JPH04137618A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH04137618A JPH04137618A JP25917290A JP25917290A JPH04137618A JP H04137618 A JPH04137618 A JP H04137618A JP 25917290 A JP25917290 A JP 25917290A JP 25917290 A JP25917290 A JP 25917290A JP H04137618 A JPH04137618 A JP H04137618A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
電子サイクロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ装置を使用して
半導体装置を製造する方法に関し、処理基板上に反応生
成物やゴミ等の付着なく効率的に膜成長を行なうことを
目的とし、基板をプラズマ室に導入して膜形成を行なう
前に、電磁石コイル電流を変化させることによってプラ
ズマ室の壁面全面にわたってＥＣＲ条件を満たす磁界を
掃引し、壁面全面を高密度プラズマにさらす工程を含む
。
半導体装置を製造する方法に関し、処理基板上に反応生
成物やゴミ等の付着なく効率的に膜成長を行なうことを
目的とし、基板をプラズマ室に導入して膜形成を行なう
前に、電磁石コイル電流を変化させることによってプラ
ズマ室の壁面全面にわたってＥＣＲ条件を満たす磁界を
掃引し、壁面全面を高密度プラズマにさらす工程を含む
。
本発明は、ＥＣＲプラズマ装置を使用して半導体装置を
製造する方法に関する。
製造する方法に関する。
近年、ＬＳＩの高集積化の進展に伴い、半導体装置のパ
ターンか大幅に微細化されつつあり、既に１μｍ以下の
パターンルールのデバイスの開発も行なわれている。こ
のような高集積のＬＳＩの製造工程においては、基板に
対するゴミの付着をいかにして防止するかの対策か製品
の良品歩留り及び信頼性に大きく影響する。そこで、こ
のようなゴミ対策への要求に対し、工場内の高度クリー
ンルーム化、無人化等積々の対策がたてられてきている
か、ＥＣＲプラズマ装置内においてもゴミ付着は重大な
問題であり、これに対する有効な対策か求められている
。
ターンか大幅に微細化されつつあり、既に１μｍ以下の
パターンルールのデバイスの開発も行なわれている。こ
のような高集積のＬＳＩの製造工程においては、基板に
対するゴミの付着をいかにして防止するかの対策か製品
の良品歩留り及び信頼性に大きく影響する。そこで、こ
のようなゴミ対策への要求に対し、工場内の高度クリー
ンルーム化、無人化等積々の対策がたてられてきている
か、ＥＣＲプラズマ装置内においてもゴミ付着は重大な
問題であり、これに対する有効な対策か求められている
。
第３図は従来方法の一例を説明する図である。
同図中、１はＥＣＲプラズマ装置本体て、大略、プラズ
マ室２．試料室３にて構成されている。４は石英窓、５
はマイクロ波導波管である。６，７はガス導入口、８は
基板支持部、９は排気口である。１０は電磁石コイルて
、プラズマ室２の両脇に設けられており、ＥＣＲ条件を
満たす磁界（８７５Ｇ）を発生する。
マ室２．試料室３にて構成されている。４は石英窓、５
はマイクロ波導波管である。６，７はガス導入口、８は
基板支持部、９は排気口である。１０は電磁石コイルて
、プラズマ室２の両脇に設けられており、ＥＣＲ条件を
満たす磁界（８７５Ｇ）を発生する。
成膜を行なうに際し、基板支持部８に基板１１を支持す
る。電磁石コイル１０にてプラズマ室２内にＥＣＲ条件
を満たす磁界（８７５Ｇ’）を形成し、マイクロ波導波
管５よりマイクロ波をプラズマ室２内に導入し、これと
共に、ガス導入口６より例えばＡｒ（アルゴン）ガスを
プラズマ室６内に、ガス導入ロアより例えばシラン（Ｓ
ｉＨ４）ガスを試料室３内に夫々導入する。磁界により
マイクロ波エネルギを吸収して高密度プラズマか発生し
