JP2008210930A

JP2008210930A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2008210930A
Application number: JP2007045125A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Hirota; 俊幸廣田
Original assignee: Elpida Memory Inc
Current assignee: Micron Memory Japan Ltd
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2008-09-11
Also published as: US20080207003A1

Abstract

【課題】半導体基板上に膜を形成する際、良好な密着性を保ったまま、可視光領域での光透過性を向上させた成膜を可能とし、更に、その膜がカーボン膜であっても、良好な密着性と光透過性を同時に有することを可能とする半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の半導体装置の製造方法は、プラズマ生成可能な反応室２において、半導体基板Ｗの被処理面に膜を形成する工程に先立って、前記膜を形成する工程を行う反応室に半導体基板Ｗを設置したまま、少なくとも酸素ガスを用いたプラズマを生成し制御して前記被処理面をプラズマ処理する第１の工程と、反応室２に半導体基板Ｗを設置したまま、少なくとも水素ガスを用いたプラズマを生成し制御して前記被処理面をプラズマ処理する第２の工程とを、順に有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に係わり、より詳細には半導体基板上にハードマスクを形成する半導体装置の製造方法に関する。

ＤＲＡＭなどの半導体装置の製造において、層間絶縁膜などの下地層に対してスルーホールなどのパターンを形成する場合、下地層上にフォトレジストを塗布し、得られたフォトレジスト膜をパターニングし、これをマスクとして下地層のエッチングを行っている。
近年、半導体装置の小型化に伴い、微細なパターンを形成することが要求され、パターンの解像度を高めるために、露光時の焦点深度の観点からフォトレジスト膜の膜厚を小さくする必要性がある。
しかし、フォトレジスト膜の膜厚を小さくするとエッチング耐性が低下し、マスクとしての機能が果たせない場合があり、フォトレジストマスクを利用したエッチングに代えて、更にハードマスクを形成する方法が知られている。

ハードマスクは、下地層とのエッチング選択比の高いマスクであり、フォトレジスト層と下地層との間に設けられ、フォトレジストマスクのパターンを一旦このハードマスクに転写した後、更にこのハードマスクをマスクとして下地層をパターニングする。
ハードマスクの材料には、下地層に対して大きなエッチング選択比を有する、酸化シリコンや窒化シリコンなどが用いられていたが、このようなハードマスクを用いると、下地層が酸化シリコン膜や窒化シリコン膜を含む場合、必要なエッチング選択比が得られない。
そこで、これらの膜に対してエッチング選択比を得るハードマスクとして、近年、アッシング可能なアモルファスカーボンが用いられるようになってきたが、アモルファスカーボンから成るハードマスクは、炭素を主成分とするフォトレジスト膜とのエッチング選択比を得ることが難しい。

そのため、ハードマスクとフォトレジスト膜との間に更に中間層を介在させ、フォトレジストマスクのパターンを、一旦中間層に転写した後、更にハードマスクに転写する方法が知られており、特許文献１では、アモルファスカーボンの代わりに、Ｓｉ含有アモルファスカーボンをハードマスクとする方法などが開示されている。
このような膜の成膜には、一般に、平行平板型のＰＥ-ＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａｅｎｈａｎｃｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｕｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置が用いられ、反応ガスにはメタン（ＣＨ_４）やアセチレン（Ｃ_２Ｈ_２）、エタン（Ｃ_２Ｈ_６）、プロピレン（Ｃ_３Ｈ_６）、エチレン（Ｃ_２Ｈ_４）などのハイドロカーボンガスが、また、キャリアガスにヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）などの不活性気体が用いられている。
平行平板型のＰＥ-ＣＶＤ装置は、一般に、チャンバによって覆われて外部から遮断された反応室を有している。この反応室には半導体基板を載せて加熱できるステージがあり、このステージに半導体基板を載せたまま、比較的高温（５００〜５５０℃）に設定して成膜を行なう。
特開２００５−４５０５３号公報

しかしながら、５５０℃で成膜したアモルファスカーボン膜（以下、カーボン膜という。）は、可視光領域での光学的な吸収係数が高く、厚膜にした場合、下地によって目合わせマークのコントラストがとれず、使いにくい問題があった。
そこで、本発明者が研究した結果、ヒータ温度を３００〜４００℃程度まで下げることで、ある程度ドライエッチ耐性は犠牲になるものの、可視光領域での吸収係数ｋを０．１以下まで下げることができることを知見するとともに、成膜温度が４００℃以下では、被加工対象となる膜（主に酸化膜や窒化膜）とカーボン膜の密着性が悪くなることが判明した。

