JPH11297675A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
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- JPH11297675A JPH11297675A JP10642998A JP10642998A JPH11297675A JP H11297675 A JPH11297675 A JP H11297675A JP 10642998 A JP10642998 A JP 10642998A JP 10642998 A JP10642998 A JP 10642998A JP H11297675 A JPH11297675 A JP H11297675A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ下での処理において、イオン衝突に
よるパーティクルの発生を抑えることができ、被処理体
を所望形状に処理することができる半導体装置を提供す
ること。 【解決手段】 真空チャンバ内でプラズマ下で被処理体
に処理を施す半導体製造装置であって、前記被処理体を
載置する載置手段と、前記真空チャンバ内にガスを供給
するためのガス供給手段と、前記真空チャンバから排気
するための排気手段と、前記真空チャンバ内にプラズマ
を発生させるプラズマ発生手段と、を具備し、前記真空
チャンバは、プラズマが集中する部分が耐プラズマ性材
料で構成され、その他の部分がＳｉＯ2 で構成されるこ
とを特徴とする。
よるパーティクルの発生を抑えることができ、被処理体
を所望形状に処理することができる半導体装置を提供す
ること。 【解決手段】 真空チャンバ内でプラズマ下で被処理体
に処理を施す半導体製造装置であって、前記被処理体を
載置する載置手段と、前記真空チャンバ内にガスを供給
するためのガス供給手段と、前記真空チャンバから排気
するための排気手段と、前記真空チャンバ内にプラズマ
を発生させるプラズマ発生手段と、を具備し、前記真空
チャンバは、プラズマが集中する部分が耐プラズマ性材
料で構成され、その他の部分がＳｉＯ2 で構成されるこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及び電
子デバイス部品に代表される微細加工プロセスにおいて
薄膜形成方法として広く使用されているエッチング装
置、ＣＶＤ装置及びスパッタリング装置等のプラズマを
使用して半導体ウェハ等の被処理体を処理する半導体製
造装置全般に関する。
子デバイス部品に代表される微細加工プロセスにおいて
薄膜形成方法として広く使用されているエッチング装
置、ＣＶＤ装置及びスパッタリング装置等のプラズマを
使用して半導体ウェハ等の被処理体を処理する半導体製
造装置全般に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置及び電子デバイス部品に代表
される微細加工プロセスにおいて、ドライエッチング工
程を例にとって以下に詳細に説明する。なお、ＣＶＤ
（Chemical Vapor Deposition ）やスパッタリング等の
他の工程についても同様である。
される微細加工プロセスにおいて、ドライエッチング工
程を例にとって以下に詳細に説明する。なお、ＣＶＤ
（Chemical Vapor Deposition ）やスパッタリング等の
他の工程についても同様である。
【０００３】微細加工パターンを形成するための方法と
して、現在エッチング法が広く利用されている。この処
理を行うための微細加工装置であるエッチング装置にお
いては、高アスペクト比・高選択比・高エッチレートが
要求されるとともに、断線やショートの原因となるパー
ティクルの発生も抑えるという要求もある。例えば、ア
ルミの配線パターンのエッチングを行う際には、配線間
にパーティクルが存在すると、ショートの原因となって
しまい、著しく製品の歩留まりを低下させてしまう。
して、現在エッチング法が広く利用されている。この処
理を行うための微細加工装置であるエッチング装置にお
いては、高アスペクト比・高選択比・高エッチレートが
要求されるとともに、断線やショートの原因となるパー
ティクルの発生も抑えるという要求もある。例えば、ア
ルミの配線パターンのエッチングを行う際には、配線間
にパーティクルが存在すると、ショートの原因となって
しまい、著しく製品の歩留まりを低下させてしまう。
【０００４】しかし、前記のそれぞれ要求についてはト
レードオフの関係にあり、すべての条件を満足すること
はできない。特に、近年の高密度・高集積化にともな
い、高真空状態で高密度プラズマを発生するプラズマソ
ースを搭載したチャンバが出現してきており、高密度プ
ラズマに晒されたチヤンバ内壁にイオンボンバードによ
るパーティクルの発生が深刻な問題となってきている。
以下に図１２〜図１４を用いて上記内容を詳細に説明す
る。
レードオフの関係にあり、すべての条件を満足すること
はできない。特に、近年の高密度・高集積化にともな
い、高真空状態で高密度プラズマを発生するプラズマソ
ースを搭載したチャンバが出現してきており、高密度プ
ラズマに晒されたチヤンバ内壁にイオンボンバードによ
るパーティクルの発生が深刻な問題となってきている。
以下に図１２〜図１４を用いて上記内容を詳細に説明す
る。
【０００５】図１２には、一般的に使用されている平行
平板型のリアクティブイオンエッチング装置の概要を示
す。また、図１３は、該チャンバ内で高密度プラズマが
発生する部分とウェハ上にパターニングされた構造を巨
視的に表した図である。更に、図１４は、該チヤンバ内
にCHF3等のチャンバ内にデポジションの発生に起因する
ガスを供給したときの状態を表す図である。
平板型のリアクティブイオンエッチング装置の概要を示
す。また、図１３は、該チャンバ内で高密度プラズマが
発生する部分とウェハ上にパターニングされた構造を巨
視的に表した図である。更に、図１４は、該チヤンバ内
にCHF3等のチャンバ内にデポジションの発生に起因する
ガスを供給したときの状態を表す図である。
【０００６】図１２及び図１３に示すイオンエッチング
装置では、排気手段５によリチャンバ内を真空状態に
し、該真空チャンバ内にガス供給手段１よリガスを供給
しており、チラー等により精密に温度コントロールされ
た下部電極４の温度を正確にウェハ３に伝達するために
静電チャック７でウェハ３が吸着されている。該下部電
極４に高周波電源６を用いてRFパワーを印加することに
より、イオン１１とラジカル（中性種）を発生させて、
ウェハ３にイオン１１を衝突させ、ラジカルによりウェ
ハ表面上で化学反応を起こすことによって、エッチング
を進行させている。
装置では、排気手段５によリチャンバ内を真空状態に
し、該真空チャンバ内にガス供給手段１よリガスを供給
しており、チラー等により精密に温度コントロールされ
た下部電極４の温度を正確にウェハ３に伝達するために
静電チャック７でウェハ３が吸着されている。該下部電
極４に高周波電源６を用いてRFパワーを印加することに
より、イオン１１とラジカル（中性種）を発生させて、
ウェハ３にイオン１１を衝突させ、ラジカルによりウェ
ハ表面上で化学反応を起こすことによって、エッチング
を進行させている。
【０００７】しかし、このイオン１１の衝突は、ウェハ
のみならずチャンバ内壁もたたいてしまいパーティクル
の発生源となってしまう。特に、図１３に示すように、
電極間距離がいちじるしく短い場合、プラズマが集中す
る場所は、ガスが吹き出すガスシャワー２の周辺にある
周辺リング９である。ここにプラズマが集中するために
激しくイオン１１が周辺リング９の内周に衝突し、この
ため、ここからパーティクルが発生し、ウェハの上に落
下する。
のみならずチャンバ内壁もたたいてしまいパーティクル
の発生源となってしまう。特に、図１３に示すように、
電極間距離がいちじるしく短い場合、プラズマが集中す
る場所は、ガスが吹き出すガスシャワー２の周辺にある
周辺リング９である。ここにプラズマが集中するために
激しくイオン１１が周辺リング９の内周に衝突し、この
ため、ここからパーティクルが発生し、ウェハの上に落
下する。
【０００８】このことを防止するための手段として、図
１４に示すように、CHF3系のデポジションを発生させる
ガスをチャンバ内に導入する方法がある。この方法は、
CHF3系ガスを導入することにより、イオン１１が衝突す
る周辺リング９の内周にデポジションさせて反応生成物
８を付着させ、イオン１１の衝突から周辺リング９を保
護する方法である。これにより、イオン１１の衝突によ
るパーティクルの発生は抑えられる。しかし、この手法
を用いた場合、２つの問題がある。
１４に示すように、CHF3系のデポジションを発生させる
ガスをチャンバ内に導入する方法がある。この方法は、
CHF3系ガスを導入することにより、イオン１１が衝突す
