JP3496760B2

JP3496760B2 - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP3496760B2
Application number: JP2001064398A
Authority: JP
Inventors: 秀亮岡村; 峰生山口
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2004-02-16
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: JP2002270582A

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
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置における配線パターン
の形成方法として、配線材料上に絶縁膜のパターンを作
成し、そのパターンに従って配線パターンを形成する方
法が利用されている。特に、配線パターン寸法はますま
す小さくなってきており、そのため、配線材料上に絶縁
膜のパターンを精度よく形成する方法は、半導体装置の
製造方法においてますます重要な技術となってきてい
る。また、微細パターン形成のため、前記絶縁膜の上に
更に反射防止膜等が形成されることがあるが、工程簡略
化とコスト削減の両面から、反射防止膜と絶縁膜とを同
時にパターン形成することが望まれている。

【０００３】図１６および図１７は、従来の半導体装置
の製造方法における断面工程図である。図１６（ａ）〜
図１７（ｆ）は、一連の工程図であり、詳しくは半導体
装置における配線パターンの形成方法を工程毎に示した
図である。最初に、図１６（ａ）に示すように、半導体
装置となる積層体１７０をプラズマエッチング装置１６
９の反応室１７１内に配置する。この積層体１７０は、
トランジスタが形成された半導体基板１６８の上に、Ｂ
ＰＳＧ（Bron-Phosphine-Silicate-Glass）膜１６７、
窒化チタンで形成された金属膜１６６、アルミニウムで
形成された金属膜１６５、窒化チタンで形成された金属
膜１６４、プラズマＴＥＯＳ（Tetraethyl-ortho-silic
ate）膜１６３、反射防止膜１６２、パターン形成され
た感光性樹脂膜１６１を順に積層して構成されている。

【０００４】次に、図１６（ｂ）に示すように、反応室
１７１内に酸素を含むガスを導入してプラズマを生成
し、感光性樹脂層１６１のパターンに従って反射防止膜
１６２をエッチングする。その後、図１６（ｃ）に示す
ように、一旦プラズマエッチング装置による放電を停止
する。

【０００５】次いで図１７（ｄ）に示すように、反応室
１７１内にフルオロカーボンガスを含むガスを導入して
プラズマを生成し、プラズマＴＥＯＳ膜１６３をエッチ
ングする。なお、図１７（ｄ）はエッチングが終了した
状態を示している。その後、図１７（ｅ）に示すように
酸素プラズマを用いて感光性樹脂１６１及び反射防止膜
１６２を取り除き（アッシング）、更に常温でバッファ
ードフッ酸水溶液（フッ化アンモニウム水溶液）による
洗浄を行なう。最後に、図１７（ｆ）に示すように、金
属膜１６４〜金属膜１６６をエッチングしてコンタクト
ホール１７３を完成させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の半導
体装置の製造方法では、図１６および１７に示すように
エッチングにより、反応室１７１の内壁面に反射防止膜
１６２およびプラズマＴＥＯＳ膜１６３の反応生成物１
７２が付着する。特に複数回のエッチングを行なった後
においては、図１６（ａ）に示すように積層体を搬入し
た時点で既に反応室１７１の内壁面には反応生成物１７
２が付着している。

【０００７】また、図１７（ｄ）に示すプラズマＴＥＯ
Ｓ膜１６３のエッチングにおいては、プラズマＴＥＯＳ
膜１６３のオーバーエッチング時に下地の窒化チタン１
６４まで削られる場合がある。この場合、削られた窒化
チタンは排気されずに反応生成物１７２中に取り込ま
れ、反応室１７１の内壁面に付着する。

【０００８】この反応生成物１７２は、反射防止膜１６
２が有機化合物であるため、主に有機化合物で構成され
ている。そのため、酸素を含むガスのプラズマを用いて
反射防止膜１６２をエッチングするときに（図１６
（ｂ））、反応生成物１７２は酸素プラズマにより分解
される。

【０００９】しかし、この反応生成物１７２中に取り込
まれた窒化チタンは、酸素プラズマにより分解されない
ため、図１６（ｃ）に示すように反射防止膜１６２のエ
ッチング終了後にプラズマエッチング装置１６９の放電
を終了すると、積層体１７０の上にパーティクル１７４
として散布される。このパーティクル１７４は続いて行
なわれるプラズマＴＥＯＳ膜１６３のエッチング時（図
１７（ｄ））にマスクとなり、パターン欠陥を生じさせ
てしまう。

【００１０】この問題を解決する方法の一つとしては、
反射防止膜１６２のエッチングとプラズマＴＥＯＳ膜１
６３のエッチングとを別々の反応室で行なう方法が考え
られる。しかし、この方法では、パーティクル１７４に
よるパターン欠陥の発生は回避できるが、製造コストが
上昇するという新たな問題が生じてしまう。

【００１１】本発明は、上記問題点を解消し、金属膜上
の絶縁膜と反射防止膜とを同一の反応室内でエッチング
する際におけるエッチング対象物へのパーティクルの散
布を抑制でき、パターン欠陥の発生を抑制し得る半導体
装置の製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にかかる半導体装置の第１の製造方法は、金属
膜と、絶縁膜と、反射防止膜と、パターン形成された感
光性樹脂膜とが順に積層された部分を有する積層体が、
反応室内に配置されたプラズマエッチング装置を用いた
半導体装置の製造方法であって、前記プラズマエッチン
グ装置の反応室内に、フロロカーボンガスを含む第１の
エッチングガスを供給し、前記プラズマエッチング装置
からの放電によりプラズマを生成して前記感光性樹脂膜
のパターンに従って前記反射防止膜をエッチングする工
程と、前記放電を継続した状態で、前記プラズマエッチ
ング装置の反応室内に、フロロカーボンガスを含む第２
のエッチングガスを供給し、プラズマを生成して前記反
射防止膜のパターンに従って前記絶縁膜をエッチング
し、前記金属膜を露出させる工程とを有することを特徴
とする。

【００１３】第１の製造方法はかかる工程を有すること
により、絶縁膜のエッチング中に生じた反応生成物（下
地の金属膜の一部を含むもの）から発生するパーティク
ルが、積層体上に散布するのを抑制でき、パターン欠陥
を抑制することができる。

【００１４】この第１の製造方法においては、前記第２
のエッチングガスのガス流量が前記第１のエッチングガ
スのガス流量の９０％〜１１０％であり、前記第２のエ
ッチングガスのガス圧力が前記第１のエッチングガスの
ガス圧力の５０％〜１５０％であるのが好ましい。ガス
流量及びガス圧力の変化をこの程度の範囲内にしたこと
により、第１のエッチングガスによるエッチング工程か
ら第２のエッチングガスによるエッチング工程に放電を
連続したまま移行できる。また、第１の製造方法におい
ては、前記第１のエッチングガスに含まれる前記フロロ
カーボンガスの流量は、全ガス流量の５０％以下である
のが好ましい。

