JPH0794473A

JPH0794473A - 導電層成膜の前処理方法

Info

Publication number: JPH0794473A
Application number: JP26185493A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Yanagida; 敏治柳田; Hirobumi Sumi; ▲博▼文角
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】ダメージを加えることなく半導体基材の表面
をドライエッチングする前処理方法を提供し、設計ルー
ルに基づく半導体装置の製造を可能にすることを目的と
する。【構成】チャンバ１２の外部にプラズマ発生源となる
コイル１３を設けたエッチング装置１を用い、チャンバ
１２内に半導体基材１０を配置してチャンバ１２内を非
酸化性の雰囲気にし、半導体基材１０に１０Ｖ〜２５０
Ｖの電圧を印加すると共にチャンバ１２内にエッチング
ガス１４を導入してチャンバ１２内に密度が１×１０¹¹
〜１×１０¹⁴ｃｍ^-3のプラズマを発生させ、そのプラズ
マによって半導体基材１０の表面をエッチングする。こ
れによって、プラズマの半導体基材１０表面への入射エ
ネルギーを低く抑え、半導体基材１０にダメージが加わ
らないように半導体基材１０表面をドライエッチングす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造にお
いて半導体基材上に導電層を成膜する際の前処理方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置製造のプロセスでは、半導体
基板と導電層との間の良好なコンタクトを得るために、
半導体基板上に導電層を成膜する際の前処理として、半
導体基板表面の自然酸化膜の除去を行っている。

【０００３】以下に、コンタクトホールが形成された半
導体基材における導電層成膜の前処理方法を図５によっ
て説明する。図５（１）に示すように、半導体基板５０
１上にはゲート絶縁膜５０２を介してゲート電極５０３
が形成されている。このゲート電極５０３の両側におけ
る半導体基板５０１の上層には拡散層５０４が形成され
ている。そして、半導体基板５０１の上面にはゲート電
極５０３を覆う状態に層間絶縁膜５０５が成膜されてい
る。層間絶縁膜５０５の上面にはレジストパターン５０
６が形成されている。そして、このレジストパターン５
０６をマスクにしたエッチングによって、拡散層５０４
の上方には内径ｒ₁のコンタクトホール５０７が形成さ
れ、ゲート電極５０３の上方には内径ｒ₂の接続孔５０
８が形成されている。上記のように形成されたコンタク
トホール５０７の底部にあたる半導体基板５０１の表面
には、自然酸化膜５０９が形成される。

【０００４】そして、コンタクトホール５０７の内部に
導電層を成膜する前には、図５（２）に示すように、先
ず、レジストパターン５０６をアッシング除去する。次
に、希フッ酸洗浄によってコンタクトホール５０７の底
部の自然酸化膜５０９を除去する。これによって、次の
工程でコンタクトホール５０７の内部に導電層（図示せ
ず）を成膜した場合には、当該導電層と拡散層５０４と
の良好なコンタクトが得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の方
法には、以下のような課題があった。すなわち、希フッ
酸洗浄では、酸化膜のエッチングが等方的に進行する。
このため、図５に示したように、コンタクトホール５０
７の底部にあたる半導体基板５０１表面の自然酸化膜５
０９を除去する場合にはコンタクトホール５０７及び接
続孔５０８の側壁の層間絶縁膜５０５もエッチングされ
る。したがって、自然酸化膜５０９の除去を行った後に
は、コンタクトホール５０７及び接続孔５０８の内径ｒ
₁，ｒ₂がＲ₁，Ｒ₂に拡大する。特に近年では、半導
体装置の高集積化に伴って半導体プロセスの寸法ルール
は微細化し、コンタクトホールの径も微細化している。
このため、微細化が進んだデバイスにおいては、上記の
コンタクトホール５０７及び接続孔５０８の内径Ｒ₁，
Ｒ₂の拡大は寸法ルールの精度の低下に大きな影響を与
える。

【０００６】さらに、微細化したコンタクトホール５０
７では、その底部での希フッ酸洗浄の効果が低下する。
このため、充分に自然酸化膜５０９が除去できなかった
り、または、自然酸化膜５０９を除去するのに充分な洗
浄を行うことによってコンタクトホール５０７及び接続
孔５０８の内径Ｒ₁，Ｒ₂がさらに拡大する。

