JP2003243363A - エッチング方法、エッチング装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理体の外周反りに起因するエッチバック
不良の発生を低減できる半導体装置の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 本発明に係る半導体装置の製造方法は、
絶縁膜８上に第１のＡｌ合金配線９を形成し、このＡｌ
合金配線上に層間絶縁膜１０を形成し、この層間絶縁膜
に、第１のＡｌ合金配線上に位置する接続孔１０ａを形
成し、この接続孔内及び層間絶縁膜上にＴｉＮ膜１８を
形成し、このＴｉＮ膜上及び接続孔内にＷ膜１９を堆積
し、このＷ膜をエッチバックして層間絶縁膜上に存在す
るＷ膜を除去することにより、接続孔内にＷプラグ１９
ａを埋め込むものである。上記Ｗプラグを埋め込む工程
は、シリコン基板をステージに静電吸着した状態で、Ｗ
膜にエッチバックを行い、このエッチバックの途中で、
シリコン基板の静電吸着を一旦解除した後、再びシリコ
ン基板をステージに静電吸着するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エッチング方法、
エッチング装置及び半導体装置の製造方法に関するもの
である。特には、被処理体の外周が反ることに起因する
エッチバック不良の発生を低減できるエッチング方法、
エッチング装置及び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】図５（ａ）〜（ｃ）は、従来の半導体装
置の製造方法を示す断面図である。図６は、図５（ｃ）
に示すエッチバック工程で用いるプラズマエッチング装
置においてウエハを静電チャックしたＥＳＣステージを
示す断面図である。

【０００３】まず、図５（ａ）に示すように、シリコン
基板（図示せず）の上方に絶縁膜１０８を形成し、この
絶縁膜１０８上にスパッタリングによりＡｌ合金膜を堆
積する。次いで、このＡｌ合金膜をパターニングするこ
とにより、絶縁膜１０８上には第１のＡｌ合金配線１０
９が形成される。次いで、この第１のＡｌ合金配線１０
９の上にシリコン酸化膜などからなる層間絶縁膜１１０
を堆積する。次いで、この層間絶縁膜１１０をエッチン
グ加工することにより、該層間絶縁膜１１０に第１のＡ
ｌ合金配線１０９上に位置する接続孔１１０ａを形成す
る。

【０００４】次に、図５（ｂ）に示すように、接続孔１
１０ａ内及び層間絶縁膜１１０上にＴｉＮ膜１１８をス
パッタリングにより堆積する。次いで、このＴｉＮ膜１
１８上及び接続孔１１０ａ内にＷ膜１１９をスパッタリ
ングにより堆積する。

【０００５】この後、図５（ｃ）に示すように、このＷ
膜１１９をエッチバックすることにより、接続孔１１０
ａ内にはＷプラグ１１９ａが埋め込まれ、Ｗプラグ１１
９ａは第１のＡｌ合金配線１０９上に形成される。

【０００６】次に、Ｗプラグ１１９ａを含む全面上にＡ
ｌ合金膜（図示せず）をスパッタリングにより堆積す
る。次いで、このＡｌ合金膜をパターニングすることに
より、層間絶縁膜１１０上には第２のＡｌ合金配線（図
示せず）が形成され、第２のＡｌ合金配線はＷプラグ１
９ａを介して第１のＡｌ合金配線１０９に電気的に接続
される。

【０００７】図５（ｃ）に示すエッチバック工程では、
図６に示すＥＳＣステージ１０２を備えたプラズマエッ
チング装置を用いる。このＥＳＣステージ１０２はウエ
ハ（シリコン基板）１０１を静電チャック方式により載
置固定するものである。静電チャック方式は、クーロン
力によってウエハ１０１を吸引して固定する方式であ
る。

【０００８】また、エッチバック工程では、ウエハ１０
１をＥＳＣステージ１０２上に静電チャックにより固定
すると共に、ＥＳＣステージ１０２の表面の凹部１０２
ａにＨｅガスを供給することにより、ＥＳＣステージ１
０２およびウエハ１０１を冷却して該ウエハの温度を６
５℃以下に制御する。この状態でウエハ１０１にエッチ
バックを行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
半導体装置の製造方法では、エッチバック工程の最初か
ら最後までＥＳＣステージ１０２にウエハ１０１を静電
吸着した状態で行っている。しかし、図６に示すように
ウエハ１０１の外周が上側に反ってしまうことがある。
これにより、ウエハ１０１の外周から冷却ガスであるＨ
ｅガスが凹部１０２ａから抜けてしまう。その結果、ウ
エハの外周部の温度が１３０℃程度まで上昇してしま
う。すると、図５（ｃ）に示すようにウエハの外周部の
ＴｉＮ膜１１８がエッチング除去され、ＴｉＮ膜が層間
絶縁膜１１０上から抜けてしまうというエッチバック不
良が発生することがある。

