JP2001176860A - 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度プラズマエッチングを用いて配線層を
形成する際に、電子シェーディング効果に起因する配線
層のサイドエッチングの発生を防止して、半導体装置の
特性及び信頼性の低下、製造歩留りの低下を防止するこ
とが可能な半導体装置の製造方法及び半導体製造装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 プラズマエッチング室１２において、高
密度プラズマエッチングにより下地の層間絶縁膜３６表
面が露出するまでポリシリコン層４０を選択的にエッチ
ング除去し、上層配線層４０ａ、４０ｂを形成した後、
紫外線キュア室１２において、半導体基体全面に２．４
〜５．５ｅＶのエネルギーの紫外線ＵＶを照射し、下層
配線層３４に接続していない上層配線層４０ａが正の電
位に帯電している状態を解消して、下層配線層３４に接
続している上層配線層４０ａと同電位にする。その後
に、再びプラズマエッチング室１２において、オーバー
エッチングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法及び半導体製造装置に係り、特に高密度プラズマに
より導電膜をエッチングして配線層を形成する際のエッ
チング方法及びその方法の実施に使用する高密度プラズ
マエッチング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ（大規模集積回路）等の半導体装
置における高集積化、高機能化の要求は増大する一方で
あり、それに伴って、微細加工技術の重要性は益々高ま
っている。そうした中で、配線層の幅やコンタクトホー
ル、スルーホールの径などの寸法を縮小した微細配線を
実現するため、微細なエッチングが可能な高密度プラズ
マエッチング装置の使用が一般化してきた。

【０００３】以下、従来の高密度プラズマエッチング装
置とこの高密度プラズマエッチング装置を用いて微細な
配線層を形成するエッチング方法を、図８〜図１２を用
いて説明する。ここで、図８は従来の高密度プラズマエ
ッチング装置の全体構成を示す概略レイアウト図であ
る。また、図９〜図１３はそれぞれ図８の高密度プラズ
マエッチング装置を用いたエッチング方法により配線層
を形成する方法を説明するための工程断面図である。

【０００４】図８に示されるように、従来の高密度プラ
ズマエッチング装置１０ａは、半導体ウェーハ（以下、
単に「ウェーハ」という）に対して高密度プラズマを用
いたエッチング処理を行うプラズマエッチング室１２
と、このプラズマエッチング室１２にウェーハの搬送を
行うトランスファ室１６と、これらプラズマエッチング
室１２及びトランスファ室１６を真空状態に保持した状
態で、ウェーハの取入れ及び取出しを行うロードロック
室１８とから構成されている。

【０００５】次に、図８に示される従来の高密度プラズ
マエッチング装置１０ａを用いたエッチング方法により
配線層を形成する方法を、図９〜図１３の工程断面図を
用いて説明する。先ず、図９に示されるように、半導体
基板３０上に絶縁膜３２を介して導電性のポリシリコン
層からなる下層配線層３４を形成する。続いて、この下
層配線層３４を被覆する層間絶縁膜３６を基体全面に堆
積した後、この層間絶縁膜３６を選択的にエッチングし
て、下層配線層３４表面を露出させるコンタクト孔３８
を形成する。更に、このコンタクト孔３８を含む基体全
面に、上層配線層となる導電性のポリシリコン層４０を
堆積すると共に、このポリシリコン層４０によってコン
タクト孔３８内を埋め込む。そして、このポリシリコン
層４０上に、所定の微細な配線パターンにパターニング
したレジスト膜４２ａ、４２ｂを形成する。

【０００６】次いで、この半導体基体を、図８の高密度
プラズマエッチング装置１０ａのロードロック室１８か
ら装置内に取り入れ、トランスファ室１６を介してプラ
ズマエッチング室１２に搬送する。そして、この高密度
プラズマエッチング装置１０ａのプラズマエッチング室
１２において、図１０に示されるように、高密度プラズ
マにより、レジスト膜４２ａ、４２ｂをマスクとするポ
リシリコン層４０の選択的なエッチングを行い、このポ
リシリコン層４０からなる上層配線層４０ａ、４０ｂを
形成する。

