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JPH08115901A - Plasma processing method and plasma processor - Google Patents

Plasma processing method and plasma processor

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Publication number
JPH08115901A
JPH08115901A JP7972694A JP7972694A JPH08115901A JP H08115901 A JPH08115901 A JP H08115901A JP 7972694 A JP7972694 A JP 7972694A JP 7972694 A JP7972694 A JP 7972694A JP H08115901 A JPH08115901 A JP H08115901A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing
plasma
gas
processing container
processed
Prior art date
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Granted
Application number
JP7972694A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3204836B2 (en
Inventor
Nobuo Ishii
信雄 石井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=13698214&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH08115901(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP7972694A priority Critical patent/JP3204836B2/en
Priority to US08/399,939 priority patent/US5783492A/en
Priority to KR1019950004417A priority patent/KR100307998B1/en
Priority to TW084102408A priority patent/TW274677B/zh
Publication of JPH08115901A publication Critical patent/JPH08115901A/en
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

PURPOSE: To stabilize the start of plasma by introducing inert gas into a processing container and producing plasma precedently by means of an induction means, and introducing processing gas for an object to be processed into the processing container, and producing plasma by means of the induction means. CONSTITUTION: Inert gas such as Ar or the like is introduced from a shower head 19 arranged opposite to an object 2 to be processed. The pressure inside a container 1 is set to be specified pressure, for example 1⊗10<-2> Torr by the control of an exhaust means 17 and a valve 15. Next, plasma is produced for several seconds within a processing container where high frequency voltage, for example, 13.56MHz is applied by a high frequency power source 31. By producing plasma precedently by inert gas in this way, the plasma of the gas to process the objected to be processed can be started and stabilized easily, so the processing of the object 1 for processing by plasma can be stabilized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理方法およ
びプラズマ処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing method and a plasma processing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】気密な処理容器内に設けられた半導体ウ
エハ又は、液晶ディスプレイ用の薄膜型トランジスタ
(Thin Film Transistor)を形成する基板に、プラズマ
による処理を行うことで成膜処理又はエッチング処理を
行い、半導体素子を形成するプラズマ処理が半導体製造
の工程で行われ、特にそのプラズマ源として誘導手段、
例えばコイルに高周波を印加することで、処理容器内に
プラズマを生起する技術が、特開平2−235332号
公報「プラズマ処理装置」、特開平3−79025号公
報「磁器結合された平面状のプラズマを生成するための
装置並びこのプラズマ物品を処理する方法及び装置」、
特開平4−290428号公報「UHF/VHF共振ア
ンテナ供給源を用いたプラズマリアクタ及びその方
法」、特開平5−206072号公報「誘導RF結合を
用いたプラズマ加工装置とその方法」に述べられてい
る。
2. Description of the Related Art A semiconductor wafer provided in an airtight processing container or a substrate on which a thin film transistor for a liquid crystal display is formed is subjected to a film forming process or an etching process by plasma treatment. Plasma treatment for forming a semiconductor element is performed in a semiconductor manufacturing process, and in particular, as a plasma source for the induction means,
For example, a technique of generating a plasma in a processing container by applying a high frequency to a coil is disclosed in JP-A-2-235332, "Plasma processing apparatus", and JP-A-3-79025, "Plasma-coupled planar plasma. And a method and apparatus for processing this plasma article ",
JP-A-4-290428, "Plasma Reactor Using UHF / VHF Resonant Antenna Supply Source and Method Therefor", and JP-A-5-206072, "Plasma Processing Apparatus Using Inductive RF Coupling and Method Thereof". There is.

【0003】これらの誘導手段に高周波電圧を印加して
プラズマを生成するプラズマ処理装置では、1×10-3
Torrから数Torrの圧力領域ではもちろん容易に
プラズマを生起できるが、この圧力領域よりも低い1×
10-3Torr以下の真空圧力では、良好にプラズマを
生起することが困難である為、被処理体を処理する処理
ガスを導入に際し、一度処理容器内の圧力を一例として
は、n×10-2Torr(1≦n≦9,nは整数)の比
較的高い圧力に設定して、プラズマを生起後に真空排気
により圧力をより低い圧力の所定の値、例えばn×10
-3Torr(1≦n≦9,nは整数)の圧力に下げるこ
とにより、このn×10-3Torrの圧力下で被処理体
のプラズマ処理を行う方法が知られていた。
In a plasma processing apparatus for generating a plasma by applying a high frequency voltage to these induction means, 1 × 10 −3
Of course, plasma can be easily generated in the pressure region of Torr to several Torr, but 1 × lower than this pressure region.
At a vacuum pressure of 10 −3 Torr or less, it is difficult to satisfactorily generate plasma. Therefore, when introducing the processing gas for processing the object to be processed, the pressure inside the processing container is once n × 10 , for example. The pressure is set to a relatively high pressure of 2 Torr (1 ≦ n ≦ 9, n is an integer), and after the plasma is generated, the pressure is evacuated to a predetermined value of a lower pressure, for example, n × 10.
There has been known a method of performing plasma processing on an object to be processed under the pressure of n × 10 −3 Torr by lowering the pressure to −3 Torr (1 ≦ n ≦ 9, n is an integer).

【0004】しかし、この従来の方法では、処理ガスを
導入してプラズマ生成を安定させるまでの状態が、処理
ガスのプラズマを生起させた状態で圧力を変動させる為
に被処理体のプラズマ処理結果に悪影響を与え、被処理
体ごとに処理結果がバラつき、安定性を欠くという解決
する課題があった。
However, in this conventional method, the pressure is changed in the state where the plasma of the processing gas is generated until the plasma is stabilized by introducing the processing gas. However, there is a problem to be solved in that the processing result varies depending on the object to be processed and lacks stability.

【0005】又、誘導手段を用いるプラズマ処理装置
は、プラズマを生成することのできる真空圧力範囲が数
Torrから1×10-6Torrと広範囲に広がってい
ることが特徴である。これに対し、従来より半導体製造
工程におけるエッチング工程やCVD工程に用いられる
プラズマ処理装置のプラズマ源として使用される平行平
板型電極に高周波を印加する場合のプラズマを比較的容
易に生起することのできる真空圧力範囲は、数Torr
から1×10-2Torrの範囲であり、1×10-3To
rr以下の低い真空圧力の領域でのプラズマ生成及び処
理は困難であった。
Further, the plasma processing apparatus using the induction means is characterized in that the vacuum pressure range in which plasma can be generated is wide ranging from several Torr to 1 × 10 −6 Torr. On the other hand, plasma can be generated relatively easily when a high frequency is applied to a parallel plate electrode used as a plasma source of a plasma processing apparatus used in an etching process or a CVD process in a semiconductor manufacturing process. Vacuum pressure range is several Torr
To 1 × 10 −2 Torr, and 1 × 10 −3 To
It has been difficult to generate and process plasma in a low vacuum pressure region of rr or less.

【0006】半導体ウエハに形成される半導体素子の高
集積化が進み、例えばメモリーチップが16MDRAM
から64MDRAM、256MDRAMとデザインルー
ルがより5.0μから2.5μへと微細化してゆく過程
で、プラズマ処理装置により低い真空圧力、例えば1×
10-2Torr乃至1×10-6Torrの真空圧力条件
下でプラズマ処理を行うことで、微細な加工を実施する
ことが求められようになって来た。
As semiconductor elements formed on a semiconductor wafer are highly integrated, for example, a memory chip is 16 MDRAM.
To 64M DRAM, 256M DRAM and the design rule is further miniaturized from 5.0μ to 2.5μ, the lower vacuum pressure by the plasma processing device, for example, 1 ×
It has become necessary to perform fine processing by performing plasma processing under a vacuum pressure condition of 10 -2 Torr to 1 × 10 -6 Torr.

【0007】このことは、真空圧力をより低圧にするこ
とで、電子の平均自由行程を伸ばし、被処理体に引き込
まれるプラズマ中のイオン又は活性種の被処理体に対す
る垂直方向の成分をより有効に利用することで、例えば
エッチング処理を用いてコンタクトホールを形成する際
のコンタクトホールの入口方向のエッチング処理よりも
深さ方向のエッチング処理の速度を速めるプラズマ処理
を可能とするプラズマ処理装置が要求されて来たからで
ある。
This means that by making the vacuum pressure lower, the mean free path of electrons is extended, and the vertical component of the ions or active species in the plasma drawn into the object to be processed is more effective. Therefore, a plasma processing apparatus that enables plasma processing to increase the speed of the etching process in the depth direction compared to the etching process in the entrance direction of the contact hole when forming the contact hole using the etching process is required. Because it has been done.

【0008】したがって、この様なより低い真空圧力、
より具体的な圧力領域としては、1×10-2Torr乃
至1×10-6Torrでプラズマを生起するプラズマ源
として、誘導手段に高周波を印加するプラズマ装置が求
められている。
Therefore, such a lower vacuum pressure,
As a more specific pressure region, there is a demand for a plasma device that applies a high frequency to the induction means as a plasma source that generates plasma at 1 × 10 −2 Torr to 1 × 10 −6 Torr.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
より低い真空圧力の領域においては、プラズマを点火し
て安定させることが、より高い真空圧力、例えば数To
rr乃至1×10-2Torrの範囲に較べて困難であ
り、とりわけ、被処理体を処理する処理ガスをプラズマ
化した立ち上げ時のプラズマの安定化が、被処理体の処
理結果に大きく影響を与え、不安定な処理ガスのプラズ
マ立ち上げ時間が長びくと、被処理体ごとに処理結果が
異なるという問題又は、同一の被処理体内の面内均一性
が失われるという問題が発生し、解決を求められてい
た。
However, in the region of lower vacuum pressure mentioned above, it is necessary to ignite and stabilize the plasma at a higher vacuum pressure, for example, several To.
It is difficult as compared with the range of rr to 1 × 10 -2 Torr, and in particular, the stabilization of the plasma at the time of start-up when the processing gas for processing the object to be processed is turned into plasma greatly affects the processing result of the object. If the plasma startup time of the unstable processing gas is long, the problem that the processing result differs for each object to be processed or the problem that the in-plane uniformity within the same object to be processed is lost occurs. Was required.

【0010】本発明の目的は、誘導手段に高周波電圧を
印加することにより生成されるプラズマにより、被処理
体を処理するプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
において、プラズマの立ち上げを安定させる方法および
装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a plasma processing method and a plasma processing apparatus for processing an object to be processed with plasma generated by applying a high frequency voltage to the induction means, and a method and apparatus for stabilizing the rise of plasma. To provide.

