JPH11162933A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH11162933A JPH11162933A JP33197897A JP33197897A JPH11162933A JP H11162933 A JPH11162933 A JP H11162933A JP 33197897 A JP33197897 A JP 33197897A JP 33197897 A JP33197897 A JP 33197897A JP H11162933 A JPH11162933 A JP H11162933A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ドライエッチング工程後にウェハを静電吸着
装置から脱離させる際、除電のために印加される脱離プ
ラズマに起因して発生するチャンバー壁からのウェハ上
への不純物粒子の堆積を抑制する。 【解決手段】 脱離プラズマをパルス状に印加する。
装置から脱離させる際、除電のために印加される脱離プ
ラズマに起因して発生するチャンバー壁からのウェハ上
への不純物粒子の堆積を抑制する。 【解決手段】 脱離プラズマをパルス状に印加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に半導体装置の
製造に関し、特にプラズマ中で行ういわゆるドライエッ
チングの技術に関する。ドライエッチング法は半導体装
置の製造において、Ａｌ，Ｗ等の導電膜あるいはＳｉＯ
2 ，ＳｉＮ等の絶縁膜の異方性エッチングに広く使われ
ている。
製造に関し、特にプラズマ中で行ういわゆるドライエッ
チングの技術に関する。ドライエッチング法は半導体装
置の製造において、Ａｌ，Ｗ等の導電膜あるいはＳｉＯ
2 ，ＳｉＮ等の絶縁膜の異方性エッチングに広く使われ
ている。
【０００２】
【従来の技術】例えばＡｌを主成分とする金属材料をド
ライエッチングによりパターニングする場合、Ｃｌある
いはＢｒを含むエッチングガスが使われるが、最近のい
わゆるサブミクロンあるいはサブハーフミクロンと呼ば
れる非常に微細化された半導体装置では、エッチング後
のアフターコロージョン（Ａｌ配線の腐食）が問題にな
っている。アフターコロージョンは、残留するＣｌある
いはＢｒに起因することが解明されている。
ライエッチングによりパターニングする場合、Ｃｌある
いはＢｒを含むエッチングガスが使われるが、最近のい
わゆるサブミクロンあるいはサブハーフミクロンと呼ば
れる非常に微細化された半導体装置では、エッチング後
のアフターコロージョン（Ａｌ配線の腐食）が問題にな
っている。アフターコロージョンは、残留するＣｌある
いはＢｒに起因することが解明されている。
【０００３】また、このような非常に精密なパターニン
グを行う場合にはウェハの温度制御も重要となり、面内
温度分布を向上させるため、最近ではウェハをドライエ
ッチング装置中において静電吸着装置上に保持して温度
制御することがなされている。しかし、静電吸着装置を
使ったドライエッチング装置では、エッチング終了後に
もウェハに電荷が残っており、このためウェハを次の工
程、例えばアッシング工程に搬送するためには、ウェハ
の電荷を除電する必要がある。一般に、双極式の静電吸
着装置においては、基板の除電は基板に逆電圧を印加す
ることにより行われるが、一般に使われている単極式の
ドライエッチング装置では、脱離プラズマを形成するこ
とにより行われる。脱離プラズマではウェハに高周波バ
イアスは印加されず、このためウェハが帯電することは
ない。また、形成されたプラズマを電流路として、ウェ
ハに蓄積されていた電荷が散逸する。
グを行う場合にはウェハの温度制御も重要となり、面内
温度分布を向上させるため、最近ではウェハをドライエ
ッチング装置中において静電吸着装置上に保持して温度
制御することがなされている。しかし、静電吸着装置を
使ったドライエッチング装置では、エッチング終了後に
もウェハに電荷が残っており、このためウェハを次の工
程、例えばアッシング工程に搬送するためには、ウェハ
の電荷を除電する必要がある。一般に、双極式の静電吸
着装置においては、基板の除電は基板に逆電圧を印加す
ることにより行われるが、一般に使われている単極式の
ドライエッチング装置では、脱離プラズマを形成するこ
とにより行われる。脱離プラズマではウェハに高周波バ
イアスは印加されず、このためウェハが帯電することは
ない。また、形成されたプラズマを電流路として、ウェ
ハに蓄積されていた電荷が散逸する。
【０００４】ところで、ドライエッチング工程の後、レ
ジストを酸化プラズマ中で除去するアッシング工程が行
われる。従来より、アッシングにはＯ2 ＋ＣＦ4 混合プ
ラズマが使われていたが、特に前記アフターコロージョ
ンを抑止できるプラズマ組成として、Ｏ2 ＋ＣＦ4 ＋Ｈ
2 ＯあるいはＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ等が提案されている。このう
ち、前記Ｏ2 ＋ＣＦ4 ＋Ｈ2 Ｏ組成のプラズマを使った
アッシングはチャンバー内の雰囲気の影響を受けやすく
アフターコロージョンを完全に抑止することは困難であ
ると言われているが（K. Otsuka et al., Proc. Symp.
