JP2000012523A - 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チャンバの内壁に付着した付着物の剥がれを
防止し、パーティクルの発生を低減することができる半
導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 チャンバの内壁に、カーボンを含む材料
からなるカーボン含有膜を付着させる。カーボン含有膜
の付着したチャンバ内に、半導体基板を配置する。チャ
ンバ内に希ガスを含む処理ガスのプラズマを発生させ、
プラズマ中のイオンが半導体基板の表面に引き寄せられ
るような電界を印加し、半導体基板の表面層の一部をエ
ッチングする。エッチング時に、カーボン含有膜の表面
上にエッチングされた膜の成分を含む膜が付着する。
防止し、パーティクルの発生を低減することができる半
導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 チャンバの内壁に、カーボンを含む材料
からなるカーボン含有膜を付着させる。カーボン含有膜
の付着したチャンバ内に、半導体基板を配置する。チャ
ンバ内に希ガスを含む処理ガスのプラズマを発生させ、
プラズマ中のイオンが半導体基板の表面に引き寄せられ
るような電界を印加し、半導体基板の表面層の一部をエ
ッチングする。エッチング時に、カーボン含有膜の表面
上にエッチングされた膜の成分を含む膜が付着する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特にプラズマを用いて基板表面をエッチン
グする工程を含む半導体装置の製造方法に関する。
方法に関し、特にプラズマを用いて基板表面をエッチン
グする工程を含む半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体プロセスにおいて、半導体基板上
の薄膜をエッチングする際にプラズマを用いる場合が多
い。
の薄膜をエッチングする際にプラズマを用いる場合が多
い。
【０００３】白金（Ｐｔ）のような蒸気圧の低い材料か
らなる薄膜のエッチングにおいては、物理的なエッチン
グが主体となる。例えば、半導体基板にバイアス電圧を
印加してプラズマ中に電界を発生させ、この電界によっ
てプラズマ中のイオンを半導体基板の方へ引き寄せてエ
ッチングする。Ｐｔ膜は、例えば強誘電体キャパシタの
電極として用いられる。
らなる薄膜のエッチングにおいては、物理的なエッチン
グが主体となる。例えば、半導体基板にバイアス電圧を
印加してプラズマ中に電界を発生させ、この電界によっ
てプラズマ中のイオンを半導体基板の方へ引き寄せてエ
ッチングする。Ｐｔ膜は、例えば強誘電体キャパシタの
電極として用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｐｔのように蒸気圧の
低い材料をエッチングする際には、物理的なエッチング
が主体となるため、反応生成物が揮発せず、チャンバの
内壁に付着する。この付着物が剥がれ落ちて、パーティ
クル発生の原因になる。特に、石英チャンバを用いる場
合には、付着物が、石英とＰｔとの熱膨張率の差による
熱ストレスを受け、剥がれ落ちやすくなる。
低い材料をエッチングする際には、物理的なエッチング
が主体となるため、反応生成物が揮発せず、チャンバの
内壁に付着する。この付着物が剥がれ落ちて、パーティ
クル発生の原因になる。特に、石英チャンバを用いる場
合には、付着物が、石英とＰｔとの熱膨張率の差による
熱ストレスを受け、剥がれ落ちやすくなる。
【０００５】本発明の目的は、チャンバの内壁に付着し
た付着物の剥がれを防止し、パーティクルの発生を低減
することができる半導体装置の製造方法を提供すること
である。
た付着物の剥がれを防止し、パーティクルの発生を低減
することができる半導体装置の製造方法を提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、チャンバの内壁に、カーボンを含む材料からなるカ
ーボン含有膜を付着させる工程と、前記カーボン含有膜
の付着した前記チャンバ内に、半導体基板を配置する工
程と、前記チャンバ内に希ガスを含む処理ガスのプラズ
マを発生させ、該プラズマ中のイオンが前記半導体基板
の表面に引き寄せられるような電界を印加し、前記半導
体基板の表面層の一部をエッチングする工程とを有する
半導体装置の製造方法が提供される。
と、チャンバの内壁に、カーボンを含む材料からなるカ
ーボン含有膜を付着させる工程と、前記カーボン含有膜
の付着した前記チャンバ内に、半導体基板を配置する工
程と、前記チャンバ内に希ガスを含む処理ガスのプラズ
マを発生させ、該プラズマ中のイオンが前記半導体基板
の表面に引き寄せられるような電界を印加し、前記半導
体基板の表面層の一部をエッチングする工程とを有する
半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】カーボン含有膜が接着層として作用し、エ
ッチング工程でチャンバ内に付着する膜の剥がれを防止
することができる。付着膜の剥がれによるパーティクル
の発生を低減することができる。
ッチング工程でチャンバ内に付着する膜の剥がれを防止
することができる。付着膜の剥がれによるパーティクル
の発生を低減することができる。
【０００８】本発明の他の観点によると、チャンバ内
に、半導体基板を配置する工程と、前記チャンバ内に、