【０００７】なお、このポリシリコン層４０の高密度プ
ラズマエッチングにおいては、図１０に模式的に示され
るように、電子シェーディング効果により、レジスト膜
４２ａ、４２ｂに電子が蓄積され、負の電位に帯電す
る。また同時に、ポリシリコン層４０にはプラズマＰか
らほぼ垂直に入射してきた正イオンが注入され、正の電
位に帯電することになる。但し、このポリシリコン層４
０のエッチングが下地の層間絶縁膜３６表面に達するま
では上層配線層４０ａ、４０ｂは分離されておらず、共
にポリシリコン層４０が埋め込まれたコンタクト孔３８
を介して下層配線層３４に接続しているため、下層配線
層３４から電子が供給され、正イオンの注入によっても
正の電位への帯電が防止される。即ち、上層配線層４０
ａ、４０ｂの電位は共に０ボルト、即ち同電位の状態に
ある。従って、同電位の状態にある上層配線層４０ａ、
４０ｂの何れにも電子シェーディング効果に起因するサ
イドエッチングは生じない。

【０００８】そして、このようなレジスト膜４２ａ、４
２ｂをマスクとするポリシリコン層４０の選択的なエッ
チングを下地の層間絶縁膜３６表面が露出するまで続行
し、図１１に示されるように、ポリシリコン層４０が埋
め込まれたコンタクト孔３８を介して下層配線層３４に
接続している上層配線層４０ａと、下層配線層３４には
接続していない上層配線層４０ｂとを完全に分離する。

【０００９】引続き、図１２に示されるように、下地の
層間絶縁膜３６上におけるポリシリコン層４０のエッチ
ング残滓を完全に除去するために、オーバーエッチング
を行う。即ち、このオーバーエッチングにより、下地の
層間絶縁膜３６表面までもスライトエッチングして、シ
ョート等の原因となる恐れのある層間絶縁膜３６上のポ
リシリコン層４０のエッチング残滓を完全に除去し、上
層配線層４０ａ、４０ｂをそれぞれ形成する。

【００１０】なお、このオーバーエッチングの際には、
既に上層配線層４０ａ、４０ｂは互いに分離されている
ため、図１２に模式的に示されるように、下層配線層３
４に接続している上層配線層４０ａには下層配線層３４
から電子が供給されて、正イオンの注入による正の電位
への帯電は解消されるものの、下層配線層３４に接続し
ていない上層配線層４０ｂでは、正イオンの注入によっ
て正の電位に帯電することになる。こうして、隣接する
２つの上層配線層４０ａ、４０ｂにおいて、一方の上層
配線層４０ａが相対的に低電位となり、他方の上層配線
層４０ｂが相対的に高電位となる。

【００１１】このため、図１２に模式的に示されるよう
に、プラズマＰから半導体基体にほぼ垂直に入射してき
た正イオンは、上層配線層４０ｂの側面近傍を通過する
際には反発するような力が働き、上層配線層４０ａの側
面近傍を通過する際には相対的に引き寄せられるような
力が働いて、その進路が曲がり、その結果、より多くの
正イオンが上層配線層４０ａの側面に衝突することにな
る。従って、下層配線層３４に接続している上層配線層
４０ａの側面がサイドエッチされて、窪み５０が形成さ
れる。

【００１２】次いで、オーバーエッチングが終了した半
導体基体を、図８の高密度プラズマエッチング装置１０
ａのプラズマエッチング室１２から、トランスファ室１
６を介してロードロック室１８に搬送し、装置外に取り
出す。そして、図１３に示されるように、レジスト膜４
２ａ、４２ｂを剥離する。こうして、層間絶縁膜３６上
のポリシリコン層４０のエッチング残滓を完全に除去し
た微細な上層配線層４０ａ、４０ｂの形成を完了する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
高密度プラズマエッチング装置１０ａを用いて微細な上
層配線層４０ａ、４０ｂを形成するエッチング方法にお
いては、ポリシリコン層４０に対する高密度プラズマを
用いたオーバーエッチングの際に、電子シェーディング
効果に起因して、下層配線層３４に接続している上層配
線層４０ａの側面がサイドエッチされ、窪み５０が形成
される。このため、上層配線層４０ａの断面積が減少
し、最悪の場合にはこの上層配線層４０ａが層間絶縁膜
３６表面から浮いてしまうことになり、半導体装置の動
作スピードや信頼性の低下を招き、製造歩留りを低下さ
せる要因になるという問題があった。