本発明者らは、これらの研究の結果、密着性を悪化させる要因は主に以下の２つであることを見出した。すなわち、酸化膜表面への環境からの有機物汚染、及び、表面のＳｉ-ＯＨボンドとカーボン膜の本来の密着性の悪さ、である。
本発明者の研究の結果、硫酸過酸化水素水溶液で半導体基板を洗浄し、直後にカーボン膜を形成した場合、密着性が比較的良く、放置時間が長くなるにつれ、密着性が悪化する傾向が認められた。密着性の評価には、テープテストや、ｍｏｄｉｆｉｅｄＥｄｇｅＬｉｆｔｏｆｆＴｅｓｔ（ｍＥＬＴ法）を用いて行った。

更に本発明者が研究したところ、密着性が洗浄からの時間依存を示すことが判り、何らかの汚染による影響が疑われた。そこでＴＤＳ−ＧＯＭＳ（昇温脱離ガスクロマトグラフ）を用いて、洗浄後、半導体基板を通常のクリーンルーム環境に放置した場合の有機物による汚染を調査した。
その結果、放置時間が長くなるに従い、より大きな分子量を持つ分子の割合が増えていくことが判明し、分析の結果からその主な分子はＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）やＤＢＰ（フタル酸ジブチル）、ＤＯＡ（アジピン酸ジエチルヘキシル）と推定することができた。これらの分子は樹脂用可塑剤として、広範囲に使用されており、装置、建材等から発生すると考えられる。
これらの有機物の量と密着性の悪化に相関が認められたことにより、半導体基板表面の有機物による汚染が密着性悪化の原因の一つと考えられる。そこで、洗浄工程から、カーボン膜成長までの待ち時間の管理強化が考えられたが、装置の稼動状況によっては待ち時間が一定せず、管理が煩雑であるうえに結果が安定しなかった。
そこで、本発明者は、カーボン膜を成膜するＰＥ−ＣＶＤ装置の反応室に半導体基板を導入した後、カーボン膜を半導体基板表面に堆積する前に、これらの有機物を除去することが重要であると考えた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、半導体基板上に膜を形成する際、良好な密着性を保ったまま、可視光領域での光透過性を向上させた成膜を可能とし、更に、その膜がカーボン膜であっても、良好な密着性と光透過性を同時に有することを可能とする半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の半導体装置の製造方法は、プラズマ生成可能な反応室において、半導体基板の被処理面に膜を形成する工程に先立って、前記膜を形成する工程を行う反応室に前記半導体基板を設置したまま、少なくとも酸素ガスを用いたプラズマを生成し制御して前記被処理面をプラズマ処理する第１の工程と、前記反応室に前記半導体基板を設置したまま、少なくとも水素ガスを用いたプラズマを生成し制御して前記被処理面をプラズマ処理する第２の工程とを、順に有することを特徴とする。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記膜が、少なくともカーボンを含むこととした。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記被処理面が、少なくとも酸化シリコン膜または窒化シリコン膜の何れかを含む下地層であることとした。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記膜を形成する工程において、前記半導体基板を３００〜４００℃の範囲からなる温度で加熱しながら、前記膜を形成することとした。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記第１の工程において、前記酸素ガスに加え、キャリアガスとして不活性ガスを用いることとした。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記第１の工程において、前記酸素ガスを５〜２０％の割合で用いることとした。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記第２の工程において、前記水素ガスに加え、キャリアガスとして不活性ガスを用いることとした。

