hand, when the process for releasing (static elimination) the electrostatic chucking of the wafer placed on the stage is performed following the completion of the etching process, for example, the foreign matter trapped by the sheath from the point g to the point h is removed from the upper part of the wafer. After the processing step excluded from the above, the neutralization step may be performed in a state where the plasma by the inert gas is maintained.
以上、本実施例によれば、スループットを低下させることがなく、エッチング処理に伴うウエハへの異物付着を抑制でき、歩留まりを向上させることができる。なお、本実施例では、２層の膜をエッチングするための処理シーケンスを説明したが、２層以上の積層膜のエッチングにおいても本発明を適用することが可能であるのは言うまでもない。また、積層膜であっても、そのうちの１層の膜のエッチングに複数のエッチングステップで構成された場合においても、本例を適用することが可能であるのは言うまでもない。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to suppress the adhesion of foreign matters to the wafer accompanying the etching process without reducing the throughput, and to improve the yield. In this embodiment, the processing sequence for etching a two-layer film has been described. Needless to say, the present invention can also be applied to etching a laminated film of two or more layers. Further, it is needless to say that the present example can be applied even when a laminated film is constituted by a plurality of etching steps for etching one of the films.
また、上記の通り、処理ガスと不活性ガスとの供給の切替えは前者の停止と後者の開始とを同時またはこれと見做せる程度に短い時間内に行ってもよいが、徐々に切替えてもよい。図６は、処理ガスと不活性ガスの供給を徐々に切替えるエッチング処理の一例を示したタイムチャートである。
In addition, as described above, the supply of the processing gas and the inert gas may be switched within a short time so that the former stop and the latter start can be considered simultaneously or within this time. Also good. FIG. 6 is a time chart showing an example of an etching process for gradually switching the supply of the processing gas and the inert gas.
第一または第二の膜の処理用の処理ガスから不活性ガスに切替える場合に、図６に示すように処理ガスの供給量を徐々に少なくし、不活性ガスの供給量を徐々に多くしてもよい(点ｄ〜ｄ’及び、点ｇ〜ｇ’)。不活性ガスから処理ガスに切替える場合も同様である。このように処理ガスと不活性ガスとの供給を徐々に切替える場合は、シャワープレート２が破損しないように処理ガスと不活性ガスの総流量を制御し、間隙８内の圧力が上昇し過ぎないように調整する必要がある。
When switching from the processing gas for processing the first or second film to the inert gas, the supply amount of the processing gas is gradually decreased and the supply amount of the inert gas is gradually increased as shown in FIG. (Points d to d 'and points g to g'). The same applies when switching from an inert gas to a process gas. When the supply of the processing gas and the inert gas is gradually switched in this way, the total flow rate of the processing gas and the inert gas is controlled so that the shower plate 2 is not damaged, and the pressure in the gap 8 does not increase excessively. Need to be adjusted.
次に、本発明による処理シーケンスを適用した場合の異物低減効果を図７を用いて説明する。図７は、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置が実施した処理において異物を低減できる効果を検証した結果を示すグラフである。
Next, the foreign matter reduction effect when the processing sequence according to the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a graph showing the results of verifying the effect of reducing foreign matters in the processing performed by the plasma processing apparatus according to the embodiment shown in FIG.
第一の膜および第二の膜のエッチング処理では、所望のエッチング形状を得ることができるように、処理室７内部の圧力は例えば０.２〜２.０Ｐａの範囲にされ、マイクロ波の電界を形成する電力は、５００〜１５００Ｗの範囲で選択される。一方、第一の膜の処理と第二の膜の処理との間（ウエハ４毎の処理の間も含む）での処理室７内部の圧力は、例えば１.０〜２.０Ｐａの範囲に調節され、不活性ガスを導入してプラズマを形成するためのマイクロ波の電力は放電維持可能であり、かつ処理ガスの解離を抑制することができる例えば２００〜５００Ｗの範囲に調節される。
In the etching process of the first film and the second film, the pressure inside the processing chamber 7 is set to a range of 0.2 to 2.0 Pa, for example, so that a desired etching shape can be obtained. Is selected in the range of 500-1500W. On the other hand, the pressure inside the processing chamber 7 between the processing of the first film and the processing of the second film (including the processing for each wafer 4) is in the range of 1.0 to 2.0 Pa, for example. The electric power of the microwave for adjusting and introducing the inert gas to form the plasma is adjusted to a range of 200 to 500 W, for example, capable of maintaining the discharge and suppressing the dissociation of the processing gas.
