JP2000195830A - 半導体製造装置、半導体製造装置のクリ―ニング方法、半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドライエッチング処理毎にクリーニング処理
を実施して、ドライエッチング処理時に形成された膜を
除去する。 【解決手段】 上部電極３は、アルマイト処理されたＡ
ｌ製の電極板３１及び電極板ステー３２から成り、Ａｌ
製のチャンバ２の上面にアルマイト処理されたＡｌ製の
上部電極支え３３を介して配置される。両者３１，３２
を固定するネジはＡｌＯ２セラミックス製のキャップ３
４で覆われる。下部電極４は、アルマイト処理されたＡ
ｌ製の基板ステージ４１と、Ｔｉ２Ｏ３を少量添加した
アルミナセラミックス製の基板保護シート４５と、Ａｌ
Ｏ２セラミックス製の基板押さえ４６とを有し、チャン
バ２の下面にアルマイト処理されたＡｌ製の下部電極台
４３を介して配置される。チャンバ２の側壁面上にＡｌ
Ｎセラミックス製の内壁材２２が側壁面に沿って配置さ
れる。ゲートバルブ２１は表面がアルマイト処理された
Ａｌより成る。

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に関
するものであり、特に、半導体製造装置が備えるチャン
バ内のクリーニング方法及びそのクリーニング方法に最
適な半導体製造装置の構造に関するものである。更に、
かかる半導体装置を用いた製造方法及びその製造方法に
よって製造される半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、従来の平行平板型ドライエッ
チング装置１Ｐの構造を模式的に示す縦断面図である。
図１２に示すように、平行平板型ドライエッチング装置
１Ｐは、アルミニウムより成るチャンバ２Ｐ内に、互い
に平行を成す、上部電極支え３３Ｐを介してチャンバ２
Ｐの上面に配置された上部電極３Ｐと、下部電極台４３
Ｐを介してチャンバ２Ｐの下面に配置された下部電極４
Ｐとを備える。下部電極台４３Ｐ及び上部電極支え３３
Ｐは表面がアルマイト処理されたアルミニウム部材から
成る。チャンバ２Ｐの側壁面には基板１０の搬入出をす
るための開口部２ＰＨ１が設けられており、当該開口部
２ＰＨ１の開閉可能な蓋として、その表面がアルマイト
処理されたアルミニウムから成るゲートバルブ２１Ｐが
配置されている。チャンバ２Ｐの側壁面は炭化シリコン
（ＳｉＣ）より成る内壁材２２Ｐが配置されている。ま
た、チャンバ２Ｐの下面にガス排気口２ＰＨ３が形成さ
れており、当該排気口２ＰＨ３に結合し、その内面に石
英製のガス排気管カバー２３Ｐを有する排気管５３Ｐが
図示しない真空排気ポンプに繋げられている。

【０００３】上部電極３Ｐは、アモルファスカーボン
（ａ−Ｃ）より成る電極板３１Ｐと、その表面がアルマ
イト処理されたアルミニウムから成る電極板ステー３２
Ｐとがネジ（図示せず）で互いに固定された構造を有す
る。上記ネジには、樹脂ないしは化成品であるベスペル
から成るキャップ３４Ｐが被せられている。各種ガスを
チャンバ２Ｐ内に導入するためのガス導入管５１Ｐがチ
ャンバ２Ｐの上部に設けられている。他方、下部電極４
Ｐは、その表面がアルマイト処理されたアルミニウム製
の基板ステージ４１Ｐと、当該基板ステージ４１Ｐに設
けられた凹部内に配置されたポリイミドから成る基板保
護シート４５Ｐと、基板保護シートの表面４５ＰＳ上に
配置される基板１０Ｐを固定・保持するための基板押さ
え４６Ｐ（表面がアルマイト処理されたアルミニウム製
のリング状部材が基体）とを有する。更に、平行平板型
ドライエッチング装置１Ｐは、上部電極３Ｐ及び下部電
極４Ｐのそれぞれに繋げられ、プラズマを形成するため
の電力を供給する電源６１Ｐ，６２Ｐを備える。

【０００４】図１３は、従来のＥＣＲ型ドライエッチン
グ装置２０１Ｐの構造を模式的に示す縦断面図である。
図１３に示すように、ＥＣＲ型ドライエッチング装置２
０１Ｐは、アルミニウム製のインナーベルジャー２２２
Ｐと、その表面がアルマイト処理されたアルミニウムか
ら成るチャンバ外壁２０２Ｐ及びベース２２４Ｐとを備
える。チャンバ外壁２０２Ｐ及びインナーベルジャー２
２２Ｐには、ガス導入口である貫通孔２０２ＰＨ２と、
ガス排気口である開口部２０２ＰＨ３と、マイクロ波導
入口である開口部２０２ＰＨ４とが設けられており、マ
イクロ波導入口２０２ＰＨ４には、炭化シリコン（Ｓｉ
Ｃ）セラミックスから成るマイクロ波導入窓２３３Ｐが
配置されている。

【０００５】ベース２２４Ｐのチャンバ外壁２０２Ｐ内
部側の表面上に、その表面がアルマイト処理がなされた
アルミニウム製の基板ステージ台２４１Ｐが配置されて
いる。基板ステージ台２４１Ｐには、静電チャック誘電
体であるポリイミドシート２４５Ｐを配置するための凹
部２４１ＰＡが形成されており、また、基板１０を取り
囲む形状の石英製のターゲット２４９Ｐが配置されてい
る。

【０００６】さて、半導体装置の製造工程において、シ
リコン酸化膜のドライエッチング工程では、ＣＨＦ３、
ＣＦ４やＣ４Ｆ８等のガス（以下、総称して「ＣＦ系ガ
ス」とも呼ぶ）がエッチングガスないしはプロセスガス
として多用される。ＣＦ系ガスを用いたドライエッチン
グ工程では、同ガスをプラズマ化することにより生じた
炭素原子又はＣＦ分子等における炭素（Ｃ）の活性種が
シリコン酸化膜の酸素原子（Ｏ）を引き抜くと共に、上
記プラズマにより生じたフッ素原子（Ｆ）又はフッ素分
子（Ｆ２）等のフッ素の活性種がシリコン酸化膜のシリ
コン原子（Ｓｉ）をＳｉＦ等として真空中に遊離する。

【０００７】近年の半導体装置の微細化に対して、シリ
コン酸化膜と当該シリコン酸化膜の下地層であるシリコ
ン層との間のエッチング選択比をより大きく設定する必
要性が生じている。エッチング選択比の増大の要請に対
応可能なドライエッチングプロセスの一例として、堆積
性が強められたプロセスが用いられる。かかるプロセス
は、シリコン酸化膜のドライエッチングの際に、炭素原
子の活性種に起因する生成物を露出した下地層のシリコ
ン層上に堆積させて、同シリコン層とフッ素の活性種と
の接触を防止する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、そのような
堆積性の強いプロセスを使用することによって、ドライ
エッチング装置のチャンバの内面に、プロセスガスに起
因にした、炭素原子を含む強固な堆積膜（以下、「Ｃ系
堆積膜」とも呼ぶ）が形成される。

【０００９】チャンバ内面等に堆積する上記Ｃ系堆積膜
の蓄積量が増えるに従って、同Ｃ系堆積膜は、ドライエ
ッチング時にチャンバの内面から剥離して基板上に落下
し易くなる。そして、かかるＣ系堆積膜が基板上に落下
して、製造される半導体装置に対する異物となること
で、半導体装置の歩留まりが低下してしまうという問題
点がある。

【００１０】このような問題点に対して、従来の半導体
製造装置では、シートヒータによって、又は、別途に設
けられた配管内に加熱された液体を流すことによって、
更には、プラズマ自体からの入熱を利用することによっ
て、チャンバ（の内面）を２００゜Ｃ程度に加熱してＣ
系堆積物の付着を防止する手段が講じられる場合があ
る。しかしながら、Ｃ系堆積物の付着を完全に防止する
ことはできないため、根本的な解決策とは言い難い。

