JPH06302565A - チャンバーのプラズマクリーニング方法 - Google Patents
チャンバーのプラズマクリーニング方法Info
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- JPH06302565A JPH06302565A JP5087118A JP8711893A JPH06302565A JP H06302565 A JPH06302565 A JP H06302565A JP 5087118 A JP5087118 A JP 5087118A JP 8711893 A JP8711893 A JP 8711893A JP H06302565 A JPH06302565 A JP H06302565A
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- plasma
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 チャンバー内に付着した反応生成物の除去を
効率よく行なうことができ、チャンバーの真空を破るこ
となくクリーニングが可能なプラズマクリーニング方法
を提供する。 【構成】 アルミニウム合金膜の塩素系ガスを用いたド
ライエッチングの後、(1)ＮＦ3ガスのプラズマによるチ
ャンバー１のクリーニングとＯ2ガスのプラズマによる
チャンバー１のクリーニングを行ない、その後、メタン
（ＣＨ4）とＮ2の混合ガスのプラズマを用いてチャンバ
ー１をクリーニングするか、または、(2)ＮＦ3ガスのプ
ラズマによるチャンバー１のクリーニングを行ない、そ
の後、イソプロピルアルコール（i-Ｃ3Ｈ7ＯＨ）と酸素
（Ｏ2）の混合ガスのプラズマを用いてチャンバーをク
リーニングする。
効率よく行なうことができ、チャンバーの真空を破るこ
となくクリーニングが可能なプラズマクリーニング方法
を提供する。 【構成】 アルミニウム合金膜の塩素系ガスを用いたド
ライエッチングの後、(1)ＮＦ3ガスのプラズマによるチ
ャンバー１のクリーニングとＯ2ガスのプラズマによる
チャンバー１のクリーニングを行ない、その後、メタン
（ＣＨ4）とＮ2の混合ガスのプラズマを用いてチャンバ
ー１をクリーニングするか、または、(2)ＮＦ3ガスのプ
ラズマによるチャンバー１のクリーニングを行ない、そ
の後、イソプロピルアルコール（i-Ｃ3Ｈ7ＯＨ）と酸素
（Ｏ2）の混合ガスのプラズマを用いてチャンバーをク
リーニングする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置のクリー
ニング方法に関するものであり、特に、金属薄膜のドラ
イエッチング後のチャンバーのプラズマクリーニング方
法に関する。
ニング方法に関するものであり、特に、金属薄膜のドラ
イエッチング後のチャンバーのプラズマクリーニング方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の電極配線形成工程において
は、種々の金属薄膜の選択的エッチングが行なわれてい
る。ところが、このエッチングの際に、エッチングガス
と被エッチング材との反応生成物の一部がチャンバー内
に付着することが避けられない。この付着物の量が多く
なると、チャンバー内の雰囲気の不安定性の要因とな
り、エッチングの再現性の低下を引き起こす。また、チ
ャンバー内のクリーン度の低下の原因にもなって、エッ
チング時にパーティクルの発生を招き、ひいては、エッ
チングの不良につながってしまう。従来、このチャンバ
ー内の付着物を除去するために、酸素（Ｏ2）ガスのプ
ラズマを用いたクリーニングや三弗化窒素（ＮＦ3）な
どの弗素（Ｆ）を含むガスのプラズマを用いたクリーニ
ングを行なってきた。また、ＮＦ3とＨ2Ｏとの混合ガス
をクリーニングガスとして用いるドライクリーニング方
法（特開平２−９４５２２）、ＮＦ3やＳＦ6とＨ2との
混合ガスをクリーニングガスとして用いるドライクリー
ニング方法（特開平２−３０４９２３）なども提案され
ている。
は、種々の金属薄膜の選択的エッチングが行なわれてい
る。ところが、このエッチングの際に、エッチングガス
と被エッチング材との反応生成物の一部がチャンバー内
に付着することが避けられない。この付着物の量が多く
なると、チャンバー内の雰囲気の不安定性の要因とな
り、エッチングの再現性の低下を引き起こす。また、チ
ャンバー内のクリーン度の低下の原因にもなって、エッ
チング時にパーティクルの発生を招き、ひいては、エッ
チングの不良につながってしまう。従来、このチャンバ
ー内の付着物を除去するために、酸素（Ｏ2）ガスのプ
ラズマを用いたクリーニングや三弗化窒素（ＮＦ3）な
どの弗素（Ｆ）を含むガスのプラズマを用いたクリーニ
ングを行なってきた。また、ＮＦ3とＨ2Ｏとの混合ガス
をクリーニングガスとして用いるドライクリーニング方
法（特開平２−９４５２２）、ＮＦ3やＳＦ6とＨ2との
混合ガスをクリーニングガスとして用いるドライクリー
ニング方法（特開平２−３０４９２３）なども提案され
ている。
【０００３】しかし、酸素（Ｏ2）ガスのプラズマを用
いたクリーニングでは、エッチング中にスパッタされた
フォトレジスト等の有機系物質がチャンバー内に再付着
したものを除去できるだけである。また、三弗化窒素
（ＮＦ3）などの弗素を含むガスのプラズマを用いたク
リーニングでは、弗素ラジカルと反応して気化しやすい
シリコン（Ｓｉ）等からなる付着物が除去できるにすぎ
ない。また、ＮＦ3とＨ2Ｏとの混合ガスをクリーニング
ガスとして用いる方法でも、有機系物質がチャンバー内
に再付着したものやシリコン（Ｓｉ）等からなる付着物
が除去できるにすぎない。ＮＦ3やＳＦ6とＨ2との混合