本図において、その上面には図５，６に示す処理の対象と同じ第一、第二の膜を上下に配置した膜構造が配置されたウエハ４を処理した場合を示している。条件１は、第一の膜のエッチング処理終了後に処理ガスの供給を停止し不活性ガスの供給を行わずに処理室７内を高真空排気した場合の異物付着率である。条件２は、第一の膜を処理した後に不活性ガスを供給するがプラズマを生成しない場合の異物の付着率である。なお、条件２では当該不活性ガスの供給を停止した後に処理室７内部を排気して処理に適した値より高い真空度まで排気して減圧している。
In this figure, the upper surface shows a case where a wafer 4 having a film structure in which the same first and second films as those of the processing object shown in FIGS. Condition 1 is a foreign matter adhesion rate when the supply of the processing gas is stopped after the etching of the first film is completed and the inside of the processing chamber 7 is evacuated to a high vacuum without supplying the inert gas. Condition 2 is an adhesion rate of foreign matters when an inert gas is supplied after the first film is processed but plasma is not generated. In condition 2, after the supply of the inert gas is stopped, the inside of the processing chamber 7 is evacuated and evacuated to a degree of vacuum higher than a value suitable for the processing to reduce the pressure.
条件３は、条件２において第一の膜の処理終了後に不活性ガスを供給した後不活性ガスから第二の膜に適した処理ガスの供給に切替える場合の異物の付着率である。本条件では不活性ガスの供給を停止した後第二の膜の処理の開始前には処理室７内を高い真空度まで排気していない。
Condition 3 is an adhesion rate of foreign matters when the inert gas is supplied after the processing of the first film in Condition 2 and then the supply of the processing gas suitable for the second film is switched from the inert gas. Under this condition, after the supply of the inert gas is stopped, the processing chamber 7 is not exhausted to a high degree of vacuum before the processing of the second film is started.
条件４は、条件２において第一の膜の処理の終了後に第二の膜の処理の開始前に不活性ガスを供給してプラズマを生成した場合の異物付着率である。本条件では不活性ガスの供給を停止した後は処理室７内部を高い真空度まで排気して減圧している。
Condition 4 is a foreign matter adhesion rate when plasma is generated by supplying an inert gas after the end of the processing of the first film in Condition 2 and before the start of the processing of the second film. Under this condition, after the supply of the inert gas is stopped, the inside of the processing chamber 7 is evacuated to a high degree of vacuum to reduce the pressure.
条件５は、上記実施例の処理を実施した場合のウエハ４への異物の付着率である。本条件では、第一の膜のエッチング処理の終了後に処理室７の内部に不活性ガスの供給を開始して、不活性ガスを導入しつつ処理室７内部にプラズマを生成する。この際処理室７内のプラズマは消失していない。当該プラズマを少なくとも１秒以上維持した後に消失させ、処理室７内部へのガスの供給を不活性ガスの供給から処理ガスの供給に切替えている。なお、本条件では、第二の膜の処理前に処理室７内を高い真空度まで排気し減圧していない。
Condition 5 is the adhesion rate of foreign matter to the wafer 4 when the processing of the above embodiment is performed. Under this condition, supply of an inert gas is started inside the processing chamber 7 after the etching process of the first film is completed, and plasma is generated inside the processing chamber 7 while introducing the inert gas. At this time, the plasma in the processing chamber 7 has not disappeared. The plasma is extinguished after being maintained for at least 1 second, and the gas supply into the processing chamber 7 is switched from the supply of the inert gas to the supply of the process gas. Under these conditions, the inside of the processing chamber 7 is exhausted to a high degree of vacuum and is not depressurized before the processing of the second film.
条件６は、条件５において、第二の膜用の処理ガスの供給後に処理室７内を高い真空度まで排気している。
Condition 6 is that in Condition 5, the inside of the processing chamber 7 is exhausted to a high degree of vacuum after supplying the processing gas for the second film.
図７に示すグラフでは、条件１における異物の付着率を１００とした時の他の各条件の異物の付着率を示している。本図の条件１と条件２の比較から、第一の膜のエッチング処理が終了して不活性ガスを供給する構成の有無に依っては、異物付着量にほとんど差がなく当該構成のみでは異物を低減する作用が小さいことが判る。
The graph shown in FIG. 7 shows the adhesion rate of foreign matters under other conditions when the adhesion rate of foreign matters under condition 1 is 100. From the comparison of Condition 1 and Condition 2 in this figure, there is almost no difference in the amount of foreign matter attached depending on the presence or absence of the configuration in which the etching process of the first film is completed and the inert gas is supplied. It turns out that the effect | action which reduces is small.