【0011】[0011]

【課題を解決する為の手段】請求項1の発明は、 気密
な処理容器内に設けられた被処理体を、前記処理容器に
設けられた誘導手段に高周波を印加して生起されたプラ
ズマにより処理するプラズマ生成方法において、不活性
ガスを前記処理容器内に導入して前記誘導手段によりプ
ラズマを生起する第一の工程と、前記被処理体を処理す
る処理ガスを前記処理容器内に導入して前記誘導手段に
よりプラズマを生起して前記被処理体を処理する第二の
工程と、を具備したことを特徴とする。請求項2の発明
は、前記不活性ガス及び前記処理ガスは、前記処理容器
内に設けられ、前記被処理体に対向配置された誘電体の
シャワーヘッドにより導入されることを特徴とする。請
求項3の発明は、前記第一の工程における前記処理容器
内の圧力よりも、前記第二の工程における前記処理容器
内の圧力の方が低圧であることを特徴とする。請求項4
の発明は、前記第二の工程において、処理ガスの導入
は、前記処理容器内の圧力が所定の圧力に設定された後
に実施されることを特徴とする。請求項5の発明は、気
密な処理容器内に被処理体を搬入し載置する第一の工程
と、前記処理容器内に不活性ガスを導入して真空排気を
行うことにより、所定圧力の不活性ガス雰囲気を形成す
る第二の工程と、誘導手段に高周波を印加して前記処理
容器内にプラズマを生起した後、前記不活性ガスの導入
を停止する第三の工程と、前記処理容器内に処理ガスを
導入して、前記誘導手段に高周波を印加して処理ガスを
プラズマ化して前記被処理体を処理する第四の工程と、
を具備したことを特徴とする。請求項6の発明は、前記
不活性ガスはAr(アルゴン),Xe(キセノン),K
r(クリプトン),He(ヘリウム)又はN2 (窒素)
ガスのいずれかであり、前記所定圧力は1×10-3To
rr乃至1×10-1Torrであり、前記誘導手段はコ
イルであることを特徴とする。請求項7の発明は、前記
第四の工程における前記処理容器内に処理ガスを導入し
てプラズマ化した時の前記処理容器内の圧力は1×10
-6Torr乃至1×10-2Torrであることを特徴と
する。請求項8の発明は、気密な処理容器内に被処理体
を搬入し載置する第一の工程と、前記処理容器内に不活
性ガスを導入して真空排気を行うことにより、所定の圧
力の不活性ガス雰囲気を形成する第二の工程と、誘導手
段に高周波を印加して前記処理容器内にプラズマを生起
する第三の工程と、前記処理容器内に前記プラズマを生
起し続けながら処理ガスを導入し、処理ガスをプラズマ
化して、前記被処理体を処理する第四の工程と、を具備
したことを特徴とする。請求項9の発明は、前記第二の
工程において導入される不活性ガスはAr(アルゴ
ン),Xe(キセノン),Kr(クリプトン),He
(ヘリウム)又はN2(窒素)ガスのいずれかであり、
前記所定の圧力は1×10-3Torr乃至1×10-1
orrであることを特徴とする。請求項10の発明は、
前記第四の工程で処理ガスがプラズマ化されたのち、前
記不活性ガスの前記処理容器内への導入は停止されるこ
とを特徴とする。請求項11の発明は、被処理体を内部
に載置する気密な処理容器と、この処理容器内に導入さ
れた不活性ガスのプラズマを生起する誘導手段と、前記
処理容器内に処理ガスを導入する処理ガス導入手段とを
備え、前記誘導手段により前記処理ガスをプラズマ化
し、前記被処理体を処理することを特徴とするプラズマ
処理装置。請求項12の発明は、搬入された被処理体を
内部に載置する気密な処理容器と、この処理容器内を真
空排気して導入された不活性ガスにより所定圧力の不活
性ガス雰囲気にする排気手段と、前記不活性ガスのプラ
ズマを生起する誘導手段と、前記処理容器内に処理ガス
を導入する処理ガス導入手段とを備え、前記排気手段に
より所定圧力とされた前記処理容器内で前記誘導手段に
より前記処理ガスをプラズマ化して前記被処理体を処理
することを特徴とするプラズマ処理装置。請求項13の
発明は、搬入された被処理体を内部に載置する気密な処
理容器と、この処理容器内に導入された不活性ガスのプ
ラズマを生成する誘導手段と、前記プラズマを生成し続
けるなら処理ガスを前記処理容器内に導入する処理ガス
導入手段とを備え、前記誘導手段によりプラズマ化され
た前記処理ガスにより前記被処理体を処理することを特
徴とするプラズマ処理装置
According to a first aspect of the present invention, an object to be processed provided in an airtight processing container is generated by plasma generated by applying high frequency to induction means provided in the processing container. In the plasma generating method for processing, a first step of introducing an inert gas into the processing container to generate plasma by the guiding means, and a processing gas for processing the object to be processed are introduced into the processing container. And a second step in which plasma is generated by the inducing means to process the object to be processed. The invention according to claim 2 is characterized in that the inert gas and the processing gas are provided by a dielectric shower head provided inside the processing container and facing the object to be processed. The invention of claim 3 is characterized in that the pressure in the processing container in the second step is lower than the pressure in the processing container in the first step. Claim 4
In the second step, the introduction of the processing gas is performed after the pressure in the processing container is set to a predetermined pressure. According to a fifth aspect of the present invention, the first step of loading and placing the object to be processed in an airtight processing container, and introducing an inert gas into the processing container to evacuate the target to achieve a predetermined pressure. A second step of forming an inert gas atmosphere, a third step of applying a high frequency to an induction means to generate plasma in the processing container, and then stopping the introduction of the inert gas, and the processing container A fourth step of introducing a processing gas into the processing means, applying a high frequency to the induction means to convert the processing gas into plasma, and processing the object to be processed;
Is provided. In the invention of claim 6, the inert gas is Ar (argon), Xe (xenon), K
r (krypton), He (helium) or N 2 (nitrogen)
Gas, and the predetermined pressure is 1 × 10 −3 To
rr to 1 × 10 −1 Torr, and the inducing means is a coil. According to a seventh aspect of the invention, the pressure in the processing container in the fourth step is 1 × 10 when the processing gas is introduced into the processing container to generate plasma.
-6 Torr to 1 × 10 -2 Torr. According to the invention of claim 8, a first step of loading and placing the object to be processed in an airtight processing container, and introducing an inert gas into the processing container to evacuate the object to achieve a predetermined pressure. Second step of forming an inert gas atmosphere, a third step of applying a high frequency to the induction means to generate plasma in the processing container, and processing while continuing to generate the plasma in the processing container A fourth step of treating the object to be treated by introducing gas and converting the treatment gas into plasma. In the invention of claim 9, the inert gas introduced in the second step is Ar (argon), Xe (xenon), Kr (krypton), He.
(Helium) or N 2 (nitrogen) gas,
The predetermined pressure is 1 × 10 -3 Torr to 1 × 10 -1 T
orr. The invention of claim 10 is
After the processing gas is turned into plasma in the fourth step, the introduction of the inert gas into the processing container is stopped. According to the invention of claim 11, an airtight processing container in which an object to be processed is placed, an induction means for generating plasma of an inert gas introduced into the processing container, and a processing gas in the processing container. A plasma processing apparatus, comprising: a processing gas introducing unit for introducing the processing gas; and the processing unit converts the processing gas into plasma to process the object to be processed. According to a twelfth aspect of the present invention, an airtight processing container in which the carried-in target object is placed, and the inside of the processing container are evacuated to an inert gas atmosphere of a predetermined pressure by the introduced inert gas. Exhaust means, induction means for generating plasma of the inert gas, and processing gas introduction means for introducing a processing gas into the processing container, and in the processing container at a predetermined pressure by the exhaust means, A plasma processing apparatus, wherein the processing gas is turned into plasma by an inducing means to process the object to be processed. According to a thirteenth aspect of the present invention, an airtight processing container in which the carried-in target object is placed, an inducing means for generating plasma of the inert gas introduced into the processing container, and the plasma are generated. A plasma processing apparatus, further comprising: a processing gas introducing unit for introducing a processing gas into the processing container, wherein the object to be processed is processed by the processing gas plasmatized by the guiding unit.

【0012】[0012]

【作用】本発明のプラズマ処理方法又はプラズマ処理装
置によれば、気密な処理容器内に不活性ガスによるプラ
ズマを先行して生起することにより、被処理体を処理す
る処理ガスのプラズマを容易に立ち上げ、安定させるこ
とが出来るので、被処理体のプラズマ処理を安定させる
ことが出来る。
According to the plasma processing method or the plasma processing apparatus of the present invention, the plasma of the processing gas for processing the object to be processed can be easily generated by generating the plasma of the inert gas in advance in the airtight processing container. Since it can be started and stabilized, the plasma processing of the object to be processed can be stabilized.

【0013】[0013]

【実施例】最初に、本発明のプラズマ処理方法を実施す
るプラズマ処理装置の一実施例について、図面を参照し
て説明する。図1は、このプラズマ処理装置の一実施例
の縦断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an embodiment of a plasma processing apparatus for carrying out the plasma processing method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view of an embodiment of this plasma processing apparatus.

【0014】気密な処理容器1は、導電体、例えばアル
ミニウムにより形成され、シールド効果を得るために、
電気的に例えば接地されている。又、このアルミニウム
の内壁面は、絶縁膜である酸化膜が形成されている。前
記処理容器1内の中央部に図示されない搬送装置により
搬入され載置される被処理体2が設けられている。この
被処理体2としては、例えば8インチ又は12インチ径
の半導体ウエハ、又は液晶表示装置を形成する薄膜型ト
ランジスタを形成する例えば600mm×650mm角
のガラス基板がある。
The airtight processing container 1 is made of a conductor such as aluminum, and has a shielding effect.
It is electrically grounded, for example. An oxide film, which is an insulating film, is formed on the inner wall surface of this aluminum. At the center of the processing container 1, there is provided an object to be processed 2 which is loaded and placed by a transfer device (not shown). The object 2 to be processed is, for example, a semiconductor wafer having a diameter of 8 inches or 12 inches, or a glass substrate of, for example, 600 mm × 650 mm square for forming a thin film transistor forming a liquid crystal display device.

【0015】この被処理体2は、予め定められた位置に
仮固定、例えば静電チャック3の上に載置され、静電力
により吸着保持される。この静電チャック3の構成は、
銅箔をポリイミドの絶縁膜によりサンドイッチ構造にさ
れて形成され、前記静電チャック3を取り付けた載置4
を通り抜ける配線5及びこの配線5を取り囲んだ同軸構
造の絶縁体6により、スイッチ7を介して静電チャック
電圧を発生するための直流電圧を発生する直流電源8の
一端に接続されている。
The object 2 to be processed is temporarily fixed at a predetermined position, for example, placed on the electrostatic chuck 3 and adsorbed and held by electrostatic force. The configuration of this electrostatic chuck 3 is
A mounting 4 formed by sandwiching a copper foil with an insulating film of polyimide and having the electrostatic chuck 3 attached thereto.
A wire 5 passing through the wire 5 and an insulator 6 having a coaxial structure surrounding the wire 5 are connected via a switch 7 to one end of a DC power supply 8 for generating a DC voltage for generating an electrostatic chuck voltage.