【０００７】以上の理由から、寸法ルールの微細化には
導電層成膜の前処理のドライプロセス化が切望されてい
る。しかし、ドライプロセスによる異方性エッチングに
よって、半導体基板５０１表面の自然酸化膜５０９を除
去する場合には、半導体基板５０１表面へのプラズマの
衝突によって半導体基板５０１にダメージが加わり接合
リークが増大する。さらにこのプロセスでは、ゲート電
極５０３が直接プラズマにさらされる。そして、このゲ
ート電極５０３は絶縁状態であるために電荷が蓄積され
る。蓄積された電荷は、微細化によって薄膜化したゲー
ト酸化膜５０２において、絶縁耐圧を劣化させる原因に
なる。

【０００８】そこで本発明では、上記の課題を解決する
導電層成膜の前処理方法を提供する。そして、微細化の
進んだプロセスにおいて寸法ルールに基づく半導体装置
の製造を可能にすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基材に
導電層を成膜する前に行う前処理方法である。先ず第１
の発明では、チャンバの外部にプラズマ発生源を設けた
エッチング装置を用い、上記チャンバ内に半導体基材を
配置して当該チャンバ内を非酸化性の雰囲気にし、当該
半導体基材に１０Ｖ〜２５０Ｖの電圧を印加すると共に
当該チャンバ内にエッチングガスを導入してプラズマを
発生させ、そのプラズマによって上記半導体基材の表面
をエッチングする。そして、上記第２の発明において、
チャンバ内で発生させるプラズマの密度は１×１０¹¹〜
１×１０¹⁴ｃｍ^-3である。

【００１０】次に第２の発明は、対向電極型のエッチン
グ装置のチャンバ内に半導体基材を配置して当該チャン
バ内を非酸化性の雰囲気にし、当該半導体基材に１００
Ｖ〜２５０Ｖの電圧を印加すると共に当該チャンバ内に
エッチングガスを導入してプラズマを発生させ、そのプ
ラズマによって上記半導体基材の表面をエッチングす
る。そして、上記第１の発明において、チャンバ内で発
生させるプラズマの密度は１×１０⁸〜１×１０¹¹ｃｍ
^-3である。

【００１１】

【作用】上記第１の発明では、エッチングの際に半導体
基材に印加される電圧が１０〜２５０Ｖであり、半導体
基材へのプラズマの入射エネルギーが低く抑えられる。
したがって、半導体基材にダメージを加えることなく半
導体基材の表面がエッチングされ、ゲート電極上に接続
孔を形成しかつコンタクトホールを形成した半導体基材
においては、ゲート電極へのプラズマの入射による電荷
の蓄積量が低下する。さらに、このエッチングではチャ
ンバの外部にプラズマ発生源を設けたエッチング装置を
用いているため、半導体基板に印加する電圧によらずチ
ャンバ内のプラズマ密度が設定される。そして、プラズ
マ密度を１×１０¹¹〜１×１０¹⁴ｃｍ^-3の高密度に設定
することによってエッチング速度が速められる。

【００１２】次に、上記第２の発明では、エッチングの
際に半導体基材に印加される電圧が１００〜２５０Ｖで
あり、上記第１の実施例と同様に半導体基材へのプラズ
マの入射エネルギーが低く抑えられる。そして、エッチ
ングに用いる対向電極型のエッチング装置では、上記範
囲の電圧の印加によってチャンバ内のプラズマ密度が１
×１０⁸〜１×１０¹¹ｃｍ^-3になる。このプラズマによ
って半導体基材にダメージを加えることなく半導体基材
の表面がエッチングされる。さらに、ゲート電極上に接
続孔を形成しかつコンタクトホールを形成した半導体基
材においては、ゲート電極へのプラズマの入射による電
荷の蓄積量が低下する。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。先ず、第１の実施例では、図１に示すＩＣＰ
（Inductively Coupled Plasma）方式のプラズマ源を用
いたＩＣＰエッチング装置１によって、導電層成膜の前
処理として半導体基材表面の自然酸化膜の除去を行う場
合を説明する。図１に示すように、ＩＣＰエッチング装
置１は処理を行う半導体基材１０を載置する電極１１
と、電極１１を収納し内部を非酸化性の雰囲気に保つこ
とのできるチャンバ１２と、チャンバ１２の外周に巻き
付けられプラズマ発生源となるコイル１３とで構成され
ている。チャンバ１２には、内部にエッチングガス１４
を導入するガス導入管１５が接続されている。電極１１
にはＲＦ電源１６が接続されている。そしてコイル１３
にはＲＦ電源１７が接続されている。

