JP3859629B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
半導体装置の製造プロセスにおける基板上に形成されたレジストを除去する工程においては、プロセスガスよりなるプラズマを発生させ、該プラズマを利用してレジストを除去するプラズマアッシング装置が用いられている。さらに、レジストの除去を効果的に行なうために、電源周波数として2.45GHzのマイクロ波を利用すると共にプロセスガスとして酸素ガスを利用する高密度マイクロ波プラズマアッシング装置が用いられている。 In the process of removing the resist formed on the substrate in the manufacturing process of the semiconductor device, a plasma ashing apparatus that generates plasma made of process gas and removes the resist using the plasma is used. Furthermore, in order to effectively remove the resist, a high-density microwave plasma ashing apparatus that uses a microwave of 2.45 GHz as a power supply frequency and oxygen gas as a process gas is used.
以下、従来の半導体装置の製造方法において、従来の第1の高密度マイクロ波プラズマアッシング装置(以下、アッシング装置という)を用いたアッシング工程について、図16を参照しながら説明する。 In the following, an ashing process using a conventional first high-density microwave plasma ashing apparatus (hereinafter referred to as an ashing apparatus) in a conventional semiconductor device manufacturing method will be described with reference to FIG.
まず、従来の第1のアッシング装置の構造について説明する。 First, the structure of a conventional first ashing device will be described.
図16に示すように、第1のアッシング装置は、例えばアルミニウムで形成されたチャンバー100、マイクロ波をチャンバー100内へ導波するマイクロ波導波路101、マイクロ波を透過する石英で形成されたマイクロ波透過窓102、及びプロセスガスとして例えば酸素ガスを導入する導入路103を有している。また、チャンバー100内には、半導体基板104を保持するステージ105が設けられており、該ステージ105は半導体基板104上に形成されたレジストを効率良く除去するために250度に加熱されている。尚、アッシング装置及びその構成部品は全て電位的に接地されている。
As shown in FIG. 16, the first ashing apparatus includes a
次に、従来の第1のアッシング装置を用いたアッシング工程について説明する。 Next, an ashing process using the conventional first ashing apparatus will be described.
チャンバー100内にプロセスガスである酸素ガスを導入すると共に、2.45GHzのマイクロ波を印加することにより高密度の酸素プラズマを発生させる。このとき、ステージ105は接地されているので、プラズマが有するポテンシャルエネルギーによって、酸素イオンと電子との間に電位差が生じ、酸素イオンが半導体基板104の方に引き寄せられる。このため、酸素イオンが半導体基板104上に形成されているレジストに衝突することにより、アッシング工程が進行する。
A high-density oxygen plasma is generated by introducing oxygen gas, which is a process gas, into the
しかしながら、この工程において、酸素イオンは、接地されているステージ105に引き寄せられると同時に、同様に接地されているチャンバー100にも引き寄せられる。このように、第1のアッシング装置の構造上、酸素イオンはチャンバー100にも引き寄せられてチャンバー100の内壁に衝突する。従って、チャンバー100の内壁がエッチングされることは避けられないので、エッチングされたチャンバー100の内壁を構成する金属が原因となって、半導体基板104に金属汚染が発生する。
However, in this step, oxygen ions are attracted to the
このような問題への対策として、従来の第2のアッシング装置を用いてアッシング工程を行なう方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a countermeasure against such a problem, a method of performing an ashing process using a conventional second ashing apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
図17に示すように、第2のアッシング装置は、第1のアッシング装置と同様の構成に加えて、チャンバー100の内壁が有機膜106により被覆された構造を有している。このように、有機膜106がチャンバー100の内壁を保護する保護膜の役割を果たすことにより、チャンバー100の内壁がエッチングされることを防止して、半導体基板104に生じる金属汚染を防止している。
As shown in FIG. 17, the second ashing device has a structure in which the inner wall of the
しかしながら、アッシング工程は、主に酸素と炭素との燃焼反応により進行するので、チャンバー100の内壁に形成された有機膜106は容易に燃焼する。このため、チャンバー100の内壁に形成された有機膜106の寿命は著しく短く、チャンバー100の内壁は容易に露出してしまう。従って、チャンバー100の内壁がエッチングされることにより、半導体基板104に金属汚染が発生する。このように、従来の第2のアッシング装置において、チャンバー100の内壁に形成された有機膜106は保護膜として十分に機能しない。
However, since the ashing process proceeds mainly by a combustion reaction between oxygen and carbon, the
前記に鑑み、本発明の目的は、アッシング工程において発生する金属汚染を低減できる半導体装置の製造方法を提供することである。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can reduce metal contamination generated in an ashing process.
前記の課題を解決するために、本発明に係る第1の半導体装置の製造方法は、チャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバーの内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜を形成することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a first method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is directed to plasma comprising an oxygen-containing gas on an organic film formed on a substrate disposed in a chamber. The ashing is performed, and a carbon-containing film made of a material containing carbon is formed on the inner wall of the chamber.
第1の半導体装置の製造方法によると、チャンバーの内壁に炭素含有膜を形成しながらアッシングを行なうため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。 According to the first method for manufacturing a semiconductor device, ashing is performed while forming a carbon-containing film on the inner wall of the chamber. Therefore, it is possible to prevent the inner wall of the chamber from being exposed by ashing and being directly exposed to plasma. In this case, metal contamination generated on the substrate can be reduced by etching the inner wall of the chamber.
本発明に係る第2の半導体装置の製造方法は、チャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、酸素を含むガスに珪素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバーの内壁に珪素ー炭素結合を含む材料よりなる炭素含有膜を形成することを特徴とする。 The second method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention uses plasma in which a gas containing silicon is added to a gas containing oxygen with respect to an organic film formed on a substrate disposed in a chamber. And a carbon-containing film made of a material containing a silicon-carbon bond is formed on the inner wall of the chamber.
第2の半導体装置の製造方法によると、酸素を含むガスに珪素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いてアッシングを行なうため、チャンバーの内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。このため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。 According to the second method for manufacturing a semiconductor device, ashing is performed using a plasma in which a gas containing silicon is added to a gas containing oxygen, so that many silicon-carbon bonds having excellent plasma resistance are formed on the inner wall of the chamber. An included carbon-containing film can be formed. For this reason, it is possible to prevent the inner wall of the chamber from being exposed by ashing and being directly exposed to plasma, so that the metal contamination generated on the substrate can be reduced by etching the inner wall of the chamber during ashing.
第2の半導体装置の製造方法において、珪素を含むガスは、SiH4 よりなるガスであって、SiH4 よりなるガスの酸素を含むガスに対する流量比は3.3×10-3 以上であることが好ましい。 In the second method for manufacturing a semiconductor device, the gas containing silicon is a gas made of SiH 4 , and the flow rate ratio of the gas made of SiH 4 to the gas containing oxygen is 3.3 × 10 −3 or more. Is preferred.
このようにすると、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることを防止しながら、チャンバーの内壁に珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができるため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。 In this way, it is possible to form a carbon-containing film containing many silicon-carbon bonds on the inner wall of the chamber while preventing the inner wall of the chamber from being etched during ashing. Therefore, it is possible to prevent the substrate from being exposed directly to the plasma, so that metal contamination generated on the substrate can be reduced by etching the inner wall of the chamber during ashing.
本発明に係る第3の半導体装置の製造方法は、珪素を含む材料よりなる部材を内部に備えたチャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバーの内壁に珪素ー炭素結合を含む材料よりなる炭素含有膜を形成することを特徴とする。 According to a third method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a gas containing oxygen is applied to an organic film formed on a substrate disposed in a chamber provided with a member made of a material containing silicon. Ashing is performed using plasma, and a carbon-containing film made of a material containing a silicon-carbon bond is formed on the inner wall of the chamber.
第3の半導体装置の製造方法によると、アッシングの際に珪素原子を発生させる供給源として、珪素を含む材料よりなる部材をチャンバーの内部に有しているので、アッシングの際にチャンバーの内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。このため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、珪素原子を発生させる供給源として、チャンバー内に珪素を含む材料よりなる部材を備えているため、従来例と同様に、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いた通常のアッシングを行なえばよいので、基板に生じる金属汚染の低減を低コストで実現することができる。 According to the third method for manufacturing a semiconductor device, since a member made of a material containing silicon is provided inside the chamber as a supply source for generating silicon atoms during ashing, the inner wall of the chamber is subjected to ashing. A carbon-containing film containing a large number of silicon-carbon bonds with excellent plasma resistance can be formed. For this reason, it is possible to prevent the inner wall of the chamber from being exposed by ashing and being directly exposed to plasma, so that the metal contamination generated on the substrate can be reduced by etching the inner wall of the chamber during ashing. In addition, since a member made of a material containing silicon is provided in the chamber as a supply source for generating silicon atoms, normal ashing using plasma made of a gas containing oxygen may be performed as in the conventional example. Therefore, reduction of metal contamination generated on the substrate can be realized at low cost.
第3の半導体装置の製造方法において、珪素を含む材料よりなる部材は、基板の周囲に形成された珪素リングであることが好ましい。 In the third method for manufacturing a semiconductor device, the member made of a material containing silicon is preferably a silicon ring formed around the substrate.
このようにすると、アッシングによって珪素リングから珪素原子が発生するので、アッシングの際にチャンバーの内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。また、従来例と同様に、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いた通常のアッシングを行なえばよいので、基板に生じる金属汚染の低減を低コストで実現することができる。 In this case, since silicon atoms are generated from the silicon ring by ashing, a carbon-containing film containing a large number of silicon-carbon bonds having excellent plasma resistance can be formed on the inner wall of the chamber during ashing. Further, as in the conventional example, normal ashing using plasma made of a gas containing oxygen may be performed, so that metal contamination generated on the substrate can be reduced at a low cost.
本発明に係る第4の半導体装置の製造方法は、チャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、ヒ素及びリンのうちの少なくとも一方を1×1016/cm2注入する工程と、ヒ素及びリンのうちの少なくとも一方が注入された有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバーの内壁にヒ素及びリンのうちの少なくとも一方を含む材料よりなる炭素含有膜を形成する工程とを備えることを特徴とする。 According to the fourth method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, at least one of arsenic and phosphorus is implanted at 1 × 10 16 / cm 2 into the organic film formed on the substrate disposed in the chamber. And ashing the organic film into which at least one of arsenic and phosphorus is implanted using a plasma made of a gas containing oxygen, and at least one of arsenic and phosphorus on the inner wall of the chamber And a step of forming a carbon-containing film made of the containing material.
第4の半導体装置の製造方法によると、ヒ素及びリンのうち少なくと一方をレジスト膜に注入した後に該レジスト膜に対するアッシングを行なうことにより、チャンバーの内壁に耐プラズマ性を有するヒ素−炭素結合又はリン−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。このため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、ヒ素又はリンの注入という技術を有機膜に対して適用することにより、基板に生じる金属汚染を低減することができるので、開発コストを低減して実現することができる。 According to the fourth method for fabricating a semiconductor device, at least one of arsenic and phosphorus is injected into the resist film, and then ashing is performed on the resist film, whereby an arsenic-carbon bond having plasma resistance on the inner wall of the chamber or A carbon-containing film containing a large amount of phosphorus-carbon bonds can be formed. For this reason, it is possible to prevent the inner wall of the chamber from being exposed by ashing and being directly exposed to plasma, so that the metal contamination generated on the substrate can be reduced by etching the inner wall of the chamber during ashing. Further, by applying a technique called arsenic or phosphorus implantation to the organic film, metal contamination generated on the substrate can be reduced, so that the development cost can be reduced.
