KR100743275B1 - Plasma processing method and post-processing method - Google Patents

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Abstract

처리 챔버 내 뿐만 아니라, 반송 시스템에 있어서의 부식도 확실히 방지할 수 있는 플라즈마 처리 방법 및 후처리 방법을 제공한다. 챔버 내의 피처리체에 대하여 플라즈마 처리를 실실행하는 플라즈마 처리 방법은 적어도 할로겐 원소를 포함하는 가스를 플라즈마화하여 생성한 제 1 플라즈마에 의해 피처리체를 처리하는 제 1 플라즈마 처리와, 제 1 플라즈마 처리 후, 상기 챔버 내에 산소를 포함하는 가스를 공급하여, 제 2 플라즈마를 생성시켜 상기 챔버 및 피처리체를 처리하는 제 2 플라즈마 처리와, 제 2 플라즈마 처리 후의 피처리체를 적어도 질소 및 수소를 포함하는 가스를 플라즈마화하여 생성한 제 3 플라즈마에 의해 처리하는 제 3 플라즈마 처리를 포함하는 것이다.Provided are a plasma treatment method and a post-treatment method capable of reliably preventing corrosion not only in the processing chamber but also in the conveying system. A plasma processing method for performing a plasma processing on a target object in a chamber includes a first plasma treatment for processing a target object by a first plasma generated by plasmalizing a gas containing at least a halogen element, and after the first plasma treatment, Supplying a gas containing oxygen into the chamber, generating a second plasma to treat the chamber and the object, and a gas containing at least nitrogen and hydrogen in the object to be processed after the second plasma treatment; And a third plasma treatment to be processed by the third plasma generated.

Description

플라즈마 처리 방법 및 후처리방법 {PLASMA PROCESSING METHOD AND POST-PROCESSING METHOD}Plasma treatment method and post-treatment method {PLASMA PROCESSING METHOD AND POST-PROCESSING METHOD}

도 1은 제 1 플라즈마 처리 후의 웨이퍼 표면의 상태를 설명하는 모식도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram explaining the state of the wafer surface after a 1st plasma process.

도 2는 제 2 플라즈마 처리 후의 웨이퍼 표면의 상태를 설명하는 모식도.2 is a schematic diagram illustrating a state of a wafer surface after a second plasma treatment.

도 3은 제 3 플라즈마 처리 후의 웨이퍼 표면의 상태를 설명하는 모식도.3 is a schematic diagram illustrating a state of a wafer surface after a third plasma treatment.

도 4는 본 발명 방법의 실시에 적합한 플라즈마 처리장치를 도시하는 개략 구성도.4 is a schematic configuration diagram showing a plasma processing apparatus suitable for implementing the method of the present invention.

도 5는 처리유닛의 단면 구조를 도시한 도면. 5 shows a cross-sectional structure of a processing unit.

도 6은 본 발명 방법의 실시에 적합한 별도의 플라즈마 처리 장치를 나타내는 개략 구성도.6 is a schematic structural diagram showing another plasma processing apparatus suitable for implementing the method of the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

1:플라즈마 처리 장치1: plasma processing device

2; 처리유닛2; Processing Unit

3; 처리유닛3; Processing Unit

82, 83; 에칭 처리유닛82, 83; Etching Processing Unit

84, 85; NH3 플라즈마 처리유닛84, 85; NH 3 plasma processing unit

100; 플라즈마 처리 장치100; Plasma processing equipment

20l; 흡착물20 l; Adsorbate

202; 퇴적물202; sediment

203; 개질물203; Reform

W; 웨이퍼W; wafer

본 발명은 플라즈마 처리 방법 및 후처리 방법에 관한 것으로, 상세하게는 예컨대 반도체 웨이퍼 등에 대하여, 에칭 처리 등을 실행하기 위한 플라즈마 처리방법 및 후처리 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing method and a post-processing method, and more particularly, to a plasma processing method and a post-processing method for performing an etching process or the like on a semiconductor wafer or the like.

반도체 웨이퍼 등의 기판에 대하여, 브롬화수소나 염소 등의 부식성 가스를 이용하여 드라이 에칭을 실행하는 프로세스에 있어서는 처리 챔버 내에 부착한 반응 생성물의 박리에 의한 파티클의 발생이나, 부식성 가스에 의한 처리 챔버의 열화 등에의 대책이 필요하다. 이 때문에, 드라이 에칭 후에 O2 플라즈마에 의한 클리닝을 실행하는 것이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌1). 이 O2 플라즈마에 의한 클리닝은 챔버 안의 할로겐 분위기의 치환이나, 챔버의 부식 대책에 유효하고 또 한, 기판 상에 흡착하고 있는 부식성 가스를 스퍼터링에 의해 제거하는 효과도 기대할 수 있다.In the process of performing dry etching on a substrate such as a semiconductor wafer by using a corrosive gas such as hydrogen bromide or chlorine, generation of particles due to peeling of a reaction product adhering to the processing chamber, or of a processing chamber by a corrosive gas. Countermeasures against deterioration are necessary. For this reason, it is proposed to perform the cleaning by the O 2 plasma after the dry etching (for example, Patent Document 1). This O 2 plasma cleaning is effective for the replacement of the halogen atmosphere in the chamber and for countermeasures against corrosion of the chamber, and the effect of removing the corrosive gas adsorbed on the substrate by sputtering can also be expected.

그러나, 에칭 처리 후의 기판 상에는 반응 생성물에 의한 퇴적이 관찰되고, 예컨대 실리콘 기판을 에칭한 경우는 SiBr4, SiCl4 등의 반응 생성물이 퇴적하고 있다. 상기 O2 플라즈마에 의한 후처리에 의해서 이들의 퇴적물을 완전히 제거하는 것은 곤란했다.However, deposition by the reaction product is observed on the substrate after the etching treatment. For example, when the silicon substrate is etched, reaction products such as SiBr 4 and SiCl 4 are deposited. It was difficult to completely remove these deposits by post-treatment with the O 2 plasma.

(특허문헌1) 일본국 특허공개 평성 제63-5532호 공보(특허청구의 범위)(Patent Document 1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-5532 (Scope of Claim)

상기한 바와 같이, O2 가스 플라즈마에 의한 클리닝에서는 기판 상의 퇴적물을 완전히 제거하는 것은 곤란하다. 기판 상에 잔류한 상기 퇴적물은 대기 개방 하에 두어진다면, 할로겐 가스 등의 부식성 가스를 발생하는 성질이 있다. 이 때문에, 후단의 프로세스로 이행할 때, 반송 시스템에 있어서 기판상의 퇴적물로부터 부식성 가스가 발생하여, 이것이 반송 시스템의 부식의 원인으로 된다는 문제가 있다. 일반적으로, 부식성 가스를 사용하는 에칭 등의 처리를 실행하는 챔버 내면은 알루미늄이나 알루마이트 재료로 구성되어 있기 때문에, 일단 부식대책이 마련되어 있지만, 원래 반송 시스템계는 부식성 가스와의 접촉이 상정되어 있지 않기 때문에, 부식에 의한 열화가 발생하면 시스템 전체의 내구성을 크게 손상시키게 된다. 그런데, 지금까지 반송 시스템의 부식대책에 있어서는 거의 검토되어 있지 않은 것 이 실정이었다.As described above, in the cleaning by O 2 gas plasma, it is difficult to completely remove the deposit on the substrate. The deposit remaining on the substrate has a property of generating a corrosive gas such as a halogen gas if it is placed under open air. For this reason, when shifting to a process of the next stage, there exists a problem that corrosive gas generate | occur | produces from the deposit on a board | substrate in a conveyance system, and this causes a corrosion of a conveyance system. In general, since the inner surface of the chamber for processing such as etching using corrosive gas is made of aluminum or anodized material, corrosion countermeasures are provided once, but the original conveying system does not assume contact with corrosive gas. Therefore, deterioration caused by corrosion greatly impairs the durability of the entire system. However, there have been few studies on the corrosion countermeasure of the conveying system.

본 발명은 상기 실정에 비추어 이루어진 것으로서, 그 목적은 처리 챔버 내 뿐만 아니라, 반송 시스템에 있어서의 부식도 확실히 방지할 수 있도록 한 플라즈마 처리방법 및 후처리 방법을 제공하는 것에 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a plasma processing method and a post-treatment method which can reliably prevent corrosion not only in the processing chamber but also in the conveying system.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점에 의하면, 챔버 내의 피처리체에 대하여 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서, 적어도 할로겐원소를 포함하는 가스를 플라즈마화하여 생성한 제 1 플라즈마에 의해 피처리체를 처리하는 제 1 플라즈마 처리; 제 1 플라즈마 처리 후, 상기 챔버 내에 산소를 포함하는 가스를 공급하여 제 2 플라즈마를 생성시켜, 상기 챔버 및 피처리체를 처리하는 제 2 플라즈마 처리; 제 2 플라즈마 처리 후의 피처리체를 적어도 질소 및 수소를 포함하는 가스를 플라즈마화하여 생성한 제 3 플라즈마에 의해 처리하는 제 3 플라즈마 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법이 제공된다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, according to the 1st viewpoint of this invention, in the plasma processing method which performs a plasma process with respect to the to-be-processed object in a chamber, the 1st plasma produced | generated by plasma-forming the gas containing a halogen element at least is carried out. A first plasma treatment for processing the object to be processed; A second plasma treatment for supplying a gas containing oxygen into the chamber after the first plasma treatment to generate a second plasma to process the chamber and the workpiece; A plasma processing method is provided, comprising: a third plasma treatment in which the object to be processed after the second plasma treatment is subjected to a third plasma generated by plasmalizing a gas containing at least nitrogen and hydrogen.

이 플라즈마 처리 방법에서는 제 2 플라즈마 처리와 제 3 플라즈마 처리를 실행하는 것에 의해서, 처리 챔버 내 뿐만 아니라, 반송 시스템에서의 할로겐에 의한 부식도 방지할 수 있다.In this plasma processing method, by performing the second plasma processing and the third plasma processing, corrosion not only in the processing chamber but also by halogen in the transfer system can be prevented.

상기 플라즈마 처리 방법에 있어서는 상기 제 1 플라즈마 처리부터 제 3 플라즈마 처리까지를 동일한 챔버 내에서 실행하더라도 좋다. 이 경우, 단일의 챔버 내에서의 올 인 원(all in one) 처리에 있어서, 챔버의 클리닝과 피처리체 표면 퇴적물의 개질이 실현된다.In the plasma processing method, the first plasma processing to the third plasma processing may be performed in the same chamber. In this case, in the all-in-one treatment in a single chamber, cleaning of the chamber and modification of the surface deposit of the workpiece are realized.

또한, 상기 제 1 플라즈마 처리와 제 2 플라즈마 처리를 동일한 챔버 내에서 실시하고, 제 3 플라즈마 처리를 별도의 챔버 내에서 실행하더라도 좋다. 이 경우, 피처리체를 별도의 챔버로 옮기는 것에 의해, 제 1 플라즈마 처리를 실행한 챔버 내의 할로겐 분위기의 영향을 거의 차단할 수 있다. 따라서, 반송 시스템계에서의 부식성 가스의 발생을 확실히 방지할 수 있다.The first plasma process and the second plasma process may be performed in the same chamber, and the third plasma process may be performed in a separate chamber. In this case, the effect of the halogen atmosphere in the chamber which performed the 1st plasma process can be almost interrupted by moving a to-be-processed object to another chamber. Therefore, generation | occurrence | production of corrosive gas in a conveyance system system can be prevented reliably.