る周辺リング９の内周にデポジションさせて反応生成物
８を付着させ、イオン１１の衝突から周辺リング９を保
護する方法である。これにより、イオン１１の衝突によ
るパーティクルの発生は抑えられる。しかし、この手法
を用いた場合、２つの問題がある。
【０００９】一つは、CHF3系のデポジションガスを使用
するために、周辺リング９以外にもウェハ３本体にも、
反応生成物が付着する。この場合、レジスト等のエッチ
ングマスク１２を使用して、酸化膜等の被エッチング材
１３を加工すると、被エッチング材１３の側壁にも反応
生成物８が付着し、図１４に示すように、エッチングが
良好に進行せず、テーパ形状になってしまう。これは、
上下配線間を接続するコンタクトホールにおいては、テ
ーパにより穴底径が小さくなり、穴底の接続抵抗が非常
に小さくなってしまうという問題を引き起こす。
するために、周辺リング９以外にもウェハ３本体にも、
反応生成物が付着する。この場合、レジスト等のエッチ
ングマスク１２を使用して、酸化膜等の被エッチング材
１３を加工すると、被エッチング材１３の側壁にも反応
生成物８が付着し、図１４に示すように、エッチングが
良好に進行せず、テーパ形状になってしまう。これは、
上下配線間を接続するコンタクトホールにおいては、テ
ーパにより穴底径が小さくなり、穴底の接続抵抗が非常
に小さくなってしまうという問題を引き起こす。
【００１０】二つ目の問題としては、周辺リング９にCH
F3系ガスを使用して、反応生成物８を付着してパーティ
クルを低減する方法においては、チャンバ洗浄後に周辺
リング９に一定の反応生成物が付着するまでに、デポ付
け作業が必要となる。このデボ付け作業は、ダミーウェ
ハを数枚位処理しただけでは、十分な反応生成物は付着
せずに、最低でも２０枚以上のデポ付け作業が必要とな
る。これは、装置の稼動率を著しく低下させる原因とな
る。
F3系ガスを使用して、反応生成物８を付着してパーティ
クルを低減する方法においては、チャンバ洗浄後に周辺
リング９に一定の反応生成物が付着するまでに、デポ付
け作業が必要となる。このデボ付け作業は、ダミーウェ
ハを数枚位処理しただけでは、十分な反応生成物は付着
せずに、最低でも２０枚以上のデポ付け作業が必要とな
る。これは、装置の稼動率を著しく低下させる原因とな
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に鑑
みてなされたものであり、プラズマ下での処理におい
て、イオン衝突によるパーティクルの発生を抑えること
ができ、被処理体を所望形状に処理することができる半
導体装置を提供することを目的とする。
みてなされたものであり、プラズマ下での処理におい
て、イオン衝突によるパーティクルの発生を抑えること
ができ、被処理体を所望形状に処理することができる半
導体装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を講じた。本発明は、真空チャ
ンバ内においてプラズマ下で被処理体に処理を施す半導
体製造装置であって、前記被処理体を載置する載置手段
と、前記真空チャンバ内にガスを供給するためのガス供
給手段と、前記真空チャンバから排気するための排気手
段と、前記真空チャンバ内にプラズマを発生させるプラ
ズマ発生手段と、を具備し、前記真空チャンバは、プラ
ズマが集中する部分が耐プラズマ性材料で構成され、そ
の他の部分がＳｉＯ2 で構成されることを特徴とする半
導体製造装置を提供する。
に、本発明は以下の手段を講じた。本発明は、真空チャ
ンバ内においてプラズマ下で被処理体に処理を施す半導
体製造装置であって、前記被処理体を載置する載置手段
と、前記真空チャンバ内にガスを供給するためのガス供
給手段と、前記真空チャンバから排気するための排気手
段と、前記真空チャンバ内にプラズマを発生させるプラ
ズマ発生手段と、を具備し、前記真空チャンバは、プラ
ズマが集中する部分が耐プラズマ性材料で構成され、そ
の他の部分がＳｉＯ2 で構成されることを特徴とする半
導体製造装置を提供する。
【００１３】この構成によれば、プラズマが集中する部
分に耐プラズマ性材料を配置するので、プラズマ下での
処理において、イオン衝突してもパーティクルの発生を
できるだけ抑えることができる。これにより、被処理体
を所望形状に処理することができる。
分に耐プラズマ性材料を配置するので、プラズマ下での
処理において、イオン衝突してもパーティクルの発生を
できるだけ抑えることができる。これにより、被処理体
を所望形状に処理することができる。
【００１４】本発明においては、真空チャンバは、ガス
供給手段近傍及び載置手段近傍の少なくとも一方にリン
グを有することが好ましい。この場合、リングは、熱伝
導及び耐プラズマ性が良好である窒化アルミ及び石英で
構成されることが好ましく、もしくは耐プラズマ性が良
好であるサファイア及び石英で構成されることが好まし
い。サファイア及び石英で構成されるリングは、石英部
材表面にサファイアをプラズマCVD 等の方法で被着させ
ることにより形成されることが好ましい。
供給手段近傍及び載置手段近傍の少なくとも一方にリン
グを有することが好ましい。この場合、リングは、熱伝
導及び耐プラズマ性が良好である窒化アルミ及び石英で
構成されることが好ましく、もしくは耐プラズマ性が良
好であるサファイア及び石英で構成されることが好まし
い。サファイア及び石英で構成されるリングは、石英部
材表面にサファイアをプラズマCVD 等の方法で被着させ
ることにより形成されることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明者は、鋭意研究を重ねた結
果、石英製周辺リングのプラズマに一番アタックされる
内周の部分だけをCF系プラズマにエッチングされにくい
窒化アルミ等に置き換えることによって、CHF3系のデポ
ガスを使用して、チャンバ内に反応生成物を付着させな
くても、パーティクルの発生が少なく、垂直な加工形状
が得られるプロセスが確立できることを見い出し、本発
明をするに至った。
果、石英製周辺リングのプラズマに一番アタックされる
内周の部分だけをCF系プラズマにエッチングされにくい
窒化アルミ等に置き換えることによって、CHF3系のデポ
ガスを使用して、チャンバ内に反応生成物を付着させな
くても、パーティクルの発生が少なく、垂直な加工形状
が得られるプロセスが確立できることを見い出し、本発
明をするに至った。
【００１６】本究明は、上記の知見に基づいて提案され
たもので、特に酸化膜の加工工程において、コンタクト
ホールの垂直形状やトレンチ横道の垂直形状を低パーテ
ィクルで達成する場合、石英製周辺リングの内周の部分
だけを窒化アルミやサファイア等の難エッチング材に置
き換えることにより、石英の誘電率とイオン衝突による
石英からの酸素供給を維持しつつ、パーティクルの発生
が少ない、垂直エッチングを行うことを特徴とするもの
である。
たもので、特に酸化膜の加工工程において、コンタクト
ホールの垂直形状やトレンチ横道の垂直形状を低パーテ
ィクルで達成する場合、石英製周辺リングの内周の部分
だけを窒化アルミやサファイア等の難エッチング材に置
き換えることにより、石英の誘電率とイオン衝突による
石英からの酸素供給を維持しつつ、パーティクルの発生
が少ない、垂直エッチングを行うことを特徴とするもの
である。
【００１７】本発明は、プラズマが集中するウェハの周
辺部もしくはガス吹き出し板の周辺部に位置する石英製
の周辺リングの内周を窒化アルミやサファイア等を組み
合わせることによって、イオン衝突によるパーティクル
の発生を抑えて、酸化膜の垂直形状の加工を実現するこ
とが最大のポイントである。
辺部もしくはガス吹き出し板の周辺部に位置する石英製
の周辺リングの内周を窒化アルミやサファイア等を組み
合わせることによって、イオン衝突によるパーティクル
の発生を抑えて、酸化膜の垂直形状の加工を実現するこ
とが最大のポイントである。
【００１８】一般的にCF系ガスでは、酸化膜を容易にエ
ッチングできるが、同時に石英で製作された周辺リング
も同時にエッチングされてしまう。これは、石英も基本
的には、酸化膜と同様にＳｉＯ2 と言う化学式で表され
ることからも推測できる。そこで、プラズマが高密度と
なる周辺リングの内周のみをCF4 プラズマにエッチング
されにくい材料に置き換えることとした。
ッチングできるが、同時に石英で製作された周辺リング
も同時にエッチングされてしまう。これは、石英も基本
的には、酸化膜と同様にＳｉＯ2 と言う化学式で表され
ることからも推測できる。そこで、プラズマが高密度と
なる周辺リングの内周のみをCF4 プラズマにエッチング
されにくい材料に置き換えることとした。
【００１９】図１には、CF4 の電子密度がそれぞれ３０
０ｅｖ及び５００ｅｖの場合、NF3電子密度が３００ｅ
ｖの場合の、各々のプラズマにおける各材料のエッチン