【0016】この直線電源8の他端はアースに接続さ
れ、直流電圧、例えば2KVを前記静電チャック3に印
加することで、前記被処理体2をプラズマ処理中吸着保
持する構成されている。前記載置台4は、導電体、例え
ばアルミニウムで形成され、下部電極として機能する様
構成されている。又、この載置台4の表面は吸着面とし
て作用し、材質は絶縁膜である酸化膜が形成されてい
る。前記載置台4の内部には、配線9が接続され、この
配線9により更にマッチング回路10を介して高周波電
源11が接続されている。
The other end of the linear power source 8 is connected to the ground, and a direct current voltage, for example, 2 KV is applied to the electrostatic chuck 3, so that the object 2 to be processed is attracted and held during plasma processing. The mounting table 4 is made of a conductor such as aluminum and is configured to function as a lower electrode. Further, the surface of the mounting table 4 acts as an adsorption surface, and the material thereof is an oxide film which is an insulating film. A wiring 9 is connected to the inside of the mounting table 4, and a high frequency power source 11 is further connected via the matching circuit 10 by the wiring 9.

【0017】この高周波電源11より供給される高周
波、例えば数百KHzにより、前記載置台4は、プラズ
マ中のイオン又は活性種を被処理体2に対して垂直方向
に引き込むことで、プラズマ処理速度を高める機能をす
る様に構成されている。
The high-frequency power supplied from the high-frequency power source 11, for example, several hundreds of KHz, causes the mounting table 4 to draw ions or active species in the plasma in the vertical direction with respect to the object to be processed 2 to thereby increase the plasma processing speed. Is configured to enhance the

【0018】前記載置台4には、プラズマ処理中の被処
理体2を所定の温度に保つ為に、前記載置台4の内部に
温調された媒体を循環させることで温度制御する温度調
整機構12が設けられている。この温度調整機構12に
用いられる媒体としては、0℃〜常温としてはクーラン
ト液が、−180℃〜+10℃の温度範囲では、温調さ
れた液体窒素が用いられ、前記載置台4の内部に形成さ
れたジャケット及びタンクの中を循環することで、温度
調整を行う様に構成されている。更に、前記載置台4の
温調機構として上記温調された媒体の循環に加えて、セ
ラミックヒータを積層させて、電圧を印加して過熱する
ことで前記冷却手段の温調の精度をより高めることと、
前記載置台4の載置面近傍に埋め込んだ熱電対による検
温をフィールドバックさせることで前記温度調整機構1
2のコントロールを行い、正確な温度コントロールを達
成することが出来る様に構成されている。
A temperature adjusting mechanism for controlling the temperature of the mounting table 4 by circulating a temperature-controlled medium inside the mounting table 4 in order to keep the object 2 to be processed during plasma processing at a predetermined temperature. 12 are provided. As a medium used in the temperature adjusting mechanism 12, a coolant liquid is used at 0 ° C. to room temperature, and temperature-adjusted liquid nitrogen is used in a temperature range of −180 ° C. to + 10 ° C. The temperature is adjusted by circulating in the formed jacket and tank. Further, in addition to the circulation of the temperature-controlled medium as a temperature control mechanism of the mounting table 4, a ceramic heater is laminated and a voltage is applied to overheat to further improve the temperature control accuracy of the cooling means. That
The temperature adjustment mechanism 1 is provided by field-backing the temperature measurement by the thermocouple embedded near the mounting surface of the mounting table 4.
It is configured so that accurate temperature control can be achieved by performing two controls.

【0019】前記載置台4は、処理容器1との間に絶縁
台に、例えばセラミック板を設けることで電気的に絶縁
されることで被処理体を載置する下部電極として機能す
る様に構成されている。更に、前記載置台4には垂直方
向に上下動可能な3本のプッシャーピンが設けられ、前
記静電チャック3を貫通して、このプッシャーピンが上
昇し、被処理体2をこれら3本のプッシャーピンが受け
取り下降することで、前記被処理体を静電チャック3の
所定位置に載置する様に構成されている。
The mounting table 4 is configured to function as a lower electrode on which the object to be processed is mounted by being electrically insulated by providing a ceramic plate, for example, on an insulating table between the processing table 1 and the processing container 1. Has been done. Further, the mounting table 4 is provided with three pusher pins that can move vertically in the vertical direction, penetrate the electrostatic chuck 3, and the pusher pins are lifted to move the object 2 to be processed into these three. The object to be processed is configured to be placed at a predetermined position on the electrostatic chuck 3 when the pusher pin receives and descends.

【0020】又、前記静電チャック3と被処理体2の裏
面との間には、前記静電チャック3に設けられた開口4
1よりバッククーリングガス、例えばHeガスをバック
クーリングガス供給管42を供給して、真空雰囲気中で
プラズマ処理される被処理体2へ載置台4の温度を熱伝
達する様に構成されている。このバッククーリングガス
の熱伝達は主として、Heガスのガス圧により決定され
るので、被処理体の裏面と載置面との間のわずかな空間
の圧力を圧力調整するバッククーリングガスが静電チャ
ック3を介して被処理体2の裏面側へ供給される様に構
成されている。
An opening 4 provided in the electrostatic chuck 3 is provided between the electrostatic chuck 3 and the back surface of the object to be processed 2.
1, a back cooling gas, for example, He gas is supplied to the back cooling gas supply pipe 42 to transfer the temperature of the mounting table 4 to the object 2 to be plasma-processed in a vacuum atmosphere. Since the heat transfer of the back cooling gas is mainly determined by the gas pressure of the He gas, the back cooling gas that adjusts the pressure of a slight space between the back surface of the object to be processed and the mounting surface is an electrostatic chuck. It is configured to be supplied to the rear surface side of the object to be processed 2 via 3.

【0021】又、前記静電チャック3上の前記被処理体
2を載置した外周部には、フォーカスリング40が前記
被処理体2を取り囲んで、高さ方向では載置された前記
被処理体2の被処理体面よりも高い高さを持ったドーナ
ツ形状で設けられている。このフォーカスリングは、誘
電体、例えば石英で形成し、プラズマを前記被処理面に
集中させて、プラズマ処理の効率を高める働きをする様
に構成されている。
A focus ring 40 surrounds the object to be processed 2 on the electrostatic chuck 3 on which the object to be processed 2 is placed, and the object to be processed is placed in the height direction. It is provided in a donut shape having a height higher than the surface of the body to be processed of the body 2. The focus ring is made of a dielectric material, for example, quartz, and is configured to concentrate plasma on the surface to be processed and increase the efficiency of plasma processing.

【0022】次に、前記処理容器1の内部は、所定の真
空圧、例えば数Torr乃至1×10-8Torrの所定
圧力に設定可能な様に、前記処理容器1の底面に設けら
れた排気口14に接続された排気管15が、開閉可能な
バルブ16を介して排気手段17に接続されて、この排
気手段17としては、ドライポンプにより排気し、予め
定められた圧力でターボ分子ポンプに切り換えて排気す
るようになっている。更に、前記処理容器1の側壁に
は、開閉可能なゲートバルブ18が設けられ、前記被処
理体2には、このゲートバルブ18を介して、処理容器
1内へ搬入搬出される様に構成されている。
Next, the inside of the processing container 1 is provided with an exhaust gas provided on the bottom surface of the processing container 1 so that it can be set to a predetermined vacuum pressure, for example, a predetermined pressure of several Torr to 1 × 10 −8 Torr. An exhaust pipe 15 connected to the port 14 is connected to an exhaust means 17 via an openable / closable valve 16, and as the exhaust means 17, exhaust is performed by a dry pump, and a turbo molecular pump is operated at a predetermined pressure. It is designed to switch and exhaust. Further, a gate valve 18 that can be opened and closed is provided on the side wall of the processing container 1, and the object 2 is configured to be carried in and out of the processing container 1 via the gate valve 18. ing.

【0023】更に、前記処理容器1内の前記載置台4に
載置され、前記静電チャック3により固定された被処理
体2に対向配置して、ほぼ同じ大きさの平面を有し、多
数の噴出子からなる開口によるシャワーヘッド19が設
けられている。このシャワーヘッド19は、材質は誘電
体、例えば石英により形成され、誘導手段により形成さ
れる電磁場に対して障害を与えない様に材質的に工夫さ
れている。
Further, the processing container 1 is placed on the mounting table 4 in the processing container 1 and is disposed so as to face the object 2 to be processed which is fixed by the electrostatic chuck 3 and has a flat surface of substantially the same size. The shower head 19 is provided by the opening formed by the spouting element. The shower head 19 is made of a dielectric material such as quartz, and is devised in terms of material so as not to impede the electromagnetic field formed by the induction means.

【0024】このシャワーヘッド19の開口部は、全体
として被処理体2の被処理面より広い面積を持ち、その
面積内に直径0.5〜2mm径の孔を隣り合う孔同士が
等間隔で、例えば2〜10mm間隔で並べられている。
この様の構成により、このシャワーヘッド19より供給
されるガスが、被処理体2で被処理面に対して均一に供
給される様に構成されている。このシャワーヘッド19
は、前記処理容器1の側壁を介して配管20により開閉
可能なバルブ21に接続されている。更にこのバルブ2
1には、マスフローコントローラ22を介して、不活性
ガス供給手段23と、マスフローコントローラ24を介
して処理ガス供給手段25とが、共通の配管26に接続
されることで各々共通配管されるように構成されてい
る。前記不活性ガス供給手段23からは不活性ガス、例
えばAr(アルゴン)、Xe(キセノン)N2 (窒
素)、He(ヘリウム)が供給される様に構成されてい
る。
The opening of the shower head 19 has a larger area as a whole than the surface to be processed of the object 2 to be processed, and holes having a diameter of 0.5 to 2 mm are adjacent to each other at equal intervals in the area. , Are arranged at intervals of 2 to 10 mm, for example.
With this structure, the gas supplied from the shower head 19 is uniformly supplied to the surface to be processed by the object 2 to be processed. This shower head 19
Is connected to a valve 21 which can be opened and closed by a pipe 20 through a side wall of the processing container 1. Further this valve 2
1, the inert gas supply means 23 via the mass flow controller 22 and the processing gas supply means 25 via the mass flow controller 24 are connected to a common pipe 26 so that they are connected to each other by common pipes. It is configured. The inert gas supply means 23 is configured to supply an inert gas such as Ar (argon), Xe (xenon) N 2 (nitrogen), and He (helium).