本発明に係る第5の半導体装置の製造方法は、チャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、不活性ガスよりなるプラズマを用いて第1のアッシングを行なうと共に、チャンバーの内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜を形成する工程と、炭素含有膜を形成する工程の後に、有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いて第2のアッシングを行なう工程とを備えることを特徴とする。 According to the fifth method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first ashing is performed on the organic film formed on the substrate disposed in the chamber using plasma made of an inert gas, After the step of forming a carbon-containing film made of a material containing carbon on the inner wall of the chamber and the step of forming the carbon-containing film, the organic film is subjected to second ashing using plasma made of a gas containing oxygen. And performing the process.
第5の半導体装置の製造方法によると、酸素ガスよりなるプラズマを用いたアッシングを行なう前に、不活性ガスよりなるプラズマを用いたアッシングを行なうことにより、不活性ガスよりなるプラズマと基板上の有機膜とは化学的に反応しないために、不活性ガスよりなるプラズマによりスパッタリングされた有機膜の大部分は排気されることなくチャンバーの内壁に吸着する。このため、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いたアッシングの際にチャンバーの内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、チャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、安価な不活性ガスを用いることによって、基板に生じる金属汚染を低減することができるので、コストの削減を実現できる。 According to the fifth method of manufacturing a semiconductor device, the ashing using the plasma made of the inert gas is performed before the ashing using the plasma made of the oxygen gas. Since it does not chemically react with the organic film, most of the organic film sputtered by the plasma made of inert gas is adsorbed on the inner wall of the chamber without being exhausted. For this reason, it is possible to prevent the inner wall of the chamber from being exposed and directly exposed to the plasma during ashing using a plasma made of a gas containing oxygen, so that the metal contamination generated on the substrate by etching the inner wall of the chamber Can be reduced. Further, by using an inexpensive inert gas, metal contamination generated on the substrate can be reduced, so that cost reduction can be realized.
第5の半導体装置の製造方法において、第1のアッシングは、不活性ガスに塩素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いて行なうことが好ましい。 In the fifth method for fabricating a semiconductor device, the first ashing is preferably performed using plasma in which a gas containing chlorine is added to an inert gas.
このようにすると、チャンバーの内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染の低減に加えて、例えばアルミニウム配線を形成する際により生じるアルミニウムがチャンバー内に残留している等の場合に、アルミニウムと塩素とが選択的に反応することにより残留アルミニウムが排気されるので、アルミニウム系の金属汚染の低減も実現することができる。また、チャンバーの内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染とアルミニウム系の金属汚染とに対して、異なる装置を用いることなく同一の装置で対処することができる。 In this way, in addition to reducing metal contamination caused by etching the inner wall of the chamber, for example, when aluminum produced in forming the aluminum wiring remains in the chamber, aluminum and chlorine Since the residual aluminum is exhausted by the selective reaction, reduction of aluminum-based metal contamination can also be realized. Further, it is possible to cope with metal contamination caused by etching the inner wall of the chamber and aluminum-based metal contamination with the same apparatus without using different apparatuses.
第5の半導体装置の製造方法において、第1のアッシングは、不活性ガスに水素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いて行なうことが好ましい。 In the fifth method for manufacturing a semiconductor device, the first ashing is preferably performed using plasma in which a gas containing hydrogen is added to an inert gas.
このようにすると、チャンバーの内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染の低減に加えて、例えばチャンバー内にイオン注入に用いたドーパントが酸化物となって残留している等の場合に、水素の還元作用により酸化物として残留しているドーパントが排気されるので、残留ドーパントによる汚染の低減も実現することができる。また、チャンバーの内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染と残留ドーパントによる汚染とに対して、異なる装置を用いることなく同一の装置で対処することができる。 In this way, in addition to reducing metal contamination caused by etching the inner wall of the chamber, for example, when the dopant used for ion implantation remains in the chamber as an oxide, Since the dopant remaining as an oxide is exhausted by the reduction action, it is possible to reduce the contamination by the residual dopant. In addition, the same apparatus can be used to deal with metal contamination caused by etching of the inner wall of the chamber and contamination with residual dopant without using different apparatuses.
第5の半導体装置の製造方法において、第1のアッシングは、不活性ガスにフッ素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いて行なうことが好ましい。 In the fifth method for fabricating a semiconductor device, the first ashing is preferably performed using plasma in which a gas containing fluorine is added to an inert gas.
このようにすると、チャンバーの内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染の低減に加えて、例えばコンタクトプラグを形成する際に生じるタングステン膜の膜残りがある等の場合に、タングステンとフッ素とが選択的に反応して残留タングステンが排気されるので、タングステン汚染の低減の実現することができる。また、チャンバーの内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染とタングステン汚染とに対して、異なる装置を用いることなく同一の装置で対処することができる。 In this way, in addition to reducing metal contamination caused by etching the inner wall of the chamber, tungsten and fluorine are selected when, for example, there is a tungsten film residue generated when forming a contact plug. Residual tungsten is exhausted by reaction, so that reduction of tungsten contamination can be realized. Moreover, it is possible to cope with metal contamination and tungsten contamination caused by etching the inner wall of the chamber with the same apparatus without using different apparatuses.
第1〜第5の半導体装置の製造方法において、液体窒素によってチャンバーを冷却しながら、炭素含有膜を形成することが好ましい。
In the first to fifth semiconductor device manufacturing methods, it is preferable to form the carbon-containing film while cooling the chamber with liquid nitrogen.
このようにすると、チャンバーの内壁に堆積される炭素含有膜の堆積速度が向上し、チャンバーの内壁に対して炭素含有膜の吸着効率が上昇するので、炭素含有膜の形成時間を短縮できると共に、炭素含有膜のチャンバーの内壁に対する密着性を向上することができる。 In this way, the deposition rate of the carbon-containing film deposited on the inner wall of the chamber is improved, and the adsorption efficiency of the carbon-containing film on the inner wall of the chamber is increased, so the formation time of the carbon-containing film can be shortened, The adhesion of the carbon-containing film to the inner wall of the chamber can be improved.
前記第1の半導体装置の製造方法によると、チャンバーの内壁に炭素含有膜を形成しながらアッシングを行なうため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。 According to the first method for manufacturing a semiconductor device, the ashing is performed while forming the carbon-containing film on the inner wall of the chamber. Therefore, it is possible to prevent the inner wall of the chamber from being exposed by ashing and being directly exposed to plasma. In this case, metal contamination generated on the substrate can be reduced by etching the inner wall of the chamber.
前記第2の半導体装置の製造方法によると、酸素を含むガスに珪素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いてアッシングを行なうため、チャンバーの内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。このため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。 According to the second method for manufacturing a semiconductor device, ashing is performed using plasma in which a gas containing silicon is added to a gas containing oxygen, so that a silicon-carbon bond having excellent plasma resistance is formed on the inner wall of the chamber. A carbon-containing film containing a large amount can be formed. For this reason, it is possible to prevent the inner wall of the chamber from being exposed by ashing and being directly exposed to plasma, so that the metal contamination generated on the substrate can be reduced by etching the inner wall of the chamber during ashing.
前記第3の半導体装置の製造方法によると、アッシングの際に珪素原子を発生させる供給源として、珪素を含む材料よりなる部材をチャンバーの内部に有しているので、アッシングの際にチャンバーの内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。このため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、珪素原子を発生させる供給源として、チャンバー内に珪素を含む材料よりなる部材を備えているため、従来例と同様に、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いた通常のアッシングを行なえばよいので、基板に生じる金属汚染の低減を低コストで実現することができる。 According to the third method for manufacturing a semiconductor device, since the chamber is provided with a member made of a material containing silicon as a supply source for generating silicon atoms during ashing, the inner wall of the chamber during ashing. In addition, a carbon-containing film containing a large amount of silicon-carbon bonds having excellent plasma resistance can be formed. For this reason, it is possible to prevent the inner wall of the chamber from being exposed by ashing and being directly exposed to plasma, so that the metal contamination generated on the substrate can be reduced by etching the inner wall of the chamber during ashing. In addition, since a member made of a material containing silicon is provided in the chamber as a supply source for generating silicon atoms, normal ashing using plasma made of a gas containing oxygen may be performed as in the conventional example. Therefore, reduction of metal contamination generated on the substrate can be realized at low cost.
前記第4の半導体装置の製造方法によると、ヒ素及びリンのうち少なくと一方をレジスト膜に注入した後に該レジスト膜に対するアッシングを行なうことにより、チャンバーの内壁に耐プラズマ性を有するヒ素−炭素結合又はリン−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。このため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、ヒ素又はリンの注入という技術を有機膜に対して適用することにより、基板に生じる金属汚染を低減することができるので、開発コストを低減して実現することができる。 According to the fourth method for fabricating a semiconductor device, at least one of arsenic and phosphorus is injected into the resist film, and then ashing is performed on the resist film, whereby an arsenic-carbon bond having plasma resistance is formed on the inner wall of the chamber. Alternatively, a carbon-containing film containing a large amount of phosphorus-carbon bonds can be formed. For this reason, it is possible to prevent the inner wall of the chamber from being exposed by ashing and being directly exposed to plasma, so that the metal contamination generated on the substrate can be reduced by etching the inner wall of the chamber during ashing. Further, by applying a technique called arsenic or phosphorus implantation to the organic film, metal contamination generated on the substrate can be reduced, so that the development cost can be reduced.
前記第5の半導体装置の製造方法によると、酸素ガスよりなるプラズマを用いたアッシングを行なう前に、不活性ガスよりなるプラズマを用いたアッシングを行なうことにより、不活性ガスよりなるプラズマと基板上の有機膜とは化学的に反応しないために、不活性ガスよりなるプラズマによりスパッタリングされた有機膜の大部分は排気されることなくチャンバーの内壁に吸着する。このため、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いたアッシングの際にチャンバーの内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、チャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、安価な不活性ガスを用いることによって、基板に生じる金属汚染を低減することができるので、コストの削減を実現できる。 According to the fifth method for fabricating a semiconductor device, the ashing using the plasma made of the inert gas is performed before the ashing using the plasma made of the oxygen gas. Since the organic film does not chemically react with the organic film, most of the organic film sputtered by the plasma made of an inert gas is adsorbed on the inner wall of the chamber without being exhausted. For this reason, it is possible to prevent the inner wall of the chamber from being exposed and directly exposed to the plasma during ashing using a plasma made of a gas containing oxygen, so that the metal contamination generated on the substrate by etching the inner wall of the chamber Can be reduced. Further, by using an inexpensive inert gas, metal contamination generated on the substrate can be reduced, so that cost reduction can be realized.