【００１１】これに対して、チャンバの真空を一旦破り
同チャンバ内をアルコールやフロリナートを用いてクリ
ーニング（ウエットクリーニング）することによって、
あるいは、酸素プラズマを用いてチャンバ内のクリーニ
ング（ドライクリーニング）することによって、Ｃ系堆
積膜を除去するという方法が用いられる。

【００１２】しかしながら、上記チャンバ内クリーニン
グ処理を行うことによってチャンバ内雰囲気が変化して
しまう。従って、一般的に、少なくとも製造ロット間で
は製造条件を同一とするために、上記クリーニング処理
は単一の製造ロットの終了後に実施される。このため、
同一の製造ロット内であっても、ドライエッチング処理
の処理数が進むにつれて上述のＣ系堆積物の落下が生じ
易くなるので、上述の歩留まり低下の問題点を完全に解
決可能であるとは言い難い。

【００１３】また、従来のクリーニング処理によれば、
クリーニング後にドライエッチング処理と同様の処理に
よって、チャンバ内雰囲気を以前のドライエッチング時
のそれに戻すための工程（シーズニング工程）が別途に
必要である。

【００１４】更に、ウエットクリーニングは、それ自体
に膨大な時間がかかってしまう。他方、従来のドライエ
ッチング装置では、プロセスガス（活性種を含む）に対
する耐性を有する材料・部品が使用されているが、エッ
チング処理とクリーニング処理との頻度の観点から、ド
ライクリーニング処理における酸素プラズマに対する耐
性までは考慮されていない場合が多い。このため、チャ
ンバの内部（の部品）の劣化を抑制するためには、クリ
ーニングを頻繁に行うことができない。

【００１５】そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされ
たものであり、上記酸素プラズマを用いたクリーニング
にも適した半導体製造装置を提供することを第１の目的
とする。

【００１６】更に、本発明は、上記第１の目的を実現し
うる半導体製造装置に対して適用されるクリーニング方
法を提供することを第２の目的とする。

【００１７】更に、本発明の第３の目的は、上記第２の
目的に係るクリーニング方法を適用された半導体製造装
置を用いた半導体装置の製造方法並びにその製造方法を
用いて高歩留まりで以て製造される半導体装置を提供す
ることにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】（１）請求項１に記載の
発明に係る半導体製造装置は、チャンバ内に設けられた
基板ステージ上に配置された基板に対して、少なくとも
炭素原子及びフッ素原子を含むプロセスガスによるプラ
ズマ処理を行う半導体製造装置であって、前記チャンバ
の内部の内で少なくともプラズマに接する部分が、酸素
原子のプラズマに対する耐性を有する物質から構成され
ることを特徴とする。

【００１９】（２）請求項２に記載の発明に係る半導体
製造装置は、請求項１に記載の半導体製造装置であっ
て、前記基板ステージは、前記基板の保持機構として静
電チャック機構を有することを特徴とする。

【００２０】（３）請求項３に記載の発明に係る半導体
製造装置のクリーニング方法は、請求項１又は２に記載
の前記半導体製造装置のクリーニング方法であって、前
記チャンバの前記内部を、少なくとも酸素原子を含むク
リーニング用ガスのプラズマで以てクリーニング処理す
ることを特徴とする。

【００２１】（４）請求項４に記載の発明に係る半導体
装置の製造方法は、請求項１又は２に記載の前記半導体
製造装置を用いて、半導体装置を製造することを特徴と
する。

【００２２】（５）請求項５に記載の発明に係る半導体
装置の製造方法は、請求項４に記載の半導体装置の製造
方法であって、前記プロセスガスによる前記プラズマ処
理を実施する毎に、前記チャンバの前記内部に対して少
なくとも酸素原子を含むクリーニング用ガスのプラズマ
によるクリーニング処理を実施することを特徴とする。

【００２３】（６）請求項６に記載の発明に係る半導体
装置の製造方法は、請求項５に記載の半導体装置の製造
方法であって、前記プラズマ処理において前記基板に形
成されるダメージ層を、前記クリーニング処理において
前記クリーニング用ガスの前記プラズマで以て除去する
ことを特徴とする。

【００２４】（７）請求項７に記載の発明に係る半導体
装置の製造方法は、請求項５に記載の半導体装置の製造
方法であって、前記基板は、前記基板ステージとは反対
側の表面上にレジストが配置されており、前記レジスト
を、前記クリーニング処理時に前記クリーニング用ガス
の前記プラズマで以て除去することを特徴とする。

【００２５】（８）請求項８に記載の発明に係る半導体
装置の製造方法は、請求項５に記載の半導体装置の製造
方法であって、前記基板ステージが前記静電チャック機
構を有する場合に、前記クリーニング処理における前記
プラズマの形成終了時と、前記基板の前記静電チャック
機構からの脱離処理を同時に実施することを特徴とす
る。

【００２６】（９）請求項９に記載の発明に係る半導体
装置は、請求項４乃至８のうちいずれか１項に記載の前
記半導体装置の製造方法によって製造されることを特徴
とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、半導体
製造装置である平行平板型ドライエッチング装置１（以
下、単に「（ドライ）エッチング装置１」とも呼ぶ）の
構造を模式的に示す縦断面図であり、図２は、図１中の
Ｉ−Ｉ線に沿って切断した場合におけるエッチング装置
１の上面図である。なお、図１では、説明の便宜上のた
めに、後述の基板１０を図示する一方、図２では、図面
の煩雑化を避けるために、図１中に図示されるガス排気
口２Ｈ３等の図示化を省略している。以下、図１及び図
２を参照しつつ、エッチング装置１の構造を説明する。

【００２８】エッチング装置１は、互いに平行を成す円
形の上部電極３及び下部電極４を備えている。詳細に
は、上部電極３は、その表面がアルマイト処理された
（酸化アルミニウム（ＡｌＯ２）が形成された）アルミ
ニウム（Ａｌ）から成る電極板３１と、その表面がアル
マイト処理されたアルミニウムから成る電極板ステー３
２とを有する。電極板３１及び電極板ステー３２は、互
いに接触して配置されて、外周部付近において両者３
１，３２を貫く方向にネジ（図示せず）によってネジ止
めされている。当該ネジには酸化アルミないしはアルミ
ナ（ＡｌＯ２）セラミックスより成るキャップ３４が被
せられている。上部電極３の拡大断面図である図３に示
すように、電極板ステー３２は中空構造を有する所定の
厚みの円盤型部材から成ると共に、当該中空部分から電
極板３１に接する側の主面に至る、多数の微小な孔３２
Ｈ１が形成されている。更に、上記中空部分から上記小
孔３２Ｈ１を有する主面とは反対側の主面に至り、後述
のガス導入口２Ｈ２に繋がる貫通孔３２Ｈ２が形成され
ている。また、電極板３１には、上記小孔３２Ｈ１に対
応する位置に、同電極板３１を厚み方向に貫く小孔３１
Ｈ（その径は約１ｍｍ）が形成されている。

【００２９】他方、下部電極４は、その表面がアルマイ
ト処理されたアルミニウム製の円盤状部材から成る基板
ステージ４１を有する。基板ステージ４１の上部電極３
に対面する側の主面には、基板１０（例えばシリコンウ
エハを基材とする）の寸法形状に基づいた形状寸法を有
する基板保護シート４５を収容可能な凹部４１Ａが形成
されている。基板保護シート４５は酸化チタン（Ｔｉ２
Ｏ３）を少量添加したアルミナセラミックスから成る。
そして、アルミナセラミックスより成り、その断面形状
が四角形のリング状部材である基板押さえ４６は、上記
基板シート４５と共に基板１０の周縁部を挟むことによ
って、基板１０を基板ステージ４１上に保持・固定す
る。なお、基板押さえ４６は、後述の図７に示すよう
に、支柱部４６Ａを有しており、上部電極３と下部電極
４との間の所定の範囲内において、垂直方向に可動な構
造（図示しない駆動部を含む）を有する。更に、図２及
び後述の図７に示すように、下部電極４は棒状部材から
成る基板クランプ４７を備える。基板クランプ４７は、
上部電極３と下部電極４との間の所定の範囲内におい
て、基板保護シート４５を厚み方向に貫く穴を介して垂
直方向に可動な構造（図示しない駆動部を含む）を有す
る。