【0025】前記処理ガス供給手段25からは、被処理
体2のプラズマ処理内容に対応した単独又は複数の処理
ガス、例えば256KDRAMから1MDRAMにかけ
て、ゲート電極およびビット線配線にCVDによるWS
Ix膜が多く使われてきており、4MDRAM以降にも
低抵抗の高融点金属シリサイドであるWSIx膜が使わ
れてきている。この高融点金属膜を形成するのに処理ガ
スとしてSiH4 ガスを使った低温WSIx膜や、Si
2 Cl2 ガスを使った高温WSIx膜の形成等のよう
にそれぞれの目的に応じて選択又は組み合わせすること
が可能である。又、前記不活性ガス供給手段23と、前
記処理ガス供給手段25とは、前記共通配管26を介し
てそれぞれのガスを混合してシャワーヘッド19を介し
て供給することが可能であるが、シャワーヘッド19ま
でそれぞれ独立した配管を設けて、前記シャワーヘッド
19内の複数の拡散板において始めてガスを混合する構
成とすることも可能である。
From the processing gas supply means 25, a single or a plurality of processing gases corresponding to the plasma processing content of the object 2 to be processed, for example, 256KDRAM to 1MDRAM, the gate electrode and the bit line wiring are WS by CVD.
The Ix film has been widely used, and the WSIx film, which is a refractory metal silicide having a low resistance, has also been used after 4M DRAM. A low temperature WSIx film using SiH 4 gas as a processing gas for forming this refractory metal film, or Si
It is possible to select or combine them according to their respective purposes such as formation of a high temperature WSIx film using H 2 Cl 2 gas. Further, the inert gas supply means 23 and the processing gas supply means 25 can mix the respective gases through the common pipe 26 and supply the mixed gases through the shower head 19. It is also possible to provide independent pipes up to the head 19 and mix the gas for the first time in a plurality of diffusion plates in the shower head 19.

【0026】更に、前記処理容器1を構成し、前記載置
台4に載置され、ぜ静電チャック3により固定された被
処理体2に対向した上部壁面は、誘電体27の窓が設け
られている。この誘電体27は、材質としては例えば石
英により形成され、サイズとしては前記被処理体2の被
処理面により10〜100%面積が大きく、配置被処理
面の対向領域で、被処理面をカバーする様に設けられて
いる。
Further, the window of the dielectric 27 is provided on the upper wall surface of the processing container 1 which is placed on the mounting table 4 and which faces the object 2 fixed by the electrostatic chuck 3. ing. The dielectric 27 is made of, for example, quartz as a material, has a size of 10 to 100% larger than the surface to be processed of the object 2 to be processed, and covers the surface to be processed in a region opposite to the arranged surface to be processed. It is provided to do.

【0027】この誘電体27は、前記処理容器1の外部
に設けられる誘導手段による電磁場の障害とならない材
質が望ましい。必要に応じて電磁場の制御を可能とする
材質でも良い。電磁場の制御は、例えば中央部と周辺部
とで均一化である。更に、生起されたプラズマを安定し
て維持するのに十分な形状である必要がある。前記処理
容器1内へ真空圧力に応じた耐圧を持たす為、厚さ30
〜50mmの石英板を用いるが、大気圧との圧力差に耐
えれなければ、この誘電体27の両サイドにそれぞれ真
空室を設けて差圧を少なくする技術を用いると良い。
The dielectric 27 is preferably made of a material that does not interfere with the electromagnetic field by the induction means provided outside the processing container 1. A material that allows control of the electromagnetic field may be used if necessary. The control of the electromagnetic field is, for example, uniform in the central portion and the peripheral portion. Further, the shape needs to be sufficient to stably maintain the generated plasma. Since the processing container 1 has a pressure resistance corresponding to the vacuum pressure, a thickness of 30
Although a quartz plate of ˜50 mm is used, if it is not possible to withstand the pressure difference from the atmospheric pressure, it is advisable to use a technique of providing vacuum chambers on both sides of this dielectric 27 to reduce the pressure difference.

【0028】更に、この誘電体27の上部、すなわち前
記被処理体2に対向配置して、誘導手段28が設けられ
ている。この手段28は、例えばコイルであり、例えば
平面コイルが望ましい。巻数は周波数にもよるが、1タ
ーン程度で良い。この誘導手段28には、電気配線29
を介してマッチング回路30と更に高周波電源31とが
接続されている。
Further, a guiding means 28 is provided above the dielectric 27, that is, facing the object 2 to be processed. This means 28 is a coil, for example, and preferably a plane coil. Although the number of turns depends on the frequency, it may be about one turn. This guiding means 28 has an electric wire 29.
The matching circuit 30 and the high frequency power supply 31 are connected via the.

【0029】前記誘導手段28としては、略平面状の渦
巻型コイルが材質として、厚さ1〜5mmの銅板又は外
径3〜5mm、内径1〜4mmの銅パイプをそれぞれ渦
巻型に例えば1ターンだけ成形して得られるコイルによ
り形成されている。前記高周波電源31としては、高周
波1MHz〜200MHzを供給可能であり、更に低周
波数百KHzと混合して供給することもプラズマ処理の
内容に応じて可能である。
As the guiding means 28, a substantially flat spiral coil is used as a material, and a copper plate having a thickness of 1 to 5 mm or a copper pipe having an outer diameter of 3 to 5 mm and an inner diameter of 1 to 4 mm is spirally wound, for example, for one turn. It is formed by a coil obtained by molding only. As the high frequency power source 31, a high frequency of 1 MHz to 200 MHz can be supplied, and further, a low frequency of 100 KHz can be mixed and supplied according to the content of plasma processing.

【0030】以上の様に、プラズマ処理装置は構成され
ている。次に、このプラズマ処理装置の動作について説
明する。被処理体2は、処理容器1に搬入されるに先立
って、通常ロードロックと呼ばれる図示しない真空予備
室で所定の真空雰囲気、例えば1×10-2Torrの圧
力下に置かれる。この真空予備室と処理容器1とはゲー
トバルブ18を介して連通可能されている。
The plasma processing apparatus is constructed as described above. Next, the operation of this plasma processing apparatus will be described. Prior to being loaded into the processing container 1, the object to be processed 2 is placed under a predetermined vacuum atmosphere, for example, under a pressure of 1 × 10 -2 Torr in a vacuum reserve chamber (not shown) usually called a load lock. The vacuum preliminary chamber and the processing container 1 can communicate with each other via a gate valve 18.

【0031】前記真空予備室との連通に先立ってゲート
バルブ18が閉じられた状態で、前記処理容器1内は、
排気手段17により所定の圧力、例えば約n×10-2
orr(1≦n≦9、nは整数)まで真空排気する。次
に図示しない前記真空予備室内に設けられた搬送装置、
例えば搬送ロボットにより、前記被処理体2は、前記処
理容器1内に搬入され、静電チャック3の上で、図示し
ない3本のリフトピンが上昇して、搬送ロボットにより
このリフトピンが受けとる。この3本のリフトピンが降
下することにより、前記静電チャック3の上に前記被処
理体2は載置される。次に、前記静電チャック3に直流
電源8の直流電圧、例えば2KVをスイッチ7をONす
ることにより印加されている。
Before the communication with the vacuum preliminary chamber, the inside of the processing container 1 is closed with the gate valve 18 closed.
The exhaust means 17 provides a predetermined pressure, for example, about n × 10 -2 T
Evacuate to orr (1 ≦ n ≦ 9, n is an integer). Next, a transfer device (not shown) provided in the vacuum preliminary chamber,
For example, the object to be processed 2 is carried into the processing container 1 by a transfer robot, three lift pins (not shown) are lifted on the electrostatic chuck 3, and the lift pins are received by the transfer robot. By lowering these three lift pins, the object 2 to be processed is placed on the electrostatic chuck 3. Next, the DC voltage of the DC power source 8, for example, 2 KV, is applied to the electrostatic chuck 3 by turning on the switch 7.

【0032】前記被処理体2に対向配置されたシャワー
ヘッド19からは、不活性ガス供給手段により供給され
た不活性ガス、例えばAr(アルゴン)ガスが導入され
る。前記処理容器1内の圧力は、所定の真空圧力、例え
ば1×10-2Torrになる様に排気手段17とバルブ
15の制御により設定されている。
From the shower head 19 arranged to face the object 2 to be treated, an inert gas, for example, Ar (argon) gas supplied by the inert gas supply means is introduced. The pressure inside the processing container 1 is set by controlling the exhaust means 17 and the valve 15 so that a predetermined vacuum pressure, for example, 1 × 10 −2 Torr is obtained.

【0033】次に誘導手段28に高周波電源31より供
給される高周波電圧、例えば13.56MHzが印加さ
れ、前記処理容器1内でプラズマが生起される。この不
活性ガスのプラズマの生起は、所定の時間、例えば1〜
120secの間の時間連続されると、不活性ガスの導
入と、高周波電圧の誘導手段28への印加が停止される
ことにより、前記プラズマは停止される。前記プラズマ
の生起時間は長時間は好ましくなく、数秒間、例えば1
乃至3秒間が最も望ましい。何故ならば、長時間のプラ
ズマ生起は、被処理体に不必要な処理を行うことにな
る。又、この数秒間の不活性ガスによるプラズマ生起
後、処理装置を30分間放置しても、その後の処理ガス
のプラズマ生起が容易になる事実を本発明者は確認して
いる。
Next, a high frequency voltage supplied from a high frequency power source 31, for example 13.56 MHz, is applied to the induction means 28, and plasma is generated in the processing container 1. The generation of the plasma of this inert gas is performed for a predetermined time, for example, 1 to
When it is continued for 120 seconds, the plasma is stopped by stopping the introduction of the inert gas and the application of the high frequency voltage to the induction means 28. It is not preferable that the plasma generation time is a long time, for example, several seconds, for example, 1
~ 3 seconds is most desirable. This is because long-time plasma generation causes unnecessary processing on the object to be processed. Further, the present inventor has confirmed that even if the processing apparatus is left for 30 minutes after the plasma generation by the inert gas for several seconds, the plasma generation of the processing gas thereafter becomes easy.

【0034】本発明者は、この数秒間の不活性ガスのプ
ラズマ化は、前記被処理体2の被処理面及び前記処理容
器1の内壁面、前記載置台4の露出表面、前記フォーカ
スリング40の表面等の電気的条件を、プラズマ生起に
向けて整えるものと考えられている。
The inventor of the present invention has performed the plasma conversion of the inert gas for several seconds in order to process the surface to be processed of the object 2 to be processed, the inner wall surface of the processing container 1, the exposed surface of the mounting table 4 and the focus ring 40. It is considered that the electrical conditions such as the surface of the are adjusted for the plasma generation.

【0035】次に処理ガス供給手段25より処理ガス
を、例えばエッチングガスのCHF3を前記シャワーヘ
ッド19を介して前記処理容器1内に導入し、処理容器
1内を所定のプロセス圧力、例えば1×10-3Torr
に設定する様に排気手段17とバルブ16により真空排
気する。処理ガスとしてはCVDガス、スパッタガス、
イオン注入ガスなど処理の種類に応じて選択する。
Next, a processing gas such as CHF 3 as an etching gas is introduced from the processing gas supply means 25 into the processing container 1 through the shower head 19, and the inside of the processing container 1 has a predetermined process pressure, for example, 1 × 10 -3 Torr
The exhaust means 17 and the valve 16 are evacuated so as to set As processing gas, CVD gas, sputtering gas,
Select according to the type of processing such as ion implantation gas.