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
以下に、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図1(a)〜(c)及び図2〜図4を参照しながら説明する。
(First embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (c) and FIGS.
図1(a)〜(c)は、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法の説明に用いる工程断面図を示している。 1A to 1C are process cross-sectional views used for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.
まず、図1(a)に示すように、半導体基板10の上に形成されている保護絶縁膜11に対して、開口部12aを有するレジスト膜12を形成する。
First, as illustrated in FIG. 1A, a resist
次に、図1(b)に示すように、保護絶縁膜11に対して、開口部12aを有するレジスト膜12をマスクとしてドライエッチングを行なうことにより、保護絶縁膜11内に、半導体基板10の上面に到達する開口部11aを形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, the protective insulating
次に、図1(c)に示すように、アッシングを行なうことにより、保護絶縁膜11の上に形成されているレジスト膜12を除去する。
Next, as shown in FIG. 1C, the resist
第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前記図1(c)で説明したアッシング工程に関連する方法であるが、前記図1(a)及び(b)に示した工程を経た後のアッシングに限定されるものではなく、図示していないが、例えば、半導体基板の上に所望のパターンのレジスト膜を形成し、半導体基板に対してイオン注入等の加工処理を行なった後に、該レジスト膜をアッシングにより除去する場合等、アッシング工程に広く用いられる方法である。 The manufacturing method of the semiconductor device according to the first embodiment is a method related to the ashing process described with reference to FIG. 1C, but after the processes shown in FIGS. 1A and 1B are performed. The ashing is not limited to this, and although not shown, for example, a resist film having a desired pattern is formed on the semiconductor substrate, and after processing such as ion implantation is performed on the semiconductor substrate, the ashing is performed. This method is widely used in the ashing process, for example, when the resist film is removed by ashing.
以下に、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図2に示す高密度マイクロ波アッシング装置(以下、アッシング装置という)を用いながら説明する。 The semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment will be described below using a high-density microwave ashing device (hereinafter referred to as an ashing device) shown in FIG.
図2に示すアッシング装置は、例えばアルミニウムで形成されたチャンバー20、マイクロ波をチャンバー20内へ導波するマイクロ波導波路21、マイクロ波を透過させる石英により形成されたマイクロ波透過窓22、及び、プロセスガスとして例えば酸素を含むガスを導入する導入路23を有している。また、チャンバー20内には、例えば図1に示す半導体基板10を保持するステージ24が設けられており、該ステージ24は半導体基板10上に形成されているレジスト膜12を効率良く除去するために250度に加熱されている。さらに、チャンバー20の内壁には、従来例と同様に、アッシングを行なう際の保護膜として例えばポリイミドよりなる有機膜25が形成されている。尚、図2に示すアッシング装置及びその構成部品は全て電位的に接地されている。
The ashing device shown in FIG. 2 includes, for example, a
このようなアッシング装置において、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、チャンバー20内に配置された半導体基板10上に形成されているレジスト膜12に対して、プロセスガスとして酸素を含むガスに珪素を含むガスを添加してなるプラズマを用いてアッシングを行ないながら、チャンバー20の内壁に珪素−炭素結合を多く含んだ材料よりなる炭素含有膜26aを形成する。すなわち、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、アッシングの際に、酸素を含むガスに珪素を含むガスを添加してなるプラズマを用いることを特徴としている。
In such an ashing apparatus, the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment includes oxygen as a process gas with respect to the resist
以下に、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。 The method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be specifically described below.
まず、通常、プロセスガスとして主に酸素を含むガスをガス導入路23からチャンバー20内へ導入し、マイクロ波導波管21及びマイクロ波透過窓22を介して2.45GHzのマイクロ波を印加することにより高密度の酸素プラズマを発生させる。チャンバー20内に設けられたステージ24は接地されているので、プラズマが有するポテンシャルエネルギーによって、酸素イオンと電子との間に電位差が生じ、プラズマ中の酸素イオンが半導体基板10の方に引き寄せられる。このため、酸素イオンが半導体基板10上に形成されたレジスト膜12に衝突することにより、アッシング工程は進行する。
First, a gas mainly containing oxygen as a process gas is usually introduced into the
第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、アッシングの条件として、例えば酸素ガスの流量を約300mL/min(標準状態)、マイクロ波出力を2000W、チャンバー圧力を5Pa、基板温度を250℃、放電時間を約1分間とする。さらに、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、プロセスガスとして、酸素(O2 )ガスと共に流量が1.2mL/min(標準状態)であるシラン(SiH4 )ガスをチャンバー20内へ導入する。
In the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment, as ashing conditions, for example, the flow rate of oxygen gas is about 300 mL / min (standard state), the microwave output is 2000 W, the chamber pressure is 5 Pa, and the substrate temperature is 250. The discharge time is about 1 minute at ° C. Furthermore, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, silane (SiH 4 ) gas having a flow rate of 1.2 mL / min (standard state) is supplied into the
この場合、シランガスの酸素ガスに対する流量比について、図3を参照しながら説明する。 In this case, the flow ratio of silane gas to oxygen gas will be described with reference to FIG.
図3は、シランガスの酸素ガスに対する流量比と炭素含有膜26aの堆積速度(相対強度)との関係を示している。
FIG. 3 shows the relationship between the flow rate ratio of silane gas to oxygen gas and the deposition rate (relative strength) of the carbon-containing
図3に示すように、シランガスの酸素ガスに対する流量比は、3.3×10-3以上であることが望ましい。これは、図3から明らかなように、シランガスの流量比が増加するに従って有機膜25のエッチング速度は減少する。そして、シランガスの酸素ガスに対する流量比が3.3×10-3以上になると、チャンバー20の内壁に炭素含有膜26aが堆積し始める。尚、シランガスを過剰に添加すると、チャンバー20内の酸素ガスの分圧が低下することにより、アッシング速度が低下する(図示せず)。このため、アッシング速度が低下することを防止するために、シランガスを添加する量はできるだけ少量であることが望ましい。
As shown in FIG. 3, the flow rate ratio of silane gas to oxygen gas is desirably 3.3 × 10 −3 or more. As apparent from FIG. 3, the etching rate of the
ここで、酸素ガスにシランガスを添加してなるプラズマを用いてアッシングを行なうことにより、炭素含有膜26aの堆積が進行する理由について説明する。
Here, the reason why deposition of the carbon-containing
添加されたシランガスに含まれる珪素と半導体基板10上に形成されているレジスト膜から放出される炭素とがプラズマ重合反応を起こすことにより、珪素−炭素結合(Si−C結合)を多く含んだ炭素含有膜26aが形成される。珪素−炭素結合は高い融点及び低い蒸気圧を有するため、珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜26aは容易に析出するので、チャンバー20の内壁を効率良く被覆することができる。
Carbon containing a large amount of silicon-carbon bonds (Si-C bonds) by causing a plasma polymerization reaction between silicon contained in the added silane gas and carbon released from the resist film formed on the
図4は、従来の半導体装置の製造方法を用いた場合のアルミニウム金属汚染量と第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を用いた場合のアルミニウム金属汚染量との比較を示している。 FIG. 4 shows a comparison between the aluminum metal contamination amount when the conventional semiconductor device manufacturing method is used and the aluminum metal contamination amount when the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment is used.
図4から明らかなように、従来の半導体装置の製造方法によると、アッシング時間の増加に伴ってアルミニウム汚染量が増加する傾向が見られるが、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、アッシング時間が増加してもアルミニウム汚染量が増加する傾向は見られない。その上、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、従来の半導体装置の製造方法に比べて、アルミニウム汚染量はおよそ二桁以上も低減している。これは、前述のように、有機膜25の上に形成される炭素含有膜26aには珪素−炭素結合が多く含まれており、珪素−炭素結合は強い結合エネルギーを有するので、炭素含有膜26aは耐プラズマ性を有する。従って、有機膜25がプラズマによりエッチングされてその膜厚が減少することを防止できるため、チャンバー20の内壁はプラズマに直接曝されることがなくなるので、半導体基板10に生じる金属汚染及びパーティクルを防止できる。
As apparent from FIG. 4, according to the conventional method for manufacturing a semiconductor device, the amount of aluminum contamination tends to increase as the ashing time increases, but according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. And even if ashing time increases, the tendency for the amount of aluminum contamination to increase is not seen. In addition, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, the amount of aluminum contamination is reduced by about two orders of magnitude or more compared to the conventional method for manufacturing a semiconductor device. As described above, since the carbon-containing
以上のように、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、酸素を含むガスに珪素を含むガスを添加してなるプラズマを用いてアッシングを行なうため、チャンバー20の内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜26aを形成することができる。このため、チャンバー20の内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバー20の内壁がエッチングされることによって半導体基板10に生じる金属汚染及びパーティクルを低減することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, the ashing is performed using the plasma obtained by adding the gas containing silicon to the gas containing oxygen, so that the inner wall of the
尚、第1の実施形態では、酸素ガスに添加する珪素を含むガスとして、シラン(SiH4 )ガスである場合について説明したが、テトラメチルシランSi(CH3)4 、テトラエチルシランSi(C2H5)4 、又はテトラエトキシシランTEOSよりなるガスであっても、シランガスの場合と同様の効果を得ることができる。 In the first embodiment, the case where silane (SiH 4 ) gas is used as the gas containing silicon added to the oxygen gas has been described. However, tetramethylsilane Si (CH 3 ) 4 , tetraethylsilane Si (C 2) Even when the gas is composed of H 5 ) 4 or tetraethoxysilane TEOS, the same effect as in the case of silane gas can be obtained.
また、第1の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ICP型、平行平板RF型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。 In the first embodiment, the case where the ashing device is a high-density microplasma ashing device has been described. However, even if the ashing device is of a microwave downstream type, an ICP type, or a parallel plate RF type, a high-density microplasma ashing device is used. The same effect as in the case of the plasma ashing apparatus can be obtained.
(第2の実施形態)
以下に、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法について図1(a)〜(c)及び図5を参照しながら説明する。尚、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すアッシング工程については、第1の実施形態と同様に、前記図1(c)で説明したアッシング工程を一例として説明する。
(Second Embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (c) and FIG. As for the ashing process showing the semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment, the ashing process described with reference to FIG. 1C will be described as an example, as in the first embodiment.
図5は、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いるアッシング装置を示している。 FIG. 5 shows an ashing device used in the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment.
