JP3117187B2 - Plasma cleaning method - Google Patents
Plasma cleaning methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する利用分野】本発明はプラズマクリーニン
グ処理方法に係り、特にAlを含む膜とTiW,TiN
等の積層構造膜のエッチングにおける処理室内のクリー
ニングに好適なプラズマクリーニング処理方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma cleaning method and, more particularly, to a plasma cleaning method, and more particularly to a film containing Al and TiW, TiN.
The present invention relates to a plasma cleaning method suitable for cleaning the inside of a processing chamber in etching of a laminated structure film such as described above.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、クリーニング方法としては、例え
ば、1992年秋季第53回応用物理学会学術講演会講
演予稿集465P「HBr RIEにおけるin si
tuチャンバークリーニング」に記載されているよう
に、Si系膜のエッチング処理時にチャンバー内に堆積
する反応生成物の除去にO 2 あるいはSF 6 +O 2 等の
混合ガスを用いたプラズマ処理方法が示され、チャンバ
ー壁に付着した反応生成物の除去ができることが示され
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a cleaning method, for example, in the autumn of 1992, the 53rd Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics, Proceedings 465P, "in Si si in HBr RIE"
As described in “tu chamber cleaning”, a plasma processing method using a mixed gas such as O 2 or SF 6 + O 2 for removing a reaction product deposited in the chamber at the time of etching a Si-based film is shown. It shows that the reaction products attached to the chamber wall can be removed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】エッチング処理時に発
生する反応生成物による堆積物は、終点検出用発光モニ
ター窓の曇りを発生させ、終点検出精度の低下によるエ
ッチング性能の不均一やパーティクル発生の原因となっ
ている。このため、反応生成物による堆積物を監視し、
プラズマ発光強度や、パーティクル発生数を計測して一
定の管理基準により適宜クリーニング処理を行ってい
る。上記従来のクリーニング方法は、Alを含む層とT
iW,TiN膜等の積層膜のエッチングにおけるクリー
ニング及びウエハ1枚毎のプラズマ処理におけるクリー
ニングについて配慮がされておらず、Alを含む積層膜
のエッチングにおけるエッチング処理室内のクリーニン
グ時に、反応生成物の成分であるC成分,Cl成分,T
i成分,Si成分,Al成分を有効に除去することが重
要であるが、酸素やフッ素を含むプラズマ処理ではAl
成分が過度に酸化され非常に除去しにくくなるという問
題があった。Deposits due to reaction products generated during the etching process cause fogging of the emission monitor window for detecting the end point, and cause non-uniform etching performance and particle generation due to a decrease in the accuracy of detecting the end point. It has become. For this reason, the deposits due to the reaction products are monitored,
The plasma emission intensity and the number of generated particles are measured, and a cleaning process is appropriately performed according to a predetermined management standard. The above-described conventional cleaning method includes the steps of:
No consideration is given to cleaning in etching a laminated film such as an iW or TiN film and cleaning in plasma processing for each wafer, and components of a reaction product during cleaning of an etching processing chamber in etching of a laminated film containing Al. C component, Cl component, T
It is important to effectively remove the i component, the Si component, and the Al component.
There was a problem that the components were excessively oxidized and very difficult to remove.
【0004】本発明の目的は、Alを含む膜とTiW,
TiN等のバリアメタルとの積層構造膜のエッチングに
よってエッチング処理室内に残留したC成分,Cl成
分,Al成分,Ti等のバイメタル成分等を有効に除去
することができるプラズマクリーニング処理方法を提供
することにある。An object of the present invention is to provide a film containing Al and TiW,
C component and Cl component remaining in the etching chamber due to etching of the laminated structure film with a barrier metal such as TiN.