希ガスとカーボンを含むガスとを含む処理ガスのプラズ
マを発生させ、該プラズマ中のイオンが前記半導体基板
の表面に引き寄せられるような電界を印加し、前記半導
体基板の表面層の一部をエッチングするとともに、前記
チャンバの内壁にカーボンを含むカーボン含有膜を付着
させる工程とを有する半導体装置の製造方法が提供され
る。
に、半導体基板を配置する工程と、前記チャンバ内に、
希ガスとカーボンを含むガスとを含む処理ガスのプラズ
マを発生させ、該プラズマ中のイオンが前記半導体基板
の表面に引き寄せられるような電界を印加し、前記半導
体基板の表面層の一部をエッチングするとともに、前記
チャンバの内壁にカーボンを含むカーボン含有膜を付着
させる工程とを有する半導体装置の製造方法が提供され
る。
【０００９】エッチング工程でチャンバ内に付着する膜
がカーボンを含むため、剥がれにくくなる。付着膜の剥
がれによるパーティクルの発生を低減することができ
る。
がカーボンを含むため、剥がれにくくなる。付着膜の剥
がれによるパーティクルの発生を低減することができ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例で使用す
るプラズマエッチング装置の概略断面図を示す。真空チ
ャンバ１が、石英製の円筒状のベルジャ１Ａ、その上蓋
１Ｂ、及び下部チャンバ１Ｃを含んで構成されている。
上蓋１Ｂは、例えばアルミニウムで形成され、接地電位
に接続されている。下部チャンバ１Ｃは、例えばステン
レスで形成される。ベルジャ１Ａと下部チャンバ１Ｃと
の接続部に、ガス導入孔５が設けられている。下部チャ
ンバ１Ｃの底面にガス排気孔６が設けられており、ガス
排気孔６から真空チャンバ１内を真空排気することがで
きる。
るプラズマエッチング装置の概略断面図を示す。真空チ
ャンバ１が、石英製の円筒状のベルジャ１Ａ、その上蓋
１Ｂ、及び下部チャンバ１Ｃを含んで構成されている。
上蓋１Ｂは、例えばアルミニウムで形成され、接地電位
に接続されている。下部チャンバ１Ｃは、例えばステン
レスで形成される。ベルジャ１Ａと下部チャンバ１Ｃと
の接続部に、ガス導入孔５が設けられている。下部チャ
ンバ１Ｃの底面にガス排気孔６が設けられており、ガス
排気孔６から真空チャンバ１内を真空排気することがで
きる。
【００１１】ベルジャ１Ａの周囲に、アンテナ２がコイ
ル状に巻かれている。アンテナ２の一端は接地され、他
端はマッチング回路４を介して高周波電源３に接続され
ている。高周波電源３は、周波数１３．５６ＭＨｚの高
周波電力を出力する。
ル状に巻かれている。アンテナ２の一端は接地され、他
端はマッチング回路４を介して高周波電源３に接続され
ている。高周波電源３は、周波数１３．５６ＭＨｚの高
周波電力を出力する。
【００１２】ベルジャ１Ａの内部空洞の下方に、ウエハ
ステージ１０が配置されている。ウエハステージ１０
は、静電チャック１１により、その上面にウエハ２０を
固定する。ウエハステージ１０の上面のうち、その上に
載置されたウエハ２０の周囲には、石英カバー１２が露
出している。
ステージ１０が配置されている。ウエハステージ１０
は、静電チャック１１により、その上面にウエハ２０を
固定する。ウエハステージ１０の上面のうち、その上に
載置されたウエハ２０の周囲には、石英カバー１２が露
出している。
【００１３】静電チャック１１に、直流電源１４からロ
ーパスフィルタ１３を通して直流電圧が印加されるとと
もに、マッチング回路１５を通してバイアス電源１６か
らバイアス電圧が印加される。バイアス電源１６は、周
波数４６０ｋＨｚの交流電圧を発生する。ウエハステー
ジ１０に印加されるバイアス電圧により、ベルジャ１Ａ
内の空洞に、交番電界が発生する。
ーパスフィルタ１３を通して直流電圧が印加されるとと
もに、マッチング回路１５を通してバイアス電源１６か
らバイアス電圧が印加される。バイアス電源１６は、周
波数４６０ｋＨｚの交流電圧を発生する。ウエハステー
ジ１０に印加されるバイアス電圧により、ベルジャ１Ａ
内の空洞に、交番電界が発生する。
【００１４】ガス導入孔５から真空チャンバ１内に処理
ガスを導入し、アンテナ２に高周波電力を供給すると、
ベルジャ１Ａ内に誘導結合によるプラズマが発生する。
ウエハステージ１０にバイアス電圧を印加すると、プラ
ズマ中のイオンが所定の半周期にウエハ２０の方に引き
寄せられ、ウエハ２０に衝突する。イオンの衝突によ
り、ウエハ２０の表面上に形成されたＰｔ等の薄膜が物
理的にエッチングされる。
ガスを導入し、アンテナ２に高周波電力を供給すると、
ベルジャ１Ａ内に誘導結合によるプラズマが発生する。
ウエハステージ１０にバイアス電圧を印加すると、プラ
ズマ中のイオンが所定の半周期にウエハ２０の方に引き
寄せられ、ウエハ２０に衝突する。イオンの衝突によ
り、ウエハ２０の表面上に形成されたＰｔ等の薄膜が物
理的にエッチングされる。
【００１５】次に、図２及び図３を参照して、本発明の
第１の実施例によるエッチング方法を説明する。
第１の実施例によるエッチング方法を説明する。
【００１６】図３（Ａ）は、プラズマエッチングすべき
基板の断面図を示す。シリコン基板４０の表面上に、厚
さ１００ｎｍのＳｉＯ2 膜４１、厚さ２０ｎｍのＴｉ膜
４２、及び１７５ｎｍのＰｔ膜４３がこの順番に積層さ
れている。Ｔｉ膜４２は、ＳｉＯ2 膜４１へのＰｔ膜４
３の密着性を高める。Ｐｔ膜４３の上に、レジストパタ
ーン４４が形成されている。
基板の断面図を示す。シリコン基板４０の表面上に、厚