一方で、条件２と条件３の比較から、不活性ガスを導入しつつプラズマの生成に関わらず、処理ガスの供給と不活性ガスの供給とを切替えることによって、異物の付着率は約４０％低減することが判る。このことは、エッチング処理において、エッチング処理の各ステップ間のバタフライバルブ１６の開度の動作を抑制し、処理室７内部にガスを連続的に供給し続けることにより、処理室７内壁から放出される異物の原因となる物質がウエハ４に付着することを抑制できることを示している。
On the other hand, from the comparison between the condition 2 and the condition 3, the adhesion rate of the foreign matter is about 40% by switching the supply of the processing gas and the supply of the inert gas regardless of the generation of plasma while introducing the inert gas. It turns out that it reduces. This is because in the etching process, the operation of the opening of the butterfly valve 16 between each step of the etching process is suppressed, and gas is continuously supplied to the inside of the processing chamber 7, thereby being released from the inner wall of the processing chamber 7. It can be shown that a substance that causes a foreign matter can be prevented from adhering to the wafer 4.
条件２と条件４の比較から、不活性ガスを供給してプラズマを生成することで異物の付着率は２０%低減することが判る。つまり、不活性ガスを供給してプラズマを生成することで、ウエハ４への異物の付着を抑制できることを示している。
From the comparison between Condition 2 and Condition 4, it can be seen that by supplying an inert gas and generating plasma, the adhesion rate of foreign matter is reduced by 20%. That is, it is shown that the adhesion of foreign matter to the wafer 4 can be suppressed by supplying an inert gas and generating plasma.
条件５は、条件３と条件４を組み合わせた条件であり、上記の例を適用した場合の処理である。この条件では、条件１と比べて異物の付着率が６０％以上低減している。つまり、不活性ガスを供給してプラズマを生成し、且つ処理ガスの供給と不活性ガスの供給を切替えて処理室７内にガスを供給し続けることによって、ウエハ４への異物の付着を抑制する高い効果を得ることができたと言える。
Condition 5 is a combination of condition 3 and condition 4, and is processing when the above example is applied. Under this condition, the adhesion rate of foreign matters is reduced by 60% or more compared with Condition 1. That is, by supplying an inert gas to generate plasma, and by switching between the supply of the processing gas and the supply of the inert gas and continuing to supply the gas into the processing chamber 7, adhesion of foreign matter to the wafer 4 is suppressed. It can be said that a high effect was achieved.
また、条件５と条件６の比較から、条件５と同様の工程を実施した後に、第二の膜のエッチング処理前に高い真空度まで排気を追加すると、異物の付着率が４０%から８０%に悪化することが判る。この結果から、処理室７内部にガスを供給し続けることは、ウエハへの異物付着を抑制する効果があると言える。
Further, from the comparison between the condition 5 and the condition 6, after performing the same process as the condition 5 and adding exhaust to a high degree of vacuum before the etching process of the second film, the adhesion rate of foreign matters is 40% to 80%. It turns out that it gets worse. From this result, it can be said that continuing to supply the gas into the processing chamber 7 has an effect of suppressing foreign matter adhesion to the wafer.
このように、上記実施例に係るプラズマエッチング装置では、処理の工程の終了後に処理ガスの供給と不活性ガスの供給とを切替えるとともに導入するマイクロ波の強度を低くして、処理室７内に形成されるプラズマを処理ガスによるプラズマから不活性ガスを導入したて形成したプラズマに連続的に遷移させる。このことにより、シースでトラップされている異物の原因となる物質をウエハ４の上方から取り除くことができる。
As described above, in the plasma etching apparatus according to the above-described embodiment, the process gas supply and the inert gas supply are switched after the process step is finished, and the intensity of the introduced microwave is lowered to enter the process chamber 7. The plasma to be formed is continuously shifted from the plasma of the processing gas to the plasma formed by introducing an inert gas. As a result, the substance that causes the foreign matter trapped by the sheath can be removed from above the wafer 4.