ガスをクリーニングガスとして用いる方法は、チャンバ
ー内付着、堆積した残留臭素分を除去するためのもので
ある。ところが、塩素系または臭素系のガスを用いた金
属薄膜のエッチングでは、チャンバー内に、金属と塩素
または臭素とを含む反応生成物が付着する場合が多く、
この付着物は、従来の酸素（Ｏ2）ガスのプラズマや三
弗化窒素（ＮＦ3）などの弗素を含むガスのプラズマを
用いたクリーニングでは、除去することが困難である。
一方、これらのプラズマを用いたクリーニングでチャン
バー内の付着物を完全に除去できない場合は、チャンバ
ーの真空を破って洗浄することにより、付着物の除去を
行なっていた。したがって、塩素系または臭素系のガス
を用いた金属薄膜のエッチング後のチャンバークリーニ
ングでは、チャンバーの真空を破って洗浄することが必
須となっている。
いたクリーニングでは、エッチング中にスパッタされた
フォトレジスト等の有機系物質がチャンバー内に再付着
したものを除去できるだけである。また、三弗化窒素
（ＮＦ3）などの弗素を含むガスのプラズマを用いたク
リーニングでは、弗素ラジカルと反応して気化しやすい
シリコン（Ｓｉ）等からなる付着物が除去できるにすぎ
ない。また、ＮＦ3とＨ2Ｏとの混合ガスをクリーニング
ガスとして用いる方法でも、有機系物質がチャンバー内
に再付着したものやシリコン（Ｓｉ）等からなる付着物
が除去できるにすぎない。ＮＦ3やＳＦ6とＨ2との混合
ガスをクリーニングガスとして用いる方法は、チャンバ
ー内付着、堆積した残留臭素分を除去するためのもので
ある。ところが、塩素系または臭素系のガスを用いた金
属薄膜のエッチングでは、チャンバー内に、金属と塩素
または臭素とを含む反応生成物が付着する場合が多く、
この付着物は、従来の酸素（Ｏ2）ガスのプラズマや三
弗化窒素（ＮＦ3）などの弗素を含むガスのプラズマを
用いたクリーニングでは、除去することが困難である。
一方、これらのプラズマを用いたクリーニングでチャン
バー内の付着物を完全に除去できない場合は、チャンバ
ーの真空を破って洗浄することにより、付着物の除去を
行なっていた。したがって、塩素系または臭素系のガス
を用いた金属薄膜のエッチング後のチャンバークリーニ
ングでは、チャンバーの真空を破って洗浄することが必
須となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
プラズマを用いたドライエッチング後のチャンバークリ
ーニング方法においては、塩素系または臭素系のガスを
用いた金属薄膜のエッチングの際にチャンバー内に付着
した金属と塩素または臭素とを含む反応生成物を除去す
ることが困難であった。このことは、エッチングの再現
性の低下や、エッチング時のパーティクルの発生による
エッチングの不良につながってしまうという問題を生じ
る。そして、チャンバーの真空を破って洗浄することに
なるが、これには、（１）チャンバーを再び真空に戻
し、残留空気の影響をなくすために一定時間のダミー放
電を行なう必要があり、エッチング装置の再立ち上げに
非常に時間がかかる、（２）洗浄作業に時間がかかる、
（３）エッチングに使用するガスが反応性の高い有毒ガ
スであるため、作業者の安全に対して危険が伴う、とい
う問題があった。
プラズマを用いたドライエッチング後のチャンバークリ
ーニング方法においては、塩素系または臭素系のガスを
用いた金属薄膜のエッチングの際にチャンバー内に付着
した金属と塩素または臭素とを含む反応生成物を除去す
ることが困難であった。このことは、エッチングの再現
性の低下や、エッチング時のパーティクルの発生による
エッチングの不良につながってしまうという問題を生じ
る。そして、チャンバーの真空を破って洗浄することに
なるが、これには、（１）チャンバーを再び真空に戻
し、残留空気の影響をなくすために一定時間のダミー放
電を行なう必要があり、エッチング装置の再立ち上げに
非常に時間がかかる、（２）洗浄作業に時間がかかる、
（３）エッチングに使用するガスが反応性の高い有毒ガ
スであるため、作業者の安全に対して危険が伴う、とい
う問題があった。
【０００５】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
のであり、その目的は、塩素系あるいは臭素系のガスを
用いた金属薄膜のドライエッチング後にチャンバー内に
付着した反応生成物の除去を効率よく行なうことがで
き、チャンバーの真空を破ることなくクリーニングが可
能なプラズマクリーニング方法を提供することにある。
のであり、その目的は、塩素系あるいは臭素系のガスを
用いた金属薄膜のドライエッチング後にチャンバー内に
付着した反応生成物の除去を効率よく行なうことがで
き、チャンバーの真空を破ることなくクリーニングが可
能なプラズマクリーニング方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、次のような手段を用いている。すなわ
ち、本発明に係るチャンバーのプラズマクリーニング方
法では、塩素系あるいは臭素系のガスを用いた金属薄膜
のドライエッチング後にチャンバーをクリーニングする
方法において、少なくとも水素を含むガスのプラズマを
用いることとするか、あるいは、少なくとも水酸基を含
むガスのプラズマを用いることとしている。
に、本発明は、次のような手段を用いている。すなわ
ち、本発明に係るチャンバーのプラズマクリーニング方
法では、塩素系あるいは臭素系のガスを用いた金属薄膜
のドライエッチング後にチャンバーをクリーニングする
方法において、少なくとも水素を含むガスのプラズマを
用いることとするか、あるいは、少なくとも水酸基を含
むガスのプラズマを用いることとしている。
【０００７】