【００１５】また、上記目的を達成するために本発明に
かかる半導体装置の第２の製造方法は、金属膜と、絶縁
膜と、反射防止膜と、パターン形成された感光性樹脂膜
とが順に積層された部分を有する積層体が、反応室内に
配置されたプラズマエッチング装置を用いた半導体装置
の製造方法であって、前記プラズマエッチング装置の反
応室内に、フロロカーボンガスを含み、且つ、前記フロ
ロカーボンガスの流量が全ガス流量の５０％以下である
第１のエッチングガスを供給し、プラズマを生成して前
記感光性樹脂膜のパターンに従って前記反射防止膜をエ
ッチングする工程と、前記プラズマエッチング装置の反
応室内に、フロロカーボンガスを含む第２のエッチング
ガスを供給し、プラズマを生成して前記反射防止膜のパ
ターンに従って前記絶縁膜をエッチングし、前記金属膜
を露出させる工程とを有することを特徴とする。

【００１６】かかる第２の製造方法によっても、第１の
製造方法と同様に、パーティクルが積層体上に散布され
るのを抑制でき、パターン欠陥を抑制することができ
る。更に、第２の製造方法においては、前記反射防止膜
のエッチングの終了後に、前記プラズマエッチング装置
によるプラズマの生成を一旦停止しても良い。

【００１７】また、上記目的を達成するために本発明に
かかる半導体装置の第３の製造方法は、金属膜と、絶縁
膜と、反射防止膜と、パターン形成された感光性樹脂膜
とが順に積層された部分を有する積層体が、反応室内に
配置されたプラズマエッチング装置を用いた半導体装置
の製造方法であって、前記プラズマエッチング装置の反
応室内に、フロロカーボンガスを含む第１のエッチング
ガスを供給し、プラズマを生成して前記感光性樹脂膜の
パターンに従って前記反射防止膜をエッチングする工程
と、前記プラズマエッチング装置の反応室内にプラズマ
を生成し、フロロカーボンガスを含む第２のエッチング
ガスを供給して、滞在時間が２５０ｍｓ以下となる条件
で前記反射防止膜のパターンに従って前記絶縁膜をエッ
チングし、前記金属膜を露出させる工程とを有すること
を特徴とする。

【００１８】かかる第３の製造方法によっても、第１の
態様と同様に、パーティクルが積層体上に散布されるの
を抑制でき、パターン欠陥を抑制することができる。更
に、第３の製造方法においては、前記反射防止膜のエッ
チングの終了後に、前記プラズマエッチング装置による
プラズマの生成を一旦停止しても良い。また、上記態様
において、上記第２のエッチングガスは、滞在時間が２
５０ｍｓ以下となるように供給されているのが好まし
い。

【００１９】また、上記目的を達成するために本発明に
かかる半導体装置の第４の製造方法は、金属膜と、絶縁
膜と、反射防止膜と、パターン形成された感光性樹脂膜
とが順に積層された部分を有する積層体が、前記金属膜
の材料を含む反応生成物と反応して化合物を形成する内
壁部材を備えた反応室内に配置されたプラズマエッチン
グ装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記プ
ラズマエッチング装置の反応室内に、フロロカーボンガ
スを含む第１のエッチングガスを供給し、プラズマを生
成して前記感光性樹脂膜のパターンに従って前記反射防
止膜をエッチングする工程と、前記プラズマエッチング
装置の反応室内に、フロロカーボンガスを含む第２のエ
ッチングガスを供給し、プラズマを生成して前記反射防
止膜のパターンに従って前記絶縁膜をエッチングし、前
記金属膜を露出させて、前記金属膜の材料を含む反応生
成物を発生させる工程と、発生した前記反応生成物と前
記内壁部材とを反応させて前記化合物を形成する工程と
を有することを特徴とする。

【００２０】かかる第４の製造方法においては、反応室
の内壁面に付着する反応生成物は内壁部材と反応して化
合物となる。このため、パターン欠陥を生じさせ得るパ
ーティクルの発生を抑制することができる。

【００２１】

【００２２】

【００２３】上記本発明にかかる半導体装置の第１の製
造方法から第４の製造方法において、上記金属膜は、チ
タンを含有する化合物材料で形成されているのが好まし
い。

【００２４】

【００２５】

【００２６】また、本発明にかかる半導体装置の第４の
製造方法においては、前記内壁部材が単結晶シリコン、
多結晶シリコンおよび非晶質シリコンのうち一種を含む
材料で形成されているのが好ましい。これにより化学的
安定層の安定度の向上を図ることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法について、
図１および図２を参照しながら説明する。図１は本発明
の実施の形態１にかかる半導体装置の製造方法を示す断
面工程図である。図２は本発明の実施の形態１にかかる
半導体装置の製造方法と従来の半導体の製造方法とにお
けるパターン欠陥数を比較する図である。

【００２８】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置
の製造方法は、プラズマエッチング装置を用いた半導体
装置の製造方法である。本実施の形態１において用いら
れているプラズマエッチング装置は、容量結合型プラズ
マエッチング装置である。なお、図１においてプラズマ
エッチング装置は省略している。

【００２９】最初に、図１（ａ）に示すように、プラズ
マエッチング装置の反応室内に、金属膜４と、絶縁膜３
と、反射防止膜２と、パターン形成された感光性樹脂膜
１とが順に積層されてなる部分を有する積層体１０を配
置する。この積層体１０は半導体装置となるものであ
る。但し、同図（ａ）の例では、金属膜４は窒化チタン
で形成されており、絶縁膜３はプラズマＴＥＯＳ膜であ
る。また、同図（ａ）の例では、積層体１０は、金属膜
４の下層に、更にアルミニウムで形成された金属膜５、
窒化チタンで形成された金属膜６、ＢＰＳＧ膜７、トラ
ンジスタが形成された半導体基板８を有している。

【００３０】次に、図１（ｂ）に示すように、プラズマ
エッチング装置の反応室内に、フロロカーボンガスを含
む第１のエッチングガスを供給し、プラズマエッチング
装置からの放電によりプラズマを生成して反射防止膜２
を感光性樹脂膜１のパターンに従ってエッチングする。
本工程において供給される第１のエッチングガスはフロ
ロカーボンを含むものであれば良く、特に限定されるも
のではない。具体的には第１のエッチングガスとして
は、ＣＦ₄ガスの流量が５０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状
態）、酸素ガスの流量が２０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）
の混合ガスを用いることができる。また、本工程におい
て、ガス圧力は５Ｐａに設定し、放電電力は２００Ｗ〜
１０００Ｗに設定すれば良い。

【００３１】次いで、図１（ｃ）に示すように、プラズ
マエッチング装置の反応室内に、フロロカーボンガスを
含む第２のエッチングガスを供給し、プラズマを生成し
て絶縁膜３を反射防止膜２のパターンに従ってエッチン
グする。このとき、ガス種、ガス圧力、放電電力等は変
更されているが、プラズマエッチング装置による放電は
図１（ｂ）に示す工程の終了後も停止させることなく継
続して行なわれている。このため、パーティクルはプラ
ズマ中に捕捉された状態にあり、従来の製造方法のよう
に積層体１０にパーティクルが散布されるのを抑制する
ことができる。

【００３２】但し、連続放電における放電状態の安定化
を図り、絶縁膜３のエッチングが不良となるのを抑制す
る点から、本実施の形態１においては、第２のエッチン
グガスのガス流量（全ガス流量）を第１のエッチングガ
スのガス流量（全ガス流量）の９０％〜１１０％に設定
し、第２のエッチングガスのガス圧力を第１のエッチン
グガスのガス圧力の５０％〜１５０％に設定するのが好
ましい。

