JP6059657B2 - 半導体製造システム及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、処理容器に導入された処理ガスをプラズマ化させて基板にエッチングを行うエッチング方法及び装置に関する。
半導体ウェハやFPD基板等の製造プロセスにおいて、処理容器に処理ガスを導入し、処理ガスをプラズマ化させて基板をドライエッチングするエッチング工程が行われる。このエッチング工程において、エッチングすべき膜種に応じて処理ガスの種類を異ならせる必要がある。
例えば、基板上のポリシリコン膜をエッチングする場合、処理容器にHBr,Cl等のハロゲン元素を含むハロゲン系の処理ガスが導入される。一方、基板上に積層された絶縁膜、例えば酸化シリコン膜をエッチングする場合、処理容器に炭素とフッ素を含むCF系の処理ガスが導入される。
従来、処理ガスの種類が異なるエッチングは、それぞれ別々の処理容器で行われていた。つまり、ハロゲン系ガスを使用する処理容器及びCF系ガスを使用する処理容器は、それぞれ専用化され、異なる膜を対象としたエッチング処理を行っていた。そして、基板のエッチングレートを安定化させるために、一枚の基板をエッチングする毎に、処理容器の表面に付着した堆積物を除去するドライクリーニングが行われていた(例えば、特許文献1,特許文献2参照)。
特開平7−78802号公報 特開平5−291213号公報
同一の処理容器で、ハロゲン系ガスを使用する処理容器からCF系ガスを使用する処理容器へ、又はその逆に移行させることができれば、処理容器の数を減らすことができる。また、処理容器を切り替えてエッチング処理を行うことにより、処理待ちの基板を減らすことができるため、エッチング工程全体の迅速化が図れる。
しかし、従来、ガス種及び膜種が異なるエッチングは、それぞれ別々の処理容器で行うのが常識であった。なぜならば、一つの処理容器において、ポリシリコン膜をエッチングする工程から絶縁膜をエッチングする工程に移行すると、基板のエッチングレートが安定しなかったり、基板上に処理容器の表面に付着する堆積物(エッチングの反応生成物)に起因するパーティクルが発生したりするという問題が懸念されるからである。絶縁膜をエッチングする工程からポリシリコン膜をエッチングする工程に移行する場合でも同様である。ポリシリコン膜をエッチングする工程と絶縁膜をエッチングする工程とでは、処理容器の表面に付着する堆積物(エッチングの反応生成物)の種類が異なる。このため、パーティクルが基板処理に影響を与え、意図するエッチングを阻害する虞がある。さらに、処理容器の表面やすきまに前のエッチング工程の堆積物が残ると、後のエッチング工程のエッチングレートが安定しなくなる。
そこで本発明は、同一の処理容器内において、膜種及びガス種が異なる複数のエッチング工程を切り替えることができるエッチング方法及び装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、基板を収容する搬入モジュールと、エッチング装置を含み、基板に処理を施す複数のプロセスモジュールと、処理がなされた基板を収容する搬出モジュールと、前記搬入モジュール、前記複数のプロセスモジュール及び前記搬出モジュール間で基板を搬送する搬送モジュールと、前記搬入モジュール、前記複数のプロセスモジュール、前記搬出モジュール及び前記搬送モジュールを統括して制御する統括制御装置と、を備え、前記搬送モジュールが前記搬入モジュールに収容された基板を前記プロセスモジュールに搬送し、前記プロセスモジュールで処理がなされた基板を前記搬出モジュールに搬送する半導体製造システムにおいて、前記エッチング装置は、処理容器に第一の処理ガスを導入し、前記第一の処理ガスをプラズマ化させて基板上の膜をエッチングする第一のエッチング、及び前記処理容器に前記第一の処理ガスとガス種の異なる第二の処理ガスを導入し、前記第二の処理ガスをプラズマ化させて前記膜と膜種の異なる基板上の膜をエッチングする第二のエッチングを、同一の前記処理容器内において切り替えて行い、前記第一のエッチングから前記第二のエッチングに移行する間に、前記処理容器にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスをプラズマ化させて前記第一のエッチングにおいて前記処理容器内に堆積した反応生成物を除去し、前記第二のエッチングから前記第一のエッチングに移行する間に、前記処理容器にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスをプラズマ化させて前記第二のエッチングにおいて前記処理容器内に堆積した反応生成物を除去する制御部を備え、前記統括制御装置は、オペレータが切替えスイッチを操作したとき、又は前記複数のプロセスモジュールのいずれかで発生した障害を検知したとき、前記エッチング装置に切替え信号を送信し、前記エッチング装置は、前記統括制御装置からの切替え信号を受信したとき、前記第一のエッチングと前記第二のエッチングとを切り替える制御部を備える半導体製造システムである。
本発明の他の態様は、搬送モジュールが搬入モジュールに収容された基板をエッチング方法を行う複数のプロセスモジュールに搬送し、前記複数のプロセスモジュールで処理がなされた基板を搬出モジュールに搬送する半導体製造方法において、前記エッチング方法は、処理容器に第一の処理ガスを導入し、前記第一の処理ガスをプラズマ化させて基板上の膜をエッチングする第一のエッチング工程と、前記処理容器に前記第一の処理ガスとガス種の異なる第二の処理ガスを導入し、前記第二の処理ガスをプラズマ化させて前記膜と膜種の異なる基板上の膜をエッチングする第二のエッチング工程と、を備え、同一の前記処理容器内において前記第一のエッチング工程と前記第二のエッチング工程とを切り替えて行い、前記第一のエッチング工程から前記第二のエッチング工程に移行する間に、前記処理容器にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスをプラズマ化させて前記第一のエッチング工程において前記処理容器内に堆積した反応生成物を除去する第一の切替え処理工程を行い、及び/又は、前記第二のエッチング工程から前記第一のエッチング工程に移行する間に、前記処理容器にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスをプラズマ化させて前記第二のエッチング工程において前記処理容器内に堆積した反応生成物を除去する第二の切替え処理工程を行い、 前記半導体製造方法は、オペレータが切替えスイッチを操作したとき、又は前記複数のプロセスモジュールのいずれかで発生した障害を検知したとき、切替え信号を送信し、前記エッチング方法は、前記切替え信号を受信したとき、前記第一のエッチングと前記第二のエッチングとを切り替える半導体製造方法である。
