JPH11283963A

JPH11283963A - 半導体製造装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH11283963A
Application number: JP8191598A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Suzuki; 慎一鈴木; Hiroyuki Kitsunai; 浩之橘内; Nobuo Tsumaki; 伸夫妻木; Masanori Katsuyama; 雅則勝山; Hiroo Nishi; 寛生西
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体装置を製造する際の酸化シリコン膜の
エッチングなどの際に、電極による異常放電などが防止
でき、異常放電などで生じる異物をなくすることができ
る電極が設置されている半導体製造装置およびそれを用
いた半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】ウエハの上にガス供給用の孔５を有する
上部電極（電極）１が設置されており、ウエハの処理を
行う半導体製造装置であって、上部電極１が、シリコン
電極板２とアルミニウム電極板３とを有し、シリコン電
極板２とアルミニウム電極板３とがその間に存在する合
金層４をもって固定化されているものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置お
よびそれを用いた半導体装置の製造方法に関し、特に、
半導体装置を製造する際の酸化シリコン膜のエッチング
の際に、電極による異常放電などが防止でき、異常放電
などで生じる異物をなくすることができる電極が設置さ
れている半導体製造装置およびそれを用いた半導体装置
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明者は、半導体装置の製造技術に使
用されている酸化シリコン膜のエッチング装置について
検討した。以下は、本発明者によって検討された技術で
あり、その概要は次のとおりである。

【０００３】すなわち、半導体装置の製造技術に使用さ
れている酸化シリコン膜のドライエッチング装置として
の平行平板型ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置にお
いて、エッチングチャンバ（エッチング室）内に、ＲＦ
（Radio Frequency 高周波）電力が印加されており、し
かもガス供給用の孔（穴）が開いている電極が、使用さ
れている。

【０００４】この場合、その電極は、膜厚が１０mmのシ
リコン（Ｓｉ）電極板と膜厚が１０mmのアルミニウム
（Ａｌ）電極板とをそれらの周辺部に複数のボルトを用
いて固定している態様のものである。

【０００５】シリコン電極板にアルミニウム電極板を固
定している理由は、シリコン電極板の熱伝導率（１４８
ｗ／m ｋ）が低くて、抵抗率（3.４×１０Ｅ６Ωm ）が
高いので、熱伝導率（２３７ｗ／m ｋ）が高く、しかも
抵抗率（2.６６×１０Ｅ６Ωm ）が低い材料からなるア
ルミニウム電極板によって、シリコン電極板を保持して
いる。

【０００６】なお、エッチング装置について記載されて
いる文献としては、例えば１９９１年９月２８日、日刊
工業新聞社発行の「半導体製造装置用語辞典」ｐ１８４
〜ｐ１９４に記載されているものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したエ
ッチング装置について、以下に記載するような種々の問
題点があることを本発明者が見い出した。

【０００８】すなわち、前述したエッチング装置におけ
る電極は、シリコン電極板とアルミニウム電極板の間隔
が不均一に発生し、放電が生じやすくなることにより、
酸化シリコン膜のエッチングの際に異物の発生源となっ
ているという問題点が発生している。

【０００９】本発明者の検討によると、電極の間隔およ
びウエハ表面からの分析の結果、Ａｌ−Ｆ（アルミニウ
ムとフッ素との結合体）を主成分とする異物が検出され
ており、電極が明らかな異物の発生源となっている。

【００１０】また、電極の直下にエッチング処理用のウ
エハがあるために、異物がウエハにも付着するという問
題点が発生し、半導体装置の製造歩留りを低下させてい
る。

【００１１】さらに、その電極は、シリコン電極板とア
ルミニウム電極板とをそれらの周辺部に複数のボルトを
用いて固定している態様のものであることにより、シリ
コン電極板とアルミニウム電極板とが機械的な固定であ
るので、シリコン電極板の厚さを薄くすることができな
いために、シリコン電極板の原価が高くなり、電極が高
価となっている。