【００３３】本工程において供給される第２のエッチン
グガスも、上記の第１のエッチングガスと同様に、フロ
ロカーボンを含むものであれば良く、特に限定されるも
のではない。具体的には、放電維持の点から、第２のエ
ッチングガスとしては、ＣＨＦ₃ガスの流量が１０ｍｌ
／ｍｉｎ（標準状態）〜１００ｍｌ／ｍｉｎ（標準状
態）、ＣＦ₄ガスの流量が１０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状
態）〜１００ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）、アルゴンガス
の流量が１００ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）〜５００ｍｌ
／ｍｉｎ（標準状態）、酸素ガスの流量が０ｍｌ／ｍｉ
ｎ（標準状態）〜２０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）の混合
ガスを用いることができる。また、本工程において、ガ
ス圧力は３０Ｐａに設定し、放電電力は２００Ｗ〜１０
００Ｗに設定すれば良い。

【００３４】図１（ｄ）は、プラズマＴＥＯＳ膜３のエ
ッチング終了後、プラズマエッチング装置の放電を停止
した状態を示している。図１（ｄ）に示すように、放電
を終了した後においては、積層体１０にパーティクル９
が散布される。但し、このパーティクル９は後のプラズ
マアッシングおよび洗浄により簡単に除去されるので、
その後にパターン欠陥を生じさせるものではない。

【００３５】次に、図１（ｅ）に示すように、積層体１
０をプラズマエッチング装置の反応室から搬出し、積層
体１０に対してプラズマアッシング装置によるアッシン
グを行なう。これにより、感光性樹脂層１および反射防
止膜２は除去される。その後、積層体１０は洗浄工程へ
と送られる。最後に、図１（ｆ）に示すように、金属膜
４〜金属膜６がエッチングされ、コンタクトホールが形
成される。

【００３６】次に、図２を参照しながら、本実施の形態
１の半導体装置の製造方法と従来の半導体装置の製造方
法とにおけるパターン欠陥数について対比して説明す
る。図２において「連続放電」とあるのは、上記図１に
示した工程に従って半導体装置の製造を行なった場合の
パターン欠陥数を示している。一方、図２において「別
放電（従来）」とあるのは、反射防止膜のエッチングの
終了後に一旦放電を停止し、その後にガスを入れ替えて
プラズマＴＥＯＳ膜（絶縁膜３）をエッチングした場合
のパターン欠陥数を示している。

【００３７】図２に示すように、連続放電で処理したほ
うが、パターン欠陥数が小さいことが分かる。これは上
述したように、反射防止膜２のエッチング中に発生した
パーティクルは、放電中はプラズマ中に捕捉されている
ので、積層体１０上に落下せず、プラズマＴＥＯＳ膜
（絶縁膜３）のエッチングを阻害しないと考えられるか
らである。そのため、プラズマＴＥＯＳ膜（絶縁膜３）
のエッチング中におけるパーティクルによるパターン欠
陥の発生を抑制することができる。

【００３８】このように本実施の形態１においては、従
来解決が困難であった連続放電を行なう場合の問題点を
解決でき、このため反射防止膜のエッチングと金属層上
の絶縁層のエッチングとを連続放電によって処理できる
ので、パーティクルによるパターン欠陥の発生が抑制さ
れる。

【００３９】なお、本実施の形態１においてプラズマエ
ッチング装置は反応室を有するものであれば特に限定さ
れるものではない。本実施の形態１においては、容量結
合型プラズマエッチング装置以外のものとして、誘導結
合型プラズマエッチング装置、二周波容量結合型プラズ
マエッチング装置、マイクロ波型プラズマエッチング装
置またはＶＨＦ型プラズマエッチング装置等を用いるこ
ともできる。

【００４０】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２にかかる半導体装置の製造方法について、図３および
図４を参照しながら説明する。図３は本発明の実施の形
態２にかかる半導体装置の製造方法を示す断面工程図で
ある。図４は反射防止膜のエッチング中におけるフロロ
カーボンガスの流量とパーティクルの発生数との関係を
示す図である。

【００４１】本発明の実施の形態２にかかる半導体装置
の製造方法も、実施の形態１と同様にプラズマエッチン
グ装置を用いた半導体装置の製造方法であり、プラズマ
エッチング装置は実施の形態１と同様のものである。な
お、図３においてもプラズマエッチング装置については
省略している。

【００４２】最初に、図３（ａ）に示すように、プラズ
マエッチング装置の反応室内に、金属膜３４と、絶縁膜
３３と、反射防止膜３２と、パターン形成された感光性
樹脂膜３１とが順に積層されてなる部分を有する積層体
３０を配置する。この積層体３０は図１に示した積層体
１０と同様のものであり、金属層３４の下層にアルミニ
ウムで形成された金属膜３５、窒化チタンで形成された
金属膜３６、ＢＰＳＧ膜３７、トランジスタが形成され
た半導体基板３８を更に有している。

【００４３】次に、図３（ｂ）に示すように、プラズマ
エッチング装置の反応室内に、フロロカーボンガスを含
む第１のエッチングガスを供給し、プラズマエッチング
装置による放電を行なってプラズマを生成し、感光性樹
脂膜３１のパターンに従って反射防止膜３２をエッチン
グする。このとき、第１のエッチングガスとして、フロ
ロカーボンガスの流量が全ガス流量の５０％以下のエッ
チングガスが用いられる。本実施の形態２においては、
実施の形態１と異なり、本工程の終了後、プラズマエッ
チング装置による放電は一旦停止される。

【００４４】このため、放電停止後に積層体３０の上に
はパターン欠陥を生じさせるパーティクルが散布される
と考えられるが、本実施の形態２では上記したように第
１のエッチングガスにおいてフロロカーボンガスの流量
は全ガス流量の５０％以下に設定されている。そのた
め、後述するように、反応室の内壁面に付着した反応生
成物の分解が抑制され、放電終了後に積層体へと散布さ
れるパーティクルの数は従来に比べて極めて少なくなっ
ている。なお、本実施の形態２においても実施の形態１
と同様に放電を連続して行なうことができ、この場合は
パーティクルの散布をよりいっそう抑制することができ
る。

【００４５】本工程において供給される第１のエッチン
グガスは上記条件を満たすものであれば、特に限定され
るものではない。具体的には、第１のエッチングガスと
しては、ＣＦ₄ガスの流量が５０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状
態）、酸素ガスの流量が２０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）
の混合ガスを用いることができる。また、本工程におい
て、ガス圧力は５Ｐａに設定し、放電電力は２００Ｗ〜
１０００Ｗに設定すれば良い。

【００４６】次いで、図３（ｃ）に示すように、プラズ
マエッチング装置の反応室内に、フロロカーボンガスを
含む第２のエッチングガスを供給し、プラズマエッチン
グ装置による放電を行なってプラズマを生成し、絶縁膜
３３をエッチングする。本工程において供給される第２
のエッチングガスはフロロカーボンを含むものであれば
良く、特に限定されるものではない。