또한, 상기 플라즈마 처리 방법에 있어서는 상기 할로겐원소가 염소 또는 브롬이며, 상기 적어도 질소 및 수소를 포함하는 가스가 암모니아 가스 또는, 질소 가스와 수소 가스의 혼합 가스인 것이 바람직하다. 이 경우, 제 3 플라즈마 처리에서는 피처리체 상에 부착한 할로겐화 규소가 할로겐화 암모늄으로 전화되어 안정화된다. 따라서, 반송 시스템 내에서의 할로겐의 발생을 방지할 수 있다.In the plasma processing method, the halogen element is preferably chlorine or bromine, and the gas containing at least nitrogen and hydrogen is ammonia gas or a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas. In this case, in the third plasma treatment, the silicon halide adhered on the workpiece is converted to ammonium halide and stabilized. Therefore, generation of halogen in the conveying system can be prevented.

상기 플라즈마 처리 방법에 있어서는 상기 제 3 플라즈마 처리 후의 피처리체를 습식 세정하는 세정처리를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 할로겐화 암모늄을 용이하게 세정, 제거할 수 있다.It is preferable that the said plasma processing method further includes the washing process which wet-cleans the to-be-processed object after the said 3rd plasma process. In this case, ammonium halide can be easily washed and removed.

또한, 플라즈마 처리방법의 바람직한 형태로서는 제 1 플라즈마 처리가 실리콘 기판을 플라즈마 에칭 처리이다. 이 경우, 부식성 가스를 사용하여 효율이 좋은 에칭 처리를 실현하면서, 챔버 뿐만 아니라 반송 시스템의 부식대책이 도모된다.In a preferred embodiment of the plasma treatment method, the first plasma treatment is a plasma etching treatment of a silicon substrate. In this case, while the corrosive gas is used to realize an efficient etching process, the countermeasures against corrosion not only of the chamber but also of the transfer system can be achieved.

또한, 본 발명의 제 2 관점에 의하면, 챔버 내의 피처리체에 대하여 부식성 가스를 사용하는 처리 프로세스 후에 실시되는 후처리 방법에 있어서, 상기 챔버 안에 산소를 포함하는 가스를 공급하여 O2 플라즈마를 생성시켜 상기 챔버 및 피처리체를 처리하는 O2 플라즈마 처리와, O2 플라즈마 처리 후의 피처리체를, 적어도 질소 및 수소를 포함하는 가스를 플라즈마화하여 생성한 NH3 플라즈마에 의해 처리하는 NH3 플라즈마 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 후처리 방법이 제공된다.According to a second aspect of the present invention, in a post-treatment method performed after a treatment process using a corrosive gas to a target object in a chamber, an O 2 plasma is generated by supplying a gas containing oxygen into the chamber. with O 2 plasma treatment for processing the chamber and the object to be processed, O 2 to be treated after the plasma treatment, comprising the NH 3 plasma process for processing by the NH 3 plasma generation to screen at least a plasma gas including nitrogen and hydrogen There is provided a post-treatment method characterized in that.

상기 후처리 방법에서는 상기 부식성 가스를 사용하는 처리 프로세스, 상기 O2 플라즈마 처리 및 상기 NH3 플라즈마 처리까지를 동일한 챔버 내에서 실행해도 좋다. 이 경우, 단일의 챔버 내에서의 올 인 원 처리에 있어서, 챔버의 클리닝과 피처리체 표면 퇴적물의 개질이 실현된다.In the post-treatment method, the treatment process using the corrosive gas, the O 2 plasma treatment, and the NH 3 plasma treatment may be performed in the same chamber. In this case, in the all-in-one treatment in a single chamber, cleaning of the chamber and modification of the surface deposit of the workpiece are realized.

또한, 상기 O2 플라즈마 처리와 NH3 플라즈마 처리를 다른 챔버 안에서 실행하여도 좋다. 이 경우, 피처리체를 별도의 챔버로 옮기는 것에 의해서, 부식성 가스에 의한 영향을 거의 차단할 수 있다. 따라서, NH3 플라즈마 처리에 있어서의 피처리체 표면 퇴적물의 개질의 효율이 높아져, 반송 시스템계로의 부식성 가스의 캐리 오버를 확실히 방지할 수 있다.Further, the O 2 plasma treatment and the NH 3 plasma treatment may be performed in another chamber. In this case, by moving a workpiece to another chamber, the influence by the corrosive gas can be almost blocked. Therefore, the efficiency of reforming the surface deposit of the workpiece in the NH 3 plasma treatment is increased, and the carryover of the corrosive gas to the conveying system system can be reliably prevented.

상기 후처리 방법에서는 부식성 가스가 적어도 할로겐 원소를 포함하는 가스이며, 상기 적어도 질소 및 수소를 포함하는 가스가, 암모니아 가스 또는, 질소 가스와 수소 가스의 혼합 가스인 경우, 상기 NH3 플라즈마 처리에서는 피처리체 상에 부착한 할로겐화 규소가 할로겐화 암모늄으로 전화되어 안정화된다. 따라서, 반송 시스템 내에서의 할로겐의 발생을 방지할 수 있다.In the post-treatment method, when the corrosive gas is a gas containing at least a halogen element, and the gas containing at least nitrogen and hydrogen is ammonia gas or a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas, the NH 3 plasma treatment is a feature. Silicon halides attached on the liche are converted to ammonium halides and stabilized. Therefore, generation of halogen in the conveying system can be prevented.

이 후처리 방법에 있어서는 상기 NH3 플라즈마 처리 후의 피처리체를 습식 세정하는 세정처리를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 할로겐화 암모늄을 용이하게 세정, 제거할 수 있다.In this post-processing method preferably includes a wet-cleaning process for cleaning the object to be processed after the NH 3 plasma processing. In this case, ammonium halide can be easily washed and removed.

상기 후처리 방법의 바람직한 형태로서는 부식성 가스를 사용하는 처리 프로세스가 실리콘 기판에 대한 에칭 처리이다. 이 경우, 부식성 가스를 사용하여 효율이 좋은 에칭처리를 달성하면서, 챔버 뿐만 아니라 반송 시스템의 부식대책이 도모된다.As a preferable aspect of the post-treatment method, a treatment process using a corrosive gas is an etching treatment on a silicon substrate. In this case, while the corrosive gas is used to achieve an efficient etching process, the countermeasures against corrosion not only of the chamber but also of the transfer system can be achieved.

본 발명에 있어서, 피처리체로서는 예컨대 반도체 웨이퍼 등의 기판을 들 수 있다.In the present invention, for example, a substrate such as a semiconductor wafer may be mentioned.

본 발명의 플라즈마 처리방법에 사용하는 「적어도 할로겐원소를 포함하는 가스」는 구성요소에 염소, 브롬 등의 할로겐 원소를 포함하는 가스이며, 구체적으로, 브롬화수소 가스, 염화수소 가스, 염소가스 등을 예시할 수 있다. 따라서, 제 1 플라즈마 처리로서는 예컨대, 할로겐 가스를 사용하는 플라즈마 에칭 처리 등을 들 수 있다.The "gas containing at least a halogen element" used in the plasma processing method of the present invention is a gas containing halogen elements such as chlorine and bromine in its components, and specifically, examples thereof include hydrogen bromide gas, hydrogen chloride gas, and chlorine gas. can do. Therefore, as a 1st plasma process, the plasma etching process using a halogen gas, etc. are mentioned, for example.

또한, 「산소를 포함하는 가스」로서는 예컨대, O2 가스나, O2 가스와 희유가스 등의 불활성 가스의 혼합 가스를 사용할 수 있다. 따라서, 제 2 플라즈마 처 리로서는 예컨대 O2 가스 플라즈마에 의한 O2 플라즈마 처리 등을 들 수 있다. 이 제 2 플라즈마 처리에서는 제 1 플라즈마 처리에 의해서 피처리체 상에 물리 흡착하고 있는 할로겐 가스 성분(C12, HBr 등)의 제거, 처리 챔버 안에 잔류하고 있는 할로겐 가스를 O2 가스로 치환하는 챔버 내 분위기의 치환, 챔버 벽면에 부착하고 있는 SiCl4, SlBr4 등의 퇴적물의 제거 등이 실행된다.As the "gas containing oxygen", for example, an O 2 gas or a mixed gas of an inert gas such as O 2 gas and a rare gas can be used. Accordingly, the like 2 plasma treatment as for example O 2 gas plasma, O 2 plasma treatment with a. In the second plasma treatment, the first plasma treatment removes halogen gas components (C1 2 , HBr, etc.) physically adsorbed onto the target object, and replaces the halogen gas remaining in the processing chamber with O 2 gas. Substitution of the atmosphere, removal of deposits such as SiCl 4 , SlBr 4 , and the like adhering to the chamber walls are performed.

본 발명의 플라즈마 처리 방법에 있어서, 「적어도 질소 및 수소를 포함하는 가스」로서는 예컨대, NH3 가스나, N2와 H2의 혼합 가스 등을 사용할 수 있다. 따라서, 제 3 플라즈마 처리로서는 예컨대 NH3가스 플라즈마에 의한 NH3 플라즈마 처리 등을 들 수 있다.In the plasma processing method of the present invention, as the "gas containing at least nitrogen and hydrogen", for example, NH 3 gas, a mixed gas of N 2 and H 2 , and the like can be used. Thus, the plasma treatment and the like can be given as the example 3 NH 3 NH 3 plasma process by the plasma gas.

제 3 플라즈마 처리에서는 제 1 플라즈마 처리에 의해, 반도체 웨이퍼 등의 피처리체 상에 퇴적한 SiCl4, SiBr4 등의 할로겐화 규소(SiX4; 여기에서 X는 할로겐 원소를 나타낸다. 이하, 마찬가지이다)나, 피처리체 상에 물리 흡착하고 있는 C12, HBr 등을 NH4C1, NH4Br 등의 할로겐화 암모늄(NH4X; 여기에서 X는 상기한 의미를 갖는다. 이하 마찬가지이다)으로 전화한다. 할로겐화 암모늄은 대기 개방 상태에서도 휘산하는 일이 없기 때문에, 반송 시스템에 있어서의 할로겐 가스의 발생이 억제되어, 반송 경로의 부식을 미연에 방지할 수 있다.In the third plasma treatment, silicon halides such as SiCl 4 and SiBr 4 (SiX 4 where X represents a halogen element, which is the same below) deposited on the target object such as a semiconductor wafer by the first plasma treatment. , C1 2 , HBr and the like which are physically adsorbed onto the object to be treated are converted into ammonium halides (NH 4 X; where X has the above meaning. The same applies hereafter) such as NH 4 C1 and NH 4 Br. Since ammonium halide does not volatilize even in the state of open | released atmosphere, generation | occurrence | production of the halogen gas in a conveyance system is suppressed and corrosion of a conveyance path can be prevented beforehand.