【００１２】本発明の目的は、半導体装置を製造する際
の酸化シリコン膜のエッチングなどの際に、電極による
異常放電などが防止でき、異常放電などで生じる異物を
なくすることができる電極が設置されている半導体製造
装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供す
ることにある。

【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１５】すなわち、（１）．本発明の半導体製造装
置は、ウエハの上にガス供給用の孔を有する電極が設置
されており、ウエハの処理を行う半導体製造装置であっ
て、前記電極は、シリコン電極板とアルミニウム電極板
とを有し、シリコン電極板とアルミニウム電極板とがそ
の間に存在する合金層をもって固定化されているもので
ある。

【００１６】（２）．本発明の半導体装置の製造方法
は、前記（１）項の半導体製造装置を用いて、ウエハの
処理を使用して、ウエハの表面に形成されている酸化シ
リコン膜のエッチングを行う工程などの半導体装置の製
造を行う工程を有するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、重複説明は省略する。

【００１８】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１であるエッチング装置を一部断面化して示す概略
側面図である。図２は、図１における電極を拡大して示
す拡大平面模式図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ
矢視断面を拡大して示す拡大断面図である。

【００１９】図１に示すように、本実施の形態のエッチ
ング装置（半導体製造装置）は、平行平板型ＲＩＥ装置
であり、本発明の特徴となっている電極（ウエハの上に
ガス供給用の孔を有する電極であり、以下、上部電極と
称する）１が設置されているものである。

【００２０】本実施の形態のエッチング装置は、上部電
極１以外の構成要素は、従来のエッチング装置の構成要
素と同様なものであり、種々の形態の構成要素を有する
エッチング装置を適用することができる。

【００２１】図１において、６はエッチング装置の内壁
であり、７は上部電極１を設置するための石英サセプタ
であり、８は上部電極１に電気的に接続されているＲＦ
電源であり、９はガス供給体である。

【００２２】また、１０は下部電極１１を設置するため
の石英サセプタであり、１２は下部電極１１にコンデン
サ１３を介して電気的に接続されているＰＦ電源であ
り、１４は静電チャック１５の上にセットされているウ
エハであり、１６はウエハ押上げピンであり、１７は冷
却用ガス管である。

【００２３】さらに、１８はゲートバルブであり、１９
は電磁石であり、２０は排気ボートである。

【００２４】本実施の形態のエッチング装置の動作は、
ガス供給体９からエッチングに使用されるガスが、ガス
導入口を通して真空状態のエッチングチャンバ（エッチ
ング室）に導入される。この場合、真空状態のエッチン
グチャンバは、数１０〜数１００mTorr に圧力調整され
る。エッチング処理されるウエハ１４は、下部電極１１
上に設置され、８００ｋＨｚ〜８０ＭＨｚの周波数で0.
１〜３ｋｗ程度の電力のＲＦ電源８, １２によって、0.
１〜３ｋｗ程度の電力が下部電極１１と上部電極１に独
立あるいは同時に印加させられて、プラズマが生成させ
られて、ウエハ１４がエッチングされる処理が行われ
る。

【００２５】図２および図３に示すように、本実施の形
態のエッチング装置に設置されている上部電極１は、膜
厚が1.５mmのシリコン電極板２と膜厚が１０mmのアルミ
ニウム電極板３とからなり、シリコン電極板２とアルミ
ニウム電極板３との接触部に熱処理によってシリコンと
アルミニウムとの合金層４を形成して、シリコン電極板
２とアルミニウム電極板３とを合金層４によって固定化
していることを特徴としている。

【００２６】また、本実施の形態のエッチング装置に設
置されている上部電極１は、直径が３００mmの円形状の
平面を有し、周辺の４０mmの領域以外の中心部にガス供
給（ガス吹き出し）用の孔としての直径が1.５mmの孔５
が多数形成されている。一例としては、隣接している孔
５の間隔の距離（ピッチ）は6.２５mmとされており、上
部電極１の平面的な１直線上に３５個の孔５が配置され
ている。なお、孔５の直径と隣接している孔５の間隔の
距離は、設計仕様に応じて種々の値を適用することがで
きる。