、基板ｌｌ上にアモルファスシリコン膜（ａ−３ｉ膜）
が形成される。
る。電磁石コイル１０にてプラズマ室２内にＥＣＲ条件
を満たす磁界（８７５Ｇ’）を形成し、マイクロ波導波
管５よりマイクロ波をプラズマ室２内に導入し、これと
共に、ガス導入口６より例えばＡｒ（アルゴン）ガスを
プラズマ室６内に、ガス導入ロアより例えばシラン（Ｓ
ｉＨ４）ガスを試料室３内に夫々導入する。磁界により
マイクロ波エネルギを吸収して高密度プラズマか発生し
、基板ｌｌ上にアモルファスシリコン膜（ａ−３ｉ膜）
が形成される。
このような方法で、膜形成を行ない、これを多数処理し
ていくと次第に装置内に反応生成物やゴミが堆積してく
る。そこで、新たに基板上に膜形成を行なう前段階にお
いて、つまり、基板を基板支持部８に装着する前に、プ
ラズマ室２内のクリーニングを行なう。ガス導入口６よ
り例えば三フッ素化窒素（ＮＦ、 ）ガスをプラズマ室
２内に導入し、マイクロ波導波管５よりマイクロ波をプ
ラズマ室２内に導入し、プラズマを発生させ、プラズマ
室２の壁面に付着している反応生成物やゴミをエツチン
グ除去する。
ていくと次第に装置内に反応生成物やゴミが堆積してく
る。そこで、新たに基板上に膜形成を行なう前段階にお
いて、つまり、基板を基板支持部８に装着する前に、プ
ラズマ室２内のクリーニングを行なう。ガス導入口６よ
り例えば三フッ素化窒素（ＮＦ、 ）ガスをプラズマ室
２内に導入し、マイクロ波導波管５よりマイクロ波をプ
ラズマ室２内に導入し、プラズマを発生させ、プラズマ
室２の壁面に付着している反応生成物やゴミをエツチン
グ除去する。
ここで、プラズマ室２及び試料室３におけるプラズマ密
度について考えてみる。一般に、ＥＣＲプラズマにおい
ては、第３図に示す如く、ＥＣＲ条件（８７５Ｇ）の場
所でマイクロ波エネルギか矢印イ方向の電子運動エネル
ギ及び電子位置エネルギとして吸収され、矢印口方向（
磁束密度か低下する方向）にその運動エネルギベクトル
を変化させて加速されながら流れ出していく（イオンは
電気的中性を保つために電子の後を追う）。従って、第
３図に示す如く、ＥＣＲ条件である８７５Ｇの位置が高
密度プラズマになり、この高密度プラズマで叩かれるの
はプラズマ室２の壁面の一部のみてあり、これより基板
支持部８側にいくに従ってプラズマ密度は急激に低下し
、一方の石英窓４側ではプラズマ密度は極めて低く、石
英窓４やこの付近の壁面はプラズマに殆ど叩かれない。
度について考えてみる。一般に、ＥＣＲプラズマにおい
ては、第３図に示す如く、ＥＣＲ条件（８７５Ｇ）の場
所でマイクロ波エネルギか矢印イ方向の電子運動エネル
ギ及び電子位置エネルギとして吸収され、矢印口方向（
磁束密度か低下する方向）にその運動エネルギベクトル
を変化させて加速されながら流れ出していく（イオンは
電気的中性を保つために電子の後を追う）。従って、第
３図に示す如く、ＥＣＲ条件である８７５Ｇの位置が高
密度プラズマになり、この高密度プラズマで叩かれるの
はプラズマ室２の壁面の一部のみてあり、これより基板
支持部８側にいくに従ってプラズマ密度は急激に低下し
、一方の石英窓４側ではプラズマ密度は極めて低く、石
英窓４やこの付近の壁面はプラズマに殆ど叩かれない。
このように、従来装置は、クリーニングの際、プラズマ
室２内でのＥＣＲ条件（８７５Ｇ）の位置は基板処理を
行なっている時と同じ（固定）てあり、ＥＣＲ条件の高
密度プラズマの位置は常に一定である。従って、プラズ
マ室２の壁面全体をクリーニングすることはできず、特
に石英窓４近傍において反応生成物やゴミの付着が残り
、マイクロ波透過効率を低下させ、基板への膜成長を効
率的に行なうことができない問題点があった。又、ＥＣ
Ｒ条件の位置から基板支持部８側のプラズマ室２の壁面
の反応生成物やゴミは基板処理時にスパッタリング等に
よって基板１１に直接付着する可能性が高く、このため
、従来装置は良質の膜成長を行なうことかできない問題
点があった。
室２内でのＥＣＲ条件（８７５Ｇ）の位置は基板処理を
行なっている時と同じ（固定）てあり、ＥＣＲ条件の高