図5に示すアッシング装置は、例えばアルミニウムで形成されたチャンバー30、マイクロ波をチャンバー30内へ導波するマイクロ波導波路31、マイクロ波を透過させる石英により形成されたマイクロ波透過窓32、及び、プロセスガスとして例えば酸素を含むガスを導入するガス導入路33を有している。また、チャンバー30内には、例えば図1に示した半導体基板10を保持するステージ34が設けられており、該ステージ34は半導体基板10上に形成されているレジスト膜12を効率良く除去するために250度に加熱されている。さらに、チャンバー30の内壁には、従来例と同様に、アッシングを行なう際の保護膜として例えばポリイミドよりなる有機膜35が形成されている。尚、図5に示すアッシング装置及びその部品は全て電位的に接地されている。
The ashing device shown in FIG. 5 includes, for example, a
また、図5に示すアッシング装置では、ステージ34上には、保持される半導体基板10の周囲を覆うように、Siリング37が備え付けられている。ここで、Siリング37は、アッシングの際のプラズマ中へ珪素を供給する供給源として備え付けられているものである。尚、第2の実施形態に係るSiリング37は、半導体基板に対するエッチング工程において、半導体基板の中心の雰囲気と周囲の雰囲気とを調整するために一般に用いられているSiリングとは大きく役割を異にするものである。
In the ashing apparatus shown in FIG. 5, an
このようなアッシング装置において、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、例えばSiリング37等の珪素を含む材料よりなる部材を内部に備えたチャンバー30内に配置された半導体基板10上に形成されているレジスト膜12に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバー30の内壁に珪素ー炭素結合(Si−C結合)を多く含んだ材料よりなる炭素含有膜36を形成することを特徴とする。すなわち、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、酸素を含むガスと共に珪素を含むガスを導入する第1の実施形態とは異なり、アッシングの際のプラズマ中に珪素を供給するための珪素を含む材料よりなる部材をチャンバー20内に備え、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうことを特徴としている。
In such an ashing device, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, for example, on the
以下に、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。 The method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment will be specifically described below.
まず、通常、プロセスガスとして主に酸素を含むガスをガス導入路33からチャンバー30内へ導入し、マイクロ波導波管31及びマイクロ波透過窓32を介して2.45GHzのマイクロ波を印加することにより高密度の酸素プラズマを発生させる。チャンバー30内に設けられたステージ34は接地されているので、プラズマが有するポテンシャルエネルギーによって、酸素イオンと電子との間に電位差が生じ、プラズマ中の酸素イオンが半導体基板10の方に引き寄せられる。このため、酸素イオンが半導体基板10上に形成されたレジスト膜12に衝突することにより、アッシング工程は進行する。
First, a gas mainly containing oxygen as a process gas is usually introduced into the
第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、アッシングの条件として、例えば酸素(O2 )ガスの流量を約300mL/min(標準状態)、マイクロ波出力を2000W、チャンバー圧力を5Pa、基板温度を250℃、放電時間を約1分間とする。 In the semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment, as ashing conditions, for example, the flow rate of oxygen (O 2 ) gas is about 300 mL / min (standard state), the microwave output is 2000 W, the chamber pressure is 5 Pa, The substrate temperature is 250 ° C. and the discharge time is about 1 minute.
この場合、図5に示すアッシング装置においては、プラズマ中の酸素イオンによりSiリング37がスパッタリングされてプラズマ中に珪素が供給される。プラズマ中に珪素が供給されると、第1の実施形態と同様に、珪素と半導体基板10上に形成されているレジスト膜から放出される炭素とがプラズマ重合反応を起こすことにより、珪素ー炭素結合を多く含んだ炭素含有膜36が形成される。珪素−炭素結合は高い融点及び低い蒸気圧を有するため、珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜36は容易に析出するので、チャンバー30の内壁を効率良く被覆することができる。尚、ステージ34上に備えられたSiリング37は250℃に加熱されているので、炭素−珪素結合を多く含んだ炭素含有膜がSiリング37の上に堆積することはない。
In this case, in the ashing apparatus shown in FIG. 5, the
以上のように、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、アッシングの際に珪素が供給されるように、チャンバー30の内部にSiリング37を備えているので、アッシングの際にチャンバー30の内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜36を形成することができる。このため、チャンバー30の内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバー30の内壁がエッチングされることによって半導体基板10に生じる金属汚染及びパーティクルを低減することができる。また、チャンバー30内に珪素の供給源となるSiリング37を備えているため、従来例と同様に、プロセスガスとして酸素を含むガスよりなるプラズマを用いればよいので、半導体基板10に生じる金属汚染及びパーティクルの低減を低コストで実現することができる。
As described above, according to the semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment, the
また、第2の実施形態では、珪素の供給源となる珪素を含む材料よりなる部材がSiリング35である場合について説明したが、チャンバー30内にその他Si製の部材を設けることにより、Siリング37の場合と同様の効果を得ることができる。
Further, in the second embodiment, the case where the member made of a material containing silicon as a silicon supply source is the
また、第2の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ICP型、平行平板RF型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。 In the second embodiment, the case where the ashing device is a high-density microplasma ashing device has been described. However, even if the ashing device is of a microwave downstream type, an ICP type, or a parallel plate RF type, a high-density microplasma ashing device is used. The same effect as in the case of the plasma ashing apparatus can be obtained.
(第3の実施形態)
以下に、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図6(a)〜(d)及び図7を参照しながら説明する。
(Third embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 6 (a) to 6 (d) and FIG.
図6(a)〜(d)は、第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面である。 6A to 6D are process cross sections showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment.
まず、図6(a)に示すように、半導体基板40上に形成された保護絶縁膜41の上に、フォトリソグラフィーによって開口部42aを有するレジスト膜42を形成する。
First, as shown in FIG. 6A, a resist
次に、図6(b)に示すように、レジスト膜42に対してヒ素(As)のイオン注入を行なう。イオン注入の条件として、例えば1×1016/cm2 以上のドーズ量のヒ素を注入する。尚、ここでは、ヒ素イオンの注入を行なうが、ヒ素及びリン(P)のうちの少なくとも一方を注入するのが好ましい。
Next, as shown in FIG. 6B, arsenic (As) ions are implanted into the resist
次に、図6(c)に示すように、保護絶縁膜41に対して、レジスト膜42をマスクとしてドライエッチングを行なうことにより、半導体基板40の上面に到達するコンタクトホール41aを形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, the
次に、図6(d)に示すように、アッシングを行なうことにより、層間絶縁膜42の上に形成されているレジスト膜42を除去する。
Next, as shown in FIG. 6D, the resist
ここで、図6(d)で説明したアッシング工程は、一例として、前述の第1の実施形態における図2に示したアッシング装置を用いて行なわれるものとする。この場合、図2に示すアッシング装置のステージ24の上には、前記半導体基板40が保持されているものとすると共に、図6(d)に示したアッシングによってチャンバー20の内壁に後述する炭素含有膜26bが形成されるものとする。また、アッシング条件は、例えば酸素(O2 )ガスの流量を約300mL/min(標準状態)、マイクロ波出力を2000W、チャンバー圧力を5Pa、基板温度を250℃、放電時間を約1分間とする。
Here, as an example, the ashing process described in FIG. 6D is performed using the ashing apparatus shown in FIG. 2 in the first embodiment described above. In this case, it is assumed that the
このように、図1に示したアッシング装置において、第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、チャンバー20内に配置された半導体基板40上に形成されているレジスト膜42に対して、1×1016/cm2 以上のドーズ量でヒ素及びリンのうちの少なくとも一方を注入する工程と、ヒ素及びリンのうちの少なくとも一方が注入されたレジスト膜42に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバー20の内壁にヒ素及びリンの少なくとも一方を含む材料よりなる炭素含有膜26bを形成する。すなわち、第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、ヒ素及びリンのうちの少なくとも一方を注入したレジスト膜42に対してアッシングすることにより炭素含有膜26bを形成することを特徴とする。
As described above, in the ashing apparatus shown in FIG. 1, the semiconductor device manufacturing method according to the third embodiment is performed on the resist
図7は、図6(d)に示したアッシング工程において、ヒ素のドーズ量と炭素含有膜26bの堆積速度との関係を示している。
FIG. 7 shows the relationship between the arsenic dose and the deposition rate of the carbon-containing
図7から明らかなように、ヒ素のドーズ量が増加するに従って有機膜25(図2参照)のエッチング速度が減少する傾向が見られる。そして、ヒ素のドーズ量が1.0×1016/cm2 以上になると、チャンバー20の内壁にヒ素を多く含んだ炭素含有膜26bが堆積し始める。これは、半導体基板40上に形成されたレジスト膜42からプラズマ中に放出された炭素とヒ素とがプラズマ重合反応を起こすことにより、ヒ素を多く含んだ炭素含有膜26bが形成され、ヒ素を多く含んだ炭素含有膜26bは金属ライクの強い結合エネルギーを有するので、耐プラズマ性に優れた炭素含有膜26bをチャンバー20の内壁に形成することができるからである。
As apparent from FIG. 7, the etching rate of the organic film 25 (see FIG. 2) tends to decrease as the arsenic dose increases. When the arsenic dose is 1.0 × 10 16 / cm 2 or more, the carbon-containing film 26 b containing a large amount of arsenic starts to be deposited on the inner wall of the
以上のように、第3の半導体装置の製造方法によると、ヒ素及びリンのうち少なくと一方をレジスト膜に注入した後に該レジスト膜に対するアッシングを行なうことにより、チャンバー20の内壁に耐プラズマ性に優れたヒ素及びリンのうちの少なくとも一方を多く含んだ炭素含有膜26bを形成しながらアッシングが進行する。このため、チャンバー20の内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバー20の内壁がエッチングされることによって半導体基板40に生じる金属汚染を低減することができる。また、ヒ素又はリンの注入という技術を有機膜に対して適用することにより、半導体基板40に生じる金属汚染の低減を低開発コストで実現することができる。
As described above, according to the third method for manufacturing a semiconductor device, at least one of arsenic and phosphorus is implanted into the resist film and then ashing is performed on the resist film so that the inner wall of the
尚、第3の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ICP型、平行平板RF型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。 In the third embodiment, the case where the ashing device is a high-density microplasma ashing device has been described. However, even if the ashing device is of a microwave downstream type, an ICP type, or a parallel plate RF type, a high-density microplasma ashing device is used. The same effect as in the case of the plasma ashing apparatus can be obtained.
(第4の実施形態)
以下に、本発明の第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法について図1、図8及び図9を参照しながら説明する。尚、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法に示すアッシング工程について、例えば、第1の実施形態と同様に、前記図1(c)に説明したアッシング工程を一例として説明する。
(Fourth embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The ashing process shown in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment will be described by taking the ashing process described in FIG. 1C as an example, as in the first embodiment.
図8は、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いるアッシング装置を示している。 FIG. 8 shows an ashing device used in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment.
図8に示すアッシング装置は、例えばアルミニウムで形成されたチャンバー50、マイクロ波をチャンバー50内へ導波するマイクロ波導波路51、マイクロ波を透過させる石英により形成されたマイクロ波透過窓52、及び、プロセスガス等を導入するガス導入路53を有している。また、チャンバー50内には、例えば図1に示す半導体基板10を保持するステージ54が設けられており、該ステージ54は半導体基板10上に形成されているレジスト膜12を効率良く除去するために250度に加熱されている。さらに、チャンバー50の内壁には、従来例と同様に、アッシングを行なう際の保護膜として例えばポリイミドよりなる有機膜55が形成されている。尚、図8に示すアッシング装置及びその構成部品は全て電位的に接地されている。また、このように、図8に示すアッシング装置は、図1に示したアッシング装置と同様である。
The ashing device shown in FIG. 8 includes a
このようなアッシング装置において、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、チャンバー50内に配置された半導体基板10(図1参照)上に形成されているレジスト膜12に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスよりなるプラズマを用いて第1のアッシングを行なうと共に、チャンバー50の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜56を形成し、その後、レジスト膜12に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いて第2のアッシングを行なう。すなわち、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第2のアッシングを行なう前に、不活性ガスよりなるプラズマを用いて第1のアッシングを行なって炭素含有膜56を形成することを特徴とする。
In such an ashing apparatus, the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment is not suitable for the resist
以下に、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。 The semiconductor device manufacturing method according to the fourth embodiment will be specifically described below.