本発明によれば、同一の処理容器で複数のエッチング処理を行うことが可能になる。処理容器にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスをプラズマ化させ、処理容器内に堆積する反応生成物を除去するので、切り替え後のエッチングレート及びパーティクル発生量を、処理容器を切り替えて処理を行う時と同等にすることができる。
本発明の一実施形態のエッチング方法の概念図 本発明の第一の実施形態のエッチング方法の工程図 RLSAエッチング装置の概略断面図 スロットアンテナ板のスロットパターンの一例を示す平面図 四つのRLSAエッチング装置を装備する半導体製造システムの概念図 本発明の第一の実施例の実験結果を示す図 本発明の第二の実施例の実験結果を示す図 本発明の第三の実施例のダブルパターニングの工程図 異なる圧力の下でのKrFフォトレジストのエッチングレートの実験結果を示すグラフ 異なるマイクロ波パワーの下でのKrFフォトレジストのエッチングレートの実験結果を示すグラフ
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態のエッチング方法を説明する。図1には、第一のエッチング工程S1と第二のエッチング工程S3との切り替えの概念図が示される。図1の左側には、第一のエッチング工程S1が示され、図1の右側には、第二のエッチング工程S3が示されている。
第一のエッチング工程S1においては、第一の処理ガスとしてハロゲン系ガスを用い、シリコンを含む膜、例えばポリシリコン膜をエッチングする。図1の右側には、第二の処理ガスとしてCF系ガスを用い、絶縁膜をエッチングする工程が示される。絶縁膜は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等である。この実施形態では、酸化シリコン膜をエッチングする例を示す。
図1の左側の、ポリシリコン膜2のエッチングは、基板としてのウェハW上にゲート電極2aを形成するために行われる。シリコン等からなるウェハW上には、窒化シリコン膜1、ポリシリコン膜2、及び反射防止層3(BARC)が順番に形成される。窒化シリコン膜1及びポリシリコン膜2は例えば化学的気相成長(CVD)により形成される。反射防止層3の表面には、ArFフォトレジストが塗布される。フォトレジスト層には、露光によりマスクパターンが転写される。露光されたフォトレジスト層は現像処理される。現像後に反射防止層3の表面には、レジストパターン4aが形成される。
レジストパターン4aが形成されたウェハは、エッチング装置としてのRLSAエッチング装置に搬入される。RLSAエッチング装置の詳細な構造については後述する。RLSAエッチング装置では、レジストパターン4aをマスクとしてポリシリコン膜2をエッチングする。エッチングにより、レジストパターン4aに対応したゲート電極2aが形成される。
RLSAエッチング装置の処理容器には、第一の処理ガスとして、プラズマ励起用ガスとエッチングガスとを混合したガスが導入される。プラズマ励起用ガスとしては、不活性ガス、例えば、Ar,He,Ne,Kr及びXeの少なくとも一つが用いられる。エッチングガスとしては、ハロゲン元素を含むガス、例えばHBr,Clが用いられる。エッチング対象の形状を制御するため、酸素を含むガス、例えば、O,COガスを添加する。
表1にポリシリコン膜をエッチングするときの処理条件の一例を示す。
Figure 0006059657
処理容器内に第一の処理ガスを導入し、処理容器を所定の圧力に減圧した後、RLSAを用いて処理容器にマイクロ波を導入し、処理容器内の第一の処理ガスをプラズマ化させる。そして、プラズマ化させた第一の処理ガスによって、ポリシリコン膜2をエッチングする。ポリシリコン膜2をエッチングすると、エッチングガスとポリシリコン膜との反応生成物であるSiBrO,SiClO等が処理容器の内壁表面に堆積する。
図1の右側の、酸化シリコン膜5のエッチングは、ゲート電極2aの側壁にスペーサ5aを形成するために行われる。ウェハWの表面及びゲート電極2aの表面には、酸化シリコン(SiO)膜5が化学的気相成長(CVD)法により形成される。
酸化シリコン膜5が形成されたウェハWは、RLSA(登録商標)エッチング装置に搬送される。RLSAエッチング装置では、ウェハWの表面及びゲート電極2aの表面に積層された酸化シリコン膜5をエッチバックし、ゲート電極2aの側壁にスペーサ5aを形成する。
RLSAエッチング装置の処理容器には、第二の処理ガスとして、プラズマ励起用ガスとエッチングガスとを混合したガスが導入される。プラズマ励起用ガスとしては、不活性ガス、例えば、Ar,He,Ne,Kr及びXeの少なくとも一つが用いられる。エッチングガスとしては、CH,CHF,及びCHFの群から選ばれる少なくとも一つ、並びにO,CO,CN,及びNの群から選ばれる少なくとも一つを混合したガスが用いられる。酸化シリコン膜5をエッチングするこの例では、Ar、CHF、Oの混合ガスが使用される。表2に酸化シリコン膜5をエッチングするときの処理条件の一例を示す。
Figure 0006059657
処理容器内に第二の処理ガスを導入し、処理容器を所定の圧力に減圧した後、スロットアンテナを用いて処理容器にマイクロ波を導入し、処理容器内の第二の処理ガスをプラズマ化させる。そして、プラズマ化させた第二の処理ガスによって、酸化シリコン膜5をエッチングする。酸化シリコン膜5をエッチングするとき、窒化シリコン膜1やポリシリコン膜2aに対する酸化シリコン膜のエッチング選択比を高めた処理が求められる。そこで、堆積物(C,CFx)を堆積しながらのエッチングすることによって、窒化シリコン膜1やポリシリコン膜2aのエッチングを抑制する。CF系ガス由来の堆積物がウェハWや処理容器の表面に堆積する。
図2は、本発明の一実施形態のエッチング方法のフローチャートを示す。図2に示すように、第一のエッチング工程S1から第二のエッチング工程S3に切り替えるときに、第一の切替え処理工程S2が行われる。この第一の切替え処理工程S2もRLSAエッチング装置内で行われる。
第一の切替え処理工程S2において、処理容器にはクリーニングガスとしてフッ素を含むガスが導入される。この実施形態では、クリーニングガスとしてSF,O及びArの混合ガスが用いられる。Arは、プラズマ励起用ガスとして使用される。処理容器内においてクリーニングガスはプラズマ化され、第一のエッチング工程において処理容器内に堆積したSiBrO,SiClO等の反応生成物が除去される。SFはSiBrO,SiClO等の反応生成物中のSiをSiFにして除去するのに用いられる。Oはレジスト膜中の炭素をCO等にして除去するのに用いられる。SF以外にもCF,CF等のCF系のガスを用いてもよいし、NFを用いてもよい。Ar以外にも不活性ガス、例えば、He,Ne,Kr及びXeを用いてもよい。第一の切替え処理工程は、処理容器の載置台にウェハWが載せられていないウェハレスの状態で行うことができる。