Dry Process, 207 1996 ）、Ｏ2 ＋Ｈ2 Ｏ組成のアッシ
ングプラズマはアフターコロージョンの抑止に極めて有
効である。
ジストを酸化プラズマ中で除去するアッシング工程が行
われる。従来より、アッシングにはＯ2 ＋ＣＦ4 混合プ
ラズマが使われていたが、特に前記アフターコロージョ
ンを抑止できるプラズマ組成として、Ｏ2 ＋ＣＦ4 ＋Ｈ
2 ＯあるいはＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ等が提案されている。このう
ち、前記Ｏ2 ＋ＣＦ4 ＋Ｈ2 Ｏ組成のプラズマを使った
アッシングはチャンバー内の雰囲気の影響を受けやすく
アフターコロージョンを完全に抑止することは困難であ
ると言われているが（K. Otsuka et al., Proc. Symp.
Dry Process, 207 1996 ）、Ｏ2 ＋Ｈ2 Ｏ組成のアッシ
ングプラズマはアフターコロージョンの抑止に極めて有
効である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記Ｏ2 ＋
Ｈ2 Ｏプラズマを使った場合、先に説明したようにアフ
ターコロージョンは効果的に抑止されるものの、アッシ
ング時にレジストのアッシング残さが発生しやすいこと
が発見された。特にウェハを静電吸着装置から離脱させ
るのに脱離プラズマを形成した場合、形成された脱離プ
ラズマにより、チャンバー壁に堆積していた様々な不純
物をウェハ上に堆積させてしまう問題が発見された。前
記不純物には、Ａｌをエッチングした場合にはＡｌの塩
化物やレジストを構成していたＣ等が、また絶縁膜をエ
ッチングした場合にはフロロカーボン等の化合物が含ま
れるが、これらが図４（Ａ）に示す前記ウェハ上のパタ
ーン、例えばＡｌパターン１１上のレジスト膜１２上に
堆積すると、図４（Ｂ）に示すように、レジストが変質
してしまい、変質層１３が形成されるおそれがある。こ
の場合、アッシングを行っても、図４（Ｃ）に示すよう
に残さ１４がＡｌパターン上に残ってしまう。これに対
し、アッシングをＯ2 ＋ＣＦ4 ＋Ｈ2 ＯあるいはＯ2 ＋
ＣＦ4 のアッシングプラズマにより行った場合、残さの
問題は多少軽減されるがアフターコロージョンの問題が
深刻になる。
Ｈ2 Ｏプラズマを使った場合、先に説明したようにアフ
ターコロージョンは効果的に抑止されるものの、アッシ
ング時にレジストのアッシング残さが発生しやすいこと
が発見された。特にウェハを静電吸着装置から離脱させ
るのに脱離プラズマを形成した場合、形成された脱離プ
ラズマにより、チャンバー壁に堆積していた様々な不純
物をウェハ上に堆積させてしまう問題が発見された。前
記不純物には、Ａｌをエッチングした場合にはＡｌの塩
化物やレジストを構成していたＣ等が、また絶縁膜をエ
ッチングした場合にはフロロカーボン等の化合物が含ま
れるが、これらが図４（Ａ）に示す前記ウェハ上のパタ
ーン、例えばＡｌパターン１１上のレジスト膜１２上に
堆積すると、図４（Ｂ）に示すように、レジストが変質
してしまい、変質層１３が形成されるおそれがある。こ
の場合、アッシングを行っても、図４（Ｃ）に示すよう
に残さ１４がＡｌパターン上に残ってしまう。これに対
し、アッシングをＯ2 ＋ＣＦ4 ＋Ｈ2 ＯあるいはＯ2 ＋
ＣＦ4 のアッシングプラズマにより行った場合、残さの
問題は多少軽減されるがアフターコロージョンの問題が
深刻になる。
【０００６】同様な問題は、導電膜のパターニングのみ
ならず、ＳｉＯ2 膜やＳｉＮ膜、あるいはＰＳＧやＢＰ
ＳＧ等の絶縁膜のパターニングにおいても生じる。絶縁
膜をドライエッチングする場合、ドライエッチング装置
のチャンバー壁上にはフロロカーボンが付着するが、こ
れが除電工程の別の組成のプラズマに曝されると変質
し、強固な堆積物に変化する。そこで、同一のドライエ
ッチング装置中で多数の基板を処理すると、チャンバー
壁には何層もの堆積物が形成され、はがれやすい構造が
生じる。
ならず、ＳｉＯ2 膜やＳｉＮ膜、あるいはＰＳＧやＢＰ
ＳＧ等の絶縁膜のパターニングにおいても生じる。絶縁
膜をドライエッチングする場合、ドライエッチング装置
のチャンバー壁上にはフロロカーボンが付着するが、こ
れが除電工程の別の組成のプラズマに曝されると変質
し、強固な堆積物に変化する。そこで、同一のドライエ
ッチング装置中で多数の基板を処理すると、チャンバー
壁には何層もの堆積物が形成され、はがれやすい構造が
生じる。
【０００７】前記脱離プラズマとチャンバー壁との相互
作用の問題は、脱離プラズマのパワーを下げれば解決で
きるように思われるかも知れないが、脱離プラズマのパ
ワーを減少させた場合、特にマイクロ波の共鳴を利用し
たＥＣＲ（電子サイクロトロン運動）装置においてはプ
ラズマの点火性が悪くなったりちらつきが増加する等の
問題が発生する。また、単に脱離プラズマパワーを減少
させただけではプラズマが不均一になり、チャージダメ
ージ等の問題が生じるおそれもある。
作用の問題は、脱離プラズマのパワーを下げれば解決で
きるように思われるかも知れないが、脱離プラズマのパ
ワーを減少させた場合、特にマイクロ波の共鳴を利用し