密度プラズマの位置は常に一定である。従って、プラズ
マ室２の壁面全体をクリーニングすることはできず、特
に石英窓４近傍において反応生成物やゴミの付着が残り
、マイクロ波透過効率を低下させ、基板への膜成長を効
率的に行なうことができない問題点があった。又、ＥＣ
Ｒ条件の位置から基板支持部８側のプラズマ室２の壁面
の反応生成物やゴミは基板処理時にスパッタリング等に
よって基板１１に直接付着する可能性が高く、このため
、従来装置は良質の膜成長を行なうことかできない問題
点があった。
本発明は、処理基板上に反応生成物や′ゴミ等の付着な
く効率的に膜成長を行なうことかてきる半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。
く効率的に膜成長を行なうことかてきる半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。
上記問題点は、基板をプラズマ室に導入して膜形成を行
なう前に、電磁石コイル電流を変化させることによって
プラズマ室の壁面全面にわたってＥＣＲ条件を満たす磁
界を掃引し、壁面全面を高密度プラズマにさらす工程を
含むことを特徴とする半導体装置の製造方法によって解
決される。
なう前に、電磁石コイル電流を変化させることによって
プラズマ室の壁面全面にわたってＥＣＲ条件を満たす磁
界を掃引し、壁面全面を高密度プラズマにさらす工程を
含むことを特徴とする半導体装置の製造方法によって解
決される。
本発明では、電磁石コイル電流を掃引することによって
プラズマ室壁面全面を高密度プラズマにさらす。これに
より、壁面全面をクリーニングでき、反応生成物やゴミ
の付着のない良質の膜成長を行なうことかでき、この場
合、窓近傍も高密度プラズマにさらしてこの部分もクリ
ーニングすることかできるので、マイクロ波透過効率を
低下させることはなく、基板への膜成長を効率的に行な
うことかできる。又、高密度プラズマにさらすのを基板
複数枚処理毎に行なえば、短時間で製造できる。
プラズマ室壁面全面を高密度プラズマにさらす。これに
より、壁面全面をクリーニングでき、反応生成物やゴミ
の付着のない良質の膜成長を行なうことかでき、この場
合、窓近傍も高密度プラズマにさらしてこの部分もクリ
ーニングすることかできるので、マイクロ波透過効率を
低下させることはなく、基板への膜成長を効率的に行な
うことかできる。又、高密度プラズマにさらすのを基板
複数枚処理毎に行なえば、短時間で製造できる。
第１図は本発明の一実施例を説明する図を示し、同図中
、第３図と同一構成部分には同一番号を付して、その説
明を省略する。
、第３図と同一構成部分には同一番号を付して、その説
明を省略する。
基板１１を基板支持部８に装着する前に、クリーニング
を行なう。ガス導入管６より例えばＮＦ３ガス（５０ｓ
ｅｃｍ）をプラズマ室２内に導入し、マイクロ波導波管
５よりマイクロ波（８００Ｗ）をプラズマ室２内に導入
し、電磁石コイル１０に電流を流して磁界を発生させる
。なお、プラズマ室２内の圧力は５ Ｘ １０−”Ｔｏ
ｒｒて、処理時間は１０分である。
を行なう。ガス導入管６より例えばＮＦ３ガス（５０ｓ
ｅｃｍ）をプラズマ室２内に導入し、マイクロ波導波管
５よりマイクロ波（８００Ｗ）をプラズマ室２内に導入
し、電磁石コイル１０に電流を流して磁界を発生させる
。なお、プラズマ室２内の圧力は５ Ｘ １０−”Ｔｏ
ｒｒて、処理時間は１０分である。
この場合、電磁石コイル１０に流す電流は一定ではなく
、第２図に示す如く、基板処理時のＥＣＲ条件（８７５
Ｇ）の位置Ａを得るコイル電流を始点に、ここから処理
時間１０分の間にコイル電流を小−大一小のように変化
させて再び位置Ａを得るようにする。即ち、基板処理時
の磁界強度では８７５Ｇの位置はＡであり、コイル電流
を小にすると磁界強度は弱くなって８７５Ｇの位置はＢ
を介してＣになり、逆にコイル電流を大にすると磁界強
度は強くなって８７５Ｇの位置はＢ、Ａ、Ｄを介してＥ
になり、再びコイル電流を小にすると磁界強度は弱くな
って８７５Ｇの位置はＤを介してＡになり、このように