제 3 플라즈마 처리에 의해서 발생한 할로겐화 암모늄은 수용성 물질이기 때 문에, 습식 세정 공정으로 용이하게 제거할 수 있다. 세정의 조건은 통상의 습식 세정 공정과 마찬가지로 실시할 수 있다.Since ammonium halide generated by the third plasma treatment is a water-soluble substance, it can be easily removed by a wet cleaning process. Washing conditions can be performed similarly to the normal wet washing process.

본 발명 방법에 있어서는 제 1 플라즈마 처리로부터 제 3 플라즈마 처리까지를 동일한 챔버 내에서 실행하는 것이 가능하고, 이 경우, 제 2 플라즈마 처리에 의해, 제 1 플라즈마 처리에 의해서 발생한 챔버 내 할로겐 분위기의 치환, 챔버 내 퇴적물의 제거, 피처리체에 흡착한 할로겐 가스 분자의 제거가 실행되고, 제 3 플라즈마 처리에 의해서 퇴적물의 개질(할로겐화 암모늄으로의 전화)이 가능하게 된다.In the method of the present invention, it is possible to perform from the first plasma treatment to the third plasma treatment in the same chamber. In this case, the replacement of the halogen atmosphere in the chamber generated by the first plasma treatment by the second plasma treatment, Removal of deposits in the chamber and removal of halogen gas molecules adsorbed to the target object are performed, and modification of the deposits (conversion to ammonium halide) is possible by the third plasma treatment.

또한, 제 1 플라즈마 처리와 제 2 플라즈마 처리를 동일한 챔버 내에서 실시하고, 제 3 플라즈마 처리는 피처리체를 별도의 챔버로 옮겨 실시하는 것도 가능하다. 이 경우, 제 2 플라즈마 처리에 의해서, 제 1 플라즈마 처리에 의해 발생한 최초의 챔버 안의 할로겐 분위기의 치환, 챔버 내 퇴적물의 제거, 피처리체에 흡착한 할로겐 가스 분자의 제거가 실행된다. 또한, 제 3 플라즈마 처리는 별도의 챔버에서 피처리체 표면에 퇴적한 반응 생성물의 개질만이 행하여진다. 이 때, 피처리체의 챔버 간의 이동은 진공 조건하에서 실행하는 것이 바람직하다.In addition, the first plasma treatment and the second plasma treatment may be performed in the same chamber, and the third plasma treatment may be performed by moving the object to be processed to another chamber. In this case, the second plasma treatment performs replacement of the halogen atmosphere in the first chamber generated by the first plasma treatment, removal of deposits in the chamber, and removal of halogen gas molecules adsorbed onto the object to be processed. In addition, the third plasma treatment is carried out only to modify the reaction product deposited on the surface of the workpiece in a separate chamber. At this time, it is preferable to perform the movement between the chambers of the workpiece under vacuum conditions.

플라즈마 처리의 조건은 특히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대 제 1 플라즈마 처리를 50초간 실행하고, 후처리로서의 제 2 플라즈마 처리 및 제 3 플라즈마 처리를 각각 5초간 정도 실행할 수 있다.Although the conditions of the plasma treatment are not particularly limited, for example, the first plasma treatment may be performed for 50 seconds, and the second plasma treatment and the third plasma treatment as the post-process may be performed for about 5 seconds, respectively.

또, 이상의 제 1 플라즈마 처리 ~ 제 3 플라즈마 처리에 부가하여, 필요에 따라서, 다른 처리를 포함할 수도 있다. 예컨대, 제 1 플라즈마 처리가 실리콘 웨 이퍼의 에칭 프로세스인 경우, 그 전처리로서 실리콘 웨이퍼 표면의 자연 산화막을 제거하는 처리를 부가하는 것이 바람직하다.Moreover, in addition to the above-mentioned 1st plasma process-3rd plasma process, you may also include another process as needed. For example, when the first plasma treatment is an etching process of a silicon wafer, it is preferable to add a treatment for removing the native oxide film on the surface of the silicon wafer as the pretreatment.

본 발명의 후처리 방법은 부식성 가스를 사용하는 처리 프로세스의 뒤에 실시되는 후처리 방법이다. 이 후처리 방법은 부식성 가스에 의한 처리 뒤의 피처리체나 챔버에 대해서, 산소를 포함하는 가스를 플라즈마화하여 생성한 O2 플라즈마에 의해 처리하는 O2 플라즈마 처리(클리닝 처리)와, 적어도 질소 및 수소를 포함하는 가스를 플라즈마화하여 생성한 NH3 플라즈마에 의해 피처리체를 처리하는 NH3 플라즈마 처리(개질처리)를 실행함으로써 실시할 수 있다. 여기에서, 부식성 가스를 사용하는 처리로서는 예컨대 상기 플라즈마 처리 방법에 있어서의 제 1 플라즈마 처리와 마찬가지로 할로겐 함유 가스를 사용하는 플라즈마 에칭 처리 등을 들 수 있다. 또한, O2 플라즈마 처리는 상기 플라즈마 처리 방법에 있어서의 제 2 플라즈마 처리와 마찬가지로 실시할 수 있고, NH3 플라즈마 처리는 제 3 플라즈마 처리와 마찬가지로 실시할 수 있다.The post-treatment method of the present invention is a post-treatment method carried out after a treatment process using a corrosive gas. This post-treatment method includes an O 2 plasma treatment (cleaning treatment) for treating an object and a chamber after treatment with a corrosive gas by O 2 plasma generated by converting a gas containing oxygen into plasma, and at least nitrogen and hydrogen. running the NH 3 plasma process (modification process) to process the object to be processed by the NH 3 plasma generated by the plasma gasification including a can be carried out by. Here, as a process using a corrosive gas, the plasma etching process using a halogen containing gas etc. are mentioned like the 1st plasma processing in the said plasma processing method, for example. The O 2 plasma treatment can be performed in the same manner as the second plasma treatment in the plasma treatment method, and the NH 3 plasma treatment can be performed in the same manner as the third plasma treatment.

다음에, 본 발명의 작용에 대하여 도 l 내지 도 3을 참조하면서 설명한다. 도 1 내지 도 3은 본 발명의 플라즈마 처리 방법에 있어서의 원리를 설명하기 위한 모식도이다. 도 1은 피처리체로서의 반도체 웨이퍼(이하, 단지「웨이퍼」라고 한다) W에 부식성 가스를 이용하여 제 1 플라즈마 처리를 실시한 후의 기판 표면 부근의 단면 상태를 나타내고 있다. 제 1 플라즈마 처리에 의해서 기판 표면에는 Cl2 이나 HBr 등의 할로겐계의 흡착물(201)이 물리흡착하고 있고 또한, SiX4(X는 염소, 브롬 등의 할로겐원소를 나타낸다)등에 의해 구성되는 퇴적물(202)이 부착하고 있다. Next, the operation of the present invention will be described with reference to Figs. 1-3 is a schematic diagram for demonstrating the principle in the plasma processing method of this invention. FIG. 1: shows the cross-sectional state of the board | substrate surface vicinity after performing a 1st plasma process using the corrosive gas to the semiconductor wafer W (hereinafter only called "wafer") as a to-be-processed object. Halogen-based adsorbents 201 such as Cl 2 and HBr are physically adsorbed on the surface of the substrate by the first plasma treatment, and deposits composed of SiX 4 (X represents a halogen element such as chlorine or bromine) or the like. 202 is attached.

제 1 플라즈마 처리 후에 제 2 플라즈마 처리를 실행하면, O2 플라즈마에 의해서 흡착물(20l)이 스퍼터링에 의해 제거된다. 그 결과, 도 2에 도시하는 바와 같이 흡착물(201)의 대부분이 제거되지만 완전히는 제거되지 않으며, 퇴적물(202)은 거의 그대로 웨이퍼W 상에 잔존한다. 또, 제 1 플라즈마 처리에 사용한 챔버 내벽에 있어서도, 도 2와 동일한 기구에 의해서 흡착물(201)의 제거가 실행됨과 동시에, 챔버 내 분위기가 치환되기 때문에 부식이 방지된다. When the second plasma treatment is performed after the first plasma treatment, the adsorbate 20l is removed by sputtering by the O 2 plasma. As a result, as shown in FIG. 2, most of the adsorbate 201 is removed but not completely removed, and the deposit 202 almost remains on the wafer W as it is. Also in the chamber inner wall used for the first plasma treatment, the adsorbent 201 is removed by the same mechanism as in FIG. 2, and the atmosphere in the chamber is replaced, thereby preventing corrosion.

다음에, 웨이퍼 W에 대하여 제 3 플라즈마 처리를 실시하면, NH3 플라즈마의 작용에 의해서, 도 3과 같이, 퇴적물(202)의 SiX4가 할로겐화 암모늄(NH4X)으로 변화하여, 개질물(203)로 전화된다. 또한, 잔존하고 있는 할로겐계 흡착물(201)도 개질물(203)에 의해 고정화된다. 개질물(203)은 후프 내 등의 반송 시스템 중에서 대기 개방 상태에 노출되어도 할로겐 가스를 발생시키는 일이 없기 때문, 반송 시스템의 부식을 방지할 수 있다. 또, 제 3 플라즈마 처리에 의해 생성한 NH4X는 수용성 물질이기 때문에, 습식 세정에 의해서 용이하게 제거할 수 있다.Next, when the third plasma treatment is performed on the wafer W, the action of NH 3 plasma causes SiX 4 of the deposit 202 to be changed to ammonium halide (NH 4 X) as shown in FIG. 203). The remaining halogen-based adsorbate 201 is also immobilized by the reformate 203. Since the reformed product 203 does not generate halogen gas even when exposed to an open air condition in a transport system such as a hoop, corrosion of the transport system can be prevented. In addition, since NH 4 X produced by the third plasma treatment is a water-soluble substance, it can be easily removed by wet cleaning.

다음에, 플라즈마 처리 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명 방법의 실시에 적합한 플라 즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 수평 단면도이다. 이 플라즈마 처리 장치는 소정의 진공하에서 피처리체로서의 웨이퍼W에 대하여 에칭 처리 및 후처리를 실행하는 것이다.Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings showing the specific configuration of the plasma processing apparatus. 4 is a horizontal cross-sectional view schematically showing a plasma processing apparatus suitable for carrying out the method of the present invention. This plasma processing apparatus performs etching processing and post-processing on the wafer W as a processing target under a predetermined vacuum.

플라즈마 처리장치(1)는 2개의 처리 유닛(2, 3)을 갖추고 있고, 각 처리유닛(2, 3)에서는 각각 독립하여 웨이퍼W의 에칭 처리 및 후처리까지를 일관해서 실행하는 올 인 원 프로세스를 실시할 수 있도록 구성되어 있다. 각 처리유닛(2, 3)에는 각각 로드록 실(6, 7)이 게이트밸브G1을 거쳐서 접속되어 있다. 이들 로드록 실(6, 7)의 처리유닛(2, 3)과 반대측에는 웨이퍼 반입출실(8)이 마련되고 있고, 웨이퍼 반입출실(8)의 로드록 실(6, 7)과 반대측에는 웨이퍼W를 수용 가능한 후프(FOUP)F를 붙이는 3개의 접속 포트(9, 10, 11)가 마련되어 있다.The plasma processing apparatus 1 is equipped with two processing units 2 and 3, and each processing unit 2 and 3 is an all-in-one process which independently performs etching and post-processing of the wafer W independently of each other. It is configured to perform. The load lock chambers 6 and 7 are connected to each processing unit 2 and 3 via the gate valve G1, respectively. The wafer loading / unloading chamber 8 is provided on the side opposite to the processing units 2, 3 of the load lock chambers 6, 7, and the wafer is placed on the opposite side of the load-locking chambers 6, 7 of the wafer loading / unloading chamber 8. Three connection ports 9, 10, and 11 are provided with a FOUP F that can accommodate W.