グレートを示す。この図から、石英は、CF4 プラズマに
晒した場合、９００オングストローム／min のエッチン
グレートでエッチングが進行することがわかる。これに
対して、サファイアや窒化アルミは、同じCF4 プラズマ
に晒した場合、１００オングストローム／min か、もし
くはそれ以下のエツチングレートを有しており、石英に
対して１／１０以下のエッチングレートであることがわ
かる。
０ｅｖ及び５００ｅｖの場合、NF3電子密度が３００ｅ
ｖの場合の、各々のプラズマにおける各材料のエッチン
グレートを示す。この図から、石英は、CF4 プラズマに
晒した場合、９００オングストローム／min のエッチン
グレートでエッチングが進行することがわかる。これに
対して、サファイアや窒化アルミは、同じCF4 プラズマ
に晒した場合、１００オングストローム／min か、もし
くはそれ以下のエツチングレートを有しており、石英に
対して１／１０以下のエッチングレートであることがわ
かる。
【００２０】この結果をもとに、周辺リングの材料その
ものをCF4 プラズマにエッチングされにくいサファイア
や窒化アルミに変更することが考えられるが、材料をす
べて変更した場合、プラズマの発生を大きく左右する材
料の誘電率が問題となってくる。そこで、周辺リングの
内周部の一部分を変更することにより、ほぼ石英の誘電
率は維持することができる。また、石英からイオン衝突
によりある量の酸素が供給されていることが予想される
が、上記手段をもちいれば、ある一定量の酸素の供給も
確保することができる。
ものをCF4 プラズマにエッチングされにくいサファイア
や窒化アルミに変更することが考えられるが、材料をす
べて変更した場合、プラズマの発生を大きく左右する材
料の誘電率が問題となってくる。そこで、周辺リングの
内周部の一部分を変更することにより、ほぼ石英の誘電
率は維持することができる。また、石英からイオン衝突
によりある量の酸素が供給されていることが予想される
が、上記手段をもちいれば、ある一定量の酸素の供給も
確保することができる。
【００２１】なお、本発明は、レジストマスクやPolyマ
スク、更にLocos 以外のコンタクトホールや楕円形状等
の垂直形状が要求される加工処理にも適用可能である。
スク、更にLocos 以外のコンタクトホールや楕円形状等
の垂直形状が要求される加工処理にも適用可能である。
【００２２】以下、本発明の実施の形態について、添付
図面を参照して詳細に説明する。まず、図２〜図５まで
に高密度プラズマを発生することができるプラズマ処理
装置の例を示す。
図面を参照して詳細に説明する。まず、図２〜図５まで
に高密度プラズマを発生することができるプラズマ処理
装置の例を示す。
【００２３】図２は、パワースプリット方式のプラズマ
エッチング装置を示す構成図である。これは、上部電極
と下部電極１０４が向かい合っている、一般にいわれる
平行平板型のプラズマエッチング装置で、上部電極と下
部電極１０４には、それぞれ高周波電源１０６が接続さ
れており、この高周波電源によって各々の電極に印加す
る電圧の割合を変化させてエッチングを行う装置であ
る。なお、上部電極と下部電極１０４の間隔は２mmから
３mmとナローギャップにしておき、均一性を良好なエッ
チングが可能である。
エッチング装置を示す構成図である。これは、上部電極
と下部電極１０４が向かい合っている、一般にいわれる
平行平板型のプラズマエッチング装置で、上部電極と下
部電極１０４には、それぞれ高周波電源１０６が接続さ
れており、この高周波電源によって各々の電極に印加す
る電圧の割合を変化させてエッチングを行う装置であ
る。なお、上部電極と下部電極１０４の間隔は２mmから
３mmとナローギャップにしておき、均一性を良好なエッ
チングが可能である。
【００２４】下部電極１０４上には、静電チャック１０
７が取り付けられており、静電チャック１０７上に被処
理体であるウェハ１０３が載置されている。ウェハ１０
３の外側には、ウェハの汚染を防止するためのウェハ周
辺リング１１５が配置されている。また、上部電極であ
るガスノズル部の外側には、ウェハの汚染を防止するた
めのガスノズル周辺リング２１４が配置されている。
７が取り付けられており、静電チャック１０７上に被処
理体であるウェハ１０３が載置されている。ウェハ１０
３の外側には、ウェハの汚染を防止するためのウェハ周
辺リング１１５が配置されている。また、上部電極であ
るガスノズル部の外側には、ウェハの汚染を防止するた
めのガスノズル周辺リング２１４が配置されている。
【００２５】また、チャンバの外側には、プラズマを高
密度にするためのダイポールリング１０２が配置されて
おり、チャンバの上部には、ガスをチャンバ内に供給す
るガス供給手段１０１が取り付られている。また、チャ
ンバの下部には、チャンバ内のガス等を排気する排気手
段１０５が取り付けられている。
密度にするためのダイポールリング１０２が配置されて
おり、チャンバの上部には、ガスをチャンバ内に供給す
るガス供給手段１０１が取り付られている。また、チャ
ンバの下部には、チャンバ内のガス等を排気する排気手
段１０５が取り付けられている。
【００２６】図３は、ＩＣＰタイプのエッチング装置で
高周波電源１０６から誘電プレートととなる石英天板上
に香取線香状に巻かれた誘導結合コイルとなるＩＣＰ電
極１０８に１３．５６MHｚの高周波を印加し高密度プラ
ズマを形成する機構となっている。
高周波電源１０６から誘電プレートととなる石英天板上
に香取線香状に巻かれた誘導結合コイルとなるＩＣＰ電
極１０８に１３．５６MHｚの高周波を印加し高密度プラ
ズマを形成する機構となっている。
【００２７】チャンバ内には、ウェハ１０３及びその外
側にウェハ周辺リング１１５が配置されており、その下
部には、ガス供給手段１０１が配置されている。また、
ガス供給手段１０１には、高周波電源１０６が取り付け
られている。チャンバの側方には、ウェハ１０３を搬入
・搬出する搬送手段１１０が取り付けられており、チャ
ンバの下部には、チャンバ内のガス等を排気する排気手
段１０５が取り付けられている。
側にウェハ周辺リング１１５が配置されており、その下
部には、ガス供給手段１０１が配置されている。また、
ガス供給手段１０１には、高周波電源１０６が取り付け
られている。チャンバの側方には、ウェハ１０３を搬入
・搬出する搬送手段１１０が取り付けられており、チャ
ンバの下部には、チャンバ内のガス等を排気する排気手
段１０５が取り付けられている。
【００２８】図４は、RFバイアス印加型ECR プラズマエ
ッチング装置を示している。マグネトロンでマイクロ波
を発生させるマイクロ波発生手段１１１より、導波管、
石英ベルジャを介して下部電極１０４に把持されたウェ
ハ１０３にマイクロ波が到達する構成となっている。
ッチング装置を示している。マグネトロンでマイクロ波
を発生させるマイクロ波発生手段１１１より、導波管、
石英ベルジャを介して下部電極１０４に把持されたウェ
ハ１０３にマイクロ波が到達する構成となっている。
【００２９】下部電極１０４には、静電チャック１０７
が設置されており、その上にウェハ１０３が載置され
る。また、ウェハ１０３の外側には、ウェハ周辺リング
１１５が配置されている。下部電極には、高周波電源１
０６が接続されている。
が設置されており、その上にウェハ１０３が載置され
る。また、ウェハ１０３の外側には、ウェハ周辺リング
１１５が配置されている。下部電極には、高周波電源１
０６が接続されている。
【００３０】チャンバのドーム部の外側には、電磁石１
１１が配置されており、ドーム内に磁界を付与するよう
になっている。また、チャンバの下部には、チャンバ内
のガス等を排気する排気手段１０５が取り付けられてい
る。
１１が配置されており、ドーム内に磁界を付与するよう
になっている。また、チャンバの下部には、チャンバ内
のガス等を排気する排気手段１０５が取り付けられてい
る。
【００３１】図５は、ドーム型ＩＣＰプラズマ発生装置
を示している。ドーム状石英ベルジャ上に螺旋状に巻か
れたコイル１１３があり、そこに高周波電源１０６によ
って印加することにより、チヤンバ内にプラズマがドー
ム状コイルで閉じこめられた様になり、容易に高密度プ
ラズマが発生できる構成となっている。更に、下部電極
１０４には、高周波電源１０６が接続されており、基板
バイアス４５０KHz を印加することで入射イオンエネル
ギの独立制御が可能である。
を示している。ドーム状石英ベルジャ上に螺旋状に巻か
れたコイル１１３があり、そこに高周波電源１０６によ
って印加することにより、チヤンバ内にプラズマがドー
ム状コイルで閉じこめられた様になり、容易に高密度プ
ラズマが発生できる構成となっている。更に、下部電極
１０４には、高周波電源１０６が接続されており、基板
バイアス４５０KHz を印加することで入射イオンエネル