【００２７】次に、本実施の形態のエッチング装置に設
置されている上部電極（電極）１の製造方法を説明す
る。

【００２８】まず、図４に示すように、直径が３００mm
の円形状の平面を有し、膜厚が1.５mmのシリコン電極板
２を形成する。

【００２９】この場合、シリコン電極板２をポリッシン
グした後、メタノールなどの有機溶剤などを用いた有機
洗浄法を使用して、脱脂処理を行った後、濃度が１％の
浄化水素酸などを用いた無機洗浄法を使用して、シリコ
ン電極２を洗浄した後乾燥を行う。また、本発明者の検
討の結果、シリコン電極板２の膜厚は、１〜５mmという
薄膜のものを設計仕様に応じて適用することができる。

【００３０】次に、図５に示すように、直径が３００mm
の円形状の平面を有し、膜厚が１０mmのアルミニウム電
極板３を形成する。この場合、本発明者の検討の結果、
アルミニウム電極板３の膜厚は、１０mmという薄膜のも
のや例えば１５mmなどの１０mm以上のものを設計仕様に
応じて適用することができる。

【００３１】この場合、アルミニウム電極板３を電解研
磨した後、メタノールなどの有機溶剤などを用いた有機
洗浄法を使用して、脱脂処理を行う。

【００３２】その後、シリコン電極板２の表面に、アル
ミニウム電極板３の裏面を貼り合わせ材を介在させた状
態で接触されて、シリコン電極板２とアルミニウム電極
板３とを貼り合わせる（図６）。この場合、シリコン電
極板２とアルミニウム電極板３とが貼り合った状態の上
部電極１が形成される。

【００３３】次に、シリコン電極板２とアルミニウム電
極板３とが貼り合った状態の上部電極１を熱処理装置に
セットした後、窒素または酸素の雰囲気において、２０
０℃〜４００℃の温度（比較的低温な温度である）を使
用して、数分間の熱処理を行い、上部電極１におけるシ
リコン電極板２とアルミニウム電極板３とが貼り合って
いる領域に、シリコンとアルミニウムとの合金層４を１
０〜５０nmの膜厚で形成する（図７）。

【００３４】その後、上部電極１に、ドリルなどの装置
を用いた機械的手法などを使用して、ガス供給用の貫通
孔である孔５を多数形成する。

【００３５】この場合、本実施の形態の他の態様とし
て、上部電極１の周辺部にシリコン電極板２とアルミニ
ウム電極板３とを固定するための固定用の貫通孔を４〜
１６個程度形成した後、その貫通孔にボルトをセットす
る。

【００３６】次に、上部電極１に、メタノールなどの有
機溶剤などを用いた有機洗浄法を使用して、脱脂処理を
行った後、濃度が１％の浄化水素酸などを用いた無機洗
浄法を使用して、上部電極１を洗浄した後乾燥を行うこ
とにより、上部電極１の製造工程を終了する（図２およ
び図３）。

【００３７】本実施の形態の他の態様として、アルミニ
ウム電極板３におけるシリコン電極板２が貼り合う領域
に、高融点金属膜（Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏなど）または高融点
金属化合物（ＴｉＮ、ＴｉＷなど）を含むバリヤ層が形
成されているアルミニウム電極板３を使用し、合金層４
として、シリコンと前記高融点金属とを含むものにする
ことにより、アルミニウム電極板３の材料であるアルミ
ニウムおよびシリコン電極板２の材料であるシリコンの
余計な相互拡散が発生するのを防止することができる。