【００４７】具体的には第２のエッチングガスとして
は、ＣＨＦ₃ガスの流量が１０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状
態）〜１００ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）、ＣＦ₄ガスの
流量が１０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）〜１００ｍｌ／ｍ
ｉｎ（標準状態）、アルゴンガスの流量が１００ｍｌ／
ｍｉｎ（標準状態）〜５００ｍｌ／ｍｉｎ（標準状
態）、酸素ガスの流量が０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）〜
２０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）の混合ガスを用いること
ができる。また、本工程において、ガス圧力は３０Ｐａ
に設定し、放電電力は２００Ｗ〜１０００Ｗに設定すれ
ば良い。

【００４８】なお、本工程の終了後においても、図１
（ｄ）で示したと同様に、積層体１０にパーティクルが
散布されてしまうことがある（図３においては図示せ
ず）。但し、このパーティクルは実施の形態１と同様に
後のプラズマアッシングおよび洗浄により簡単に除去さ
れるものであり、その後にパターン欠陥を生じさせるも
のではない。

【００４９】次に、図３（ｄ）に示すように、積層体３
０はプラズマエッチング装置から搬出され、積層体３０
に対してプラズマアッシング装置によるアッシングが行
なわれる。これにより、感光性樹脂膜３１および反射防
止膜３２は除去される。その後、積層体３０は洗浄工程
へと送られる。最後に、図３（ｅ）に示すように、金属
膜３４〜金属膜３６がエッチングされ、コンタクトホー
ルが形成される。

【００５０】次に、図４を参照しながら、本実施の形態
２においてパーティクルの発生が抑制される理由を説明
する。図４では、縦軸をパーティクル発生数（８インチ
（約２００ｍｍ）ウェハー１枚当たり）、横軸を反射防
止膜３２のエッチング中における第１のエッチングガス
の全ガス流量に対するフロロカーボンガスの流量の比
（フロロカーボンガス流量／全ガス流量）としている。

【００５１】図４から分かるように、第１のエッチング
ガス中のフロロカーボンガスの割合を減少させると、パ
ーティクルの発生数は減少していく。特に５０％以下の
場合に顕著である。これは、フロロカーボンガスの流量
の割合が大きくなると、反応室の内壁面に付着している
反応生成物がフロロカーボンガスで過剰に分解され、プ
ラズマ中に取り込まれるパーティクルの数が増大するの
に対し、フロロカーボンガスの流量の割合が小さくなる
と反応生成物の分解が抑制され、プラズマ中に取り込ま
れるパーティクルの数も減少するからである。このた
め、本実施の形態２においては、フロロカーボンガスの
流量を全ガス流量の５０％以下としている。

【００５２】このように本実施の形態２においては、反
応室の内壁面に付着した反応生成物の分解を抑制し、エ
ッチング中にプラズマに取り込まれるパーティクルの数
を減少させることにより、積層体に散布されるパーティ
クルの数の減少を図っている。よって、本実施の形態２
にかかる半導体装置の製造方法を用いれば、パターン欠
陥の発生を抑制することができる。

【００５３】なお、本実施の形態２においても、実施の
形態１と同様に、プラズマエッチング装置は反応室を有
するものであれば特に限定されるものではなく、容量結
合型プラズマエッチング装置以外のものを用いることが
できる。

【００５４】（実施の形態３）次に本発明の実施の形態
３にかかる半導体装置の製造方法について、図５〜図７
を参照しながら説明する。図５および図６は、本発明の
実施の形態３にかかる半導体装置の製造方法を示す断面
工程図であり、図５（ａ）から図６（ｅ）までは一連の
製造工程を示している。図７はエッチングガスの滞在時
間とパーティクルの発生数との関係を示す図である。

【００５５】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置
の製造方法も、実施の形態１と同様にプラズマエッチン
グ装置を用いた半導体装置の製造方法であり、プラズマ
エッチング装置は実施の形態１と同様のものである。な
お、図５および図６において、プラズマエッチング装置
は簡略化して示している。

【００５６】最初に、図５（ａ）に示すように、プラズ
マエッチング装置５９の反応室６１内に、金属膜５４
と、絶縁膜５３と、反射防止膜５２と、パターン形成さ
れた感光性樹脂膜５１とが順に積層されてなる部分を有
する積層体６０を配置する。この積層体６０も図１に示
した積層体１０と同様のものであり、金属層５４の下層
にアルミニウムで形成された金属膜５５、窒化チタンで
形成された金属膜５６、ＢＰＳＧ膜５７、トランジスタ
が形成された半導体基板５８を更に有している。

【００５７】次に、図５（ｂ）に示すように、プラズマ
エッチング装置５９の反応室６１内に、フロロカーボン
ガスを含む第１のエッチングガスを供給し、プラズマエ
ッチング装置５９による放電を行なってプラズマを生成
し、反射防止膜５２を感光性樹脂膜５１のパターンに従
ってエッチングする。本工程の終了後、プラズマエッチ
ング装置による放電は一旦停止される。

【００５８】本工程において供給される第１のエッチン
グガスはフロロカーボンを含むものであれば良く、特に
限定されるものではない。具体的には第１のエッチング
ガスとしては、ＣＦ₄ガスの流量が５０ｍｌ／ｍｉｎ
（標準状態）、酸素ガスの流量が２０ｍｌ／ｍｉｎ（標
準状態）の混合ガスを用いることができる。また、本工
程において、ガス圧力は５Ｐａに設定し、放電電力は２
００Ｗ〜１０００Ｗに設定すれば良い。

【００５９】次いで、図５（ｃ）に示すように、プラズ
マエッチング装置５０の反応室６１内に、フロロカーボ
ンガスを含む第２のエッチングガスを供給し、プラズマ
エッチング装置からの放電によりプラズマを生成し、絶
縁膜５３をエッチングする。

【００６０】このとき、第２のエッチングガスの滞在時
間は２５０ｍｓ以下となるようにする。これは滞在時間
が短くなると、パーティクルの原因となる削られた金属
膜が速やかに排出されるからである。よって、反応生成
物の発生および反応生成物の反応室６１の内壁面への付
着が抑制され、同時に絶縁膜５３のエッチング中に削ら
れた金属膜５４の一部が反応生成物に取り込まれて反応
室６１の内壁面に付着することも抑制される。

【００６１】このように本実施の形態３においては、複
数回のエッチング処理を行なっても反応室６１の内壁面
に反応生成物が付着しにくいため、積層体６０にパーテ
ィクルが散布される可能性は極めて小さいと言える。な
お、反射防止膜５３のエッチング終了後は反応室６１の
内壁面に反応生成物が付着するが、この反応生成物には
金属は含まれておらず、又上記図５（ｃ）に示す絶縁膜
５３のエッチング中に分解されるので、この反応生成物
によってパターン欠陥が生じる可能性は極めて低いとい
える。

【００６２】本発明でいう滞在時間とは、以下の式
（１）により算出されるものをいう。式（１）において
τは滞在時間〔ｓ〕、ｋは定数、Ｐは反応室内部の圧力
〔Ｐａ〕、Ｖは反応室の容積〔ｌ〕、Ｆはガス流量〔ｍ
ｌ／ｍｉｎ（標準状態）〕である。 τ＝ｋ・Ｐ・Ｖ／Ｆ（１）本工程において供給される第２のエッチングガスはフロ
ロカーボンを含むものであれば良く、特に限定されるも
のではない。具体的には第２のエッチングガスとして
は、ＣＨＦ₃ガスの流量が１０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状
態）〜１００ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）、ＣＦ₄ガスの
流量が１０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）〜１００ｍｌ／ｍ
ｉｎ（標準状態）、アルゴンガスの流量が１００ｍｌ／
ｍｉｎ（標準状態）〜５００ｍｌ／ｍｉｎ（標準状
態）、酸素ガスの流量が０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）〜
２０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）の混合ガスを用いること
ができる。また、本工程において、ガス圧力は３０Ｐａ
に設定し、放電電力は２００Ｗ〜１０００Ｗに設定すれ
ば良い。

