JPH04313223A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の異方性ド
ライエッチングによる微細加工技術の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、半導体装置の異方性ドライエッ
チングを行った状態を示す断面図で、１は下地の酸化膜
、２は被加工膜（この例ではアルミ合金膜）、３はレジ
スト膜３である。

【０００３】このような半導体装置を製造するには、従
来、図３に示すような工程が採られることがある。

【０００４】この製造方法では、まず、半導体ウェハー
を処理室内に配置するとともに、この処理室内に被加工
膜２のエッチングガスとして、たとえばＦＣｌ３（三塩
化ホウ素）やＣｌ２（塩素）などの非堆積性ガスを導入
し、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などのドライエ
ッチングを行う。

【０００５】このドライエッチングによって処理室内壁
には、レジスト膜３の主成分であるＣ（炭素）などの元
素を主体とした反応生成物が付着するが、このような反
応生成物をそのまま長期間放置していると、それが不意
に処理室内壁から剥離して浮遊する結果、所望のエッチ
ングができなくなるなどの不具合を生じる。

【０００６】そのため、ドライエッチングが終了すると
、次に、Ｃｌ２ガスとＯ２ガスとを導入してプラズマ放
電することで処理室内壁に付着している反応生成物を除
去するようにしている。

【０００７】そして、クリーニングが終了すれば、再度
、ドライエッチングを行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のエッ
チング工程においては、一枚の半導体ウェハーのみを処
理するのではなく、一つの半導体ウェハーの処理が終了
するたびに未処理の半導体ウェハーを新たに処理室内に
挿入して連続的に処理が行われる（たとえば２５枚程度
の半導体ウェハーが連続的に処理される）。

【０００９】このようなエッチング処理の過程において
、半導体ウェハーの処理が既に多数枚完了している状態
では、処理室内壁にレジスト膜の主成分であるＣを主体
とした反応生成物がある程度付着し、この反応性生成物
がさらに分解して被加工膜２の側面にも付着するために
サイドエッチングが抑制され、図２に示すような良好な
異方性エッチング行われる。これに対して、処理室のク
リーニングをしてから半導体ウェハーのエッチング処理
を再開した直後の状態では、処理室内壁には未だ反応生
成物が十分に付着しておらず、レジスト膜３の分解物の
みが被加工膜２の側面に付着するだけなので、サイドエ
ッチングの抑制効果が不十分となる。その結果、図４に
示すように、パターン転写が不正確になる。

【００１０】このようなサイドエッチングの発生を有効
に防止するには、エッチングガスとして、ＣＣｌ４（四
塩化炭素）などの堆積性ガスを用いる方法が考えられる
。

【００１１】この種の堆積性ガスは、ドライエッチング
の過程で、これが分解して非加工膜２の側面に付着する
ので、サイドエッチングが抑制されるものの、堆積性ガ
スが分解して生じた反応生成物は同時に処理室内壁にも
堆積する。しかも、堆積性ガスは多数の半導体ウェハー
をドライエッチングする過程で常時供給されているので
、その堆積量は、非堆積性ガスを用いる場合よりもはる
かに多くなる。したがって、次の工程でプラズマ放電に
よるクリーニングを行っても、十分に除去することがで
きない。そのため、処理室内壁への堆積量が次第に増加
し、この結果、上述したように、その反応生成物が不意
に処理室内壁から剥離して浮遊し、半導体ウェハーのエ
ッチングを阻害することになる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するためになされたものであって、非堆積性ガス
を用いてアルミ合金等の被加工膜をドライエッチングす
る場合に、その前工程のプラズマ放電によるクリーニン
グの影響をなくして、常にサイドエッチングの無い正確
にパターン転写された半導体装置が得られるようにする
ものである。

【００１３】そのため、本発明は、ＦＣｌ３（三塩化ホ
ウ素）やＣｌ２（塩素）などの非堆積性ガスを用いてア
ルミ合金等の被加工膜をドライエッチングするエッチン
グ工程と、このドライエッチングのための処理室内壁に
付着した反応生成物をプラズマ放電により除去するクリ
ーニング工程とを繰り返して行う半導体装置の製造方法
において、クリーニング工程からエッチング工程へ移行
するまでの間に、前記レジスト膜に近似した成分をもつ
堆積性ガスを前記処理室内に導入してプラズマ放電する
エージング工程を設けたものである。