【００３８】また、本実施の形態の他の態様として、シ
リコン電極板２とアルミニウム電極板３とが貼り合った
状態の上部電極１を形成する工程の前に、シリコン電極
板２にガス供給用の孔５を形成する工程およびアルミニ
ウム電極板３にガス供給用の孔５を形成する工程を採用
した態様を適用することができる。

【００３９】前述した本実施の形態のエッチング装置に
設置されている上部電極（電極）１によれば、シリコン
電極板２とアルミニウム電極板３とが貼り合った状態の
上部電極１を熱処理装置にセットした後、熱処理を行
い、上部電極１におけるシリコン電極板２とアルミニウ
ム電極板３とが貼り合っている領域に、シリコンとアル
ミニウムとの合金層４を形成していることにより、合金
層４によって、シリコン電極板２とアルミニウム電極板
３との間隔（隙間領域）を取り除くことができる。

【００４０】したがって、上部電極（電極）１における
シリコン電極板２とアルミニウム電極板３との間隔で起
こる異常放電などを防止できることにより、異常放電な
どで生じる異物を完全に防止することができる。また、
電力のロスを低減できることにより、エッチング特性を
安定化できるので、高信頼度でしかも高性能なエッチン
グ処理を行うことができる。

【００４１】本実施の形態のエッチング装置に設置され
ている上部電極（電極）１によれば、シリコン電極板２
とアルミニウム電極板３とが貼り合った状態の上部電極
１を熱処理装置にセットした後、熱処理を行い、上部電
極１におけるシリコン電極板２とアルミニウム電極板３
とが貼り合っている領域に、シリコンとアルミニウムと
の合金層４を形成していることにより、合金層４によっ
て、シリコン電極板２とアルミニウム電極板３とを高い
精度で接着できる。

【００４２】したがって、シリコン電極板２の膜厚を薄
膜状態の１〜５mmとすることができることにより、部品
材料費を低減することができる。具体的には、従来の上
部電極は、膜厚が１０mmのシリコン電極板を使用してい
ることにより、１００万円程度の部品材料費を必要とし
ていたが、本実施の形態の上部電極（電極）１によれ
ば、シリコン電極板２の膜厚を薄膜状態の１〜５mmとす
ることができることにより、３０万円程度の部品材料費
とすることができる。

【００４３】本実施の形態のエッチング装置に設置され
ている上部電極（電極）１によれば、アルミニウム電極
板３におけるシリコン電極板２が貼り合う領域に、高融
点金属膜（Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏなど）または高融点金属を有
する合金膜（ＴｉＮ、ＴｉＷなど）が形成されているア
ルミニウム電極板を使用し、合金層４として、シリコン
電極板２の材料であるシリコンと高融点金属膜または高
融点金属を有する合金膜の材料である高融点金属とを有
するものにすることにより、アルミニウム電極板３の材
料であるアルミニウムおよびシリコン電極板２の材料で
あるシリコンの余計な相互拡散が発生するのを防止する
ことができる。

【００４４】本実施の形態のエッチング装置に設置され
ている上部電極（電極）１の製造方法によれば、シリコ
ン電極板２とアルミニウム電極板３とが貼り合った状態
の上部電極１を熱処理装置にセットした後、窒素または
酸素の雰囲気において、２００℃〜４００℃の温度（比
較的低温な温度である）を使用して、数分間の熱処理を
行い、上部電極１におけるシリコン電極板２とアルミニ
ウム電極板３とが貼り合っている領域に、シリコンとア
ルミニウムとの合金層４を１０〜５０nmの膜厚で形成す
る工程を使用していることにより、簡単で容易な製造工
程をもって、高精度な上部電極（電極）１を高製造歩留
りをもって製造することができる。

【００４５】本実施の形態のエッチング装置（半導体製
造装置）によれば、上部電極（電極）１におけるシリコ
ン電極板２とアルミニウム電極板３との間隔で起こる異
常放電などを防止できることにより、異常放電などで生
じる異物を完全に防止することができる。また、電力の
ロスを低減できることにより、エッチング特性を安定化
できるので、高信頼度でしかも高性能なエッチング処理
を行うことができる。