さらに、不活性ガスを導入し形成したプラズマを消失させた後は不活性ガスの供給と次の処理用の処理ガスの供給とを切替えることで、処理の開始から終了まで処理室内へのガス供給を継続する。このことによって、プラズマが消失した状態でもウエハ４への異物の付着を抑制することが可能となり、ウエハ４のエッチング処理の結果得られる半導体デバイスの性能や処理の歩留まりを向上させることができる。
Furthermore, after the inert gas is introduced and the formed plasma is extinguished, the supply of the inert gas and the supply of the processing gas for the next processing are switched to supply the gas into the processing chamber from the start to the end of the processing. Continue. As a result, it is possible to suppress the adhesion of foreign matter to the wafer 4 even when the plasma is extinguished, and the performance of semiconductor devices and the process yield obtained as a result of the etching process of the wafer 4 can be improved.
２…シャワープレート、３…セラミックプレート、４…ウエハ、６…ステージ、７…処理室、８…間隙、９…貫通穴、１０…ガス流量制御手段、１１…圧力検出手段、１２…排気手段、１３…インピーダンス整合機、１４…バイアス高周波電源、１５…プラズマ、１６…バタフライバルブ、２０…マグネトロン発振器、２１…導波管、２２…ソレノイドコイル、２３…ソレノイドコイル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Shower plate, 3 ... Ceramic plate, 4 ... Wafer, 6 ... Stage, 7 ... Processing chamber, 8 ... Gap, 9 ... Through-hole, 10 ... Gas flow control means, 11 ... Pressure detection means, 12 ... Exhaust means, DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Impedance matching machine, 14 ... Bias high frequency power supply, 15 ... Plasma, 16 ... Butterfly valve, 20 ... Magnetron oscillator, 21 ... Waveguide, 22 ... Solenoid coil, 23 ... Solenoid coil
Claims (6)
前記ウエハの処理対象の膜の処理の終了後、前記高周波電力の供給を停止した状態で、前記処理室内に前記処理用のガスを停止するとともに不活性ガスの導入を開始し、前記電界の強度を前記処理対象の膜の処理中の値から小さくして前記処理室内にプラズマを所定の期間だけ形成するプラズマ処理装置。
A processing chamber disposed inside the vacuum chamber; a stage disposed in the processing chamber on which a wafer is placed; and a means for generating an electric field supplied to generate plasma in a space above the stage in the processing chamber. A processing gas supply means for supplying a processing gas into the processing chamber, an exhaust means for depressurizing the processing chamber, a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the stage, and a bias potential above the wafer. A plasma processing apparatus for processing the wafer using the plasma formed by supplying the processing gas into the processing chamber. Because
After the processing of the film to be processed on the wafer is finished, the supply of the high-frequency power is stopped, the processing gas is stopped and the introduction of an inert gas is started in the processing chamber, and the electric field strength is increased. Is reduced from the value during processing of the film to be processed, and plasma is formed in the processing chamber for a predetermined period.
2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein after the processing of the film to be processed of the wafer is completed, the temperature of the stage is adjusted to a value used for the next processing by using the temperature adjusting means. A plasma processing apparatus for eliminating the plasma after maintaining the plasma formed by supplying the inert gas for at least 1 second.
The plasma processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the inert gas after abolished the plasma formed by supplying, to the supply of gas for the treatment with the supply of the inert gas to the next process A plasma processing apparatus that switches and adjusts the pressure in the processing chamber to be a pressure used in the next processing.
前記ウエハの処理対象の膜の処理の終了後、前記高周波電力の供給を停止した状態で、前記処理室内に前記処理用のガスを停止するとともに不活性ガスの導入を開始し、前記電界の強度を前記処理対象の膜の処理中の値から小さくして前記処理室内にプラズマを所定の期間だけ形成するプラズマ処理方法。
A wafer is placed on an upper surface of a stage disposed in a processing chamber disposed inside a vacuum vessel, a processing gas is supplied while reducing the pressure in the processing chamber, and an electric field is supplied to the processing chamber. A plasma processing method for processing the wafer while generating a bias potential above the wafer by generating a plasma and supplying a high-frequency power from a high-frequency power source to the stage,
After the processing of the film to be processed on the wafer is finished, the supply of the high-frequency power is stopped, the processing gas is stopped and the introduction of an inert gas is started in the processing chamber, and the electric field strength is increased. Is reduced from a value during processing of the film to be processed, and plasma is formed in the processing chamber only for a predetermined period.
5. The plasma processing method according to claim 4, wherein after the processing of the film to be processed of the wafer is completed, the inert gas is supplied while adjusting the temperature of the stage so that the value is used for the next processing. A plasma processing method for eliminating the plasma after maintaining the plasma formed for at least 1 second.
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