【００３０】そして、図１及び図２に示すように、上部
電極３及び下部電極４は、アルミニウムより成るチャン
バ２内に配置されている。詳細には、略箱形のチャンバ
２の内面２Ｓ１の内の上面に、その表面がアルマイト処
理されたアルミニウムから成る上部電極支え３３を介し
て上部電極３が配置されている。このとき、図３に示す
ように、チャンバ２の上記上面のほぼ中央部に形成さ
れ、チャンバ２の外面２Ｓ２と上記内面２Ｓ１との間を
貫く貫通孔２Ｈ２の中心軸と、上部電極支え３３が有す
る厚さ方向に形成された貫通孔３３Ｈの中心軸と、上部
電極板ステー３２の上記貫通孔３２Ｈ２の中心軸とが一
致するように、上部電極支え３３及び上部電極３が配置
されている。貫通孔２Ｈ２にはガス配管５１の先端が挿
入・結合されている。

【００３１】他方、チャンバ２の内面２Ｓ１の内で上記
上面に対面する下面に、その表面がアルマイト処理され
たアルミニウム製の下部電極台４３を介して下部電極４
が配置されている。なお、図１に示すように、下面の一
部に貫通孔であるガス排気口２Ｈ３が形成されており、
ガス排気口２Ｈ３にチャンバ２の上記外面２Ｓ２側に突
出するガス排気管５２（アルミニウム製）が結合してい
る。また、ガス排気管５２の内壁面を覆うように石英よ
り成るガス排気管カバー２３が配置されている。ガス排
気管５２は、図１中に図示しない真空排気ポンプの吸気
口に繋がれている。

【００３２】更に、上部電極３の電極板３１と下部電極
４の基板ステージ４１とには、両電極３，４間に（高周
波）電力を印加するための電源６１，６２がそれぞれ電
気的に接続されている。また、下部電極４は図１中に図
示しない温度コントロール機構を有しており、これによ
って基板１０を加熱又は冷却して所定の温度に制御可能
である。

【００３３】チャンバ２の内面２Ｓ１の内で上面及び下
面に垂直を成す側壁面の内の１面に、内面２Ｓ１から外
面２Ｓ２に至り、基板１０及び後述の真空ローダ装置９
６のアーム９６１（図６参照）が通過可能な寸法形状を
有する貫通口２Ｈ１が形成されている。そして、貫通口
２Ｈ１をチャンバ２の外面２Ｓ２側から塞ぎうる形状寸
法の板状部材から成り、貫通口２Ｈ１の開閉扉として機
能するゲートバルブ２１が配置されている。ゲートバル
ブ２１は、その表面がアルマイト処理されたアルミニウ
ムより成る。図１及び後述の図７に示すように、ゲート
バルブ２１は、その上部を支点にして所定の範囲内で回
動可能である。

【００３４】特に、エッチング装置１では、チャンバ２
の内面２Ｓ１の内の上記側壁面上に窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）セラミックスよりなる内壁材２２が、当該側
壁面に沿って配置されている。

【００３５】なお、エッチング装置１のチャンバ２は、
上述の構成要素が配置されつつも、所定の真空度を実現
しうる気密構造を有することは言うまでもない。

【００３６】ここで、チャンバ２，ゲートバルブ２１及
びガス排気管５２で以て囲まれた空間内において、チャ
ンバ２の内面２Ｓ１（の上面及び下面），内壁材２２の
上記表面２２Ｓ等の当該空間に接する各表面、並びに、
当該空間内に存在する上部電極３，下部電極４，上部電
極支え３３，下部電極台４３等の構成要素を総称して
「チャンバの内部」と呼ぶ。このとき、図１の平行平板
型ドライエッチング装置１では、上記チャンバの内部の
内で少なくともプラズマ（活性種を含む）の接する部分
（即ち、同プラズマに曝される部分）に、アルミナ（Ａ
ｌＯ２），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），酸化チタン
（Ｔｉ２Ｏ３）等のセラミックス材料やアルミニウム
（Ａｌ）等の酸素プラズマ（酸素の活性種を含む）耐性
の強い物質を使用している（そのような物質として、他
に、シリコン（Ｓｉ）や窒化シリコン（ＳｉＮ）セラミ
ックス等も適用可能である）。このため、従来のエッチ
ング装置におけるチャンバ２Ｐ（図１２参照）の内部
（の部品）よりも、酸素プラズマに対する寿命を長くす
ることができるので、従来のエッチング装置よりも維持
費用を削減可能である。従って、実施の形態１に係るエ
ッチング装置１を用いて製造される半導体装置の製造コ
ストを低減することができる。

【００３７】他方、上述のチャンバの内部の長寿命化の
効果を以下のように捉えることもできる。即ち、チャン
バの内部に酸素プラズマ耐性の強い材料を使用している
ので、チャンバ２内に付着した炭素原子を含む膜（Ｃ系
堆積膜）を除去するための酸素プラズマによるクリーニ
ング処理を、従来のエッチング装置１Ｐよりも頻繁に、
例えば基板枚葉毎に実施することができる。従って、従
来のエッチング装置１Ｐよりも清浄化された状態で以て
半導体装置を製造可能である。即ち、実施の形態１に係
るエッチング装置によれば、高い歩留まりを実現可能で
ある。

【００３８】勿論、従来のウエットクリーニング処理と
は異なり、チャンバを開放する必要も無ければ、クリー
ニングに膨大な時間を費やす必要も無い。また、従来の
半導体製造装置のように、Ｃ系堆積物の付着を防止する
ために、シートヒータ等によってチャンバを加熱する必
要はない。

【００３９】ここで、チャンバ内の部品にプラズマ耐性
を有する物質を適用した先行技術として、特開平６−１
４０３７１号公報と特開平７−１０６０９７号公報とに
提案される各先行技術がある。まず、特開平６−１４０
３７１号公報に開示される先行技術（以下、「先行技術
」とも呼ぶ）は、クリーニング処理時に基板ステージ
を保護するための技術である。当該先行技術によれ
ば、クリーニング用ガスのプラズマに対してエッチング
耐性を有する物質で被覆された保護基板を、被エッチン
グ基板とは別途に準備して、クリーニング時にのみ上記
基板ステージ上に設置する。即ち、上記保護基板は脱着
可能である。これに対して、チャンバの内部の内の少な
くともプラズマの接する部分が酸素プラズマ耐性を有す
る物質で構成された（従って、クリーニング時以外にお
いても上記耐プラズマ物質がチャンバ２内に存在す
る）、実施の形態１に係るエッチング装置１とは構造を
異にする。

【００４０】また、特開平７−１０６０９７号公報に開
示される先行技術（以下、先行技術」とも呼ぶ）で
は、平行平板型プラズマ処理装置において、被処理基板
は、石英板やアルミナ板等の誘電体を介して電極上に配
置される。即ち、先行技術に係る装置では、上記石英
板等は上記処理基板が配置される側の電極上にのみ配置
される点で、実施の形態１に係るエッチング装置１とは
異なる構造を有する。先行技術はエッチング装置等に
おけるプラズマ処理時のエッチングの高速化並びに基板
のチャージアップ防止に関するものであり、当該先行技
術に係る平行平板型プラズマ処理装置では、両電極間
には互いに１８０度の位相差を有する高周波電力を投入
する。このとき、上記プラズマ処理時において、基板に
かかるバイアス電圧を均一化するために又当該基板が設
置される側の金属電極による金属汚染を防止するため
に、先行技術に係るプラズマ処理装置では、上記基板
を石英板等を介して上記電極上に設置する。このよう
に、実施の形態１に係るエッチング装置１と先行技術
に係る装置との相違は、技術的思想の相違に端を発す
る。