2개의 처리유닛(2, 3)은 각 게이트 밸브G1를 개방함으로써, 로드록 실(6, 7)과 연통되고, 각 게이트밸브G1를 닫음으로써 로드록 실(6, 7)로부터 차단된다. 또한, 로드록 실(6, 7)의 웨이퍼 반입출실(8)에 접속되는 부분에도 게이트밸브G2가 마련되어 있고, 로드록 실(6, 7)은 게이트밸브G2를 개방함으로써 웨이퍼 반입출실(8)에 연통되어, 이들을 닫히게 함으로써, 웨이퍼 반입출실(8)로부터 차단된다.The two processing units 2, 3 communicate with the load lock chambers 6, 7 by opening the respective gate valves G1, and are disconnected from the load lock chambers 6, 7 by closing the gate valves G1. In addition, the gate valve G2 is provided in the part connected to the wafer loading / unloading chamber 8 of the load lock chambers 6, 7, and the load-locking chambers 6, 7 open the gate valve G2 to open the wafer loading / unloading chamber 8. Is closed from the wafer loading / unloading chamber 8 by causing them to close.

로드록 실(6, 7) 내에는 처리유닛(2, 3)과 웨이퍼 반입출실(8) 사이에, 피처리체인 웨이퍼W의 반입출을 실행하는 웨이퍼 반송장치(4, 5)가 각각 마련되어 있다.In the load lock chambers 6 and 7, there are provided wafer transfer apparatuses 4 and 5 for carrying in and out of the wafer W as a processing object between the processing units 2 and 3 and the wafer loading / unloading chamber 8, respectively. .

웨이퍼 반입출실(8)의 천장부에는 HEPA 필터(도시하지 않음)가 마련되어 있고, 이 HEPA 필터를 통과한 청정한 공기가 웨이퍼 반입출실(8) 내로 다운 흐름 상 태로 공급되고, 대기압의 청정공기 분위기에서 웨이퍼W의 반입출이 실행하여지도록 되어 있다. 웨이퍼 반입출실(8)의 후프F 장착용의 3개의 접속 포트(9, 10, 11)에는 각각 셔터(도시하지 않음)가 마련되어 있고, 이들 접속 포트(9, 10, 11)에 웨이퍼W를 수용한 후프F 또는 빈 후프F가 직접 설치되며, 설치된 때에 셔터가 오픈되고 외기의 침입을 방지하면서 웨이퍼 반입출실(8)과 연통하도록 되어 있다. 또한, 웨이퍼 반입출실(8)의 한 쪽의 측면에는 정렬 챔버(14)가 마련되고 있고, 거기서 웨이퍼W의 정렬이 실행하여진다. 웨이퍼 반입출실(8)의 또 다른 한 쪽의 측면에는 세정챔버(15)가 마련되고 있고, 그래서 플라즈마 처리 후의 웨이퍼W의 습식 세정이 실행하여진다.A HEPA filter (not shown) is provided at the ceiling of the wafer loading and unloading chamber 8, and clean air passing through the HEPA filter is supplied in a down flow state into the wafer loading and unloading chamber 8, and the wafer is kept in a clean air atmosphere at atmospheric pressure. Import and export of W is performed. Three connection ports 9, 10, and 11 for hoop F mounting of the wafer entry / exit chamber 8 are provided with shutters (not shown), respectively, and the wafers W are accommodated in these connection ports 9, 10, and 11. One hoop F or empty hoop F is installed directly, and when installed, the shutter is opened to communicate with the wafer loading / unloading chamber 8 while preventing the intrusion of outside air. In addition, an alignment chamber 14 is provided on one side of the wafer loading / unloading chamber 8, where the wafer W is aligned. The cleaning chamber 15 is provided on the other side surface of the wafer loading / unloading chamber 8, so that wet cleaning of the wafer W after plasma treatment is performed.

웨이퍼 반입출실(8)내에는 후프F에 대한 웨이퍼W의 반입출 및 로드록 실(6, 7)에 대한 웨이퍼W의 반입출을 실행하는 웨이퍼 반송장치(16)가 설치된다. 이 웨이퍼 반송장치(16)는 다관절 아암 구조를 갖고 있고, 후프F의 일렬 배열과 왼쪽으로 평행하게 레일(18) 상을 주행 가능하게 되어 있고, 그 앞단의 픽(17) 상에 웨이퍼W를 실어 그 반송을 실행한다. 웨이퍼 반송장치(16)의 동작 등, 시스템 전체의 제어는 제어부(19)에 의해서 실행하여진다.In the wafer loading and unloading chamber 8, a wafer transfer device 16 for carrying in and out of the wafer W to and from the load lock chambers 6 and 7 is provided. The wafer transfer device 16 has a multi-joint arm structure, and is capable of traveling on the rail 18 parallel to the left side of the hoop F in a row, and the wafer W is placed on the pick 17 at the front end thereof. It carries and conveys it. The control of the entire system such as the operation of the wafer transfer device 16 is executed by the control unit 19.

이러한 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서는 우선, 대기압의 청정 공기 분위기로 유지된 웨이퍼 반입출실(8) 내의 웨이퍼 반송 장치(16)에 의해, 어느 후프F에서 웨이퍼W를 한 장 꺼내어 정렬 챔버(14)에 반입하여, 웨이퍼W의 위치 정렬을 한다. 다음에, 웨이퍼W를 로드록 실(6, 7) 중 어느 곳에 반입하고, 그 로드록 실 내를 진공배기한 뒤, 웨이퍼 반송 장치(4) 또는 (5)에 의해 그 로드록 실 내의 웨이퍼W 를 처리유닛(2) 또는 처리유닛(3)에 장입하여 에칭 처리를 실행하고, 계속해서 동일한 처리유닛 내에서 후처리를 실행한다. 그 후, 웨이퍼W를 웨이퍼 반송 장치(4, 5) 중 어느 것에 의해 로드록 실(6, 7) 중 어느 곳에 반입하고, 그 안을 대기압으로 되돌린 뒤, 웨이퍼 반입출실(8) 내의 웨이퍼 반송장치(16)에 의해 로드록 실 내의 웨이퍼W를 꺼내어, 세정 챔버(15)에 삽입하여 습식 세정처리를 실행한다. 세정챔버(15)에서는 물 등의 세정액에 의해서 웨이퍼W를 습식 세정함으로써, 개질막 NH4X가 제거된다. 세정 후의 웨이퍼W는 재차 웨이퍼 반송장치(16)에 의해, 후프F 중 어느 곳에 수용한다. 이러한 조작을 1 lot의 웨이퍼W에 대하여 실행하여, 1 lot의 처리가 종료한다.In the plasma processing apparatus 1, first, one wafer W is taken out of a certain hoop F by the wafer transfer device 16 in the wafer loading / unloading chamber 8 maintained in an atmospheric clean air atmosphere. To the wafer W to align the wafer W. Next, the wafer W is loaded into any of the load lock chambers 6 and 7, and the inside of the load lock chamber is evacuated, and then the wafer W in the load lock chamber by the wafer transfer device 4 or 5. Is charged into the processing unit 2 or the processing unit 3 to perform the etching process, and then the post-treatment is executed in the same processing unit. Thereafter, the wafer W is loaded into any of the load lock chambers 6 and 7 by any of the wafer transfer apparatuses 4 and 5, and the inside thereof is returned to atmospheric pressure, and then the wafer transfer apparatus in the wafer loading / unloading chamber 8 is provided. The wafer W in the load lock chamber is taken out by (16), inserted into the cleaning chamber 15, and a wet cleaning process is performed. In the cleaning chamber 15, the modified film NH 4 X is removed by wet cleaning the wafer W with a cleaning liquid such as water. The wafer W after cleaning is stored in the hoop F again by the wafer transfer device 16. This operation is performed for 1 lot of wafers W, and the processing of 1 lot is completed.

다음에, 처리유닛(2)의 상세에 대하여 도 5에 의해 설명한다. 도 5는 처리유닛(2)의 개략 단면도이다. 이 처리유닛(2)에서는 상기한 바와 같이, 「제 1 플라즈마 처리」로서의 드라이에칭에 계속하여, 그의 「후처리」인 「제 2 플라즈마 처리」로서의 O2 플라즈마 처리 및「제 3 플라즈마 처리」로서의 NH3 플라즈마 처리를 동일 챔버 내에서 실행할 수 있도록 구성되어 있다.Next, the detail of the processing unit 2 is demonstrated by FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the processing unit 2. In the processing unit 2, as described above, following the dry etching as the "first plasma treatment", the O 2 plasma treatment as the "second plasma treatment" as its "post-process" and the "third plasma treatment" the NH 3 plasma process is configured to be able to run in the same chamber.

또한, 처리유닛(2)은 전극판이 상하 평행하게 대향하여, 한쪽에 플라즈마 형성용 전원이 접속된 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있다.In addition, the processing unit 2 is configured as a capacitively coupled parallel plate plasma etching apparatus in which electrode plates face each other up and down in parallel, and one side is connected to a power supply for plasma formation.

이 처리유닛(2)은 예컨대 표면이 세라믹 용사 처리된 알루미늄으로 이루어지는 원통형 형상으로 성형된 처리용기로서의 챔버(22)를 갖고 있고, 이 챔버(22)는 보안 접지되어 있다. 상기 챔버(22) 내에는 예컨대 실리콘으로 이루어져, 그 위에 소정의 막이 형성된 웨이퍼W를 탑재하고, 하부 전극으로서 기능하는 서셉터(23)가 지지부재(24)에 지지된 상태로 설치된다. 이 지지부재(24)는 세라믹 등의 절연판(25)을 거쳐서, 도시하지 않은 승강 장치의 지지대(26)에 의해 지지되어 있고, 이 승강기구에 의해서 서셉터(23)가 승강 가능하게 되어 있다. 지지대(26)의 하방 중앙의 대기 부분은 벨로우즈(27)로 덮어져 있어, 챔버(22) 내와 대기 부분이 분리되어 있다.This processing unit 2 has a chamber 22 as a processing container formed into a cylindrical shape whose surface is made of, for example, ceramic-sprayed aluminum, which is securely grounded. In the chamber 22, for example, a wafer W made of silicon and having a predetermined film formed thereon is mounted, and a susceptor 23 serving as a lower electrode is provided in a state supported by the support member 24. The support member 24 is supported by a support base 26 of a lifting device (not shown) via an insulating plate 25 such as a ceramic, and the susceptor 23 can be lifted by this lifting mechanism. The air | atmosphere part of the lower center of the support stand 26 is covered with the bellows 27, and the inside of the chamber 22 and the air | atmosphere part are isolate | separated.