【００１４】上記のように構成されたＩＣＰエッチング
装置１を作動させる場合には、電極１１に半導体基材１
０を載置し、チャンバ１２内を非酸化性の雰囲気に保
つ。そして、ガス導入管１５からチャンバ１２内にエッ
チングガス１４を導入し、ＲＦ電源１６から電極１１に
ＲＦ電圧を印加する共にＲＦ電源１７からコイル１３に
ＲＦ電力を供給する。これによって、基板１０にＲＦ電
圧が印加されると共に、コイル１３に供給されたＲＦ電
力によってチャンバ１２内ではエッチングガス１４がプ
ラズマ化する。そして、ＲＦ電圧が印加された半導体基
材１０の表面にこのプラズマが入射し、半導体基材１０
の表面をエッチングする。ここで、半導体基材１０に印
加するＲＦ電圧の制御はＲＦ電源１６に設けられた制御
系（図示せず）によって行われる。そして、チャンバ１
２内で生成するプラズマ密度の制御は、ＲＦ電源１７に
設けられた制御系（図示せず）によって行われる。この
ＩＣＰエッチング装置１では、上記のように半導体基材
１０に印加するＲＦ電圧の制御とプラズマ生成の制御と
が独立して行われる。このため、チャンバ１２内のプラ
ズマ密度を１×１０¹¹〜１×１０¹⁴ｃｍ^-3 と高密度に
設定することが可能である。

【００１５】上記構成のＩＣＰエッチング装置１によっ
て、導電層成膜の前処理として半導体基材１０表面の自
然酸化膜を除去する場合には以下のようにする。先ず、
エッチングガス１４にはアルゴン（Ａｒ）ガスを用い
る。そして、エッチング条件の一例としては、エッチン
グガス１４の流量をＡｒ＝２５ｓｃｃｍ，チャンバ１２
内の雰囲気を０．１３Ｐａ，ＲＦ電源１６に印加する電
圧を１００Ｖ，コイル１３に供給する電力を１ｋＷに設
定する。

【００１６】上記の導電層成膜の前処理方法では、半導
体基材に１００Ｖの電圧が印加される。このため、半導
体基材へのプラズマの入射エネルギーが低く抑られる。
したがって、半導体基材にダメージを加えることなく半
導体基材の表面の自然酸化膜がエッチング除去される。
さらに、チャンバ内のプラズマ密度が高いのである程度
のエッチング速度を保った前処理を行うことができる。

【００１７】次に、第２の実施例では、上記第１の実施
例で図１に示したＩＣＰエッチング装置１によって導電
層成膜の前処理として半導体基材１０表面の自然酸化膜
を除去する他の例を説明する。この実施例では、エッチ
ングガス１４にＨＦガスを用いる。エッチング条件の一
例としては、エッチングガス１４の流量をＨＦ＝２５ｓ
ｃｃｍ，チャンバ１２内の雰囲気を０．１３Ｐａ，ＲＦ
電源１６に印加する電圧を５０Ｖ，コイル１３に供給す
る電力を１ｋＷに設定する。

【００１８】上記の導電層成膜の前処理方法では、半導
体基材に５０Ｖの電圧が印加される。このため、半導体
基材へのプラズマの入射エネルギーが上記第１の実施例
よりもさらに低く抑られる。そして、エッチングガスに
ハロゲンガスを用いているため、半導体基材表面では化
学的なエッチングが行われる。したがって、半導体基材
にダメージを加えることなく半導体基材の表面の自然酸
化膜がエッチング除去されると共に、ある程度のエッチ
ング速度を保った前処理が行われる。