【００１０】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、被処理体の外周が反るこ
とに起因するエッチバック不良の発生を低減できるエッ
チング方法、エッチング装置及び半導体装置の製造方法
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係るエッチング方法は、被処理体にエッチ
ングガスを供給し、このエッチングガスの少なくとも一
部をプラズマ化し、このプラズマによって上記被処理体
のエッチングを行うエッチング方法であって、被処理体
をステージに静電吸着した状態で、該被処理体にエッチ
ングを行う工程を有し、この工程の途中で、該被処理体
の静電吸着を一旦解除した後、再び被処理体をステージ
に静電吸着することを特徴とする。

【００１２】上記エッチング方法によれば、エッチング
を行う工程の途中で、被処理体の静電吸着を一旦解除し
た後、再び被処理体をステージに静電吸着することによ
り、被処理体の吸着力を向上させることができる。つま
り、被処理体を途中までエッチングすることにより、エ
ッチングしている膜が薄くなるので、ステージ上での被
処理体の反りを緩和することができる。このため、再び
被処理体をステージ上に静電吸着した時に吸着力が増す
ので、被処理体の外周の反りに起因するエッチバック不
良の発生を低減することができる。

【００１３】また、本発明に係るエッチング方法におい
て、上記被処理体は、層間絶縁膜に接続孔を形成し、こ
の接続孔内及び層間絶縁膜上にＷ膜を堆積したものであ
り、上記工程は、このＷ膜にエッチバックを行う工程で
あることが好ましい。

【００１４】また、本発明に係るエッチング方法におい
て、上記被処理体の静電吸着を一旦解除した後再び吸着
するまでの間の時間は少なくとも１秒間であることが好
ましい。

【００１５】また、本発明に係るエッチング方法におい
て、上記工程の際の被処理体の温度は６５℃以下である
ことが好ましい。このエッチング方法では、被エッチン
グ膜であるＷ膜の下にエッチング時の温度に依存するＴ
ｉＮ膜が存在する場合にエッチング不良の発生を低減す
ることができる。

【００１６】本発明に係るエッチング装置は、被処理体
にエッチングガスを供給し、このエッチングガスの少な
くとも一部をプラズマ化し、このプラズマによって上記
被処理体のエッチングを行うエッチング装置であって、
被処理体を静電吸着するステージと、このステージの表
面に形成され、冷却ガスが供給される凹部と、ステージ
に高周波を印加する高周波電源と、を具備し、被処理体
にエッチングを行っている途中で、該被処理体の静電吸
着を一旦解除した後、再び被処理体をステージに静電吸
着することを特徴とする。

【００１７】上記エッチング装置によれば、エッチング
を行っている途中で、被処理体の静電吸着を一旦解除し
た後、再び被処理体をステージに静電吸着することによ
り、被処理体の吸着力を向上させることができる。つま
り、被処理体を途中までエッチングすることにより、エ
ッチングしている膜が薄くなるので、ステージ上での被
処理体の反りを緩和することができる。このため、再び
被処理体をステージ上に静電吸着した時に吸着力が増す
ので、被処理体の外周の反りを抑制でき、その結果、エ
ッチングの際に被処理体の外周部の温度が中央部の温度
より大幅に上昇することを抑制できる。従って、被処理
体の外周の反りに起因するエッチバック不良の発生を低
減することができる。

【００１８】また、本発明に係るエッチング装置におい
て、上記被処理体の静電吸着を一旦解除した後、再び被
処理体をステージに静電吸着する間は、上記高周波電源
からの高周波の印加を停止することも可能である。

【００１９】また、本発明に係るエッチング装置におい
て、上記被処理体は、層間絶縁膜に接続孔を形成し、こ
の接続孔内及び層間絶縁膜上にＷ膜を堆積したものであ
り、上記エッチングは、このＷ膜に行うエッチバックで
あることが好ましい。