まず、第1のアッシング工程として、チャンバー50内に配置された半導体基板10上に形成されているレジスト膜12に対して、不活性ガスとして例えばアルゴン(Ar)ガスよりなるプラズマを用いて第1のアッシングを行なう。具体的に、第1のアッシング条件としては、例えば、アルゴンガスの流量を約300mL/min(標準状態)、マイクロ波出力を2000W、チャンバー圧力を5Pa、基板温度を250℃、及び放電時間を約1分間とする。
First, as the first ashing process, the resist
次に、第1のアッシング工程の後に、レジスト膜12に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いて第2のアッシングを行なう。具体的に、第2のアッシング条件としては、例えば、酸素(O2 )ガスの流量を約300mL/min(標準状態)、マイクロ波出力を2000W、チャンバー圧力を5Pa、基板温度を250℃、及び放電時間を約30秒間とする。
Next, after the first ashing step, second ashing is performed on the resist
図9は、アルゴンガスよりなるプラズマを用いた第1のアッシング及び酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシングにおける有機膜55及び炭素含有膜56の堆積速度を示している。
FIG. 9 shows the deposition rates of the
図9から明らかなように、アルゴンガスよりなるプラズマを用いた第1のアッシングの際には、有機膜55は燃焼することなく、炭素含有膜56が常に堆積される。一方、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシングの際は、有機膜55は燃焼され、炭素含有膜56が堆積されることはない。このように、第1のアッシングによって、炭素含有膜56が堆積されるのは、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板10上に形成されているレジスト膜とは化学的に反応しないので、第1のアッシングの際にスパッタリングされたレジスト膜の大部分は排気されずにチャンバー50の内壁に吸着するからである。
As is clear from FIG. 9, in the first ashing using the plasma made of argon gas, the
次に、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法が、第1のアッシング工程と第2のアッシング工程との2つのステップを行なうことから、第1のアッシング工程を行なう時間t1と第2のアッシング工程を行なう時間t2について説明する。 Next, since the semiconductor device manufacturing method according to the fourth embodiment performs the two steps of the first ashing step and the second ashing step, the time t1 during which the first ashing step is performed and the second step. The time t2 during which the ashing process is performed will be described.
まず、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法において行なう総アッシング時間Tは、下記式(1)に示すように、第1のアッシング時間t1と第2のアッシング時間t2との和により決定することができる。 First, the total ashing time T performed in the semiconductor device manufacturing method according to the fourth embodiment is determined by the sum of the first ashing time t1 and the second ashing time t2, as shown in the following formula (1). can do.
T=t1+t2 ・・・ (1) T = t1 + t2 (1)
次に、半導体基板10上に形成されているレジスト膜12の膜厚に相当するアッシング量To(定数)は、第1のアッシング工程における第1のアッシング量と第2のアッシング工程における第2のアッシング量との和により示される。また、第1のアッシング量は、第1のアッシング速度R1(定数)と第1のアッシング時間t1との積により決定することができ、第2のアッシング量は、第2のアッシング速度R2(定数)と第2のアッシング時間t2との積により決定できる。従って、アッシング量Toは、下記式(2)で表すことができる。
Next, the ashing amount To (constant) corresponding to the film thickness of the resist
R1・t1+R2・t2=To ・・・ (2) R1 · t1 + R2 · t2 = To (2)
また、第1のアッシング工程で炭素含有膜56が堆積する一方、第2のアッシング工程で有機膜56が消費されるので、有機膜56が消費されてチャンバー50の内壁が露出しないようにするためには、炭素含有膜56の堆積速度D1(定数)と有機膜55の消費速度(D2)との関係は、下記式(3)で表すことができる。
In addition, since the carbon-containing
D1・t1+D2・t2>0 ・・・ (3) D1 · t1 + D2 · t2> 0 (3)
関係式(1)〜(3)を整理すると、関係式(4)〜(6)に示すようにt1、t2、Tをそれぞれ算出することができる。 When relational expressions (1) to (3) are arranged, t1, t2, and T can be calculated as shown in relational expressions (4) to (6).
前記式(1)〜(3)をもとに、第1のアッシング時間t1、第2のアッシング時間t2、及び総アッシング時間Tは、下記式(4)〜(6)により表される。 Based on the equations (1) to (3), the first ashing time t1, the second ashing time t2, and the total ashing time T are represented by the following equations (4) to (6).
t1<To/(R1−R2・D1/D2) ・・・ (4) t1 <To / (R1-R2 / D1 / D2) (4)
t2<To/(R2−R1・D2/D1) ・・・ (5) t2 <To / (R2-R1 / D2 / D1) (5)
T=t1+t2<To/(R1−R2・D1/D2)+To/(R2−R1・D2/D1) ・・・ (6) T = t1 + t2 <To / (R1-R2 / D1 / D2) + To / (R2-R1 / D2 / D1) (6)
従って、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、前記式(3)〜(6)を考慮して、第1のアッシング工程及び第2のアッシング工程を行なうことにより、チャンバー50の内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止することができる。 Therefore, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment, the first ashing process and the second ashing process are performed in consideration of the above formulas (3) to (6), thereby It is possible to prevent the inner wall from being exposed and being directly exposed to the plasma.
以上のように、第4の半導体装置の製造方法によると、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシング工程を行なう前に、アルゴンガスよりなるプラズマを用いた第1のアッシング工程を行なうことにより、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板10上のレジスト膜12とは化学的に反応しないので、アルゴンガスよりなるプラズマによりスパッタリングされたレジスト膜12の大部分は排気されることなくチャンバー50の内壁に吸着する。このため、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシングの際にチャンバー40の内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、チャンバー50の内壁がエッチングされることによって半導体基板10に生じる金属汚染を低減することができる。また、安価なアルゴンガスを用いることによって、半導体基板10に生じる金属汚染を低減することができるので、コストの削減を実現できる。
As described above, according to the fourth semiconductor device manufacturing method, the first ashing process using the argon gas plasma is performed before the second ashing process using the oxygen gas plasma. Therefore, the plasma made of argon gas and the resist
また、第4の実施形態では、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いたが、ヘリウム、ネオン、キセノンを用いても、前述と同様の効果が得られることは言うまでもない。 In the fourth embodiment, argon gas is used as the inert gas, but it goes without saying that the same effect as described above can be obtained even if helium, neon, or xenon is used.
尚、第4の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ICP型、平行平板RF型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。 In the fourth embodiment, the case where the ashing device is a high-density microplasma ashing device has been described. However, even if the ashing device is of a microwave downstream type, an ICP type, or a parallel plate RF type, a high-density microplasma ashing device is used. The same effect as in the case of the plasma ashing apparatus can be obtained.
(第5の実施形態)
以下に、本発明の第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図1、図8及び図10を参照しながら説明する。
(Fifth embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前述の第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法を発展させた製造方法であり、第4の実施形態と同様の金属汚染の低減を実現すると共に、前工程でチャンバー内に残留しているアルミニウム系の汚染の低減を合わせて実現するものである。 The manufacturing method of the semiconductor device according to the fifth embodiment is a manufacturing method obtained by developing the manufacturing method of the semiconductor device according to the above-described fourth embodiment, and reduces the metal contamination as in the fourth embodiment. In addition to the realization, the reduction of the contamination of the aluminum system remaining in the chamber in the previous process is also realized.
尚、第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる装置として、前述の図8に示したアッシング装置を用いて説明すると共に、第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法に関連するアッシング工程としては、例えば、第1の実施形態と同様に、前記図1(c)で説明したアッシング工程の場合と同様であるとする。 In addition, as an apparatus used for the manufacturing method of the semiconductor device according to the fifth embodiment, the ashing apparatus shown in FIG. 8 described above will be used and related to the manufacturing method of the semiconductor device according to the fifth embodiment. Assume that the ashing process is the same as the ashing process described in FIG. 1C, for example, as in the first embodiment.
第5の半導体装置の製造方法では、チャンバー50(図8参照)内に配置された半導体基板10(図1参照)上に形成されているレジスト膜12に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスに塩素ガスを添加してなるプラズマを用いて第1のアッシングを行なうと共に、チャンバー50の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜55を形成する工程と、その後、炭素含有膜55に対して、酸素ガスよりなるプラズマを用いて第2のアッシングを行なう。すなわち、第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第1のアッシング工程において、アルゴンガスに塩素ガスを添加してなるプラズマを用いた第1のエッチングを行なうことを特徴とし、第2のアッシング工程は第4の実施形態と同様である。
In the fifth method for manufacturing a semiconductor device, for example, argon gas is used as an inert gas for the resist
以下に、第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。 The semiconductor device manufacturing method according to the fifth embodiment will be specifically described below.
まず、第1のアッシング工程として、チャンバー50内に配置された半導体基板10上に形成されているレジスト膜12に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスに塩素ガスを添加してなるプラズマを用いて第1のアッシングを行なう。具体的に、第1のアッシング条件としては、例えば、アルゴンガスの流量を約300mL/min(標準状態)、塩素ガスの流量を約50mL/min(標準状態)、マイクロ波出力を2000W、チャンバー50の圧力を5Pa、半導体基板10の温度を250℃、及び放電時間を約1分間とする。
First, as a first ashing process, plasma obtained by adding chlorine gas to argon gas as an inert gas is used for the resist
次に、第1のアッシング工程の後に、レジスト膜12に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシングを行なう。具体的に、第2のアッシング条件としては、例えば、酸素ガスの流量を約300mL/min(標準状態)、マイクロ波出力を2000W、チャンバー50の圧力を5Pa、半導体基板10の温度を250℃、及び放電時間を約30秒間とする。
Next, after the first ashing step, second ashing using plasma made of a gas containing oxygen is performed on the resist
尚、第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、第4の実施形態と同様に、前記式(3)〜(6)を考慮して、第1のアッシング工程及び第2のアッシング工程を行なうことにより、チャンバー50の内壁が露出して直接プラズマに曝されることを防止することができる。
In the semiconductor device manufacturing method according to the fifth embodiment, as in the fourth embodiment, the first ashing process and the second ashing are performed in consideration of the equations (3) to (6). By performing the process, it is possible to prevent the inner wall of the
このような条件下で第1及び第2のアッシング工程を行なうと、アルゴンガスに塩素ガスが添加されてなるプラズマを用いた第1のアッシングの際には、有機膜55は燃焼することなく、炭素含有膜56が常に堆積されると共に、チャンバー50内に残留しているアルミニウムを除去することができる。この残留アルミニウムの除去は、塩素とアルミニウムとが、下記式(7)で示すような反応を起こすことにより、残留アルミニウムが気化して真空排気されるからである。
When the first and second ashing steps are performed under such conditions, the
Al+4Cl→AlCl4 ↑ ・・・ (7) Al + 4Cl → AlCl 4 ↑ (7)
一方、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシングの際は、第4の実施形態と同様に、有機膜55は燃焼され、炭素含有膜56が堆積されることはない。
On the other hand, in the second ashing using the plasma made of oxygen gas, the
尚、第1のアッシングによって、炭素含有膜56が堆積されるのは、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板10の形成されているレジスト膜12とは化学的に反応しないので、第1のアッシングの際にスパッタリングされたレジスト膜12の大部分は排気されずにチャンバー50の内壁に吸着するからである。
The carbon-containing
図10は、第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法によるアルミニウム汚染量と第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法によるアルミニウム汚染量と従来法によるアルミニウム汚染量との比較を示している。 FIG. 10 shows a comparison between the aluminum contamination amount by the semiconductor device manufacturing method according to the fifth embodiment, the aluminum contamination amount by the semiconductor device manufacturing method according to the fifth embodiment, and the aluminum contamination amount by the conventional method. Yes.