【００１４】そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなさ
れたものであり、高密度プラズマエッチングを用いて配
線層を形成する際に、その配線層が下層配線層に接続し
ているか否かに拘らず、電子シェーディング効果に起因
する配線層のサイドエッチングの発生を防止して、配線
層の特性及び信頼性の低下、延いては半導体装置の特性
及び信頼性の低下、製造歩留りの低下を防止することが
可能な半導体装置の製造方法及び半導体製造装置を提供
することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の本発
明に係る半導体装置の製造方法及び半導体製造装置によ
って達成される。即ち、請求項１に係る半導体装置の製
造方法は、半導体基体上に絶縁膜を介して導電膜を堆積
した後、この導電膜上に形成した所定のパターンのレジ
スト膜をマスクとして、高密度プラズマにより、下地の
絶縁膜が露出するまで導電膜を選択的にエッチング除去
し、更に高密度プラズマによる導電膜のオーバーエッチ
ングを行って、前記導電膜からなる配線層を形成する半
導体装置の製造方法であって、導電膜のオーバーエッチ
ングの際に、導電膜に紫外線を照射することを特徴とす
る。

【００１６】なお、ここで、「導電膜のオーバーエッチ
ングの際に」とは、導電膜自体のエッチングが終了し、
導電膜のオーバーエッチングを開始する前段の時点と、
導電膜のオーバーエッチングを行っている途中の時点の
両方を含むものとする。そして、この定義は、以下の説
明においても同様とする。

【００１７】このように請求項１に係る半導体装置の製
造方法においては、導電膜を選択的にエッチングして配
線層を形成する場合に、導電膜のオーバーエッチングの
際に導電膜に紫外線を照射することにより、導電膜に電
子を発生させ、導電膜の高密度プラズマによるエッチン
グの際の電子シェーディング効果によって下層配線層に
接続していない導電膜が正の電位に帯電している状態を
解消し、下層配線層に接続している導電膜と同電位とす
ることが可能になるため、下層配線層に接続しているか
否かに拘らず、従来のような電子シェーディング効果に
起因する導電膜のサイドエッチングの発生は防止され
る。従って、導電膜の選択的なエッチングにより形成す
る配線層の断面積が減少して最悪な場合には下地の層間
絶縁膜から浮いてしまう事態が発生することが防止さ
れ、配線層の形状の精度が良好になるため、配線層の特
性及び信頼性の向上と製造歩留りの向上が実現される。

【００１８】なお、上記請求項１に係る半導体装置の製
造方法において、導電膜に照射する紫外線のエネルギー
は、２．４ｅＶ以上５．５ｅＶ以下、即ち２．４〜５．
５ｅＶであることが好適である。即ち、紫外線のエネル
ギーが２．４ｅＶ以上であれば、この紫外線の照射を受
けた導電膜には十分な量の電子が発生する。このため
に、導電膜の高密度プラズマによるエッチングの際の電
子シェーディング効果によって下層配線層に接続してい
ない導電膜が正の電位に帯電している状態を容易に解消
することが可能になる。他方、紫外線のエネルギーが
５．５ｅＶ以上に増大するにつれて、紫外線の照射を受
けた導電膜には、電子と共に電子−正孔のペアを発生す
る割合が増大するために、導電膜が正の電位に帯電して
いる状態を解消する作用は減少する。そして、紫外線の
エネルギーが１０ｅＶ以上になると、殆ど電子−正孔の
ペアのみが発生するために、導電膜が正の電位に帯電し
ている状態を解消する作用は殆ど発揮されなくなる。従
って、電子シェーディング効果に起因する導電膜のサイ
ドエッチングの発生を防止するためには、導電膜に照射
する紫外線のエネルギーが２．４〜５．５ｅＶであるこ
とが望ましい。