ギの独立制御が可能である。
【００３２】下部電極１０４上には、静電チャック１０
７が取り付けられており、静電チャック１０７上に被処
理体であるウェハ１０３が載置されている。ウェハ１０
３の外側には、ウェハ周辺リング１１５が配置されてい
る。また、下部電極１０４には、高周波電源１０６が接
続されている。
７が取り付けられており、静電チャック１０７上に被処
理体であるウェハ１０３が載置されている。ウェハ１０
３の外側には、ウェハ周辺リング１１５が配置されてい
る。また、下部電極１０４には、高周波電源１０６が接
続されている。
【００３３】また、チャンバの上部には、ガスをチャン
バ内に供給するガス供給手段１０１が取り付られてい
る。また、チャンバの下部には、チャンバ内のガス等を
排気する排気手段１０５が取り付けられている。
バ内に供給するガス供給手段１０１が取り付られてい
る。また、チャンバの下部には、チャンバ内のガス等を
排気する排気手段１０５が取り付けられている。
【００３４】以下、本発明の効果を明確にするために行
った実施例について説明する。 （実施例１）実施例１では、本発明をDRAMのＬＯＣＯＳ
形成時のＳｉＮエッチングに適応した例を示す。本発明
で用いるサンプルは、図９に示す構造のもので、Ｓｉ基
板３０４上に層間絶縁膜のＳｉＯ2 ３０３を常圧CVD 法
で厚さ６０ｎｍ形成し、更に窒化珪素ＳｉＮ３０２を例
えば減圧CVD 法で厚さ２００ｎｍ形成することにより得
られる。その後、このサンプルに対してエキシマレーザ
ステッパを用いてＬＯＣＯＳのパターニングしたフォト
レジストをマスクとしてＳｉＮのエッチングを行う。
った実施例について説明する。 （実施例１）実施例１では、本発明をDRAMのＬＯＣＯＳ
形成時のＳｉＮエッチングに適応した例を示す。本発明
で用いるサンプルは、図９に示す構造のもので、Ｓｉ基
板３０４上に層間絶縁膜のＳｉＯ2 ３０３を常圧CVD 法
で厚さ６０ｎｍ形成し、更に窒化珪素ＳｉＮ３０２を例
えば減圧CVD 法で厚さ２００ｎｍ形成することにより得
られる。その後、このサンプルに対してエキシマレーザ
ステッパを用いてＬＯＣＯＳのパターニングしたフォト
レジストをマスクとしてＳｉＮのエッチングを行う。
【００３５】図９のサンプルについて、例えば図２のパ
ワースプリット方式のプラズマエッチング装置を用いて
以下の条件下でＳｉＮのエッチングを行ったところ、図
１０に示すようになった。なお、上部電極には、図６に
示すように、ガス吹き出し板の外周部に石英リング２０
１をネジ止めし、プラズマが集中する内周部を窒化アル
ミ２０３で構成し、その他の部分を石英で構成したもの
を用いた。 （CF4 系ステップ） ガス：C4F8＝９５ｓｃｃｍ，Ａｒ＝１５００ｓｃｃｍ 圧力：１３５Ｐａ ＲＦパワー：８００ワット ウェハ温度：２０℃ 上部電極と下部電極のパワースプリット：５対５
ワースプリット方式のプラズマエッチング装置を用いて
以下の条件下でＳｉＮのエッチングを行ったところ、図
１０に示すようになった。なお、上部電極には、図６に
示すように、ガス吹き出し板の外周部に石英リング２０
１をネジ止めし、プラズマが集中する内周部を窒化アル
ミ２０３で構成し、その他の部分を石英で構成したもの
を用いた。 （CF4 系ステップ） ガス：C4F8＝９５ｓｃｃｍ，Ａｒ＝１５００ｓｃｃｍ 圧力：１３５Ｐａ ＲＦパワー：８００ワット ウェハ温度：２０℃ 上部電極と下部電極のパワースプリット：５対５
【００３６】この場合のパーティクルの発生状況につい
て調べた。その結果を図１１に示す。比較のために、通
常の石英リングを使用したときのパーティクルの発生状
況について測定した。図１１の横軸には、RF放電時間を
示し、縦紬には、０．２μｍ以上のパーティクルの発生
個数を示す。図１１から明らかなように、石英リングの
みの場合では、RF放電時間がわずか２４分でパーティク
ルが２００個近くまで発生し、その後４７分後では４０
０個、更に１２０分後では、６００個以上も発生してし
まう。一方、本発明においては、２４分後で２０個近く
発生した後は、３００分まで２０個以下のパーティクル
の発生にとどまっている。
て調べた。その結果を図１１に示す。比較のために、通
常の石英リングを使用したときのパーティクルの発生状
況について測定した。図１１の横軸には、RF放電時間を
示し、縦紬には、０．２μｍ以上のパーティクルの発生
個数を示す。図１１から明らかなように、石英リングの
みの場合では、RF放電時間がわずか２４分でパーティク
ルが２００個近くまで発生し、その後４７分後では４０
０個、更に１２０分後では、６００個以上も発生してし
まう。一方、本発明においては、２４分後で２０個近く
発生した後は、３００分まで２０個以下のパーティクル
の発生にとどまっている。
【００３７】また、エッチング均一性も石英リングのみ
の場合には、６．５％（エッチングレート５７０ｎｍ／
ｍｉｎ）であったのに対して、本発明のリングを使用し
た場合は、５．７％（エッチングレート５５０ｎｍ／ｍ
ｉｎ）に改善することができた。
の場合には、６．５％（エッチングレート５７０ｎｍ／
ｍｉｎ）であったのに対して、本発明のリングを使用し
た場合は、５．７％（エッチングレート５５０ｎｍ／ｍ
ｉｎ）に改善することができた。
【００３８】形状に関しても、図１０に示すように、エ
ッチングマス３０１の幅Ｗ１に対する被エッチング材Ｓ
ｉＮ３０２の幅Ｗ２についての寸法変換差Ｗ２−Ｗ１
は、石英リングを使用してパーテイクルが発生しないよ
うにCHF3ガスを使用して以下の条件でエッチングした時
の変換差が０．０４５μｍであるのに対して、本発明の
リングを使用して、上記の条件でエッチングしたときの
変換差は０．０２μｍであった。 （CHF3系デポガス導入ステップ） ガス：CHF3＝３０ｓｃｃｍ，C4F8＝６５ｓｃｃｍ，Ａｒ
＝６００ｓｃｃｍ，N2＝３０ｓｃｃｍ 圧力：２００Ｐａ ＲＦパワー：８００ワット ウェハ温度：２０℃ 上部電極と下部電極のパワースプリット：５対５
ッチングマス３０１の幅Ｗ１に対する被エッチング材Ｓ
ｉＮ３０２の幅Ｗ２についての寸法変換差Ｗ２−Ｗ１
は、石英リングを使用してパーテイクルが発生しないよ
うにCHF3ガスを使用して以下の条件でエッチングした時
の変換差が０．０４５μｍであるのに対して、本発明の
リングを使用して、上記の条件でエッチングしたときの
変換差は０．０２μｍであった。 （CHF3系デポガス導入ステップ） ガス：CHF3＝３０ｓｃｃｍ，C4F8＝６５ｓｃｃｍ，Ａｒ
＝６００ｓｃｃｍ，N2＝３０ｓｃｃｍ 圧力：２００Ｐａ ＲＦパワー：８００ワット ウェハ温度：２０℃ 上部電極と下部電極のパワースプリット：５対５
【００３９】このように、いままでトレードオフの関係
と思われてきたパーティクルと変換差については、本発
明を使用することによりその両方を向上させることがで
きた。すなわち、パーティクルを最小に抑えて、パター
ンを垂直にエッチングすることが可能になった。以上の
ように、本発明の実施によりＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成
時のＳｉＮエッチングにおいて、低パーティクルで均一
性良好な垂直な加工を実現した。
と思われてきたパーティクルと変換差については、本発
明を使用することによりその両方を向上させることがで
きた。すなわち、パーティクルを最小に抑えて、パター
ンを垂直にエッチングすることが可能になった。以上の
ように、本発明の実施によりＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成
時のＳｉＮエッチングにおいて、低パーティクルで均一
性良好な垂直な加工を実現した。
【００４０】（実施例２）実施例２では、本発明を実施
例１同様、ＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成時のＳｉＮエッチ
ングに適応した例を示す。本発明で用いるサンプルは図
９に示す構造のもので、Ｓｉ基板３０４上に層間絶縁膜
であるＳｉＯ2 ３０３を常圧CVD 法で厚さ６０ｎｍ形成
し、更に窒化珪素ＳｉＮ３０２を例えば減圧CVD 法で厚
さ２００ｎｍ形成することにより得られる。その後、こ
のサンプルに対して、エキシマレーザステッパを用いて
ＬＯＣＯＳのパターニングしたフォトレジストをマスク
としてＳｉＮのエッチングを行う。
例１同様、ＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成時のＳｉＮエッチ
ングに適応した例を示す。本発明で用いるサンプルは図
９に示す構造のもので、Ｓｉ基板３０４上に層間絶縁膜
であるＳｉＯ2 ３０３を常圧CVD 法で厚さ６０ｎｍ形成
し、更に窒化珪素ＳｉＮ３０２を例えば減圧CVD 法で厚
さ２００ｎｍ形成することにより得られる。その後、こ
のサンプルに対して、エキシマレーザステッパを用いて