たＥＣＲ（電子サイクロトロン運動）装置においてはプ
ラズマの点火性が悪くなったりちらつきが増加する等の
問題が発生する。また、単に脱離プラズマパワーを減少
させただけではプラズマが不均一になり、チャージダメ
ージ等の問題が生じるおそれもある。
【０００８】また、前記残さを追加のアッシング処理あ
るいはウェットエッチング処理により除去することも考
えられるが、この場合は余計な工程が必要になり、半導
体装置の製造費用が増大してしまう。そこで、本発明
は、ドライエッチング工程で脱離プラズマを使う半導体
装置の製造方法において、上記の課題を解決し、アフタ
ーコロージョンを抑止でき、しかもアッシング残さを除
去できる方法を提供することを課題とする。
るいはウェットエッチング処理により除去することも考
えられるが、この場合は余計な工程が必要になり、半導
体装置の製造費用が増大してしまう。そこで、本発明
は、ドライエッチング工程で脱離プラズマを使う半導体
装置の製造方法において、上記の課題を解決し、アフタ
ーコロージョンを抑止でき、しかもアッシング残さを除
去できる方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題
を、請求項１に記載したように、静電吸着装置上に保持
された基板をドライエッチングする工程と、前記静電吸
着装置上において前記基板に脱離プラズマを印加し、前
記基板を除電する除電工程とを有し、前記除電工程は、
前記脱離プラズマをパルス状に印加することを特徴とす
る半導体装置の製造方法により、または請求項２に記載
したように、前記脱離プラズマは、少なくともＮ2 ，Ａ
ｒ，Ｈｅおよびその混合物より選択されるガスを用いて
発生させることを特徴とする請求項１記載の半導体装置
の製造方法により、または請求項３に記載したように、
前記脱離プラズマは、前記ドライエッチング工程で使っ
たガスを用いて発生させることを特徴とする請求項１記
載の半導体装置の製造方法により、または請求項４に記
載したように、前記除電工程は、前記脱離プラズマを、
前記基板にバイアスを印加することなく形成する工程を
含むことを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一
項記載の半導体装置の製造方法により、または請求項５
に記載したように、前記脱離プラズマは、Ｏ2 ，Ｎ2 ，
Ａｒ，Ｈｅおよびその混合物よりなる群から選択される
ガスを用いて発生させることを特徴とする請求項１記載
の半導体装置の製造方法により、または請求項６に記載
したように、さらに、前記除電工程の後、前記基板をＯ
2 を主成分とする混合ガス中でアッシングする工程を含
むことを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項
記載の半導体装置の製造方法により、または請求項７に
記載したように、前記混合ガスは、Ｏ2 とＣＦ4 の混合
ガス、Ｏ2 とＣＦ4 とＨ2 Ｏの混合ガス、およびＯ2 と
Ｈ2 Ｏの混合ガスより選択されることを特徴とする請求
項６記載の半導体装置の製造方法により、解決する。 ［作用］本発明によれば、ドライエッチング後の基板の
静電吸着装置からの離脱工程の際に、基板に印加する脱
離プラズマをパルス状に形成することにより、プラズマ
中の電子温度、すなわちエネルギが下がり、また平均パ
ワーが減少するため電子フラックスが減少し、チャンバ
ー壁に衝突する荷電粒子の影響が弱まる。その結果、プ
ラズマの点火性や安定性、さらに均一性を損なうことな
く、チャンバー壁に付着していた不純物粒子が基板上に
堆積する問題を軽減することが可能になる。これに伴
い、半導体装置の製造歩留まりが向上する。また、除電
を行うことにより、ドライエッチング後直ちに基板をア
ッシング装置に搬送することが可能になり、半導体製造
のスループットが向上する。本発明を適用することによ
り、アッシング工程を、アフターコロージョンの少ない
プラズマ組成、例えばＯ2 とＨ 2 Ｏの混合ガスプラズマ
中において行っても、前記不純物粒子に起因するレジス
ト残さが歩留まりを低下させる問題が軽減される。
を、請求項１に記載したように、静電吸着装置上に保持
された基板をドライエッチングする工程と、前記静電吸
着装置上において前記基板に脱離プラズマを印加し、前
記基板を除電する除電工程とを有し、前記除電工程は、
前記脱離プラズマをパルス状に印加することを特徴とす
る半導体装置の製造方法により、または請求項２に記載
したように、前記脱離プラズマは、少なくともＮ2 ，Ａ
ｒ，Ｈｅおよびその混合物より選択されるガスを用いて
発生させることを特徴とする請求項１記載の半導体装置
の製造方法により、または請求項３に記載したように、
前記脱離プラズマは、前記ドライエッチング工程で使っ
たガスを用いて発生させることを特徴とする請求項１記
載の半導体装置の製造方法により、または請求項４に記
載したように、前記除電工程は、前記脱離プラズマを、
前記基板にバイアスを印加することなく形成する工程を
含むことを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一
項記載の半導体装置の製造方法により、または請求項５