【００６３】次に、図６（ｄ）に示すように、積層体６
０をプラズマエッチング装置５９の反応室６１から搬出
し、積層体６０に対してプラズマアッシング装置による
アッシングを行なう。これにより、感光性樹脂層１およ
び反射防止膜２は除去される。その後、積層体６０は洗
浄工程へと送られる。最後に、図６（ｅ）に示すよう
に、金属膜５４〜金属膜５６がエッチングされ、コンタ
クトホールが形成される。

【００６４】次に、図７を参照しながら、本実施の形態
３においてパーティクルの発生が抑制される理由を説明
する。図７では、縦軸をパーティクル発生数（８インチ
（２００ｍｍ）ウェハー１枚当たり）、横軸をエッチン
グガスにおける滞在時間としている。なお、図７では二
種類のエッチングガスについてのデータが示されてい
る。一つはＣＨＦ₃ガスとＣＦ₄ガスとアルゴンガスとの
混合ガス（組成比ＣＨＦ ₃：ＣＦ₄：Ａｒ＝１：１：
４）、他はＣＦ₄ガスとアルゴンガスとの混合ガス（組
成比ＣＦ₄：Ａｒ＝１：２）である。

【００６５】図７から分かるように、エッチングガスに
おけるガス滞在時間が小さくなると、パーティクルの発
生数が減少する。これは、ガス滞在時間が小さくなる
と、上述した理由からエッチング中に生成された反応生
成物が反応室の内壁面に付着しにくくなるからである。
よって、上述のようにガス滞在時間を設定することで、
積層体６０へのパーティクルの散布が抑制され、パター
ン欠陥数も減少する。

【００６６】このように本実施の形態３においては、反
応室の内壁面に反応生成物が付着するのを抑制すること
により、積層体にパーティクルが散布されてしまうのを
抑制している。このため、本実施の形態３によればパタ
ーン欠陥の発生を抑制することが出来る。

【００６７】なお、本実施の形態３においても、実施の
形態１と同様に、プラズマエッチング装置は反応室を有
するものであれば特に限定されるものではなく、容量結
合型プラズマエッチング装置以外のものを用いることが
できる。

【００６８】（実施の形態４）次に本発明の実施の形態
４にかかる半導体装置の製造方法について、図８〜１１
を参照しながら説明する。図８および図９は、本発明の
実施の形態４にかかる半導体装置の製造方法を示す断面
工程図であり、図８（ａ）から図９（ｆ）までは一連の
製造工程を示している。図１０は、エッチング処理後に
反応生成物の除去を行なった場合の反応生成物除去時間
とその際に積層体に散布されるパーティクル数との関係
を示す図である。図１１は、エッチング処理後に反応生
成物の除去を行なった場合の反応生成物除去時間とその
後のエッチング中に発生するパーティクル数との関係を
示す図である。

【００６９】本発明の実施の形態４にかかる半導体装置
の製造方法も、実施の形態１と同様にプラズマエッチン
グ装置を用いた半導体装置の製造方法であり、プラズマ
エッチング装置は実施の形態１と同様のものである。な
お、図８および図９において、プラズマエッチング装置
は簡略化されて示されている。

【００７０】最初に、図８（ａ）に示すように、プラズ
マエッチング装置８９の反応室９１内に、金属膜８４
と、絶縁膜８３と、反射防止膜８２と、パターン形成さ
れた感光性樹脂膜８１とが順に積層されてなる部分を有
する積層体９０を配置する。この積層体９０も図１に示
した積層体１０と同様のものであり、金属層８４の下層
にアルミニウムで形成された金属膜８５、窒化チタンで
形成された金属膜８６、ＢＰＳＧ膜８７、トランジスタ
が形成された半導体基板８８を更に有している。次に、
図８（ｂ）に示すように、プラズマエッチング装置８９
の反応室９１内に、フロロカーボンガスを含む第１のエ
ッチングガスを供給し、プラズマエッチング装置８９に
よる放電を行なってプラズマを生成し、反射防止膜８２
を感光性樹脂膜８１のパターンに従ってエッチングす
る。エッチング終了後、プラズマエッチング装置による
放電は一旦停止する。

【００７１】本工程において供給される第１のエッチン
グガスもフロロカーボンを含むものであれば良く、特に
限定されるものではない。具体的には第１のエッチング
ガスとしては、ＣＦ₄ガスの流量が５０ｍｌ／ｍｉｎ
（標準状態）、酸素ガスの流量が２０ｍｌ／ｍｉｎ（標
準状態）の混合ガスを用いることができる。また、本工
程において、ガス圧力は５Ｐａに設定し、放電電力は２
００Ｗ〜１０００Ｗに設定すれば良い。

【００７２】次いで、図８（ｃ）に示すように、プラズ
マエッチング装置８９の反応室９１内に、フロロカーボ
ンガスを含む第２のエッチングガスを供給し、プラズマ
エッチング装置８９によって放電を行なってプラズマを
生成し、絶縁膜８３をエッチングする。

【００７３】本工程において供給される第２のエッチン
グガスもフロロカーボンを含むものであれば良く、特に
限定されるものではない。具体的には第２のエッチング
ガスとしては、ＣＨＦ₃ガスの流量が１０ｍｌ／ｍｉｎ
（標準状態）〜１００ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）、ＣＦ
₄ガスの流量が１０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）〜１００
ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）、アルゴンガスの流量が１０
０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）〜５００ｍｌ／ｍｉｎ（標
準状態）、酸素ガスの流量が０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状
態）〜２０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）の混合ガスを用い
ることができる。また、本工程において、ガス圧力は３
０Ｐａに設定し、放電電力は２００Ｗ〜１０００Ｗに設
定すれば良い。

【００７４】次に、図９（ｄ）に示すように、反応室８
９の内壁面に付着した反応生成物９２（図８（ｃ）参
照）の除去を行なう。この反応性生成物９２は、上記で
示した絶縁膜８３のエッチング中（図８（ｃ））に、金
属膜８４の一部を取り込んで反応室８９の内壁面に付着
したものであり、本工程を行なわなければ次の積層体を
エッチング処理する際にパーティクル散布の要因となる
ものである。なお、反応生成物９２には反射防止膜８２
のエッチング処理（図８（ｂ））によって生成されたも
のが含まれる場合もある。

【００７５】図９（ｄ）の例では、反応生成物９２の除
去は、反応室９１内に酸素を含むエッチングガスを供給
し、プラズマエッチング装置８９による放電を行ない、
プラズマを生成することによって行なわれている。その
ため、反応生成物９２は分解され、積層体９０にはパー
ティクルが散布される。しかし、このパーティクルは次
のアッシング・洗浄工程によって簡単に除去することが
でき、パターン欠陥を生じさせるものではない。また、
本工程は積層体９０を反応室９１から搬出した後に行な
うこともできる。

