JP2015076550A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態は、少なくとも難エッチング材上に上層膜を有する半導体基板を、処理チャンバーを有するプラズマエッチング装置を用いてエッチング加工する半導体装置の製造方法である。半導体基板を処理チャンバーに搬入後、上層膜をエッチングし、半導体基板を処理チャンバーに搬入した状態で処理チャンバー内壁にリフトオフ層を形成する。難エッチング材をエッチングし、半導体基板をプラズマエッチング装置から搬出した後、処理チャンバー内壁に対してクリーニング処理を行う。難エッチング材のエッチング工程では、難エッチング材の反応生成物が、リフトオフ層の形成された処理チャンバー内壁に堆積する。クリーニング処理では、リフトオフ層を除去することで、反応生成物層を除去する。
【選択図】図8
Description
以下、第1の実施形態について、図1から図8を参照して説明する。なお、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、上下左右の方向についても、後述する半導体基板における回路形成面側を上とした場合の相対的な方向を示し、必ずしも重力加速度方向を基準としたものとは一致しない。
次に、第2の実施形態について、図9〜図14を参照して説明する。第1の実施形態と共通する部分には第1の実施形態において用いた符号を用い、共通する工程においては第1の実施形態において用いた図を用いる。図9〜図13の各図(a)はプラズマエッチング装置の各工程における構成、特に処理チャンバー12内壁に堆積する堆積物の構成を示すための縦断面図の一例である。各図(a)においては、処理チャンバー12の一部を拡大し、処理チャンバー12内壁面の詳細な構成を示している。各図(a)においてはブロッキングコンデンサ14a、14b、高周波電源16a、16b、及びアース18は省略して示している。各図(b)は、本実施形態におけるエッチング加工の各工程における半導体装置20の構成を示すための縦断面図の一例である。図14は本実施形態の処理手順を示すフロー図である。第2の実施形態においては、図1において示した容量結合型のプラズマエッチング装置を使用する場合について説明する。
次に、第3の実施形態について、図15〜図20を参照して説明する。第1及び第2の実施形態と共通する部分には同じ符号を用い、共通する工程においては第1及び第2の実施形態において用いた図を用いる。図15〜図19の各図(a)はプラズマエッチング装置の各工程における構成、特に処理チャンバー12内壁に堆積する膜の構成を示すための縦断面図の一例である。各図(a)においては、処理チャンバー12の一部を拡大し、処理チャンバー12内壁面の詳細な構成を示している。各図(a)においてはブロッキングコンデンサ14a、14b、高周波電源16a、16b、及びアース18は省略して示している。各図(b)は、本実施形態におけるエッチング加工の各工程における半導体装置20の構成を示すための縦断面図の一例である。図20は本実施形態の処理手順を示すフロー図である。第3の実施形態において、図1に示した容量結合型のプラズマエッチング装置を用いる。
第4の実施形態では、プラズマエッチング装置として、図21に示す容量結合型のプラズマエッチング装置を用いる。本実施形態における一連の工程手順は、第1、第2及び第3の実施形態と同じである。使用するプラズマエッチング装置の構造が異なるため、第1、第2及び第3の実施形態とは、プレコート層40及びリフトオフ層44の形成時の高周波電源の印加条件が異なる。
第5の実施形態では、プラズマエッチング装置として、図22に示す誘導結合 (ICP:Inductive Coupled Plasma)型のプラズマエッチング装置を用いる。本実施形態における一連の工程手順は、第1、第2及び第3の実施形態と同じである。使用するプラズマエッチング装置の構造が異なるため、第1、第2及び第3の実施形態とは、プレコート層40及びリフトオフ層44の形成時の高周波電源の印加条件が異なる。
本実施形態におけるプレコート層40の形成条件は以下のとおりである。すなわち、プレコート層40は、テトラクロロシラン(SiCl4)と酸素(O2)を含むガスをプロセスガスとして用いて形成する。高周波電源16bには例えば周波数13.56MHzで印加電圧1000〜2000Wの高周波ソースパワーを印加する。このソースパワー条件に設定すると、Vc≒Va(VcとVaが略等しい)の関係を実現することができる。これにより処理チャンバー12内にプラズマを発生させてプロセスガスを反応させ、処理チャンバー12内壁にプレコート層40を形成することができる。プレコート層40はSiClOxを主成分とするものと考えられる。