【００１９】また、請求項３に係る半導体製造装置は、
ウェーハに対して高密度プラズマを用いたエッチング処
理を行うプラズマエッチング室と、ウェーハに対して紫
外線の照射を行う紫外線キュア室と、これらプラズマエ
ッチング室及び紫外線キュア室の間のウェーハの搬送を
行うトランスファ室と、これらのプラズマエッチング
室、紫外線キュア室、及びトランスファ室を真空状態に
保持した状態で、ウェーハの取入れ及び取出しを行うロ
ードロック室と、を有することを特徴とする。

【００２０】このように請求項３に係る半導体製造装置
においては、通常の場合に具備されているプラズマエッ
チング室、トランスファ室、及びロードロック室に加え
て、紫外線キュア室が設置されていることにより、導電
膜を選択的にエッチングして配線層を形成する場合、導
電膜のオーバーエッチングの際に、ウェーハをプラズマ
エッチング室から紫外線キュア室に搬送して、この紫外
線キュア室において導電膜に対する紫外線の照射を行
い、その後再びウェーハを紫外線キュア室からプラズマ
エッチング室に搬送して、導電膜のオーバーエッチング
を行うことが容易に可能になるため、上記請求項１に係
る半導体装置の製造方法が容易に実施される。従って、
導電膜を選択的なエッチングによって形成する配線層の
形状の精度が良好になるため、配線層の特性及び信頼性
の向上と製造歩留りの向上が実現される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施
形態に係る高密度プラズマエッチング装置の全体構成を
示す概略レイアウト図、図２は図１の高密度プラズマエ
ッチング装置のプラズマエッチング室の要部を示す概略
断面図である。また、図３〜図７はそれぞれ図１及び図
２の高密度プラズマエッチング装置を用いたエッチング
方法により配線層を形成する方法を説明するための工程
断面図である。

【００２２】図１に示されるように、本実施形態に係る
高密度プラズマエッチング装置１０は、ウェーハに対し
て高密度プラズマを用いたエッチング処理を行うプラズ
マエッチング室１２と、ウェーハに対して紫外線の照射
を行う紫外線キュア室１４と、これらプラズマエッチン
グ室１２及び紫外線キュア室１４の間のウェーハの搬送
を行うトランスファ室１６と、これらプラズマエッチン
グ室１２、紫外線キュア室１４、及びトランスファ室１
６を真空状態に保持した状態で、ウェーハの取入れ及び
取出しを行うロードロック室１８と、から構成されてい
る。

【００２３】また、この高密度プラズマエッチング装置
１０のプラズマエッチング室１２は、図２に示されるよ
うに、内部のガスが矢印方向に真空排気される反応チャ
ンバ２０と、この反応室チャンバ２０内に互いに対向す
る状態で設けられた上部電極２２ａ及び下部電極２２ｂ
と、反応チャンバ２０側壁に１３．５６ＭＨｚの高周波
を印加する高周波電源２４と、下部電極２４に１００ｋ
Ｈｚの高周波を印加する高周波電源２６と、上部電極２
２ａの上面部及び反応チャンバ２０の側壁部に配置され
た永久磁石２８とを有している。そして、このような構
成により、反応室チャンバ２０内に導入した所定のプロ
セスガスのプラズマＰを上部電極２２ａ及び下部電極２
２ｂに挟まれた空間に発生させ、このプラズマＰを下部
電極２４ｂ上に載置したウェーハＷの表面に供給して、
高密度プラズマエッチング処理を行うようになってい
る。

【００２４】次に、図１及び図２に示される高密度プラ
ズマエッチング装置１０を用いたエッチング方法により
配線層を形成する方法を、図３〜図７の工程断面図を用
いて説明する。

【００２５】先ず、図３に示されるように、半導体基板
３０上に、例えばＣＶＤ（ChemicalVapor Deposition
；化学的気相成長）法を用いて、絶縁膜３２を堆積し
た後、この絶縁膜３２上に、例えばＣＶＤ法、フォトリ
ソグラフィ技術、プラズマエッチング法などを用いて、
導電性のポリシリコン層からなる下層配線層３４を形成
する。