第一の切替え処理工程S2は、低圧処理と高圧処理の二段階で行われる。低圧は10mT(Torr)以上100mT未満である。高圧は100mT以上300mT以下である。表3は第一の切替え処理工程の処理条件の一例を示す。
Figure 0006059657
処理容器内の圧力を低圧にすると、処理容器内にプラズマが全体的に拡散する。このため、処理容器の下部まで含めた全体的なクリーニングが可能になる。処理容器内を高圧にすると、処理容器の上部のプラズマの密度が比較的高くなるので、誘電体窓および処理容器上部側壁の効果的なクリーニングが可能になる。低圧処理工程と高圧処理工程の二段階で処理することにより、処理容器の全体を短時間でクリーニングすることができる。
第二のエッチング工程S3から第一のエッチング工程S1に移行する間に、第二の切替え処理工程S4が行われる。この第二の切替え処理工程S4もRLSAエッチング装置内で行われる。
第二の切替え処理工程S4において、処理容器にはクリーニングガスとしてOを含むガスが導入される。この実施形態では、クリーニングガスとしてOが用いられ、プラズマ励起用ガスとしてArが用いられる。アッシング処理のようにOにNを添加してもよい。クリーニングガスはプラズマ化され、第二のエッチング工程において処理容器内に堆積したC,CF等の反応生成物が除去される。OはC,CF等の反応生成物中のCをCO等にして除去させるのに用いられる。第二の切替え処理工程S4は、処理容器の載置台にウェハWが載せられていないウェハレスの状態で行うことができる。
第二の切替え処理工程S4は、高圧処理と低圧処理の二段階で行われていてもよい。表4は第二の切替え処理工程の処理条件の一例を示す。
Figure 0006059657
第二の切替え処理工程S4においては、第一の切替え処理工程S2と異なり、初めに高圧処理工程を行い、二番目に低圧処理工程を行う。高圧処理工程では、処理容器の上部のプラズマの濃度が比較的高くなるので、誘電体窓および処理容器上部側壁の効果的なクリーニングが可能になる。低圧処理工程では、プラズマが処理容器内に全体的に拡散するので、処理容器の下部まで含めた全体的なクリーニングが可能になる。高圧処理工程と低圧処理工程の二工程で処理することにより、処理容器の全体を短時間でクリーニングすることができる。
上記第一及び第二のエッチング工程S1,S3、並びに第一及び第二の切替え処理S2,S4においては、RLSAエッチング装置が使用されているが、プラズマを生成することができる他のエッチング装置も使用することができる。RLSAエッチング装置の構成は以下の通りである。
図3は、RLSAエッチング装置の概略断面図を示す。RLSAエッチング装置は、プラズマ源としてマイクロ波を利用する。マイクロ波励起プラズマを利用すると、エッチング処理を行う領域において低電子温度、高密度のプラズマを生成することができる。
RLSAエッチング装置は、アルミニウム、ステンレス等からなる筒状の処理容器10を備える。処理容器10は接地されている。
初めに、RLSAエッチング装置の処理容器10にマイクロ波励起プラズマを発生させることに直接的に貢献しない構成要素や部材について説明する。
処理容器10の底部の中央には、ウェハWが載せられる載置台12が設けられる。載置台12は処理容器10の底部から上方に伸びる円筒状の支持部14により保持される。載置台12は、例えばアルミナや窒化アルミニウム等の絶縁材料からなり、円盤状に形成される。載置台12内には、高周波が印加される下部電極が設けられている。
処理容器10の内側面と、円筒状の支持部14を囲み、処理容器10の底部から上方に伸びる円筒状の壁部16との間には、円環形状の排気経路18が設けられる。排気経路18の上部には円環形状のバッフルプレート20が配置され、排気経路18の下部には排気口22が設けられる。載置台12の上のウェハWに関して対称に分布する均一なガスの流れを得るために、円環形状の排気経路18には周方向に等しい角度間隔を空けて多数の排気口22が設けられる。各排気口22は排気パイプ24を介して排気装置26に接続される。排気装置26は、処理容器10内を真空にし、所望の圧力に減圧するターボ分子真空ポンプ(TMP)等の真空ポンプを備える。ゲートバルブ28は、ウェハWが処置容器から搬出入される搬送口を開閉する。
載置台12は、整合器32、電力供給ロッド34を介して載置台12にRFバイアス電圧を印加する高周波電源30に電気的に接続される。高周波電源30は、所定の電力レベルにおいて、例えば13.56MHzの比較的低い周波数の高周波を出力する。このような低い周波数は、載置台12上のウェハWに引きつけられるイオンのエネルギを調整するのに適している。整合器32は、自己バイアスを発生させるためのブロッキングコンデンサ(blocking condenser)を有する。
載置台12の上面には、静電チャック36が設けられる。静電チャック36は、載置台12上にウェハWを静電力によって保持する。静電チャック36は、導体膜から形成される電極36aと、電極36aを上下に挟む一対の絶縁膜36b,36cと、を備える。直流電源40は、スイッチ42を介して電極36aに電気的に接続される。直流電源40から静電チャック36に印加される直流電圧は、静電チャック36上にウェハWを保持するためのクーロン力を生じさせる。静電チャック36の外周には、ウェハWを囲むフォーカスリング38が設けられる。
載置台12の内部には、冷却媒体経路44が設けられる。冷却媒体経路44は周方向に伸び、円環形状に形成される。所定温度の冷却媒体又は冷却水が、導管46及び冷却媒体経路44を循環するようにチラーユニット(図示せず)から導管46を介して冷却媒体経路44に供給される。冷却媒体の温度を調整することにより、静電チャック36上のウェハWの温度を調整することができる。さらに、Heガス等の熱伝導ガスがウェハWと静電チャックとの間に、ガス供給部(図示せず)から供給パイプ50を介して供給される。
次に、RLSAエッチング装置の処理容器10内にマイクロ波プラズマを発生させるのに貢献する要素や部材を説明する。
平面アンテナ55は、石英、セラミック、アルミナ(Al23 )、又は窒化アルミニウム(AlN)などの誘電体からなる円盤状の誘電体窓52と、円盤状のスロットアンテナ板54と、を備える。誘電体窓52は、処理容器10の内部を密封するように処理容器10に取り付けられ、載置台12に対向する処理容器10の天井部として機能する。スロットアンテナ板54は誘電体窓52の上面の上に配置され、同心円状に分布する多数のスロットを有する。スロットアンテナ板54は、石英、セラミック、アルミナ(Al23 )、又は窒化アルミニウム(AlN)などの誘電体からなる誘電体板56を介して電磁的にマイクロ波伝送ライン58に連結される。誘電体板56は、その内部を伝播するマイクロ波の波長を短縮する。