상기 지지부재(24)의 내부에는 냉매실(28)이 마련되고 있고, 이 냉매실(28)에는 예컨대 Galden 등의 냉매가 냉매 도입관(28a)을 거쳐서 도입되어 순환하고, 그 냉열이 상기 서셉터(23)을 거쳐서 상기 웨이퍼W에 대하여 열전도 되며, 이에 따라 웨이퍼W의 처리면이 소망하는 온도로 제어된다. 또한, 챔버(22)가 진공으로 유지되어 있더라도, 냉매실(28)로 순환되는 냉매에 의해 웨이퍼W를 유효하게 냉각 가능하도록, 피처리체인 웨이퍼W의 이면에 열전도 매체, 예컨대 He가스 등을 공급하기 위한 가스통로(29)가 마련되고 있고, 이 열전도 매체를 거쳐서 서셉터(23)의 냉열이 웨이퍼W에 유효하게 전달되어, 웨이퍼W를 정밀도 좋게 온도 제어할 수 있다.A coolant chamber 28 is provided inside the support member 24. A coolant such as Galden, for example, is introduced and circulated through the coolant introduction pipe 28a in the coolant chamber 28, and the cold heat is Heat is conducted to the wafer W via the acceptor 23, whereby the processing surface of the wafer W is controlled to a desired temperature. In addition, even if the chamber 22 is maintained in a vacuum, a thermally conductive medium such as He gas or the like is supplied to the rear surface of the wafer W as an object to be cooled so that the wafer W can be effectively cooled by the refrigerant circulated to the refrigerant chamber 28. A gas passage 29 is provided, and the cold heat of the susceptor 23 is effectively transmitted to the wafer W via this heat conductive medium, so that the temperature of the wafer W can be accurately controlled.

서셉터(23)는 그 상부 중앙부가 볼록 형상의 원판 형상으로 성형되고, 그 위에 절연재의 사이에 전극(32)이 개재되어 있는 정전척(31)이 마련되고 있고, 전극(32)에 접속된 직류 전원(33)으로부터 직류 전압이 인가되는 것에 의해, 예컨대 쿨롱력에 의해서 웨이퍼W를 정전 흡착한다. 상기 서셉터(23)의 상단 주변부에는 정전척(3l) 상에 위치된 웨이퍼W를 둘러싸도록, 에칭의 균일성을 향상시키기 위한 환 상의 포커스링(35)이 배치되어 있다.The susceptor 23 is formed in the shape of a convex disk at its upper center portion, and is provided with an electrostatic chuck 31 having an electrode 32 interposed therebetween, and connected to the electrode 32. When a direct current voltage is applied from the direct current power source 33, the wafer W is electrostatically adsorbed by a coulomb force, for example. At the upper periphery of the susceptor 23, an annular focus ring 35 is arranged to improve the uniformity of etching so as to surround the wafer W positioned on the electrostatic chuck 3l.

상기 서셉터(23)의 상방에는 이 서셉터(23)와 평행하게 대향하여 상부 전극으로서 기능하는 샤워헤드(41)가 마련되어 있다. 이 샤워헤드(41)는 절연재(42)를 거쳐서 챔버(22)의 상부에 지지되어 있고, 서셉터(23)와의 대향면(44)에는 다수의 토출 구멍(43)을 갖고 있다. 또한, 웨이퍼W 표면과 샤워헤드(41)는 예컨대 30 ~ 90mm 정도 이격되고, 이 거리는 상기 승강기구에 의해 조절 가능하다.Above the susceptor 23, a shower head 41 is provided that faces in parallel with the susceptor 23 and functions as an upper electrode. This shower head 41 is supported on the upper part of the chamber 22 via the insulating material 42, and has many discharge hole 43 in the opposing surface 44 with the susceptor 23. As shown in FIG. In addition, the wafer W surface and the showerhead 41 are separated by, for example, about 30 to 90 mm, and this distance is adjustable by the lifting mechanism.

상기 샤워헤드(41)의 중앙에는 가스 도입구(46)가 마련되고, 또한 이 가스 도입구(46)에는 가스 공급관(47)이 접속되어 있고, 또한 이 가스 공급관(47)에는 밸브(48)를 거쳐서, 에칭 가스 및 클리닝 가스를 공급하는 가스 공급계가 접속되어 있다. 가스 공급계는 C12가스 공급원(50), NH3가스 공급원(51), O2 가스 공급원(52)을 갖고 있고, 이들의 가스 공급원으로부터의 배관에는 각각 질량 유량 제어기(53) 및 밸브(54)가 마련되어 있다.A gas inlet 46 is provided at the center of the shower head 41, and a gas supply pipe 47 is connected to the gas inlet 46, and a valve 48 is connected to the gas supply pipe 47. The gas supply system for supplying the etching gas and the cleaning gas is connected via the circuit. The gas supply system has a C1 2 gas supply source 50, an NH 3 gas supply source 51, and an O 2 gas supply source 52, and a mass flow controller 53 and a valve 54 for piping from these gas supply sources, respectively. ) Is provided.

그리고, 에칭 가스로서의 Cl2가스, 후처리 가스로서의 NH3 가스 및 O2 가스는 가스 공급계의 각각의 가스 공급원에서 가스 공급 배관(47), 가스 도입구(46)를 거쳐서 샤워헤드(41) 내의 공간에 도달하여 가스 토출 구멍(43)으로부터 토출된다.The Cl 2 gas as the etching gas, the NH 3 gas as the post-treatment gas, and the O 2 gas are passed through the gas supply pipe 47 and the gas inlet 46 at the respective gas supply sources of the gas supply system. The space inside is reached and discharged from the gas discharge hole 43.

상기 챔버(22)의 측벽 바닥부 근방에는 배기관(55)이 접속되어 있고, 이 배기관(55)에는 배기 장치(56)가 접속되어 있다. 배기 장치(56)는 터보 분자펌프 등의 진공 펌프를 갖추고 있고, 이에 따라 챔버(22) 내를 소정의 감압분위기, 예컨대 1Pa 이하의 소정의 압력까지 진공 배기 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 챔버 (22)의 측벽에는 웨이퍼W의 반입출구(57)와 이 반입출구(57)를 개폐하는 게이트밸브G1가 마련되어 있고, 이 게이트밸브 G1를 닫힘으로 한 상태에서 반입출구(57)를 거쳐서 웨이퍼W가 인접하는 로드록 실(6, 도 4 참조)과의 사이에서 반송되게 되어 있다.An exhaust pipe 55 is connected to the side wall bottom of the chamber 22, and an exhaust device 56 is connected to the exhaust pipe 55. The exhaust device 56 is provided with a vacuum pump such as a turbo molecular pump, and is thus configured to be able to evacuate the inside of the chamber 22 to a predetermined pressure atmosphere, for example, to a predetermined pressure of 1 Pa or less. In addition, the sidewall of the chamber 22 is provided with the inlet / outlet 57 of the wafer W and the gate valve G1 which opens and closes the inlet / outlet 57, and the inlet / outlet 57 is opened with the gate valve G1 closed. Wafer W is conveyed between the adjacent load lock chambers 6 (refer FIG. 4).

상부 전극으로서 기능하는 샤워헤드(4l)에는 고주파 전원(60)이 접속되어 있고, 급전선에는 정합기(61)가 개재되어 있다. 이 고주파 전원(60)은 예컨대 60 MHz의 주파수의 고주파 전력을 상부 전극인 샤워헤드(41)에 공급하여, 상부전극인 샤워헤드(4l)와 하부 전극인 서셉터(23)와의 사이에 플라즈마 형성용의 고주파 전계를 형성한다. 또한, 샤워헤드(41)에는 로우 패스 필터(LPF)(62)가 접속되어 있다.The high frequency power supply 60 is connected to the shower head 4l which functions as an upper electrode, and the matching unit 61 is interposed in the feeder line. The high frequency power supply 60 supplies, for example, high frequency power with a frequency of 60 MHz to the shower head 41 as the upper electrode, and forms a plasma between the shower head 4l as the upper electrode and the susceptor 23 as the lower electrode. Form a high frequency electric field for the dragon. In addition, a low pass filter (LPF) 62 is connected to the shower head 41.

하부 전극으로서 기능하는 서셉터(23)에는 고주파 전원(70)이 접속되어 있고, 그 급전선에는 정합기(71)가 개재되어 있다. 이 고주파전원(70)은 예컨대 13.56 MHz 주파수의 고주파 전력을 하부 전극인 서셉터(23)에 공급하고, 플라즈마 중의 이온을 웨이퍼W를 향해서 끌어 당겨, 이방성이 높은 에칭을 실현한다. 또한, 이 서셉터(23)에는 하이패스필터(HPF, 36)가 접속되어 있다.The high frequency power supply 70 is connected to the susceptor 23 which functions as a lower electrode, and the matching line 71 is interposed in the feed line. The high frequency power supply 70 supplies, for example, high frequency power at a 13.56 MHz frequency to the susceptor 23 which is a lower electrode, and draws ions in the plasma toward the wafer W to achieve high anisotropy etching. In addition, a high pass filter (HPF) 36 is connected to the susceptor 23.

도 5의 장치를 이용하여 에칭하는 때는 우선, 게이트밸브G1를 오픈으로 해서, 웨이퍼W를 챔버(22) 내에 반입하고, 서셉터(23)에 탑재한 후, 게이트 밸브G1를 닫고, 서셉터(23)를 상승시켜 서셉터(23) 상의 웨이퍼W 표면과 샤워헤드(41)와의 거리를 30 ~ 90mm 정도에 조정하고, 배기 장치(56)의 진공 펌프에 의해 배기관(55)을 거쳐서 챔버(22) 내를 배기하여 챔버(22) 내를 감압한 후, 직류 전원(33)으로부 터 직류 전압을 정전척(31) 내의 전극(32)에 인가한다.When etching using the apparatus of FIG. 5, first, the gate valve G1 is opened, the wafer W is loaded into the chamber 22, mounted in the susceptor 23, the gate valve G1 is closed, and the susceptor ( 23 is raised to adjust the distance between the wafer W surface on the susceptor 23 and the showerhead 41 to about 30 to 90 mm, and the chamber 22 is passed through the exhaust pipe 55 by the vacuum pump of the exhaust device 56. ), The inside of the chamber 22 is depressurized, and a DC voltage is applied from the DC power supply 33 to the electrode 32 in the electrostatic chuck 31.

이어서, C12 가스 공급원(50)으로부터 에칭 가스로서의 C12가스를 챔버(22) 내에 도입한다. 그리고, 고주파 전원(60)으로부터 샤워헤드(41)에 예컨대, 60 MHz의 고주파 전력을 인가하고, 이에 따라, 상부전극으로서의 샤워헤드(41)와 하부 전극으로서의 서셉터(23)와의 사이에 고주파 전계를 발생시켜, C12 가스를 플라즈마화 한다. 플라즈마의 생성에 의해 웨이퍼W는 정전척(31) 상에 정전 흡착된다.Then, C1 2 C1 2 gas is introduced as an etching gas from a gas source 50 into the chamber 22. Then, for example, a high frequency power of 60 MHz is applied from the high frequency power supply 60 to the shower head 41, and thus, a high frequency electric field is generated between the shower head 41 as the upper electrode and the susceptor 23 as the lower electrode. Is generated to plasma the C1 2 gas. The wafer W is electrostatically adsorbed on the electrostatic chuck 31 by the generation of plasma.

