JPH0491432A - マグネトロンｒｉｅ装置 - Google Patents
マグネトロンｒｉｅ装置Info
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- JPH0491432A JPH0491432A JP20552590A JP20552590A JPH0491432A JP H0491432 A JPH0491432 A JP H0491432A JP 20552590 A JP20552590 A JP 20552590A JP 20552590 A JP20552590 A JP 20552590A JP H0491432 A JPH0491432 A JP H0491432A
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Landscapes
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体装置の製造プロセスに用いられるマグ
ネトロンＲＩＥ装置に関し、更に詳しくは、Ｓｉｎ、を
はじめとするシリコン化合物のエツチングに用いられる
マグネトロンＲＩＥ装置に係わる。
ネトロンＲＩＥ装置に関し、更に詳しくは、Ｓｉｎ、を
はじめとするシリコン化合物のエツチングに用いられる
マグネトロンＲＩＥ装置に係わる。
［発明の概要］
本発明は、マグネトロンＲＩＥ装置において、マグネト
ロン放電に晒される、ウェハ載置位置の近傍の部材を弗
素を含む樹脂で形成した第１のエツチングチャンバと、
マグネトロン放電に晒される、ウェハ載置位置の近傍の
部材を炭素を含む材料で形成した第２のエツチングチャ
ンバと、を備えることにより、 高スループツトが確保でき、チャンバ内にパーティクル
が付着するのを防止し、しかもシリコン基板との高選択
比を確保し得るようにしたものである。
ロン放電に晒される、ウェハ載置位置の近傍の部材を弗
素を含む樹脂で形成した第１のエツチングチャンバと、
マグネトロン放電に晒される、ウェハ載置位置の近傍の
部材を炭素を含む材料で形成した第２のエツチングチャ
ンバと、を備えることにより、 高スループツトが確保でき、チャンバ内にパーティクル
が付着するのを防止し、しかもシリコン基板との高選択
比を確保し得るようにしたものである。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ＵＬＳ
Ｉ、ＶＬ、ＳＩ等の製造プロセスのエツチングにおいて
は、基板の大径化やデザインルールの微細化が進むに従
って、基板処理面内の均一性のため、装置がバッチ式か
ら枚葉式に変わりつつある。この場合、バッチ式と同様
の生産性（スループット）を維持するには、１度の処理
枚数が少ない分、エツチング速度を高くしなければなら
ず、従来の反応性イオンエツチング（ＲＩ Ｅ）よりも
高密度なプラズマを形成する手段として、ＥＣＲ放電を
利用したμ波プラズマエツチング装置やマグネトロンＲ
ＩＥ装置が開発され実用化されてきている。特に、下地
シリコン基板上の５ｉＯｐ膜のようなシリコン化合物の
エツチングは、イオンアシスト反応を主とするため、エ
ッヂレートの高速化にはマグネトロンＲＩＥの利用が有
効となる。
Ｉ、ＶＬ、ＳＩ等の製造プロセスのエツチングにおいて
は、基板の大径化やデザインルールの微細化が進むに従
って、基板処理面内の均一性のため、装置がバッチ式か
ら枚葉式に変わりつつある。この場合、バッチ式と同様
の生産性（スループット）を維持するには、１度の処理
枚数が少ない分、エツチング速度を高くしなければなら
ず、従来の反応性イオンエツチング（ＲＩ Ｅ）よりも
高密度なプラズマを形成する手段として、ＥＣＲ放電を
利用したμ波プラズマエツチング装置やマグネトロンＲ
ＩＥ装置が開発され実用化されてきている。特に、下地
シリコン基板上の５ｉＯｐ膜のようなシリコン化合物の
エツチングは、イオンアシスト反応を主とするため、エ
ッヂレートの高速化にはマグネトロンＲＩＥの利用が有
効となる。
上記マグネトロンＲＩＥ装置で５ｉｆｔをエツチングす
る場合には、反応ガスとして例えばＣ，Ｆ’。
る場合には、反応ガスとして例えばＣ，Ｆ’。
のような高次フロンガスが用いられる。
しかしながら、マグネトロンＲＩＥとはいえ高速化には