マイクロ波伝送ライン58は、導波路62と、導波路/同軸管変換器64と、同軸管66と、を有し、マイクロ波発生器60から出力されたマイクロ波をスロットアンテナ板54に伝送する。導波路62は、例えば矩形状のパイプから形成され、マイクロ波発生器60から変換器64にTEモードでマイクロ波を伝送する。
変換器64は、導波路62を同軸管66に連結させ、導波路62内を伝播するTEモードのマイクロ波を同軸管66内を伝搬するTEMモードのマイクロ波に変換する。変換器64は、下方に向かって尖った円錐形状に形成され、その上部が導波路62に結合され、その下部が同軸管66の内側導体68に結合される。
同軸管66は、変換器64から処理容器10の上部中央に向かって垂直下方に伸び、スロットアンテナ板54に連結される。同軸管66は、外側導体70と、内側導体68と、を有する。外側導体70は、その上端部が導波路62に結合され、垂直下方に伸びる下端部が誘電体板56に結合される。内側導体68はその上端部が変換器64に接続され、その下端部がスロットアンテナ板54に到達するまで垂直下方に伸びる。マイクロ波は外側導体70と内側導体68との間をTEMモードで伝播する。
マイクロ波発生器60から出力されたマイクロ波は、導波路62、変換器64、同軸管66を含むマイクロ波伝送ライン58を伝送され、誘電体板56を通過した後、スロットアンテナ板54に供給される。マイクロ波は誘電体板56を半径方向に拡散し、スロットアンテナ板54のスロットを介して処理容器10内に放射される。これにより、誘電体窓52の直下のガスが励起され、処理容器10内にプラズマが発生する。
誘電体板56の上面にはアンテナ背面プレート72が設けられる。アンテナ背面プレート72は例えばアルミニウムからなる。アンテナ背面プレート72には、チラーユニット(図示せず)に接続される流路74が形成される。所定温度の冷却媒体又は冷却水は流路74及びパイプ76,78内を循環する。アンテナ背面プレート72は誘電体板56等に発生する熱を吸収する冷却ジャケットとして機能し、熱を外部に伝導する。
この実施形態では、ガス導入路80は同軸管66の内側導体68を貫通するように設けられる。第一のガス導入パイプ84は、その一端がガス導入路80の上端開口部80aに接続され、その他端が処理ガス供給源82に接続される。誘電体窓52の中央には、処理容器10に向かって開口するガス噴射口86が形成される。上記の構成を備える第一のガス導入部88において、処理ガス供給源82からの処理ガスは、第一のガス導入パイプ84、及び内側導体68内のガス導入路80を流れ、ガス噴射口86から下方に位置する載置台12に向かって噴射される。処理ガスは排気装置26によって載置台12を囲む円環状の排気経路18に引かれている。第一のガス導入パイプ84の途中には流量調整器90(MFC)と、オンオフを行うバルブ92が設けられる。
この実施形態では、第一のガス導入部88に加えて、処理容器10に処理ガスを供給するための第二のガス導入部94が設けられる。第二のガス導入部94は、処理容器10内に配置されるガスリング91と、ガスリング91に接続されるガス供給管100と、を備える。ガスリング91は中空のリング形状に形成され、その内周側の側面には周方向に等しい角度間隔を空けて多数の側面噴射口92を有する。多数の側面噴射口92は処理容器10のプラズマ領域内で開口する。ガス供給管100は、ガスリング91及び処理ガス供給源82に接続される。ガス供給管100の途中には、流量調整器102(MFC)、及びオンオフを行うバルブ104が設けられる。
第二のガス導入部94において、処理ガス供給源82からの処理ガスはガス供給管100を介してガスリング91に導入される。処理ガスが充満するガスリング91の内部圧力は、周方向において均一になり、多数の側面噴射口92から処理容器10内のプラズマ領域に均一に水平方向に処理ガスが噴射される。
図4は、スロットアンテナ板54のスロットパターンの一例を示す。スロットアンテナ板54は、同心円状に配列する多数のスロット54b,54cを有する。詳しくは、長手方向が直交する二種類のスロットが同心円状に交互に配列される。同心円の半径方向の間隔は、スロットアンテナ板54を半径方向に伝播するマイクロ波の波長に基づいて定められる。このスロットパターンによれば、マイクロ波は互いに直交する二つの偏波成分を備える平面波に変換され、平面波がスロットアンテナ板54から放射される。このように構成されたスロットアンテナ板54は、アンテナの全領域から処理容器10内に均一にマイクロ波を放射するのに効果的であり、アンテナの下方に均一な安定したプラズマを生成するのに適している。このように構成されたスロットアンテナ板54は、RLSA(Radial Line Slot Antenna)と呼ばれる。これを備えたエッチング装置を、RLSAエッチング装置と呼ぶ。
排気装置26、高周波電源30、直流電源40、スイッチ42、マイクロ波発生器60、処理ガス供給源82、チラーユニット(図示せず)、熱伝導ガス供給部(図示せず)等の個々の作動、及び全体の作動は、制御部(図示せず)によって制御される。制御部は、例えばマイクロコンピュータ等から構成される。
制御部は後述する統括制御装置からの切替え信号を受信したとき、図2に示されるフローチャートに従って、第一のエッチング工程S1と第二のエッチング工程S3とを切り替える。統括制御装置には、ウェハWを処理する手順が記憶されている。統括制御装置は、処理手順に従って、RLSAエッチング装置をポリシリコン膜エッチング装置として使用したり、酸化シリコン膜エッチングする装置として使用したりする。
RLSAエッチング装置の制御部に切り換え機能を組み込むことにより、例えば複数のプロセスモジュールの一つが故障したときに、故障したプロセスモジュールの代替えとしてRLSAエッチング装置を使用することもできる。
図5は、プロセスモジュールとして四つのRLSAエッチング装置を装備する半導体製造システムの概念図を示す。図中のPM1及びPM2は、ポリシリコン膜エッチング用プロセスモジュールであり、PM3及びPM4は、酸化シリコン膜エッチング用プロセスモジュールである。これらのプロセスモジュールは、中央に配置される真空搬送モジュール6に放射状に接続される。真空搬送モジュール6には、ロードロックモジュール7,8が接続される。
ロードロックモジュール7,8には、大気搬送モジュールT1が接続される。大気搬送モジュールT1は、複数毎(例えば25枚)のウェハWを収容するカセットが配置されるロードポートL1、L2,L3を備える。真空搬送モジュール6には、搬送用のロボットが収容されており、ロードロックモジュール7,8とプロセスモジュールPM1〜PM4との間でウェハWを搬送できるようになっている。プロセスモジュールPM1〜PM4,ロードロックモジュール7,8と真空搬送モジュール6との間にはゲートバルブG1〜G6が配置され、ウェハWの搬送に伴ってゲートバルブG1〜G6が開閉される。大気搬送モジュールT1には、搬送用のロボットが収容されており、ロードロックモジュール7、8とロードポートL1,L2,L3との間でウェハWを搬送できるようになっている。大気搬送モジュールT1とロードロックモジュール7,8との間にはゲートバルブG7,G8が配置され、ウェハWの搬送に伴ってゲートバルブG7,G8が開閉される。