【００４１】（実施の形態１の変形例１）図１の平行平
板型エッチング装置１における基板押さえ４６の代わり
に、静電チャックを基板１０の保持機構として用いるこ
とも可能である。かかる場合、図１において、凹部４１
Ａには、基板保護シート４５に相当し、酸化チタン（Ｔ
ｉ２Ｏ３）を少量添加したアルミナセラミックス等の酸
素プラズマ耐性を有する物質から成る静電チャック誘電
体が配置される。静電チャックによれば、基板ステージ
４１とプラズマとがコンデンサの対向電極として機能
し、誘電体である基板１０（シリコンウエハを基材とす
るが、その表面には誘電体が形成されている）及び静電
チャック誘電体の両者間に生じるクーロン力等によっ
て、基板１０を保持する。

【００４２】基板保持機構に静電チャックを用いること
によって、基板押さえ４６のように基板１０をその周縁
部で保持する場合と比較して、基板１０と上記静電チャ
ック誘電体との互いの接触面をより密着させて、接触面
積をより大きくすることが可能である。このため、下部
電極４が備える温度コントロール機構による基板１０の
温度制御を確実に行うことができる。このとき、上述の
ように静電チャック誘電体は酸素プラズマ耐性に優れた
酸化チタン（Ｔｉ２Ｏ３）を少量添加したアルミナセラ
ミックスから成るため、たとえ基板１０と凹部４１Ａと
の間の隙間から酸素プラズマが回り込んだとしても、静
電チャック誘電体の吸着力の低下やプラズマによって生
じたダメージに起因する電流リークの発生を有効に防止
することができるという利点がある。

【００４３】（実施の形態１の変形例２）本変形例２で
は、ＥＣＲ型ドライエッチング装置のチャンバの内部に
酸素プラズマ耐性を有する物質を適用した場合につい
て、図４を用いて説明する。

【００４４】図４に示すように、半導体製造装置である
ＥＣＲ型ドライエッチング装置２０１（以下、単に
「（ドライ）エッチング装置２０１」とも呼ぶ）は、そ
の表面がアルマイト処理されたアルミニウムの板状部材
より成るベース２２４の表面上に、基板ステージ台２４
１が配置されている。基板ステージ台２４１の上記ベー
ス２２４と反対側の表面には、基板１０の形状寸法に基
づいた形状寸法の凹部２４１Ａが形成されており、当該
凹部２４１Ａ内には酸化チタン（Ｔｉ２Ｏ３）を少量添
加したアルミナセラミックスより成る静電チャック誘電
体２４５が配置されている。なお、図４では、静電チャ
ック誘電体２４５の表面２４５Ｓ上に基板１０が配置さ
れている状態を図示している。基板ステージ台２４１の
上記凹部２４１Ａを有する側の表面上に、基板１０及び
凹部２４１Ａの寸法形状に基づいた開口部を有する、ア
ルミナ又は窒化シリコン等のセラミックス材料より成る
ターゲット２４９が、凹部２４１Ａの形成位置に対応し
て配置されている。

【００４５】そして、ベース２２４及び基板ステージ台
２４１を覆い被すように、その表面がアルマイト処理さ
れたアルミニウム製の略釣鐘型部材より成るチャンバ外
壁２０２が配置されている。そして、ステージ２４１に
対峙する、チャンバ外壁２０２の略釣鐘形状の頂部に
は、開口部であるマイクロ波導入口２０２Ｈ４が形成さ
れており、又、略釣鐘型の底部開口部の一部が切り欠き
された形状のガス排気口２０２Ｈ３が形成されている。

【００４６】更に、マイクロ波導入口２０２Ｈ４からチ
ャンバ外壁２０２の内側ないしはステージ２４１側へ入
った位置に、窒化シリコンセラミックスの板状部材より
成るマイクロ波導入窓２３３が配置されている。そし
て、チャンバ外壁２０２の内面２０２Ｓ１の内でマイク
ロ波導入窓２３３の配置位置からベース２４１へ至る間
の領域上に、アルミニウムより成るインナーベルジャー
２２２が上記内面２０２Ｓ１に沿って配置されている。
このように、エッチング装置２０１では、チャンバ外壁
２０２とベース２２４とマイクロ波導入窓２３３とから
成る構成要素が、図１の平行平板型ドライエッチング装
置１におけるチャンバ２に該当し、インナーベルジャー
２２２が図１の内壁材２２に該当する。このとき、図４
のＥＣＲ型ドライエッチング装置２０１において、「チ
ャンバの内部」とは、チャンバ外壁２０２，インナーベ
ルジャー２２２及びマイクロ波導入窓２３３で以て囲ま
れた空間内において、チャンバ外壁２０２の内面２０２
Ｓ１，インナーベルジャー２２２，マイクロ波導入窓２
３３等の当該空間に接する各表面、並びに、当該空間内
に存在する基板ステージ台２４１，ターゲット２４９等
の構成要素の同空間に接する部分が該当する。このと
き、図４のＥＣＲドライエッチング装置２０１では、チ
ャンバの内部の内で少なくともプラズマ（活性種を含
む）の接する部分（即ち、同プラズマに曝される部分）
に、上記酸素プラズマ（酸素の活性種を含む）耐性の強
い物質を使用している。

【００４７】また、チャンバ外壁２０２の外面２０２Ｓ
２の所定の位置から、インナーベルジャー２２２を貫通
する（複数の）貫通孔であるガス導入口２０２Ｈ２が形
成されている。

【００４８】このように、図４のエッチング装置２０１
では、チャンバの内部に上述のの酸素プラズマ耐性の強
い物質を使用しているので、既述の平行平板型エッチン
グ装置１と同様の効果を発揮しうる。

【００４９】なお、図４に示すエッチング装置における
ＥＣＲプラズマ源の代わりに表面波プラズマ（ＳＷＰ）
源を利用した、表面波プラズマ型ドライエッチング装置
であっても同様の効果を得ることができる。ここで、表
面波プラズマ（ＳＷＰ）型ドライエッチング装置とは、
アクリル板等の誘電体にマイクロ波を一時閉じ込め、そ
の誘電体からの漏れマイクロ波をチャンバ内に導入する
プラズマ源の方式を有する装置である。

【００５０】（実施の形態２）実施の形態２では、図１
の平行平板型ドライエッチング装置１を用いた、より具
体的且つ実用的な半導体装置の製造方法を、図５のフロ
ーチャート並びに後述の図６〜図１０を用いて説明す
る。勿論、以下の説明は上述の実施の形態１の変形例２
に係るＥＣＲ型ドライエッチング装置２０１等に対して
も妥当である。

【００５１】（基板搬入工程ＦＳ１）本工程ＦＳ１を図
６を用いて説明する。図６は、エッチング装置１を備え
た、より実用的な半導体製造装置の全体構成を模式的に
示す上面図である。図６の半導体製造装置は、既述のエ
ッチング装置１（の所定レベルの高真空に保たれている
チャンバ２）と、その内部に基板ステージ９３３を有す
るロードロックチャンバ９３と、同様に基板ステージ９
４３を有するアンロードロックチャンバ９４とが、その
内部が所定の真空度に保たれているトランスファチャン
バ９１を介して互いに結合されている。各チャンバ２，
９３，９４は各々のゲートバルブ２１，９３１，９４１
によってトランスファチャンバ９１と気密性を保って仕
切られており、また、チャンバ９３，９４の各々はゲー
トバルブ９３２，９４２によって大気雰囲気に対して気
密性を保って仕切られている。即ち、ロードロックチャ
ンバ９３，アンロードロックチャンバ９４及びトランス
ファチャンバ９１のそれぞれは、高真空度に排気される
チャンバ２内雰囲気と大気雰囲気との間に存在するバッ
ファ室である。

【００５２】図６に示すように、トランスファチャンバ
９１内には、水平面内における回転動作及び垂直方向へ
の上下移動並びにその長手方向への前後進動作が可能な
板状部材から成るアーム９６１を有する真空ローダ装置
９６が配置されている。また、上記アーム９６１と同様
に動作可能なアーム９５１を有する大気ローダ装置９５
が、ロードチャンバ９３及びアンロードチャンバ９４の
両ゲートバルブ９３２，９４２に対面する所定の位置に
配置されている。