ＥＣＲ条件を満たす磁界（８７５Ｇ）の位置をプラズマ
室２内において変化させる。
、第２図に示す如く、基板処理時のＥＣＲ条件（８７５
Ｇ）の位置Ａを得るコイル電流を始点に、ここから処理
時間１０分の間にコイル電流を小−大一小のように変化
させて再び位置Ａを得るようにする。即ち、基板処理時
の磁界強度では８７５Ｇの位置はＡであり、コイル電流
を小にすると磁界強度は弱くなって８７５Ｇの位置はＢ
を介してＣになり、逆にコイル電流を大にすると磁界強
度は強くなって８７５Ｇの位置はＢ、Ａ、Ｄを介してＥ
になり、再びコイル電流を小にすると磁界強度は弱くな
って８７５Ｇの位置はＤを介してＡになり、このように
ＥＣＲ条件を満たす磁界（８７５Ｇ）の位置をプラズマ
室２内において変化させる。
従って、コイル電流を掃引することでプラズマ室２全体
を高密度プラズマにさらすことかでき、プラズマ室２の
壁面に付着している反応生成物やゴミを壁面全体にわた
って除去することかでき、従来例に比して効率的にクリ
ーニングを行なうことができ、良質の膜成長を行なうこ
とかてきる。
を高密度プラズマにさらすことかでき、プラズマ室２の
壁面に付着している反応生成物やゴミを壁面全体にわた
って除去することかでき、従来例に比して効率的にクリ
ーニングを行なうことができ、良質の膜成長を行なうこ
とかてきる。
この場合、特に位置Ｃにおいて、石英窓４近傍を高密度
プラズマにさらすことができるので、従来例では除去し
きれなかったこの部分の反応生成物を除去でき、従って
、マイクロ波透過効率を低下させることはなく、基板へ
の膜成長を効率的に行なうことかてきる。なお、第２図
に示す掃引を１周期とし、このような掃引を数周期にわ
たって行なうようにしてもよい。
プラズマにさらすことができるので、従来例では除去し
きれなかったこの部分の反応生成物を除去でき、従って
、マイクロ波透過効率を低下させることはなく、基板へ
の膜成長を効率的に行なうことかてきる。なお、第２図
に示す掃引を１周期とし、このような掃引を数周期にわ
たって行なうようにしてもよい。
このようなりリーニングを行なった後、基板１１を基板
支持部８に装着して膜成長を行なう。
支持部８に装着して膜成長を行なう。
例えばアモルファスシリコン膜を形成する場合、ガス導
入口６よりＡｒガス（６０ｓｅｃｍ） 、ガス導入ロア
よりＳ Ｉ Ｈ４ガス（３０ｓｅｃｍ）を夫々導入し、
マイクロ波（８００Ｗ）を導入する。なお、プラズマ室
２内の圧力は３．５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、処理時間
は５分である。クリーニングは基板処理（膜形成）１枚
毎に行なってもよいし又、複数枚毎に行なってもよい。
入口６よりＡｒガス（６０ｓｅｃｍ） 、ガス導入ロア
よりＳ Ｉ Ｈ４ガス（３０ｓｅｃｍ）を夫々導入し、
マイクロ波（８００Ｗ）を導入する。なお、プラズマ室
２内の圧力は３．５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、処理時間
は５分である。クリーニングは基板処理（膜形成）１枚
毎に行なってもよいし又、複数枚毎に行なってもよい。
なお、クリーニング時のガスとしては、三フッ素化窒素
の他に、基板に形成する膜の種類に応じて酸素、窒素、
アルゴン、ヘリウム、四フッ素化窒素のいずれか、或い
はこれらの混合ガスを用いるようにする。
の他に、基板に形成する膜の種類に応じて酸素、窒素、
アルゴン、ヘリウム、四フッ素化窒素のいずれか、或い
はこれらの混合ガスを用いるようにする。
又、第１図に示す二点鎖線で示す如く、本発明は、プラ
ズマ室２の壁面を石英又はアルミナで覆って加熱効果を
上げるタイプのものにも同様に適用できる。
ズマ室２の壁面を石英又はアルミナで覆って加熱効果を
上げるタイプのものにも同様に適用できる。
以上説明した如く、本発明によれば、プラズマ室壁面全
面を高密度プラズマにさらすようにしているため、壁面
全面をクリーニングてき、反応生放物やゴミの付着のな
い良質の膜成長を行なうことかてき、この場合、窓近傍