ＬＯＣＯＳのパターニングしたフォトレジストをマスク
としてＳｉＮのエッチングを行う。
【００４１】図９に示すサンプルを例えば図２に示すパ
ワースプリット方式のプラズマエッチング装置を用いて
以下の条件下でＳｉＮのエッチングを行ったところ、図
１０に示すようになった。なお、上部電極には、図８に
示すように、ガス吹き出し板の外周部に石英リング２０
１をネジ止めし、プラズマが集中する内周部にプラズマ
ＣＶＤ法によりサファイア膜を成膜ものを用いた。 （CF4 系ステップ） ガス：C4F8＝９５ｓｃｃｍ，Ａｒ＝１５００ｓｃｃｍ 圧力：１３５Ｐａ ＲＦパワー：８００ワット ウェハ温度：２０℃ 上部電極と下部電極のパワースプリット：５対５
ワースプリット方式のプラズマエッチング装置を用いて
以下の条件下でＳｉＮのエッチングを行ったところ、図
１０に示すようになった。なお、上部電極には、図８に
示すように、ガス吹き出し板の外周部に石英リング２０
１をネジ止めし、プラズマが集中する内周部にプラズマ
ＣＶＤ法によりサファイア膜を成膜ものを用いた。 （CF4 系ステップ） ガス：C4F8＝９５ｓｃｃｍ，Ａｒ＝１５００ｓｃｃｍ 圧力：１３５Ｐａ ＲＦパワー：８００ワット ウェハ温度：２０℃ 上部電極と下部電極のパワースプリット：５対５
【００４２】この場合のパーティクルの発生状況につい
て調べた。その結果を図１１に示す。比較のために、通
常の石英リングを使用したときのパーティクルの発生状
況について測定した。図１１の横軸には、RF放電時間を
示し、縦紬には、０．２μｍ以上のパーティクルの発生
個数を示す。図１１から明らかなように、石英リングの
みの場合では、RF放電時間がわずか２４分でパーティク
ルが２００個近くまで発生し、その後４７分後では４０
０個、更に１２０分後では、６００個以上も発生してし
まう。一方、本発明においては、２４分後で２０個近く
発生した後は、３００分まで２０個以下のパーティクル
の発生にとどまっている。
て調べた。その結果を図１１に示す。比較のために、通
常の石英リングを使用したときのパーティクルの発生状
況について測定した。図１１の横軸には、RF放電時間を
示し、縦紬には、０．２μｍ以上のパーティクルの発生
個数を示す。図１１から明らかなように、石英リングの
みの場合では、RF放電時間がわずか２４分でパーティク
ルが２００個近くまで発生し、その後４７分後では４０
０個、更に１２０分後では、６００個以上も発生してし
まう。一方、本発明においては、２４分後で２０個近く
発生した後は、３００分まで２０個以下のパーティクル
の発生にとどまっている。
【００４３】また、エッチング均一性も石英リングのみ
の場合には、６．５％（エッチングレート５７０ｎｍ／
ｍｉｎ）であったのに対して、本発明のリングを使用し
た場合は、５．７％（エッチングレート５５０ｎｍ／ｍ
ｉｎ）に改善することができた。
の場合には、６．５％（エッチングレート５７０ｎｍ／
ｍｉｎ）であったのに対して、本発明のリングを使用し
た場合は、５．７％（エッチングレート５５０ｎｍ／ｍ
ｉｎ）に改善することができた。
【００４４】形状に関しても、図１０に示すように、エ
ッチングマス３０１の幅Ｗ１に対する被エッチング材Ｓ
ｉＮ３０２の幅Ｗ２についての寸法変換差Ｗ２−Ｗ１
は、石英リングを使用してパーテイクルが発生しないよ
うにCHF3ガスを使用して以下の条件でエッチングした時
の変換差が０．０４５μｍであるのに対して、本発明の
リングを使用して、上記の条件でエッチングしたときの
変換差は０．０２μｍであった。 （CHF3系デポガス導入ステップ） ガス：CHF3＝３０ｓｃｃｍ，C4F8＝６５ｓｃｃｍ，Ａｒ
＝６００ｓｃｃｍ，N2＝３０ｓｃｃｍ 圧力：２００Ｐａ ＲＦパワー：８００ワット ウェハ温度：２０℃ 上部電極と下部電極のパワースプリット：５対５
ッチングマス３０１の幅Ｗ１に対する被エッチング材Ｓ
ｉＮ３０２の幅Ｗ２についての寸法変換差Ｗ２−Ｗ１
は、石英リングを使用してパーテイクルが発生しないよ
うにCHF3ガスを使用して以下の条件でエッチングした時
の変換差が０．０４５μｍであるのに対して、本発明の
リングを使用して、上記の条件でエッチングしたときの
変換差は０．０２μｍであった。 （CHF3系デポガス導入ステップ） ガス：CHF3＝３０ｓｃｃｍ，C4F8＝６５ｓｃｃｍ，Ａｒ
＝６００ｓｃｃｍ，N2＝３０ｓｃｃｍ 圧力：２００Ｐａ ＲＦパワー：８００ワット ウェハ温度：２０℃ 上部電極と下部電極のパワースプリット：５対５
【００４５】このように、いままでトレードオフの関係
と思われてきたパーティクルと変換差については、本発
明を使用することによりその両方を向上させることがで
きた。すなわち、パーティクルを最小に抑えて、パター
ンを垂直にエッチングすることが可能になった。以上の
ように、本発明の実施によりＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成
時のＳｉＮエッチングにおいて、低パーティクルで均一
性良好な垂直な加工を実現した。
と思われてきたパーティクルと変換差については、本発
明を使用することによりその両方を向上させることがで
きた。すなわち、パーティクルを最小に抑えて、パター
ンを垂直にエッチングすることが可能になった。以上の
ように、本発明の実施によりＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成
時のＳｉＮエッチングにおいて、低パーティクルで均一
性良好な垂直な加工を実現した。
【００４６】（実施例３）実施例３は、本発明を実施例
１同様、ＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成時のＳｉＮエッチン
グに適応した例を示す。本発明で用いるサンプルは、図
９に示す構造のもので、Ｓｉ基板３０４上に層間絶縁膜
のＳｉＯ2 ３０３を常圧CVD 法で厚さ６０ｎｍ形成し、
更に窒化珪素ＳｉＮ３０２を例えば減圧CVD 法で厚さ２
００ｎｍ形成することにより得られる。その後、このサ
ンプルに対してエキシマレーザステッパを用いてＬＯＣ
ＯＳのパターニングしたフォトレジストをマスクとして
ＳｉＮのエッチングを行う。
１同様、ＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成時のＳｉＮエッチン
グに適応した例を示す。本発明で用いるサンプルは、図
９に示す構造のもので、Ｓｉ基板３０４上に層間絶縁膜
のＳｉＯ2 ３０３を常圧CVD 法で厚さ６０ｎｍ形成し、
更に窒化珪素ＳｉＮ３０２を例えば減圧CVD 法で厚さ２
００ｎｍ形成することにより得られる。その後、このサ
ンプルに対してエキシマレーザステッパを用いてＬＯＣ
ＯＳのパターニングしたフォトレジストをマスクとして
ＳｉＮのエッチングを行う。
【００４７】図９のサンプルについて、例えば図３に示
すＩＣＰ方式のプラズマエッチング装置を用いて以下の
条件下でＳｉＮのエッチングを行ったところ、図１０に
示すようになった。なお、下部電極には、図７に示すよ
うに、外周部を石英リング２０１で構成し、プラズマが
集中する内周部を窒化アルミ２０３で構成したものを用
いた。 （CF4 系ステップ） ガス：C4F8＝９５ｓｃｃｍ，Ａｒ＝１５００ｓｃｃｍ 圧力：６．０Ｐａ ＩＣＰアンテナＲＦパワー：１５００ワット ウェハ温度：２０℃ ＲＦバイアス：１００ワット
すＩＣＰ方式のプラズマエッチング装置を用いて以下の
条件下でＳｉＮのエッチングを行ったところ、図１０に
示すようになった。なお、下部電極には、図７に示すよ
うに、外周部を石英リング２０１で構成し、プラズマが
集中する内周部を窒化アルミ２０３で構成したものを用
いた。 （CF4 系ステップ） ガス：C4F8＝９５ｓｃｃｍ，Ａｒ＝１５００ｓｃｃｍ 圧力：６．０Ｐａ ＩＣＰアンテナＲＦパワー：１５００ワット ウェハ温度：２０℃ ＲＦバイアス：１００ワット
【００４８】この場合のパーティクルの発生状況につい
て調べた。その結果を図１１に示す。比較のために、通
常の石英リングを使用したときのパーティクルの発生状
況について測定した。図１１の横軸には、RF放電時間を
示し、縦紬には、０．２μｍ以上のパーティクルの発生
個数を示す。図１１から明らかなように、石英リングの
みの場合では、RF放電時間がわずか２４分でパーティク
ルが２００個近くまで発生し、その後４７分後では４０
０個、更に１２０分後では、６００個以上も発生してし
まう。一方、本発明においては、２４分後で２０個近く
発生した後は、３００分まで２０個以下のパーティクル
の発生にとどまっている。
て調べた。その結果を図１１に示す。比較のために、通
常の石英リングを使用したときのパーティクルの発生状
況について測定した。図１１の横軸には、RF放電時間を
示し、縦紬には、０．２μｍ以上のパーティクルの発生
個数を示す。図１１から明らかなように、石英リングの