また、本発明の半導体装置の製造方法は、前記第２の工程において、前記水素ガスを５〜２０％の割合で用いることとした。

以上説明したように、本発明によれば、プラズマ生成可能な反応室において、半導体基板の被処理面に膜を形成する工程に先立って、前記膜を形成する工程を行う反応室に前記半導体基板を設置したまま、少なくとも酸素ガスを用いたプラズマを生成し制御して前記被処理面をプラズマ処理する第１の工程を有することで、前記反応室に搬入された前記半導体基板を外部に晒すことなく、活性の高い酸素原子からなるプラズマが、強いパワーで前記被処理面に付着している有機物を酸化して、二酸化炭素（ＣＯ_２）または一酸化炭素（ＣＯ）ガスとして除去することができる。その後、前記半導体基板を再び前記反応室から搬出入することなく前記膜を形成する工程を行うことができるので、この第１の工程におけるプラズマ処理の効果を保ったまま、前記被処理面に成膜することができる。
また、第１の工程に続いて、前記反応室に前記半導体基板を設置したまま、少なくとも水素ガスを用いたプラズマを生成し制御して前記被処理面をプラズマ処理する第２の工程を有することで、前記反応室に搬入された前記半導体基板を外部に晒すことなく、酸素よりも活性の低い水素原子からなるプラズマが、弱いパワーで第１の工程と同じ原理により、前記半導体基板の被処理面に付着している有機物を、第１の工程よりも穏やかに酸化して除去することができる。その後、前記半導体基板を再び前記反応室から搬出入することなく前記膜を形成する工程を行うことができるので、この第２の工程におけるプラズマ処理の効果を保ったまま、前記被処理面に成膜することができる。
また、第１の工程と第２の工程とを順に有することで、電圧などの条件によらずプラズマを生成するガスの種類を変えることで、パワーを段階的に制御することができ、強すぎるパワーで前記半導体基板の前記被処理面を損傷させることなく、弱すぎるパワーで前記半導体基板の前記被処理面に有機物を残留させることなく、前記膜を形成する工程を行うことができ、膜剥がれによる歩留の低下を回避することができる。

また、前記膜が、少なくともカーボンを含むことで、被処理面が酸化シリコン膜や窒化シリコン膜を含む下地層である場合であっても、必要なエッチング選択比を得られ、且つ、前記半導体基板とカーボンを含む薄膜との密着性を向上させることができる。

また、前記被処理面が、少なくとも酸化シリコン膜または窒化シリコン膜の何れかを含む下地層であることで、シリコンからなる半導体基板とも密着性を高めることができ、且つ、前記膜と必要なエッチング選択比を得ることができる。

また、前記膜を形成する工程において、前記半導体基板を３００〜４００℃の範囲からなる温度で加熱しながら、前記膜を形成することで、膜中のグラファイト的な結合の量が減少し、その結果、前記膜の可視光領域での光透過性を向上させることができ、目合わせマークのコントラストも十分とることができる。

また、前記第１の工程において、前記酸素ガスに加え、キャリアガスとして不活性ガスを用いることで、プラズマを生成した時に活性を緩衝することができ、前記第１の工程における前記プラズマ処理の安全性を高めることができる。
また、前記酸素ガスを５〜２０％の割合で用いることで、効果的に基板表面の有機物を除去可能で、かつ安定したプラズマを発生させることが可能である。

前記第２の工程において、前記水素ガスに加え、キャリアガスとして不活性ガスを用いることで、プラズマを生成した時に活性を緩衝することができ、前記第２の工程における前記プラズマ処理の安全性を高めることができる。
また、前記水素ガスを５〜２０％の割合で用いることで、効果的に基板表面を水素終端可能で、かつ安定したプラズマを発生させることが可能である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の半導体装置の製造方法は、図１に示すような、平行平板型ＰＥ−ＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａｅｎｈａｎｃｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｕｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置１を用い、外部から隔壁２Ａにより遮断された反応室２で行う。
反応室２は、半導体基板Ｗを載せることができ、且つ、アノード電極を兼ねているステージ３を反応室２の中央に有し、ステージ３の上方から気体を送入することができ、且つ、カソード電極を兼ねているシャワープレート４をステージ３の上方に有し、両電極間にＲＦ電圧をかけるＲＦ電源５を、シブロッキングキャパシタ（図示せず）とインピーダンスマッチングボックス（図示せず）を介してシャワープレート４に接続して反応室２の外部に有している。
更に、半導体基板Ｗの搬出入を制御するスリットバルブ６を反応室２の側部に有し、反応室２の上方からシャワープレート４を介して、第１の気体を送入する第１のガスライン７と、第２の気体を送入する第２のガスライン８と、第３の気体を送入する第３のガスライン９と、第４の気体を送入する第４のガスライン１０とを反応室２の上部２Ｂに有している。また、第５の気体を送入する第５のガスライン１１を反応室２の下部２Ｃに有し、断面が方形で平面視ではドーナツ状の形状で内部は空洞状の排気室１２Ａを有した排気ダクト（排気装置）１２を反応室２の側面を取り囲むように有している。
排気ダクト１２は、排気配管１３を介して排気ポンプ１４と連結し、排気ポンプ１４は排気ポンプ排気ポート１５を備え、排気配管１３は、排気を調節する主排気バルブ１６と、排気配管１３内の圧力を制御する圧力制御弁１７と、その圧力を計測する圧力センサ１８とを備えている。
反応室２からの排気は、まずこの排気ダクト１２に均等に排気され、さらに排気配管１３、排気ポンプ１４、排気ポンプ排気ポート１５を介して排気される。
また、第１のガスライン７は第１のバルブ１９を、第２のガスライン８は第２のバルブ２０を、第３のガスライン９は第３のバルブ２１を、第４のガスライン１０は第４のバルブ２２を、第５のガスライン１１は第５のバルブ２３をそれぞれ備え、各ラインからの気体送入量をそれぞれ調節することができる。