【００５３】本工程ＦＳ１では、まず、所定の製造工程
までが終了し、カセット９６内に（所定の上下間隔を保
って）収納された（複数の）基板１０を準備して、図６
に示す所定の位置に配置する。そして、アーム９５１の
先端部をカセット９６に向くように、且つ、アーム９５
１をカセット９６内の一の基板１０の下方の隙間に挿入
できるように、大気ローダ装置９５の姿勢を制御する。
更に、アーム９５１をカセット９６の側へ前進させて基
板１０の下方の上記隙間に挿入した後に、アーム９５１
を上昇させて基板１０をアーム９５１上に移載する。そ
して、基板１０をカセット９６内から取り出し、大気ロ
ーダ装置９５を適切に制御して、ゲートバルブ９３２が
開状態にあるロードチャンバ９３内の基板ステージ９３
３へ移載する。

【００５４】次に、アーム９５１をロードチャンバ９３
外へ後退させた後、ゲートバルブ９３２を閉じ、ロード
チャンバ９３内をトランスファチャンバ９１内と略等し
い真空レベルにまで減圧する。かかる減圧後、ゲートバ
ルブ９３１を開ける。そして、真空ローダ装置９６を上
述の大気ローダ装置９５と同様に制御して、アーム９６
１の先端部上に基板１０を移載する。アーム９６１をロ
ードチャンバ９３外へ後退させた後に、ゲートバルブ９
３１を閉じる。そして、エッチング装置１のゲートバル
ブ２１を開け、真空ローダ装置９６を適切に制御するこ
とによって基板１０をアーム９６１上から基板ステージ
４１へ移載する。かかる基板ステージ４１への移載動作
を図７を用いて詳述する。

【００５５】まず、ゲートバルブ２１が開けられてアー
ム９６１がチャンバ２内に前進する前に、基板押さえ４
６を基板ステージ４１から所定の距離だけ上方に移動さ
せておく。そして、基板１０が基板保護シート４５の上
方に位置するように、アーム９６１をチャンバ２内へ前
進させる。その後、基板クランプ４７を上昇させて行
き、基板クランプ４７の先端を基板１０に当接させる。
そして、基板１０をアーム９６１上から脱離するまで基
板クランプ４７を更に上昇させることによって、あるい
は、基板クランプ４７の先端が基板１０に当接した時点
でアーム９６１を下降させることによって、基板１０を
基板クランプ４７で支持する。かかる状態において、ア
ーム９６１をトランスファチャンバ９１内に後退させた
後に、基板クランプ４７を下降することによって基板１
０を基板保護シート４５の表面４５Ｓ上に配置し、更
に、基板押さえ４６を下降させることによって、基板１
０を上記表面４５Ｓ上に固定・保持する。このとき、ア
ーム９６１をチャンバ２内から完全に引き出した後に、
ゲートバルブ２１を閉じる。

【００５６】（ドライエッチング工程ＦＳ２）ゲートバ
ルブ２１が閉じられた後、ドライエッチング処理（プラ
ズマ処理）を行う前に一度十分に真空引きを行う（工程
ＦＳ２１）。なお、基板１０を所定の温度に制御すると
きには、下部電極４が備える上述の温度コントロール機
構によって基板１０を所定の温度に制御する。このと
き、基板１０と基板ステージ４１との熱交換を効率良く
行うために、ガス導入口５１から希ガスを導入しても良
い。基板１０が所定の温度に安定的に制御された後に、
上記真空引きを行う。

【００５７】ここで、本ドライエッチング工程ＦＳ２に
おいてドライエッチング処理（プラズマ処理）が施され
る基板１０の一例として、図８に示す構造の基板１０１
を説明する。基板１０１は、シリコンウエハ１１１の上
方にシリコン酸化膜１１２Ａと当該シリコン酸化膜１１
２Ａの表面１１２ＡＳ上に形成され、エッチングパター
ンに対応した形状のレジストマスク１１３とを有する。

【００５８】また、例えば本ドライエッチング工程ＦＳ
２がＭＯＦＳＥＴの製造工程におけるサイドウォールを
形成する工程のようにシリコン酸化膜のエッチバック工
程である場合には、基板１０として、図９に示すよう
に、例えば、シリコンウエハ１１１の表面１１１Ｓ上
（同ウエハ１１１の上方であっても良い）に形成され、
その表面１１２ＢＳ上にレジストを有さないシリコン酸
化膜１１２Ｂを備えた基板１０２が用いられる。なお、
図９において、シリコン酸化膜１１２Ｂはゲート電極１
１４を被覆している。なお、以下の説明において、上記
シリコン酸化膜１１２Ａ及び１１２Ｂを総称して、「シ
リコン酸化膜１１２」とも呼ぶ。

【００５９】次に、シリコン酸化膜１１２をドライエッ
チングするためのプロセスガスを、ガス導入管５１より
チャンバ２内に導入する。このとき、上記プロセスガス
は、例えばＣＨＦ３，ＣＦ４，ＣＨ２Ｆ２，Ｃ４Ｆ８等
のフロロカーボンガス、即ち、少なくとも炭素原子
（Ｃ）及びフッ素原子（Ｆ）を含む分子ガス（以下、
「ＣＦ系ガス」とも呼ぶ）と、酸素原子（Ｏ）を含む分
子ガスと、アルゴン（Ａｒ）等の希ガスとから成る混合
ガスを用いる。そして、上記混合ガスの供給と排気のバ
ランスを制御して、チャンバ２内の圧力を所定の圧力に
調整する（工程ＦＳ２２）。

【００６０】次に、平行平板電極３，４間に電源６１，
６２で以て所定の高周波電力を投入することによって、
上記プロセスガスをプラズマ化する（工程ＦＳ２３）。
かかるプラズマ（活性種を含む）によってシリコン酸化
膜１１２に対してパターンエッチングやエッチバック等
のプラズマ処理が施されて、所定の形状にパターン化さ
れたシリコン酸化膜を有する基板が形成される。

【００６１】工程ＦＳ２２では、図１０に示すように、
平行平板電極３，４間にはプラズマの発光が観測される
と共に、プラズマ中の活性種（ラジカル）はチャンバ２
内に充満しているため、チャンバ２内全体にＣ系堆積物
が付着する。

【００６２】所定のパターンの形成が完了した時点で、
平行平板電極３，４への電力供給及びチャンバ２内への
プロセスガスの供給を停止することによって、ドライエ
ッチング工程ＦＳ２を終了する（工程ＦＳ２４）。

【００６３】（クリーニング工程ＦＳ３）特に、実施の
形態２に係る製造方法では、ドライエッチング工程ＦＳ
２の終了後に、ドライエッチング処理が施された基板１
０をチャンバ２内に残したままクリーニング工程ＦＳ３
を実行する。

【００６４】まず、ドライエッチング工程ＦＳ２で使用
したプロセスガスをチャンバ２内から十分に除去するた
めに、真空引きを行う（工程ＦＳ３１）。なお、当該真
空排気工程ＦＳ３１を、上述の工程ＦＳ２４におけるド
ライエッチング処理の終了時の工程であると捉えても良
い。

【００６５】十分な真空排気を行った後に、クリーニン
グ用ガスとしての酸素ガスをガス導入管５１よりチャン
バ２内に導入し、ガスの供給と排気のバランスを制御し
てチャンバ２内の圧力を調整する（工程ＦＳ３２）。

【００６６】そして、プラズマ処理として、平行平板電
極３，４に所定の電力を投入することによってクリーニ
ング用ガスをプラズマ化する（工程ＦＳ３３）。このと
き、上記プロセスガスのプラズマ化と同様に、即ち、図
１０に示すように、平行平板電極３，４間にプラズマ発
光が生じると共に、プラズマ化によって生成された酸素
の活性種（ラジカル）がチャンバ２内に充満する。この
ため、ドライエッチング工程ＦＳ２においてチャンバ２
内に付着したＣ系堆積物を、当該酸素の活性種によって
除去することができる。なお、クリーニング用ガスとし
て、一酸化炭素（ＣＯ）や二酸化炭素（ＣＯ２）等の少
なくとも酸素原子を含むガスを適用できる。