【００１９】第３の実施例では、図２に示すＴＣＰ（Tr
ansfer Coupled Plasma)方式のプラズマ源を用いたＴＣ
Ｐエッチング装置２によって導電層成膜の前処理として
半導体基材表面の自然酸化膜の除去を行う場合を説明す
る。図２に示すように、ＴＣＰエッチング装置２は処理
を行う半導体基材１０を載置する電極２１と、電極２１
を収納し内部を非酸化性の雰囲気に保つことのできるチ
ャンバ２２と、チャンバ２２の外側上部において電極２
１と対向する状態で平板渦巻き状に設けられプラズマ発
生源となるコイル２３とで構成されている。チャンバ２
２には、内部にエッチングガス２４を導入するガス導入
管２５が接続されている。電極２１にはＲＦ電源２６が
接続されている。そして、コイル２３にはＲＦ電源２７
が接続されている。

【００２０】上記のように構成されたＴＣＰエッチング
装置２を作動させる場合には、電極２１に半導体基材１
０を載置し、チャンバ２２内を非酸化性の雰囲気に保
つ。そして、ガス導入管２５からチャンバ２２内にエッ
チングガス２４を導入し、ＲＦ電源２６から電極２１に
ＲＦ電圧を印加すると共にＲＦ電源２７からコイル２３
にＲＦ電力を供給する。これによって、基板１０にＲＦ
電圧が印加されると共に、コイル２３に供給されたＲＦ
電力によってチャンバ２２内ではエッチングガス２４が
プラズマ化する。そしてＲＦ電圧が印加された半導体基
材１０の表面にこのプラズマが入射し、半導体基材１０
の表面をエッチングする。ここで、半導体基材１０に印
加するＲＦ電圧の制御はＲＦ電源２６に設けられた制御
系（図示せず）によって行われる。そして、チャンバ２
２内で生成するプラズマ密度の制御は、ＲＦ電源２７に
設けられた制御系（図示せず）によって行われる。この
ＴＣＰエッチング装置２では、上記図１で示したＩＣＰ
エッチング装置と同様にプラズマ生成の制御が独立して
行われる。このため、チャンバ２２内のプラズマ密度を
１×１０¹¹〜１×１０¹⁴ｃｍ^-3 と高密度に設定するこ
とが可能である。

【００２１】上記構成のＴＣＰエッチング装置２によっ
て、導電層成膜の前処理として半導体基材１０表面の自
然酸化膜を除去する場合には、エッチングガス２４に三
フッ化窒素（ＮＦ₃）と水素ガス（Ｈ₂）との混合ガス
を用る。エッチング条件の一例としては、エッチングガ
ス２４の流量をＮＦ₃／Ｈ₂＝２５／２５ｓｃｃｍ，チ
ャンバ２２内の雰囲気を０．１３Ｐａ，ＲＦ電源２６に
印加する電圧を５０Ｖ，コイル２３に供給する電力を１
ｋＷに設定する。

【００２２】上記の導電層成膜の前処理方法では、半導
体基材に５０Ｖの電圧が印加される。このため、半導体
基材へのプラズマの入射エネルギーが低く抑られる。さ
らに、チャンバ内のプラズマ密度が高くかつエッチング
はハロゲンガスを用いたことによって化学的に進行する
ため、上記第２の実施例と同様に半導体基材にダメージ
を加えることなく、ある程度のエッチング速度を保って
半導体基材表面の自然酸化膜のエッチング除去を行うこ
とができる。

【００２３】第４の実施例では、図３に示すＥＣＲ（El
ectron Cyclotoron Resonance)方式のプラズマ発生源を
用いたＥＣＲプラズマエッチング装置３によって導電層
成膜の前処理として半導体基材表面の自然酸化膜の除去
を行う場合を説明する。図３に示すように、ＥＣＲプラ
ズマエッチング装置３は処理を行う半導体基材１０を載
置する電極３１と、電極３１を収納し内部を非酸化性の
雰囲気に保つことのできるチャンバ３２と、チャンバ３
２に石英窓３３を介して接続しチャンバ３２の内部にマ
イクロ波３４を伝える導波管３５と、チャンバ３２の外
周に配置された電磁石３６とで構成されている。チャン
バ３２には、内部にエッチングガス３７を導入するガス
導入管３８が接続されている。電極３１には半導体基材
１０に電圧を印加するＲＦ電源３９が接続されている。