【００７６】本工程において供給されるエッチングガス
は、酸素を含むものであれば良く、特に限定されるもの
ではない。具体的には、酸素ガスの流量が１００ｍｌ／
ｍｉｎ（標準状態）、アルゴンガスの流量が１００ｍｌ
／ｍｉｎ（標準状態）の混合ガスを用いることができ
る。本工程において、ガス圧力は３０Ｐａ〜２００Ｐａ
程度に設定することができるが、実験では５０Ｐａとし
ている。放電電力は２００Ｗ〜１０００Ｗに設定すれば
良い。

【００７７】次に、図９（ｅ）に示すように、積層体９
０をプラズマエッチング装置８９の反応室９１から搬出
し、積層体９０に対してプラズマアッシング装置による
アッシングを行なう。これにより、感光性樹脂層８１お
よび反射防止膜８２は除去される。その後、積層体９０
は洗浄工程へと送られる。最後に、図９（ｆ）に示すよ
うに、金属膜８４〜金属膜８６がエッチングされ、コン
タクトホールが形成される。

【００７８】次に、図１０〜１１を参照しながら、図９
（ｄ）における反応生成物の除去について詳細に説明す
る。図１０では縦軸を反応生成物の除去により積層体９
０に散布されたパーティクル数（パーティクル散布数）
とし、横軸を反応生成物の除去（図９（ｄ））を行なっ
た時間（反応生成物除去時間）としている。図１０から
分かるように、反応生成物除去時間を長くすると、積層
体に散布されるパーティクル数は徐々に増加するが、６
０秒を経過すると飽和している。このことから、図９
（ｄ）で示した反応生成物の除去を一定時間、好ましく
は６０秒以上行なえば反応室の内壁面に付着したパーテ
ィクルは殆ど除去されると考えられ、その後、別の積層
体のエッチングの際にパーティクルが散布されるのを抑
制できると考えられる。

【００７９】図１１は、反応性生成物の除去を行なった
後の反応室に積層体９０とは別の積層体を搬入し、更に
反射防止膜および絶縁膜をエッチングしたときに、この
別の積層体の上に散布されたパーティクル数（パーティ
クル発生数）を縦軸にとり、前記反応生成物の除去にか
かった時間（反応生成物除去時間）を横軸にとったもの
である。これにより、反応生成物除去時間に対する洗浄
後（図９（ｅ））のパターン欠陥数の依存性がわかる。
即ち図１１から分かるように、反応生成物の除去を一定
時間行なうことにより、その後のエッチングにおいて散
布されるパーティクル数は少なくなり、パターン欠陥の
発生は抑制される。

【００８０】このように本実施の形態４においては、反
射防止膜と絶縁層のエッチングを行なった後に、反応生
成物の除去を行なうため、従来に比べて反射防止膜のエ
ッチングによって散布されるパーティクルの数は極めて
少なくなっている。よって、本実施の形態４にかかる半
導体装置の製造方法を用いれば、パターン欠陥の発生を
抑制することができる。

【００８１】なお、本実施の形態４においても、実施の
形態１と同様に、プラズマエッチング装置は反応室を有
するものであれば特に限定されるものではなく、容量結
合型プラズマエッチング装置以外のものを用いることが
できる。

【００８２】（実施の形態５）次に本発明の実施の形態
５にかかる半導体装置の製造方法について、図１２〜１
４を参照しながら説明する。図１２および図１３は、本
発明の実施の形態５にかかる半導体装置の製造方法を示
す断面工程図であり、図１２（ａ）から図１３（ｆ）ま
では一連の製造工程を示している。図１４は、エッチン
グ処理後に膜形成を行なった場合の膜形成に要した時間
とその後のエッチング中に発生するパーティクル数との
関係を示す図である。

【００８３】本発明の実施の形態５にかかる半導体装置
の製造方法も、実施の形態１と同様にプラズマエッチン
グ装置を用いた半導体装置の製造方法であり、プラズマ
エッチング装置は実施の形態１と同様のものである。な
お、図１２および図１３において、プラズマエッチング
装置は簡略化されて示されている。

【００８４】最初に、図１２（ａ）に示すように、プラ
ズマエッチング装置１２９の反応室１３１内に、金属膜
１２４と、絶縁膜１２３と、反射防止膜１２２と、パタ
ーン形成された感光性樹脂膜１２１とが順に積層されて
なる部分を有する積層体１３０を配置する。この積層体
１３０も図１に示した積層体１０と同様のものであり、
金属層１２４の下層にアルミニウムで形成された金属膜
１２５、窒化チタンで形成された金属膜１２６、ＢＰＳ
Ｇ膜１２７、トランジスタが形成された半導体基板１２
８を更に有している。

【００８５】次に、図１２（ｂ）に示すように、プラズ
マエッチング装置１２９の反応室１３１内に、フロロカ
ーボンガスを含む第１のエッチングガスを供給し、プラ
ズマエッチング装置１２９による放電を行なってプラズ
マを生成し、反射防止膜１２２を感光性樹脂膜１２１の
パターンに従ってエッチングする。エッチング終了後、
プラズマエッチング装置による放電は一旦停止する。

【００８６】本工程において供給される第１のエッチン
グガスもフロロカーボンを含むものであれば良く、特に
限定されるものではない。具体的には第１のエッチング
ガスとしては、ＣＦ₄ガスの流量が５０ｍｌ／ｍｉｎ
（標準状態）、酸素ガスの流量が２０ｍｌ／ｍｉｎ（標
準状態）の混合ガスを用いることができる。また、本工
程において、ガス圧力は５Ｐａに設定し、放電電力は２
００Ｗ〜１０００Ｗに設定すれば良い。

【００８７】次いで、図１２（ｃ）に示すように、プラ
ズマエッチング装置１２９の反応室１３１内に、フロロ
カーボンガスを含む第２のエッチングガスを供給し、プ
ラズマエッチング装置１２９によって放電を行なってプ
ラズマを生成し、絶縁膜１２３をエッチングする。な
お、図１２（ｃ）はエッチング終了時点の状態を示して
おり、反応室１３１の内壁面には、金属膜１２４の一部
が取り込まれた反応生成物１３１が付着している。

【００８８】本工程において供給される第２のエッチン
グガスもフロロカーボンを含むものであれば良く、特に
限定されるものではない。具体的には第２のエッチング
ガスとしては、ＣＨＦ₃ガスの流量が１０ｍｌ／ｍｉｎ
（標準状態）〜１００ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）、ＣＦ
₄ガスの流量が１０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）〜１００
ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）、アルゴンガスの流量が１０
０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）〜５００ｍｌ／ｍｉｎ（標
準状態）、酸素ガスの流量が０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状
態）〜２０ｍｌ／ｍｉｎ（標準状態）の混合ガスを用い
ることができる。また、本工程において、ガス圧力は３
０Ｐａに設定し、放電電力は２００Ｗ〜１０００Ｗに設
定すれば良い。

【００８９】次に、図１３（ｄ）に示すように、反応室
１３１の内壁面に付着した反応生成物１３２を被覆する
ように、反応室１３１の内壁面に膜１３３を形成する。
この反応生成物１３２は、上記で示した絶縁膜１２３の
エッチング終了後（図１２（ｃ））に、金属膜１２４の
一部を取り込んで反応室１２９の内壁面に付着したもの
であり、本工程を行なわなければ別の積層体をエッチン
グ処理する際にパーティクル散布の要因となるものであ
る。なお、反応生成物１３２には反射防止膜１２２のエ
ッチング処理（図１２（ｂ））によって生成されたもの
が含まれる場合もある。