【００６７】その後、所定の時間が経過した時点又は所
定のレベルまでクリーニングが終了した時点において、
平行平板電極３，４への電力供給及びクリーニング用ガ
スの供給を停止することによってクリーニング用ガスの
プラズマ化を終了する（工程ＦＳ３４）。

【００６８】（基板取り出し工程ＦＳ４）そして、チャ
ンバ２内を十分に真空引きした後に、ゲートバルブ２１
を開けて上述の基板搬入工程ＦＳ１とは逆の手順で以
て、チャンバ２内からトランスファチャンバ９１へ基板
１０を取り出す。ゲートバルブ２１を閉めた後に、アン
ロードチャンバ９４のゲートバルブ９４１を開け、真空
ローダ９６の姿勢制御によって、基板１０をアンロード
チャンバ９４の基板ステージ９４３に移載する。アーム
９６１をトランスファチャンバ９１内に後退させた後
に、ゲートバルブ９４１を閉じる。そして、アンロード
チャンバ９３内の圧力を大気圧に戻した後に、ゲートバ
ルブ９４２を開けて、大気ローダ装置９５によってアン
ロードチャンバ９４から基板１０を取り出す。大気ロー
ダ装置９５の姿勢制御によって、取り出した基板１０を
カセット９６内に収納する。

【００６９】以上のように、上記クリーニング工程ＦＳ
３においてチャンバ２内のＣ系堆積物がクリーニング除
去される。従って、実施の形態２に係る製造方法によれ
ば、チャンバ２の内面２Ｓ１や内壁材２２の上記内面２
Ｓ１とは反対側の表面２２ＳからＣ系堆積物が剥離して
基板１０上に落下することによる製造歩留まりの低下を
有効に防止することができる。特に、上述の工程ＦＳ１
〜ＦＳ４のように、毎回のドライエッチング工程ＦＳ２
の度にクリーニング工程ＦＳ３を実施することによっ
て、１回のクリーニング工程ＦＳ３では直前のドライエ
ッチング工程ＦＳ２におけるＣ系堆積膜のみをクリーニ
ング除去するだけで済む。即ち、従来のロット間クリー
ニングとは異なり、Ｃ系堆積膜の蓄積が少ない分だけ、
クリーニング工程ＦＳ３に費やす時間自体を短くするこ
とができるという利点がある。また、ドライエッチング
工程ＦＳ２の度にクリーニング工程ＦＳ３を実施するの
で、複数の基板１０に対しても同一のチャンバ雰囲気内
でドライエッチング処理を行うことができる。いわば、
クリーニング工程ＦＳ３がシーズニング工程にも相当す
るため、同シーズニング処理を別途に行う必要がないと
いう利点がある。

【００７０】勿論、従来のウエットクリーニング法のよ
うに、チャンバを開放してクリーニング処理をする必要
が無いので、クリーニングに膨大な時間を費やすことが
ない。また、従来の半導体製造装置のように上記Ｃ系堆
積物の付着を抑制するためにチャンバを加熱する必要も
無い。

【００７１】また、実施の形態２に係る製造方法では、
チャンバ２内に基板１０を配置したままクリーニング工
程ＦＳ３を実行する（勿論、基板１０を取り出した後に
クリーニング処理を実施することも可能である）。これ
に対して、ドライエッチング工程ＦＳ２の終了時（又は
クリーニング工程ＦＳ３の開始時）の真空排気工程後に
ゲートバルブ２１を開けて基板１０を取り出す場合に
は、基板１０を取り出した後にクリーニング工程ＦＳ３
のための真空排気を再度行わなければならない。従っ
て、本製造方法によれば、上述の再度の真空排気工程を
全く必要としないので、工程数及び製造時間の削減を図
ることができる。

【００７２】更に、チャンバ２内に基板１０を配置した
ままクリーニング工程ＦＳ３を実行する場合には、例え
ばクリーニング工程ＦＳ３の実行中において、基板保護
シート４５の表面４５Ｓ上に異物（Ｃ系堆積物以外のも
のも含む）が落下することが全く無い。つまり、実施の
形態２に係る製造方法によれば、基板保護シート４５の
表面４５Ｓが露出している時間を極めて少なくすること
ができる。従って、基板保護シート４５と基板１０との
間に異物が存在することによって基板１０の温度コント
ロールが制御困難となる事態を有効に回避することがで
きる。

【００７３】さて、一般的に、ドライエッチング工程Ｆ
Ｓ２において、基板１０のシリコン酸化膜１１２にはプ
ロセスガスに含まれる炭素原子が打ち込まれることによ
ってダメージ層が形成される。かかる場合、実施の形態
２に係る製造方法によれば、クリーニング工程ＦＳ３で
使用する酸素プラズマで以て、上記ダメージ層を除去可
能である。即ち、クリーニング工程ＦＳ３では、チャン
バ２内にドライエッチングが終了した状態の基板１０が
存在するため、クリーニング処理ＦＳ３３の実施と同時
に上記ダメージ層を除去することができる（図５中の工
程ＦＳ５ａ参照）。従って、本製造方法によれば、従来
の製造方法では別途の装置及び工程において実施される
上記ダメージ層の除去工程の分だけ、製造工程数を省略
することができるという利点がある。

【００７４】このとき、基板ステージ４１を有する下部
電極４に電源６２によって高周波電圧を印加すれば、更
に効率良く上記ダメージ層を除去することができる。

【００７５】加えて、基板１０として図８のレジスト１
１３を有する基板１０１を用いるときには、クリーニン
グ工程ＦＳ３において、レジスト１１３の除去（アッシ
ング）をも同時に行うことができる（図５中の工程ＦＳ
５ｂ参照）。このとき、クリーニング時間ないしは酸素
プラズマの形成時間は、チャンバ２内に付着したＣ系堆
積物のクリーニング除去に必要な時間とレジスト１１３
の除去に必要な時間との内でいずれか長い方の時間に設
定する。このように、実施の形態２に係る製造方法によ
れば、従来の製造方法では別途の装置及び工程において
実施されるレジストの除去工程を省略して、製造工程の
簡略化を図ることができるという利点がある。

【００７６】ここで、ドライエッチング処理後に酸素プ
ラズマ処理を行う先行技術として、特開平４−３３７６
３３号公報に提案される先行技術（以下、「先行技術
」とも呼ぶ）がある。先行技術は、アルミニウム合
金上のシリコン酸化膜をドライエッチングする際に生成
され、パターンエッチングされたシリコン酸化膜の側壁
面上に付着する無機反応物を除去するための技術であ
る。詳細には、上記シリコン酸化膜のドライエッチング
後に、同一チャンバ内又は真空搬送された別のチャンバ
内でアルゴン等の不活性ガスのプラズマを用いて上記無
機反応物を除去する。そして、酸素プラズマによってド
ライエッチング時のレジストマスクを除去する。このよ
うに、先行技術では、ドライエッチング処理とアッシ
ング処理との間において上述の不活性ガスでのプラズマ
処理が実施されるのに対して、実施の形態２に係る半導
体装置の製造方法では、ドライエッチング工程ＦＳ２と
クリーニング工程ＦＳ３（アッシング工程ＦＳ５ｂを兼
ねる）とは連続して実施される点で異なる。

【００７７】（実施の形態２の変形例１）基板１０の基
板ステージ４１上への保持機構に静電チャックを用いる
ときには、クリーニング終了時（工程ＦＳ３４）に基板
脱離工程をも同時に実施可能である（図５中の工程ＦＳ
５ｃ参照）。ここで、上述の基板脱離工程とは、基板ス
テージ４１への印加電圧の極性を反転させて、静電チャ
ック誘電体の分極が反転する際の分極が無くなる状態の
時にプラズマの形成を停止することによって、静電的
（電気的）に静電チャック誘電体に吸着している基板１
０を脱離する処理である。なお、上述の分極が無くなる
状態はセンサ等で検出可能である。