【００４６】本実施の形態のエッチング装置（半導体製
造装置）によれば、上部電極（電極）１からの異物を完
全に防止することができることにより、エッチング処理
後のエッチング装置の異物除去のための洗浄処理を低減
することができる。具体的には、従来の約１５回の洗浄
回数を１０回の洗浄回数とすることができる。

【００４７】したがって、本実施の形態のエッチング装
置（半導体製造装置）によれば、各々のエッチング処理
工程の間の時間および洗浄装置の導入数を低減すること
ができる。

【００４８】（実施の形態２）図８は、本発明の実施の
形態２である半導体装置の製造工程を示す断面図であ
る。本実施の形態の半導体装置の製造方法は、ＭＯＳＦ
ＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Trans
istor ）を有する半導体集積回路装置の製造方法であ
る。同図を用いて、本実施の形態の半導体装置の製造方
法について説明する。

【００４９】まず、例えばｐ型のシリコン単結晶からな
る半導体基板（ウエハ）２１の素子分離領域に熱酸化処
理を用いて酸化シリコン膜からなるフィールド絶縁膜２
２を形成する。次に、半導体基板２１の素子形成領域
に、ＭＯＳＦＥＴを形成する。

【００５０】すなわち、半導体基板（ウエハ）２１の素
子分離領域に熱酸化処理を用いて酸化シリコン膜からな
るフィールド絶縁膜２２を形成した後、半導体基板２１
の上に、例えば酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜２
３を形成した後、その上にゲート電極２４としての例え
ば不純物としてリンが含まれている多結晶シリコン膜を
形成し、その上に例えば酸化シリコン膜からなる絶縁膜
２５を形成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング
技術とを使用してゲート電極などのパターンを形成す
る。

【００５１】その後、半導体基板２１の上に、ＣＶＤ
（Chemical Vapor Deposition ）法を使用して、酸化シ
リコン膜（絶縁膜）を形成した後、リソグラフィ技術と
選択エッチング技術とを使用して、ゲート電極２４の側
壁にサイドウォールスペーサ２６を形成する。次にゲー
ト電極２４などからなるゲート領域をマスクとして、イ
オン注入法を使用して、例えばリンなどのｎ型の不純物
を半導体基板２１にイオン打ち込みした後、熱拡散処理
を行って、ソースおよびドレインとなる半導体領域２７
を形成する。

【００５２】次に、半導体基板２１の上に、酸化シリコ
ン膜（絶縁膜）２８をＣＶＤ法を使用して形成する。こ
の場合、半導体基板２１の上にゲート電極２４などが形
成されているので、酸化シリコン膜２８の表面には段差
部が形成されるので、研磨法を使用して、酸化シリコン
膜２８の研磨を行い、酸化シリコン膜２８の平面を平坦
化して、平坦化された酸化シリコン膜２８を形成する。

【００５３】次に、リソグラフィ技術と前述した実施の
形態１のエッチング装置を用いた選択エッチング技術と
を使用して、酸化シリコン膜２８にスルーホール（接続
孔）２９を形成する。

【００５４】この場合、酸化シリコン膜２８の選択エッ
チング技術として、前述した実施の形態１のエッチング
装置を使用していることにより、エッチング装置におけ
る上部電極（電極）１からの異物を完全に防止すること
ができると共に電力のロスを低減できることにより、エ
ッチング特性を安定化できるので、高信頼度でしかも高
性能なエッチング処理を行うことができる。したがっ
て、微細構造でしかも不良の発生が防止できたスルーホ
ール２９を形成することができると共にＭＯＳＦＥＴな
どの半導体素子の損傷を防止できる。

【００５５】また、酸化シリコン膜２８の選択エッチン
グ用ガスとしては、フロン１４またはフロン２３などの
種々のガスを適用しても、異物の発生を防止することが
できる。