図10から明らかなように、アルゴンガスに塩素ガスが添加されてなるプラズマを用いた第1のアッシング工程を有する第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法の場合には、従来例の場合はもちろんのこと、第1の実施形態による場合と比較しても、大幅にアルミニウム汚染量を低減することができる。 As is apparent from FIG. 10, in the case of the semiconductor device manufacturing method according to the fifth embodiment having the first ashing process using the plasma in which chlorine gas is added to argon gas, the case of the conventional example is used. Needless to say, the amount of aluminum contamination can be greatly reduced as compared with the case of the first embodiment.
以上のように、第5の半導体装置の製造方法によると、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシング工程を行なう前に、アルゴンガスに塩素ガスが添加されてなるプラズマを用いた第1のアッシング工程を行なうことにより、第4の実施形態と同様に、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板10上のレジスト膜12とは化学的に反応しないので、スパッタリングされたレジスト膜12の大部分は排気されることなくチャンバー50の内壁に吸着する。これにより、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシングの際にチャンバー40の内壁が露出して直接プラズマに曝されることを防止できるので、チャンバー50の内壁がエッチングされることによって半導体基板10に生じる金属汚染を低減することができる。
As described above, according to the fifth method of manufacturing a semiconductor device, before performing the second ashing process using the plasma made of oxygen gas, the first using the plasma made by adding chlorine gas to argon gas. By performing this ashing step, the plasma made of argon gas and the resist
さらに、アルゴンガスに塩素ガスが添加されてなるプラズマを用いているので、例えば前工程においてアルミニウム配線を形成する際のエッチング等により発生するアルミニウムがチャンバー50内に残留している場合に、アルミニウムと塩素とが選択的に反応することにより残留アルミニウムが排気されるので、アルミニウム系の金属汚染の低減を合わせて実現することができる。また、チャンバー50の内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染とアルミニウム系の金属汚染とを異なる装置を用いることなく同一の装置で対処することができる。
Furthermore, since plasma using chlorine gas added to argon gas is used, for example, when aluminum generated by etching or the like when forming aluminum wiring in the previous process remains in the
また、安価なアルゴンガスを用いて、半導体基板10に生じる金属汚染を低減することができるので、コストの削減を実現できる。
Moreover, since metal contamination generated on the
また、第4の実施形態では、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いたが、ヘリウム、ネオン、キセノンを用いても、前述と同様の効果が得られることは言うまでもない。 In the fourth embodiment, argon gas is used as the inert gas, but it goes without saying that the same effect as described above can be obtained even if helium, neon, or xenon is used.
尚、第5の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ICP型、平行平板RF型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。 In the fifth embodiment, the case where the ashing device is a high-density microplasma ashing device has been described. However, even if the ashing device is of a microwave downstream type, an ICP type, or a parallel plate RF type, a high-density microplasma ashing device is used. The same effect as in the case of the plasma ashing apparatus can be obtained.
(第6の実施形態)
以下に、本発明の第6の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図1、図8及び図11を参照しながら説明する。
(Sixth embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
第6の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前述の第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法を発展させた製造方法であり、第4の実施形態と同様に金属汚染の低減を実現すると共に、例えば前工程でチャンバー内に残留しているイオン注入されたドーパントによる汚染の低減を合わせて実現するものである。 The semiconductor device manufacturing method according to the sixth embodiment is a manufacturing method obtained by developing the semiconductor device manufacturing method according to the above-described fourth embodiment, and reduces metal contamination as in the fourth embodiment. In addition to the realization, for example, the reduction of contamination due to the ion-implanted dopant remaining in the chamber in the previous process is also realized.
尚、第6の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる装置として、前述の図8に示したアッシング装置を用いて説明すると共に、第6の実施形態に係る半導体装置の製造方法に関連するアッシング工程としては、例えば、第1の実施形態と同様に、前記図1(c)で説明したアッシング工程の場合と同様であるとする。 In addition, as an apparatus used for the manufacturing method of the semiconductor device according to the sixth embodiment, the ashing apparatus shown in FIG. 8 described above will be used and related to the manufacturing method of the semiconductor device according to the sixth embodiment. Assume that the ashing process is the same as the ashing process described in FIG. 1C, for example, as in the first embodiment.
第6の半導体装置の製造方法では、チャンバー50(図8参照)内に配置された半導体基板10(図1参照)上に形成されているレジスト膜12に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスに水素ガスを添加してなるプラズマを用いて第1のアッシングを行なうと共に、チャンバー50の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜55を形成する工程と、その後、炭素含有膜55に対して、酸素ガスよりなるプラズマを用いて第2のアッシングを行なう。すなわち、第6の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第1のアッシング工程において、アルゴンガスに水素ガスを添加してなるプラズマを用いた第1のエッチングを行なうことを特徴とし、第2のアッシング工程は第4の実施形態と同様である。
In the sixth method for manufacturing a semiconductor device, for example, argon gas is used as an inert gas for the resist
以下に、第6の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。 The semiconductor device manufacturing method according to the sixth embodiment will be specifically described below.
まず、第1のアッシング工程として、チャンバー50内に配置された半導体基板10上に形成されているレジスト膜12に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスに水素ガスが添加されてなるプラズマを用いて第1のアッシングを行なう。具体的に、第1のアッシング条件としては、例えば、アルゴン(Ar)ガスの流量を約300mL/min(標準状態)、水素ガスの流量を約50mL/min(標準状態)、マイクロ波出力を2000W、チャンバー圧力を5Pa、基板温度を250℃、及び放電時間を約1分間とする。
First, as a first ashing process, plasma obtained by adding hydrogen gas to, for example, argon gas as an inert gas is used for the resist
次に、第1のアッシング工程の後に、レジスト膜12に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシングを行なう。具体的に、第2のアッシング条件としては、例えば、酸素(O2 )ガスの流量を約300mL/min(標準状態)、マイクロ波出力を2000W、チャンバー圧力を5Pa、基板温度を250℃、及び放電時間を約30秒間とする。
Next, after the first ashing step, second ashing using plasma made of a gas containing oxygen is performed on the resist
尚、第6の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、第4の実施形態と同様に、前記式(3)〜(6)を考慮して、第1のアッシング工程及び第2のアッシング工程を行なうことにより、チャンバー50の内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止することができる。
In the semiconductor device manufacturing method according to the sixth embodiment, as in the fourth embodiment, the first ashing process and the second ashing are performed in consideration of the equations (3) to (6). By performing the process, it is possible to prevent the inner wall of the
このような条件下で第1及び第2のアッシング工程を行なうと、アルゴンガスに水素ガスが添加されてなるプラズマを用いた第1のアッシングの際には、有機膜55は燃焼することなく、炭素含有膜56が常に堆積されると共に、チャンバー50内に酸化物として残留しているホウ素を除去することができる。この残留ホウ素の除去は、ホウ素と水素とが、下記式(8)で示すような反応を起こすことにより、残留ホウ素が気化して真空排気されるからである。
When the first and second ashing steps are performed under such conditions, the
B2O3+12H→B2H6 ↑+3H2O ↑ ・・・ (8) B 2 O 3 + 12H → B 2 H 6 ↑ + 3H 2 O ↑ (8)
一方、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシングの際は、第4の実施形態と同様に、有機膜55は燃焼され、炭素含有膜56が堆積されることはない。
On the other hand, in the second ashing using the plasma made of oxygen gas, the
尚、第1のアッシングによって、炭素含有膜56が堆積されるのは、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板10の形成されているレジスト膜12とは化学的に反応しないので、第1のアッシングの際にスパッタリングされたレジスト膜12の大部分は排気されずにチャンバー50の内壁に吸着するからである。
The carbon-containing
図11は、第6の実施形態に係る半導体装置の製造方法によるホウ素汚染量と従来法によるホウ素汚染量との比較を示している。 FIG. 11 shows a comparison between the amount of boron contamination by the semiconductor device manufacturing method according to the sixth embodiment and the amount of boron contamination by the conventional method.
図11から明らかなように、アルゴンガスに水素ガスが添加されてなるプラズマを用いた第1のアッシング工程を有する第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法の場合には、従来例の場合と比較して、ホウ素汚染量を大幅に低減することができる。 As is apparent from FIG. 11, in the case of the semiconductor device manufacturing method according to the fifth embodiment having the first ashing process using plasma in which hydrogen gas is added to argon gas, the case of the conventional example is used. Compared with, the amount of boron contamination can be greatly reduced.
以上のように、第5の半導体装置の製造方法によると、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシング工程を行なう前に、アルゴンガスに水素ガスが添加されてなるプラズマを用いた第1のアッシング工程を行なうことにより、第4の実施形態と同様に、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板10上のレジスト膜12とは化学的に反応しないので、スパッタリングされたレジスト膜12の大部分は排気されることなくチャンバー50の内壁に吸着する。これにより、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシングの際にチャンバー40の内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、チャンバー50の内壁がエッチングされることによって半導体基板10に生じる金属汚染を低減することができる。
As described above, according to the fifth method of manufacturing a semiconductor device, before performing the second ashing process using the plasma made of oxygen gas, the first using the plasma made by adding hydrogen gas to argon gas. By performing this ashing step, the plasma made of argon gas and the resist
さらに、アルゴンガスに水素ガスが添加されてなるプラズマを用いているので、例えば前工程においてイオン注入されたホウ素等のドーパントがチャンバー50内に残留している場合に、水素の還元作用により酸化物として残留しているドーパントが排気されるので、残留ドーパントによる汚染の低減も合わせて実現することができる。また、チャンバー50の内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染とドーパントによる汚染とを異なる装置を用いることなく同一の装置で対処することができる。
Further, since a plasma in which hydrogen gas is added to argon gas is used, for example, when a dopant such as boron ion-implanted in the previous process remains in the
また、安価なアルゴンガスを用いて、半導体基板10に生じる金属汚染を低減することができるので、コストの削減を実現できる。
Moreover, since metal contamination generated on the
また、第6の実施形態では、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いたが、ヘリウム、ネオン、キセノンを用いても、前述と同様の効果が得られることは言うまでもない。 In the sixth embodiment, argon gas is used as the inert gas. Needless to say, the same effect as described above can be obtained even if helium, neon, or xenon is used.