さ１００ｎｍのＳｉＯ2 膜４１、厚さ２０ｎｍのＴｉ膜
４２、及び１７５ｎｍのＰｔ膜４３がこの順番に積層さ
れている。Ｔｉ膜４２は、ＳｉＯ2 膜４１へのＰｔ膜４
３の密着性を高める。Ｐｔ膜４３の上に、レジストパタ
ーン４４が形成されている。
【００１７】まず、主表面の全領域にｉ線用のノボラッ
ク系レジスト膜を形成したシリコンウエハ２５枚を、図
１に示すプラズマエッチング装置でプラズマ処理する。
使用するガスは、Ｃｌ2 ガスとＡｒガスであり、Ｃｌ2
ガス流量を３２ｓｃｃｍ、Ａｒガス流量を２０ｓｃｃｍ
とする。圧力は５ｍＴｏｒｒ、プラズマ発生用の高周波
電力は１４００Ｗ、バイアス電圧印加用の電力は７００
Ｗ、処理時間はウエハ１枚当たり３０秒間である。
ク系レジスト膜を形成したシリコンウエハ２５枚を、図
１に示すプラズマエッチング装置でプラズマ処理する。
使用するガスは、Ｃｌ2 ガスとＡｒガスであり、Ｃｌ2
ガス流量を３２ｓｃｃｍ、Ａｒガス流量を２０ｓｃｃｍ
とする。圧力は５ｍＴｏｒｒ、プラズマ発生用の高周波
電力は１４００Ｗ、バイアス電圧印加用の電力は７００
Ｗ、処理時間はウエハ１枚当たり３０秒間である。
【００１８】図２（Ａ）は、２５枚のウエハをプラズマ
処理した後のベルジャ１Ａの一部の断面図を示す。物理
的にエッチングされたレジスト膜がベルジャ１Ａの内壁
に付着し、カーボンを含む材料からなるカーボン含有膜
３０が形成される。
処理した後のベルジャ１Ａの一部の断面図を示す。物理
的にエッチングされたレジスト膜がベルジャ１Ａの内壁
に付着し、カーボンを含む材料からなるカーボン含有膜
３０が形成される。
【００１９】次に、図３（Ａ）に示すウエハのＰｔ膜４
３及びＴｉ膜４２をプラズマエッチングする。エッチン
グ条件は、全面にレジスト膜を形成したシリコンウエハ
のプラズマ処理条件と同一である。
３及びＴｉ膜４２をプラズマエッチングする。エッチン
グ条件は、全面にレジスト膜を形成したシリコンウエハ
のプラズマ処理条件と同一である。
【００２０】図３（Ｂ）は、エッチング後のウエハの断
面図を示す。レジストパターン４４でマスクされていた
領域に、Ｐｔ膜４３ａ及びＴｉ膜４２ａが残る。なお、
レジストパターン４４自体も徐々にエッチングされるた
め、Ｐｔ膜４３ａ及びＴｉ膜４２ａの積層構造の断面形
状は台形状になる。同一のエッチング条件で、５０枚の
ウエハを処理する。
面図を示す。レジストパターン４４でマスクされていた
領域に、Ｐｔ膜４３ａ及びＴｉ膜４２ａが残る。なお、
レジストパターン４４自体も徐々にエッチングされるた
め、Ｐｔ膜４３ａ及びＴｉ膜４２ａの積層構造の断面形
状は台形状になる。同一のエッチング条件で、５０枚の
ウエハを処理する。
【００２１】図２（Ｂ）は、Ｐｔ膜４３及びＴｉ膜４２
のエッチング後のベルジャ１Ａの一部の断面図を示す。
カーボン含有膜３０の表面上に、ＰｔとＴｉを含む付着
膜３１が形成される。その後、全面にレジスト膜を形成
したウエハ１０枚のプラズマ処理と、図３（Ａ）に示す
ウエハ５０枚のプラズマエッチング処理を繰り返し実施
する。
のエッチング後のベルジャ１Ａの一部の断面図を示す。
カーボン含有膜３０の表面上に、ＰｔとＴｉを含む付着
膜３１が形成される。その後、全面にレジスト膜を形成
したウエハ１０枚のプラズマ処理と、図３（Ａ）に示す
ウエハ５０枚のプラズマエッチング処理を繰り返し実施
する。
【００２２】図２（Ｃ）に示すように、ベルジャ１Ａの
内壁上に、カーボン含有膜３０と付着膜３１とが順番に
付着する。Ｐｔ膜がベルジャ１Ａの内壁に直接付着する
と、石英とＰｔとの熱膨張率の差による応力により、Ｐ
ｔ膜が剥がれやすくなる。本実施例の場合には、石英ベ
ルジャ１ＡとＰｔ膜３１との間にカーボン含有膜３０が
挿入されている。カーボン含有膜３０が接着層として作
用し、付着膜３１の剥がれを防止することができる。上
述の方法で３００枚のウエハのＰｔ膜とＴｉ膜のエッチ
ングを行ったところ、ベルジャ１Ａの内壁からの付着膜
の剥がれは観測されなかった。
内壁上に、カーボン含有膜３０と付着膜３１とが順番に
付着する。Ｐｔ膜がベルジャ１Ａの内壁に直接付着する
と、石英とＰｔとの熱膨張率の差による応力により、Ｐ
ｔ膜が剥がれやすくなる。本実施例の場合には、石英ベ
ルジャ１ＡとＰｔ膜３１との間にカーボン含有膜３０が
挿入されている。カーボン含有膜３０が接着層として作
用し、付着膜３１の剥がれを防止することができる。上
述の方法で３００枚のウエハのＰｔ膜とＴｉ膜のエッチ
ングを行ったところ、ベルジャ１Ａの内壁からの付着膜
の剥がれは観測されなかった。
【００２３】次に、第２の実施例について説明する。上
記第１の実施例では、Ｐｔ膜とＴｉ膜をプラズマエッチ
ングする場合を説明したが、第２の実施例では、Ｐｂ
（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 （ＰＺＴ）膜をプラズマエッチング
する。
記第１の実施例では、Ｐｔ膜とＴｉ膜をプラズマエッチ
ングする場合を説明したが、第２の実施例では、Ｐｂ
（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 （ＰＺＴ）膜をプラズマエッチング
する。
【００２４】図４（Ａ）は、ＰＺＴ膜が形成されたウエ
ハの断面図を示す。シリコン基板５０の表面上に、厚さ
１００ｎｍのＳｉＯ2 膜５１、厚さ２０ｎｍのＴｉ膜５
２、厚さ１７５ｎｍのＰｔ膜５３、及び厚さ２４０ｎｍ
のＰＺＴ膜５４がこの順番に積層されている。ＰＺＴ膜