It is an object of the present invention to provide a plasma cleaning method capable of effectively removing bimetal components such as Al , Al, and Ti.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的は、配線パター
ンが形成された有機膜を用いたAlを含む膜とバリアメ
タルとの積層構造膜のエッチング処理によってエッチン
グ処理室内に付着した反応生成物を除去する際に、エッ
チング処理室内をH 2 Oガスプラズマに曝し、H 2 Oガ
ス中の水素成分によって前記反応生成物を過度に酸化す
ることなくCO、HCl等の生成物にしてエッチング処
理室から炭素成分、塩素成分を除去する工程と、該工程
の後、前記エッチング処理室内を塩素成分を含むガスプ
ラズマに曝し、エッチング処理室から酸化が抑制された
Al、バリアメタル成分等を除去する工程と、該工程の
後、前記エッチング処理室内を酸素ガスプラズマに曝
し、エッチング処理室から有機物を除去する工程とを連
続して行うことにより、達成される。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: removing a reaction product adhered into an etching chamber by etching a laminated structure film of an Al-containing film and a barrier metal using an organic film on which a wiring pattern is formed; upon removal, and曝the etching chamber in H 2 O gas plasma, H 2 O gas
Excessive oxidation of the reaction product by hydrogen components in the gas
To produce products such as CO and HCl without etching
Carbon component from management chamber, removing the chlorine component, after of the step, the etching treatment chamber曝the gas plasma containing chlorine components, oxidation was inhibited from etching chamber
A step of removing Al, barrier metal components, and the like; and, after the step , exposing the etching chamber to oxygen gas plasma.
Then, the step of removing the organic substance from the etching treatment chamber is continuously performed.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1お
よび図2により説明する。図2は本発明を実施する装置
の一例であるマイクロ波エッチング装置を示す。エッチ
ング室6内には試料15を載置する試料台8が設けられ
ており、試料台8に対向してエッチング室6の上部に石
英窓7が取付けてある。エッチング室6内に処理ガスを
供給する処理ガス導入管12と、図示を省略した真空ポ
ンプにつながりエッチング室6内を所定の圧力に減圧排
気するための排気口14が設けてある。ここでエッチン
グ室6と石英等7とによってエッチング処理室が形成さ
れる。なお、コイル11と高周波電源13はプラズマク
リーニング処理時には使用しない。本装置を用いてエッ
チング処理する場合、コイル11は石英窓内に400〜
1500ガウスの磁場を作るために使用し、高周波電源
13は試料台8に入射するプラズマ中のイオンエネルギ
を制御するために使用する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 2 shows a microwave etching apparatus as an example of an apparatus for implementing the present invention. A sample table 8 on which a sample 15 is placed is provided in the etching chamber 6, and a quartz window 7 is attached to the upper part of the etching chamber 6 so as to face the sample table 8. A processing gas introduction pipe 12 for supplying a processing gas into the etching chamber 6 and an exhaust port 14 connected to a vacuum pump (not shown) for evacuating the interior of the etching chamber 6 to a predetermined pressure are provided. Here, an etching chamber is formed by the etching chamber 6 and the quartz 7 or the like. The coil 11 and the high frequency power supply 13 are not used during the plasma cleaning process. When the etching process is performed using this apparatus, the coil 11 is placed in a quartz window at 400 to 400 mm.
It is used to generate a magnetic field of 1500 Gauss, and the high frequency power supply 13 is used to control ion energy in plasma incident on the sample stage 8.
【0007】上記構成の装置により、配線パターンが形
成された有機膜を用いたAlを含む膜とバリアメタル
(例えば、TiWまたはTiN)との積層構造膜をBC
l 3 とCl 2 との混合ガスプラズマによってエッチング
処理する(これを図1のステップ1に示す。)これによ
ってエッチング処理室内に反応生成物が付着する。この
付着した反応生成物を次のようにして除去する。まず、
処理ガス導入管12によりエッチング室6内にH 2 Oガ
スを100cc/minの流量で導入し、エッチング室
6内の圧力を100Paに保持して、マグネトロン10
により、1000Wのマイクロ波を発生させ、導波管9
により石英窓7を介してエッチング室6内に導入し、2
分間プラズマ処理する(これを図1のステップ2に示
す)。次に、H 2 Oガスに替えて塩素を含むガス、この
場合,Cl 2 ガスを150cc/minの流量で導入
し、エッチング室6内の圧力を100Paに保持して,
マグネトロン10により1000Wのマイクロ波を発生
させ、エッチング室6内で3分間プラズマ処理する(こ
れを図1のステップ3に示す)。その後、さらにO 2 ガ
スを200cc/minの流量でエッチング室6に導入
し,エッチング室6内の圧力を200Paに保持した状
態で前述と同様1000Wのマイクロ波出力で3分間の
プラズマ処理を行う(これを図1のステップ4に示
す)。また、エッチング処理室内のプラズマクリーニン
グ後に,次のエッチングのためにエッチング処理時と同
じガスのプラズマを発生させて,エッチング処理室内を
エッチング雰囲気に置換しておく(これを図1のステッ
プ5に示す)。なおここで,塩素を含むガスとしてCl
2ガスの代わりにBCl3ガスあるいはCl 2 ガスとB
Cl 3 ガスの混合ガスを用いることができる。[0007] With the apparatus having the above structure, a laminated structure film of an Al-containing film and a barrier metal (for example, TiW or TiN) using an organic film on which a wiring pattern is formed is formed by BC.