【００２４】上記のように構成されたＥＣＲプラズマエ
ッチング装置３を作動させる場合には、電極３１に半導
体基材１０を載置し、チャンバ３２内を非酸化性の雰囲
気に保つ。次いで、ガス導入管３８からチャンバ３２内
にエッチングガス３７を導入する。そして、ＲＦ電源３
９から電極３１にＲＦ電圧を印加すると共に導波管３５
からチャンバ３２内にマイクロ波３４を供給し、電磁石
３６によってチャンバ３２内に電界を形成する。これに
よって、半導体基材１０にＲＦ電圧が印加されると共
に、電磁石３６によって形成された電界と導波管３５か
ら供給されたマイクロ波３４とによって、チャンバ３２
内ではエッチングガス３７がプラズマ化する。そして、
ＲＦ電圧が印加された半導体基材１０の表面にこのプラ
ズマが入射し、半導体基材１０の表面をエッチングす
る。ここで、半導体基材１０に印加するＲＦ電圧の制御
はＲＦ電源３９に設けられた制御系（図示せず）によっ
て行われる。そして、チャンバ３２内で生成するプラズ
マ密度の制御は、導波管３５に設けられたマイクロ波の
制御系（図示せず。）によって行われる。このＥＣＲプ
ラズマエッチング装置３では、上記ＩＣＰエッチング装
置及びＴＣＰエッチング装置と同様にプラズマ生成の制
御が独立して行われる。このため、チャンバ３２内のプ
ラズマ密度を１×１０¹¹〜１×１０¹⁴ｃｍ^-3 と高密度
に設定することが可能である。

【００２５】上記構成のＥＣＲプラズマエッチング装置
３によって、導電層成膜の前処理として半導体基材１０
表面の自然酸化膜を除去する場合には、エッチングガス
３７に六フッ化硫黄（ＳＦ₆）と水素ガス（Ｈ₂）との
混合ガスを用る。エッチング条件の一例としては、エッ
チングガス３７の流量をＳＦ₆／Ｈ₂＝２５／２５ｓｃ
ｃｍ，チャンバ３２内の雰囲気を０．１３Ｐａ，ＲＦ電
源３９に印加する電圧を５０Ｖ，マイクロ波電力を９０
０Ｗに設定する。

【００２６】上記の導電層成膜の前処理方法では、半導
体基材に５０Ｖの電圧が印加される。このため、半導体
基材へのプラズマの入射エネルギーが低く抑られる。し
たがって、半導体基材にダメージを加えることなく半導
体基材の表面の自然酸化膜がエッチング除去される。さ
らに、チャンバ内のプラズマ密度が高く、ハロゲンガス
を用いた化学的エッチングであるため、ある程度のエッ
チング速度を保った前処理を行うことができる。

【００２７】上記第１〜第４の実施例で示した導電層成
膜の前処理方法は、半導体基材に１００Ｖと５０Ｖの電
圧が印加される様にエッチング条件を設定した。しか
し、本発明はこれに限定されず、半導体基材には１０Ｖ
〜２５０Ｖの電圧が印加される様なエッチング条件であ
れば良い。

【００２８】第５の実施例では、図４に示す高周波（Ｒ
Ｆ）放電によるプラズマ源を用いた対向電極型プラズマ
エッチング装置４によって、導電層成膜の前処理として
半導体基材表面の自然酸化膜の除去を行う場合を説明す
る。図４に示すように、対向電極型プラズマエッチング
装置４は、処理を行う半導体基材１０を載置する電極４
１と、この電極４１と対向する状態でほぼ平行に配置さ
れる電極４２と、電極４１と電極４２とを収納し内部を
非酸化性の雰囲気に保つことのできるチャンバ４３とで
構成されている。チャンバ４３には、内部にエッチング
ガス４４を導入するガス導入管４５が接続されている。
そして、電極４１にはＲＦ電源４６が接続され、電極４
２は接地されている。