５４の上に、レジストパターン５５が形成されている。
ハの断面図を示す。シリコン基板５０の表面上に、厚さ
１００ｎｍのＳｉＯ2 膜５１、厚さ２０ｎｍのＴｉ膜５
２、厚さ１７５ｎｍのＰｔ膜５３、及び厚さ２４０ｎｍ
のＰＺＴ膜５４がこの順番に積層されている。ＰＺＴ膜
５４の上に、レジストパターン５５が形成されている。
【００２５】ＰＺＴ膜５４のエッチングは、例えばＣＦ
4 ガスとＡｒガスを用い、ＣＦ4 ガスの流量２４ｓｃｃ
ｍ、Ａｒガスの流量２０ｓｃｃｍの条件で行うことがで
きる。圧力、高周波電力、バイアス電力は、Ｐｔ膜のエ
ッチングの場合と同様である。この条件で５０秒間のエ
ッチングを行うことにより、ＰＺＴ膜５４の全厚さ部分
をエッチングすることができる。
4 ガスとＡｒガスを用い、ＣＦ4 ガスの流量２４ｓｃｃ
ｍ、Ａｒガスの流量２０ｓｃｃｍの条件で行うことがで
きる。圧力、高周波電力、バイアス電力は、Ｐｔ膜のエ
ッチングの場合と同様である。この条件で５０秒間のエ
ッチングを行うことにより、ＰＺＴ膜５４の全厚さ部分
をエッチングすることができる。
【００２６】ＰＺＴ膜５４を、第１の実施例におけるＰ
ｔ膜のエッチングと同様の方法でエッチングする場合に
も、３００枚のウエハのエッチング処理後、ベルジャ１
Ａの内壁からの付着膜の剥がれは観測されなかった。
ｔ膜のエッチングと同様の方法でエッチングする場合に
も、３００枚のウエハのエッチング処理後、ベルジャ１
Ａの内壁からの付着膜の剥がれは観測されなかった。
【００２７】上記実施例では、プラズマエッチング処理
の前に、レジスト膜が形成されたウエハのプラズマ処理
を行い、カーボン含有膜をベルジャ１Ａの内壁に付着さ
せた。ベルジャ１Ａの内壁にカーボン含有膜を付着させ
ることができれば、レジスト膜以外の有機膜が形成され
たウエハを用いてもよい。この場合、有機膜の成分がベ
ルジャ１Ａの内壁に付着する。
の前に、レジスト膜が形成されたウエハのプラズマ処理
を行い、カーボン含有膜をベルジャ１Ａの内壁に付着さ
せた。ベルジャ１Ａの内壁にカーボン含有膜を付着させ
ることができれば、レジスト膜以外の有機膜が形成され
たウエハを用いてもよい。この場合、有機膜の成分がベ
ルジャ１Ａの内壁に付着する。
【００２８】有機膜の成分を効率的にベルジャ１Ａの内
壁に付着させるためには、ウエハの主表面のうち、その
面積の８０％以上の領域に有機膜を形成しておくことが
好ましい。
壁に付着させるためには、ウエハの主表面のうち、その
面積の８０％以上の領域に有機膜を形成しておくことが
好ましい。
【００２９】次に、図５を参照して、第３の実施例につ
いて説明する。第３の実施例で用いるプラズマエッチン
グ装置は、図１のプラズマエッチング装置の上蓋１Ｂと
カバー１２をカーボンで形成したものであり、その他は
図１の装置と同様である。エッチング対象のＰＺＴ膜
は、第２の実施例の図４（Ａ）に示すものと同様であ
る。
いて説明する。第３の実施例で用いるプラズマエッチン
グ装置は、図１のプラズマエッチング装置の上蓋１Ｂと
カバー１２をカーボンで形成したものであり、その他は
図１の装置と同様である。エッチング対象のＰＺＴ膜
は、第２の実施例の図４（Ａ）に示すものと同様であ
る。
【００３０】第１の実施例の場合と同様に、全面にレジ
スト膜が形成されたウエハを２５枚プラズマ処理する。
スト膜が形成されたウエハを２５枚プラズマ処理する。
【００３１】図５（Ａ）に示すように、図２（Ａ）の場
合と同様のカーボン含有膜３０がベルジャ１Ａの内壁に
付着する。
合と同様のカーボン含有膜３０がベルジャ１Ａの内壁に
付着する。
【００３２】第２の実施例の場合と同様の方法で、図４
（Ａ）に示すＰＺＴ膜５４をエッチングする。第２の実
施例では、５０枚のウエハのＰＺＴ膜をエッチングする
毎に、全面にレジスト膜が形成されたウエハを１０枚プ
ラズマ処理したが、第３の実施例では、３００枚のウエ
ハのＰＺＴ膜のエッチングを連続して行う。
（Ａ）に示すＰＺＴ膜５４をエッチングする。第２の実
施例では、５０枚のウエハのＰＺＴ膜をエッチングする
毎に、全面にレジスト膜が形成されたウエハを１０枚プ
ラズマ処理したが、第３の実施例では、３００枚のウエ
ハのＰＺＴ膜のエッチングを連続して行う。
【００３３】図５（Ｂ）は、３００枚のウエハのＰＺＴ
膜をエッチングした後のベルジャ１Ａの一部の断面図を
示す。プラズマエッチング中に、カーボン含有膜３０の
表面上に、エッチングされた膜の構成成分からなる付着
膜３２が付着する。付着膜３２は、ＰＺＴの構成成分及
びカーボンを含む。付着膜３２中のカーボンは、図１に
示す上蓋１Ｂ及びカバー１２の一部がエッチングされる
ことにより供給される。
膜をエッチングした後のベルジャ１Ａの一部の断面図を
示す。プラズマエッチング中に、カーボン含有膜３０の
表面上に、エッチングされた膜の構成成分からなる付着
膜３２が付着する。付着膜３２は、ＰＺＴの構成成分及
びカーボンを含む。付着膜３２中のカーボンは、図１に
示す上蓋１Ｂ及びカバー１２の一部がエッチングされる
ことにより供給される。
【００３４】カーボン含有膜３０が接着層として作用す
るため、付着膜３２の剥がれが防止される。さらに、付
着膜３２には、ＰＺＴの構成成分のみならずカーボンが
含有されているため、ＰＺＴの構成成分のみからなる膜
よりも剥がれにくい。このため、３００枚のウエハを連
続処理しても、付着膜３２の剥がれは観測されなかっ
た。
るため、付着膜３２の剥がれが防止される。さらに、付