【００２０】また、本発明に係るエッチング装置におい
て、上記被処理体の静電吸着を一旦解除した後再び吸着
するまでの間の時間は少なくとも１秒間であることが好
ましい。

【００２１】また、本発明に係るエッチング装置におい
て、上記ステージの凹部に冷却ガスを供給することによ
り被処理体の温度を６５℃以下にすることが好ましい。
このエッチング装置では、被エッチング膜であるＷ膜の
下にエッチング時の温度に依存するＴｉＮ膜が存在する
場合にエッチング不良の発生を低減することができる。

【００２２】本発明に係る半導体装置の製造方法は、半
導体基板の上方に絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜
上に第１の配線を形成する工程と、第１の配線上に層間
絶縁膜を形成する工程と、この層間絶縁膜に、第１の配
線上に位置する接続孔を形成する工程と、この接続孔内
及び層間絶縁膜上にＴｉＮ膜を形成する工程と、このＴ
ｉＮ膜上及び接続孔内にＷ膜を堆積する工程と、このＷ
膜をエッチバックして層間絶縁膜上に存在するＷ膜を除
去することにより、接続孔内にＷプラグを埋め込む工程
と、このＷプラグ及びＴｉＮ膜の上に第２の配線を形成
する工程と、を具備し、上記Ｗプラグを埋め込む工程
は、半導体基板をステージに静電吸着した状態で、上記
Ｗ膜にエッチバックを行い、このエッチバックの途中
で、該半導体基板の静電吸着を一旦解除した後、再び半
導体基板をステージに静電吸着することを特徴とする。

【００２３】上記半導体装置の製造方法によれば、エッ
チバックの途中で、半導体基板の静電吸着を一旦解除し
た後、再び半導体基板をステージに静電吸着することに
より、半導体基板の吸着力を向上させることができる。
つまり、Ｗ膜を途中までエッチングすることにより、そ
のＷ膜が薄くなるので、ステージ上での半導体基板の反
りを緩和することができる。このため、再び半導体基板
をステージ上に静電吸着した時に吸着力が増すので、半
導体基板の外周の反りを抑制できる。従って、エッチバ
ックによりＴｉＮ膜がエッチング除去されるのを抑制で
き、ＴｉＮ膜の抜けを低減することができる。よって、
エッチバック不良の発生を低減させることができる。

【００２４】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
において、上記Ｗ膜をエッチバックする際は、Ｗ膜にエ
ッチングガスを供給し、このエッチングガスの少なくと
も一部をプラズマ化し、このプラズマによってＷ膜のエ
ッチバックを行うものであることが好ましい。

【００２５】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
において、上記半導体基板の静電吸着を一旦解除した後
再び吸着するまでの間の時間は少なくとも１秒間である
ことが好ましい。

【００２６】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
において、上記Ｗプラグを埋め込む工程におけるＷ膜の
温度は６５℃以下であることが好ましい。この半導体装
置の製造方法では、被エッチング膜であるＷ膜の下にエ
ッチング時の温度に依存するＴｉＮ膜が存在する場合に
エッチング不良の発生を低減することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、本
発明の実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断
面図である。図２は、図１（ｃ）に示すエッチバック工
程で用いるプラズマエッチング装置の一例を概略的に示
す構成図である。図３は、図２に示すプラズマエッチン
グ装置においてウエハを静電チャックしたＥＳＣステー
ジを示す断面図である。図４は、ＥＳＣステージにウエ
ハを静電チャックしている様子を示す構成図である。

【００２８】まず、図１（ａ）に示すように、シリコン
基板（図示せず）の上方に絶縁膜８を形成し、この絶縁
膜８上にスパッタリングによりＡｌ合金膜を堆積する。
次いで、このＡｌ合金膜をパターニングすることによ
り、絶縁膜８上には第１のＡｌ合金配線９が形成され
る。次いで、この第１のＡｌ合金配線９の上にシリコン
酸化膜などからなる層間絶縁膜１０をＣＶＤ(Chemical
Vapor Deposition)法により堆積する。次いで、この層
間絶縁膜１０の上にフォトレジスト膜（図示せず）を塗
布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することによ
り、層間絶縁膜１０上にはレジストパターンが形成され
る。次いで、このレジストパターンをマスクとして層間
絶縁膜１０をエッチングすることにより、該層間絶縁膜
１０に第１のＡｌ合金配線９上に位置する接続孔１０ａ
を形成する。