プロセスモジュールPM1〜PM4、ロードロックモジュール7,8、真空搬送モジュール6、及び大気搬送モジュールT1の動作は、それぞれのモジュールに付設された制御部によって制御される。これらの制御部は、LAN等のネットワークを介して統括制御装置に接続されている。各制御部による各モジュールの制御は統括制御装置により統括して制御される。統括制御装置は、あらかじめ定められた処理手順に従って、これらのモジュールを制御する。例えば、ポリシリコン膜をエッチングするときは、ロードポートL1に収容されたウェハWをポリシリコン膜エッチング用プロセスモジュールPM1,PM2に搬送し、プロセスモジュールPM1,PM2で処理がなされたウェハWをロードポートL1に搬出する。一方、酸化シリコン膜をエッチングするときは、ロードポートL2に収容されたウェハWを酸化シリコン膜エッチング用プロセスモジュールPM3,PM4に搬送し、プロセスモジュールPM3,PM4で処理がなされたウェハWをロードポートL2に搬出する。
例えば、ポリシリコン膜エッチング用プロセスモジュールPM1が故障したとき、ポリシリコン膜エッチング用ウェハWの処理が遅れてしまう。このとき、酸化シリコン膜エッチング用プロセスモジュールPM4をポリシリコン膜エッチング用プロセスモジュールに切り替えることにより、ポリシリコン膜エッチング用ウェハWを処理することができる。これにより、ポリシリコン膜エッチング用ウェハWを備えたカセットの滞留時間を低減することができる。
統括制御装置による切替え信号は、例えば以下のように生成される。統括制御装置のモニターには、PM1がポリシリコン膜エッチング用プロセスモジュールであることが表示される。モニターにはタッチパネル式のスイッチがあり、オペレータがモニター上のスイッチを押すと、統括制御装置はスイッチが押されたことを検知し、切替え信号をプロセスモジュールPM4に送信する。これと同時に、統括制御装置は、記憶された処理手順を書き換え、PM1で処理する予定のウェハWをPM4に搬送する。プロセスモジュールPM4の切り替えが終了すると、統括制御装置のモニターに切り替えが完了したことが表示される。なお、オペレータによるスイッチ操作の替わりに、統括制御装置がPM1の障害を検知したとき、自動的にPM4に切替え信号を送信するようにしてもよい。
(酸化シリコン膜→ポリシリコン膜への切替え)
以下のように、酸化シリコン膜のスペーサエッチングからポリシリコン膜のエッチングに切り替えた。そして、切り替え後のポリシリコン膜のエッチングレート及びパーティクルの発生量を測定した。
まず、酸化シリコン膜のスペーサのエッチングを、処理ガスの流量をAr/CHF/O=450/50/2sccmに設定し、表2に示す条件で行った。このとき、エッチングレートが変動しないように、クリーニングレシピに従って、ウェハを一枚エッチングする毎にクリーニング処理を行った。クリーニング処理は、Oドライクリーニングであり、ウェハを載置台に置かない(ウェハレスの)状態で行われた。クリーニング処理は、エッチング処理と同等の圧力、例えば、20mTorrにて行われる。
次に、表4に示す条件で切替え処理を行い、処理容器の表面に付着している堆積物を除去した。切替え処理は、ウェハ毎に行われるクリーニング処理よりも時間が長い。このため、クリーニング処理で除去しきれなかった堆積物を除去できる。また、切り替え処理は、クリーニング処理よりも、処理圧力の高い工程を含むことができる。これにより、誘電体窓および処理容器上部側壁を効果的にクリーニングすることができる。なお、クリーニング処理は、通常1〜2分間である。切替え処理の時間は、クリーニング処理の2倍以上、好ましくは、5〜10倍程度であればよい。
次に、処理容器内の環境を整えるため、アイドル時間を例えば10分間とり、その後、シーズニング処理(Oドライクリーニング、2分間)を行った。そして、ポリシリコン膜のエッチングを表1に示す条件で行った。このとき、エッチングレートが変動しないように、クリーニングレシピに従って、ウェハを一枚エッチングする毎にクリーニングを行った。クリーニングは、ウェハを載置台に置かない(ウェハレスの)、SF/Oドライクリーニングである。
ウェハは25枚で1ロットのものを使用した。1番目のロットのスロット1及び25にポリシリコン膜が形成されたウェハを配置し、スロット2−23にベアシリコンからなるダミーウェハを配置した。そして、スロット1及び25のウェハのエッチングレートを測定した。
1番目のロットのエッチングと2番目のロットのエッチングとの間に、プラズマをたてずにパーティクルを除去するNPPC(non plasma particle cleaning)、及びシーズニング処理(Oドライクリーニング、2分間)を行った。2番目のロットのスロット1にもポリシリコン膜が形成されたウェハを配置し、2番目のロットのスロット1のエッチングレート及びパーティクルを測定した。
図6は、1番目のロットのスロット1,25に配置されたウェハ、及び2番目のロットのスロット1に配置されたウェハのエッチングレートを測定した結果を示す。1番目のロットのスロット1のエッチングレートの平均値は2202Å/minであり、1番目のロットのスロット25のエッチングレートの平均値は2198Å/minであった。2番目のロットのスロット1のエッチングレートの平均値は2215Å/minであった。過去にポリシリコン膜のエッチングのみを行ったときのエッチングレートの実績値の2215Å/minとの差は、±0.5%未満であった。また、0.13μm以上のパーティクルの数は1個であった。図6中破線は均一性を表す。適切な切替え処理により、ポリシリコン膜のみをエッチングしときと同等にエッチングレートを安定させることができ、パーティクルも少なくできることがわかった。
(ポリシリコン膜→酸化シリコン膜への切り替え)
以下のように、ポリシリコン膜のエッチングから酸化シリコン膜のスペーサエッチングに切り替えた。そして、切り替え後の酸化シリコン膜のエッチングレート及びパーティクルの発生量を測定した。
まず、ポリシリコン膜のエッチングを、表1に示す条件で行った。エッチングレートが変動しないように、クリーニングレシピに従って、ウェハを一枚エッチングする毎にクリーニング処理を行った。クリーニング処理は、ウェハを載置台に置かない(ウェハレスの)、SF/Oドライクリーニングである。クリーニング処理は、エッチング処理と同等の圧力、例えば、20mTorrにて行われる。