【００５６】次に、半導体基板２１の上に、プラグを形
成するためのタングステン層（金属層）をＣＶＤ法を使
用して形成する。この場合、酸化シリコン膜２８にスル
ーホール２９が形成されているので、タングステン層の
表面には段差部が形成されている。

【００５７】その後、研磨法を使用して、タングステン
層の研磨を行い、酸化シリコン膜２８の上のタングステ
ン層を取り除いて、スルーホール２９に埋め込まれてい
るタングステン層からなるプラグ３０を形成する。

【００５８】次に、半導体基板２１の上に、配線層とし
ての銅層（金属層）３１をスパッタリング法を使用して
形成する。この場合、配線層としての金属層は、銅層３
１とは別の態様であるアルミニウム層などを適用するこ
とができる。

【００５９】次に、リソグラフィ技術と選択エッチング
技術とを使用して、銅層３１に配線層としてのパターン
を形成して、パターン化された配線層としての銅層３１
を形成する。

【００６０】その後、前述した絶縁膜としての酸化シリ
コン膜２８の製造工程と配線層としての銅層３１の製造
工程などを使用して、半導体基板２１の上に、必要に応
じて層間絶縁膜と配線層とを積層させた後、パシベーシ
ョン膜を形成することにより、半導体集積回路装置の製
造工程を終了する。

【００６１】前述した本実施の形態の半導体装置の製造
方法によれば、酸化シリコン膜２８の選択エッチング技
術として、前述した実施の形態１のエッチング装置を使
用していることにより、エッチング装置における上部電
極（電極）１からの異物を完全に防止することができる
と共に電力のロスを低減できることにより、エッチング
特性を安定化できるので、高信頼度でしかも高性能なエ
ッチング処理を行うことができる。

【００６２】また、酸化シリコン膜２８の選択エッチン
グ用ガスとしては、フロン１４またはフロン２３などの
種々のガスを適用しても、異物の発生を防止することが
できる。

【００６３】したがって、微細構造でしかも不良の発生
が防止できたスルーホール２９を形成することができる
と共にＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子の損傷を防止でき
ることにより、高製造歩留りをもって半導体装置を製造
することができる。

【００６４】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。

【００６５】例えば、本発明の半導体製造装置は、酸化
シリコン膜をエッチングするためのエッチング装置以外
に、窒化シリコン膜などの絶縁膜などのエッチング装置
および絶縁膜や配線層などを堆積するためのＣＶＤ装置
などの種々の半導体製造装置に適用できる。

【００６６】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体素子を形成する半導体基板（ウエハ）をＳＯＩ
（Silicon on Insulator）基板などの基板に変更するこ
とができ、それらの基板に、ＭＯＳＦＥＴ、ＣＭＯＳＦ
ＥＴおよびバイポーラトランジスタなどの種々の半導体
素子を組み合わせた態様の半導体集積回路装置の製造方
法とすることができる。

【００６７】さらに、本発明の半導体装置の製造方法
は、ＭＯＳＦＥＴ、ＣＭＯＳＦＥＴ、ＢｉＣＭＯＳＦＥ
Ｔなどを構成要素とするＤＲＡＭ（Dynamic Random Acc
ess Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memor
y ）などのメモリ系、あるいはロジック系などを有する
種々の半導体集積回路装置の製造方法に適用できる。

【００６８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００６９】（１）．本発明のエッチング装置などの半
導体製造装置によれば、上部電極（電極）におけるシリ
コン電極板とアルミニウム電極板との間隔で起こる異常
放電などを防止できることにより、異常放電などで生じ
る異物を完全に防止することができる。また、電力のロ
スを低減できることにより、エッチング特性を安定化で
きるので、高信頼度でしかも高性能なエッチング処理を
行うことができる。