【００１４】

【作用】本発明の製造方法によれば、ドライエッチング
を行う前に予めレジスト膜に近似した成分をもつ堆積性
ガスの反応生成物が処理室内壁に付着しているので、ド
ライエッチングを行うときには、最初から、異方性エッ
チングに必要となるその反応生成物が分解して被加工膜
の側壁に供給される。そのため、サイドエッチングが良
好に抑制され、精度良い転写パターンが得られることに
なる。

【００１５】

【実施例】本発明の半導体装置の製造方法の工程を、図
１に示すフローチャートを参照して説明する。なお、こ
こでは、ドライエッチングの対象となる被加工膜として
アルミ合金を用いている。

【００１６】この製造方法では、従来と同様に、ＦＣｌ
３やＣｌ２などの非堆積性ガスを用いて被加工膜（アル
ミ合金）２をドライエッチングするエッチング工程と、
このドライエッチングのために処理室内壁に付着した反
応生成物をＣｌ２ガスとＯ２ガスとをプラズマ放電する
ことにより除去するクリーニング工程を含むとともに、
さらに、クリーニング工程からエッチング工程へ移行す
るまでの間に、レジスト膜３に近似した成分をもつ堆積
性ガスを処理室内に導入してプラズマ放電するエージン
グ工程を設けた点に特徴がある。

【００１７】本例の場合、レジスト膜３はＣを主成分と
しているので、エージング工程で使用する堆積性ガスと
しては、ＣＣｌ４（四塩化炭素）を用いる。

【００１８】この実施例の製造方法では、エッチング工
程の前にエージング工程において、堆積性ガスであるＣ
Ｃｌ４ガスがプラズマ放電されるため、その反応生成物
（ＣＣｌｘ）がクリーニング後の処理室の内壁に付着す
る。 しかも、この反応生成物は、ドライエッチングの処理と
切り離して行われているために、処理室内壁への付着力
が強く、物理的に剥離する恐れが少ない。

【００１９】次いで、ドライエッチングが行われるが、
この場合、既に処理室の内壁にはレジスト膜に近似した
Ｃを主成分とした反応生成物が付着しているので、最初
の半導体ウェハーを処理するときから、異方性エッチン
グに必要となるその反応生成物が分解して被加工膜２の
側壁に供給される。そのため、サイドエッチングが良好
に抑制され、精度良い転写パターンが得られることにな
る。

【００２０】なお、この実施例では、被加工膜２として
アルミ合金をドライエッチングする場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、たとえば、ポリ
シリコン膜や酸化膜などの被加工膜をドライエッチング
する場合にも、本発明を適用することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、非堆積性ガスを用いて
アルミ合金等の被加工膜をドライエッチングする場合に
、その前工程でのプラズマ放電によるクリーニングの影
響を無くすことができるため、常にサイドエッチングの
無い正確にパターン転写された半導体装置が得られるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置の製造方法の工程を示すフ
ローチャートである。

【図２】半導体装置の異方性エッチングが良好な場合の
断面図である。

【図３】従来の半導体装置の製造方法の工程を示すフロ
ーチャートである。

【図４】半導体装置の異方性エッチングが不良の場合の
断面図である。

【符号の説明】

１…酸化膜、２…被加工膜（アルミ合金）、３…レジス
ト膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ＦＣｌ３（三塩化ホウ素）やＣｌ２（
   塩素）などの非堆積性ガスを用いてアルミ合金等の被加
   工膜をドライエッチングするエッチング工程と、このド
   ライエッチングのための処理室内壁に付着した反応生成
   物をプラズマ放電により除去するクリーニング工程とを
   繰り返して行う半導体装置の製造方法において、前記ク
   リーニング工程からエッチング工程へ移行するまでの間
   に、前記レジスト膜に近似した成分をもつ堆積性ガスを
   前記処理室内に導入してプラズマ放電するエージング工
   程を設けたことを特徴とする半導体装置の製造方法。