【作用】本発明では、上記の方法により、塩素系あるい
は臭素系のガスを用いた金属薄膜のドライエッチング後
にチャンバー内に付着した反応生成物は、少なくとも水
素を含む有機化合物のガスのプラズマを用いた場合に
は、付着した反応生成物中の塩素あるいは臭素が水素と
結合して除去され、また金属は、前記の有機化合物から
水素が脱離したものとの間で蒸気圧の高い化合物を形成
できるため、付着した反応生成物は通常のプラズマクリ
ーニング方法により容易に除去することができる。
は臭素系のガスを用いた金属薄膜のドライエッチング後
にチャンバー内に付着した反応生成物は、少なくとも水
素を含む有機化合物のガスのプラズマを用いた場合に
は、付着した反応生成物中の塩素あるいは臭素が水素と
結合して除去され、また金属は、前記の有機化合物から
水素が脱離したものとの間で蒸気圧の高い化合物を形成
できるため、付着した反応生成物は通常のプラズマクリ
ーニング方法により容易に除去することができる。
【０００８】また、少なくとも水酸基を含むガスのプラ
ズマを用いた場合には、付着した反応生成物中の金属
が、たとえば、水酸基を含むガスがアルコールである場
合は金属アルコキシド化合物となるように、アルコキシ
ド類似の化合物となって除去されるため、付着した反応
生成物は通常のプラズマクリーニング方法により容易に
除去することができる。
ズマを用いた場合には、付着した反応生成物中の金属
が、たとえば、水酸基を含むガスがアルコールである場
合は金属アルコキシド化合物となるように、アルコキシ
ド類似の化合物となって除去されるため、付着した反応
生成物は通常のプラズマクリーニング方法により容易に
除去することができる。
【０００９】以上により、チャンバー内に付着した反応
生成物の除去を効率よく行なうことができる。上記のよ
うに、本発明のチャンバーのプラズマクリーニング方法
においては、塩素系あるいは臭素系のガスを用いた金属
薄膜のドライエッチング後にチャンバー内に付着した反
応生成物の除去を効率よく行なうことができ、チャンバ
ーの真空を破ることなくクリーニングを行なうことがで
きる。
生成物の除去を効率よく行なうことができる。上記のよ
うに、本発明のチャンバーのプラズマクリーニング方法
においては、塩素系あるいは臭素系のガスを用いた金属
薄膜のドライエッチング後にチャンバー内に付着した反
応生成物の除去を効率よく行なうことができ、チャンバ
ーの真空を破ることなくクリーニングを行なうことがで
きる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
説明する。
【００１１】（第１実施例）本実施例は本発明の請求項
１の発明を具体化したものである。
１の発明を具体化したものである。
【００１２】図１に本発明実施例に使用したＲＩＥ（反
応性イオンエッチング）装置の概略構成図を示す。図１
において、チャンバー（真空処理室）１には、ガス導入
口２および排気口３が設けられている。このチャンバー
１内には、試料載置電極（カソード）４が配置され、こ
の試料載置電極４に対向するようにチャンバー１の上端
に対向電極（アノード）５が取り付けられている。試料
載置電極４には、高周波電源６からマッチング回路７を
介して高周波電力が印加され、対向電極５は接地されて
いる。なお、試料載置電極４は冷却機構８によって冷却
される。そして、試料載置電極４の上に被エッチング試
料９が載置される。
応性イオンエッチング）装置の概略構成図を示す。図１
において、チャンバー（真空処理室）１には、ガス導入
口２および排気口３が設けられている。このチャンバー
１内には、試料載置電極（カソード）４が配置され、こ
の試料載置電極４に対向するようにチャンバー１の上端
に対向電極（アノード）５が取り付けられている。試料
載置電極４には、高周波電源６からマッチング回路７を
介して高周波電力が印加され、対向電極５は接地されて
いる。なお、試料載置電極４は冷却機構８によって冷却
される。そして、試料載置電極４の上に被エッチング試
料９が載置される。
【００１３】図２に本発明実施例に用いた試料の断面図
を示す。ここで、試料は、シリコン基板１０の上に絶縁
酸化膜として二酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜１１を形成
し、この上に、膜厚０.８μｍのアルミニウム−シリコ
ン−銅合金膜（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜）１２をスパッタ法
により形成する。さらにその上に、公知のフォトリソグ
ラフィー技術により、フォトレジストのマスクパターン
１３を形成したものである。
を示す。ここで、試料は、シリコン基板１０の上に絶縁
酸化膜として二酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜１１を形成
し、この上に、膜厚０.８μｍのアルミニウム−シリコ
ン−銅合金膜（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜）１２をスパッタ法
により形成する。さらにその上に、公知のフォトリソグ
ラフィー技術により、フォトレジストのマスクパターン
１３を形成したものである。
【００１４】この試料に対し、上記のＲＩＥ装置を用い
て、マスクパターン １３ をエッチングマスクとして、
ＳｉＣｌ4とＣｌ2とＣＨＣｌ3とＮ2の混合ガスを用いた
エッチングを行なう。エッチングの圧力は２０Ｐａ、周
波数１３.５６ＭＨｚの高周波電力密度は１Ｗ／cm2であ
る。エッチング後のチャンバー内に付着しているものと
しては、Ａｌと塩素との反応生成物やＳｉと塩素との反
応生成物、さらには、レジストのスパッタ分解物、およ