【００７０】本発明のエッチング装置などの半導体製造
装置によれば、上部電極（電極）からの異物を完全に防
止することができることにより、エッチング処理後のエ
ッチング装置の異物除去のための洗浄処理を低減するこ
とができる。具体的には、従来の約１５回の洗浄回数を
１０回の洗浄回数とすることができる。

【００７１】したがって、本発明の半導体製造装置とし
てのエッチング装置によれば、各々のエッチング処理工
程の間の時間および洗浄装置の導入数を低減することが
できる。

【００７２】（２）．本発明の半導体製造装置によれ
ば、それに設置されている上部電極（電極）が、シリコ
ン電極板とアルミニウム電極板とが貼り合った状態の上
部電極を熱処理装置にセットした後、熱処理を行い、上
部電極におけるシリコン電極板とアルミニウム電極板と
が貼り合っている領域に、シリコンとアルミニウムとの
合金層を形成していることにより、合金層によって、シ
リコン電極板とアルミニウム電極板との間隔（隙間領
域）を取り除くことができる。

【００７３】したがって、上部電極（電極）におけるシ
リコン電極板とアルミニウム電極板との間隔で起こる異
常放電などを防止できることにより、異常放電などで生
じる異物を完全に防止することができる。また、電力の
ロスを低減できることにより、エッチング特性を安定化
できるので、高信頼度でしかも高性能なエッチング処理
を行うことができる。

【００７４】（３）．本発明の半導体製造装置によれ
ば、それに設置されている上部電極（電極）が、シリコ
ン電極板とアルミニウム電極板とが貼り合った状態の上
部電極を熱処理装置にセットした後、熱処理を行い、上
部電極におけるシリコン電極板とアルミニウム電極板と
が貼り合っている領域に、シリコンとアルミニウムとの
合金層を形成していることにより、合金層によって、シ
リコン電極板とアルミニウム電極板とを高い精度で接着
できる。

【００７５】したがって、シリコン電極板の膜厚を薄膜
状態の１〜５mmとすることができることにより、部品材
料費を低減することができる。具体的には、従来の上部
電極は、膜厚が１０mmのシリコン電極板を使用している
ことにより、１００万円程度の部品材料費を必要として
いたが、本実施の形態の上部電極（電極）によれば、シ
リコン電極板の膜厚を薄膜状態の１〜５mmとすることが
できることにより、３０万円程度の部品材料費とするこ
とができる。

【００７６】（４）．本発明の半導体製造装置によれ
ば、それに設置されている上部電極（電極）が、アルミ
ニウム電極板におけるシリコン電極板が貼り合う領域
に、高融点金属膜（Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏなど）または高融点
金属を有する合金膜（ＴｉＮ、ＴｉＷなど）が形成され
ているアルミニウム電極板を使用し、合金層として、シ
リコン電極板の材料であるシリコンと高融点金属膜また
は高融点金属を有する合金膜の材料である高融点金属と
を有するものにすることにより、アルミニウム電極板の
材料であるアルミニウムおよびシリコン電極板の材料で
あるシリコンの余計な相互拡散が発生するのを防止する
ことができる。

【００７７】（５）．本発明の半導体製造装置によれ
ば、それに設置されている上部電極（電極）の製造方法
として、シリコン電極板とアルミニウム電極板とが貼り
合った状態の上部電極を熱処理装置にセットした後、窒
素または酸素の雰囲気において、２００℃〜４００℃の
温度（比較的低温な温度である）を使用して、数分間の
熱処理を行い、上部電極におけるシリコン電極板とアル
ミニウム電極板とが貼り合っている領域に、シリコンと
アルミニウムとの合金層を１０〜５０nmの膜厚で形成す
る工程を使用していることにより、簡単で容易な製造工
程をもって、高精度な上部電極（電極）を高製造歩留り
をもって製造することができる。