次に、表3に示す条件で切替え処理を行い、処理容器の表面に付着している堆積物を除去した。切替え処理は、ウェハ毎に行われるクリーニング処理よりも時間が長い。このため、クリーニング処理で除去しきれなかった堆積物を除去できる。また、切り替え処理は、クリーニング処理よりも、処理圧力の高い工程を含むことができる。これにより、誘電体窓および処理容器上部側壁を効果的にクリーニングすることができる。なお、クリーニング処理は、通常1〜2分間である。切替え処理のクリーニング時間は、ウェハ毎に行われるクリーニング時間の2倍以上、好ましくは、5〜10倍程度であればよい。
次に、切替え処理のクリーニングに用いたSFを排出し、処理容器内の環境を整えるためのシーズニング処理(Oドライクリーニング、300mT,5min+20mT,5min)を行った。そして、酸化シリコン膜のエッチングを表2に示す条件で行った。このとき、エッチングレートが変動しないように、クリーニングレシピに従って、ウェハを一枚エッチングする毎にクリーニングを行った。クリーニングは、ウェハを載置台に置かない(ウェハレスの)、Oドライクリーニングである。
ウェハは25枚で1ロットのものを使用した。1番目のロットのスロット1−5,10,15,25に酸化シリコン膜が形成されたウェハを配置し、残りのスロットに酸化シリコン膜が形成されたダミーウェハを配置した。そして、スロット1−5,10,15,25のウェハのエッチングレートを測定した。
1番目のロットのエッチングと2番目のロットのエッチングとの間に、プラズマをたてずにパーティクルを除去するNPPC(non plasma particle cleaning)、及びシーズニング処理(Oドライクリーニング、300mT,5min+20mT,5min)を行った。2番目のロットのスロット1,15,25にも酸化シリコン膜が形成されたウェハを配置し、残りのスロットに酸化シリコン膜が形成されたダミーウェハを配置した。2番目のロットのスロット1のエッチングレート及びパーティクルを測定した。三番目のロットも2番目のロットと同様にエッチングした。
図7は、測定結果を示す。1番目のロットのスロット1のウェハのエッチングレートの平均値は524Å/minであり、スロット5のウェハのエッチングレートの平均値は532Å/minであった。2番目のロット及び3番目のロットの酸化シリコン膜のエッチングレートの平均値は531Å/minであり、変動率は±1.3%であった。エッチングレートの最小値は525Å/minであり、最大値は539Å/minであった。1番目のロットが終了した時点での0.13μm以上のパーティクルの数は14個であり、2番目のロットが終了した時点でのパーティクルの数は4個であった。切替え処理により、1番目のロットのときでも、2番目、3番目のロットと同等にエッチングレートを安定化させることができた。よりエッチングレートを安定化させたい場合には、1番目のロットの4枚目までをダミーウェハに対する処理とし、5枚目以降から実製品のウェハに対する処理とすればよい。なお、通常のエッチング処理状態においての許容されるパーティクルの数は、40個未満である。
(ウェハ上の多層膜をエッチングするときの切替え)
実施例3においては、酸化シリコン膜及びポリシリコン膜を含む多層膜が積層されたウェハを用い、ウェハ上の酸化シリコン膜をエッチングする工程(第二のエッチング工程)からウェハ上のポリシリコン膜をエッチングする工程(第一のエッチング工程)に移行する間に、切替え処理(第二の切替え処理)を行う。この切替え処理は、ウェハを載置台に置いた状態で、処理容器内に酸素を含むクリーニングガスを導入し、クリーニングガスをプラズマ化させてウェハ上及び処理容器内に堆積したC,CF等の反応生成物を除去する。C,CF等の反応生成物は、ウェハ上の酸化シリコン膜をエッチングする工程(第二のエッチング工程)に起因して生じたものである。
また、実施例3においては、ウェハ上のポリシリコン膜をエッチングする工程(第一のエッチング工程)からウェハ上の窒化シリコン膜をエッチングする工程(第二のエッチング工程)に移行する間に、切替え処理(第一の切替え処理)を行う。この切替え処理は、ウェハを載置台に置いた状態で、処理容器内にフッ素を含むクリーニングガスを導入し、クリーニングガスをプラズマ化させてウェハ上及び処理容器内に堆積したSiBrO,SiClO等の反応生成物を除去する。SiBrO,SiClO等の反応生成物は、第一のエッチング工程に起因して生じたものである。
図8は、第一及び第二のエッチング工程、並びに第一及び第二の切替え工程が行われるダブルパターニングの形成方法の工程図を示す。第一及び第二のエッチング工程、並びに第一及び第二の切替え工程は、RLSAエッチング装置内で行われる。
図8(A)に示すように、シリコン等からなるウェハW上には、窒化シリコン膜111、ポリシリコン膜112、及び反射防止層113(BARC)が順番に積層される。窒化シリコン膜111及びポリシリコン膜112は、例えば化学的気相成長(CVD)により形成される。反射防止層113の表面には、ArFからなるフォトレジストが塗布される。フォトレジストには、露光によりマスクパターンが転写され潜像が形成される。露光されたフォトレジストは現像処理される。現像後に反射防止層113の表面には、レジストパターン114aが形成される。レジストパターン114aは、例えばライン/スペースパターンに形成される。レジストパターン114aにおいて、ライン幅:ライン間の間隔=1:3に形成される。反射防止膜113はレジストパターン114aをマスクとしてエッチングされる。
次に、図8(B)に示すように、レジストパターン114aをマスクとしてポリシリコン膜112をエッチングし、ポリシリコン膜112をレジストパターン114aと同一のパターン、例えばライン/スペースパターン112aに形成する。ライン/スペースパターン112aにおいて、ライン幅:ライン間の間隔=1:3に形成される。
次に、図8(C)に示すように、ライン/スペースパターン112a上に、膜厚がコンフォーマルな(膜厚が一定な)酸化シリコン膜115を形成する。酸化シリコン膜115は、例えばTEOSガスを原料ガスとして用いた化学的気相成長(CVD)により形成される。
酸化シリコン膜115は、ライン/スペースパターン112aの上面に、すなわちライン112aの上面、ライン112aの左右の側壁、及びライン112a間の窒化シリコン膜111の上面に形成される。ライン112aの側壁に形成される酸化シリコン膜115の厚さは、ライン112aの幅に一致する。隣り合うライン112a間の間隔は、ライン112aの幅の3倍であるから、隣り合うライン112aの側壁に形成された酸化シリコン膜115の間には、ライン112aの幅に等しい幅のスペース120が空く。酸化シリコン膜115の代わりに、窒化シリコン膜等の絶縁膜を用いることもできる。
次に、図8(D)に示すように、ライン112aの側壁に酸化シリコン膜115からなるスペーサ115aを形成するために、ライン112aの上面及びライン112a間の窒化シリコン膜111の上面に形成される酸化シリコン膜115をエッチングする。