に記載したように、前記脱離プラズマは、Ｏ2 ，Ｎ2 ，
Ａｒ，Ｈｅおよびその混合物よりなる群から選択される
ガスを用いて発生させることを特徴とする請求項１記載
の半導体装置の製造方法により、または請求項６に記載
したように、さらに、前記除電工程の後、前記基板をＯ
2 を主成分とする混合ガス中でアッシングする工程を含
むことを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項
記載の半導体装置の製造方法により、または請求項７に
記載したように、前記混合ガスは、Ｏ2 とＣＦ4 の混合
ガス、Ｏ2 とＣＦ4 とＨ2 Ｏの混合ガス、およびＯ2 と
Ｈ2 Ｏの混合ガスより選択されることを特徴とする請求
項６記載の半導体装置の製造方法により、解決する。 ［作用］本発明によれば、ドライエッチング後の基板の
静電吸着装置からの離脱工程の際に、基板に印加する脱
離プラズマをパルス状に形成することにより、プラズマ
中の電子温度、すなわちエネルギが下がり、また平均パ
ワーが減少するため電子フラックスが減少し、チャンバ
ー壁に衝突する荷電粒子の影響が弱まる。その結果、プ
ラズマの点火性や安定性、さらに均一性を損なうことな
く、チャンバー壁に付着していた不純物粒子が基板上に
堆積する問題を軽減することが可能になる。これに伴
い、半導体装置の製造歩留まりが向上する。また、除電
を行うことにより、ドライエッチング後直ちに基板をア
ッシング装置に搬送することが可能になり、半導体製造
のスループットが向上する。本発明を適用することによ
り、アッシング工程を、アフターコロージョンの少ない
プラズマ組成、例えばＯ2 とＨ 2 Ｏの混合ガスプラズマ
中において行っても、前記不純物粒子に起因するレジス
ト残さが歩留まりを低下させる問題が軽減される。
【００１０】
【発明の実施の形態】［実施例１］図１は本発明の第１
実施例で使われるドライエッチング装置２０の構成を示
す。図１を参照するに、ドライエッチング装置２０はＥ
ＣＲ型の装置であり、エッチングチャンバー２１と、そ
の底部に配設され、ウェハ２３を保持する真空吸着装置
２２とを含み、チャンバー２１の上方からは周波数が
２．４５ＧＨｚのマイクロ波が供給される。供給された
マイクロ波は、チャンバー２１中のプラズマガスを励起
し、励起されたプラズマガスはチャンバー２１の外側に
配設されたコイル２４，２５によりしぼられ、高密度プ
ラズマが形成される。
実施例で使われるドライエッチング装置２０の構成を示
す。図１を参照するに、ドライエッチング装置２０はＥ
ＣＲ型の装置であり、エッチングチャンバー２１と、そ
の底部に配設され、ウェハ２３を保持する真空吸着装置
２２とを含み、チャンバー２１の上方からは周波数が
２．４５ＧＨｚのマイクロ波が供給される。供給された
マイクロ波は、チャンバー２１中のプラズマガスを励起
し、励起されたプラズマガスはチャンバー２１の外側に
配設されたコイル２４，２５によりしぼられ、高密度プ
ラズマが形成される。
【００１１】さらに、図１のドライエッチング装置２０
は前記静電吸着装置２２を介して前記ウェハ２３をバイ
アスする高周波バイアス電源２６と、前記静電吸着装置
２２に直流電圧を供給する直流電源２７とを備えてい
る。図１のドライエッチング装置２０の構成自体は公知
のものであり、従来は図１の右に示すように、ドライエ
ッチング後、前記マイクロ波を８００Ｗのパワーで連続
的に供給して脱離プラズマを形成し、形成された脱離プ
ラズマを介してウェハ２３の除電を行っていた。しか
し、先にも説明したように、このような方法では、荷電
粒子がチャンバー２１の内壁を強くたたくため、前記内
壁上に堆積していた不純物が粒子として、ウェハ２３の
上に堆積しやすい問題がある。また、前記マイクロ波の
パワーを減少させると、プラズマの点火性が悪くなった
りプラズマが不安定になったりする問題が生じる。
は前記静電吸着装置２２を介して前記ウェハ２３をバイ
アスする高周波バイアス電源２６と、前記静電吸着装置
２２に直流電圧を供給する直流電源２７とを備えてい
る。図１のドライエッチング装置２０の構成自体は公知
のものであり、従来は図１の右に示すように、ドライエ
ッチング後、前記マイクロ波を８００Ｗのパワーで連続
的に供給して脱離プラズマを形成し、形成された脱離プ
ラズマを介してウェハ２３の除電を行っていた。しか
し、先にも説明したように、このような方法では、荷電
粒子がチャンバー２１の内壁を強くたたくため、前記内
壁上に堆積していた不純物が粒子として、ウェハ２３の
上に堆積しやすい問題がある。また、前記マイクロ波の
パワーを減少させると、プラズマの点火性が悪くなった
りプラズマが不安定になったりする問題が生じる。
【００１２】本発明では、この問題を解決するために、
図１の右下に示すように、前記エッチングチャンバー２
１に供給されるマイクロ波をパルス状に供給し、チャン
バー２１内に形成される脱離プラズマをパルス状に変化
させる。図示の例では、脱離プラズマは周期が１００μ
秒の５０％デュ−ティーサイクルでオン・オフされる。
図１の右下に示すように、前記エッチングチャンバー２
１に供給されるマイクロ波をパルス状に供給し、チャン