限界があり、従来のバッチ処理で得られていたスループ
ットを現状の枚葉処理装置で達成するまでには至ってい
ない。
限界があり、従来のバッチ処理で得られていたスループ
ットを現状の枚葉処理装置で達成するまでには至ってい
ない。
また、従来のＳ ｉ ＯｙＲＩ ｇで使われているガス
系をマグネトロンＲＩＥにそのまま用いると、マグネト
ロン放電によってガスの解離が促進されるために、Ｆラ
ジカルの生成量の増加に伴なって下地シリコンとの選択
比が高く得られないという問題がある。
系をマグネトロンＲＩＥにそのまま用いると、マグネト
ロン放電によってガスの解離が促進されるために、Ｆラ
ジカルの生成量の増加に伴なって下地シリコンとの選択
比が高く得られないという問題がある。
したがって、デバイスで要求される高りｔ選択比の確保
のためには、堆積性ガスの添加が不可欠となっており、
処理中のパーティクルの発生を防止する上で、エツチン
グ・チャンバのクリーニングを頻繁に行なう必要が生じ
ている。
のためには、堆積性ガスの添加が不可欠となっており、
処理中のパーティクルの発生を防止する上で、エツチン
グ・チャンバのクリーニングを頻繁に行なう必要が生じ
ている。
こうしたなか、堆積性ガスの添加を極力抑えた、クリー
ニング・プロセスでの高速・高選択比ＳｉＯ，エツチン
グの実現が切望されている。
ニング・プロセスでの高速・高選択比ＳｉＯ，エツチン
グの実現が切望されている。
本発明は、５ｉＯｔをはじめとするシリコン化合物のエ
ツチングを低圧マグネトロンＲＩＥで行なう場合に、ス
ループット向上のだめのエッチレートの高速化と堆積性
ガスの添加を用いないクリーンプロセスでの高りｔ選択
比化を実現させる手段を提供するものである。
ツチングを低圧マグネトロンＲＩＥで行なう場合に、ス
ループット向上のだめのエッチレートの高速化と堆積性
ガスの添加を用いないクリーンプロセスでの高りｔ選択
比化を実現させる手段を提供するものである。
［課題を解決するための手段］
そこで、本発明は、マグネトロン放電に晒される、ウェ
ハ載置位置の近傍の部材を弗素を含む樹脂で形成した第
１のエツチングチャンバと、マグネトロン放電に晒され
る、ウェハ載置位置の近傍の部材を炭素を含む材料で形
成した第２のエツチングチャンバと、を備えることを、
その解決手段としている。
ハ載置位置の近傍の部材を弗素を含む樹脂で形成した第
１のエツチングチャンバと、マグネトロン放電に晒され
る、ウェハ載置位置の近傍の部材を炭素を含む材料で形
成した第２のエツチングチャンバと、を備えることを、
その解決手段としている。
［作用］
第１のエツチングチャンバにおいては、ウェハ載置位置
の近傍の部材が入射イオンによるスパッタリングによっ
て、例えば、ＣＦｘ’イオンのようなＳｔｏ、のエッチ
ャントを供給することで、高速のエッチレートが得られ
る。
の近傍の部材が入射イオンによるスパッタリングによっ
て、例えば、ＣＦｘ’イオンのようなＳｔｏ、のエッチ
ャントを供給することで、高速のエッチレートが得られ
る。
また、第２のエツチングチャンバにおいては、ウェハ載
置位置の近傍の部材が入射イオンによるスパッタリング
によって選択性を得るのに必要なカーボンの供給を行な
う。このため、堆積性ガスの添加を必要としないで下地
シリコンとの高選択比を確保した５ｉｆｔエツヂングが
可能となる。
置位置の近傍の部材が入射イオンによるスパッタリング
によって選択性を得るのに必要なカーボンの供給を行な
う。このため、堆積性ガスの添加を必要としないで下地
シリコンとの高選択比を確保した５ｉｆｔエツヂングが
可能となる。
［実施例］
以下、本発明に係るマグネトロンＲ■Ｅ装置の詳細を図
面に示す実施例に基づいて説明する。
面に示す実施例に基づいて説明する。
本実施例に係るマグネトロンＲＩＥ装置は、第１図に示
すように、第１チヤンバ１と第２チヤンバ２とから構成
され、両チャンバ１．２の間にはゲートバルブ３が介在
されている。また、第１チヤンバ１側にはウェハ４を供
給するロード室５がゲートバルブ６を介して設けられて
いる。一方、第２チヤンバ２側には、ゲートバルブ７を
介してウェハ４が排出されるアンロード室８が設けられ
ている。
すように、第１チヤンバ１と第２チヤンバ２とから構成
され、両チャンバ１．２の間にはゲートバルブ３が介在
されている。また、第１チヤンバ１側にはウェハ４を供