【００２６】続いて、例えばＣＶＤ法を用いて、下層配
線層３４を被覆する層間絶縁膜３６を基体全面に堆積し
た後、例えばフォトリソグラフィ技術、プラズマエッチ
ング法などを用いて、層間絶縁膜３６を選択的にエッチ
ングし、下層配線層３４表面を露出させるコンタクト孔
３８を形成する。更に、このコンタクト孔３８を含む基
体全面に、例えばＣＶＤ法を用いて、上層配線層となる
導電性のポリシリコン層４０を堆積すると共に、このポ
リシリコン層４０によってコンタクト孔３８内を埋め込
む。そして、このポリシリコン層４０上に、フォトリソ
グラフィ技術を用いて、所定の微細な配線パターンにパ
ターニングしたレジスト膜４２ａ、４２ｂを形成する。

【００２７】次いで、この半導体基体を、図１の高密度
プラズマエッチング装置１０のロードロック室１６から
装置内に取り入れ、トランスファ室１４を介してプラズ
マエッチング室１０に搬送する。そして、図４に示され
るように、高密度プラズマエッチング装置１０のプラズ
マエッチング室１２において、高密度プラズマを用い、
レジスト膜４２ａ、４２ｂをマスクとするポリシリコン
層４０の選択的なエッチングを行う。そして、このとき
の高密度プラズマエッチングの条件は、次のように設定
する。

【００２８】 （第１ステップのエッチング） プロセスガス及び流量：Ｃｌ₂ （塩素）＝１０ｃｍ³ ／ｍｉｎ（標準状態） Ａｒ（アルゴン）＝５０ｃｍ³ ／ｍｉｎ（標準状態） 反応チャンバ内のエッチング雰囲気の圧力：０．６７Ｐａ 反応チャンバ側壁への高周波（１３．５６ＭＨｚ）印加電力：８００Ｗ 下部電極への高周波（１００ｋＨｚ）印加電力：３０Ｗ エッチング時間：１０秒

【００２９】このような第１ステップの高密度プラズマ
エッチングにより、レジスト膜４２ａ、４２ｂをマスク
として、露出したポリシリコン層４０表面に成長した自
然酸化膜（図示せず）をエッチング除去する。

【００３０】 （第２ステップのエッチング） プロセスガス及び流量：Ｃｌ₂ ＝３５ｃｍ³ ／ｍｉｎ（標準状態） ＨＢｒ（臭化水素）＝１５ｃｍ³ ／ｍｉｎ（標準状態） 反応チャンバ内のエッチング雰囲気の圧力：０．４０Ｐａ 反応チャンバ側壁への高周波（１３．５６ＭＨｚ）印加電力：１１５０Ｗ 下部電極への高周波（１００ｋＨｚ）印加電力：１０Ｗ エッチング時間：下地の層間絶縁膜表面が露出する終点検出まで

【００３１】このような第２ステップの高密度プラズマ
エッチングにより、レジスト膜４２ａ、４２ｂをマスク
として、下地の層間絶縁膜３６表面が露出するまでポリ
シリコン層４０を選択的にエッチング除去して、このポ
リシリコン層４０からなる上層配線層４０ａ、４０ｂを
形成する。

【００３２】なお、この第２ステップの高密度プラズマ
エッチングにおいては、図４に模式的に示されるよう
に、電子シェーディング効果により、レジスト膜４２
ａ、４２ｂに電子が蓄積され、負の電位に帯電すると共
に、ポリシリコン層４０にはプラズマＰからほぼ垂直に
入射してきた正イオンが注入され、正の電位に帯電する
ことになる。但し、このポリシリコン層４０のエッチン
グが下地の層間絶縁膜３６表面に達するまでは上層配線
層４０ａ、４０ｂは分離されておらず、ポリシリコン層
４０が埋め込まれたコンタクト孔３８を介して下層配線
層３４に接続しているため、上層配線層４０ａ、４０ｂ
は同電位の状態にあり、何れにもサイドエッチングが生
じることなく、良好に異方性のエッチングがなされる。
こうして、ポリシリコン層４０が埋め込まれたコンタク
ト孔３８を介して下層配線層３４に接続している上層配
線層４０ａと、下層配線層３４には接続していない上層
配線層４０ｂとを形成する。