びこれらが混ざり合ったものなどがある。
て、マスクパターン １３ をエッチングマスクとして、
ＳｉＣｌ4とＣｌ2とＣＨＣｌ3とＮ2の混合ガスを用いた
エッチングを行なう。エッチングの圧力は２０Ｐａ、周
波数１３.５６ＭＨｚの高周波電力密度は１Ｗ／cm2であ
る。エッチング後のチャンバー内に付着しているものと
しては、Ａｌと塩素との反応生成物やＳｉと塩素との反
応生成物、さらには、レジストのスパッタ分解物、およ
びこれらが混ざり合ったものなどがある。
【００１５】ここで、ＮＦ3ガスのプラズマによるチャ
ンバーのクリーニングとＯ2ガスのプラズマによるチャ
ンバーのクリーニングを行ない、その後、メタン（ＣＨ
4）とＮ2の混合ガスのプラズマを用いてチャンバーをク
リーニングする。ここで、メタン（ＣＨ4）とＮ2の混合
ガスのプラズマを用いたクリーニングの際、チャンバー
の内壁の温度を６０℃以上に保持する。
ンバーのクリーニングとＯ2ガスのプラズマによるチャ
ンバーのクリーニングを行ない、その後、メタン（ＣＨ
4）とＮ2の混合ガスのプラズマを用いてチャンバーをク
リーニングする。ここで、メタン（ＣＨ4）とＮ2の混合
ガスのプラズマを用いたクリーニングの際、チャンバー
の内壁の温度を６０℃以上に保持する。
【００１６】ここで、ＮＦ3ガスのプラズマによるチャ
ンバーのクリーニングにより、主として、弗素ラジカル
と反応して気化しやすいシリコン（Ｓｉ）等からなる付
着物が除去できる。Ｏ2ガスのプラズマを用いたクリー
ニングでは、主に、エッチング中にスパッタされたフォ
トレジスト等の有機系物質がチャンバー内に再付着した
ものを除去できる。
ンバーのクリーニングにより、主として、弗素ラジカル
と反応して気化しやすいシリコン（Ｓｉ）等からなる付
着物が除去できる。Ｏ2ガスのプラズマを用いたクリー
ニングでは、主に、エッチング中にスパッタされたフォ
トレジスト等の有機系物質がチャンバー内に再付着した
ものを除去できる。
【００１７】そして、メタン（ＣＨ4）とＮ2の混合ガス
のプラズマを用いたクリーニングでは、まず、チャンバ
ー内の付着物に含まれている塩素成分が、クリーニング
ガスプラズマ中のＣＨ4から生じた水素ラジカルまたは
イオンと反応して塩化水素（ＨＣｌ）となって除去され
る。そして、プラズマ中で生成したメチル（ＣＨ3）基
がチャンバー内の付着物中のアルミニウムと反応してト
リメチルアルミニウム（Ａｌ(ＣＨ3)3）などとなり、こ
のトリメチルアルミニウムは、蒸気圧が８０℃で１５７
mmＨｇあるため、真空チャンバー中では容易に気化する
ことができ、チャンバーから除去することができる。こ
こで、Ｎ2ガスは、プラズマ中でメチル基が生成しやす
くするとともに、トリメチルアルミニウムを安定化させ
る働きをするものである。
のプラズマを用いたクリーニングでは、まず、チャンバ
ー内の付着物に含まれている塩素成分が、クリーニング
ガスプラズマ中のＣＨ4から生じた水素ラジカルまたは
イオンと反応して塩化水素（ＨＣｌ）となって除去され
る。そして、プラズマ中で生成したメチル（ＣＨ3）基
がチャンバー内の付着物中のアルミニウムと反応してト
リメチルアルミニウム（Ａｌ(ＣＨ3)3）などとなり、こ
のトリメチルアルミニウムは、蒸気圧が８０℃で１５７
mmＨｇあるため、真空チャンバー中では容易に気化する
ことができ、チャンバーから除去することができる。こ
こで、Ｎ2ガスは、プラズマ中でメチル基が生成しやす
くするとともに、トリメチルアルミニウムを安定化させ
る働きをするものである。
【００１８】このようにして、塩素系ガスを用いたアル
ミニウム合金のエッチング後にチャンバー内に付着した
反応生成物の除去を効率よく行なうことができる。そし
て、このクリーニング後に、再び、ＳｉＣｌ4とＣｌ2と
ＣＨＣｌ3とＮ2の混合ガスを用いた反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）によりＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金のエッチン
グを行なう時、クリーニング処理前の初期と比較して、
エッチング速度、エッチング形状、マスク（レジスト）
や下地との選択比などのエッチング特性に変化は生じな
い。
ミニウム合金のエッチング後にチャンバー内に付着した
反応生成物の除去を効率よく行なうことができる。そし
て、このクリーニング後に、再び、ＳｉＣｌ4とＣｌ2と
ＣＨＣｌ3とＮ2の混合ガスを用いた反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）によりＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金のエッチン
グを行なう時、クリーニング処理前の初期と比較して、
エッチング速度、エッチング形状、マスク（レジスト）
や下地との選択比などのエッチング特性に変化は生じな
い。
【００１９】なお、本実施例におけるクリーニングに際
し、水素を含む有機化合物のガスのプラズマとして、Ｃ
Ｈ4とＮ2の混合ガスのプラズマを用いたが、代わりに、
エタン（Ｃ2Ｈ6）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）、ブタン（Ｃ4
Ｈ10）、エチレン（Ｃ2Ｈ4）、プロピレン（Ｃ3Ｈ6）、
ブチレン（Ｃ4Ｈ8）、アセトン（ＣＨ3ＣＯＣＨ3）のい
ずれかのガスのプラズマもしくはこれらを組み合わせた
混合ガスのプラズマ、または、各ガスに、弗素（Ｆ）を
含むガスおよび酸素（Ｏ2）および窒素（Ｎ2）の各単独
ガスもしくはそれらを組み合わせた混合ガスを加えたガ
スのプラズマを用いることができる。さらに、これら