みの場合では、RF放電時間がわずか２４分でパーティク
ルが２００個近くまで発生し、その後４７分後では４０
０個、更に１２０分後では、６００個以上も発生してし
まう。一方、本発明においては、２４分後で２０個近く
発生した後は、３００分まで２０個以下のパーティクル
の発生にとどまっている。
【００４９】また、エッチング均一性も石英リングのみ
の場合には、６．５％（エッチングレート５７０ｎｍ／
ｍｉｎ）であったのに対して、本発明のリングを使用し
た場合は、５．７％（エッチングレート５５０ｎｍ／ｍ
ｉｎ）に改善することができた。
の場合には、６．５％（エッチングレート５７０ｎｍ／
ｍｉｎ）であったのに対して、本発明のリングを使用し
た場合は、５．７％（エッチングレート５５０ｎｍ／ｍ
ｉｎ）に改善することができた。
【００５０】形状に関しても、図１０に示すように、エ
ッチングマス３０１の幅Ｗ１に対する被エッチング材Ｓ
ｉＮ３０２の幅Ｗ２についての寸法変換差Ｗ２−Ｗ１
は、石英リングを使用してパーテイクルが発生しないよ
うにCHF3ガスを使用して以下の条件でエッチングした時
の変換差が０．０４５μｍであるのに対して、本発明の
リングを使用して、上記の条件でエッチングしたときの
変換差は０．０２μｍであった。 （CHF3系デポガス導入ステップ） ガス：CHF3＝３０ｓｃｃｍ，C4F8＝６５ｓｃｃｍ，Ａｒ
＝６００ｓｃｃｍ，N2＝３０ｓｃｃｍ 圧力：６．０Ｐａ ＩＣＰアンテナＲＦパワー：１５００ワット ウェハ温度：２０℃ ＲＦバイアス：１００ワット
ッチングマス３０１の幅Ｗ１に対する被エッチング材Ｓ
ｉＮ３０２の幅Ｗ２についての寸法変換差Ｗ２−Ｗ１
は、石英リングを使用してパーテイクルが発生しないよ
うにCHF3ガスを使用して以下の条件でエッチングした時
の変換差が０．０４５μｍであるのに対して、本発明の
リングを使用して、上記の条件でエッチングしたときの
変換差は０．０２μｍであった。 （CHF3系デポガス導入ステップ） ガス：CHF3＝３０ｓｃｃｍ，C4F8＝６５ｓｃｃｍ，Ａｒ
＝６００ｓｃｃｍ，N2＝３０ｓｃｃｍ 圧力：６．０Ｐａ ＩＣＰアンテナＲＦパワー：１５００ワット ウェハ温度：２０℃ ＲＦバイアス：１００ワット
【００５１】このように、いままでトレードオフの関係
と思われてきたパーティクルと変換差については、本発
明を使用することによりその両方を向上させることがで
きた。すなわち、パーティクルを最小に抑えて、パター
ンを垂直にエッチングすることが可能になった。以上の
ように、本発明の実施によりＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成
時のＳｉＮエッチングにおいて、低パーティクルで均一
性良好な垂直な加工を実現した。
と思われてきたパーティクルと変換差については、本発
明を使用することによりその両方を向上させることがで
きた。すなわち、パーティクルを最小に抑えて、パター
ンを垂直にエッチングすることが可能になった。以上の
ように、本発明の実施によりＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成
時のＳｉＮエッチングにおいて、低パーティクルで均一
性良好な垂直な加工を実現した。
【００５２】（実施例４）実施例４では、本発明を実施
例１同様、ＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成時のＳｉＮエッチ
ングに適応した例を示す。本発明で用いるサンプルは、
図９に示す構造のもので、Ｓｉ基板３０４上に層間絶縁
膜のＳｉＯ2 ３０３を常圧CVD 法で厚さ６０ｎｍ形成
し、更に窒化珪素ＳｉＮ３０２を例えば減圧CVD 法で厚
さ２００ｎｍ形成することにより得られる。その後、こ
のサンプルに対してエキシマレーザステッパを用いてＬ
ＯＣＯＳのパターニングしたフォトレジストをマスクと
してＳｉＮのエッチングを行う。
例１同様、ＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成時のＳｉＮエッチ
ングに適応した例を示す。本発明で用いるサンプルは、
図９に示す構造のもので、Ｓｉ基板３０４上に層間絶縁
膜のＳｉＯ2 ３０３を常圧CVD 法で厚さ６０ｎｍ形成
し、更に窒化珪素ＳｉＮ３０２を例えば減圧CVD 法で厚
さ２００ｎｍ形成することにより得られる。その後、こ
のサンプルに対してエキシマレーザステッパを用いてＬ
ＯＣＯＳのパターニングしたフォトレジストをマスクと
してＳｉＮのエッチングを行う。
【００５３】図９のサンプルについて、例えば図４に示
すＥＣＲ方式のプラズマエッチング装置を用いて以下の
条件下でＳｉＮのエッチングを行ったところ、図１０に
示すようになった。なお、下部電極には、図７に示すよ
うに、外周部を石英リング２０１で構成し、プラズマが
集中する内周部を窒化アルミ２０３で構成したものを用
いた。 （CF4 系ステップ） ガス：C4F8＝９５ｓｃｃｍ，Ａｒ＝１５００ｓｃｃｍ 圧力：４．０Ｐａ マイクロ波出力：９００ワット ウェハ温度：２０℃ ＲＦバイアス：８００ワット
すＥＣＲ方式のプラズマエッチング装置を用いて以下の
条件下でＳｉＮのエッチングを行ったところ、図１０に
示すようになった。なお、下部電極には、図７に示すよ
うに、外周部を石英リング２０１で構成し、プラズマが
集中する内周部を窒化アルミ２０３で構成したものを用
いた。 （CF4 系ステップ） ガス：C4F8＝９５ｓｃｃｍ，Ａｒ＝１５００ｓｃｃｍ 圧力：４．０Ｐａ マイクロ波出力：９００ワット ウェハ温度：２０℃ ＲＦバイアス：８００ワット
【００５４】この場合のパーティクルの発生状況につい
て調べた。その結果を図１１に示す。比較のために、通
常の石英リングを使用したときのパーティクルの発生状
況について測定した。図１１の横軸には、RF放電時間を
示し、縦紬には、０．２μｍ以上のパーティクルの発生
個数を示す。図１１から明らかなように、石英リングの
みの場合では、RF放電時間がわずか２４分でパーティク
ルが２００個近くまで発生し、その後４７分後では４０
０個、更に１２０分後では、６００個以上も発生してし
まう。一方、本発明においては、２４分後で２０個近く
発生した後は、３００分まで２０個以下のパーティクル
の発生にとどまっている。
て調べた。その結果を図１１に示す。比較のために、通
常の石英リングを使用したときのパーティクルの発生状
況について測定した。図１１の横軸には、RF放電時間を
示し、縦紬には、０．２μｍ以上のパーティクルの発生
個数を示す。図１１から明らかなように、石英リングの
みの場合では、RF放電時間がわずか２４分でパーティク
ルが２００個近くまで発生し、その後４７分後では４０
０個、更に１２０分後では、６００個以上も発生してし
まう。一方、本発明においては、２４分後で２０個近く
発生した後は、３００分まで２０個以下のパーティクル
の発生にとどまっている。
【００５５】また、エッチング均一性も石英リングのみ
の場合には、６．５％（エッチングレート５７０ｎｍ／
ｍｉｎ）であったのに対して、本発明のリングを使用し
た場合は、５．７％（エッチングレート５５０ｎｍ／ｍ
ｉｎ）に改善することができた。
の場合には、６．５％（エッチングレート５７０ｎｍ／
ｍｉｎ）であったのに対して、本発明のリングを使用し
た場合は、５．７％（エッチングレート５５０ｎｍ／ｍ
ｉｎ）に改善することができた。
【００５６】形状に関しても、図１０に示すように、エ
ッチングマス３０１の幅Ｗ１に対する被エッチング材Ｓ
ｉＮ３０２の幅Ｗ２についての寸法変換差Ｗ２−Ｗ１
は、石英リングを使用してパーテイクルが発生しないよ
うにCHF3ガスを使用して以下の条件でエッチングした時
の変換差が０．０４５μｍであるのに対して、本発明の
リングを使用して、上記の条件でエッチングしたときの
変換差は０．０２μｍであった。 （CHF3系デポガス導入ステップ） ガス：CHF3＝３０ｓｃｃｍ，C4F8＝６５ｓｃｃｍ，Ａｒ
＝６００ｓｃｃｍ，N2＝３０ｓｃｃｍ 圧力：４．０Ｐａ マイクロ波出力：９００ワット ウェハ温度：２０℃ ＲＦバイアス：１００ワット
ッチングマス３０１の幅Ｗ１に対する被エッチング材Ｓ
ｉＮ３０２の幅Ｗ２についての寸法変換差Ｗ２−Ｗ１
は、石英リングを使用してパーテイクルが発生しないよ
うにCHF3ガスを使用して以下の条件でエッチングした時
の変換差が０．０４５μｍであるのに対して、本発明の
リングを使用して、上記の条件でエッチングしたときの
変換差は０．０２μｍであった。 （CHF3系デポガス導入ステップ） ガス：CHF3＝３０ｓｃｃｍ，C4F8＝６５ｓｃｃｍ，Ａｒ
＝６００ｓｃｃｍ，N2＝３０ｓｃｃｍ 圧力：４．０Ｐａ マイクロ波出力：９００ワット ウェハ温度：２０℃ ＲＦバイアス：１００ワット
【００５７】このように、いままでトレードオフの関係
と思われてきたパーティクルと変換差については、本発