is etched by mixed gas plasma of l 3 and Cl 2 (This is shown in step 1 of FIG. 1.) thereby adhering reaction products in etching chamber. The attached reaction product is removed as follows. First,
H 2 O gas is introduced into the etching chamber 6 at a flow rate of 100 cc / min through the processing gas introduction pipe 12, and the pressure in the etching chamber 6 is maintained at 100 Pa.
As a result, a microwave of 1000 W is generated, and the waveguide 9
Into the etching chamber 6 through the quartz window 7
1 minute (this is shown in step 2 of FIG. 1). Next, a gas containing chlorine, in this case, Cl 2 gas is introduced at a flow rate of 150 cc / min in place of the H 2 O gas, and the pressure in the etching chamber 6 is maintained at 100 Pa.
A microwave of 1000 W is generated by the magnetron 10 and subjected to plasma processing in the etching chamber 6 for 3 minutes (this is shown in Step 3 in FIG. 1). Thereafter, O 2 gas is further introduced into the etching chamber 6 at a flow rate of 200 cc / min, and plasma processing is performed for 3 minutes at a microwave output of 1000 W in the same manner as described above while maintaining the pressure in the etching chamber 6 at 200 Pa ( This is shown in step 4 of FIG. 1). After plasma cleaning in the etching chamber, plasma of the same gas as in the etching processing is generated for the next etching, and the etching chamber is replaced with an etching atmosphere (this is shown in step 5 in FIG. 1). ). Here, Cl is used as the gas containing chlorine.
BCl instead of 2 gas 3 gas or Cl 2 gas and B
A mixed gas of Cl 3 gas can be used.
【0008】以上,本実施例によれば、H 2 Oガス,塩
素を含むガス,O 2 ガスによる連続したプラズマ処理を
行うことで、エッチング室内に残留したC成分やAl成
分,Ti成分,Si成分を有効に除去することができ
る。As described above, according to the present embodiment, the continuous plasma treatment using the H 2 O gas, the gas containing chlorine, and the O 2 gas allows the C component, the Al component, the Ti component, and the Si component remaining in the etching chamber. Components can be effectively removed.
【0009】特に、エッチング室内に残留する反応生成
物を除去するため最初にH 2 Oプラズマ処理を行うこと
により,H 2 Oガス中の水素成分によってエッチング室
内に残留する反応生成分を過度に酸化することなくC
O,HCl等の生成物にして、エッチング室から炭素成
分、塩素成分を除去することができる。また次に、塩素
成分を主体とするプラズマ処理を行うことにより、酸化
が抑制されたAl,Ti,Si成分等を有効に除去でき
る。さらにO 2 を主体とするプラズマ処理にてエッチン
グ室に付着した有機物を除去できる。これにより、従来
法に比較して、特にAl,Ti,Si成分を過度に酸化
することなく有効に除去できる。In particular, by performing H 2 O plasma treatment first to remove the reaction products remaining in the etching chamber, the reaction components remaining in the etching chamber are excessively oxidized by the hydrogen component in the H 2 O gas. C without doing
The products such as O and HCl can remove carbon components and chlorine components from the etching chamber. Next, by performing a plasma treatment mainly using a chlorine component, the Al, Ti, Si components and the like whose oxidation has been suppressed can be effectively removed. Further, organic substances attached to the etching chamber can be removed by a plasma treatment mainly using O 2 . As a result, in particular, the Al, Ti, and Si components can be effectively removed without excessive oxidation as compared with the conventional method.