に、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを添加して用いることも
できる。また、本実施例で用いたＮＦ3の代わりに、Ｓ
Ｆ6、ＣＦ4、ＣｌＦ3などの弗素を含むガスのプラズマ
を用いることもできる。また、弗素を含むガスのプラズ
マを用いたクリーニングとＯ2ガスのプラズマを用いた
クリーニングとを分けた場合について説明したが、弗素
を含むガスとＯ2ガスとの混合ガスのプラズマを用いて
クリーニングを行なってもよい。同様に、本実施例で示
した各種のクリーニングガスについて、クリーニング処
理の際、適当なガスを選択して、ガスおよび処理の組合
せを最適なものに変形して応用が可能である。そして、
クリーニングの際のチャンバーの内壁の温度を適切なも
のとすることで、クリーニング効果を高めることができ
る。
し、水素を含む有機化合物のガスのプラズマとして、Ｃ
Ｈ4とＮ2の混合ガスのプラズマを用いたが、代わりに、
エタン（Ｃ2Ｈ6）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）、ブタン（Ｃ4
Ｈ10）、エチレン（Ｃ2Ｈ4）、プロピレン（Ｃ3Ｈ6）、
ブチレン（Ｃ4Ｈ8）、アセトン（ＣＨ3ＣＯＣＨ3）のい
ずれかのガスのプラズマもしくはこれらを組み合わせた
混合ガスのプラズマ、または、各ガスに、弗素（Ｆ）を
含むガスおよび酸素（Ｏ2）および窒素（Ｎ2）の各単独
ガスもしくはそれらを組み合わせた混合ガスを加えたガ
スのプラズマを用いることができる。さらに、これら
に、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを添加して用いることも
できる。また、本実施例で用いたＮＦ3の代わりに、Ｓ
Ｆ6、ＣＦ4、ＣｌＦ3などの弗素を含むガスのプラズマ
を用いることもできる。また、弗素を含むガスのプラズ
マを用いたクリーニングとＯ2ガスのプラズマを用いた
クリーニングとを分けた場合について説明したが、弗素
を含むガスとＯ2ガスとの混合ガスのプラズマを用いて
クリーニングを行なってもよい。同様に、本実施例で示
した各種のクリーニングガスについて、クリーニング処
理の際、適当なガスを選択して、ガスおよび処理の組合
せを最適なものに変形して応用が可能である。そして、
クリーニングの際のチャンバーの内壁の温度を適切なも
のとすることで、クリーニング効果を高めることができ
る。
【００２０】また、本実施例では、エッチングガスとし
て、ＳｉＣｌ4とＣｌ2とＣＨＣｌ3とＮ2の混合ガスを用
いているが、これ以外にＢＣｌ3やＨＣｌなどの塩素系
ガス、ＢＢｒ3、ＨＢｒ、Ｂｒ2などの臭素系ガスをエッ
チングガスとして用いる場合にも、本発明を適用するこ
とができる。さらに、本実施例では、エッチング対象の
金属として、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金膜を選んだが、他の
アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔ
ｉ）、モリブデン（Ｍｏ）などの金属膜もしくはこれら
の金属を含む合金膜またはそれらからなる積層膜を塩素
系あるいは臭素系ガスをエッチングガスとしてドライエ
ッチングする場合も同様の効果が得られる。
て、ＳｉＣｌ4とＣｌ2とＣＨＣｌ3とＮ2の混合ガスを用
いているが、これ以外にＢＣｌ3やＨＣｌなどの塩素系
ガス、ＢＢｒ3、ＨＢｒ、Ｂｒ2などの臭素系ガスをエッ
チングガスとして用いる場合にも、本発明を適用するこ
とができる。さらに、本実施例では、エッチング対象の
金属として、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金膜を選んだが、他の
アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔ
ｉ）、モリブデン（Ｍｏ）などの金属膜もしくはこれら
の金属を含む合金膜またはそれらからなる積層膜を塩素
系あるいは臭素系ガスをエッチングガスとしてドライエ
ッチングする場合も同様の効果が得られる。
【００２１】また、エッチングおよびクリーニングの方
法も、ＲＩＥのほかに、マグネトロンＲＩＥやＥＣＲエ
ッチングなどを用いてもよい。
法も、ＲＩＥのほかに、マグネトロンＲＩＥやＥＣＲエ
ッチングなどを用いてもよい。
【００２２】（第２実施例）本実施例は本発明の請求項
２の発明を具体化したものである。
２の発明を具体化したものである。
【００２３】本実施例に使用したＲＩＥ（反応性イオン
エッチング）装置は、第１実施例に使用したＲＩＥ装置
と同様のものである。図１に本実施例に使用したＲＩＥ
装置の概略構成図を示す。また、本実施例に用いた試料
は、第１実施例に用いた試料と同様のものである。図２
に本発明実施例に用いた試料の断面図を示す。ここで、
試料は、シリコン基板１の上に絶縁酸化膜として二酸化
シリコン（ＳｉＯ2）膜２を形成し、この上に、膜厚０.
８μｍのアルミニウム−シリコン−銅合金膜（Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ膜）３をスパッタ法により形成する。さらにそ
の上に、公知のフォトリソグラフィー技術により、フォ
トレジストのマスクパターン４を形成したものである。
エッチング）装置は、第１実施例に使用したＲＩＥ装置
と同様のものである。図１に本実施例に使用したＲＩＥ
装置の概略構成図を示す。また、本実施例に用いた試料
は、第１実施例に用いた試料と同様のものである。図２
に本発明実施例に用いた試料の断面図を示す。ここで、
試料は、シリコン基板１の上に絶縁酸化膜として二酸化
シリコン（ＳｉＯ2）膜２を形成し、この上に、膜厚０.