【0036】次に誘導手段28に高周波電圧が印加さ
れ、前記処理容器1内に処理ガスのプラズマを生起す
る。又、載置台4には、高周波電源11より高周波とし
て1KHZ乃至200KHZの周波数帯の中から選ばれ
た周波数、例えば100KHzを印加する。次に、前記
被処理体2の裏面側へ熱伝達を目的としたバッククーリ
ングガス、例えばHeガスを前記静電チャック3に開口
した開口4より供給し、載置台4の温度調整機構12の
温度を、前記被処理体2へ伝え、被処理体2を所定のプ
ロセス温度に設定する。前記処理ガスのプラズマにより
所定時間だけ被処理体2の処理を行う。
Next, a high frequency voltage is applied to the induction means 28 to generate a plasma of the processing gas in the processing container 1. Further, a frequency selected from the frequency band of 1 KHZ to 200 KHZ, for example 100 KHz, is applied as a high frequency from the high frequency power source 11 to the mounting table 4. Next, a back cooling gas, such as He gas, for the purpose of heat transfer to the back surface side of the object 2 is supplied from the opening 4 opened in the electrostatic chuck 3, and the temperature of the temperature adjusting mechanism 12 of the mounting table 4 is increased. Is transmitted to the object to be processed 2 and the object to be processed 2 is set to a predetermined process temperature. The target object 2 is processed for a predetermined time by the plasma of the processing gas.

【0037】次に、被処理体2のプラズマ処理が終了し
たら、処理ガスの供給と誘導手段28への高周波電圧の
印加と載置台4への高周波電圧の印加とを停止し、プラ
ズマを停止する。次の被処理体裏面へのバッククーリン
グガスの供給が停止され、次に静電チャック3への電圧
印加が停止される。
Next, when the plasma processing of the object 2 is completed, the supply of the processing gas, the application of the high frequency voltage to the induction means 28 and the application of the high frequency voltage to the mounting table 4 are stopped, and the plasma is stopped. . Next, the supply of back cooling gas to the back surface of the object to be processed is stopped, and then the voltage application to the electrostatic chuck 3 is stopped.

【0038】その後、被処理体2の搬出工程を行う。即
ち、前記処理容器1内の処理ガス及び反応生成物は、一
度所定の真空圧力まで真空排気された後、シャワーヘッ
ド19より不活性ガス、例えばN2 (窒素ガス)が供給
し、所定の真空圧力、例えば1×10-2TorrのN2
ガス雰囲気に設定し、真空予備室の圧力に等しいか、わ
ずか負圧に設定した後、ゲートバルブ18が開口する。
この時、図示しないリフトピンにより上昇された前記被
処理体2は、図示しない搬送装置により保持され、前記
真空予備室へ搬送される。
After that, the process of carrying out the object 2 is carried out. That is, the processing gas and the reaction products in the processing container 1 are once evacuated to a predetermined vacuum pressure, and then an inert gas such as N 2 (nitrogen gas) is supplied from the shower head 19 to a predetermined vacuum. Pressure, eg N 2 at 1 × 10 -2 Torr
The gate valve 18 is opened after the gas atmosphere is set and the pressure in the vacuum preliminary chamber is set to be equal to or slightly negative.
At this time, the object to be processed 2 raised by a lift pin (not shown) is held by a transfer device (not shown) and transferred to the vacuum preliminary chamber.

【0039】以上の様に、プラズマ処理装置は動作す
る。以上の説明においては、不活性ガスのプラズマを完
全に停止した後、処理ガスを導入して処理ガスのプラズ
マを生起する例について述べた。この方法の優れた点
は、処理ガスの導入時の真空圧力を不活性ガス導入時の
真空圧力に依存することなく切り離して、処理ガスのプ
ラズマ化を行うプロセス圧力に設定することが可能であ
る為、処理ガスのプラズマの立ち上げの安定化が容易で
ある点と、プロセス圧力が変動しないだけ、処理結果が
被処理体ごとに異ならず、安定している点にある。
The plasma processing apparatus operates as described above. In the above description, the example in which the plasma of the inert gas is completely stopped and then the plasma of the process gas is generated by introducing the process gas has been described. The advantage of this method is that the vacuum pressure at the time of introducing the processing gas can be separated without depending on the vacuum pressure at the time of introducing the inert gas, and can be set to the process pressure for plasmatizing the processing gas. Therefore, it is easy to stabilize the start-up of the plasma of the processing gas, and the processing result does not vary from one processing object to another as long as the process pressure does not fluctuate.

【0040】それに対して、処理ガスのプラズマ立ち上
げの安定化に着目すれば、不活性ガスによるプラズマの
停止前と、処理ガスの導入としてプラズマ発生後、即
ち、不活性ガスと処理ガスのプラズマを重ね合わせるこ
とにより、不活性ガスのプラズマから、処理ガスのプラ
ズマへと順次導入ガスの比較を切り換えることで最終的
に100%の処理ガスのプラズマ化を行うことも可能で
ある。この場合も、最初の例と同じく、処理ガスの導入
に先立って不活性ガスを導入しプラズマ化しておくこと
で、より低い真空圧力n×10-3Torr(1≦n≦
9、nは整数)〜n×10-8Torrの領域でのプロセ
スガスのプラズマ生成の立ち上げが、不活性ガスの導入
とそのプラズマ化を行う場合に比較して容易となる。
On the other hand, paying attention to the stabilization of the plasma startup of the processing gas, before the plasma is stopped by the inert gas and after the plasma is generated as the processing gas is introduced, that is, the plasma of the inert gas and the processing gas. It is also possible to finally convert 100% of the processing gas into plasma by sequentially switching the comparison of the introduced gases from the plasma of the inert gas to the plasma of the processing gas. Also in this case, as in the first example, by introducing an inert gas prior to the introduction of the processing gas and converting it into plasma, a lower vacuum pressure n × 10 −3 Torr (1 ≦ n ≦
(9, n are integers) to n × 10 −8 Torr, the plasma generation of the process gas can be easily started up as compared with the case where the inert gas is introduced and the plasma is generated.

【0041】又、不活性ガスのプラズマ化はn×10-2
Torr付近でも数秒間でも十分に処理ガスのプラズマ
立ち上げに効果があることが、実験により確かめられて
おり、更にn×10-2Torr付近の真空圧下で不活性
ガスのプラズマ化を数秒間行った後、不活性ガスの導入
を停止し、真空排気により所定の真空圧力、例えばn×
10-3Torrを維持して、約30分間経過した後、N
×10-3Torrの圧力で処理ガスを導入してプラズマ
の立ち上げを行う実験においても、十分に容易にプラズ
マ生起できることを、本発明者は確認している。
Further, the inert gas plasma is n × 10 -2.
It has been confirmed by experiments that the plasma of the processing gas is sufficiently effective even in the vicinity of Torr and for a few seconds. Furthermore, the inert gas is plasmatized for a few seconds under a vacuum pressure in the vicinity of n × 10 -2 Torr. After that, the introduction of the inert gas is stopped and the evacuation is performed to a predetermined vacuum pressure, for example, n ×
After maintaining about 10 -3 Torr for about 30 minutes, N
The present inventor has confirmed that plasma can be generated sufficiently easily even in an experiment in which a processing gas is introduced at a pressure of × 10 -3 Torr to start up plasma.

【0042】次に、本発明のプラズマ処理方法の一実施
例を図1に示した。プラズマ処理装置を用いて実施した
場合のフローチャートを、図2を用いて説明する。図3
は、このフローチャートに示されたプロセスを実施した
時の処理容器1内の圧力の変化を示すグラフである。
An embodiment of the plasma processing method of the present invention is shown in FIG. A flow chart in the case of using the plasma processing apparatus will be described with reference to FIG. FIG.
[Fig. 4] is a graph showing changes in pressure inside the processing container 1 when the process shown in this flowchart is carried out.

【0043】図2において、 ステップ1 : 処理容器1内に被処理体2を搬入し載
置する。 ステップ2 : ゲートバルブ18を開口して、気密に
された処理容器1内を所定圧力、例えば1×10-4To
rrまで排気手段17により真空排気する。 ステップ3 : 不活性ガス供給手段23より不活性ガ
ス、例えばAr(アルゴン)を導入して、処理容器1を
所定の圧力、例えば1×10-2Torrまで真空排気す
る。
In FIG. 2, step 1: The object 2 to be processed is loaded and placed in the processing container 1. Step 2: The gate valve 18 is opened, and the inside of the airtight processing container 1 is pressurized to a predetermined pressure, for example, 1 × 10 −4 To.
The exhaust means 17 evacuates to rr. Step 3: An inert gas such as Ar (argon) is introduced from the inert gas supply means 23, and the processing container 1 is evacuated to a predetermined pressure, for example, 1 × 10 -2 Torr.

【0044】ステップ4 : 高周波電源31より高周
波電圧を誘導手段28に印加し、数秒間プラズマを生起
する。 ステップ5 : 不活性ガスの導入を停止し、同時に高
周波電圧も印加を停止する。 ステップ6 : 処理ガスを処理ガス供給手段25よ
り、シャワーヘッド19を介して処理容器1内へ導入す
る。
Step 4: A high frequency voltage is applied from the high frequency power source 31 to the induction means 28 to generate plasma for several seconds. Step 5: Stop the introduction of the inert gas and at the same time stop the application of the high frequency voltage. Step 6: The processing gas is introduced from the processing gas supply means 25 into the processing container 1 via the shower head 19.

【0045】ステップ7 : 処理ガスを導入しなが
ら、処理容器1内を所定圧力1×10-3Torrに設定
する。 ステップ8 : 高周波電圧を誘導手段28に印加し、
処理容器1内にプラズマを生成する。 ステップ9 : プラズマにより被処理体2を処理す
る。 ステップ10 : 処理ガスの導入を停止し、同時に高周
波電圧も印加を停止する。
Step 7: While introducing the processing gas, the pressure inside the processing container 1 is set to a predetermined pressure of 1 × 10 −3 Torr. Step 8: Apply a high frequency voltage to the induction means 28,
Plasma is generated in the processing container 1. Step 9: Treat the object 2 with plasma. Step 10: Stop the introduction of the processing gas and at the same time stop the application of the high frequency voltage.

【0046】 以上のステップを実行することにより、
不活性ガスのプラズマはステップ4乃至ステップ5に関
し数秒間生起される。更に、処理ガスのプラズマ処理時
間、例えば60秒〜120秒間生成される。
By executing the above steps,
An inert gas plasma is generated for a few seconds with respect to steps 4-5. Further, the plasma processing time of the processing gas, for example, 60 seconds to 120 seconds is generated.