バー２１内に形成される脱離プラズマをパルス状に変化
させる。図示の例では、脱離プラズマは周期が１００μ
秒の５０％デュ−ティーサイクルでオン・オフされる。
【００１３】以下、図１のドライエッチング装置を使っ
て行った金属膜のドライエッチング実験を、本発明の第
１実施例として説明する。ただし、実験では、Ｓｉ基板
上に形成されたＳｉＯ2 膜上に形成した、下側から順次
Ｓｉ（１３ｎｍ）／ＡｌＣｕＴｉ（１０００ｎｍ）／Ｔ
ｉＮ（１５０ｎｍ）／Ｔｉ（２０ｎｍ）膜を積層した積
層構造を有する導体膜をドライエッチングし、除電工程
において、同一のドライエッチング装置中において脱離
プラズマを形成し、さらに別のアッシング装置において
レジストをアッシングした。ドライエッチング装置から
アッシング装置へのウェハの搬送は真空中で行った。ま
た、実験は、脱離プラズマを連続的に印加する、従来例
に対応する比較例と、脱離プラズマを５０％のデューテ
ィーサイクルでパルス状に印加する本発明実験例につい
て行った。比較例１
て行った金属膜のドライエッチング実験を、本発明の第
１実施例として説明する。ただし、実験では、Ｓｉ基板
上に形成されたＳｉＯ2 膜上に形成した、下側から順次
Ｓｉ（１３ｎｍ）／ＡｌＣｕＴｉ（１０００ｎｍ）／Ｔ
ｉＮ（１５０ｎｍ）／Ｔｉ（２０ｎｍ）膜を積層した積
層構造を有する導体膜をドライエッチングし、除電工程
において、同一のドライエッチング装置中において脱離
プラズマを形成し、さらに別のアッシング装置において
レジストをアッシングした。ドライエッチング装置から
アッシング装置へのウェハの搬送は真空中で行った。ま
た、実験は、脱離プラズマを連続的に印加する、従来例
に対応する比較例と、脱離プラズマを５０％のデューテ
ィーサイクルでパルス状に印加する本発明実験例につい
て行った。比較例１
【００１４】
【表１】
【００１５】表１に示すように、本比較例では、ドライ
エッチングにＣｌ2 とＢＣｌ3 とＮ 2 の混合ガスプラズ
マを使い、脱離プラズマにはＮ2 を使い、さらにアッシ
ングにはＯ2 とＨ2 Ｏの混合ガスプラズマを使ってい
る。図２（Ａ）および（Ｂ）は、本比較例においてアッ
シング後に基板表面を金属顕微鏡で観察した結果、およ
びアッシング後に得られた構造中に残留するＣｌを、Ｔ
ＤＳ（昇温脱離スペクトル）分析により検査した結果
を、それぞれ示す。
エッチングにＣｌ2 とＢＣｌ3 とＮ 2 の混合ガスプラズ
マを使い、脱離プラズマにはＮ2 を使い、さらにアッシ
ングにはＯ2 とＨ2 Ｏの混合ガスプラズマを使ってい
る。図２（Ａ）および（Ｂ）は、本比較例においてアッ
シング後に基板表面を金属顕微鏡で観察した結果、およ
びアッシング後に得られた構造中に残留するＣｌを、Ｔ
ＤＳ（昇温脱離スペクトル）分析により検査した結果
を、それぞれ示す。
【００１６】図２（Ａ）よりわかるように、基板上には
アッシング後もアッシング残さの大きなパターンが見ら
れ、また多量の塩素が残留しているのが確認された。本発明実験例１
アッシング後もアッシング残さの大きなパターンが見ら
れ、また多量の塩素が残留しているのが確認された。本発明実験例１
【００１７】
【表２】
【００１８】表２に示すように、本実験例では、ドライ
エッチングに表１の場合と同様にＣｌ2 とＢＣｌ3 とＮ
2 の混合ガスプラズマを使い、脱離プラズマにはＮ2 を
使い、さらにアッシングにはＯ2 とＨ2 Ｏの混合ガスプ
ラズマを使っている。また脱離プラズマは、オン５０μ
秒／オフ５０μ秒の、デューティーサイクルが５０％の
パルス状波形で印加している。
エッチングに表１の場合と同様にＣｌ2 とＢＣｌ3 とＮ
2 の混合ガスプラズマを使い、脱離プラズマにはＮ2 を
使い、さらにアッシングにはＯ2 とＨ2 Ｏの混合ガスプ
ラズマを使っている。また脱離プラズマは、オン５０μ
秒／オフ５０μ秒の、デューティーサイクルが５０％の
パルス状波形で印加している。
【００１９】図３（Ａ）および（Ｂ）は、本発明実験例
１においてアッシング後に基板表面を金属顕微鏡で観察
した結果、およびアッシング後に得られた構造中に残留
するＣｌを、ＴＤＳ（昇温脱離スペクトル）分析により
検査した結果を、それぞれ図２（Ａ）および（Ｂ）に対
応して示す。図３（Ａ）よりわかるように、脱離プラズ
マをパルス状に印加した場合、基板上にはアッシング後
にアッシング残さの大きなパターンが残ることはなく、
塩素の残留量も減少しているのが確認された。ただし、
図３（Ｂ）の縦軸は、図２（Ｂ）の縦軸と同一スケール
で示してある。また、本実験で使ったウェハを空気中に
２４時間放置しても、アフターコロージョンの発生は認
められなかった。本発明実験例２
１においてアッシング後に基板表面を金属顕微鏡で観察
した結果、およびアッシング後に得られた構造中に残留
するＣｌを、ＴＤＳ（昇温脱離スペクトル）分析により
検査した結果を、それぞれ図２（Ａ）および（Ｂ）に対
応して示す。図３（Ａ）よりわかるように、脱離プラズ
マをパルス状に印加した場合、基板上にはアッシング後
にアッシング残さの大きなパターンが残ることはなく、
塩素の残留量も減少しているのが確認された。ただし、
図３（Ｂ）の縦軸は、図２（Ｂ）の縦軸と同一スケール