８μｍのアルミニウム−シリコン−銅合金膜（Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ膜）３をスパッタ法により形成する。さらにそ
の上に、公知のフォトリソグラフィー技術により、フォ
トレジストのマスクパターン４を形成したものである。
【００２４】この試料に対し第１実施例と同様のエッチ
ングを行なう。すなわち、上記のＲＩＥ装置を用いて、
マスクパターン１３をエッチングマスクとして、ＳｉＣ
ｌ4とＣｌ2とＣＨＣｌ3とＮ2の混合ガスを用いたエッチ
ングを行なう。エッチングの圧力は２０Ｐａ、周波数１
３.５６ＭＨｚの高周波電力密度は１Ｗ／cm2である。エ
ッチング後のチャンバー内に付着しているものとして
は、Ａｌと塩素との反応生成物やＳｉと塩素との反応生
成物、さらには、レジストのスパッタ分解物、およびこ
れらが混ざり合ったものなどがある。
ングを行なう。すなわち、上記のＲＩＥ装置を用いて、
マスクパターン１３をエッチングマスクとして、ＳｉＣ
ｌ4とＣｌ2とＣＨＣｌ3とＮ2の混合ガスを用いたエッチ
ングを行なう。エッチングの圧力は２０Ｐａ、周波数１
３.５６ＭＨｚの高周波電力密度は１Ｗ／cm2である。エ
ッチング後のチャンバー内に付着しているものとして
は、Ａｌと塩素との反応生成物やＳｉと塩素との反応生
成物、さらには、レジストのスパッタ分解物、およびこ
れらが混ざり合ったものなどがある。
【００２５】ここで、ＮＦ3ガスのプラズマによるチャ
ンバーのクリーニングを行ない、その後、イソプロピル
アルコール（i-Ｃ3Ｈ7ＯＨ）とＯ2の混合ガスのプラズ
マを用いてチャンバーをクリーニングする。ここで、イ
ソプロピルアルコール（i-Ｃ 3Ｈ7ＯＨ）とＯ2の混合ガ
スのプラズマを用いたクリーニングの際、チャンバーの
内壁の温度を１００℃以上に保持する。
ンバーのクリーニングを行ない、その後、イソプロピル
アルコール（i-Ｃ3Ｈ7ＯＨ）とＯ2の混合ガスのプラズ
マを用いてチャンバーをクリーニングする。ここで、イ
ソプロピルアルコール（i-Ｃ 3Ｈ7ＯＨ）とＯ2の混合ガ
スのプラズマを用いたクリーニングの際、チャンバーの
内壁の温度を１００℃以上に保持する。
【００２６】ここで、ＮＦ3ガスのプラズマによるチャ
ンバーのクリーニングにより、主として、弗素ラジカル
と反応して気化しやすいシリコン（Ｓｉ）等からなる付
着物が除去できる。
ンバーのクリーニングにより、主として、弗素ラジカル
と反応して気化しやすいシリコン（Ｓｉ）等からなる付
着物が除去できる。
【００２７】そして、イソプロピルアルコール（i-Ｃ3
Ｈ7ＯＨ）とＯ2の混合ガスのプラズマを用いたクリーニ
ングでは、まず、チャンバー内の付着物に含まれている
塩素成分が、クリーニングガスプラズマ中のi-Ｃ3Ｈ7Ｏ
Ｈから生じた水素ラジカルまたはイオンと反応してＨＣ
ｌとなって除去される。そして、プラズマ中で生成した
アルコキシル基（i-ＯＣ3Ｈ7）がチャンバー内の付着物
中のアルミニウムと反応してトリイソプロポキシアルミ
ニウム（Ａｌ(i-ＯＣ3Ｈ7)3）となり、このトリイソプ
ロポキシアルミニウムは、蒸気圧が１３２℃で８.３mm
Ｈｇあるため、真空チャンバー中では容易に気化するこ
とができ、チャンバーから除去することができる。プラ
ズマ中の酸素成分（Ｏ）は、主に、エッチング中にスパ
ッタされたフォトレジスト等の有機系物質がチャンバー
内に再付着したものを除去できる。
Ｈ7ＯＨ）とＯ2の混合ガスのプラズマを用いたクリーニ
ングでは、まず、チャンバー内の付着物に含まれている
塩素成分が、クリーニングガスプラズマ中のi-Ｃ3Ｈ7Ｏ
Ｈから生じた水素ラジカルまたはイオンと反応してＨＣ
ｌとなって除去される。そして、プラズマ中で生成した
アルコキシル基（i-ＯＣ3Ｈ7）がチャンバー内の付着物
中のアルミニウムと反応してトリイソプロポキシアルミ
ニウム（Ａｌ(i-ＯＣ3Ｈ7)3）となり、このトリイソプ
ロポキシアルミニウムは、蒸気圧が１３２℃で８.３mm
Ｈｇあるため、真空チャンバー中では容易に気化するこ
とができ、チャンバーから除去することができる。プラ
ズマ中の酸素成分（Ｏ）は、主に、エッチング中にスパ
ッタされたフォトレジスト等の有機系物質がチャンバー
内に再付着したものを除去できる。
【００２８】このようにして、塩素系ガスを用いたアル
ミニウム合金のエッチング後にチャンバー内に付着した
反応生成物の除去を効率よく行なうことができる。そし
て、このクリーニング後に、再び、ＳｉＣｌ4とＣｌ2と
ＣＨＣｌ3とＮ2の混合ガスを用いた反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）によりＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金のエッチン
グを行なう時、クリーニング処理前の初期と比較して、
エッチング速度、エッチング形状、マスク（レジスト）
や下地との選択比などのエッチング特性に変化は生じな
い。
ミニウム合金のエッチング後にチャンバー内に付着した
反応生成物の除去を効率よく行なうことができる。そし
て、このクリーニング後に、再び、ＳｉＣｌ4とＣｌ2と
ＣＨＣｌ3とＮ2の混合ガスを用いた反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）によりＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金のエッチン
グを行なう時、クリーニング処理前の初期と比較して、
エッチング速度、エッチング形状、マスク（レジスト）
や下地との選択比などのエッチング特性に変化は生じな
い。
【００２９】なお、本実施例におけるクリーニングに際
し、水酸基を含むガスのプラズマとして、i-Ｃ3Ｈ7ＯＨ
とＯ2の混合ガスのプラズマを用いたが、代わりに、メ
タノール（ＣＨ3ＯＨ）、エタノール（Ｃ2Ｈ5ＯＨ）、
ブチルアルコール（Ｃ4Ｈ9ＯＨ）、のいずれかのガスの
プラズマもしくはこれらを組み合わせた混合ガスのプラ
ズマ、または、各ガスに、弗素（Ｆ）を含むガスおよび
酸素（Ｏ2）および窒素（Ｎ2）の各単独ガスもしくはそ
れらを組み合わせた混合ガスを加えたガスのプラズマを
用いることができる。さらに、これらに、Ａｒ、Ｈｅ等
の不活性ガスを添加して用いることもできる。また、本
実施例で用いたＮＦ3の代わりに、ＳＦ6、ＣＦ4、Ｃｌ
Ｆ3などの弗素を含むガスのプラズマを用いることもで
きる。また、弗素を含むガスのプラズマを用いたクリー
ニングとＯ2ガスのプラズマを用いたクリーニングとを
分けた場合について説明したが、弗素を含むガスとＯ2
ガスとの混合ガスのプラズマを用いてクリーニングを行
なってもよい。同様に、本実施例で示した各種のクリー
ニングガスについて、クリーニング処理の際、適当なガ
スを選択して、ガスおよび処理の組合せを最適なものに
変形して応用が可能である。そして、クリーニングの際
のチャンバーの内壁の温度を適切なものとすることで、
クリーニング効果を高めることができる。
し、水酸基を含むガスのプラズマとして、i-Ｃ3Ｈ7ＯＨ
とＯ2の混合ガスのプラズマを用いたが、代わりに、メ