【００３３】しかし、ポリシリコン層４０のエッチング
が下地の層間絶縁膜３６表面にまで達して上層配線層４
０ａ、４０ｂが互いに分離されると、図４に模式的に示
されるように、下層配線層３４に接続している上層配線
層４０ａには下層配線層３４からの電子の供給があるた
め、正イオンの注入によっても正の電位に帯電すること
はないが、下層配線層３４に接続していない上層配線層
４０ｂでは、正イオンの注入によって正の電位に帯電す
ることになる。

【００３４】次いで、第１ステップ及び第２ステップの
高密度プラズマエッチングが終了した半導体基体を、図
１の高密度プラズマエッチング装置１０のプラズマエッ
チング室１０から、トランスファ室１４を介して紫外線
キュア室１２に搬送する。続いて、図５に示されるよう
に、高密度プラズマエッチング装置１０の紫外線キュア
室１２において、半導体基体全面に２．４〜５．５ｅＶ
のエネルギーをもつ紫外線ＵＶを照射する。そして、こ
の紫外線ＵＶの照射により、正の電位に帯電している上
層配線層４０ａに電子を発生させ、この電子によって下
層配線層３４に接続していない上層配線層４０ａが正の
電位に帯電している状態を解消する。こうして、下層配
線層３４に接続しているか否かに拘らず、上層配線層４
０ａ、４０ｂの電位は共に０ボルト、即ち同電位とな
る。

【００３５】次いで、紫外線ＵＶの照射を行った半導体
基体を、図１の高密度プラズマエッチング装置１０の紫
外線キュア室１２から、トランスファ室１４を介して再
びプラズマエッチング室１０に搬送する。そして、図６
に示されるように、高密度プラズマエッチング装置１０
のプラズマエッチング室１０において、高密度プラズマ
を用い、下地の層間絶縁膜３６上におけるポリシリコン
層４０のエッチング残滓を完全に除去するための第３ス
テップのエッチング、即ちオーバーエッチングを行う。
このときの高密度プラズマエッチングの条件は、次のよ
うに設定する。

【００３６】 （第３ステップのエッチング；オーバーエッチング） プロセスガス及び流量：Ｃｌ₂ ＝３５ｃｍ³ ／ｍｉｎ（標準状態） ＨＢｒ＝１５ｃｍ³ ／ｍｉｎ（標準状態） 反応チャンバ内のエッチング雰囲気の圧力：２８．０Ｐａ 反応チャンバ側壁への高周波（１３．５６ＭＨｚ）印加電力：１１５０Ｗ 下部電極への高周波（１００ｋＨｚ）印加電力：４Ｗ エッチング時間：５８秒

【００３７】この第３ステップのエッチング、即ちオー
バーエッチングにより、下地の層間絶縁膜３６表面をス
ライトエッチングして、ショート等の原因となる恐れの
ある層間絶縁膜３６上のポリシリコン層４０のエッチン
グ残滓を完全に除去し、信頼性の高い上層配線層４０
ａ、４０ｂを形成する。

【００３８】なお、このオーバーエッチングにおいて、
第２ステップの高密度プラズマエッチングの後の紫外線
ＵＶの照射により上層配線層４０ａ、４０ｂは同電位と
なっているため、従来のような電子シェーディング効果
に起因するサイドエッチングの発生は防止される。

【００３９】次いで、オーバーエッチングが終了した半
導体基体を、図１の高密度プラズマエッチング装置１０
のプラズマエッチング室１０から、トランスファ室１４
を介してロードロック室１６に搬送し、装置外に取り出
す。そして、図７に示されるように、例えばアッシング
装置（ａｓｈｅｒ）などを用いて、レジスト膜４２ａ、
４２ｂを剥離する。こうして、層間絶縁膜３６上のポリ
シリコン層４０のエッチング残滓を完全に除去し、信頼
性の高い微細な上層配線層４０ａ、４０ｂの形成を完了
する。