이와 같이 하여 얻어진 에칭 가스의 플라즈마에 의해, 웨이퍼W에 대하여 에칭을 실행한다. 이때, 고주파 전원(70)으로부터 하부 전극인 서셉터(23)에 소정 주파수의 고주파 전극을 인가하여 플라즈마 중의 이온을 서셉터(23)측으로 끌어 당겨지도록 한다.The etching of the wafer W is performed by the plasma of the etching gas thus obtained. At this time, a high frequency electrode of a predetermined frequency is applied from the high frequency power supply 70 to the susceptor 23 which is a lower electrode so that ions in the plasma are attracted to the susceptor 23 side.

처리유닛(2)에 있어서, 후처리로서의 O2 가스에 의한 클리닝 처리나 NH3가스에 의한 개질처리를 실행하는 경우는 에칭 가스로서의 C12가스 대신에, 각각 O2 가스, NH3가스를 이용하여, 동일한 플라즈마 처리가 실행하여진다.In the processing unit (2), when executing the cleaning process and the reforming process by the NH 3 gas by the O 2 gas as an after treatment instead of C1 2 gas as the etching gas, each of O 2 gas, using the NH 3 gas Thus, the same plasma treatment is performed.

도 6은 멀티 챔버 타입의 플라즈마 처리 장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 이 플라즈마 처리 장치(100)는 웨이퍼W에 대하여 에칭 처리 및 O2 플라즈마 처리를 실행하는 에칭 처리유닛(82, 83)과 암모니아 플라즈마 처리를 하는 NH3 플라즈마 처리유닛(84, 85)을 갖고 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치(100)는 육각 형태를 이루는 웨이퍼 반송실(81)을 갖고 있고, 그 4변에는 각각 소정의 처리유닛이 접속되는 접속 포트(8la, 81b, 81c, 81d)를 갖고 있다. 접속 포트(8la)에는 에칭 처리유닛(82)이 접속되어, 접속 포트(8lb)에는 에칭 처리유닛(83)이 접속되고, 접속 포트(81c)에는 NH3 플라즈마 처리유닛(84)이 접속되며, 접속 포트(81d)에는 NH3 플라즈마 처리유닛(85)이 접속되어 있다.6 is a schematic configuration diagram showing a plasma processing apparatus of a multi-chamber type. As shown in FIG. 6, the plasma processing apparatus 100 includes etching processing units 82 and 83 for performing etching processing and O 2 plasma processing for the wafer W and NH 3 plasma processing unit for performing ammonia plasma processing ( 84, 85). In addition, the plasma processing apparatus 100 has a wafer transfer chamber 81 having a hexagonal shape, and has four connection ports 8la, 81b, 81c, and 81d to which predetermined processing units are connected. An etching processing unit 82 is connected to the connection port 8la, an etching processing unit 83 is connected to the connection port 8lb, an NH 3 plasma processing unit 84 is connected to the connection port 81c, The NH 3 plasma processing unit 85 is connected to the connection port 81d.

또한, 웨이퍼 반송실(81)의 다른 2개의 변에는 각각 로드록 실(86, 87)이 마련되어 있다. 이들 로드록 실(86, 87)의 웨이퍼 반송실(81)과 반대측에는 웨이퍼 반입출실(88)이 마련되어 있고, 웨이퍼 반입출실(88)의 로드록 실(86, 87)과 반대측에는 웨이퍼W를 수용 가능한 후프(FOUP) F를 붙이는 3개의 접속 포트(89, 90, 91)가 설치된다.In addition, the load lock chambers 86 and 87 are provided in the other two sides of the wafer transfer chamber 81, respectively. Wafer loading and unloading chambers 88 are provided on the side opposite to the wafer transfer chambers 81 of these load lock chambers 86 and 87, and wafer W is placed on the opposite side to the load lock chambers 86 and 87 of the wafer loading and unloading chamber 88. Three connection ports 89, 90, 91 are provided to which an acceptable FOUP F is attached.

에칭 처리유닛(82, 83), NH3 플라즈마 처리유닛(84, 85) 및 로드록 실(86, 87)은 게이트밸브G3, G4을 거쳐서 접속되고, 이들은 각 게이트 밸브G3, G4를 개방함으로써, 웨이퍼 반송실(81)과 연통되고, 각 게이트밸브 G3, G4를 닫는 것에 의해 웨이퍼 반송실(81)로부터 차단된다. 또한, 로드록 실(86, 87)의 웨이퍼 반입출실(88)에 접속되는 부분에도, 게이트 밸브G5가 마련되고 있고, 로드록 실(86, 87)은 게이트밸브G5를 개방함으로써 웨이퍼 반입출실(88)에 연통되고, 이들을 닫음으로서 웨이퍼 반입출실(88)로부터 차단된다.The etching processing units 82 and 83, the NH 3 plasma processing units 84 and 85 and the load lock chambers 86 and 87 are connected via the gate valves G3 and G4, which are opened by opening the respective gate valves G3 and G4, It communicates with the wafer transfer chamber 81 and is cut off from the wafer transfer chamber 81 by closing each gate valve G3 and G4. In addition, the gate valve G5 is also provided in the part connected to the wafer loading / unloading chamber 88 of the load lock chambers 86, 87, and the load-locking chambers 86, 87 open the wafer loading / unloading chamber ( 88, and it is cut off from the wafer loading / unloading chamber 88 by closing them.

웨이퍼 반송실(81) 내에는 에칭 처리유닛(82, 83), NH3 플라즈마 처리유닛(84, 85) 및 로드록 실(86, 87)에 대하여, 피처리체인 웨이퍼W의 반입출을 실행하는 웨이퍼 반송 장치(92)가 설치된다. 이 웨이퍼 반송장치(92)는 웨이퍼 반송실 (81)의 대략 중앙에 배치되어 있고, 회전 및 신축 가능한 회전ㅇ신축부(93)의 선단에 웨이퍼W를 유지하는 2개의 블레이드(94a, 94b)를 갖고 있고, 이들 2개의 블레이드(94a, 94b)는 서로 반대 방향을 향하도록 회전ㅇ신축부(93)에 설치되어 있다. 또, 이 웨이퍼 반송실(8l) 내는 소정의 진공도로 유지되도록 되어 있다.In the wafer transfer chamber 81, the wafer processing units 82 and 83, the NH 3 plasma processing units 84 and 85, and the load lock chambers 86 and 87 are loaded and unloaded. Wafer conveying apparatus 92 is provided. The wafer transfer device 92 is disposed substantially in the center of the wafer transfer chamber 81, and includes two blades 94a and 94b holding the wafer W at the tip of the rotatable expansion / contraction unit 93 that can be rotated and stretched. These two blades 94a and 94b are provided in the rotational expansion and contraction portion 93 so as to face in opposite directions to each other. The wafer transfer chamber 8l is kept at a predetermined vacuum degree.

웨이퍼 반입출실(88)의 천장부에는 HEPA 필터(도시하지 않음)가 마련되어 있고, 이 HEPA 필터를 통과한 청정한 공기가 웨이퍼 반입출실(88)내에 다운흐름 상태로 공급되어, 대기압의 청정 공기 분위기에서 웨이퍼W의 반입출이 실행하여지도록 되어 있다. 웨이퍼 반입출실(88)의 후프F 장착용의 3개의 접속 포트(89, 90, 91)에는 각각 셔터(도시하지 않음)가 마련되어 있고, 이들 접속 포트(89, 90, 91)에 웨이퍼W를 수용한 후프F 또는 빈 후프F가 직접 장착되어 붙여지고, 설치될 때에 셔터가 벗어나 외기의 침입을 방지하면서 웨이퍼 반입출실(88)과 연통하게 되어 있다. 또한, 웨이퍼 반입출실(88)의 한 쪽의 측면에는 정렬 챔버(94)가 마련되어 있고, 거기서 웨이퍼W의 정렬이 실행된다. 웨이퍼 반입출실(88)의 또 다른 한쪽의 측면에는 세정챔버(95)가 마련되고 있고, 그래서 플라즈마 처리 후의 웨이퍼W의 습식세정이 실행하여진다.HEPA filter (not shown) is provided in the ceiling part of the wafer loading-in / out chamber 88, and clean air which passed through this HEPA filter is supplied in the down-flow state in the wafer loading-in / out chamber 88, and a wafer is carried out in the clean air atmosphere of atmospheric pressure. Import and export of W is performed. Three connection ports 89, 90, and 91 for hoop F mounting of the wafer entry / exit chamber 88 are provided with shutters (not shown), respectively, and the wafers W are accommodated in these connection ports 89, 90, and 91. One hoop F or an empty hoop F is directly mounted and pasted, and when installed, the shutter is released and communicates with the wafer loading and unloading chamber 88 while preventing intrusion of outside air. In addition, an alignment chamber 94 is provided on one side of the wafer loading / unloading chamber 88, where the wafer W is aligned. The cleaning chamber 95 is provided on the other side surface of the wafer loading / unloading chamber 88, so that wet cleaning of the wafer W after plasma treatment is performed.

웨이퍼 반입출실(88)내에는 후프F에 대한 웨이퍼W의 반입출 및 로드록 실(86, 87)에 대한 웨이퍼W의 반입출을 실행하는 웨이퍼 반송장치(96)가 설치된다. 이 웨이퍼 반송장치(96)는 다관절 아암 구조를 갖고 있고, 후프F의 일렬 배열과 왼쪽으로 평행하게 레일(98) 상을 주행 가능하게 되어 있고, 그 앞단의 픽(97) 상에 웨이퍼W를 실어 그의 반송을 실행한다. 웨이퍼 반송장치(92, 96)의 동작 등, 시스 템 전체의 제어는 제어부(99)에 의해서 실행하여진다.In the wafer loading and unloading chamber 88, a wafer conveying apparatus 96 which carries out the loading and unloading of the wafer W to the hoop F and the loading and unloading of the wafer W to the load lock chambers 86 and 87 is provided. This wafer transfer device 96 has a multi-joint arm structure, and is capable of traveling on the rail 98 in parallel with the left-hand side arrangement of the hoop F. The wafer W is placed on the pick 97 at the front end thereof. I carry it and carry it back. The control of the entire system, such as the operation of the wafer transfer apparatuses 92 and 96, is executed by the control unit 99.

이러한 플라즈마 처리 장치(100)에 있어서는 우선, 대기압의 청정 공기 분위기로 유지된 웨이퍼 반입출실(88) 내의 웨이퍼 반송장치(96)에 의해, 어느 후프F로부터 웨이퍼W를 한 장 꺼내어 정렬 챔버(94)에 반입하여, 웨이퍼W의 위치 정렬을 실행한다. 이어서, 웨이퍼W를 로드록 실(86, 87) 중 어느 1곳에 반입하고, 그 로드록 실 내를 진공배기한 후, 웨이퍼 반송실(81) 내의 웨이퍼 반송장치(92)에 의해 그 로드록 실 내의 웨이퍼W를 꺼낸다.In the plasma processing apparatus 100, first, one wafer W is taken out of any hoop F by the wafer transfer device 96 in the wafer loading / unloading chamber 88 maintained in an atmospheric clean air atmosphere, and the alignment chamber 94 is used. Is loaded into the wafer W, and the wafer W is aligned. Subsequently, the wafer W is brought into one of the load lock chambers 86 and 87, and the inside of the load lock chamber is evacuated. Then, the load lock chamber is carried out by the wafer transfer device 92 in the wafer transfer chamber 81. The wafer W inside is taken out.