上記に説明した実施形態では、プラズマエッチング装置として、容量結合型、及び誘導結合型を例示して説明したが、これに限らず、ECR (electron cyclotron resonance;電子サイクロトロン共鳴) 型、ヘリコン波型又はその他の形式のプラズマエッチング装置を用いることができる。プレコート層40の形成ではVc≒Vaの関係を実現することができ、リフトオフ層44の形成では、プレコート層40形成時よりもステージ10上と処理チャンバー12内壁とのセルフバイアス差を増大して、Vc>Vaの関係を実現することができれば、どのような方式のエッチング装置を用いても良い。また、高周波電源16aと16bの2電源を有するプラズマエッチング装置を例示して説明したが、単一の高周波電源を有するプラズマエッチング装置を用いても良い。
Claims (5)
- 少なくとも難エッチング材上に上層膜を有する半導体基板を、処理チャンバーを有するプラズマエッチング装置を用いてエッチング加工する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板を前記処理チャンバーに搬入した後、前記上層膜をエッチングする工程と、
前記半導体基板を前記処理チャンバーに搬入した状態で前記処理チャンバー内壁にリフトオフ層を形成する工程と、
前記難エッチング材をエッチングする工程と、
前記半導体基板を前記プラズマエッチング装置から搬出した後、前記処理チャンバー内壁に対してクリーニング処理を行う工程を有しており、
前記難エッチング材をエッチングする工程では、前記難エッチング材の反応生成物が前記リフトオフ層の形成された前記処理チャンバー内壁に堆積し、
前記クリーニング処理では、前記リフトオフ層を除去することにより、前記反応生成物を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 少なくとも導電膜と、難エッチング材を有する半導体基板を、処理チャンバーを有するプラズマエッチング装置を用いてエッチング加工する半導体装置の製造方法であって、
前記処理チャンバー内壁にプレコート層を形成する工程と、
前記半導体基板を前記処理チャンバーに搬入した後、前記導電膜をエッチングする工程と、
前記半導体基板を前記処理チャンバーに搬入した状態で前記処理チャンバー内壁にリフトオフ層を形成する工程と、
前記難エッチング材をエッチングする工程と、
前記半導体基板を前記処理チャンバーから搬出した後、前記処理チャンバー内壁に対してクリーニング処理を行う工程を有しており、
前記導電膜をエッチングする工程では、前記導電膜の反応生成物が前記処理チャンバー内壁に形成された前記プレコート層上に堆積し、
前記難エッチング材をエッチングする工程では、前記難エッチング材の反応生成物が前記リフトオフ層上に堆積し、
前記クリーニング処理では、前記リフトオフ層及び前記プレコート層を除去することにより、前記難エッチング材の反応生成物及び前記導電膜の反応生成物を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 少なくとも難エッチング材を有する半導体基板を、処理チャンバーを有するプラズマエッチング装置を用いてエッチング加工する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板を前記処理チャンバーに搬入した状態で前記処理チャンバー内壁に第1のリフトオフ層を形成する工程と、
前記難エッチング材の上部をエッチングする工程と、
前記半導体基板を前記処理チャンバーに搬入した状態で前記処理チャンバー内壁に第2のリフトオフ層を形成する工程と、
前記難エッチング材の下部をエッチングする工程と、
前記半導体基板を前記プラズマエッチング装置から搬出した後、前記処理チャンバー内壁に対してクリーニング処理を行う工程を有しており、
前記難エッチング材の上部及び下部をエッチングする工程では、前記難エッチング材の反応生成物が、それぞれ前記第1及び第2のリフトオフ層の形成された前記処理チャンバー内壁に堆積し、
前記クリーニング処理では、前記第1及び第2のリフトオフ層を除去することにより、前記難エッチング材の反応生成物を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記難エッチング材は、少なくとも銀、鉄、コバルト、ニッケル、銅、クロム、マンガン、マグネシウム、白金、金、イリジウムから選択される一の物質を含むことを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記リフトオフ層を形成する工程では、前記処理チャンバー内にプラズマが形成され、
前記半導体基板と前記プラズマの電位差をVcとし、前記処理チャンバーと前記プラズマとの電位差をVaとした場合に、Vc>Vaの関係が成立していることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
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