【００７８】従来の製造方法では、上述の基板脱離工程
を、ドライエッチング工程が終了し、チャンバ内を真空
引きした後に、別途の工程としてアルゴン（Ａｒ）等の
希ガスをチャンバ内に導入して、プラズマを生成するこ
とにより実施している。これに対して、本変形例１に係
る製造方法では、上記アルゴンプラズマの代わりにクリ
ーニング用ガスの酸素プラズマを用いることによって、
且つ、基板脱離工程におけるプラズマの停止処理と、ク
リーニング工程におけるプラズマの停止処理（工程ＦＳ
３４）とを共通化する。従って、本変形例１に係る製造
方法によれば、従来の製造方法よりも全体の工程数を削
減して、半導体製造装置の処理能力ないしは稼働率の向
上を図ることができる。

【００７９】また、基板脱離後は、基板と静電チャック
誘電体との吸着が解除されるため、基板の適切な温度制
御が難しい。このため、従来の製造方法のようにドライ
エッチング工程後に基板を脱離させてしまうと、脱離と
共に基板の温度が上昇し、チャンバ内に残留するプロセ
スガスによってエッチングが更に進行してしまう場合が
ある。これに対して、本変形例１に係る製造方法によれ
ば、クリーニング処理の終了時点において基板１０を脱
離させるので、プロセスガスの残留自体が極めて少な
い。従って、従来の製造方法とは異なり、不適切なオー
バーエッチが生じることがないので、所望のエッチング
パターンを有する半導体装置を製造することができる。

【００８０】（実施の形態２の変形例２）特に、上述の
ようにプロセスガスが酸素原子を含むガスを更に備える
場合には、図１１のフローチャートに従った製造方法を
実行可能である。なお、図１１のフローチャートにおい
て、既述の製造工程と同様の工程には同一の符号を付し
ている。

【００８１】本変形例２に係る製造方法では、図５にお
ける、ドライエッチング工程ＦＳ２の終了（工程ＦＳ２
４）において、平行平板電極３，４間に電力を投入した
ままの状態でプロセスガス中の酸素ガス以外のガスの供
給を停止する（ＦＳ３２１）。そして、上述の工程ＦＳ
３２に相当する工程としてクリーニング用ガスとしての
酸素ガスの供給量，チャンバ２内の圧力，平行平板電極
３，４に投入する電力量の各々を調整する工程ＦＳ３３
１を経ることによって、直ちにクリーニング工程ＦＳ３
を開始（このとき、上述のように平行平板電極３，４間
には電力は供給されたままである）する。

【００８２】このように、ドライエッチング工程ＦＳ２
とクリーニング工程ＦＳ３とを連続的に実施することに
よって、図５のフローチャートに示す製造工程よりも工
程数ないしは処理手順数を削減することができるという
利点がある。

【００８３】なお、上述の実施の形態１及び２（その各
変形例を含む）では、プラズマ（活性種を含む）がチャ
ンバ２内の全域に充満する場合ついて説明したが、耐酸
素プラズマ物質で構成される、上記チャンバの内部の内
で少なくともプラズマ（活性種を含む）の接する部分
（即ち、同プラズマに曝される部分）は、プラズマ処理
を実施可能な種々の半導体製造装置において、例えばチ
ャンバの大きさや活性種の寿命等に起因して異なる。こ
のため、耐酸素プラズマ物質が使用される部分は、その
半導体製造装置毎に規定される。

【００８４】

【発明の効果】（１）請求項１に係る発明によれば、チ
ャンバの内部の少なくともプラズマに接する部分が酸素
原子のプラズマ（以下、「酸素プラズマ」とも呼ぶ）に
対して耐性を有する物質から成るため、例えばチャンバ
の内部は、従来の半導体製造装置のそれらと比較して酸
素プラズマを用いた処理に対する寿命を長くすることが
できる。即ち、チャンバのクリーニング処理ないしは半
導体製造装置のメンテナンスの周期を長期化することが
できる。従って、その分だけ当該半導体製造装置の稼働
率を上げることができる。また、従来の半導体製造装置
よりも装置の維持費用を削減することもできる。

【００８５】更に、例えば当該半導体製造装置を、少な
くとも炭素原子及びフッ素原子を含むプロセスガスのプ
ラズマで以てシリコン酸化膜のドライエッチング処理を
行う装置として用いるときには、同処理時にチャンバの
内部に堆積する炭素原子を含む膜を酸素プラズマを用い
たクリーニング処理を、従来のドライエッチング装置よ
りも頻繁に実施可能である。従って、チャンバ内に付着
物等が除去されて、より清浄な状態で以て、半導体装置
を製造することができる。即ち、高い歩留まりを実現可
能な半導体製造装置を提供可能である。

【００８６】（２）請求項２に係る発明によれば、基板
保持機構として静電チャックを用いるので、基板と静電
チャック（従って、基板ステージ）とを互いに面接触さ
せることができる。つまり、基板を他の部材で以て押さ
えて基板ステージ上に保持する場合と比較して、両者の
接触面積をより大きくすることが可能である。このた
め、例えば基板ステージが基板の温度制御機構を有する
場合には、熱伝導を確実に行うことができるので、基板
の温度制御を正確に実施できる。

【００８７】また、静電チャック機構の部品の内で少な
くともプラズマに接する部分を酸素プラズマ耐性に優れ
た物質で構成することによって、たとえ酸素プラズマが
回り込んで上記部品が酸素プラズマに曝された場合であ
っても、静電チャックの吸着力の低下等を有効に防止す
ることができる。

【００８８】（３）請求項３に係る発明によれば、当該
半導体製造装置のチャンバの内部の内で少なくともプラ
ズマに接する部分が酸素プラズマ耐性物質から成るの
で、従来の半導体製造装置よりも頻繁にクリーニングを
実施することが可能である。このため、かかるクリーニ
ングを例えば処理すべき基板毎に実行する場合には、毎
回クリーニングされた状態のチャンバ内において上記プ
ロセスガスによるプラズマ処理を実行することができ
る。かかる場合には、上記プラズマ処理時にチャンバの
内部に付着した炭素原子を含む膜が剥離して基板上に落
下するという事態を格段に抑制することができる。しか
も、当該クリーニング処理を頻繁に行うことによって１
回のクリーニング処理での上記炭素原子を含む膜の除去
量自体を少なくすることができるので、本クリーニング
処理を短時間で実施できるという利点がある。

【００８９】勿論、従来の半導体製造装置におけるウエ
ットクリーニング法のように、チャンバを開放してクリ
ーニング処理をする必要が無いので、クリーニングに膨
大な時間を費やすことがない。また、従来の半導体製造
装置とは異なり、上記炭素原子を含む膜の付着を抑制す
るためにチャンバを加熱する必要が無い。

【００９０】（４）請求項４に係る発明によれば、上記
（１）又は（２）の効果を発揮しうる半導体製造装置を
用いるので、従来の半導体製造装置よりも清浄化された
状態のチャンバ内において上記プラズマ処理（例えばド
ライエッチング処理）を実行して、半導体装置を製造す
ることが可能である。即ち、上記プラズマ処理時にチャ
ンバの内部に付着した炭素原子を含む膜が剥離して基板
上に落下する事態を有効に防止することができる。従っ
て、高い歩留まりで以て半導体装置を製造することがで
きる。

【００９１】更に、当該半導体装置の製造方法によれ
ば、記述の稼働率の向上効果が発揮されるので、製造コ
ストを削減することができる。

【００９２】（５）請求項５に係る発明によれば、クリ
ーニング処理をプラズマ処理の実施毎に実施するので、
毎回クリーニングされた状態のチャンバ内において上記
プラズマ処理を実行することができる。従って、プラズ
マ処理においてチャンバの内部に付着した炭素原子を含
む膜が剥離して基板上に落下する事態を格段に抑制する
ことができる。しかも、クリーニング処理を頻繁に行う
ことによって、１回のクリーニング処理での上記炭素原
子を含む膜の除去量自体を少なくすることができるの
で、本クリーニング処理を短時間に実施することができ
るという利点がある。また、プラズマ処理の度にクリー
ニング処理を実施するので、複数の基板に対しても同一
のチャンバ内雰囲気で以て上記プラズマ処理を行うこと
ができる。換言すれば、クリーニング処理がシーズニン
グ処理にも相当するため、同シーズニング処理を別途に
行う必要がないという利点がある。