【0047】以上述べたプラズマ処理方法の優れた点
は、第1に処理ガスのプラズマの立ち上げを容易に行う
ことが出来、プラズマの生成を安定させることが出来る
点にある。第2に優れた点は、不活性ガスによるプラズ
マ生起後、不活性ガスの導入が停止されているので、処
理ガスに不活性ガスが混入して処理ガスの希釈が行われ
ないので、均一なプラズマ処理を行うことができる点に
ある。
The advantages of the plasma processing method described above are, firstly, that the plasma of the processing gas can be easily started up and the plasma generation can be stabilized. Secondly, since the introduction of the inert gas is stopped after the plasma is generated by the inert gas, the inert gas is not mixed with the process gas and the process gas is not diluted, so that the process gas is uniform. The point is that plasma processing can be performed.

【0048】次に、本発明の第二の実施例について説明
をする。誘導手段を用いたプラズマ処理装置は、プラズ
マを生成することの出来る真空圧力範囲が数Torrか
ら1×10-6Torrと広範囲に広がっているのが特徴
である。しかし、1×10-3Torrより低い圧力にお
いて、処理ガスを導入してプラズマの立ち上げを行うこ
とは困難である為、不活性ガスを比較的高い圧力、例え
ば数Torr乃至1×10-2Torrの範囲内の所定圧
力でプラズマ化した後に、処理ガスのプラズマ化する技
術については、先に述べた通りである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The plasma processing apparatus using the induction means is characterized in that the vacuum pressure range in which plasma can be generated is wide ranging from several Torr to 1 × 10 −6 Torr. However, at a pressure lower than 1 × 10 −3 Torr, it is difficult to introduce the processing gas to start the plasma, and therefore, the inert gas is relatively high pressure, for example, several Torr to 1 × 10 −2. The technique for converting the processing gas into plasma after forming the plasma at a predetermined pressure within the range of Torr is as described above.

【0049】しかし、処理ガスが不活性ガスにより希釈
される点を除くと、不活性ガスによるプラズマを生成し
た状態で処理ガスを導入して順次、処理容器1内の雰囲
気を処理ガスのプラズマに置き換え、同時に前記処理容
器1内の圧力を所定の処理圧力、例えば1×10-4To
rrに設定してゆくことで、比較的容易に処理ガスのプ
ラズマを立ち上げて、被処理体2のプラズマ処理を行う
ことが出来る。
However, except that the processing gas is diluted with the inert gas, the processing gas is introduced while the plasma is generated by the inert gas, and the atmosphere in the processing container 1 is sequentially changed to the plasma of the processing gas. At the same time, the pressure in the processing container 1 is changed to a predetermined processing pressure, for example, 1 × 10 −4 To.
By setting rr, the plasma of the processing gas can be raised relatively easily and the plasma processing of the object 2 can be performed.

【0050】この実施例のフローチャートを図4に示
す。このフローチャートも図1で示したプラズマ装置を
用いて説明を行う。
A flow chart of this embodiment is shown in FIG. This flow chart will also be described using the plasma device shown in FIG.

【0051】図2に示した第一の実施例のフローチャー
トと、図4に示した第二の実施例との相異は、図4のス
テップ4において、誘導手段28に高周波電圧を印加し
て、ステップ3において不活性ガスを導入した後、ステ
ップ4においてプラズマを生起した後、このプラズマを
維持しつつステップ6において処理ガスを導入する点に
ある。この間ステップ5において、不活性ガスのプラズ
マを維持しつつ、処理容器内の圧力は処理ガスによるプ
ラズマ処理を行う所定圧力まで排気されるので、ステッ
プ6において、処理ガスが導入される圧力は、前記所定
圧に1×10-3Torrになっている。この様なステッ
プを経由することで、処理ガスによるプラズマ処理の開
始時の圧力が変動することなくプラズマも安定して生起
できるので、処理内容を安定させることが出来る。
The difference between the flow chart of the first embodiment shown in FIG. 2 and the second embodiment shown in FIG. 4 is that in step 4 of FIG. 4, a high frequency voltage is applied to the induction means 28. The point is that after the inert gas is introduced in step 3, plasma is generated in step 4, and then the process gas is introduced in step 6 while maintaining the plasma. During this time, in step 5, while maintaining the plasma of the inert gas, the pressure in the processing container is exhausted to a predetermined pressure at which plasma processing with the processing gas is performed. The pressure is 1 × 10 -3 Torr. By passing through such steps, the plasma can be stably generated without changing the pressure at the start of the plasma processing with the processing gas, so that the processing content can be stabilized.

【0052】そして、次のステップにおいて、処理ガス
の導入と交替して、不活性ガスの導入が停止され、プラ
ズマは100%処理ガスより生成される。以上のプラズ
マ処理方法によれば、誘導手段を用いたプラズマ生成を
利用した処理装置は、従来の平行平板型対向電極を用い
たプラズマ生成を利用した処理装置で達成が困難であっ
た真空圧力領域、例えば1×10-3Torr乃至1×1
-6Torrにおいてもプラズマ処理を実施することが
出来る。更に、第二の実施例の優れた点は、処理容器内
に生起したプラズマを途中で停止させることなく、処理
ガスによるプラズマに切り換えるので、不活性ガスによ
る処理ガスの希釈に応じたプラズマ処理の変化を選択出
来ることにある。
Then, in the next step, the introduction of the inert gas is stopped in tandem with the introduction of the processing gas, and the plasma is generated from 100% of the processing gas. According to the above plasma processing method, the processing apparatus using plasma generation using the induction means has a vacuum pressure range which is difficult to achieve with the conventional processing apparatus using plasma generation using parallel plate type counter electrodes. , For example, 1 × 10 −3 Torr to 1 × 1
The plasma treatment can be performed even at 0 -6 Torr. Furthermore, the advantage of the second embodiment is that the plasma generated in the processing container is switched to the plasma by the processing gas without stopping in the middle, so that the plasma processing according to the dilution of the processing gas by the inert gas can be performed. There is the choice of change.

【0053】以上プラズマ処理方法について述べたが、
これらのプラズマ処理に用いられる不活性ガスとして
は、Ar(アルゴン),Xe(キセノン),Kr(クリ
プトン),He(ヘリウム),N2 (窒素)ガスを、処
理ガスの選択に応じて選ぶことが出来る。又、プラズマ
処理としては、エッチング処理、成膜処理、アッシング
処理があり、目的とする処理内容に応じて処理ガスを選
択することが出来る。具体的なプラズマ処理と処理ガス
について、その代表的な例を以下に述べる。例えば、ガ
ラス基板上に薄膜型トランジスター(Thin Film Transi
stor)を形成して、このトランジスターの駆動により、
画素電極と対向電極との間に封入された液晶をON/O
FFして表示する液晶表示装置の前記薄膜型トランジス
タの製造工程におけるプラズマ成膜処理とその成膜の種
類と処理ガスとの一覧表を
The plasma processing method has been described above.
As the inert gas used in these plasma treatments, Ar (argon), Xe (xenon), Kr (krypton), He (helium) and N 2 (nitrogen) gases are selected according to the choice of the treatment gas. Can be done. Further, the plasma treatment includes an etching treatment, a film forming treatment, and an ashing treatment, and the treatment gas can be selected according to the intended treatment content. Typical examples of specific plasma processing and processing gas will be described below. For example, a thin film transistor (thin film transistor) on a glass substrate.
Stor) is formed, and by driving this transistor,
Turns on / off the liquid crystal enclosed between the pixel electrode and the counter electrode.
A list of plasma film forming processes in the manufacturing process of the thin film transistor of the liquid crystal display device for FF display and the type of film forming and process gas is shown.

【表1】に示す。It shows in [Table 1].

【表1】 又、前記液晶表示装置の前記薄膜型トランジスターの製
造工程におけるエッチング処理の対象とその処理ガスの
一覧表を
[Table 1] Also, a list of etching targets and processing gases in the manufacturing process of the thin film transistor of the liquid crystal display device is shown.

【表2】に示す。It shows in [Table 2].

【表2】 以上のプラズマ処理と処理ガスの例について述べたが、
不活性ガスとしては、以上のプラズマ処理に対しては、
Ar(アルゴン)ガスを用いて、プラズマを先行に生起
することが出来る。この不活性ガスの種類の選択は、処
理ガスの種類とプラズマにより実行される処理内容に応
じて、処理に悪影響を与えないガスを選択することが出
来る。
[Table 2] The above examples of plasma processing and processing gas have been described.
As an inert gas, for the above plasma treatment,
A plasma can be generated in advance using Ar (argon) gas. In selecting the type of the inert gas, a gas that does not adversely affect the process can be selected according to the type of the process gas and the content of the process performed by the plasma.

【0054】 次に本願発明の処理装置及び処理方法を
クラスターツール型処理システムに適用した好適な実施
例について図面を用いて説明する。図5は、クラスター
ツール型処理システムの断面模式図である。気密な共通
搬送室100内には、被処理体を搬送する搬送装置10
1が設けられている。前記共通搬送室100の側壁に
は、複数のゲートバルブ、例えば3個のゲートバルブ1
02、103、104が開閉可能に設けられている。更
に各々のゲートバルブ102、103、104には、気
密な処理容器105、106、107が接続され、前記
共通搬送室100の周囲に放射状に配置され、ゲートバ
ルブ102、103、104の開口により前記共通搬送
室100と前記処理容器105、106、107が選択
的に各々連通可能に設けられている。
Next, a preferred embodiment in which the processing apparatus and the processing method of the present invention are applied to a cluster tool type processing system will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a schematic sectional view of a cluster tool type processing system. In the airtight common transfer chamber 100, a transfer device 10 for transferring the object to be processed
1 is provided. A plurality of gate valves, for example, three gate valves 1 are provided on the sidewall of the common transfer chamber 100.
02, 103, and 104 are provided so that they can be opened and closed. Further, airtight processing vessels 105, 106 and 107 are connected to the gate valves 102, 103 and 104, respectively, and are arranged radially around the common transfer chamber 100, and are opened by the openings of the gate valves 102, 103 and 104. The common transfer chamber 100 and the processing vessels 105, 106 and 107 are provided so as to selectively communicate with each other.

【0055】 これらの処理容器105、106、10
7のうち少なくとも一つには、本願発明の誘導手段によ
りプラズマを生起することで被処理体を処理する処理装
置を適用して構成することが出来る。従って、図5の処
理容器105、106、107の各々の中央部には模式
的に誘導手段108、109、110、例えば平面状の
渦巻型コイルを図示している。又、処理容器105、1
06、107として従来多く用いられている平行平板型
プラズマ処理装置や、熱CVD装置、ECR型プラズマ
処理装置、スパッタリング装置、アッシング装置、エッ
チング装置等を目的とする処理内容に対応して組み込む
ことが出来ることは言うまでもない。
These processing vessels 105, 106, 10
At least one of the seven can be configured by applying a processing apparatus for processing an object to be processed by generating plasma by the guiding means of the present invention. Therefore, in the central portion of each of the processing vessels 105, 106 and 107 of FIG. 5, the guiding means 108, 109 and 110, for example, a planar spiral coil is schematically shown. Also, the processing vessels 105, 1
A parallel plate type plasma processing apparatus conventionally used as 06 and 107, a thermal CVD apparatus, an ECR type plasma processing apparatus, a sputtering apparatus, an ashing apparatus, an etching apparatus, etc. can be incorporated corresponding to the intended processing contents. It goes without saying that you can do it.