【００２９】上記構成の対向電極型プラズマエッチング
装置４を作動させる場合には、電極４１に半導体基材１
０を載置し、チャンバ４３内を非酸化性の雰囲気に保
つ。そして、ガス導入管４５からチャンバ４３内にエッ
チングガス４４を導入し、ＲＦ電源４６から電極４１に
ＲＦ電圧を印加する。これによって、半導体基材１０に
ＲＦ電圧が印加されると共に、このＲＦ電圧によってチ
ャンバ４３内ではエッチングガス４４が放電してプラズ
マが発生する。そして、ＲＦ電圧が印加された半導体基
材１０の表面にこのプラズマが入射し、半導体基材１０
の表面をエッチングする。ここで、基板１０に印加する
ＲＦ電圧の制御とチャンバ４３内で生成するプラズマ密
度の制御とは、ＲＦ電源４６に設けた制御系（図示せ
ず）によって行われる。この対向電極型プラズマエッチ
ング装置４では、チャンバ４３内のプラズマ密度は１×
１０⁸〜１×１０¹¹ｃｍ^-3 に設定される。

【００３０】上記構成の対向電極型プラズマエッチング
装置４によって、導電層成膜の前処理として半導体基材
１０表面の自然酸化膜を除去する場合には以下のように
する。先ず、エッチングガス４４にはアルゴン（Ａｒ）
ガスを用いる。そして、エッチング条件の一例として
は、エッチングガス４４の流量をＡｒ＝５０ｓｃｃｍ，
チャンバ４３内の雰囲気を０．６７Ｐａ，ＲＦ電源４６
に印加する電圧を２００Ｖに設定する。

【００３１】上記の導電層成膜の前処理方法では、半導
体基材に２００Ｖの電圧が印加される。このため、半導
体基材表面へのプラズマの入射エネルギーが低く抑られ
る。したがって、半導体基材にダメージを加えることな
く半導体基材の表面の自然酸化膜がエッチング除去され
る。

【００３２】次に、第６の実施例では、上記第５の実施
例で図４に示した対向電極型プラズマエッチング装置４
によって導電層成膜の前処理として半導体基材１０表面
の自然酸化膜を除去する他の例を説明する。第６の実施
例では、エッチングガス４４にフッ化水素（ＨＦ）とメ
チルアルコール（ＣＨ₃ＯＨ）との混合ガスを用いる。
そして、エッチング条件の一例としては、エッチングガ
ス４４の流量をＨＦ／ＣＨ₃ＯＨ＝２５／２５ｓｃｃ
ｍ，チャンバ４３内の雰囲気を０．６７Ｐａ，ＲＦ電源
４６に印加する電圧を１００Ｖに設定する。

【００３３】上記の導電層成膜の前処理方法では、半導
体基材に１００Ｖの電圧が印加される。このため、半導
体基材表面へのプラズマの入射エネルギーが上記第５の
実施例よりもさらに低く抑られる。そして、エッチング
ガスにハロゲンガスを用いているため、半導体基材表面
では化学的なエッチングが行われる。したがって、第５
の実施例と同様に半導体基材にダメージを加えることな
く表面の自然酸化膜がエッチング除去され、さらに化学
的なエッチングであるためエッチング速度を低下させる
ことなく前処理が行われる。

【００３４】上記第５及び第６の実施例で示した導電層
成膜の前処理方法では、半導体基材に２００Ｖと１００
Ｖの電圧が印加される様にエッチング条件を設定した。
しかし、本発明はこれに限定されず、半導体基材には１
００Ｖ〜２５０Ｖの電圧が印加される様なエッチング条
件であれば良い。その際、エッチングガスとしてハロゲ
ンガスを用いることによって、エッチング速度を向上さ
せることが可能である。