【００４０】以上のように本実施形態によれば、高密度
プラズマエッチング装置１０にプラズマエッチング室１
２と共に紫外線キュア室１４を設け、プラズマエッチン
グ室１２において、下地の層間絶縁膜３６表面が露出す
るまでポリシリコン層４０を選択的にエッチング除去し
て上層配線層４０ａ、４０ｂを形成する第２ステップの
高密度プラズマエッチングを終了した後、紫外線キュア
室１４において、２．４〜５．５ｅＶのエネルギーをも
つ紫外線ＵＶを照射することにより、下層配線層３４に
接続している上層配線層４０ａと下層配線層３４に接続
していない上層配線層４０ｂとを同電位とすることが可
能になるため、層間絶縁膜３６上のポリシリコン層４０
のエッチング残滓を完全に除去するための第３ステップ
のエッチング、即ちオーバーエッチングにおいても、下
層配線層３４に接続しているか否かに拘らず、従来のよ
うな電子シェーディング効果に起因するサイドエッチン
グが発生することを防止することができる。

【００４１】従って、下層配線層３４に接続していない
上層配線層４０ｂの断面積が減少して最悪な場合には下
地の層間絶縁膜３６から浮いてしまうような事態が発生
することを防止し、上層配線層４０ａ、４０ｂの形状の
精度が良好になるため、上層配線層４０ａ、４０ｂの特
性及び信頼性の向上、延いては半導体装置の動作スピー
ド及び信頼性の向上と製造歩留りの向上を実現すること
が可能となる。

【００４２】なお、上記実施形態においては、第１ステ
ップ及び第２ステップの高密度プラズマエッチングが終
了した後、第３ステップのエッチング、即ちオーバーエ
ッチングを行う前に、半導体基体をプラズマエッチング
室１０から紫外線キュア室１２に搬送して、半導体基体
全面に２．４〜５．５ｅＶのエネルギーをもつ紫外線Ｕ
Ｖを照射し、その後に再びプラズマエッチング室１０に
搬送して、オーバーエッチングを開始しているが、この
紫外線キュア室１２における紫外線ＵＶの照射の時期を
変更して、オーバーエッチングの途中に行ってもよい。
即ち、プラズマエッチング室１０において、第１ステッ
プ及び第２ステップの高密度プラズマエッチングに引続
いて、オーバーエッチングを開始し、その途中でオーバ
ーエッチングを中断して、半導体基体を紫外線キュア室
１２に搬送し、半導体基体全面に２．４〜５．５ｅＶの
エネルギーをもつ紫外線ＵＶを照射した後に再びプラズ
マエッチング室１０に搬送して、残余のオーバーエッチ
ングを行ってもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る半導体装置の製造方法及び半導体製造装置によれば、
次のような効果を奏することができる。即ち、請求項１
に係る半導体装置の製造方法によれば、導電膜を選択的
にエッチングして配線層を形成する方法において、導電
膜のオーバーエッチングの際に導電膜に紫外線を照射す
ることにより、導電膜のエッチングの際の電子シェーデ
ィング効果によって下層配線層に接続していない導電膜
が正の電位に帯電している状態を解消し、下層配線層に
接続しているか否かに拘らず導電膜の電位を同電位とす
ることが可能になるため、従来のような電子シェーディ
ング効果に起因する導電膜のサイドエッチングの発生を
防止することが可能になる。従って、導電膜を選択的な
エッチングにより形成する配線層の断面積が減少して最
悪な場合には下地の層間絶縁膜から浮いてしまうような
事態が発生することを防止して、配線層の形状の精度を
良好にすることが可能になるため、配線層の特性及び信
頼性の向上、延いては半導体装置の特性及び信頼性の向
上と製造歩留りの向上を実現することができる。

【００４４】また、請求項３に係る半導体製造装置によ
れば、通常の場合のプラズマエッチング室、トランスフ
ァ室、及びロードロック室に加えて、紫外線キュア室が
設置されていることにより、導電膜を選択的にエッチン
グして配線層を形成する場合において、導電膜のオーバ
ーエッチングの際に、ウェーハをプラズマエッチング室
から紫外線キュア室に搬送して、この紫外線キュア室に
おいて導電膜に対する紫外線の照射を行い、その後再び
ウェーハを紫外線キュア室からプラズマエッチング室に
搬送して、導電膜のオーバーエッチングを行うことが容
易に可能になるため、上記請求項１に係る半導体装置の
製造方法を容易に実施することが可能になる。従って、
導電膜を選択的なエッチングにより形成する配線層の形
状の精度を良好にすることが可能になるため、配線層の
特性及び信頼性の向上、延いては半導体装置の特性及び
信頼性の向上と製造歩留りの向上を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る高密度プラズマエッ
チング装置の全体構成を示す概略レイアウト図である。