【0056】 更に、前記処理容器105、106、1
07と前記共通搬送室100との連通は、いずれか一つ
だけのゲートバルブを同時に開口する為、互いに処理内
容が他の処理中の被処理体に影響を及ぼさない様に制御
されている。更に、前記処理容器105、106、10
7の処理内容は、同じ処理の並列処理、すなわち複数の
被処理体に対して同じ処理を行っても良いし、同一の被
処理体を順次、例えば処理容器の順番を105、10
6、107に搬入・搬出して直列的につなげて一連の処
理を実施することも可能である。この直列処理の具体的
実施例としては、被処理体としてコーニング社製のガラ
ス製基板上に3層の成膜、a−Si膜(アモルファス・
シリコン膜)、SiNx(窒化シリコン膜)、n+型a
−Si膜を形成して薄膜型トランジスターを製造するプ
ラズマCVD装置があげられる。このプラズマCVD装
置のプラズマ源に誘導手段を用いることで、広い面積の
被処理体に均一なプラズマ処理を実施できる。この際に
用いられる誘電体のクリーニング手段に、前に述べた第
一実施例及び第二実施例の不活性ガス又は、そのプラズ
マを用いてクリーニングする手法を適用することが出来
る。又、共通搬送室100内の圧力よりも処理容器10
5、106、107内の真空圧力を低く設定すること
で、これらの処理容器内の処理ガスが他の処理容器や搬
送装置に悪影響を与えない様に構成している。
Further, the processing vessels 105, 106, 1
The communication between 07 and the common transfer chamber 100 is controlled so that any one of the gate valves is opened at the same time, so that the processing contents do not affect other objects to be processed. Further, the processing vessels 105, 106, 10
The processing content of 7 may be parallel processing of the same processing, that is, the same processing may be performed on a plurality of objects to be processed, or the same objects may be sequentially processed, for example, in the order of processing containers 105, 10.
It is also possible to carry out a series of processing by loading and unloading into 6 and 107 and connecting them in series. As a concrete example of this series processing, three layers are formed on a glass substrate manufactured by Corning as an object to be processed, and an a-Si film (amorphous.
Silicon film), SiNx (silicon nitride film), n + type a
An example is a plasma CVD apparatus that forms a Si film to manufacture a thin film transistor. By using the induction means in the plasma source of this plasma CVD apparatus, it is possible to perform uniform plasma processing on the object to be processed having a large area. For the cleaning means of the dielectric used at this time, the cleaning method using the inert gas or plasma thereof of the first embodiment and the second embodiment described above can be applied. In addition, the processing container 10 has a pressure higher than the pressure in the common transfer chamber 100.
By setting the vacuum pressure in 5, 106, and 107 to be low, the processing gas in these processing containers is configured not to adversely affect other processing containers and the transfer device.

【0057】 共通搬送室100の側壁に設けられたゲ
ートバルブ111を介して予備真空室112が設けら
れ、ゲートバルブ111の開口により前記共通搬送室1
00と連通可能に設けられている。この予備真空室11
2は、処理室105、106、107での処理に先立っ
て被処理体を所定の温度まで加熱することで処理時間を
短縮する目的の予備加熱処理や処理室で処理に伴って加
熱された被処理体をカセットに収納したり、所定場所に
載置する為に加熱された熱で接触部を傷めない所定温度
まで冷却する処理を行う。
A preliminary vacuum chamber 112 is provided via a gate valve 111 provided on the side wall of the common transfer chamber 100, and the common transfer chamber 1 is opened by the opening of the gate valve 111.
It is provided so that it can communicate with 00. This preliminary vacuum chamber 11
Reference numeral 2 denotes a preheat treatment for the purpose of shortening the treatment time by heating the object to be treated to a predetermined temperature prior to the treatment in the treatment chambers 105, 106 and 107, or an object to be heated accompanying the treatment in the treatment chamber. A treatment is carried out in which the treatment object is housed in a cassette or cooled to a predetermined temperature at which a contact portion is not damaged by heat that is heated in order to place the treatment object at a predetermined place.

【0058】 前記予備真空室112内は、前記処理室
105、106、107及び前記共通搬送室100内よ
り高い圧力の所定の真空圧力、例えばn×10-3Tor
r〜n×10-2Torrの圧力に維持され予備加熱手段
としては、被処理体の載置台に設けられた電気抵抗体に
よる発熱を利用するものや、ランプによる被処理体の直
接加熱等を利用するものがある。又、冷却手段として
は、被処理体の載置台に冷媒例えばクーラントや、液体
窒素を循環させることにより所定温度まで冷却可能であ
る。更にこれらの予備加熱及び冷却を多層の段に組み入
れて複数枚の被処理体を各々所定温度に処理することも
適宜可能である。
The inside of the preliminary vacuum chamber 112 has a predetermined vacuum pressure higher than that in the processing chambers 105, 106, 107 and the common transfer chamber 100, for example, n × 10 −3 Tor.
As the preheating means which is maintained at a pressure of r to n × 10 -2 Torr, there are a preheating means that uses heat generated by an electric resistor provided on a mounting table of the object to be processed, a direct heating of the object to be processed by a lamp, There is something to use. As the cooling means, it is possible to cool to a predetermined temperature by circulating a coolant such as a coolant or liquid nitrogen on the mounting table of the object to be processed. Furthermore, it is also possible to incorporate these preheating and cooling into a multi-layer stage to treat a plurality of objects to be treated at predetermined temperatures.

【0059】 前記共通搬送室100内に設けられた搬
送載置101は、前記予備真空室112と前記複数の処
理容器105、106、107との間で被処理体の搬送
を行う。更に、前記予備真空室112の側壁には、ゲー
トバルブ113が、前記ゲートバルブ111と対向配置
されている。前記ゲートバルブ113を介して、前記予
備真空室112は、気密な第2の搬送室114と連通可
能に設けられている。この第2の搬送室114内には、
第2の搬送装置115が設けられている。
The transfer platform 101 provided in the common transfer chamber 100 transfers an object to be processed between the preliminary vacuum chamber 112 and the plurality of processing vessels 105, 106 and 107. Further, a gate valve 113 is arranged on the side wall of the preliminary vacuum chamber 112 so as to face the gate valve 111. The preliminary vacuum chamber 112 is provided so as to be able to communicate with the airtight second transfer chamber 114 via the gate valve 113. In the second transfer chamber 114,
A second transfer device 115 is provided.

【0060】 更に、この第2の搬送室114の前記ゲ
ートバルブ113と対向位置にある側壁には、ゲートバ
ルブ115が設けられている。このゲートバルブ115
を介して、前記第2の搬送室114は、カセット室11
6に連通可能に設けられている。このカセット室116
内には、複数、例えば25枚の被処理体を水平位置に収
納可能なカセット117を少なくとも1つ載置する図示
しない載置手段が設けられている。前記カセット室11
6の前記ゲートバルブの対向位置の側壁にはゲートバル
ブ118が設けられ、処理システムの外部と開口により
連通可能に設けられている。
Further, a gate valve 115 is provided on the side wall of the second transfer chamber 114 at a position facing the gate valve 113. This gate valve 115
The second transfer chamber 114 is connected to the cassette chamber 11 via
6 is provided so as to be able to communicate. This cassette room 116
Inside, there is provided a mounting means (not shown) for mounting at least one cassette 117 capable of accommodating a plurality of, for example, 25 objects to be processed in a horizontal position. The cassette chamber 11
A gate valve 118 is provided on the side wall of the gate valve 6 facing the gate valve 118 so that the gate valve 118 can communicate with the outside of the processing system through an opening.

【0061】 以上の様に構成された処理システムの動
作について説明する。他の処理システム、例えば半導体
製造工程からロボット(AGV)等の自動搬送システム
によりカセットに収納された被処理体が、カセットごと
ゲートバルブ118を介してカセット室116内の所定
位置に設けられている載置台上に位置決めされ載置され
る。ゲートバルブ118が開口しカセット室116内が
不活性ガス、例えばN2 により置換されると、ゲートバ
ルブ115が開口し、隣室の第2搬送室114内の第2
の搬送装置115により、カセット117内の被処理体
が枚葉ごとに搬出され、予備真空室112内の予備加熱
手段の所まで搬送される。
The operation of the processing system configured as above will be described. An object to be processed stored in a cassette by another processing system, for example, an automatic transfer system such as a robot (AGV) from the semiconductor manufacturing process, is provided at a predetermined position in the cassette chamber 116 via the gate valve 118 together with the cassette. It is positioned and placed on the mounting table. When the gate valve 118 is opened and the inside of the cassette chamber 116 is replaced with an inert gas, for example, N 2 , the gate valve 115 is opened and the second transfer chamber 114 in the adjacent chamber is opened.
By the transfer device 115, the object to be processed in the cassette 117 is carried out sheet by sheet, and is transferred to the preliminary heating means in the preliminary vacuum chamber 112.

【0062】 次にゲートバルブ113が閉じて、予備
真空室112内が所定圧力まで排気され、被処理体の予
備加熱が完了すれば、ゲートバルブ111が開口し、搬
送装置101が予備真空室112内に進入して来て被処
理体を受け取り、共通搬送室100内へ搬送し、ゲート
バルブ111が閉じる。
Next, when the gate valve 113 is closed and the inside of the preliminary vacuum chamber 112 is exhausted to a predetermined pressure and the preheating of the object to be processed is completed, the gate valve 111 is opened and the transfer device 101 is moved to the preliminary vacuum chamber 112. The object to be processed is received inside, is transferred to the inside of the common transfer chamber 100, and the gate valve 111 is closed.

【0063】 次に共通搬送室101から、選択された
処理容器105、106、107へ被処理体が搬送装置
101により搬入され、所定の処理が順次実施される。
次の処理の終了した被処理体は以上の逆のコースをたど
って、カセット室116内の所定のカセット117内ま
で搬送され収納される。以上が一連の処理動作である。
Next, the object to be processed is carried into the selected processing container 105, 106, 107 from the common transfer chamber 101 by the transfer device 101, and predetermined processing is sequentially performed.
The object to be processed after the next processing is transported to and stored in a predetermined cassette 117 in the cassette chamber 116 following the reverse course. The above is a series of processing operations.