다음에, 출력한 웨이퍼W를 에칭 처리유닛(82) 또는 (83)에 장입하여 에칭 처리를 실행하고, 계속해서 O2 플라즈마 처리를 실행한다. 그 후, 웨이퍼W를 웨이퍼 반송장치(92)에 의해 에칭 처리유닛(82) 또는 (83)으로부터 꺼내어, NH3 플라즈마 처리유닛(84) 또는 (85)에 장입하여 NH3 플라즈마 처리를 실행한다. 즉, 이 플라즈마 처리 장치(100)에서는 에칭 처리 및 O2 플라즈마 처리를 에칭 처리유닛(82) 또는 (83)에서 실행하고, 계속해서 진공상태를 유지하면서 in situ으로 NH3 플라즈마 처리유닛(84) 또는 (85)에 있어서 NH3 플라즈마 처리를 한다. 그 후, 웨이퍼W를 웨이퍼 반송장치(92)에 의해 로드록 실(86, 87) 중 어느 1곳에 반입하여, 그 안을 대기압으로 되돌린 후, 웨이퍼 반입출실(88) 내의 웨이퍼 반송장치(96)에 의해 로드록 실 내의 웨이퍼W를 꺼내어 세정챔버(95)에 반입한다. 세정챔버(95)에서는 물 등의 세정액에 의해서 웨이퍼W를 습식 세정하여, 개질막 NH4X를 제거한다. 세정 후, 웨 이퍼 반송장치(96)에 의해 웨이퍼W를 꺼내어 후프F 중 어느 1곳에 수용한다. 이러한 조작을 1 lot의 웨이퍼W에 대하여 실행하여, 1 lot의 처리를 종료한다.Next, the output wafer W is charged into an etching processing unit 82 or 83 to perform an etching process, and then an O 2 plasma process is performed. Subsequently, it is taken out of the etching processing unit 82 or 83 by the wafer W, the wafer transfer device 92, and charged to the NH 3 plasma processing unit 84 or 85 performs the NH 3 plasma processing. That is, in the plasma processing apparatus 100, the etching treatment and the O 2 plasma treatment are performed in the etching processing unit 82 or 83, and the NH 3 plasma processing unit 84 is in situ while maintaining the vacuum state. Or ( 3 ), NH 3 plasma treatment is performed. Thereafter, the wafer W is loaded into any one of the load lock chambers 86 and 87 by the wafer transfer device 92, and the inside thereof is returned to atmospheric pressure, and then the wafer transfer device 96 in the wafer loading / unloading chamber 88. By this, the wafer W in the load lock chamber is taken out and carried into the cleaning chamber 95. In the cleaning chamber 95, the wafer W is wet-washed with a cleaning liquid such as water to remove the modified film NH 4 X. After the cleaning, the wafer W is taken out by the wafer transfer device 96 and placed in one of the hoops F. This operation is performed for one lot of wafers W, thereby ending one lot of processing.

플라즈마 처리 장치(100)에 있어서의 에칭 처리유닛(82, 83) 및 NH3 플라즈마 처리유닛(84, 85)의 구조는 가스 공급계가 다른 점을 제외하고 도 5와 거의 동일한 구성을 채용할 수 있다. 즉, 에칭 처리유닛(82, 83)은 에칭 가스로서의 Cl2 공급계 및 클리닝 가스로서의 O2가스 공급계를 갖추고 있고, NH3 플라즈마 처리유닛(84, 85)에서는 개질 가스로서의 NH3 가스 공급계를 갖춘 구성으로 되어 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치(100)에 있어서의 에칭 처리, O2 플라즈마 처리, NH3 플라즈마 처리도 각각 도 5에 나타내는 처리유닛(2)에 있어서의 처리에 준하여 실시할 수 있다.The structures of the etching processing units 82 and 83 and the NH 3 plasma processing units 84 and 85 in the plasma processing apparatus 100 can adopt almost the same structures as those in FIG. 5 except that the gas supply systems are different. . That is, the etching processing units 82 and 83 have a Cl 2 supply system as an etching gas and an O 2 gas supply system as a cleaning gas, and the NH 3 plasma processing units 84 and 85 provide an NH 3 gas supply system as a reforming gas. Has been configured with. In addition, the etching processing in the plasma processing apparatus (100), O 2 plasma processing, NH 3 plasma process can be also carried out in accordance with the process in the processing unit 2 shown in Figure 5, respectively.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이것에 의해서 제약되는 것은 아니다.Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not restrict | limited by this.

(실시예 1 및 비교예 1 ~ 3)(Example 1 and Comparative Examples 1 to 3)

에칭 가스로서, 부식성 가스인 HBr 및 C12을 사용한 실리콘 웨이퍼의 에칭 프로세스를 실시함과 동시에, O2 플라즈마 및 NH3 플라즈마에 의한 후처리를 시험 구분에 의해 조건을 바꿔 실시하여, 웨이퍼 상 및 반송경로(후프 내)의 할로겐 양을 측정했다. 또, 에칭 프로세스 및 후처리는 도 5와 동일한 구성의 장치를 이용 하여 실시했다.As the etching gas, the etching process of the silicon wafer using the corrosive gases HBr and C1 2 was carried out, and the post-treatment by the O 2 plasma and the NH 3 plasma was changed under the conditions of the test, and the wafers were transferred and transferred. The amount of halogen in the pathway (in the hoop) was measured. In addition, the etching process and post-processing were implemented using the apparatus of the same structure as FIG.

시험 구분은 표 1에 나타낸 바와 같이, 후처리를 실행하지 않은 경우(비교예 1), O2 플라즈마 처리만 실시한 경우(비교예 2), NH3 플라즈마 처리만 실시한 경우(비교예 3), O2 플라즈마 처리 후에 NH3 플라즈마 처리를 실시한 경우(실시예1)의 각㎍각에 대하여 평가했다. 플라즈마 처리의 조건으로서, 에칭 처리는 50초간 실행하고, 후처리의 O2 플라즈마 처리 및 NH3 플라즈마 처리는 각각 5초간 실행했다. 결과를 표 l에 나타낸다.As shown in Table 1, the test classification was performed when the post-treatment was not performed (Comparative Example 1), when only O 2 plasma treatment was performed (Comparative Example 2), when only NH 3 plasma treatment was performed (Comparative Example 3), O Each µg angle in the case where NH 3 plasma treatment was performed after the two plasma treatments (Example 1) was evaluated. As a condition of the plasma treatment, the etching treatment was performed for 50 seconds, and the post-treatment O 2 plasma treatment and NH 3 plasma treatment were each performed for 5 seconds. The results are shown in Table l.

비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 실시예 4Example 4 웨이퍼 위On wafer Cl (㎍/웨이퍼)Cl (μg / wafer) 14.914.9 17.817.8 4266.74266.7 504.7504.7 Br (㎍/웨이퍼)Br (µg / wafer) 13.313.3 2.02.0 746.8746.8 2.62.6 후프 내Hoop Cl (ppm/후프)Cl (ppm / hoop) 1.51.5 2.22.2 0.00.0 0.20.2

표 1로부터, 후처리를 실행하지 않은 비교예 1과, O2 플라즈마 처리만 실시한 비교예 2에서는 후프 내의 염소량이 높았다. 이것은 웨이퍼 상에 잔존한 퇴적물로부터 염소가 대기 개방 상태에서 휘산한 것으로 생각되어, 반송 시스템의 부식이 염려되었다.From Table 1, in Comparative Example 1 did not run the post-processing and, O Comparative Example 2 subjected to 20,000 plasma treatment was higher chlorine content in the hoop. It is thought that chlorine volatilized from the deposit remaining on the wafer in the open air state, and the corrosion of the conveying system was concerned.

NH3 플라즈마 처리만을 한 비교예 3에서는 후프 내에서 염소는 검출되지 않았지만, 웨이퍼 상의 염소 및 브롬이 많은 것으로부터, 염화 암모늄, 브롬화 암모늄으로 개질된 상태로 퇴적하고 있는 것으로 생각되었다. 또, 표 1에는 나타나지는 않지만, 챔버 내에서도 다량의 퇴적물의 잔존이 확인되었다.In Comparative Example 3 in which only NH 3 plasma treatment was performed, chlorine was not detected in the hoop, but it was thought that the chlorine and bromine on the wafer were deposited in a modified state with ammonium chloride and ammonium bromide. Although not shown in Table 1, a large amount of deposits remained in the chamber.

한편, O2 플라즈마 처리 후에 NH3 플라즈마 처리를 실시한 실시예1에서는 후프 내의 염소는 조금밖에 검출되지 않고 (0.2ppm/후프), 본 발명 방법이 반송 시스템의 부식방지에 유효하다는 것이 표시되었다. 또한, 웨이퍼 상의 할로겐 양도 비교예 3에 비교해서 상당히 적고, 습식 세정에서의 제거가 충분히 가능하였다. 또, 챔버 안의 퇴적물도 거의 없어, 챔버의 부식방지에도 유효했다.On the other hand, in Example 1 in which the NH 3 plasma treatment was performed after the O 2 plasma treatment, only a small amount of chlorine in the hoop was detected (0.2 ppm / hoop), and it was indicated that the method of the present invention was effective for preventing corrosion of the conveying system. In addition, the amount of halogen on the wafer was also considerably less than in Comparative Example 3, and the removal in the wet cleaning was sufficiently possible. In addition, there were almost no deposits in the chamber, and it was effective in preventing corrosion of the chamber.

(실시예 2 및 비교예 4)(Example 2 and Comparative Example 4)

에칭 가스로서, 부식성 가스인 HBr 및 C12를 사용한 실리콘 웨이퍼의 에칭 프로세스를 실시함과 동시에, 후처리로서, O2 플라즈마 처리 및 NH3 플라즈마 처리를 실시하고, 또한 처리후의 실리콘 웨이퍼에 대하여 습식 세정을 실시하였다(실시예2).While etching the silicon wafer using the corrosive gases HBr and C1 2 as the etching gas, an O 2 plasma treatment and an NH 3 plasma treatment were performed as a post-treatment, and wet cleaning was performed on the silicon wafer after the treatment. Was carried out (Example 2).

이 습식 세정은 약액으로서 5% 불화수소수(HF + H2O)를 이용하는 DHF 세정에 의해 60초간 실시했다. 또한, 비교를 위해, 후처리로서 O2 플라즈마 처리만을 실시한 경우에 대해서도 동일한 조건으로 DHF 세정을 실시했다(비교예 4).This wet cleaning was performed for 60 seconds by DHF cleaning using 5% hydrogen fluoride water (HF + H 2 O) as the chemical liquid. In addition, and subjected to DHF cleaning under the same conditions for the case, for comparison, a post-treatment conducted only O 2 plasma treatment (Comparative Example 4).