また、第6の実施形態では、ドーパントとしてホウ素の場合について説明したが、リン(P)、ヒ素(As)、インジウム(In)等がドーパントである場合であっても同様に、金属汚染と共にドーパントによる汚染の低減を実現することができる。 In the sixth embodiment, the case where boron is used as a dopant has been described. However, even when phosphorus (P), arsenic (As), indium (In), or the like is a dopant, the dopant is similarly mixed with metal contamination. It is possible to achieve a reduction in contamination due to.
また、第6の実施形態では、第1のアッシング工程において、アルゴンガスに水素ガスを添加する場合について説明したが、第2のアッシングステップにおいて、酸素ガスに対して例えば5%程度の微少量の水素ガスを添加することによっても同様の効果を得ることができる。 In the sixth embodiment, the case where hydrogen gas is added to the argon gas in the first ashing process has been described. However, in the second ashing process, a small amount of, for example, about 5% of oxygen gas is used. The same effect can be obtained by adding hydrogen gas.
尚、第6の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ICP型、平行平板RF型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。 In the sixth embodiment, the case where the ashing device is a high-density microplasma ashing device has been described. However, even if the ashing device is of a microwave downstream type, an ICP type, or a parallel plate RF type, a high-density microplasma ashing device is used. The same effect as in the case of the plasma ashing apparatus can be obtained.
(第7の実施形態)
以下に、本発明の第7の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図1、図8及び図12を参照しながら説明する。
(Seventh embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
第7の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前述の第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法を発展させた製造方法であり、第4の実施形態と同様の金属汚染の低減を実現すると共に、例えば前工程でチャンバー内に残留しているタングステン(W)による汚染の低減を合わせて実現するものである。 The manufacturing method of the semiconductor device according to the seventh embodiment is a manufacturing method obtained by developing the manufacturing method of the semiconductor device according to the above-described fourth embodiment, and reduces the metal contamination as in the fourth embodiment. In addition to the realization, for example, the reduction of contamination by tungsten (W) remaining in the chamber in the previous process is also realized.
尚、第7の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる装置として、前述の図8に示したアッシング装置を用いて説明すると共に、第7の実施形態に係る半導体装置の製造方法に関連するアッシング工程について、例えば、第1の実施形態と同様に、前記図1(c)で説明したアッシング工程を一例として説明する。 In addition, as an apparatus used for the manufacturing method of the semiconductor device according to the seventh embodiment, the ashing apparatus shown in FIG. As for the ashing process, for example, as in the first embodiment, the ashing process described in FIG. 1C will be described as an example.
第7の半導体装置の製造方法では、チャンバー50(図8参照)内に配置された半導体基板10(図1参照)上に形成されているレジスト膜12に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスにフッ素を含むガスを添加してなるプラズマを用いて第1のアッシングを行なうと共に、チャンバー50の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜55を形成する工程と、その後、炭素含有膜55に対して、酸素ガスよりなるプラズマを用いて第2のアッシングを行なう。すなわち、第7の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第1のアッシング工程において、アルゴンガスにフッ素を含むガスを添加してなるプラズマを用いた第1のエッチングを行なうことを特徴とし、第2のアッシング工程は第4の実施形態と同様である。
In the seventh method for manufacturing a semiconductor device, an inert gas such as argon gas is applied to the resist
以下に、第7の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。 The semiconductor device manufacturing method according to the seventh embodiment will be specifically described below.
まず、第1のアッシング工程として、チャンバー50内に配置された半導体基板10上に形成されているレジスト膜12に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスにフッ素を含むガスを添加してなるプラズマを用いて第1のアッシングを行なう。具体的に、第1のアッシング条件としては、例えば、アルゴン(Ar)ガスの流量を約300mL/min(標準状態)、フッ素(F)を含むガスとしてCF4 ガスの流量を約10mL/min(標準状態)、マイクロ波出力を2000W、チャンバー圧力を5Pa、基板温度を250℃、及び放電時間を約1分間とする。
First, as a first ashing process, plasma obtained by adding a gas containing fluorine as an inert gas, for example, an argon gas to the resist
次に、第1のアッシング工程の後に、レジスト膜12に対して、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシングを行なう。具体的に、第2のアッシング条件としては、例えば、酸素(O2 )ガスの流量を約300mL/min(標準状態)、マイクロ波出力を2000W、チャンバー圧力を5Pa、基板温度を250℃、及び放電時間を約30秒間とする。
Next, after the first ashing step, second ashing using plasma made of oxygen gas is performed on the resist
尚、第7の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、第4の実施形態と同様に、前記式(3)〜(6)を考慮して、第1のアッシング工程及び第2のアッシング工程を行なうことにより、チャンバー50の内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止することができる。
In the semiconductor device manufacturing method according to the seventh embodiment, as in the fourth embodiment, the first ashing process and the second ashing are performed in consideration of the equations (3) to (6). By performing the process, it is possible to prevent the inner wall of the
このような条件下で第1及び第2のアッシング工程を行なうと、アルゴンガスにフッ素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いた第1のアッシングの際には、有機膜55は燃焼することなく、炭素含有膜56が常に堆積されると共に、チャンバー50内に残留しているタングステンを除去することができる。この残留タングステンの除去は、タングステンとフッ素とが、下記式(9)で示すような反応を起こすことにより、残留タングステンが気化して真空排気されるからである。
When the first and second ashing steps are performed under such conditions, the
W+6F→WF6 ↑ ・・・ (9) W + 6F → WF 6 ↑ (9)
一方、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシングの際は、第4の実施形態と同様に、有機膜55は燃焼され、炭素含有膜56が堆積されることはない。
On the other hand, in the second ashing using the plasma made of oxygen gas, the
尚、第1のアッシングによって、炭素含有膜56が堆積されるのは、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板10上に形成されているレジスト膜12とは化学的に反応しないので、第1のアッシングの際にスパッタリングされたレジスト膜12の大部分は排気されずにチャンバー50の内壁に吸着するからである。
The carbon-containing
図12は、第7の実施形態に係る半導体装置の製造方法によるタングステン汚染量と従来法による場合のタングステン汚染量との比較を示している。 FIG. 12 shows a comparison between the amount of tungsten contamination by the semiconductor device manufacturing method according to the seventh embodiment and the amount of tungsten contamination by the conventional method.
図12から明らかなように、アルゴンガスにフッ素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いた第1のアッシング工程を有する第7の実施形態に係る半導体装置の製造方法の場合には、従来例の場合と比較して、タングステン汚染量を大幅に低減することができる。 As is apparent from FIG. 12, in the case of the semiconductor device manufacturing method according to the seventh embodiment having the first ashing process using plasma in which a gas containing fluorine is added to argon gas, the conventional example is used. Compared with the case, the amount of tungsten contamination can be greatly reduced.
以上のように、第7の半導体装置の製造方法によると、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシング工程を行なう前に、アルゴンガスにフッ素を含むガスとしてCF4 ガスが添加されてなるプラズマを用いた第1のアッシング工程を行なうことにより、第4の実施形態と同様に、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板10上のレジスト膜12とは化学的に反応しないので、スパッタリングされたレジスト膜12の大部分は排気されることなくチャンバー50の内壁に吸着する。これにより、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第2のアッシングの際にチャンバー50の内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、チャンバー50の内壁がエッチングされることによって半導体基板10に生じる金属汚染を低減することができる。
As described above, according to the seventh method for manufacturing a semiconductor device, before performing the second ashing process using plasma made of oxygen gas, CF 4 gas is added as a gas containing fluorine to argon gas. By performing the first ashing process using plasma, the plasma made of argon gas and the resist
さらに、アルゴンガスにフッ素を含むガスとしてCF4 ガスが添加されてなるプラズマを用いているので、例えば前工程でコンタクトプラグの形成の際に生じたタングステンがチャンバー50内に残留している場合に、タングステンとフッ素とが選択的に反応することにより残留タングステンが排気されるので、タングステンによる金属汚染の低減を合わせて実現することができる。また、チャンバー50の内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染とタングステンによる金属汚染とを異なる装置を用いることなく同一の装置で対処することができる。
Further, since a plasma in which CF 4 gas is added as a gas containing fluorine to argon gas is used, for example, when tungsten generated in forming a contact plug in the previous process remains in the
また、安価なアルゴンガスを用いて、半導体基板10に生じる金属汚染を低減することができるので、コストの削減を実現できる。
Moreover, since metal contamination generated on the
尚、第7の実施形態では、フッ素を含むガスとしてCF4 ガスを用いた場合について説明したが、C4F8、C5F8、C4F6、CHF3、CH2F2又はCH3Fよりなるガスであっても、前述と同様の効果を得ることができる。 In the seventh embodiment, CF 4 gas is used as the fluorine-containing gas. However, C 4 F 8 , C 5 F 8 , C 4 F 6 , CHF 3 , CH 2 F 2 or CH Even with a gas composed of 3 F, the same effects as described above can be obtained.
また、第7の実施形態では、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いたが、ヘリウム、ネオン、キセノンを用いても、前述と同様の効果が得られることは言うまでもない。 In the seventh embodiment, argon gas is used as the inert gas. Needless to say, the same effect as described above can be obtained even if helium, neon, or xenon is used.
尚、第7の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ICP型、平行平板RF型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。 In the seventh embodiment, the case where the ashing device is a high-density microplasma ashing device has been described. However, even if the ashing device is of a microwave downstream type, an ICP type, or a parallel plate RF type, a high-density microplasma ashing device is used. The same effect as in the case of the plasma ashing apparatus can be obtained.
(第8の実施形態)
以下に、本発明の第8の実施形態に係る半導体装置の製造方法について図1(a)〜(c)、図8及び図13を参照しながら説明する。尚、第8の実施形態に係る半導体装置の製造方法に示すアッシング工程について。例えば前記図1(c)で説明したアッシング工程を一例として説明すると共に、図8に示したアッシング装置を例に用いながら説明する。
(Eighth embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that the ashing process shown in the semiconductor device manufacturing method according to the eighth embodiment. For example, the ashing process described in FIG. 1C will be described as an example, and the ashing apparatus illustrated in FIG. 8 will be used as an example.
第8の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、C4F8、C5F8、C4F6、CHF3、CH2F2及びCH3Fのうちの少なくとも1つを含むガスよりなるプラズマを用いて、チャンバー50の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜56を形成する工程と、その後、チャンバー50内に配置された半導体基板10に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いて、炭素含有膜56を除去しながらアッシングを行なう工程とを備えることを特徴とする。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the eighth embodiment, from a gas containing at least one of C 4 F 8 , C 5 F 8 , C 4 F 6 , CHF 3 , CH 2 F 2, and CH 3 F. A step of forming a carbon-containing
以下に、第8の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、具体的に説明する。 The semiconductor device manufacturing method according to the eighth embodiment will be specifically described below.