着膜３２には、ＰＺＴの構成成分のみならずカーボンが
含有されているため、ＰＺＴの構成成分のみからなる膜
よりも剥がれにくい。このため、３００枚のウエハを連
続処理しても、付着膜３２の剥がれは観測されなかっ
た。
【００３５】第３の実施例では、図１の上蓋１Ｂとカバ
ー１２がカーボンで形成されている装置を使用した。真
空チャンバ１の内壁の少なくとも一部がカーボンを含む
材料で形成されており、このカーボンがプラズマでエッ
チングされるような構成の装置であれば、同様の効果が
期待される。
ー１２がカーボンで形成されている装置を使用した。真
空チャンバ１の内壁の少なくとも一部がカーボンを含む
材料で形成されており、このカーボンがプラズマでエッ
チングされるような構成の装置であれば、同様の効果が
期待される。
【００３６】次に、第４の実施例について説明する。第
１の実施例では、エッチングガスとしてＣｌ2 とＡｒを
使用した。第４の実施例では、さらにＣ2 Ｆ6 ガスを加
える。Ｃ2 Ｆ6 ガスの流量は５ｓｃｃｍであり、その他
のエッチング条件は、第１の実施例の場合と同様であ
る。
１の実施例では、エッチングガスとしてＣｌ2 とＡｒを
使用した。第４の実施例では、さらにＣ2 Ｆ6 ガスを加
える。Ｃ2 Ｆ6 ガスの流量は５ｓｃｃｍであり、その他
のエッチング条件は、第１の実施例の場合と同様であ
る。
【００３７】まず、全面にレジスト膜が形成されたウエ
ハ２５枚を、Ｃ2 Ｆ6 ガスを追加した雰囲気中でプラズ
マ処理する。その後、図３（Ａ）に示すウエハのＰｔ膜
４３をプラズマエッチングする。第１の実施例では、５
０枚のウエハのＰｔ膜をエッチングする毎に、全面にレ
ジスト膜が形成されたウエハを１０枚プラズマ処理した
が、第４の実施例では、３００枚のウエハのＰｔ膜のエ
ッチングを連続して行う。
ハ２５枚を、Ｃ2 Ｆ6 ガスを追加した雰囲気中でプラズ
マ処理する。その後、図３（Ａ）に示すウエハのＰｔ膜
４３をプラズマエッチングする。第１の実施例では、５
０枚のウエハのＰｔ膜をエッチングする毎に、全面にレ
ジスト膜が形成されたウエハを１０枚プラズマ処理した
が、第４の実施例では、３００枚のウエハのＰｔ膜のエ
ッチングを連続して行う。
【００３８】この場合も、第３の実施例の場合と同様
に、図５（Ｂ）に示す付着膜３２が形成される。付着膜
３２は、Ｐｔとカーボンを含む。このカーボンは、エッ
チングガスに含まれるＣ2 Ｆ6 が分解することにより供
給される。付着膜３２がカーボンを含むことにより、３
００枚のウエハを連続処理しても、付着膜３２の剥がれ
は観測されなかった。
に、図５（Ｂ）に示す付着膜３２が形成される。付着膜
３２は、Ｐｔとカーボンを含む。このカーボンは、エッ
チングガスに含まれるＣ2 Ｆ6 が分解することにより供
給される。付着膜３２がカーボンを含むことにより、３
００枚のウエハを連続処理しても、付着膜３２の剥がれ
は観測されなかった。
【００３９】上記第４の実施例では、エッチングガスに
Ｃ2 Ｆ6 ガスを添加する場合を説明したが、付着膜３２
にカーボンが含まれればその他のガスを添加してもよ
い。例えば、ＣＨ4 、ＣＨ2 Ｆ2 、ＣＨＦ3 、Ｃ
2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ8 、及びＣ 4 Ｆ8 からなる群
より選択された少なくとも１つのガスを添加してもよ
い。
Ｃ2 Ｆ6 ガスを添加する場合を説明したが、付着膜３２
にカーボンが含まれればその他のガスを添加してもよ
い。例えば、ＣＨ4 、ＣＨ2 Ｆ2 、ＣＨＦ3 、Ｃ
2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ8 、及びＣ 4 Ｆ8 からなる群
より選択された少なくとも１つのガスを添加してもよ
い。
【００４０】第３及び第４の実施例では、Ｐｔ膜若しく
はＰＺＴ膜のエッチング時に、図５（Ｂ）に示す付着膜
３２が付着する。この付着膜３２自体がカーボンを含む
ため、カーボン含有膜３０を付着させておかなくても、
石英ベルジャ１Ａと付着膜３２との間の比較的高い密着
性を確保することができる。
はＰＺＴ膜のエッチング時に、図５（Ｂ）に示す付着膜
３２が付着する。この付着膜３２自体がカーボンを含む
ため、カーボン含有膜３０を付着させておかなくても、
石英ベルジャ１Ａと付着膜３２との間の比較的高い密着
性を確保することができる。
【００４１】次に、第５の実施例について説明する。第
１の実施例では、全面にレジスト膜が形成されたウエハ
をプラズマ処理することにより、図２（Ａ）に示すカー
ボン含有膜３０を付着させた。第５の実施例では、Ｃ2
Ｆ6 とＡｒとを含むガスを用いてダミー放電させること
により、カーボン含有膜３０を付着させる。
１の実施例では、全面にレジスト膜が形成されたウエハ
をプラズマ処理することにより、図２（Ａ）に示すカー
ボン含有膜３０を付着させた。第５の実施例では、Ｃ2
Ｆ6 とＡｒとを含むガスを用いてダミー放電させること
により、カーボン含有膜３０を付着させる。
【００４２】ダミー放電は、Ｃ2 Ｆ6 ガスの流量３２ｓ
ｃｃｍ、Ａｒガスの流量２０ｓｃｃｍ、圧力５ｍＴｏｒ
ｒ、プラズマ発生用の高周波電力１４００Ｗ、バイアス
用電力１００Ｗの条件で行う。このとき、ウエハステー
ジ１０には、ダミーウエハとしてＳｉＯ2 からなるウエ
ハを載置しておく。
ｃｃｍ、Ａｒガスの流量２０ｓｃｃｍ、圧力５ｍＴｏｒ
ｒ、プラズマ発生用の高周波電力１４００Ｗ、バイアス