RLSAエッチング装置の処理容器には、例えば、プラズマ励起用ガスとしてのAr、エッチングガスとしてのCHFガス、スペーサ115aを強化するためのOガスが導入される。これらのガスをプラズマ化させて、酸化シリコン膜115をエッチングする。エッチング終了時、処理容器119の表面には、CF系ガス由来の堆積物116が堆積する。
なお、図8において、処理容器119を図8(D)〜(F)のみに示しており、図8(A)〜(C)では省略している。
次に、表5に示す条件で切替え処理を行う。この切替え処理によって、処理容器119の表面に付着している堆積物116が除去される。処理容器には、クリーニングガスとしてのOガス、及びプラズマ励起用ガスとしてのArが導入される。OガスにCO及び/又はCOを混合することもできる。Arガスはプラズマの着火のために処理容器に導入される。着火後はクリーニングガスとしてのOガスのみが処理容器に導入されるか、又はOガスにArガスが混合されたガスが処理容器に導入される。Oガスをプラズマ化させると、プラズマ化したOが処理容器119の表面に堆積したC,CF等の堆積物116をCO等に酸化して除去する。
切替え処理は処理容器119の表面に堆積した堆積物116を除去するのを主眼とするが、表5に示すように条件を整えることによって、ウェハWの表面、すなわち窒化シリコン膜111及びライン112aの表面に付着した堆積物116を除去することも可能である。図8(E)は、切替え処理によって堆積物116を除去した状態を示す。
Figure 0006059657
表5に示すように、切替え処理は、処理容器の載置台にバイアスを印加しないノンバイアスの状態で、かつ処理容器内の圧力が100mT以上300mT以下の高圧で行われる。実質的に基板にRFバイアスを印加しないことで、基板には処理がなされないようにすることができる。実質的に基板に影響を与えない範囲のRFバイアスが印加されてもよい。
次に、図8(F)に示すように、ポリシリコンからなるライン112aのみをエッチングして除去する。ライン112a上の堆積物116は除去されているので、ライン112aのエッチングが可能になる。処理容器には、例えば、プラズマ励起用ガスとしてのAr、エッチングガスとしてのHBr及び/又はCl、スペーサ115aの形状を制御するためのO及び/又はCOガスが導入される。これらのガスをプラズマ化させて、ポリシリコンからなるライン112aのエッチングを行う。ライン112aのエッチングを行うと、レジストパターン114aの倍の数のスペーサ115aが形成される。
ハロゲン元素を含むエッチングガスを用いて、ポリシリコンからなるライン112aをエッチングすると、処理容器119の表面には、エッチングガスとポリシリコン膜との反応生成物であるSiBrO,SiClO等の堆積物117が堆積する。
次に、堆積物117を除去するための切替え処理を行う。処理容器には、例えば、プラズマ励起用ガスとしてのAr、クリーニングガスとしてのSF及びOが導入される。クリーニングガスはプラズマ化され、処理容器119の表面に堆積した堆積物117が除去される。
切替え処理は処理容器119の表面に堆積した堆積物117を除去するのを主眼とするが、条件を整えることによって、ウェハWの表面、すなわちスペーサ115aの表面及び窒化シリコン膜111の表面に付着した堆積物117も除去することも可能である。
次に、図8(G)に示すように、酸化シリコン膜115のスペーサ115aをマスクとして窒化シリコン膜111をエッチングすると、窒化シリコン膜111のマスクパターン111aが形成される。窒化シリコン膜111上の堆積物117は除去されているので、窒化シリコン膜111のエッチングが可能になる。窒化シリコン膜111のエッチングにあたり、処理容器には、プラズマ励起用ガスとしてのAr、エッチングガスとしてのCHFガスが導入される。これらのガスをプラズマ化させて、窒化シリコン膜111をエッチングする。以上の工程を経て、ウェハW上にダブルパターニングが形成される。
以下に、Oガスを含むクリーニングガスをプラズマ化させる切替え処理の条件を表5のように特定した理由を説明する。
図9は、異なる圧力の下でのKrFフォトレジストのエッチングレートの実験結果を示す。この実験では、切替え処理(以下、Oフラッシュという)は、各圧力の下、10秒間、3000Wのマイクロ波パワーをKrFフォトレジストに供給することによって行われた。KrFフォトレジストはカーボンを含む堆積物とみなすことができるので、Oフラッシュの条件とエッチングレートとの関係を知ることができる。図9(A)〜(D)において、横軸の単位はmmであり、縦軸の単位はÅである。横軸の0は基板Wの中心を表す。基板W上のX軸、Y軸、V軸、W軸のエッチングレートが示されている。図9(A)によれば、圧力が20mTのとき、エッチングレートは10秒間で114.0nmであり、高い値を保つ。エッチングレートが高ければ、下地にリセス(凹み)が発生するおそれがあるので、エッチングレートを低くする必要がある。
図9(B)によれば、圧力が60mTのとき、エッチングレートは10秒間で87.7nmであり、まだ高い値を保つ。圧力が60mTのときのKrFフォトレジストのエッチングレートはまだ高い値なので、エッチングレートをさらに低くするために、Oフラッシュを60mTよりも高い圧力で行う必要がある。
図9(C)によれば、圧力が100mTのとき、エッチングレートは10秒間で39.7nmであり、低い値になる。エッチングレートを39.7nm/10secより低くするため、Oフラッシュは100mT以上で行われるのが望ましい。図9(D)によれば、200mTのとき、エッチングレートは10秒間で20.5nmであり、より低い値になる。100mTのときよりもエッチングレートを低くすることができるので、Oフラッシュは200mTで行われてもよい。
図10は、マイクロ波パワーを変化させたときのKrFフォトレジストのエッチングレートの実験結果を示す。Oフラッシュは、100mTの圧力の下、5秒間、1500W、2000W、3000Wの各マイクロ波パワーをKrFフォトレジストに供給することによって行われる。
図10(A)によれば、1500Wのとき、エッチングレートは2秒間で9.3nmであり、低い値になる。図10(B)によれば、2000Wのとき、エッチングレートは2秒間で12.6nmであり、少し高くなるもののまだ低い値を保つ。図10(C)によれば、3000Wのとき、エッチングレートは2秒間で24.2nmであり、2000Wのときの倍の高い値になる。エッチングレートを低くするために、マイクロ波パワーは2000Wに設定されるが望ましい。マイクロ波パワーが1500Wのときはよりエッチングレートを低くすることができるので、1500Wに設定されてもよい。
なお、本発明は、上記教示を考慮して様々に修正・変化可能である。具体的な実施態様については、本発明の範囲から逸脱しない範囲で種々の変形・変更を加えることが可能である。
本実施の形態では、測定のためアイドル時間およびシーズニング処理を行ったが、実際の処理において、必須ではない。また、実際の処理において、切替え処理で用いたクリーニングガスの影響を低減させるため、アイドルおよびシーズニング処理を設けてもよい。