まず、C4F8、C5F8、C4F6、CHF3、CH2F2及びCH3Fのうちの少なくとも1つを含むガスよりなるプラズマを用いて、チャンバー50の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜56を形成する工程として、例えばC5F8ガスよりなるプラズマを用いたシーズニングよりチャンバー50の内壁に炭素含有膜56を形成する。
First, carbon is formed on the inner wall of the
ここでのシーズニング条件としては、例えば、アルゴン(Ar)ガスの流量を300mL/min(標準状態)、C5F8ガスの流量を約15mL/min(標準状態)、マイクロ波の出力を2000W、チャンバー圧力を5Pa、基板温度を250℃、及び放電時間を約1分間とする。 As seasoning conditions here, for example, the flow rate of argon (Ar) gas is 300 mL / min (standard state), the flow rate of C 5 F 8 gas is about 15 mL / min (standard state), and the microwave output is 2000 W. The chamber pressure is 5 Pa, the substrate temperature is 250 ° C., and the discharge time is about 1 minute.
次に、炭素含有膜56が形成されたアッシング装置のチャンバー20内へ半導体基板10を搬入する。
Next, the
次に、チャンバー50内へ搬送された半導体基板10に対して、酸素ガスよりなるプラズマを用いたアッシングを行なうことにより、チャンバー50の内壁に形成された炭素含有膜56を除去すると共に半導体基板10上のレジスト膜12を除去する。
Next, ashing using plasma made of oxygen gas is performed on the
次に、チャンバー50内から半導体基板10を搬出する。
Next, the
図13は、炭素含有膜56の堆積量とシーズニング時間との関係図を示している。
FIG. 13 shows a relationship between the deposition amount of the carbon-containing
図13に示すように、放電を開始した直後から炭素含有膜56がチャンバー50の内壁に堆積し始めると共に、シーズニング時間の増加に比例して炭素含有膜56の膜厚は増加する。このため、シーズニングを行なう工程及びアッシングを行なう工程は、前述の第4の実施形態と同様に、式(3)〜(6)に基づいて行なえばよい。
As shown in FIG. 13, the carbon-containing
以上のように、第8の実施形態によると、アッシングを行なう前に、シーズンニングによりチャンバー50の内壁に炭素含有膜56を形成した後に、炭素含有膜56を除去しながらアッシングを行なって半導体基板10の上のレジスト膜12を除去するので、アッシングの際にチャンバー50の内壁が露出して直接プラズマに曝されることを防止できるので、チャンバー50の内壁がエッチングされることによって半導体基板10に生じる金属汚染を低減することができる。
As described above, according to the eighth embodiment, before the ashing is performed, the carbon-containing
また、第8の実施形態では、レジスト膜12が形成された半導体基板10に対してアッシングする場合について説明したが、レジスト膜12が形成されていない半導体基板に対してアッシングを行なう場合であっても、アッシングの際には、シーズンニングによりチャンバー50の内壁に炭素含有膜56が形成されているので、チャンバー50の内壁がエッチングされることによってレジスト膜を有さない半導体基板に生じる金属汚染を低減することができる。
In the eighth embodiment, the case where ashing is performed on the
(第9の実施形態)
以下に、本発明の第9の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図1(a)〜(c)、図14及び図15を参照しながら説明する。尚、第9の実施形態に係る半導体装置の製造方法に示すアッシング工程について、例えば、第1の実施形態と同様に、前記図1(c)で説明したアッシング工程を一例として説明する。
(Ninth embodiment)
The method for manufacturing a semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (c), FIG. 14 and FIG. The ashing process shown in the semiconductor device manufacturing method according to the ninth embodiment will be described by taking the ashing process described in FIG. 1C as an example, as in the first embodiment.
図14は、第9の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いるアッシング装置を示している。 FIG. 14 shows an ashing device used in the semiconductor device manufacturing method according to the ninth embodiment.
図14に示すアッシング装置は、例えばアルミニウムで形成されたチャンバー80、マイクロ波をチャンバー80内へ導波するマイクロ波導波路81、マイクロ波を透過させる石英により形成されたマイクロ波透過窓82、及び、プロセスガスとして例えば酸素を含むガスを導入するガス導入路83を有している。また、チャンバー80内には、例えば図1に示した半導体基板10を保持するステージ84が設けられており、該ステージ84は半導体基板10上に形成されているレジスト膜12を効率良く除去するために250度に加熱されている。さらに、チャンバー80の内壁には、従来例と同様に、アッシングを行なう際の保護膜として例えばポリイミドよりなる有機膜85が形成されている。尚、図14に示すアッシング装置及びその部品は全て電位的に接地されている。
The ashing device shown in FIG. 14 includes, for example, a
また、図14に示すアッシング装置には、チャンバー80の外壁に、チャンバー80を冷却するための液体窒素の配管87が備え付けられている。
The ashing apparatus shown in FIG. 14 is provided with a
このようなアッシング装置において、第9の実施形態に係る半導体装置の製造方法ではチャンバー80内に配置された半導体基板10上に形成されているレジスト膜12に対して、チャンバー80を冷却しながら、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共にチャンバー80の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜86を形成することを特徴とする。
In such an ashing apparatus, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the ninth embodiment, while cooling the
以下に、第9の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。 The method for manufacturing the semiconductor device according to the ninth embodiment will be specifically described below.
まず、通常、プロセスガスとして主に酸素を含むガスをガス導入路83からチャンバー80内へ導入し、マイクロ波導波管81及びマイクロ波透過窓82を介して2.45GHzのマイクロ波を印加することにより高密度の酸素プラズマを発生させる。チャンバー80内に設けられたステージ84は接地されているので、プラズマが有するポテンシャルエネルギーによって、酸素イオンと電子との間に電位差が生じ、プラズマ中の酸素イオンが半導体基板10の方に引き寄せられる。このため、酸素イオンが半導体基板10上に形成されたレジスト膜12に衝突することにより、アッシング工程は進行する。
First, a gas mainly containing oxygen as a process gas is usually introduced into the
第9の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、アッシングの条件として、例えば酸素(O2 )ガスの流量を約300mL/min(標準状態)、マイクロ波出力を2000W、チャンバー圧力を5Pa、基板温度を250℃、放電時間を約1分間とする。 In the semiconductor device manufacturing method according to the ninth embodiment, as ashing conditions, for example, the flow rate of oxygen (O 2 ) gas is about 300 mL / min (standard state), the microwave output is 2000 W, the chamber pressure is 5 Pa, The substrate temperature is 250 ° C. and the discharge time is about 1 minute.
図15は、第9の実施形態に係る半導体装置の製造方法及び従来法の半導体装置の製造方法のそれぞれの場合における有機膜85及び炭素含有膜86の堆積速度を示している。
FIG. 15 shows the deposition rates of the
図15から明らかなように、第5の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、有機膜85の燃焼を抑制して、炭素含有膜86が堆積される。
As is apparent from FIG. 15, according to the semiconductor device manufacturing method of the fifth embodiment, the carbon-containing
このように、図14に示すアッシング装置において、半導体基板10の上に形成されているレジスト膜12がプラズマ中の酸素イオンにより除去され、冷却されているチャンバー80の内壁に効率良く吸着されると共に強固に密着するので、炭素含有膜86の形成時間を短縮することができる。また、これにより、チャンバー80の内壁に形成されている有機膜85の消費を抑制して、炭素含有膜86を堆積することができる。
As described above, in the ashing apparatus shown in FIG. 14, the resist
また、このように、チャンバー80を冷却しながらアッシングを行なう方法は、前述の第1〜第7の実施形態において、アッシングを行ないながら炭素含有膜を形成する場合に適用することによって、前述と同様に、第1〜第8の実施形態における炭素含有膜の形成時間を短縮することができる。
In addition, the method of performing ashing while cooling the
以上のように、第9の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、チャンバー80を冷却しながらアッシングを行なうことにより炭素含有膜86を形成するため、炭素含有膜86がチャンバー80内に効率良く吸着されると共に強固に密着するので、炭素含有膜86の形成時間を短縮することができると共に、炭素含有膜86の形成によりチャンバー80の内壁がアッシングにより露出することを防止できるので、アッシングの際にチャンバー80の内壁がエッチングされることによって半導体基板10に生じる金属汚染を低減することができる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the ninth embodiment, the carbon-containing
また、第9の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ICP型、平行平板RF型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。 In the ninth embodiment, the case where the ashing device is a high-density microplasma ashing device has been described. However, even if the ashing device is of a microwave downstream type, an ICP type, or a parallel plate RF type, a high-density microplasma ashing device is used. The same effect as in the case of the plasma ashing apparatus can be obtained.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、チャンバーの内壁に炭素含有膜を形成しながらアッシングを行なうため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際に基板に生じる金属汚染の低減する場合に有用である。 Since the ashing is performed while forming the carbon-containing film on the inner wall of the chamber, the semiconductor device manufacturing method according to the present invention can prevent the inner wall of the chamber from being exposed by ashing and being directly exposed to plasma. This is useful for reducing metal contamination that occurs in the substrate.
10、40 半導体基板
11、41 保護絶縁膜
12、42 レジスト膜
20、30、50、80 チャンバー
21、31、51、81 マイクロ波導波路
22、32、52、82 マイクロ波透過窓
23、33、53、83 ガス導入路
24、34、54、84 ステージ
25、35、55、85 有機膜
26a、26b、36、56、86 炭素含有膜
10, 40
Claims (11)
前記SiH4 よりなるガスの前記酸素を含むガスに対する流量比は3.3×10−3 以上であることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 The gas containing silicon is a gas made of SiH 4 ,
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein a flow ratio of the gas made of SiH 4 to the gas containing oxygen is 3.3 × 10 −3 or more.
前記ヒ素及びリンのうちの少なくとも一方が注入された前記有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、前記チャンバーの内壁に前記ヒ素及びリンのうちの少なくとも一方を含む材料よりなる炭素含有膜を形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Injecting 1 × 10 16 / cm 2 of at least one of arsenic and phosphorus into an organic film formed on a substrate disposed in a chamber;
The organic film into which at least one of the arsenic and phosphorus is implanted is ashed using plasma made of a gas containing oxygen, and at least one of the arsenic and phosphorus is applied to the inner wall of the chamber. And a step of forming a carbon-containing film made of the containing material.
前記炭素含有膜を形成する工程の後に、前記有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いて第2のアッシングを行なう工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A carbon-containing film made of a material containing carbon on the inner wall of the chamber while performing first ashing using an inert gas plasma on an organic film formed on a substrate disposed in the chamber Forming a step;
A method of manufacturing a semiconductor device comprising: performing a second ashing on the organic film using a plasma made of a gas containing oxygen after the step of forming the carbon-containing film.
While cooling the chamber by liquid nitrogen, a method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, 2, 4, 6 or 7, characterized by forming the carbon-containing layer.
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