【００２９】次に、図１（ｂ）に示すように、接続孔１
０ａ内及び層間絶縁膜１０上にＴｉＮ膜１８をスパッタ
リングにより堆積する。次いで、このＴｉＮ膜１８上及
び接続孔１０ａ内に厚さ６５０ｎｍ程度のＷ膜１９をス
パッタリングにより堆積する。

【００３０】この後、図１（ｃ）に示すように、このＷ
膜１９をエッチバックすることにより、接続孔１０ａ内
にはＷプラグ１９ａが埋め込まれ、Ｗプラグ１９ａは第
１のＡｌ合金配線９上に形成される。

【００３１】次に、図１（ｄ）に示すように、Ｗプラグ
１９ａを含む全面上にＡｌ合金膜をスパッタリングによ
り堆積する。次いで、このＡｌ合金膜上にフォトレジス
ト膜（図示せず）を塗布し、このフォトレジスト膜を露
光、現像することにより、Ａｌ合金膜上にはレジストパ
ターンが形成される。次いで、このレジストパターンを
マスクとしてＡｌ合金膜をエッチングすることにより、
層間絶縁膜１０上には第２のＡｌ合金配線２０が形成さ
れ、第２のＡｌ合金配線２０はＷプラグ１９ａを介して
第１のＡｌ合金配線９に電気的に接続される。

【００３２】図１（ｃ）に示すエッチバック工程では、
図２に示すプラズマエッチング装置を用い、エッチング
ガスにＳＦ₆、Ａｒなどを用いることが好ましい。

【００３３】図２に示すプラズマエッチング装置はエッ
チング室１３を有しており、このエッチング室１３内に
はウエハ（シリコン基板）１を静電チャック方式により
載置固定するＥＳＣステージ２が配置されている。静電
チャック方式は、クーロン力によってウエハ１を吸引し
て固定する方式である。ＥＳＣステージ２は高周波電源
１５に電気的に接続されており、この高周波電源１５は
接地電位に接続されている。

【００３４】また、エッチング室１３内には、ＥＳＣス
テージ２に対向して平行の位置に電極１４が配置されて
いる。これらは一対の平行平板型電極である。この電極
１４は接地電位に接続されている。

【００３５】また、エッチング室１３には、その内部に
エッチングガスを導入するガス導入口１６が設けられて
いる。このガス導入口１６は、エッチングガスの供給機
構（図示せず）に接続されている。また、エッチング室
１３には、その内部を真空排気する排気口１７が設けら
れている。この排気口１７は排気ポンプ（図示せず）に
接続されている。

【００３６】図３に示すように、ＥＳＣステージ２の上
面には複数の凹部２ａが形成されており、これら凹部２
ａは所定の冷却ガス（例えばＨｅガス）を導入するガス
導入機構（図示せず）に繋げられている。このガス導入
機構は、ＥＳＣステージ２の中央部付近から該ステージ
上にＨｅガスを吹き出し、このＨｅガスを該凹部２ａに
充満させるようになっている。このようにしてＨｅガス
はＥＳＣステージ２の上面の凹部２ａに導入され、ＥＳ
Ｃステージ２が冷却されると共にＥＳＣステージ２を介
してウエハ１の温度を６５℃以下に制御することができ
る。

【００３７】上記ＥＳＣステージ２は、図４に示すよう
に静電チャック３を有している。静電チャック３は、直
流電源４及びスイッチ６などから構成されている。直流
電源４は、ＥＳＣステージ２の中央部１１にマイナスの
電圧を印加し、ＥＳＣステージ２の外周部１２にプラス
の電圧を印加するものである。

【００３８】図１（ｃ）に示すエッチバック工程は、そ
の途中にＥＳＣ除電シーケンスを有している。このＥＳ
Ｃ除電シーケンスは、静電チャック３をオンにしてウエ
ハ１をＥＳＣステージ２に静電吸着させてエッチバック
を行っている途中で、静電チャック３をオフにしてウエ
ハ１の静電吸着を一旦解除し、その後、静電チャック３
をオンにしてウエハ１をＥＳＣステージに再吸着させる
ものである。静電チャックをオフにした後から静電チャ
ックをオンにするまでの間の時間は、例えば少なくとも
１秒程度とすることが好ましい。但し、この時間は、こ
れに限定されるものではなく、適宜変更可能である。ま
た、ＥＳＣ除電シーケンスは、Ｗ膜１９の厚さが半分程
度（例えば３５０ｎｍ程度）エッチングされた時に行う
ことが好ましい。但し、ＥＳＣ除電シーケンスを入れる
タイミングは、これに限定されるものではなく、適宜変
更可能である。