明を使用することによりその両方を向上させることがで
きた。すなわち、パーティクルを最小に抑えて、パター
ンを垂直にエッチングすることが可能になった。以上の
ように、本発明の実施によりＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成
時のＳｉＮエッチングにおいて、低パーティクルで均一
性良好な垂直な加工を実現した。
と思われてきたパーティクルと変換差については、本発
明を使用することによりその両方を向上させることがで
きた。すなわち、パーティクルを最小に抑えて、パター
ンを垂直にエッチングすることが可能になった。以上の
ように、本発明の実施によりＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成
時のＳｉＮエッチングにおいて、低パーティクルで均一
性良好な垂直な加工を実現した。
【００５８】（実施例５）実施例５では、本発明を実施
例１同様、ＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成時のＳｉＮエッチ
ングに適応した例を示す。本発明で用いるサンプルは、
図９に示す構造のもので、Ｓｉ基板３０４上に層間絶縁
膜のＳｉＯ2 ３０３を常圧CVD 法で厚さ６０ｎｍ形成
し、更に窒化珪素ＳｉＮ３０２を例えば減圧CVD 法で厚
さ２００ｎｍ形成することにより得られる。その後、こ
のサンプルに対してエキシマレーザステッパを用いてＬ
ＯＣＯＳのパターニングしたフォトレジストをマスクと
してＳｉＮのエッチングを行う。
例１同様、ＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成時のＳｉＮエッチ
ングに適応した例を示す。本発明で用いるサンプルは、
図９に示す構造のもので、Ｓｉ基板３０４上に層間絶縁
膜のＳｉＯ2 ３０３を常圧CVD 法で厚さ６０ｎｍ形成
し、更に窒化珪素ＳｉＮ３０２を例えば減圧CVD 法で厚
さ２００ｎｍ形成することにより得られる。その後、こ
のサンプルに対してエキシマレーザステッパを用いてＬ
ＯＣＯＳのパターニングしたフォトレジストをマスクと
してＳｉＮのエッチングを行う。
【００５９】図９のサンプルについて、例えば図５に示
すＩＣＰ方式のプラズマエッチング装置を用いて以下の
条件下でＳｉＮのエッチングを行ったところ、図１０に
示すようになった。なお、下部電極には、図７に示すよ
うに、外周部を石英リング２０１で構成し、プラズマが
集中する内周部を窒化アルミ２０３で構成したものを用
いた。 （CF4 系ステップ） ガス：C4F8＝９５ｓｃｃｍ，Ａｒ＝１５００ｓｃｃｍ 圧力：４．０Ｐａ ＩＣＰ出力：９００ワット ウェハ温度：２０℃ ＲＦバイアス：１００ワット
すＩＣＰ方式のプラズマエッチング装置を用いて以下の
条件下でＳｉＮのエッチングを行ったところ、図１０に
示すようになった。なお、下部電極には、図７に示すよ
うに、外周部を石英リング２０１で構成し、プラズマが
集中する内周部を窒化アルミ２０３で構成したものを用
いた。 （CF4 系ステップ） ガス：C4F8＝９５ｓｃｃｍ，Ａｒ＝１５００ｓｃｃｍ 圧力：４．０Ｐａ ＩＣＰ出力：９００ワット ウェハ温度：２０℃ ＲＦバイアス：１００ワット
【００６０】この場合のパーティクルの発生状況につい
て調べた。その結果を図１１に示す。比較のために、通
常の石英リングを使用したときのパーティクルの発生状
況について測定した。図１１の横軸には、RF放電時間を
示し、縦紬には、０．２μｍ以上のパーティクルの発生
個数を示す。図１１から明らかなように、石英リングの
みの場合では、RF放電時間がわずか２４分でパーティク
ルが２００個近くまで発生し、その後４７分後では４０
０個、更に１２０分後では、６００個以上も発生してし
まう。一方、本発明においては、２４分後で２０個近く
発生した後は、３００分まで２０個以下のパーティクル
の発生にとどまっている。
て調べた。その結果を図１１に示す。比較のために、通
常の石英リングを使用したときのパーティクルの発生状
況について測定した。図１１の横軸には、RF放電時間を
示し、縦紬には、０．２μｍ以上のパーティクルの発生
個数を示す。図１１から明らかなように、石英リングの
みの場合では、RF放電時間がわずか２４分でパーティク
ルが２００個近くまで発生し、その後４７分後では４０
０個、更に１２０分後では、６００個以上も発生してし
まう。一方、本発明においては、２４分後で２０個近く
発生した後は、３００分まで２０個以下のパーティクル
の発生にとどまっている。
【００６１】また、エッチング均一性も石英リングのみ
の場合には、６．５％（エッチングレート５７０ｎｍ／
ｍｉｎ）であったのに対して、本発明のリングを使用し
た場合は、５．７％（エッチングレート５５０ｎｍ／ｍ
ｉｎ）に改善することができた。
の場合には、６．５％（エッチングレート５７０ｎｍ／
ｍｉｎ）であったのに対して、本発明のリングを使用し
た場合は、５．７％（エッチングレート５５０ｎｍ／ｍ
ｉｎ）に改善することができた。
【００６２】形状に関しても、図１０に示すように、エ
ッチングマス３０１の幅Ｗ１に対する被エッチング材Ｓ
ｉＮ３０２の幅Ｗ２についての寸法変換差Ｗ２−Ｗ１
は、石英リングを使用してパーテイクルが発生しないよ
うにCHF3ガスを使用して以下の条件でエッチングした時
の変換差が０．０４５μｍであるのに対して、本発明の
リングを使用して、上記の条件でエッチングしたときの
変換差は０．０２μｍであった。 （CHF3系デポガス導入ステップ） ガス：CHF3＝３０ｓｃｃｍ，C4F8＝６５ｓｃｃｍ，Ａｒ
＝６００ｓｃｃｍ，N2＝３０ｓｃｃｍ 圧力：６．０Ｐａ ＩＣＰ出力：９００ワット ウェハ温度：２０℃ ＲＦバイアス：１００ワット
ッチングマス３０１の幅Ｗ１に対する被エッチング材Ｓ
ｉＮ３０２の幅Ｗ２についての寸法変換差Ｗ２−Ｗ１
は、石英リングを使用してパーテイクルが発生しないよ
うにCHF3ガスを使用して以下の条件でエッチングした時
の変換差が０．０４５μｍであるのに対して、本発明の
リングを使用して、上記の条件でエッチングしたときの
変換差は０．０２μｍであった。 （CHF3系デポガス導入ステップ） ガス：CHF3＝３０ｓｃｃｍ，C4F8＝６５ｓｃｃｍ，Ａｒ
＝６００ｓｃｃｍ，N2＝３０ｓｃｃｍ 圧力：６．０Ｐａ ＩＣＰ出力：９００ワット ウェハ温度：２０℃ ＲＦバイアス：１００ワット
【００６３】このように、いままでトレードオフの関係
と思われてきたパーティクルと変換差については、本発
明を使用することによりその両方を向上させることがで
きた。すなわち、パーティクルを最小に抑えて、パター
ンを垂直にエッチングすることが可能になった。以上の
ように、本発明の実施によりＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成
時のＳｉＮエッチングにおいて、低パーティクルで均一
性良好な垂直な加工を実現した。
と思われてきたパーティクルと変換差については、本発
明を使用することによりその両方を向上させることがで
きた。すなわち、パーティクルを最小に抑えて、パター
ンを垂直にエッチングすることが可能になった。以上の
ように、本発明の実施によりＤＲＡＭのＬＯＣＯＳ形成
時のＳｉＮエッチングにおいて、低パーティクルで均一
性良好な垂直な加工を実現した。
【００６４】上述したように、本発明を５つの実施例に
基づいて説明したが、当然ながら本発明は上述の実施例
に限定されるものではなく、プラズマ源や、装置構成、
サンプル構成、エッチングガス等のプロセス条件は、本
発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜選択できることは言
うまでもない。
基づいて説明したが、当然ながら本発明は上述の実施例
に限定されるものではなく、プラズマ源や、装置構成、
サンプル構成、エッチングガス等のプロセス条件は、本
発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜選択できることは言
うまでもない。
【００６５】
【発明の効果】本発明の半導体製造装置によれば、エッ
チングマスクを用いて、ＳｉＮ等の被エッチング材を加
工する際、従来のように高密度プラズマが集中する部分
に石英リングを使用したときよりも、パーティクルの発
生数が１／２０以下に抑えられるとともに、パーティク
ルの発生が少ないために、CHF3等のデポガスを使用しな
くて済み、エッチング前と後との変換差が最小に抑えら
れ、所望形状すなわち垂直なエッチング加工を可能とし
た。
チングマスクを用いて、ＳｉＮ等の被エッチング材を加
工する際、従来のように高密度プラズマが集中する部分
に石英リングを使用したときよりも、パーティクルの発
生数が１／２０以下に抑えられるとともに、パーティク