まず、スリットバルブ６を介して反応室２に半導体基板Ｗを搬入し、ステージ３上に半導体基板Ｗを配置する。ステージ３はヒータを内蔵しており、半導体基板Ｗの成膜後、可視光領域の６３３ｎｍで吸収係数ｋ＜０．１の透明度を実現するために、ヒータの設定温度は好ましくは３００〜４００℃の範囲に設定する。
５００℃以上で処理したカーボン膜は電気伝導性を示し、３００〜４００℃で成膜したカーボン膜は絶縁性を示すことから、可視光の吸収にグラファイトライクな膜質になっていることが関係していると考えられる。低温で成膜することでグラファイトライクな結合が減少し、その結果、透明な膜が得られると考えられる。
半導体基板Ｗをステージ３上に設置した後、ステージ３を所定の高さに調整し、半導体基板Ｗの温度を安定させる。

次に、第１の気体と第５の気体はキャリアガスであり、キャリアガスとしての不活性ガスを第１のガスライン７および第５のガスライン１１から供給する。第２の気体は第１の工程におけるプラズマに用いる酸素（Ｏ_２）ガスであり、第２のガスライン８から同時に供給し、反応室２内を所望の圧力［例えば、６６５Ｐａ（５Ｔｏｒｒ）］に制御する。
キャリアガスは不活性ガスであればよいが、ヘリウム（Ｈｅ）が好ましい。
それぞれの気体流量は、キャリアガスを例えば５ｌ／ｍとし、Ｏ_２を例えば０．５ｌ／ｍとすればよい。（＊Ｏ_２が０．５ｌ／ｍですと、９％となりより好ましい範囲
Ｏ_２ガスは、５〜２０％の範囲であることが好ましく、より好ましくは９〜１７％の範囲である。
上記範囲は、基板表面上の有機物が充分に除去され、なおかつ、安定にプラズマが発生する範囲とした。

そして、ＲＦ電源５でステージ３とシャワープレート４の間にＲＦ電圧を印可し、例えば８００Ｗのパワーでプラズマを発生させ、半導体基板Ｗの被処理面を、例えば１０秒間処理する。プラズマを発生させるパワーは、例えば３００ｍｍウェハの処理装置の装置の場合、４００〜１０００Ｗの範囲とすればよい。
これによって、半導体基板Ｗの被処理面に付着している有機物を酸化し、二酸化炭素（ＣＯ_２）または一酸化炭素（ＣＯ）ガスとして除去することが出来る。
その後、ＲＦ電圧の印加を停止し、Ｏ_２ガスの供給を停止する。

続いて、第３の気体は第２の工程におけるプラズマに用いる水素（Ｈ_２）ガスであり、第３のガスライン９から、キャリアガスと同時に供給し、反応室２内を所望の圧力［例えば、５３２Ｐａ（４Ｔｏｒｒ）］に制御する。
キャリアガスは不活性ガスであればよいが、第１の工程と同様に、Ｈｅが好ましい。
ガスの流量は、キャリアガスを例えば５ｌ／ｍとし、Ｈ_２を例えば０．５ｌ／ｍとすればよい。
Ｈ_２ガスは、５〜２０％の範囲であることが好ましく、より好ましくは９〜１７％の範囲である。