【００３９】上述したようにエッチバック工程の途中で
ＥＳＣ除電シーケンスを行うことにより、ウエハ１の吸
着力を向上させることができる。つまり、Ｗ膜１９が途
中までエッチングされ、そのＷ膜１９が薄くなるので、
ステージ上でのウエハ１の反りを緩和することができ
る。このため、再びウエハ１をＥＳＣステージ２上に静
電吸着した時に吸着力が増すので、ＥＳＣステージ２か
らウエハ１が離脱してウエハに反りが生じることを防止
できる。

【００４０】次に、図１（ｃ）に示すエッチバック工程
について更に詳しく説明する。図１（ｂ）に示すＷ膜１
９を堆積する工程の後に、ウエハ（シリコン基板）１を
図２に示すプラズマエッチング装置のエッチング室１３
内に挿入し、このエッチング室内のＥＳＣステージ２上
に該ウエハ１を載置する。

【００４１】次いで、このウエハ１をＥＳＣステージ２
上に静電チャックにより固定する。すなわち、図４に示
すように、ウエハ１をＥＳＣステージ２上に載置した
後、スイッチ６を直流電源４にオンする。これにより、
バイポーラ電極によってＥＳＣステージ２の中央部１１
とウエハ１の中央部の間に電圧を印加すると共に、ＥＳ
Ｃステージ２の外周部１２とウエハ１の外周部の間に逆
電圧を印加する。これにより、ＥＳＣステージ２表面の
中央部１１にマイナスの電荷を帯電させ、ウエハ裏面の
中央部にプラスの電荷を帯電させると共に、ＥＳＣステ
ージ表面の外周部１２にプラスの電荷を帯電させ、ウエ
ハ裏面の外周部にマイナスの電荷を帯電させる。このよ
うにして両者の間にクーロン力を発生させてウエハ１を
ＥＳＣステージ２に吸着させる。

【００４２】エッチバックの際、図３に示すＥＳＣステ
ージ２の凹部２ａにＨｅガスを供給することにより、Ｅ
ＳＣステージ２およびウエハ１を冷却して該ウエハの温
度を６５℃以下に制御する。６５℃以下の低温でエッチ
バックを行うことにより、ＴｉＮ膜１８がエッチング除
去されるのを防ぐことができ、接続孔１０ａ内にＷプラ
グ１９ａを制御良く埋め込むことができる。

【００４３】ガス導入口１６からエッチングガスをエッ
チング室１３の内部に導入し、排気口１７に接続した排
気ポンプによりエッチング室１３の内部を真空に排気す
る。ウエハの温度が６５℃以下となり、所定の圧力、エ
ッチングガス流量などのエッチング室内が所望の雰囲気
となり、高周波電源により高周波（ＲＦ）を印加し、Ｗ
膜１９のエッチバックを開始する。

【００４４】次に、Ｗ膜１９を７０秒程度エッチバック
した後、又は、Ｗ膜１９を半分程度の厚さ（例えば３５
０ｎｍ程度の厚さ）エッチバックした後、静電チャック
３をオフにしてウエハ１の静電吸着を一旦解除する。す
なわち、スイッチ６を直流電源４からオフにしてＥＳＣ
ステージ２とウエハ１の間への電圧の印加を停止する。
これにより、ウエハ内の中央部と外周部の電荷分布が緩
和され帯電が自動的に中和されてウエハの静電吸着が解
除される。

【００４５】次いで、静電吸着を解除して１秒後に、再
びスイッチ６を直流電源４にオンして静電チャックをオ
ンすることにより、ウエハ１をＥＳＣステージ２に静電
吸着させる。次いで、Ｗ膜１９をさらに７０秒程度エッ
チバックした後、又は、Ｗ膜１９を残り半分程度の厚さ
（例えば３００ｎｍ程度の厚さ）エッチバックした後、
高周波電源１５からのＲＦを停止してＷ膜１９のエッチ
バックを停止する。これにより、図１（ｃ）に示すよう
に層間絶縁膜１０上のＴｉＮ膜１８が露出されるまでＷ
膜が除去され、接続孔１０ａ内にＷプラグ１９ａが埋め
込まれる。