【００９０】図１３（ｄ）の例では、膜１３３の形成
は、積層体１３０を反応室１３１から搬出した後、反応
室１３１内にフロロカーボンガスを供給し、プラズマエ
ッチング装置１２９による放電を行ない、プラズマを生
成することによって行なわれている。このフロロカーボ
ンガスは特に限定されるものではないが、ＣＨＦ₃ガス
を用いることができる。本工程において、ガス圧力は３
０Ｐａ〜２００Ｐａ程度に設定することができるが、実
験では５０Ｐａとしている。放電電力は２００Ｗに設定
すれば良い。

【００９１】この形成された膜１３３は金属成分を含ま
ないフロロカーボン膜である。よって、本実施の形態５
によれば、別の積層体をエッチング処理するときにパー
ティクルが散布されるのを抑制できる。なお、本実施の
形態５では、膜１３３の形成は、積層体１３０を反応室
１３１から搬出してから行なわれているが、これに限定
されるものではない。アッシングと洗浄とでウェハー上
の付着したデポ膜が除去できるのであれば、積層体１３
０を搬出しないで膜１３３の形成を行なっても良い。

【００９２】次に、図１３（ｅ）に示すように、積層体
１３０に対してプラズマアッシング装置によるアッシン
グを行なう。これにより、感光性樹脂層１２１および反
射防止膜１２２は除去される。その後、積層体１３０は
洗浄工程へと送られる。最後に、図１３（ｆ）に示すよ
うに、金属膜１２４〜金属膜１２６がエッチングされ、
コンタクトホールが形成される。

【００９３】次に図１４を用いて本実施の形態５によ
り、パーティクルの発生が抑制される理由を説明する。
図１４は、反応性生成物の除去を行なった後の反応室に
積層体１３０とは別の積層体を搬入し、更に反射防止膜
および絶縁膜をエッチングしたときに、この別の積層体
の上に散布されたパーティクル数（パーティクル発生
数）を縦軸にとり、膜形成（図１３（ｄ））に要した時
間（フロロカーボン膜堆積時間）を横軸にとったもので
ある。

【００９４】図１４から分かるように、フロロカーボン
膜堆積時間が長くなると、パーティクル数は少なくなっ
ている。これは、図１３（ｄ）に示す工程により、反応
室１３１内に付着した反応生成物１３２上に金属成分
（チタン等）を含まないフロロカーボン膜が堆積され、
次の積層体の処理時において金属成分を含む反応生成物
１３２がプラズマに曝されないためである。このため、
積層体へのパーティクルの散布が抑制される。

【００９５】このように本実施の形態５においては、反
射防止膜と絶縁層のエッチングを行なった後に、反応生
成物を覆うように膜が形成されるため、従来に比べて反
射防止膜のエッチングによって散布されるパーティクル
の数は極めて少なくなっている。よって、本実施の形態
５にかかる半導体装置の製造方法を用いれば、パターン
欠陥の発生を抑制することができる。

【００９６】なお、本実施の形態５においても、実施の
形態１と同様に、プラズマエッチング装置は反応室を有
するものであれば特に限定されるものではなく、容量結
合型プラズマエッチング装置以外のものを用いることが
できる。

【００９７】（実施の形態６）本発明の半導体装置の製
造装置について図１５を参照しながらその製造方法とと
もに説明する。図１５は本発明における半導体装置の製
造装置の一例を示す図であり、断面で示している。同図
（ａ）は本発明の製造装置の内壁部材に化合物が形成さ
れる前の状態を示しており、同図（ｂ）は内壁部材に化
合物が形成された後の状態を示している。

【００９８】図１５の例に示すように、本発明の製造装
置は、プラズマを発生させるための反応室１５１を有し
ている。図１５の例では、本発明の製造装置は、容量結
合型プラズマエッチング装置の一種であり、１４２は上
部電極、１４３は円筒状の反応室側壁である。この上部
電極１４２および反応室側壁１４３は、反応室の内壁を
構成する内壁部材である。１４４は反応室側壁１４３お
よび上部電極１４２の加熱に用いられるヒーターであ
り、１４５はアルミニウム製の反応室外壁である。ま
た、１４６はアルミニウム製の反応室上部電極である。
また、１４７は後述の積層体１４１を保持するためのシ
リコンリング、１４８はポリイミドやセラミック製の静
電吸着用部材、１４９はアルミニウム製の下部電極、１
５０はＳｉＯ ₂やアルミナ等の絶縁物で形成されたカバ
ーである。

【００９９】本発明の製造装置においては、図１５
（ａ）の例に示すように、反応室１５１内に、金属膜
と、絶縁膜とが順に積層されて構成された部分を有する
積層体１４１を配置し、フロロカーボンガスを含むガス
のプラズマで、積層体１４１の絶縁膜および金属膜をエ
ッチングすることによって半導体装置の製造が行なわれ
る。

【０１００】なお、積層体１４１は積層体１０（図１参
照）と同様のものであり、半導体基板の上に、ＢＰＳＧ
膜、窒化チタンで形成された金属膜、アルミニウムで形
成された金属膜、窒化チタンで形成された金属膜、絶縁
膜（プラズマＴＥＯＳ膜）、反射防止膜、およびパター
ン形成された感光性樹脂膜を順に積層して形成したもの
である。以下に本発明の製造装置による半導体装置の製
造について具体的に説明する。

【０１０１】最初に、図１５（ａ）の例に示すように、
フロロカーボンガスを含むガスのプラズマにより、反射
防止膜のエッチングが、感光性樹脂膜のパターンに従っ
て行なわれる。エッチング条件は、実施の形態４または
５と同様である。エッチング終了後はプラズマエッチン
グ装置の放電は一旦停止される。

【０１０２】続いて、フロロカーボンガスを含むガスの
プラズマにより、絶縁膜のエッチングが行なわれる。こ
のエッチングにおいては絶縁膜と下層で接触している金
属膜の一部もエッチングされてしまう。この場合のエッ
チング条件も実施の形態４または５と同様である。この
ため、図１５（ａ）の例に示すように、エッチングによ
って金属材料を含む反応生成物１５２が発生し、この反
応生成物１５２は内壁部材（上部電極１４２、反応室側
壁１４３）に付着する。

【０１０３】次に、図１５（ｂ）に示すように、積層体
１４１が反応室１５１から搬出される。更にヒーター１
４４を作動させて、内壁部材（上部電極１４２、反応室
側壁１４３）の加熱が行なわれる。加熱は反応室側壁１
４３および上部電極１４２の表面が４００℃以上、好ま
しくは３００℃〜６００℃となるように行なわれる。な
お、積層体１４１は更に別の工程（図示せず）を経て半
導体装置となる。