給するロード室５がゲートバルブ６を介して設けられて
いる。一方、第２チヤンバ２側には、ゲートバルブ７を
介してウェハ４が排出されるアンロード室８が設けられ
ている。
第１ヂヤンバｌ内には、高周波ＲＦ電源９が接続された
カソード電極１０が配設されている。このカソード電極
ＩＯ上にはウェハ４が載置され、また、載置されたウェ
ハ４の上周縁部には電極カバー１１が設けられている。
カソード電極１０が配設されている。このカソード電極
ＩＯ上にはウェハ４が載置され、また、載置されたウェ
ハ４の上周縁部には電極カバー１１が設けられている。
そして、この電極カバー１１は、ＰＴＦＢなどの弗素樹
脂で形成されており、当該電極カバー１１には、本出願
人に依り出願された特願平１−３１５７２号に係る冷却
機構が内蔵されている。また、第１チャンバｌ上部には
マグネット１２が配設されている。
脂で形成されており、当該電極カバー１１には、本出願
人に依り出願された特願平１−３１５７２号に係る冷却
機構が内蔵されている。また、第１チャンバｌ上部には
マグネット１２が配設されている。
次に、第２チヤンバ２内には、低周波ＲＦ電源１３に接
続されたカソード電極Ｉ４が配設され、このカソード電
極１４の上にはウェハ４が載置されるようになっている
。このように載置されたウェハ４の上周縁部には、炭化
ケイ素（ＳｉＣ）。
続されたカソード電極Ｉ４が配設され、このカソード電
極１４の上にはウェハ４が載置されるようになっている
。このように載置されたウェハ４の上周縁部には、炭化
ケイ素（ＳｉＣ）。
ポリカーボネイト（ポリ炭酸エステル）等の弗素を含有
せずカーボンを主な構成元素とする材料で形成された電
極カバー１５が配設されている。また、第２チヤンバ２
の上部にも、第１チヤンバ１と同様にマグネット１６が
配設されている。
せずカーボンを主な構成元素とする材料で形成された電
極カバー１５が配設されている。また、第２チヤンバ２
の上部にも、第１チヤンバ１と同様にマグネット１６が
配設されている。
なお、ロード室５．第１ヂャンバ１．第２ヂャンバ２．
アンロード室８相互へのウェハ４の移動。
アンロード室８相互へのウェハ４の移動。
搬送は、図示しない搬送機構により行なわれる。
斯るマグネトロンＲＩＥ装置を用いて、シリコン基板上
のＳｔｏｗ膜をエツチングする方法を以下説明する。
のＳｔｏｗ膜をエツチングする方法を以下説明する。
先ず、第２図（Ａ）に示すように、拡散層１８が形成さ
れているシリコン基板のような基板１７上全面に、シリ
コン化合物系からなる被エツチング膜としてのＳ ｉ
Ｏを膜１９を形成し、この被エツチングＳｉＯ，膜１９
の上に、フォトリソグラフィの技法で、基板１７の拡散
層１８と対応する部分に開口２０ａを有するレジストパ
ターン２０を形成する。
れているシリコン基板のような基板１７上全面に、シリ
コン化合物系からなる被エツチング膜としてのＳ ｉ
Ｏを膜１９を形成し、この被エツチングＳｉＯ，膜１９
の上に、フォトリソグラフィの技法で、基板１７の拡散
層１８と対応する部分に開口２０ａを有するレジストパ
ターン２０を形成する。
次に、マグネトロンＲＩＥにより、■第１チャンバＩ内
の第１ステツプのエツチングと、■第２チャンバ２内の
第２ステツプのエツチングとを行う。
の第１ステツプのエツチングと、■第２チャンバ２内の
第２ステツプのエツチングとを行う。
■第１ステップのエツチングでは、例えば０３Ｆ８など
の高次フロンガスを原料ガスとして、パワー密度を１．
３Ｗ／ｃｍ’以上に設定し、第２図（Ｂ）に示すように
、レジストパターン４をマスクとして、Ｓｔｏｗ膜１９
全１９１７の拡散層１８が露出する直前までエツチング
して、Ｓｔｏ。
の高次フロンガスを原料ガスとして、パワー密度を１．
３Ｗ／ｃｍ’以上に設定し、第２図（Ｂ）に示すように
、レジストパターン４をマスクとして、Ｓｔｏｗ膜１９
全１９１７の拡散層１８が露出する直前までエツチング
して、Ｓｔｏ。
膜１９に孔２１を形成する。具体的には、この第１ステ
ツプのエツチングにおいては、Ｓｉｎ、膜１９に、エツ
チング深さのばらつき±３〜５％を加味しつつ、５ｉＯ
ｔ膜１９の例えば５０００人の厚さの９０〜９８％の深
さを有する孔２１を形成した。この第１ステツプのエツ
チングの具体的な条件は、 原料ガス ： Ｃ３Ｆ＠ ４６ＳＣＣＭ圧力 ：