【００４６】次いで、ＥＳＣステージ表面からピン（図
示せず）を突き上げてウエハ１をＥＳＣステージ表面か
ら脱離させ、そのピンによって押し上げられたウエハ１
を搬送アームに載せてプラズマエッチング装置から取り
出す。

【００４７】上記実施の形態によれば、図１（ｃ）に示
すエッチバック工程の途中でＥＳＣ除電シーケンスを入
れることにより、ウエハ１の吸着力を向上させることが
できる。つまり、Ｗ膜１９が途中までエッチングされ、
そのＷ膜１９が薄くなるので、ステージ上でのウエハ１
の反りを緩和することができる。このため、再びウエハ
１をＥＳＣステージ２上に静電吸着した時に吸着力が増
すので、ウエハ１の外周が上側に反ることを防止でき、
その結果、エッチバックの際にウエハ１の外周部の温度
が６５℃以上に上昇することを抑制できる。従って、エ
ッチバック工程でＴｉＮ膜１８がエッチング除去される
のを抑制でき、ＴｉＮ膜の抜けを低減することができ
る。

【００４８】次に、上記実施の形態に対する変形例につ
いて説明する。図１（ｃ）に示すエッチバック工程にお
いては、ウエハ１をＥＳＣステージ２に静電吸着させて
エッチバックを行っている途中で、静電チャック３をオ
フにしてウエハ１の静電吸着を一旦解除し、その後、静
電チャック３をオンにしてウエハ１をＥＳＣステージに
再吸着させており、この際、高周波電源１５からＲＦは
常に印加された状態となっている。

【００４９】これに対して、本変形例では、静電チャッ
ク３をオフにした時から静電チャックをオンするまでの
間、高周波電源１５もオフする。つまり、静電チャック
をオフすると同時に高周波電源１５をオフし、次に、静
電チャックをオンすると同時に高周波電源１５をオンす
る。

【００５０】上記変形例においても実施の形態と同様の
効果を得ることができる。また、静電吸着をオフしてい
る間にＲＦの印加もオフしているため、ウエハ１の外周
の反りに起因するＴｉＮ膜の抜けをより低減できること
が期待される。

【００５１】尚、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。例えば、
層間絶縁膜１０の膜厚や材質、ＴｉＮ膜１８、Ｗ膜１９
及びＡｌ合金配線９，２０それぞれの膜厚などは適宜変
更可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ッチングを行う工程の途中で、被処理体の静電吸着を一
旦解除した後、再び被処理体をステージに静電吸着す
る。したがって、被処理体の外周が反ることに起因する
エッチバック不良の発生を低減できるエッチング方法、
エッチング装置及び半導体装置の製造方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態によ
る半導体装置の製造方法を示す断面図である。

【図２】 図１（ｃ）に示すエッチバック工程で用いる
プラズマエッチング装置の一例を概略的に示す構成図で
ある。

【図３】 図２に示すプラズマエッチング装置において
ウエハを静電チャックしたＥＳＣステージを示す断面図
である。

【図４】 ＥＳＣステージにウエハを静電チャックして
いる様子を示す構成図である。

【図５】 （ａ）〜（ｃ）は、従来の半導体装置の製造
方法を示す断面図である。

【図６】 図５（ｃ）に示すエッチバック工程で用いる
プラズマエッチング装置においてウエハを静電チャック
したＥＳＣステージを示す断面図である。

【符号の説明】

１，１０１…ウエハ（シリコン基板） ２，１０２…ＥＳＣステージ ２ａ，１０２ａ…凹部 ３…静電チャック ４…直流電源 ６…スイッチ ８，１０８…絶縁膜 ９，１０９…第１のＡｌ合金配線 １０，１１０…層間絶縁膜 １０ａ，１１０ａ…接続孔 １１…中央部 １２…外周部 １３…エッチング室 １４…電極 １５…高周波電源 １６…ガス導入口 １７…排気口 １８，１１８…ＴｉＮ膜 １９，１１９…Ｗ膜 １９ａ，１１９ａ…Ｗプラグ ２０…第２のＡｌ合金配線