用電力１００Ｗの条件で行う。このとき、ウエハステー
ジ１０には、ダミーウエハとしてＳｉＯ2 からなるウエ
ハを載置しておく。
【００４３】まず、１０分間のダミー放電を行う。その
後、５０枚のウエハのＰｔ膜のエッチングと２分間のダ
ミー放電とを繰り返し行う。合計３００枚のウエハのＰ
ｔ膜のエッチングを行っても、ベルジャ１Ａの内壁から
のＰｔ膜の剥がれは観測されなかった。
後、５０枚のウエハのＰｔ膜のエッチングと２分間のダ
ミー放電とを繰り返し行う。合計３００枚のウエハのＰ
ｔ膜のエッチングを行っても、ベルジャ１Ａの内壁から
のＰｔ膜の剥がれは観測されなかった。
【００４４】Ｐｔ膜のエッチング時のバイアス用電力を
７００Ｗとしているのに対し、ダミー放電中のバイアス
用電力を１００Ｗとしている。このため、ダミー放電中
にＳｉＯ2 ウエハはほとんどエッチングされない。な
お、ダミー放電中には、必ずしもバイアス電圧を印加し
なくてもよい。
７００Ｗとしているのに対し、ダミー放電中のバイアス
用電力を１００Ｗとしている。このため、ダミー放電中
にＳｉＯ2 ウエハはほとんどエッチングされない。な
お、ダミー放電中には、必ずしもバイアス電圧を印加し
なくてもよい。
【００４５】第５の実施例では、Ｐｔ膜をエッチングす
る場合について説明したが、ＰＺＴ膜をエッチングする
場合にも同様の効果を得られることが確認された。
る場合について説明したが、ＰＺＴ膜をエッチングする
場合にも同様の効果を得られることが確認された。
【００４６】第５の実施例では、ダミー放電をＣ2 Ｆ6
とＡｒとの混合雰囲気中で行った。Ｃ2 Ｆ6 の代わり
に、カーボン含有膜がベルジャ１Ａの内壁に付着するよ
うなガスを用いてもよい。例えば、ＣＨ4 、ＣＨ
2 Ｆ2 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ 6 、Ｃ3 Ｆ8 、及
びＣ4 Ｆ8 からなる群より選択された少なくとも１つの
ガスを用いてもよい。
とＡｒとの混合雰囲気中で行った。Ｃ2 Ｆ6 の代わり
に、カーボン含有膜がベルジャ１Ａの内壁に付着するよ
うなガスを用いてもよい。例えば、ＣＨ4 、ＣＨ
2 Ｆ2 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ 6 、Ｃ3 Ｆ8 、及
びＣ4 Ｆ8 からなる群より選択された少なくとも１つの
ガスを用いてもよい。
【００４７】上記第１〜第５の実施例では、Ｐｔ膜及び
ＰＺＴ膜をエッチングする場合を説明した。ベルジャ１
Ａの内壁に付着した膜が剥がれやすいという課題は、エ
ッチングが主に物理的に行われ、エッチングされた膜の
成分がベルジャ内に再付着するような場合に共通のもの
である。すなわち、化学的なエッチングが困難な低蒸気
圧の材料からなる膜をエッチングする場合に共通の課題
といえる。Ｐｔ、ＰＺＴの他、Ｉｒ、ＩｒＯ、ＳｒＢｉ
2 Ｔａ2 Ｏ9 （ＳＢＴ）、またはＢａX Ｓｒ1- X ＴｉＯ
3 （ＢＳＴ）からなる膜をエッチングする場合にも、第
１〜第５の実施例の効果と同様の効果が期待される。
ＰＺＴ膜をエッチングする場合を説明した。ベルジャ１
Ａの内壁に付着した膜が剥がれやすいという課題は、エ
ッチングが主に物理的に行われ、エッチングされた膜の
成分がベルジャ内に再付着するような場合に共通のもの
である。すなわち、化学的なエッチングが困難な低蒸気
圧の材料からなる膜をエッチングする場合に共通の課題
といえる。Ｐｔ、ＰＺＴの他、Ｉｒ、ＩｒＯ、ＳｒＢｉ
2 Ｔａ2 Ｏ9 （ＳＢＴ）、またはＢａX Ｓｒ1- X ＴｉＯ
3 （ＢＳＴ）からなる膜をエッチングする場合にも、第
１〜第５の実施例の効果と同様の効果が期待される。
【００４８】上記実施例では、処理ガスとしてＡｒを含
むガスを使用したが、Ａｒ以外の希ガスを使用してもよ
い。また、上記実施例では、誘導結合型のプラズマエッ
チング装置を用いた場合について説明したが、平行平板
型（容量結合型）、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）
型、ヘリコン型の装置を用いる場合にも、同様の効果が
期待される。
むガスを使用したが、Ａｒ以外の希ガスを使用してもよ
い。また、上記実施例では、誘導結合型のプラズマエッ
チング装置を用いた場合について説明したが、平行平板
型（容量結合型）、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）
型、ヘリコン型の装置を用いる場合にも、同様の効果が
期待される。
【００４９】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
真空チャンバの内壁にカーボン含有膜を付着させておく
ことにより、その上に付着する膜の剥がれを防止し、パ
ーティクルの発生を低減させることができる。
真空チャンバの内壁にカーボン含有膜を付着させておく
ことにより、その上に付着する膜の剥がれを防止し、パ
ーティクルの発生を低減させることができる。
【図１】本発明の実施例で使用するプラズマエッチング
装置の概略断面図である。
装置の概略断面図である。
【図２】第１の実施例による方法でエッチングを行った
場合の、ベルジャ内壁に付着する膜の断面図である。
場合の、ベルジャ内壁に付着する膜の断面図である。
【図３】第１及び第４の実施例によるエッチング方法で
用いたエッチング対象ウエハの断面図及びエッチング後
の断面図である。
用いたエッチング対象ウエハの断面図及びエッチング後