で示してある。また、本実験で使ったウェハを空気中に
２４時間放置しても、アフターコロージョンの発生は認
められなかった。本発明実験例２
【００２０】
【表３】
【００２１】本実験例では、表３に示すように脱離プラ
ズマをＮ2 からＡｒに変更している。この場合にも、金
属顕微鏡で観察したところでは、図３（Ａ）と同様に、
アッシング残さは認められず、またウェハを空気中に２
４時間放置しても、アフターコロージョンの発生は認め
られなかった。本発明実験例３
ズマをＮ2 からＡｒに変更している。この場合にも、金
属顕微鏡で観察したところでは、図３（Ａ）と同様に、
アッシング残さは認められず、またウェハを空気中に２
４時間放置しても、アフターコロージョンの発生は認め
られなかった。本発明実験例３
【００２２】
【表４】
【００２３】本実験例では、表４に示すように脱離プラ
ズマをＡｒとし、さらにアッシングをＯ2 とＣＦ4 とＨ
2 Ｏの混合ガスプラズマ中で行っている。この場合に
も、金属顕微鏡で観察したところでは、図３（Ａ）と同
様に、アッシング残さは認められず、またウェハを空気
中に２４時間放置しても、アフターコロージョンの発生
は認められなかった。 ［実施例２］次に、図１のドライエッチング装置を使っ
て行ったＢＰＳＧ膜のドライエッチング実験を、本発明
の第２実施例として説明する。ただし、実験ではＳｉ基
板上に形成された厚さが約１ミクロンのＢＰＳＧ膜を、
図１のドライエッチング装置によりパターニングしてコ
ンタクトホールを形成した。また、本実施例の実験で
も、ドライエッチングの後、同じエッチング装置中にお
いて脱離プラズマを形成し、除電工程を行った。また、
実験は、脱離プラズマを連続的に印加する、従来例に対
応する比較例と、脱離プラズマを５０％のデューティー
サイクルでパルス状に印加する本発明実験例について行
った。比較例２
ズマをＡｒとし、さらにアッシングをＯ2 とＣＦ4 とＨ
2 Ｏの混合ガスプラズマ中で行っている。この場合に
も、金属顕微鏡で観察したところでは、図３（Ａ）と同
様に、アッシング残さは認められず、またウェハを空気
中に２４時間放置しても、アフターコロージョンの発生
は認められなかった。 ［実施例２］次に、図１のドライエッチング装置を使っ
て行ったＢＰＳＧ膜のドライエッチング実験を、本発明
の第２実施例として説明する。ただし、実験ではＳｉ基
板上に形成された厚さが約１ミクロンのＢＰＳＧ膜を、
図１のドライエッチング装置によりパターニングしてコ
ンタクトホールを形成した。また、本実施例の実験で
も、ドライエッチングの後、同じエッチング装置中にお
いて脱離プラズマを形成し、除電工程を行った。また、
実験は、脱離プラズマを連続的に印加する、従来例に対
応する比較例と、脱離プラズマを５０％のデューティー
サイクルでパルス状に印加する本発明実験例について行
った。比較例２
【００２４】
【表５】
【００２５】本比較例では、表５に示すように、ドライ
エッチングにＣ4 Ｆ8 とＨ2 の混合ガスプラズマを使
い、除電工程では脱離プラズマとしてＡｒガスプラズマ
を連続的に形成しているが、２５枚のウェハを連続処理
したところ、ウェハ上に堆積物が確認され、アッシング
後に残さが認められた。本発明実験例４
エッチングにＣ4 Ｆ8 とＨ2 の混合ガスプラズマを使
い、除電工程では脱離プラズマとしてＡｒガスプラズマ
を連続的に形成しているが、２５枚のウェハを連続処理
したところ、ウェハ上に堆積物が確認され、アッシング
後に残さが認められた。本発明実験例４
【００２６】
【表６】
【００２７】本実験例では、表６に示すように、表５の
場合と同様にドライエッチングにＣ 4 Ｆ8 とＨ2 の混合
ガスプラズマを使い、除電工程において脱離プラズマと
して同じくＡｒガスプラズマを使っている。ただし、脱
離プラズマは連続的にではなく、オン５０μ秒／オフ５
０μ秒の５０％デューティーサイクルのパルス状に印加
している。
場合と同様にドライエッチングにＣ 4 Ｆ8 とＨ2 の混合
ガスプラズマを使い、除電工程において脱離プラズマと
して同じくＡｒガスプラズマを使っている。ただし、脱
離プラズマは連続的にではなく、オン５０μ秒／オフ５
０μ秒の５０％デューティーサイクルのパルス状に印加
している。
【００２８】本実験例において、除電の際に脱離プラズ
マをパルス状に形成することにより、２５枚のウェハを
連続処理しても、ウェハ上への堆積物の量が減少し、ア
ッシング残さは認められなかった。本発明実験例５
マをパルス状に形成することにより、２５枚のウェハを
連続処理しても、ウェハ上への堆積物の量が減少し、ア
ッシング残さは認められなかった。本発明実験例５
【００２９】
【表７】
【００３０】本実験例では、表７に示すように、表６の
場合と同様にドライエッチングにＣ 4 Ｆ8 とＨ2 の混合
ガスプラズマを使い、除電工程において脱離プラズマと
してＡｒガスプラズマのかわりにＨｅガスプラズマを使
っている。また、表６の場合と同様に、脱離プラズマは
連続的にではなく、オン５０μ秒／オフ５０μ秒の５０
％デューティーサイクルのパルス状に印加している。
場合と同様にドライエッチングにＣ 4 Ｆ8 とＨ2 の混合
ガスプラズマを使い、除電工程において脱離プラズマと