【００３５】尚、上記第１〜第６の実施例で示した導電
層成膜の前処理が終了した後には、半導体基材が配置さ
れているチャンバ内を非酸化性の雰囲気にし、さらに連
続してこのチャンバ内に導電層を成膜するガスを導入す
るか、または、高真空下に接続した導電層成膜用のスパ
ッタリングチャンバに搬送して、このチャンバ内に成膜
ガスを導入し、半導体基材の表面に導電層を成膜する。
これによって、自然酸化膜が除去された半導体基材の上
面に導電層が成膜され、半導体基材と導電層との間に良
好なコンタクト性が得られる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明の導電
層成膜の前処理方法では、１０〜２５０Ｖの低電圧を半
導体基材に印加してドライエッチングを行うことによっ
て、エッチング面へのプラズマの入射エネルギーを低く
抑えることができる。このため、半導体基材にダメージ
を加えることなくその表面をエッチングすることが可能
であると共に、コンタクトホール及びゲート電極上の接
続孔を形成した基板においてはゲート電極への電荷の蓄
積量を低下させることができるためゲート絶縁膜の絶縁
耐圧の劣化を防止できる。さらに、１×１０¹¹〜１×１
０¹⁴の高密度プラズマによってのドライエッチングを行
うことによって、エッチング速度をある程度の早さに保
つことが可能である。そして、第２の発明の導電層成膜
の前処理方法では、１００〜２５０Ｖの低電圧を半導体
基材に印加してドライエッチングを行うことによって、
上記第１の発明と同様に半導体基材にダメージを加える
ことなくその表面をエッチングすることが可能であると
共に、コンタクトホール及びゲート電極上の接続孔を形
成した基板においてはゲート電極への電荷の蓄積量を低
下させることができるためゲート絶縁膜の絶縁耐圧の劣
化を防止できる。したがって、上記第１及び第２の発明
によれば、コンタクトホールの底部を含む半導体基材の
表面をドライプロセスでエッチングすることが可能とな
るため、微細化の進んだプロセスにおいて寸法ルールに
基づく半導体装置の製造が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＩＣＰエッチング装置の構成図である。

【図２】ＴＣＰエッチング装置の構成図である。

【図３】ＥＣＲプラズマエッチング装置の構成図であ
る。

【図４】対向電極型プラズマエッチング装置の構成図で
ある。

【図５】従来例の課題を説明する断面模式図である。

【符号の説明】

１ＩＣＰエッチング装置２ＴＣＰエッチング装置３ＥＣＲプラズマエッチング装置４対向電極型プラズマエッチング装置１０半導体基材１２，２２，３２，４３チャンバ１３，２３コイル（プラズマ発生源）１４，２４，３７，４４エッチングガス３５導波管（プラズマ発生源）４１，４２電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基材上に導電層を成膜する前に、
チャンバの外部にプラズマ発生源が設けられたエッチン
グ装置によって行う前処理方法であって、前記エッチング装置のチャンバ内に半導体基材を配置し
て当該チャンバ内を非酸化性の雰囲気にし、当該半導体
基材に１０Ｖ〜２５０Ｖの電圧を印加すると共に当該チ
ャンバ内にエッチングガスを導入してプラズマを発生さ
せ、そのプラズマによって前記半導体基材の表面をエッ
チングすることを特徴とする導電層成膜の前処理方法。
【請求項２】請求項１記載の導電層成膜の前処理方法
において、前記チャンバ内で発生させるプラズマ密度は１×１０¹¹
〜１×１０¹⁴ｃｍ^-3であることを特徴とする導電層成膜
の前処理方法。
【請求項３】半導体基材上に導電層を成膜する前に、
対向電極型のエッチング装置によって行う前処理方法で
あって、前記エッチング装置のチャンバ内に半導体基材を配置し
て当該チャンバ内を非酸化性の雰囲気にし、当該半導体
基材に１００Ｖ〜２５０Ｖの電圧を印加すると共に当該
チャンバ内にエッチングガスを導入してプラズマを発生
させ、そのプラズマによって前記半導体基材の表面をエ
ッチングすることを特徴とする導電層成膜の前処理方
法。
【請求項４】請求項３記載の導電層成膜の前処理方法
において、前記チャンバ内で発生させるプラズマの密度は１×１０
⁸〜１×１０¹¹ｃｍ^-3であることを特徴とする導電層成
膜の前処理方法。