【０１０４】ここで、本実施の形態６において、内壁部
材（上部電極１４２、反応室側壁１４３）は共に単結晶
シリコン、多結晶シリコンおよび非晶質シリコンから選
ばれる一種を含む材料で形成されている。また積層体１
４１の金属膜は窒化チタンで形成されており、反応生成
物に含まれた金属材料は窒化チタンである。このため、
内壁部材（上部電極１４２、反応室側壁１４３）は、反
応生成物１５２と反応して化合物を形成する。この化合
物は、チタンシリサイドであり、内壁部材（上部電極１
４２、反応室側壁１４３）を被覆する化学的安定層１５
３となる。

【０１０５】チタンシリサイドは熱的、化学的に安定し
た材料であるため、化学的安定層１５３を形成し易いた
め、エッチング処理中にパーティクルが散布されるのを
抑制することができる。よって、本発明の製造装置を用
いて半導体装置の製造を行なえば、パターン欠陥の発生
を抑制することができる。

【０１０６】なお、図１５の例では、反応室１５１を構
成する内壁部材（上部電極１４２、反応室側壁１４３）
は、部材全体が単一の材料で構成されたものであるが、
本実施の形態６はこの例に限定されるものではない。本
実施の形態６においては、内壁部材（上部電極１４２、
反応室側壁１４３）は、表層のみ、即ち反応生成物１５
２と反応する部分のみが、単結晶シリコン、多結晶シリ
コンおよび非晶質シリコンから選ばれる一種を含む材料
で形成された態様であっても良い。

【０１０７】また、図１５の例では、本発明の製造装置
は上述のように容量結合型プラズマエッチング装置の一
種であるが、これに限定されるものではない。本発明の
製造装置は、誘導結合型プラズマエッチング装置、二周
波型容量結合型プラズマエッチング装置、マイクロ波型
プラズマエッチング装置またはＶＨＦ型プラズマエッチ
ング装置等の一種であっても良い。

【０１０８】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる半導体装
置の製造方法および製造装置を用いれば、従来に比べ、
エッチングによって形成される配線パターンに欠陥が発
生するのを抑制できるので、歩留まりの向上および不良
率の低下を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製
造方法を示す断面工程図。

【図２】本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の製
造方法と従来の半導体の製造方法とにおけるパターン欠
陥数を比較する図。

【図３】本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の製
造方法を示す断面工程図。

【図４】反射防止膜のエッチング中におけるフロロカー
ボンガスの流量とパーティクルの発生数との関係を示す
図。

【図５】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の製
造方法を示す断面工程図。

【図６】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の製
造方法を示す断面工程図。

【図７】エッチングガスの滞在時間とパーティクルの発
生数との関係を示す図。

【図８】本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製
造方法を示す断面工程図。

【図９】本発明の実施の形態４にかかる半導体装置の製
造方法を示す断面工程図。

【図１０】エッチング処理後に反応生成物の除去を行な
った場合の反応生成物除去時間とその際に積層体に散布
されるパーティクル数との関係を示す図。

【図１１】エッチング処理後に反応生成物の除去を行な
った場合の反応生成物除去時間とその後にエッチング中
に発生するパーティクル数との関係を示す図。

【図１２】本発明の実施の形態５にかかる半導体装置の
製造方法を示す断面工程図。

【図１３】本発明の実施の形態５にかかる半導体装置の
製造方法を示す断面工程図。

【図１４】エッチング処理後に膜形成を行なった場合の
膜形成に要した時間とその後のエッチング中に発生する
パーティクル数との関係を示す図。

【図１５】本発明における半導体装置の製造装置の一例
を示す図。

【図１６】従来の半導体装置の製造方法における断面工
程図。

【図１７】従来の半導体装置の製造方法における断面工
程図。

【符号の説明】

１感光性樹脂膜２反射防止膜３絶縁膜４金属膜５金属膜６金属膜７ＢＰＳＧ膜８半導体基板１０積層体

フロントページの続き (56)参考文献特開平11−176806（ＪＰ，Ａ) 特開平５−326450（ＪＰ，Ａ) 特開平11−297678（ＪＰ，Ａ) 特開平６−163465（ＪＰ，Ａ) 特開平８−255783（ＪＰ，Ａ) 特開2000−164701（ＪＰ，Ａ) 特開2001−15597（ＪＰ，Ａ) 特開平10−223605（ＪＰ，Ａ) 特開平11−67746（ＪＰ，Ａ) 特開2000−216161（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/3065 H01L 21/3213

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金属膜と、絶縁膜と、反射防止膜と、パ
ターン形成された感光性樹脂膜とが順に積層された部分
を有する積層体が、反応室内に配置されたプラズマエッ
チング装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記金属膜のエッチングに用いられる、前記絶縁膜と前
記反射防止膜とによるマスクを形成するための、（ａ）前記プラズマエッチング装置の反応室内に、フロ
ロカーボンガスを含む第１のエッチングガスを供給して
プラズマを生成し、生成した前記プラズマによって前記
感光性樹脂膜のパターンに従って前記反射防止膜をエッ
チングすると共に、前記エッチングによって生じた反応
生成物を前記反応室の壁面に付着させる工程と、（ｂ）前記プラズマエッチング装置の反応室内に、フロ
ロカーボンガスを含む第２のエッチングガスを供給して
プラズマを生成し、生成した前記プラズマによって前記
反射防止膜のパターンに従って前記絶縁膜をエッチング
して前記金属膜を露出させ、その際、前記第２のエッチ
ングガスの滞在時間を２５０ｍｓ以下に設定して、前記
エッチングによる前記金属膜の露出によって削れた前記
金属膜の一部を前記第２のエッチングガスと共に前記反
応室から排出し、更に前記反応室の壁面に付着した前記
反応生成物を分解させる工程とを有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
【請求項２】金属膜と、絶縁膜と、反射防止膜と、パ
ターン形成された感光性樹脂膜とが順に積層された部分
を有する積層体が配置された反応室を有し、且つ、前記
反応室の側壁と前記積層体の上方に位置する前記反応室
の上部とが、前記金属膜の材料を含む反応生成物と反応
して化合物を形成する内壁部材によって形成されたプラ
ズマエッチング装置を用いた半導体装置の製造方法であ
って、前記金属膜のエッチングに用いられる、前記絶縁膜と前
記反射防止膜とによるマスクを形成するための、（ａ）前記プラズマエッチング装置の反応室内に、フロ
ロカーボンガスを含む第１のエッチングガスを供給し、
プラズマを生成して前記感光性樹脂膜のパターンに従っ
て前記反射防止膜をエッチングする工程と、（ｂ）前記プラズマエッチング装置の反応室内に、フロ
ロカーボンガスを含む第２のエッチングガスを供給し、
プラズマを生成して前記反射防止膜のパターンに従って
前記絶縁膜をエッチングし、前記金属膜を露出させて、
前記エッチングによる前記金属膜の露出によって削れた
前記金属膜の一部を含む反応生成物を発生させ、更に、
前記反応生成物を前記反応室の側壁と前記反応室の上部
とに付着させる工程と、前記反応室の側壁と前記反応室の上部とに付着した前記
反応生成物と前記内壁部材とを反応させて前記化合物を
形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
【請求項３】前記内壁部材が単結晶シリコン、多結晶
シリコンおよび非晶質シリコンのうち一種を含む材料で
形成されている請求項２に記載の半導体装置の製造方
法。
【請求項４】前記金属膜が、チタンを含有する化合物
材料で形成されている請求項１から３のいずれか一項に
記載の半導体装置の製造方法。