してＡｒガスプラズマのかわりにＨｅガスプラズマを使
っている。また、表６の場合と同様に、脱離プラズマは
連続的にではなく、オン５０μ秒／オフ５０μ秒の５０
％デューティーサイクルのパルス状に印加している。
【００３１】本実験例において、除電の際に脱離プラズ
マをパルス状に形成することにより、２５枚のウェハを
連続処理しても、ウェハ上への堆積物の量が減少し、ア
ッシング残さは認められなかった。本発明実験例６
マをパルス状に形成することにより、２５枚のウェハを
連続処理しても、ウェハ上への堆積物の量が減少し、ア
ッシング残さは認められなかった。本発明実験例６
【００３２】
【表８】
【００３３】本実験例では、表８に示すように、表６の
場合と同様にドライエッチングにＣ 4 Ｆ8 とＨ2 の混合
ガスプラズマを使い、除電工程において脱離プラズマと
してＡｒガスプラズマのかわりにＮ2 ガスプラズマを使
っている。また、表６の場合と同様に、脱離プラズマは
連続的にではなく、オン５０μ秒／オフ５０μ秒の５０
％デューティーサイクルのパルス状に印加している。
場合と同様にドライエッチングにＣ 4 Ｆ8 とＨ2 の混合
ガスプラズマを使い、除電工程において脱離プラズマと
してＡｒガスプラズマのかわりにＮ2 ガスプラズマを使
っている。また、表６の場合と同様に、脱離プラズマは
連続的にではなく、オン５０μ秒／オフ５０μ秒の５０
％デューティーサイクルのパルス状に印加している。
【００３４】本実験例において、除電の際に脱離プラズ
マをパルス状に形成することにより、２５枚のウェハを
連続処理しても、ウェハ上への堆積物の量が減少し、ア
ッシング残さは認められなかった。以上説明したよう
に、ドライエッチング後の除電工程において、脱離プラ
ズマをパルス状に印加することにより、ウェハ上への堆
積物を減少させ、半導体装置の歩留まりを向上させるこ
とが可能である。また、除電工程が簡単に行えるため、
半導体装置の製造スループットが向上する。
マをパルス状に形成することにより、２５枚のウェハを
連続処理しても、ウェハ上への堆積物の量が減少し、ア
ッシング残さは認められなかった。以上説明したよう
に、ドライエッチング後の除電工程において、脱離プラ
ズマをパルス状に印加することにより、ウェハ上への堆
積物を減少させ、半導体装置の歩留まりを向上させるこ
とが可能である。また、除電工程が簡単に行えるため、
半導体装置の製造スループットが向上する。
【００３５】また、図１の装置で酸化膜をドライエッチ
ングする場合には、Ｏ2 をプラズマガスとして使うこと
も可能である。さらに、本発明は図１で説明したＥＣＲ
装置に限定されるものではなく、ＩＣＰ装置やヘリコン
装置においても同様な効果が得られる。また、本発明
は、アッシングをＯ2 とＣＦ4 の混合ガス、あるいはＯ
2 のみを使って行った場合にも有効である。
ングする場合には、Ｏ2 をプラズマガスとして使うこと
も可能である。さらに、本発明は図１で説明したＥＣＲ
装置に限定されるものではなく、ＩＣＰ装置やヘリコン
装置においても同様な効果が得られる。また、本発明
は、アッシングをＯ2 とＣＦ4 の混合ガス、あるいはＯ
2 のみを使って行った場合にも有効である。
【００３６】以上、本発明を好ましい実施例について説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々
な変形・変更が可能である。
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々
な変形・変更が可能である。
【００３７】
【発明の効果】請求項１〜７記載の本発明の特徴によれ
ば、ドライエッチング工程の後、基板を静電吸着装置か
ら脱離させる脱離工程において、除電のために形成され
る脱離プラズマをパルス状に印加することにより、ウェ
ハ上へのチャンバー壁からの不純物粒子の堆積を抑止す
ることが可能になる。
ば、ドライエッチング工程の後、基板を静電吸着装置か
ら脱離させる脱離工程において、除電のために形成され
る脱離プラズマをパルス状に印加することにより、ウェ
ハ上へのチャンバー壁からの不純物粒子の堆積を抑止す
ることが可能になる。
【図１】本発明で使われるドライエッチング装置の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は従来の方法で除電を行った場
合に発生する問題点を示す図である。
合に発生する問題点を示す図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は本発明の効果を説明する図で
ある。
ある。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は従来の問題点を説明する図で
ある。
ある。
１１ Ａｌ配線 １２ レジスト １３ 変質層 １４ 残さ ２０ ドライエッチング装置 ２１ チャンバー ２２ 静電吸着装置 ２３ ウェハ ２４，２５ 電磁石 ２６ バイアス電源 ２７ 静電吸着装置電源
Claims (7)
- 【請求項１】 静電吸着装置上に保持された基板をドラ
イエッチングする工程と、前記静電吸着装置上において