もクリーニングできるのでマイクロ波透過効率を低下さ
せることはなく、基板への膜成長を効率的に行なうこと
かできる。又、高密度プラズマにさらすのを基板複数枚
処理毎に行なえば、短時間で製造できる。
面を高密度プラズマにさらすようにしているため、壁面
全面をクリーニングてき、反応生放物やゴミの付着のな
い良質の膜成長を行なうことかてき、この場合、窓近傍
もクリーニングできるのでマイクロ波透過効率を低下さ
せることはなく、基板への膜成長を効率的に行なうこと
かできる。又、高密度プラズマにさらすのを基板複数枚
処理毎に行なえば、短時間で製造できる。
第１図は本発明の一実施例を説明する図、第２図は本発
明における磁界掃引の様子を説明する図、 第３図は従来の一例を説明する図である。 図において、 まＥＣＲプラズマ装置本体、 まプラズマ室、 ま試料室、 よ石英窓、 よマイクロ波導波管、 ７はガス導入口、 ０は電磁石コイル、 は基板 を示す。
明における磁界掃引の様子を説明する図、 第３図は従来の一例を説明する図である。 図において、 まＥＣＲプラズマ装置本体、 まプラズマ室、 ま試料室、 よ石英窓、 よマイクロ波導波管、 ７はガス導入口、 ０は電磁石コイル、 は基板 を示す。
Claims (2)
- （１）電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ装置
を使用して半導体装置を製造する方法において、 基板（１１）をプラズマ室（２）に導入して膜形成を行
なう前に、電磁石コイル（１０）電流を変化させること
によって該プラズマ室（２）の壁面全面にわたってＥＣ
Ｒ条件を満たす磁界を掃引し、該壁面全面を高密度プラ
ズマにさらす工程を含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - （２）上記高密度プラズマにさらすのを、基板（１１）
１枚処理毎に、又は基板複数枚処理毎に行なうことを特
徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25917290A JPH04137618A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25917290A JPH04137618A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137618A true JPH04137618A (ja) | 1992-05-12 |
Family
ID=17330363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25917290A Pending JPH04137618A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04137618A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6274058B1 (en) | 1997-07-11 | 2001-08-14 | Applied Materials, Inc. | Remote plasma cleaning method for processing chambers |
| JP2008277707A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP25917290A patent/JPH04137618A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6274058B1 (en) | 1997-07-11 | 2001-08-14 | Applied Materials, Inc. | Remote plasma cleaning method for processing chambers |
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