【0064】 以上の様に構成され動作する処理システ
ムにおいて、処理装置内の誘電体への反応生成物等の付
着に対するクリーニングの実施は、処理システム全体を
停止したり、装置を分解したりすることが少なく、出来
るだけ、処理と並行して実施されることが求められてい
る。本願発明の処理方法をこの処理システムに適用する
ことで、クラスター型処理システムの全体を停止しなく
とも個々の処理装置内で、他の処理装置における被処理
体の処理と並行してクリーニングを実施でき、生産効率
の向上に多大な寄与をすることができる。
In the processing system configured and operated as described above, the cleaning for the adhesion of the reaction product or the like to the dielectric in the processing apparatus is performed by stopping the entire processing system or disassembling the apparatus. However, it is required to be carried out in parallel with the processing as much as possible. By applying the processing method of the present invention to this processing system, cleaning is performed in parallel with the processing of the object to be processed in the other processing apparatus without stopping the entire cluster type processing system. It is possible to make a great contribution to the improvement of production efficiency.

【発明の効果】本発明のプラズマ処理方法又はプラズマ
処理装置によれば、気密な処理用内に不活性ガスによる
プラズマを先行して生起することにより、被処理体を処
理する処理ガスのプラズマを容易に立ち上げ安定化させ
ることが出来るので、プラズマによる被処理体の処理を
安定させることが出来る。
According to the plasma processing method or the plasma processing apparatus of the present invention, the plasma of the processing gas for processing the object to be processed is generated by preceding the generation of the plasma by the inert gas in the airtight processing space. Since it can be easily started and stabilized, the treatment of the object to be treated with plasma can be stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のプラズマ処理方法を実施するプラズマ
処理装置の一実施例を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a plasma processing apparatus for carrying out a plasma processing method of the present invention.

【図2】本発明のプラズマ処理方法の一実施例を示すフ
ローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of the plasma processing method of the present invention.

【図3】図2に示したフローチャートに従ってプラズマ
処理を行った時の処理容器内の圧力変化を示すグラフで
ある。
FIG. 3 is a graph showing a pressure change in a processing container when plasma processing is performed according to the flowchart shown in FIG.

【図4】本発明のプラズマ処理方法の他の実施例を示す
フローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing another embodiment of the plasma processing method of the present invention.

【図5】本願のプラズマ処理装置を組み込んだクラスタ
ーツール型処理システムの一実施例を示する模式図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an embodiment of a cluster tool type processing system incorporating the plasma processing apparatus of the present application.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 処理容器 2 被処理体 3 静電チャック 19 シャワーヘッド 28 誘導手段 31 高周波電源 1 Processing Container 2 Processing Object 3 Electrostatic Chuck 19 Shower Head 28 Induction Means 31 High Frequency Power Supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/68 R H05H 1/46 L 9216−2G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location H01L 21/68 R H05H 1/46 L 9216-2G

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 気密な処理容器内に設けられた被処理体
を、誘導手段によりプラズマを生起させ処理するプラズ
マ生成方法において、不活性ガスを前記処理容器内に導
入して前記誘導手段によりプラズマを生起する第一の工
程と、前記被処理体を処理する処理ガスを前記処理容器
内に導入して前記誘導手段によりプラズマを生起して前
記被処理体を処理する第二の工程と、を具備したことを
特徴とするプラズマ処理方法。
1. A plasma generation method in which an object to be processed provided in an airtight processing container is processed by inducing a plasma in the inducing means, and an inert gas is introduced into the processing container to generate the plasma in the inducing means. And a second step of introducing a processing gas for processing the object to be processed into the processing container and generating plasma by the inducing means to process the object. A plasma processing method comprising:
【請求項2】 前記不活性ガス及び前記処理ガスは、前
記処理容器内に設けられ、前記被処理体に対向配置され
た誘電体のシャワーヘッドにより導入されることを特徴
とする特許請求の範囲第1項のプラズマ処理方法。
2. The inert gas and the processing gas are provided in the processing container, and are introduced by a dielectric shower head arranged facing the object to be processed. The plasma processing method according to item 1.
【請求項3】 前記第一の工程における前記処理容器内
の圧力よりも、前記第二の工程における前記処理容器内
の圧力の方が低圧であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項のプラズマ処理方法。
3. The pressure in the processing container in the second step is lower than the pressure in the processing container in the first step. Plasma treatment method.
【請求項4】 前記第二の工程において、処理ガスの導
入は、前記処理容器内の圧力が所定の圧力に設定された
後に実施されることを特徴とする特許請求の範囲第1項
のプラズマ処理方法。
4. The plasma according to claim 1, wherein in the second step, the processing gas is introduced after the pressure inside the processing container is set to a predetermined pressure. Processing method.
【請求項5】 気密な処理容器内に被処理体を搬入し載
置する第一の工程と、前記処理容器内に不活性ガスを導
入して真空排気を行うことにより、所定圧力の不活性ガ
ス雰囲気を形成する第二の工程と、誘導手段により前記
処理容器内にプラズマを生起した後、前記不活性ガスの
導入を停止する第三の工程と、前記処理容器内に処理ガ
スを導入して、前記誘導手段に高周波を印加して処理ガ
スをプラズマ化して前記被処理体を処理する第四の工程
と、を具備したことを特徴とするプラズマ処理方法。
5. A first step of loading and placing a target object in an airtight processing container, and an inert gas having a predetermined pressure by introducing an inert gas into the processing container and performing vacuum exhaustion. A second step of forming a gas atmosphere, a third step of generating plasma in the processing container by an induction means, and then stopping the introduction of the inert gas, and introducing the processing gas into the processing container. And a fourth step of applying a high frequency to the inducing means to convert the processing gas into plasma and processing the object to be processed.
【請求項6】 前記不活性ガスはAr(アルゴン),X
e(キセノン),Kr(クリプトン),He(ヘリウ
ム)又はN2 (窒素)ガスのいずれかであり、前記所定
圧力は1×10-3Torr乃至1×10-1Torrであ
り、前記誘導手段はコイルであることを特徴とする特許
請求の範囲第5項記載のプラズマ処理方法。
6. The inert gas is Ar (argon), X
e (xenon), Kr (krypton), He (helium) or N 2 (nitrogen) gas, the predetermined pressure is 1 × 10 -3 Torr to 1 × 10 -1 Torr, and the induction means Is a coil, and the plasma processing method according to claim 5.
【請求項7】 前記第四の工程における前記処理容器内
に処理ガスを導入してプラズマ化した時の前記処理容器
内の圧力は1×10-6Torr乃至1×10-2Torr
であることを特徴とする特許請求の範囲第5項記載のプ
ラズマ処理方法。
7. The pressure in the processing container when the processing gas is introduced into the processing container in the fourth step to generate plasma is 1 × 10 −6 Torr to 1 × 10 −2 Torr.
The plasma processing method according to claim 5, wherein
【請求項8】 気密な処理容器内に被処理体を搬入し載
置する第一の工程と、前記処理容器内に不活性ガスを導
入して真空排気を行うことにより、所定の圧力の不活性
ガス雰囲気を形成する第二の工程と、誘導手段に高周波
を印加して前記処理容器内にプラズマを生起する第三の
工程と、前記処理容器内に前記プラズマを生起し続けな
がら処理ガスを導入し、処理ガスをプラズマ化して、前
記被処理体を処理する第四の工程と、を具備したことを
特徴とするプラズマ処理方法。
8. A first step of carrying in and placing an object to be processed in an airtight processing container, and introducing an inert gas into the processing container to evacuate the object to ensure that a predetermined pressure is maintained. A second step of forming an active gas atmosphere, a third step of applying a high frequency to the induction means to generate plasma in the processing container, and a process gas while continuing to generate the plasma in the processing container. A fourth step of introducing the processing gas into plasma to process the object to be processed, the plasma processing method.
【請求項9】 前記第二の工程において、導入される不
活性ガスはAr(アルゴン),Xe(キセノン),Kr
(クリプトン),He(ヘリウム)又はN2 (窒素)ガ
スのいずれかであり、前記所定の圧力は1×10-3To
rr乃至1×10-1Torrであることを特徴とする特
許請求の範囲第8項記載のプラズマ処理方法。
9. The inert gas introduced in the second step is Ar (argon), Xe (xenon), Kr.
(Krypton), He (helium) or N 2 (nitrogen) gas, and the predetermined pressure is 1 × 10 −3 To.
9. The plasma processing method according to claim 8, wherein rr to 1 × 10 −1 Torr.
【請求項10】 前記第四の工程で処理ガスがプラズマ
化されたのち、前記不活性ガスの前記処理容器内への導
入は停止されることを特徴とする特許請求の範囲第8項
のプラズマ処理方法。
10. The plasma according to claim 8, wherein the introduction of the inert gas into the processing container is stopped after the processing gas is turned into plasma in the fourth step. Processing method.
【請求項11】 被処理体を内部に載置する気密な処理
容器と、この処理容器内に導入された不活性ガスのプラ
ズマを生起する誘導手段と、前記処理容器内に処理ガス
を導入する処理ガス導入手段とを備え、前記誘導手段に
より前記処理ガスをプラズマ化し、前記被処理体を処理
することを特徴とするプラズマ処理装置。
11. An airtight processing container in which an object to be processed is placed, induction means for generating plasma of an inert gas introduced into the processing container, and the processing gas is introduced into the processing container. A plasma processing apparatus comprising: a processing gas introduction unit, wherein the processing gas is turned into plasma by the guiding unit to process the object to be processed.
【請求項12】 搬入された被処理体を内部に載置する
気密な処理容器と、この処理容器内を真空排気して導入
された不活性ガスにより所定圧力の不活性ガス雰囲気に
する排気手段と、前記不活性ガスのプラズマを生起する
誘導手段と、前記処理容器内に処理ガスを導入する処理
ガス導入手段とを備え、前記排気手段により所定圧力と
された前記処理容器内で前記誘導手段により前記処理ガ
スをプラズマ化して前記被処理体を処理することを特徴
とするプラズマ処理装置。
12. An airtight processing container in which the carried-in target object is placed, and an evacuation means for evacuating the inside of the processing container to create an inert gas atmosphere of a predetermined pressure by the inert gas introduced. And a guiding means for generating plasma of the inert gas, and a processing gas introducing means for introducing a processing gas into the processing container, and the guiding means in the processing container at a predetermined pressure by the exhaust means. The plasma processing apparatus is characterized in that the processing gas is turned into plasma by the method to process the object to be processed.
【請求項13】 搬入された被処理体を内部に載置する
気密な処理容器と、この処理容器内に導入された不活性
ガスのプラズマを生成する誘導手段と、前記プラズマを
生成し続けながら処理ガスを前記処理容器内に導入する
処理ガス導入手段とを備え、前記誘導手段によりプラズ
マ化された前記処理ガスにより前記被処理体を処理する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
13. An airtight processing container in which the carried-in target object is placed, an induction means for generating plasma of the inert gas introduced into the processing container, and while continuing to generate the plasma. A plasma processing apparatus comprising: a processing gas introducing unit that introduces a processing gas into the processing container; and the object to be processed is processed by the processing gas that has been turned into plasma by the guiding unit.
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