【0010】[0010]
【発明の効果】本発明によれば、配線パターンが形成さ
れた有機膜を用いたAlを含む膜とTiW,TiN等の
バリアメタルとの積層構造膜のエッチングによって、エ
ッチング処理室内に残留した反応生成物であるC成分,
Cl成分,Al成分,Ti等のバリアメタル成分を、特
にAl成分及びTi等のバリアメタル成分を過度に酸化
することなく、有効に除去することができるという効果
がある。According to the present invention, a wiring pattern is formed.
Film and TiW, such as TiN containing Al using an organic film
C component, which is a reaction product remaining in the etching chamber due to etching of the laminated structure film with the barrier metal ,
Cl component, Al component, a barrier metal components such as Ti, especially
Excessively oxidizes Al and Ti and other barrier metal components
There is an effect that it can be effectively removed without performing.
【図1】本発明のプラズマクリーニング処理方法の一実
施例の処理フローを示す図である。FIG. 1 is a view showing a processing flow of an embodiment of a plasma cleaning processing method of the present invention.
【図2】本発明のプラズマクリーニング処理方法を実施
するための装置の一例を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing an example of an apparatus for performing the plasma cleaning method of the present invention.
6…エッチング室、7…石英窓、8…試料台、9…導波
管、10…マグネトロン。6 etching chamber, 7 quartz window, 8 sample stage, 9 waveguide, 10 magnetron.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−104227(JP,A) 特開 平6−53193(JP,A) 特開 平5−62936(JP,A) 特開 昭61−250185(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 H01L 21/304 645 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-104227 (JP, A) JP-A-6-53193 (JP, A) JP-A-5-62936 (JP, A) JP-A-61-250185 (JP) , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 H01L 21/304 645
Claims (3)
Alを含む膜とバリアメタルとの積層構造膜のエッチン
グ処理によってエッチング処理室内に付着した反応生成
物を除去する際に、前記エッチング処理室内をH 2 Oガ
スプラズマに曝し、H 2 Oガス中の水素成分によって前
記反応生成物を過度に酸化することなくCO,HCl等
の生成物にしてエッチング処理室から炭素成分、塩素成
分を除去する工程と、該工程の後、前記エッチング処理
室内を塩素成分を含むガスプラズマに曝し、エッチング
処理室から酸化が抑制されたAl成分、バリアメタル成
分等を除去する工程と、該工程の後、前記エッチング処
理室内を酸素ガスプラズマに曝し、エッチング処理室か
ら有機物を除去する工程とを連続して行うことを特徴と
するプラズマクリーニング処理方法。An etching process for removing a reaction product attached in an etching chamber by etching a laminated structure film of an Al-containing film and a barrier metal using an organic film having a wiring pattern formed thereon. and曝the room in H 2 O gas plasma, before the hydrogen component of the in H 2 O gas
CO, HCl, etc. without excessive oxidation of the reaction product
Of carbon and chlorine from the etching chamber
Removing the minute, after of the step, the etching treatment chamber曝the gas plasma containing chlorine components, etching
Al component and barrier metal formation with suppressed oxidation from the processing chamber
Removing the minute or the like, after of the step, exposing the etching chamber to an oxygen gas plasma, or etching chambers
And a step of removing organic substances from the plasma cleaning treatment method.
リアメタルがTiWまたはTiNであることを特徴とす
るプラズマクリーニング処理方法。2. The method according to claim 1, wherein the barrier metal is TiW or TiN during the etching process .
Plasma cleaning process how.
2 ガス,BCl 3 ガス,あるいはこれらの混合ガスを用
いることを特徴とするプラズマクリーニング処理方法。3. The gas containing a chlorine component according to claim 1 is Cl.
A plasma cleaning method using two gases, BCl 3 gas, or a mixed gas thereof.
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JP07332178A JP3117187B2 (en) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | Plasma cleaning method |
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ID=18252044
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JP07332178A Expired - Fee Related JP3117187B2 (en) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | Plasma cleaning method |
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CN112840039A (en) * | 2018-10-05 | 2021-05-25 | 朗姆研究公司 | Removal of metal contaminants from chamber surfaces |
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1995
- 1995-12-20 JP JP07332178A patent/JP3117187B2/en not_active Expired - Fee Related
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