そして、ＲＦ電源５でステージ３とシャワープレート４の間にＲＦ電圧を印可し、例えば８００Ｗのパワーでプラズマを発生させ、半導体基板Ｗの被処理面を、例えば１０秒間処理する。プラズマを発生させるパワーは、例えば２００〜４００Ｗの範囲とすればよい。

この第２の工程を行わずに、第１の工程の後、直ちに半導体基板Ｗの被処理面に成膜しても、第１の工程を行わない場合に比べ、結果は安定し密着性は向上するが充分ではない。
また、第１の工程を行わずに第２の工程を行うだけでも、半導体基板Ｗの被処理面に付着している有機物をある程度除去することが出来るが、第１の工程を行い、さらに第２の工程を行うことで、続いて行う成膜工程の膜との密着性の高い被処理面が安定して得られる。
その後、ＲＦ電圧の印加を停止し、Ｈ_２ガスの供給を停止する。

第１の工程から第２の工程を行う際、反応室２からからの排気は、ステージ３を取り囲むように(ドーナツ状に)配置された排気ダクト１２を介して均等に排気され、さらに主排気バルブ１６、圧力制御弁１７、排気ポンプ１４が接続された排気配管１３を介し、排気ポンプ１４の排気ポンプ排気ポート１５から排気される。
このようにして、各工程における反応室２内の雰囲気を入れ替えて、処理を行うことができる。

最後に、第４の気体は成膜のソースガスであり、第４のガスライン１０から、キャリアガスと同時に供給する。カーボン膜を形成する際は、ハイドロカーボン系を用いる。供給されたガスは、シャワープレート４を介して半導体基板Ｗ上に供給される。
ここでは、キャリアガスは不活性ガスであればよいが、アルゴン（Ａｒ）とＨｅの混合ガスが好ましく、例えば、Ａｒ：６．５ｌ／ｍ（６．５ＳＬＭ）、Ｈｅ：０．５ｌ／ｍ（０．５ＳＬＭ）とすればよい。ソースガスはプロピレン（Ｃ_３Ｈ_６）やアセチレン（Ｃ_２Ｈ_２）が好ましく、例えば６００ｓｃｃｍとすればよい。

温度が安定し、ガス流量、圧力を所定の値［例えば、６６５Ｐａ（５Ｔｏｒｒ）］に設定して、成膜の準備が整ったら、ステージ３とシャワープレート４の間にＲＦ電圧を印加して、例えばパワー１１００Ｗでプラズマを生成させる。プラズマは、ハイドロカーボン系のソースガスの分子を重合させて、半導体基板Ｗの被処理面にカーボン膜を形成し、半導体基板Ｗとカーボン膜との密着性を保ったまま可視光領域で吸収係数の低い透明な膜を得ることができ、膜剥がれによる歩留の低下を回避することができる。

このようにして、半導体基板Ｗの被処理面にカーボン膜を成膜する際、半導体基板Ｗとカーボン膜との密着性を良好に保ったまま、可視光領域での光透過性を向上させた成膜を有する半導体装置を製造することができる。

図１に示されるような平行平板型のＰＥ−ＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａｅｎｈａｎｃｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｕｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置１を用いて、以下のように行った。
まず、スリットバルブ６を介して反応室２内のステージ３上に成膜対象である半導体基板Ｗを導入し、ステージ３のヒータの温度を３５０℃に設定した。半導体基板Ｗをステージ３上に置いたあと、ステージ３は所定の高さに調整され、半導体基板Ｗの温度を安定させた。

次に、Ｈｅ５ｌ／ｍ（５ＳＬＭ）をキャリアガスとして第１のガスライン７および第５のガスラインから、また、Ｏ_２１ｌ／ｍ（１ＳＬＭ）を第２のガスライン８から、それぞれ反応室２内に供給し、圧力を６６５Ｐａ（５Ｔｏｒｒ）に設定した。
そして、ＲＦ電源７でステージ３とシャワープレート４の間にＲＦ電圧を印可し、８００Ｗのパワーでプラズマを発生させ、半導体基板Ｗの被処理面を１０秒間処理した。その後ＲＦ電圧の印加を停止し、Ｏ_２ガスの供給を停止した。