タノール（ＣＨ3ＯＨ）、エタノール（Ｃ2Ｈ5ＯＨ）、
ブチルアルコール（Ｃ4Ｈ9ＯＨ）、のいずれかのガスの
プラズマもしくはこれらを組み合わせた混合ガスのプラ
ズマ、または、各ガスに、弗素（Ｆ）を含むガスおよび
酸素（Ｏ2）および窒素（Ｎ2）の各単独ガスもしくはそ
れらを組み合わせた混合ガスを加えたガスのプラズマを
用いることができる。さらに、これらに、Ａｒ、Ｈｅ等
の不活性ガスを添加して用いることもできる。また、本
実施例で用いたＮＦ3の代わりに、ＳＦ6、ＣＦ4、Ｃｌ
Ｆ3などの弗素を含むガスのプラズマを用いることもで
きる。また、弗素を含むガスのプラズマを用いたクリー
ニングとＯ2ガスのプラズマを用いたクリーニングとを
分けた場合について説明したが、弗素を含むガスとＯ2
ガスとの混合ガスのプラズマを用いてクリーニングを行
なってもよい。同様に、本実施例で示した各種のクリー
ニングガスについて、クリーニング処理の際、適当なガ
スを選択して、ガスおよび処理の組合せを最適なものに
変形して応用が可能である。そして、クリーニングの際
のチャンバーの内壁の温度を適切なものとすることで、
クリーニング効果を高めることができる。
【００３０】また、本実施例では、エッチングガスとし
て、ＳｉＣｌ4とＣｌ2とＣＨＣｌ3とＮ2の混合ガスを用
いているが、これ以外にＢＣｌ3やＨＣｌなどの塩素系
ガス、ＢＢｒ3、ＨＢｒ、Ｂｒ2などの臭素系ガスをエッ
チングガスとして用いる場合にも、本発明を適用するこ
とができる。さらに、本実施例では、被エッチング物と
して、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金膜を選んだが、他のアルミ
ニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、
モリブデン（Ｍｏ）、などの金属膜もしくはこれらの金
属を含む合金膜またはそれらからなる積層膜を塩素系あ
るいは臭素系ガスをエッチングガスとしてドライエッチ
ングする場合も同様の効果が得られる。
て、ＳｉＣｌ4とＣｌ2とＣＨＣｌ3とＮ2の混合ガスを用
いているが、これ以外にＢＣｌ3やＨＣｌなどの塩素系
ガス、ＢＢｒ3、ＨＢｒ、Ｂｒ2などの臭素系ガスをエッ
チングガスとして用いる場合にも、本発明を適用するこ
とができる。さらに、本実施例では、被エッチング物と
して、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金膜を選んだが、他のアルミ
ニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、
モリブデン（Ｍｏ）、などの金属膜もしくはこれらの金
属を含む合金膜またはそれらからなる積層膜を塩素系あ
るいは臭素系ガスをエッチングガスとしてドライエッチ
ングする場合も同様の効果が得られる。
【００３１】また、エッチングおよびクリーニングの方
法も、ＲＩＥのほかに、マグネトロンＲＩＥやＥＣＲエ
ッチングなどを用いてもよい。
法も、ＲＩＥのほかに、マグネトロンＲＩＥやＥＣＲエ
ッチングなどを用いてもよい。
【００３２】
【発明の効果】本発明は、塩素系あるいは臭素系のガス
を用いた金属薄膜のドライエッチング後にチャンバーを
クリーニングする方法において、少なくとも水素を含む
有機化合物のガスのプラズマを用いることとするか、あ
るいは、少なくとも水酸基を含むガスのプラズマを用い
ることとする、というものである。これにより、塩素系
あるいは臭素系のガスを用いた金属薄膜のドライエッチ
ング後にチャンバー内に付着した反応生成物の除去を効
率よく行なうことができ、チャンバーの真空を破ること
なくクリーニングが可能となる。
を用いた金属薄膜のドライエッチング後にチャンバーを
クリーニングする方法において、少なくとも水素を含む
有機化合物のガスのプラズマを用いることとするか、あ
るいは、少なくとも水酸基を含むガスのプラズマを用い
ることとする、というものである。これにより、塩素系
あるいは臭素系のガスを用いた金属薄膜のドライエッチ
ング後にチャンバー内に付着した反応生成物の除去を効
率よく行なうことができ、チャンバーの真空を破ること
なくクリーニングが可能となる。
【００３３】したがって、塩素系あるいは臭素系のガス
を用いた金属薄膜のドライエッチングの再現性が向上
し、また、エッチング時のパーティクルの発生が抑制で
きることによりエッチング不良率が低減できる。これら
は、ＬＳＩの高集積化をさらに進める上で、大きな効果
をもたらす。そして、クリーニングをチャンバーの真空
を破ることなく実施することができるので、エッチング
装置の稼働率の向上がもたらされる効果があるととも
に、作業者が毒性の強い化学物質に触れることがなくな
り、安全性の面でも効果が大きい。
を用いた金属薄膜のドライエッチングの再現性が向上
し、また、エッチング時のパーティクルの発生が抑制で
きることによりエッチング不良率が低減できる。これら
は、ＬＳＩの高集積化をさらに進める上で、大きな効果
をもたらす。そして、クリーニングをチャンバーの真空
を破ることなく実施することができるので、エッチング
装置の稼働率の向上がもたらされる効果があるととも
に、作業者が毒性の強い化学物質に触れることがなくな
り、安全性の面でも効果が大きい。
【図１】本発明実施例に使用したＲＩＥ（反応性イオン
エッチング）装置の概略構成図
エッチング）装置の概略構成図
【図２】本発明実施例に用いた試料の断面図
１ チャンバー（真空反応室） ２ ガス導入口 ３ 排気口 ４ 試料載置電極（カソード） ５ 対向電極（アノード） ６ 高周波電源 ７ マッチング回路 ８ 冷却機構 ９ 被エッチング試料 １０ シリコン基板 １１ 二酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜 １２ アルミニウム−シリコン−銅合金膜（Ａｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ膜） １３ マスクパターン
−Ｃｕ膜） １３ マスクパターン
Claims (6)
- 【請求項１】塩素系あるいは臭素系のガスを用いた金属
薄膜のドライエッチング後にチャンバーをクリーニング
する方法において、少なくとも水素を含む有機化合物の
ガスのプラズマを用いることを特徴とするチャンバーの
プラズマクリーニング方法。 - 【請求項２】塩素系あるいは臭素系のガスを用いた金属
薄膜のドライエッチング後にチャンバーをクリーニング
する方法において、少なくとも水酸基を含むガスのプラ
ズマを用いることを特徴とするチャンバーのプラズマク
リーニング方法。 - 【請求項３】請求項１記載の水素を含む有機化合物のガ
スのプラズマが、メタン（ＣＨ4）、エタン（Ｃ
2Ｈ6）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）、ブタン（Ｃ4Ｈ10）、エ
チレン（Ｃ2Ｈ4）、プロピレン（Ｃ3Ｈ6）、ブチレン
（Ｃ4Ｈ8）、アセトン（ＣＨ3ＣＯＣＨ3）のいずれかの
ガスのプラズマもしくはこれらを組み合わせた混合ガス