【００７８】（６）．本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、酸化シリコン膜の選択エッチング技術として、
前述した本発明のエッチング装置を使用していることに
より、エッチング装置における上部電極（電極）からの
異物を完全に防止することができると共に電力のロスを
低減できることにより、エッチング特性を安定化できる
ので、高信頼度でしかも高性能なエッチング処理を行う
ことができる。

【００７９】また、酸化シリコン膜の選択エッチング用
ガスとしては、フロン１４またはフロン２３などの種々
のガスを適用しても、異物の発生を防止することができ
る。

【００８０】したがって、微細構造でしかも不良の発生
が防止できたスルーホールを形成することができると共
にＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子の損傷を防止できるこ
とにより、高製造歩留りをもって半導体装置を製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１であるエッチング装置を
一部断面化して示す概略側面図である。

【図２】図１における電極を拡大して示す拡大平面模式
図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ矢視断面を拡大して示す拡
大断面図である。

【図４】本発明の実施の形態１であるエッチング装置に
設置されている電極の製造工程を示す拡大断面図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態１であるエッチング装置に
設置されている電極の製造工程を示す拡大断面図であ
る。

【図６】本発明の実施の形態１であるエッチング装置に
設置されている電極の製造工程を示す拡大断面図であ
る。

【図７】本発明の実施の形態１であるエッチング装置に
設置されている電極の製造工程を示す拡大断面図であ
る。

【図８】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造
工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１上部電極（電極）２シリコン電極板３アルミニウム電極板４合金層５孔６内壁７石英サセプタ８ＲＦ電源９ガス供給体１０石英サセプタ１１下部電極１２ＰＦ電源１３コンデンサ１４ウエハ１５静電チャック１６ウエハ押上げピン１７冷却用ガス管１８ゲートバルブ１９電磁石２０排気ボート２１半導体基板（ウエハ）２２フィールド絶縁膜２３ゲート絶縁膜２４ゲート電極２５絶縁膜２６サイドウォールスペーサ２７半導体領域２８酸化シリコン膜（絶縁膜）２９スルーホール３０プラグ３１銅層（金属層）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者勝山雅則東京都青梅市新町六丁目16番地の３株式会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者西寛生東京都青梅市新町六丁目16番地の３株式会社日立製作所デバイス開発センタ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理物であるウエハの上にガス供給用
の孔を有する電極が設置された半導体製造装置であっ
て、前記電極は、アルミニウム電極板とシリコン電極板
とを有し、前記アルミニウム電極板と前記シリコン電極
板とは、それらの間に介在する合金層によって固定化さ
れていることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】請求項１記載の半導体製造装置であっ
て、前記シリコン電極板の膜厚は、１〜５mmであり、前
記合金層は、シリコンとアルミニウムとを含むことを特
徴とする半導体製造装置。
【請求項３】被処理物であるウエハの上にガス供給用
の孔を有する電極が設置された半導体製造装置であっ
て、前記電極は、アルミニウム電極板とシリコン電極板
とを有し、前記アルミニウム電極板と前記シリコン電極
板とは、それらの間に介在するバリヤ層と合金層とによ
って固定化されていることを特徴とする半導体製造装
置。
【請求項４】請求項３記載の半導体製造装置であっ
て、前記シリコン電極板の膜厚は、１〜５mmであり、前
記バリヤ層は、高融点金属または高融点金属化合物を含
み、前記合金層は、シリコンとアルミニウムとを含むこ
とを特徴とする半導体製造装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の半
導体製造装置であって、前記ウエハのエッチングを行う
エッチング装置であることを特徴とする半導体製造装
置。
【請求項６】請求項５記載の半導体製造装置であっ
て、前記ウエハに形成された酸化シリコン膜のエッチン
グを行うエッチング装置であることを特徴とする半導体
製造装置。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載の半
導体製造装置を用いて、前記ウエハの処理を行う工程を
含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】請求項７記載の半導体装置の製造方法で
あって、前記ウエハに形成された酸化シリコン膜のエッ
チングを行う工程を含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法。