続いて、Ｈｅ５ｌ／ｍ（５ＳＬＭ）をキャリアガスとして第１のガスライン７および第５のガスラインから、また、Ｈ_２１ｌ／ｍ（１ＳＬＭ）を第３のガスライン１３から、それぞれ反応室２内に導入し、圧力を５３２Ｐａ（４Ｔｏｒｒ）に設定した。
そして、ＲＦ電源５でステージ３とシャワープレート４の間にＲＦ電圧を印可し、８００Ｗのパワーでプラズマを発生させ、半導体基板Ｗの被処理面を１０秒間処理した。その後ＲＦ電圧の印加を停止し、Ｈ_２ガスの供給を停止した。

続いて、Ａｒ：６．５ｌ／ｍ（６．５ＳＬＭ）、Ｈｅ：０．５ｌ／ｍ（０．５ＳＬＭ）の混合ガスをキャリアガスとして第１ガスライン７および第５のガスライン１１から供給し、同時に、Ｃ_３Ｈ_６（６００ｓｃｃｍ）をソースガスとして第４のガスライン１０から供給し、シャワープレート４を介して半導体基板Ｗ上に供給し、圧力を６６５Ｐａ（５Ｔｏｒｒ）に設定した。
温度が安定し、ガス流量、圧力が所定の値になり、成膜の準備が整ったら、ＲＦ電源５を用いてステージ３とシャワープレート４の間にＲＦ電圧を印加して、パワー１１００Ｗでプラズマを生成させ、プラズマとＣ_３Ｈ_６を重合させて、半導体基板Ｗの被処理面にカーボン膜を形成した。

このように処理したサンプルの表面を多重反射型ＦＴ−ＩＲ（Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）で調べたところ、Ｓｉ−Ｈボンドの増加を示唆する結果が得られた。恐らく、極性の強いＳｉ−ＯＨよりも、Ｓｉ−Ｈボンドの方がカーボン膜自体の密着性が良い、または、Ｓｉ−Ｈボンドの方が容易にＳｉ−Ｃボンドを形成しやすい為、と考えられる。

本発明は、ＤＲＡＭなどに使用される半導体装置の製造に適用でき、特に、半導体基板にハードマスクを成膜する半導体装置の製造に好適に適用できる。

本発明の実施形態におけるＰＥ−ＣＶＤ装置の縦断面図である。

符号の説明

１…平行平板型ＰＥ−ＣＶＤ装置、２…反応室、３…ステージ、４…シャワープレート、５…ＲＦ電源、６…スリットバルブ、７…第１のガスライン、８…第２のガスライン、９…第３のガスライン、１０…第４のガスライン、１１…第５のガスライン、１２…排気ダクト、１２Ａ…排気室、１３…第１のバルブ、１４…第２のバルブ、１５…第３のバルブ、１６…第４のバルブ、１７…第５のバルブ、１８…排気配管、１９…排気ポンプ、２０…排気ポンプ排気ポート、２１…主排気バルブ、２２…圧力制御弁、２３…圧力センサ

Claims

プラズマ生成可能な反応室において、半導体基板の被処理面に膜を形成する工程に先立って、前記膜を形成する工程を行う反応室に前記半導体基板を設置したまま、少なくとも酸素ガスを用いたプラズマを生成し制御して前記被処理面をプラズマ処理する第１の工程と、前記反応室に前記半導体基板を設置したまま、少なくとも水素ガスを用いたプラズマを生成し制御して前記被処理面をプラズマ処理する第２の工程とを、順に有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記膜が、少なくともカーボンを含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
前記被処理面が、少なくとも酸化シリコン膜または窒化シリコン膜の何れかを含む下地層であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
前記膜を形成する工程において、前記半導体基板を３００〜４００℃の範囲からなる温度で加熱しながら、前記膜を形成することを特徴とする請求項１〜３に記載の半導体装置の製造方法。
前記第１の工程において、前記酸素ガスに加え、キャリアガスとして不活性ガスを用いることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
前記第１の工程において、前記酸素ガスを５〜２０％の割合で用いることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
前記第２の工程において、前記水素ガスに加え、キャリアガスとして不活性ガスを用いることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
前記第２の工程において、前記水素ガスを５〜２０％の割合で用いることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。