また、本実施の形態では、ウェハレスのドライクリーニングを行ったが、これに限らず、ダミーウェハを用いたドライクリーニングを行ってもよい。この場合、ダミーウェハを搬送するための時間がかかるが、載置台12へのダメージを抑制することができる。
また、本実施の形態では、ウェハを一枚エッチングする毎にクリーニング処理を行うこととしたが、これに限らず、例えば、ウェハ5枚をエッチングする度に1度クリーニング処理を行うこととしてもよい。また、クリーニング処理を行わなくてもよい。
また、本実施の形態では、ポリシリコン膜エッチング処理と酸化膜エッチング処理をそれぞれ行うこととしたが、これに限らず、ポリシリコン膜エッチング処理後に、酸化膜エッチング処理を行う工程、または、酸化膜エッチング処理後に、ポリシリコン膜エッチング処理を行う工程にも適用することができる。
また、本実施の形態では、ウェットメンテナンスや、複数毎のダミーウェハを長時間ランニングすることがないため、ウェットメンテナンスにかかる時間やランニングに必要なダミー基板を削減することができる。
例えば絶縁膜として酸化シリコン膜の替わりに窒化シリコン膜をエッチングしてもよい。
本明細書は、2011年7月13日出願の特願2011−155171に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
2…ポリシリコン膜(シリコンを含む膜)
2a…ゲート電極
5…酸化シリコン膜(絶縁膜)
5a…スペーサ
10…処理容器
54…スロットアンテナ板
7,8…ロードロックモジュール
6…真空搬送モジュール
PM1〜PM4…プロセスモジュール
W…ウェハ(基板)
S1…第一のエッチング工程
S2…第一の切替え処理工程
S3…第二のエッチング工程
S4…第二の切替え処理工程

Claims (3)

  1. 基板を収容する搬入モジュールと
    ッチング装置を含み、基板に処理を施す複数のプロセスモジュールと、
    処理がなされた基板を収容する搬出モジュールと、
    前記搬入モジュール、前記複数のプロセスモジュール及び前記搬出モジュール間で基板を搬送する搬送モジュールと、
    前記搬入モジュール、前記複数のプロセスモジュール、前記搬出モジュール及び前記搬送モジュールを統括して制御する統括制御装置と、を備え、
    前記搬送モジュールが前記搬入モジュールに収容された基板を前記プロセスモジュールに搬送し、前記プロセスモジュールで処理がなされた基板を前記搬出モジュールに搬送する半導体製造システムにおいて、
    前記エッチング装置は、
    処理容器に第一の処理ガスを導入し、前記第一の処理ガスをプラズマ化させて基板上の膜をエッチングする第一のエッチング、及び前記処理容器に前記第一の処理ガスとガス種の異なる第二の処理ガスを導入し、前記第二の処理ガスをプラズマ化させて前記膜と膜種の異なる基板上の膜をエッチングする第二のエッチングを、同一の前記処理容器内において切り替えて行い、
    前記第一のエッチングから前記第二のエッチングに移行する間に、前記処理容器にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスをプラズマ化させて前記第一のエッチングにおいて前記処理容器内に堆積した反応生成物を除去し、
    前記第二のエッチングから前記第一のエッチングに移行する間に、前記処理容器にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスをプラズマ化させて前記第二のエッチングにおいて前記処理容器内に堆積した反応生成物を除去する制御部を備え、
    前記統括制御装置は、オペレータが切替えスイッチを操作したとき、又は前記複数のプロセスモジュールのいずれかで発生した障害を検知したとき、前記エッチング装置に切替え信号を送信し、
    前記エッチング装置は、前記統括制御装置からの切替え信号を受信したとき、前記第一のエッチングと前記第二のエッチングとを切り替える制御部を備える半導体製造システム。
  2. 搬送モジュールが搬入モジュールに収容された基板をエッチング方法を行う複数のプロセスモジュールに搬送し、前記複数のプロセスモジュールで処理がなされた基板を搬出モジュールに搬送する半導体製造方法において、
    前記エッチング方法は、
    処理容器に第一の処理ガスを導入し、前記第一の処理ガスをプラズマ化させて基板上の膜をエッチングする第一のエッチング工程と、
    前記処理容器に前記第一の処理ガスとガス種の異なる第二の処理ガスを導入し、前記第二の処理ガスをプラズマ化させて前記膜と膜種の異なる基板上の膜をエッチングする第二のエッチング工程と、を備え、
    同一の前記処理容器内において前記第一のエッチング工程と前記第二のエッチング工程とを切り替えて行い、
    前記第一のエッチング工程から前記第二のエッチング工程に移行する間に、前記処理容器にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスをプラズマ化させて前記第一のエッチング工程において前記処理容器内に堆積した反応生成物を除去する第一の切替え処理工程を行い、及び/又は、前記第二のエッチング工程から前記第一のエッチング工程に移行する間に、前記処理容器にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスをプラズマ化させて前記第二のエッチング工程において前記処理容器内に堆積した反応生成物を除去する第二の切替え処理工程を行い、
    前記半導体製造方法は、
    オペレータが切替えスイッチを操作したとき、又は前記複数のプロセスモジュールのいずれかで発生した障害を検知したとき、切替え信号を送信し、
    前記エッチング方法は、前記切替え信号を受信したとき、前記第一のエッチングと前記第二のエッチングとを切り替える半導体製造方法。
  3. 前記第一のエッチング工程において、前記処理容器にハロゲン元素を含む前記第一の処理ガスを導入し、前記第一の処理ガスをプラズマ化させて基板に形成されたシリコンを含む膜をエッチングし、
    前記第二のエッチング工程において、前記処理容器に炭素及びフッ素を含む前記第二の処理ガスを導入し、前記第二の処理ガスをプラズマ化させて基板に形成された絶縁膜をエッチングし、
    前記第二のエッチング工程から前記第一のエッチングに移行する間の前記第二の切替え処理工程において、前記処理容器に酸素を含むクリーニングガスを導入し、クリーニングガスをプラズマ化させて前記第二のエッチング工程において基板上及び前記処理容器内に堆積した反応生成物を除去することを特徴とする請求項2に記載の半導体製造方法。
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