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理体にエッチングガスを供給し、こ
   のエッチングガスの少なくとも一部をプラズマ化し、こ
   のプラズマによって上記被処理体のエッチングを行うエ
   ッチング方法であって、 被処理体をステージに静電吸着した状態で、該被処理体
   にエッチングを行う工程を有し、 この工程の途中で、該被処理体の静電吸着を一旦解除し
   た後、再び被処理体をステージに静電吸着することを特
   徴とするエッチング方法。
2. 【請求項２】 上記被処理体は、層間絶縁膜に接続孔を
   形成し、この接続孔内及び層間絶縁膜上にＷ膜を堆積し
   たものであり、上記工程は、このＷ膜にエッチバックを
   行う工程であることを特徴とする請求項１に記載のエッ
   チング方法。
3. 【請求項３】 上記被処理体の静電吸着を一旦解除した
   後再び吸着するまでの間の時間は少なくとも１秒間であ
   ることを特徴とする請求項２に記載のエッチング方法。
4. 【請求項４】 上記工程の際の被処理体の温度は６５℃
   以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載のエ
   ッチング方法。
5. 【請求項５】 被処理体にエッチングガスを供給し、こ
   のエッチングガスの少なくとも一部をプラズマ化し、こ
   のプラズマによって上記被処理体のエッチングを行うエ
   ッチング装置であって、 被処理体を静電吸着するステージと、 このステージの表面に形成され、冷却ガスが供給される
   凹部と、 ステージに高周波を印加する高周波電源と、 を具備し、 被処理体にエッチングを行っている途中で、該被処理体
   の静電吸着を一旦解除した後、再び被処理体をステージ
   に静電吸着することを特徴とするエッチング装置。
6. 【請求項６】 上記被処理体の静電吸着を一旦解除した
   後、再び被処理体をステージに静電吸着する間は、上記
   高周波電源からの高周波の印加を停止することを特徴と
   する請求項５に記載のエッチング装置。
7. 【請求項７】 上記被処理体は、層間絶縁膜に接続孔を
   形成し、この接続孔内及び層間絶縁膜上にＷ膜を堆積し
   たものであり、上記エッチングは、このＷ膜に行うエッ
   チバックであることを特徴とする請求項５又は６に記載
   のエッチング装置。
8. 【請求項８】 上記被処理体の静電吸着を一旦解除した
   後再び吸着するまでの間の時間は少なくとも１秒間であ
   ることを特徴とする請求項７に記載のエッチング装置。
9. 【請求項９】 上記ステージの凹部に冷却ガスを供給す
   ることにより被処理体の温度を６５℃以下にすることを
   特徴とする請求項７又は８に記載のエッチング装置。
10. 【請求項１０】 半導体基板の上方に絶縁膜を形成する
    工程と、 この絶縁膜上に第１の配線を形成する工程と、 第１の配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、 この層間絶縁膜に、第１の配線上に位置する接続孔を形
    成する工程と、 この接続孔内及び層間絶縁膜上にＴｉＮ膜を形成する工
    程と、 このＴｉＮ膜上及び接続孔内にＷ膜を堆積する工程と、 このＷ膜をエッチバックして層間絶縁膜上に存在するＷ
    膜を除去することにより、接続孔内にＷプラグを埋め込
    む工程と、 このＷプラグ及びＴｉＮ膜の上に第２の配線を形成する
    工程と、 を具備し、 上記Ｗプラグを埋め込む工程は、半導体基板をステージ
    に静電吸着した状態で、上記Ｗ膜にエッチバックを行
    い、このエッチバックの途中で、該半導体基板の静電吸
    着を一旦解除した後、再び半導体基板をステージに静電
    吸着することを特徴とする半導体装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 上記Ｗ膜をエッチバックする際は、Ｗ
    膜にエッチングガスを供給し、このエッチングガスの少
    なくとも一部をプラズマ化し、このプラズマによってＷ
    膜のエッチバックを行うものであることを特徴とする請
    求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 上記半導体基板の静電吸着を一旦解除
    した後再び吸着するまでの間の時間は少なくとも１秒間
    であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の半
    導体装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 上記Ｗプラグを埋め込む工程における
    Ｗ膜の温度は６５℃以下であることを特徴とする請求項
    １０〜１２のうちいずれか１項記載の半導体装置の製造
    方法。