에칭 프로세스 및 후처리에는 도 5와 동일한 구성의 장치를 이용했다. 플라즈마 처리 시간은 에칭 처리에 있어서는 50 초간 실행하고, 후처리의 O2 플라즈마 처리 및 NH3 플라즈마 처리는 각각 5초간으로 했다. 또, 후처리가 O2플라즈마 처리만의 비교예 4에서는 5초 + 5초의 통산 10 초간으로 했다.The apparatus of the same structure as FIG. 5 was used for the etching process and post-processing. The plasma treatment time was performed for 50 seconds in the etching treatment, and the post treatment O 2 plasma treatment and NH 3 plasma treatment were each 5 seconds. Further, in the post-treatment of the comparative example, only O 2 plasma treatment was 4 to 5 seconds + 5 seconds career 10 seconds.

습식 세정의 전, 후에 있어서, 실리콘 웨이퍼 상의 할로겐 양을 측정했다. 실리콘 웨이퍼 상의 할로겐 양은 실리콘 웨이퍼를 100mL의 물에 침적해서 할로겐을 용출시켜, 이 용출액을 이온 크로마토그래피로 측정하는 것에 의해 실행하였다.Before and after the wet cleaning, the amount of halogen on the silicon wafer was measured. The amount of halogen on the silicon wafer was performed by immersing the silicon wafer in 100 mL of water to elute the halogen and measuring this eluate by ion chromatography.

세정 전Before cleaning 세정 후After cleaning 비교예 4 O2 플라즈마만Comparative Example 4 O 2 Plasma Only 실시예 2 O2 플라즈마 + NH3 플라즈마 Example 2 O 2 Plasma + NH 3 Plasma 비교예 4 O2 플라즈마만Comparative Example 4 O 2 Plasma Only 실시예 2 O2 플라즈마 + NH3 플라즈마Example 2 O 2 Plasma + NH 3 Plasma Cl (㎍/웨이퍼)Cl (μg / wafer) 18.318.3 182.2182.2 0.100.10 0.070.07 Br (㎍/웨이퍼)Br (µg / wafer) 2.92.9 18.318.3 0.060.06 0.020.02

표 2에 나타낸 바와 같이, 후처리로서 O2 플라즈마 처리 및 NH3 플라즈마 처리를 실시한 실시예 2의 경우, 습식 세정 전은 실리콘 웨이퍼 상에 염소, 브롬 모두 다량으로 잔존하였다. 이들의 할로겐은 개질물 중에 포함되는 것으로 생각되었다. 그러나, 습식 세정에 의해서 염소, 브롬 모두 대폭 저감하여, O2 플라즈마 처리만을 실시한 비교예 4와 동등 레벨까지 저하하였다. 이 결과로부터, NH3 플라즈마 처리에 기인하여 실리콘 웨이퍼 상에 생성한 할로겐 함유의 개질물은 습식 세정에 의해서 용이하게 제거할 수 있는 것이 확인되었다.As shown in Table 2, in Example 2 in which the O 2 plasma treatment and the NH 3 plasma treatment were performed as post-treatment, a large amount of chlorine and bromine remained on the silicon wafer before the wet cleaning. These halogens were thought to be included in the reformate. However, by wet washing, both chlorine and bromine were greatly reduced, and were lowered to the level equivalent to that of Comparative Example 4 in which only O 2 plasma treatment was performed. From this result, it was confirmed that the halogen-containing reformate generated on the silicon wafer due to the NH 3 plasma treatment can be easily removed by wet cleaning.

이상, 본 발명의 실시형태를 서술하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 제약되는 것은 아니고, 여러 가지의 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에서는 제 1 플라즈마 처리 및 부식성 가스를 사용하는 처리로서, 플라즈마 에칭 처리를 예로 들었지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 할로겐 가스 등의 부식성 가스를 이용하는 프로세스라면 마찬가지로 적용할 수 있다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not restrict | limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, the plasma etching treatment is exemplified as the treatment using the first plasma treatment and the corrosive gas. However, the present invention is not limited thereto, and any process using a corrosive gas such as a halogen gas can be similarly applied.

또한, 상기 실시형태에서는 상하 전극에 고주파 전력을 인가하여 에칭을 하는 평행 평판형의 플라즈마 에칭 장치를 사용하는 예를 들었지만, 이것에 한하는 것이 아니라, 상부 전극만 또는 하부전극에만 고주파 전력을 인가하는 타입의 장치이어도 좋고, 영구 자석을 이용한 마그네트론 RIE 플라즈마 에칭 장치이어도 좋다. 또한, 용량 결합형의 플라즈마 에칭 장치에 한하지 않고, 유도 결합형 등의 다른 여러 가지의 플라즈마 에칭 장치를 이용할 수 있다.Moreover, although the said embodiment used the example of using the parallel plate type plasma etching apparatus which etches by applying a high frequency electric power to an upper and lower electrode, it is not limited to this, but high frequency electric power is applied only to an upper electrode or a lower electrode only. Type apparatus may be sufficient, and the magnetron RIE plasma etching apparatus using a permanent magnet may be sufficient. In addition, not only a capacitively coupled plasma etching apparatus but also various other plasma etching apparatuses, such as an inductive coupling type, can be used.

본 발명의 플라즈마 처리 방법 및 후처리 방법에 의하면, 처리 챔버 안 뿐만 아니라, 반송 시스템에서의 할로겐에 의한 부식도 방지할 수 있다.According to the plasma processing method and the post-treatment method of the present invention, corrosion not only in the processing chamber but also by halogen in the conveying system can be prevented.

Claims (14)

챔버 안의 피처리체에 대하여 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 방법에 있어서,In the plasma processing method of performing a plasma processing on a target object in a chamber, 적어도 할로겐원소를 포함하는 가스를 플라즈마화하여 생성한 제 1 플라즈마에 의해 피처리체를 처리하는 제 1 플라즈마 처리;A first plasma treatment for treating the target object with a first plasma generated by plasmalizing a gas containing at least a halogen element; 제 1 플라즈마 처리 후, 상기 챔버 내에 산소를 포함하는 가스를 공급하여 제 2 플라즈마를 생성시켜, 상기 챔버 및 피처리체를 처리하는 제 2 플라즈마 처리;A second plasma treatment for supplying a gas containing oxygen into the chamber after the first plasma treatment to generate a second plasma to process the chamber and the workpiece; 제 2 플라즈마 처리 후의 피처리체를 적어도 질소 및 수소를 포함하는 가스를 플라즈마화하여 생성한 제 3 플라즈마에 의해 처리하는 제 3 플라즈마 처리를 포함하고,A third plasma treatment for treating the object to be processed after the second plasma treatment with a third plasma generated by plasmalizing a gas containing at least nitrogen and hydrogen; 상기 제 1 플라즈마 처리가 실리콘 기판으로의 플라즈마 에칭 처리인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법.And the first plasma treatment is a plasma etching treatment to a silicon substrate. 상기 제 1 플라즈마 처리부터 제 3 플라즈마 처리까지를 동일한 챔버 안에서 실행하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 플라즈마 처리 방법.The plasma processing method according to claim 1, wherein the first plasma processing to the third plasma processing are performed in the same chamber. 상기 제 1 플라즈마 처리와 제 2 플라즈마 처리를 동일한 챔버 내에서 실시하고, 제 3 플라즈마 처리를 별도의 챔버 안에서 실행하는 것을 특징으로 하는 청 구항 1에 기재된 플라즈마 처리 방법.The plasma processing method according to claim 1, wherein the first plasma processing and the second plasma processing are performed in the same chamber, and the third plasma processing is performed in a separate chamber. 상기 할로겐원소가 염소 또는 브롬이고, 상기 적어도 질소 및 수소를 포함하는 가스가 암모니아 가스, 또는 질소 가스와 수소 가스의 혼합 가스인 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 플라즈마 처리 방법.The plasma processing method according to claim 1, wherein the halogen element is chlorine or bromine, and the gas containing at least nitrogen and hydrogen is ammonia gas or a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas. 상기 제 3 플라즈마 처리에서는 피처리체 상에 부착한 할로겐화 규소를, 할로겐화암모늄으로 전화하는 것을 특징으로 하는 청구항 4에 기재된 플라즈마 처리방법.In the third plasma treatment, the silicon halide deposited on the workpiece is converted to ammonium halide. The plasma treatment method according to claim 4. 상기 제 3 플라즈마 처리 후의 피처리체를 습식 세정하는 세정처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 5에 기재된 플라즈마 처리 방법.The plasma processing method of Claim 5 including the washing process which wet-cleans the to-be-processed object after a said 3rd plasma process. 삭제delete 챔버 내의 피처리체에 대하여, 부식성 가스를 사용하는 처리 프로세스 후에 실시되는 후처리 방법에 있어서,In the post-treatment method carried out after a treatment process using a corrosive gas to the target object in the chamber, 상기 챔버 안에 산소를 포함하는 가스를 공급하여 O2 플라즈마를 생성시켜 상기 챔버 및 피처리체를 처리하는 O2 플라즈마 처리와,To generate the O 2 plasma with the gas containing oxygen in said chamber and the O 2 plasma processing chamber, and processing the object to be processed, O2 플라즈마 처리 후의 피처리체를 적어도 질소 및 수소를 포함하는 가스를 플라즈마화하여 생성한 NH3 플라즈마에 의해 처리하는 NH3 플라즈마 처리를 포함하고,An NH 3 plasma treatment for treating the target object after the O 2 plasma treatment with an NH 3 plasma generated by plasmalizing a gas containing at least nitrogen and hydrogen; 상기 부식성 가스를 사용하는 처리 프로세스가 실리콘 기판에 대한 에칭처리인 것을 특징으로 하는 후처리 방법.And a treatment process using the corrosive gas is an etching treatment on a silicon substrate. 상기 부식성 가스를 사용하는 처리 프로세스, 상기 O2 플라즈마 처리 및 상기 NH3 플라즈마 처리까지를 동일한 챔버 안에서 실행하는 것을 특징으로 하는 청구항 8에 기재된 후처리 방법.The post-processing method according to claim 8, wherein the treatment process using the corrosive gas, the O 2 plasma treatment, and the NH 3 plasma treatment are performed in the same chamber. 상기 O2 플라즈마 처리와 상기 NH3 플라즈마 처리를 다른 챔버 내에서 실행하는 것을 특징으로 하는 청구항 8에 기재된 후처리 방법.The post-treatment method according to claim 8, wherein the O 2 plasma treatment and the NH 3 plasma treatment are performed in different chambers. 상기 부식성 가스가 적어도 할로겐원소를 포함하는 가스이며, 상기 적어도 질소 및 수소를 포함하는 가스가 암모니아 가스, 또는 질소 가스와 수소 가스의 혼합 가스인 것을 특징으로 하는 청구항 8에 기재된 후처리 방법.The post-treatment method according to claim 8, wherein the corrosive gas is a gas containing at least a halogen element, and the gas containing at least nitrogen and hydrogen is ammonia gas or a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas. 상기 NH3 플라즈마 처리에서는 피처리체 상에 부착한 할로겐화 규소를 할로겐화암모늄으로 전화하는 것을 특징으로 하는 청구항 11에 기재된 후처리 방법.After processing method as set forth in claim 11, in which the NH 3 plasma process the halogenated silicon deposited on the object to be processed characterized in that the telephone as a halogenated ammonium. 상기 NH3 플라즈마 처리 후의 피처리체를 습식 세정하는 세정처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 12에 기재된 후처리 방법.After processing method described in claim 12 to the subject to be treated after the NH 3 plasma process, it characterized in that it comprises a cleaning process for cleaning liquid. 삭제delete
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