のプラズマ、または、各ガスに、弗素（Ｆ）を含むガス
および酸素（Ｏ2）および窒素（Ｎ2）の各単独ガスもし
くはそれらを組み合わせた混合ガスを加えたガスのプラ
ズマであることを特徴とするチャンバーのプラズマクリ
ーニング方法。 - 【請求項４】請求項２記載の水酸基を含むガスのプラズ
マが、メタノール（ＣＨ3ＯＨ）、エタノール（Ｃ2Ｈ5
ＯＨ）、イソプロピルアルコール（ｉ−Ｃ3Ｈ7ＯＨ）、
ブチルアルコール（Ｃ4Ｈ9ＯＨ）のいずれかのガスのプ
ラズマもしくはこれらを組み合わせた混合ガスのプラズ
マ、または、これらの各ガスに、弗素（Ｆ）を含むガス
および酸素（Ｏ2）および窒素（Ｎ2）の各単独ガスもし
くはそれらを組み合わせた混合ガスを加えたガスのプラ
ズマであることを特徴とするチャンバーのプラズマクリ
ーニング方法。 - 【請求項５】請求項１または２記載の金属薄膜が、アル
ミニウム金属薄膜、またはアルミニウムを含む合金の薄
膜であることを特徴とするチャンバーのプラズマクリー
ニング方法。 - 【請求項６】請求項３または４記載の弗素（Ｆ）を含む
ガスが、三弗化窒素（ＮＦ3）ガスまたは四弗化炭素
（ＣＦ4）ガスまたは六弗化硫黄（ＳＦ6）ガスまたは三
弗化塩素（ＣｌＦ3）ガスであることを特徴とするチャ
ンバーのプラズマクリーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5087118A JPH06302565A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | チャンバーのプラズマクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5087118A JPH06302565A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | チャンバーのプラズマクリーニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302565A true JPH06302565A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=13906045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5087118A Pending JPH06302565A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | チャンバーのプラズマクリーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06302565A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6149984A (en) * | 1995-10-15 | 2000-11-21 | Semiconductor Energy Laboratory, Inc. | Laser irradiation method |
| US6533952B2 (en) * | 1999-06-08 | 2003-03-18 | Euv Llc | Mitigation of radiation induced surface contamination |
| JP2013062342A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Toshiba Corp | 成膜装置のクリーニング方法 |
| US8673790B2 (en) | 2010-06-08 | 2014-03-18 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Method of manufacturing a semiconductor device, method of cleaning a process vessel, and substrate processing apparatus |
| JP2016174059A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 東京エレクトロン株式会社 | 薄膜形成方法、および、薄膜形成装置 |
| JP2022021472A (ja) * | 2020-07-22 | 2022-02-03 | 株式会社アルバック | クリーニング方法 |
| CN114752918A (zh) * | 2021-01-08 | 2022-07-15 | 江苏鲁汶仪器有限公司 | 一种腔室的清洗方法 |
| WO2025249685A1 (ko) * | 2024-05-28 | 2025-12-04 | 한화정밀기계 주식회사 | 기판 처리 장치 및 방법 |
-
1993
- 1993-04-14 JP JP5087118A patent/JPH06302565A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6149984A (en) * | 1995-10-15 | 2000-11-21 | Semiconductor Energy Laboratory, Inc. | Laser irradiation method |
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| US8673790B2 (en) | 2010-06-08 | 2014-03-18 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Method of manufacturing a semiconductor device, method of cleaning a process vessel, and substrate processing apparatus |
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| JP2016174059A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 東京エレクトロン株式会社 | 薄膜形成方法、および、薄膜形成装置 |
| JP2022021472A (ja) * | 2020-07-22 | 2022-02-03 | 株式会社アルバック | クリーニング方法 |
| CN114752918A (zh) * | 2021-01-08 | 2022-07-15 | 江苏鲁汶仪器有限公司 | 一种腔室的清洗方法 |
| CN114752918B (zh) * | 2021-01-08 | 2024-06-04 | 江苏鲁汶仪器股份有限公司 | 一种腔室的清洗方法 |
| WO2025249685A1 (ko) * | 2024-05-28 | 2025-12-04 | 한화정밀기계 주식회사 | 기판 처리 장치 및 방법 |
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