の断面図である。
【図４】第２及び第３の実施例によるエッチング方法で
用いたエッチング対象ウエハの断面図及びエッチング後
の断面図である。
用いたエッチング対象ウエハの断面図及びエッチング後
の断面図である。
【図５】第３の実施例による方法でエッチングを行った
場合の、ベルジャ内壁に付着する膜の断面図である。
場合の、ベルジャ内壁に付着する膜の断面図である。
１ 真空チャンバ １Ａ ベルジャ １Ｂ 上蓋 １Ｃ 下部チャンバ ２ アンテナ ３ 高周波電源 ４ マッチング回路 ５ ガス導入孔 ６ ガス排気孔 １０ ウエハステージ １１ 真空チャック １２ カバー １３ ローパスフィルタ １４ 直流電源 １５ マッチング回路 １６ バイアス電源 ３０ カーボン含有膜 ３１、３２ 付着膜 ４０、５０ シリコン基板 ４１、５１ ＳｉＯ2 膜 ４２、５２ Ｔｉ膜 ４３、５３ Ｐｔ膜 ４４、５５ レジストパターン ５４ ＰＺＴ膜
Claims (11)
- 【請求項１】 チャンバの内壁に、カーボンを含む材料
からなるカーボン含有膜を付着させる工程と、 前記カーボン含有膜の付着した前記チャンバ内に、半導
体基板を配置する工程と、 前記チャンバ内に希ガスを含む処理ガスのプラズマを発
生させ、該プラズマ中のイオンが前記半導体基板の表面
に引き寄せられるような電界を印加し、前記半導体基板
の表面層の一部をエッチングする工程とを有する半導体
装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記カーボン含有膜を付着させる工程
が、 主表面上に有機膜が形成された基板を前記チャンバ内に
配置する工程と、 前記チャンバ内にプラズマを発生させて前記有機膜の一
部を除去し、除去された有機膜の成分を該チャンバの内
壁に付着させる工程とを含む請求項１に記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項３】 前記基板の主表面のうち、その面積の８
０％以上の領域に前記有機膜が形成されている請求項２
に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記有機膜が、フォトレジストからなる
膜である請求項２または３に記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項５】 前記チャンバの内壁の少なくとも一部が
カーボンを含む材料で形成されており、 前記カーボン含有膜を付着させる工程において、前記チ
ャンバ内にプラズマを発生させてその内壁のうちカーボ
ンを含む材料で形成された領域を部分的にエッチング
し、他の領域に前記カーボン含有膜を付着させる請求項
１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記カーボン含有膜を付着させる工程
が、 前記チャンバ内にダミー基板を配置する工程と、 前記チャンバ内にカーボンを含むガスを導入してプラズ
マを発生させ、その内壁に前記カーボン含有膜を付着さ
せる工程とを有する請求項１に記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項７】 前記カーボンを含むガスが、ＣＨ4 、Ｃ
Ｈ2 Ｆ2 、ＣＨＦ3、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ8 、
及びＣ4 Ｆ8 からなる群より選択された少なくとも１つ
のガスである請求項６に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 前記半導体基板の表面上に、Ｐｔ、Ｉ
ｒ、ＩｒＯ、ＰＺＴ、ＳＢＴ、及びＢＳＴからなる群よ
り選択された少なくとも１つの材料からなる被エッチン
グ膜が形成されており、 前記半導体基板の表面層の一部をエッチングする工程に
おいて、前記被エッチング膜を部分的にエッチングする
請求項１〜７のいずれかに記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項９】 チャンバ内に、半導体基板を配置する工
程と、 前記チャンバ内に、希ガスとカーボンを含むガスとを含
む処理ガスのプラズマを発生させ、該プラズマ中のイオ
ンが前記半導体基板の表面に引き寄せられるような電界
を印加し、前記半導体基板の表面層の一部をエッチング
するとともに、前記チャンバの内壁にカーボンを含むカ
ーボン含有膜を付着させる工程とを有する半導体装置の
製造方法。 - 【請求項１０】 前記カーボンを含むガスが、ＣＨ4 、
ＣＨ2 Ｆ2 、ＣＨＦ 3 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ6 、Ｃ
3 Ｆ8 、及びＣ4 Ｆ8 からなる群より選択された少なく
とも１つのガスである請求項９に記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項１１】 前記半導体基板の表面上に、Ｐｔ、Ｉ
ｒ、ＩｒＯ、ＰＺＴ、ＳＢＴ、及びＢＳＴからなる群よ
り選択された少なくとも１つの材料からなる被エッチン
グ膜が形成されており、 前記半導体基板の表面層の一部をエッチングする工程に
おいて、前記被エッチング膜を部分的にエッチングする
請求項９または１０に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10175180A JP2000012523A (ja) | 1998-06-22 | 1998-06-22 | 半導体装置の製造方法 |