【図２】図１の高密度プラズマエッチング装置のプラズ
マエッチング室の要部を示す概略断面図である。

【図３】図１及び図２の高密度プラズマエッチング装置
を用いたエッチング方法により配線層を形成する方法を
説明するための工程断面図（その１）である。

【図４】図１及び図２の高密度プラズマエッチング装置
を用いたエッチング方法により配線層を形成する方法を
説明するための工程断面図（その２）である。

【図５】図１及び図２の高密度プラズマエッチング装置
を用いたエッチング方法により配線層を形成する方法を
説明するための工程断面図（その３）である。

【図６】図１及び図２の高密度プラズマエッチング装置
を用いたエッチング方法により配線層を形成する方法を
説明するための工程断面図（その４）である。

【図７】図１及び図２の高密度プラズマエッチング装置
を用いたエッチング方法により配線層を形成する方法を
説明するための工程断面図（その５）である。

【図８】従来の高密度プラズマエッチング装置の全体構
成を示す概略レイアウト図である。

【図９】図８の高密度プラズマエッチング装置を用いた
エッチング方法により配線層を形成する方法を説明する
ための工程断面図（その１）である。

【図１０】図８の高密度プラズマエッチング装置を用い
たエッチング方法により配線層を形成する方法を説明す
るための工程断面図（その２）である。

【図１１】図８の高密度プラズマエッチング装置を用い
たエッチング方法により配線層を形成する方法を説明す
るための工程断面図（その３）である。

【図１２】図８の高密度プラズマエッチング装置を用い
たエッチング方法により配線層を形成する方法を説明す
るための工程断面図（その４）である。

【図１３】図８の高密度プラズマエッチング装置を用い
たエッチング方法により配線層を形成する方法を説明す
るための工程断面図（その５）である。

【符号の説明】

１０……高密度プラズマエッチング装置、１２……プラ
ズマエッチング室、１４……紫外線キュア室、１６……
トランスファ室、１８……ロードロック室、２０……反
応チャンバ、２２ａ……上部電極、２２ｂ……下部電
極、２４……高周波電源、２６……高周波電源、２８…
…永久磁石、３０……半導体基板、３２……絶縁膜、３
４……下層配線層、３６……層間絶縁膜、３８……コン
タクト孔、４０……導電性のポリシリコン層、４０ａ…
…下層配線層に接続している上層配線層、４０ｂ……下
層配線層に接続していない上層配線層、４２ａ、４２ｂ
……レジスト膜。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基体上に絶縁膜を介して導電膜を
   堆積した後、前記導電膜上に形成した所定のパターンの
   レジスト膜をマスクとして、高密度プラズマにより、下
   地の前記絶縁膜が露出するまで前記導電膜を選択的にエ
   ッチング除去し、更に高密度プラズマによる前記導電膜
   のオーバーエッチングを行って、前記導電膜からなる配
   線層を形成する半導体装置の製造方法であって、 前記導電膜のオーバーエッチングの際に、前記導電膜に
   紫外線を照射することを特徴とする半導体装置の製造方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
   おいて、 前記導電膜に照射する紫外線のエネルギーが、２．４ｅ
   Ｖ以上５．５ｅＶ以下であることを特徴とする半導体装
   置の製造方法。
3. 【請求項３】 半導体ウェーハに対して高密度プラズ
   マを用いたエッチング処理を行うプラズマエッチング室
   と、 前記半導体ウェーハに対して紫外線の照射を行う紫外線
   キュア室と、 前記プラズマエッチング室及び前記紫外線キュア室の間
   の前記半導体ウェーハの搬送を行うトランスファ室と、 前記プラズマエッチング室、前記紫外線キュア室、及び
   トランスファ室を真空状態に保持した状態で、前記半導
   体ウェーハの取入れ及び取出しを行うロードロック室
   と、 を有することを特徴とする半導体製造装置。