前記基板に脱離プラズマを印加し、前記基板を除電する
除電工程と有し、 前記除電工程は、前記脱離プラズマをパルス状に印加す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記脱離プラズマは、少なくともＮ2 ，
Ａｒ，Ｈｅおよびその混合物より選択されるガスを用い
て発生させることを特徴とする請求項１記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項３】 前記脱離プラズマは、前記ドライエッチ
ング工程で使ったガスを用いて発生させることを特徴と
する請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記除電工程は、前記脱離プラズマを、
前記基板にバイアスを印加することなく形成する工程を
含むことを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一
項記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記脱離プラズマは、Ｏ2 ，Ｎ2 ，Ａ
ｒ，Ｈｅおよびその混合物よりなる群から選択されるガ
スを用いて発生させることを特徴とする請求項１記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 さらに、前記除電工程の後、前記基板を
Ｏ2 を主成分とする混合ガス中でアッシングする工程を
含むことを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一
項記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記混合ガスは、Ｏ2 とＣＦ4 の混合ガ
ス、Ｏ2 とＣＦ4 とＨ2 Ｏの混合ガス、およびＯ2 とＨ
2 Ｏの混合ガスより選択されることを特徴とする請求項
６記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33197897A JPH11162933A (ja) | 1997-12-02 | 1997-12-02 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33197897A JPH11162933A (ja) | 1997-12-02 | 1997-12-02 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11162933A true JPH11162933A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18249782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33197897A Withdrawn JPH11162933A (ja) | 1997-12-02 | 1997-12-02 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11162933A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020002235A (ko) * | 2000-06-29 | 2002-01-09 | 니시가키 코지 | 정전 보호 회로 |
| US6700855B2 (en) | 2000-02-21 | 2004-03-02 | Sony Corporation | Optical disk device |
| WO2014174650A1 (ja) * | 2013-04-26 | 2014-10-30 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法 |
| JP2016051846A (ja) * | 2014-09-01 | 2016-04-11 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法 |
-
1997
- 1997-12-02 JP JP33197897A patent/JPH11162933A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6700855B2 (en) | 2000-02-21 | 2004-03-02 | Sony Corporation | Optical disk device |
| KR20020002235A (ko) * | 2000-06-29 | 2002-01-09 | 니시가키 코지 | 정전 보호 회로 |
| WO2014174650A1 (ja) * | 2013-04-26 | 2014-10-30 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法 |
| JP2016051846A (ja) * | 2014-09-01 | 2016-04-11 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050301 |