| US09/228,565 US6071828A (en) | 1998-06-22 | 1999-01-12 | Semiconductor device manufacturing method including plasma etching step |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10175180A JP2000012523A (ja) | 1998-06-22 | 1998-06-22 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000012523A true JP2000012523A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=15991680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10175180A Pending JP2000012523A (ja) | 1998-06-22 | 1998-06-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6071828A (ja) |
| JP (1) | JP2000012523A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003257946A (ja) * | 2002-03-04 | 2003-09-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| WO2007129732A1 (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Ulvac, Inc. | エッチング方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6537429B2 (en) * | 2000-12-29 | 2003-03-25 | Lam Research Corporation | Diamond coatings on reactor wall and method of manufacturing thereof |
| CN1914714B (zh) * | 2004-03-31 | 2011-09-28 | 富士通半导体股份有限公司 | 基板处理装置及半导体装置的制造方法 |
| US7312865B2 (en) | 2004-03-31 | 2007-12-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for in situ monitoring of chamber peeling |
| GB201919215D0 (en) | 2019-12-23 | 2020-02-05 | Spts Technologies Ltd | Method and apparatus for plasma etching |
| GB201919220D0 (en) | 2019-12-23 | 2020-02-05 | Spts Technologies Ltd | Method of plasma etching |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5268200A (en) * | 1990-05-21 | 1993-12-07 | Applied Materials, Inc. | Method of forming plasma etch apparatus with conductive coating on inner metal surfaces of chamber to provide protection from chemical corrosion |
| US5443686A (en) * | 1992-01-15 | 1995-08-22 | International Business Machines Corporation Inc. | Plasma CVD apparatus and processes |
-
1998
- 1998-06-22 JP JP10175180A patent/JP2000012523A/ja active Pending
-
1999
- 1999-01-12 US US09/228,565 patent/US6071828A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003257946A (ja) * | 2002-03-04 | 2003-09-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| WO2007129732A1 (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Ulvac, Inc. | エッチング方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6071828A (en) | 2000-06-06 |
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