【００９３】更に、上記プロセスガスが更に酸素原子を
含むガスを備える場合には、上記プラズマ処理の終了時
に上記プロセスガス中の酸素原子を含むガス以外のガス
の供給を停止することによって、即時にクリーニング処
理を開始することができる。かかる場合には、プラズマ
処理の終了後に新たにクリーニング処理の準備をする製
造方法に比べて、処理手順を少なくすることができる。

【００９４】（６）請求項６に係る発明によれば、ダメ
ージ層の除去処理とクリーニング処理とを同時に実施す
るので、上記ダメージ層の除去処理を別途の装置及び工
程として実施する従来の製造方法と比較して、製造設備
及び製造工程数の削減、従って、製造コストの削減が可
能である。

【００９５】（７）請求項７に係る発明によれば、レジ
ストの除去とチャンバ内のクリーニング処理とを同時に
実施するので、レジストの除去を別途の装置及び工程で
実施する従来の製造方法と比較して、製造装置及び製造
工程数の削減、従って、製造コストの削減が可能であ
る。

【００９６】（８）請求項８に係る発明によれば、従来
の製造方法のようにプラズマ処理後に別途の工程として
の基板脱離工程を実施する必要が無い。従って、従来の
製造方法よりも全体の工程数を削減可能であるため、半
導体製造装置の処理能力ないしは稼働率の向上を図っ
て、製造コストを削減することができる。

【００９７】また、プロセスガスの残留が極めて少ない
状態であるクリーニング後に基板を脱離するので、上記
プラズマ処理後に基板脱離処理を実施する従来の製造方
法における、上記プラズマ処理の不要な進行を防止する
ことができる。

【００９８】（９）請求項９に係る発明によれば、上記
（４）〜（８）のいずれかの効果が発揮されて製造され
るので、低コスト且つ高歩留まりで以て製造され、且
つ、所定の動作を確実に実行しうる半導体装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１に係る平行平板型ドライエッチ
ング装置の構造を模式的に示す縦断面図である。

【図２】 実施の形態１に係る平行平板型ドライエッチ
ング装置の構造を模式的に示す上面図である。

【図３】 実施の形態１に係る平行平板型ドライエッチ
ング装置の上部電極の構造を模式的に示す拡大縦断面図
である。

【図４】 実施の形態１に係るＥＣＲ型ドライエッチン
グ装置の構造を模式的に示す縦断面図である。

【図５】 実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を
示すフローチャートである。

【図６】 実施の形態２に係る半導体製造装置の全体構
造を模式的に示す上面図である。

【図７】 実施の形態２に係る半導体装置の製造工程に
おける、平行平板型ドライエッチング装置の動作を説明
するための縦断面図である。

【図８】 実施の形態２に係る半導体装置の製造方法に
適用される基板の構造を模式的に示す縦断面図である。

【図９】 実施の形態２に係る半導体装置の製造方法に
適用される基板の他の構造を模式的に示す縦断面図であ
る。

【図１０】 実施の形態２に係る半導体装置の製造工程
において、プラズマ発光領域とプラズマにより生成され
た活性種の分布状態とを模式的に示す図である。

【図１１】 実施の形態２の変形例２に係る半導体装置
の製造方法を示すフローチャートである。

【図１２】 従来の平行平板型ドライエッチング装置の
構造を模式的に示す縦断面図である。

【図１３】 従来のＥＣＲ型ドライエッチング装置の構
造を模式的に示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 平行平板型ドライエッチング装置（半導体製造装
置）、２ チャンバ、２Ｈ１ 貫通口、２Ｈ２，２０２
Ｈ２ ガス導入口、２Ｈ３，２０３Ｈ ガス排気口、２
Ｓ１ 内面、２Ｓ２ 外面、３ 上部電極、４ 下部電
極、１０，１０１，１０２ 基板、２１ ゲートバル
ブ、２２ 内壁材、２２Ｓ，４５Ｓ，２４５Ｓ 表面、
２３ ガス排気管カバー、３１ 電極板、３２ 電極板
ステー、３３上部電極支え、３４ ネジキャップ、４１
基板ステージ、４１Ａ 凹部、４３ 下部電極台、４
５ 基板保護シート、４６ 基板押さえ、４６Ａ 支柱
部、４７ 基板クランプ、５１ ガス導入管、５２ ガ
ス排気管、１１１ シリコンウエハ、１１１Ｓ，１１２
ＡＳ，１１２ＢＳ 表面、１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ
シリコン酸化膜、１１３ レジスト、２０１ ＥＣＲ
型ドライエッチング装置（半導体製造装置）、２０２
チャンバ外壁、２０２Ｈ４ ガス導入管、２２２ イン
ナーベルジャー、２２４ ベース、２３３ マイクロ波
導入窓、２４１基板ステージ台、２４５ 静電チャック
誘電体、２４９ ターゲット、ＦＳ１〜ＦＳ４，ＦＳ２
１〜ＦＳ２４，ＦＳ３１〜ＦＳ３４，ＦＳ３２１，ＦＳ
３２２，ＦＳ５ａ，ＦＳ５ｂ，ＦＳ５ｃ 工程。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA15 AA16 BA04 BA09 BA16 BB11 BB18 BB21 BB22 BB23 BB28 BB29 BB30 DA01 DA16 DA23 DA26 DB00 DB03 DB26 DB27 EA28 EA32

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバ内に設けられた基板ステージ上
   に配置された基板に対して、少なくとも炭素原子及びフ
   ッ素原子を含むプロセスガスによるプラズマ処理を行う
   半導体製造装置であって、 前記チャンバの内部の内で少なくともプラズマに接する
   部分が、酸素原子のプラズマに対する耐性を有する物質
   から構成されることを特徴とする、半導体製造装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体製造装置であっ
   て、 前記基板ステージは、前記基板の保持機構として静電チ
   ャック機構を有することを特徴とする、半導体製造装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の前記半導体製造
   装置のクリーニング方法であって、 前記チャンバの前記内部を、少なくとも酸素原子を含む
   クリーニング用ガスのプラズマで以てクリーニング処理
   することを特徴とする、半導体製造装置のクリーニング
   方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載の前記半導体製造
   装置を用いて、半導体装置を製造することを特徴とす
   る、半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の半導体装置の製造方法
   であって、 前記プロセスガスによる前記プラズマ処理を実施する毎
   に、前記チャンバの前記内部に対して少なくとも酸素原
   子を含むクリーニング用ガスのプラズマによるクリーニ
   ング処理を実施することを特徴とする、半導体装置の製
   造方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の半導体装置の製造方法
   であって、 前記プラズマ処理において前記基板に形成されるダメー
   ジ層を、前記クリーニング処理において前記クリーニン
   グ用ガスの前記プラズマで以て除去することを特徴とす
   る、半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の半導体装置の製造方法
   であって、 前記基板は、前記基板ステージとは反対側の表面上にレ
   ジストが配置されており、 前記レジストを、前記クリーニング処理時に前記クリー
   ニング用ガスの前記プラズマで以て除去することを特徴
   とする、半導体装置の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項５に記載の半導体装置の製造方法
   であって、 前記基板ステージが前記静電チャック機構を有する場合
   に、前記クリーニング処理における前記プラズマの形成
   終了時と、前記基板の前記静電チャック機構からの脱離
   処理を同時に実施することを特徴とする、半導体装置の
   製造方法。
9. 【請求項９】 請求項４乃至８のうちいずれか１項に記
   載の前記半導体装置の製造方法によって製造されること
   を特徴とする、半導体装置。