ルの発生が少ないために、CHF3等のデポガスを使用しな
くて済み、エッチング前と後との変換差が最小に抑えら
れ、所望形状すなわち垂直なエッチング加工を可能とし
た。
【００６６】更に、石英部分と窒化アルミ等の材料組み
合わせ方式を採用しているために、プラズマが高密度と
なる部分がダメージを受けた場合でも、その部分の交換
を行うだけで、復旧することが可能であり、大幅なコス
トダウンを実現する。
合わせ方式を採用しているために、プラズマが高密度と
なる部分がダメージを受けた場合でも、その部分の交換
を行うだけで、復旧することが可能であり、大幅なコス
トダウンを実現する。
【図１】各種基板のプラズマに対するエッチング速度を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図２】本発明に係る半導体製造装置の構成を示す概略
図である。
図である。
【図３】本発明に係る半導体製造装置の構成を示す概略
図である。
図である。
【図４】本発明に係る半導体製造装置の構成を示す概略
図である。
図である。
【図５】本発明に係る半導体製造装置の構成を示す概略
図である。
図である。
【図６】本発明に係る半導体装置におけるリングの構成
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図７】本発明に係る半導体装置におけるリングの構成
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図８】本発明に係る半導体装置におけるリングの構成
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図９】本発明に係る半導体製造装置により処理される
サンプルを示す断面図である。
サンプルを示す断面図である。
【図１０】本発明に係る半導体製造装置により処理され
たサンプルを示す断面図である。
たサンプルを示す断面図である。
【図１１】ＲＦ放電時間とパーティクル発生個数との間
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図１２】従来の半導体製造装置の構成を示す概略図で
ある。
ある。
【図１３】図１２に示す半導体製造装置において高密度
プラズマが発生する部分と被処理体上にパターニングさ
れた構造を巨視的に表した図である。
プラズマが発生する部分と被処理体上にパターニングさ
れた構造を巨視的に表した図である。
【図１４】図１２に示す半導体製造装置においてCHF3等
のチャンバ内にデポジションの発生に起因するガスを供
給したときの状態を表す図である。
のチャンバ内にデポジションの発生に起因するガスを供
給したときの状態を表す図である。
１０１…ガス供給手段、１０２…ダイポールリング、１
０３，２０５…ウェハ、１０４…下部電極、１０５…排
気手段、１０６…高周波電源、１０７…静電チャック、
１０８…ＩＣＰ電極、１０９…石英天板、１１０…搬送
手段、１１１…マイクロ波発生手段、１１２…電磁石、
１１３…コイル、１１４…ガスノズル周辺リング、１１
５…ウェハ周辺リング、２０１…石英リング、２０２…
上部電極、２０３…窒化アルミリング、２０４…下部電
極、２０６…サファイア膜、３０１…エッチングマス
ク、３０２…ＳｉＮ、３０３…ＳｉＯ2 、３０４…Ｓｉ
基板。
０３，２０５…ウェハ、１０４…下部電極、１０５…排
気手段、１０６…高周波電源、１０７…静電チャック、
１０８…ＩＣＰ電極、１０９…石英天板、１１０…搬送
手段、１１１…マイクロ波発生手段、１１２…電磁石、
１１３…コイル、１１４…ガスノズル周辺リング、１１
５…ウェハ周辺リング、２０１…石英リング、２０２…
上部電極、２０３…窒化アルミリング、２０４…下部電
極、２０６…サファイア膜、３０１…エッチングマス
ク、３０２…ＳｉＮ、３０３…ＳｉＯ2 、３０４…Ｓｉ
基板。
Claims (5)
- 【請求項１】 真空チャンバ内においてプラズマ下で被
処理体に処理を施す半導体製造装置であって、 前記被処理体を載置する載置手段と、 前記真空チャンバ内にガスを供給するためのガス供給手
段と、 前記真空チャンバから排気するための排気手段と、 前記真空チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ発
生手段と、を具備し、 前記真空チャンバは、プラズマが集中する部分が耐プラ
ズマ性材料で構成され、その他の部分がＳｉＯ2 で構成
されることを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項２】 前記真空チャンバは、前記ガス供給手段
近傍及び前記載置手段近傍の少なくとも一方にリングを
有することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装
置。 - 【請求項３】 前記リングは、熱伝導及び耐プラズマ性
が良好である窒化アルミ及び石英で構成されることを特
徴とする請求項２に記載の半導体製造装置。 - 【請求項４】 前記リングは、耐プラズマ性が良好であ
るサファイア及び石英で構成されることを特徴とする請
求項２に記載の半導体製造装置。 - 【請求項５】 前記リングは、石英部材表面にサファイ
アを被着させることにより形成されることを特徴とする
請求項４に記載の半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10642998A JPH11297675A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10642998A JPH11297675A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297675A true JPH11297675A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14433425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10642998A Pending JPH11297675A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11297675A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007027690A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Hynix Semiconductor Inc | フラッシュメモリ素子の金属配線およびコンタクトプラグ形成方法 |
| WO2011155479A1 (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | 株式会社 アルバック | エッチング装置 |
| JP2015079936A (ja) * | 2013-10-14 | 2015-04-23 | 上海和輝光電有限公司Ｅｖｅｒｄｉｓｐｌａｙ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ （Ｓｈａｎｇｈａｉ） Ｌｉｍｉｔｅｄ | 低温ポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法 |
-
1998
- 1998-04-16 JP JP10642998A patent/JPH11297675A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007027690A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Hynix Semiconductor Inc | フラッシュメモリ素子の金属配線およびコンタクトプラグ形成方法 |
| WO2011155479A1 (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | 株式会社 アルバック | エッチング装置 |
| JPWO2011155479A1 (ja) * | 2010-06-11 | 2013-08-01 | 株式会社アルバック | エッチング装置 |
| JP2015079936A (ja) * | 2013-10-14 | 2015-04-23 | 上海和輝光電有限公司Ｅｖｅｒｄｉｓｐｌａｙ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ （Ｓｈａｎｇｈａｉ） Ｌｉｍｉｔｅｄ | 低温ポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法 |
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