２Ｐａ パワー密度： ２．７６Ｗ／Ｃｍ” 磁場 ：１００Ｇ（基板１７上で）とした。この第
１ステツプのエツチングにおいては、弗素樹脂で形成さ
れた電極カバー１１が入射イオンによるスパッタリング
により原料ガスの解離以外にもＳｔｏｗのエッチャント
ＣＦ、’イオンを供給するため、高速エッチレートを達
成する。
ツプのエツチングにおいては、Ｓｉｎ、膜１９に、エツ
チング深さのばらつき±３〜５％を加味しつつ、５ｉＯ
ｔ膜１９の例えば５０００人の厚さの９０〜９８％の深
さを有する孔２１を形成した。この第１ステツプのエツ
チングの具体的な条件は、 原料ガス ： Ｃ３Ｆ＠ ４６ＳＣＣＭ圧力 ：
２Ｐａ パワー密度： ２．７６Ｗ／Ｃｍ” 磁場 ：１００Ｇ（基板１７上で）とした。この第
１ステツプのエツチングにおいては、弗素樹脂で形成さ
れた電極カバー１１が入射イオンによるスパッタリング
により原料ガスの解離以外にもＳｔｏｗのエッチャント
ＣＦ、’イオンを供給するため、高速エッチレートを達
成する。
なお、ＲＦ電源は、通常用いられている１３．５６ Ｍ
Ｈｚを用いた。
Ｈｚを用いた。
■次に、ウェハ４を真空を保持したまま、第２チヤンバ
２に搬送する。ここでは、カソード電極カバーにＳｉＣ
，ポリカーボネイト（ポリ炭酸エステル）等の弗素を含
有せず、カーボンを主な構成元素とする素材のものを用
いるため、入射イオンによるスパッタリングによって選
択性に必要なカーボンの供給が行なわれる。これにより
、堆積性ガスの添加をせずとも、下地Ｓｉとの高選択比
を確保した５ｉＯｙエツチングが可能となる。さらにこ
こでは、ＲＦ電源に２ Ｍ Ｈｚ以下の低周波数のもの
を用いる。そうすることでイオンの追従性を良くし、あ
る程度まで印加ＲＦパワーを下げても、入射イオンエネ
ルギーを高く維持できる様になる。すなわち、同じＳｔ
ｏｗエッチレートを得るために必要なＲＦパワーが高周
波電源に比べて低めに設定できるので、Ｆラジカルまで
の解離を抑制した高速５ｔｏｐエツチングが可能となり
、下地Ｓｆとの選択比がより一層高くとれる。
２に搬送する。ここでは、カソード電極カバーにＳｉＣ
，ポリカーボネイト（ポリ炭酸エステル）等の弗素を含
有せず、カーボンを主な構成元素とする素材のものを用
いるため、入射イオンによるスパッタリングによって選
択性に必要なカーボンの供給が行なわれる。これにより
、堆積性ガスの添加をせずとも、下地Ｓｉとの高選択比
を確保した５ｉＯｙエツチングが可能となる。さらにこ
こでは、ＲＦ電源に２ Ｍ Ｈｚ以下の低周波数のもの
を用いる。そうすることでイオンの追従性を良くし、あ
る程度まで印加ＲＦパワーを下げても、入射イオンエネ
ルギーを高く維持できる様になる。すなわち、同じＳｔ
ｏｗエッチレートを得るために必要なＲＦパワーが高周
波電源に比べて低めに設定できるので、Ｆラジカルまで
の解離を抑制した高速５ｔｏｐエツチングが可能となり
、下地Ｓｆとの選択比がより一層高くとれる。
したがって、低圧マグネトロンＲＩＥを用いた５ｉＯｙ
エツヂングにおいて堆積性ガスの添加をせずとも高いＳ
ｉ選択比が得られる様になり、クリーン・プロセスが確
立できる。
エツヂングにおいて堆積性ガスの添加をせずとも高いＳ
ｉ選択比が得られる様になり、クリーン・プロセスが確
立できる。
なお、ここでは基板ダメージとの兼ね合いもあり、ＲＦ
パワーはあまり高く設定できない。そのため、電極カバ
ー１５の熱変形はあまり問題とならないが、第１チヤン
バと同様に、電極カバーに冷却機構を設けることが望ま
しい。
パワーはあまり高く設定できない。そのため、電極カバ
ー１５の熱変形はあまり問題とならないが、第１チヤン
バと同様に、電極カバーに冷却機構を設けることが望ま
しい。
この第２ステツプのエツチングの具体的な条件は、
原料ガス ： ＣＨＦ３５０１１ＣＣＭ圧力 ：２
Ｐａ パワー密度：０．９Ｗ／ｃｍ” 磁場 ：１００Ｇ（基板１７上で）とした。
Ｐａ パワー密度：０．９Ｗ／ｃｍ” 磁場 ：１００Ｇ（基板１７上で）とした。
この第２ステツプのエツチングにより、第２図Ｃに示す
ように、レジストパターン２０をマスクとして５ｉＯｙ
膜１９の孔２１底部に残った部（残部）１９ａを、基板
１’７の拡散層１８が露出するまでオーバーエツチング
を含むエツチングを行って、ＳｉＯ２膜１９にコンタク
トホール２２を形成する。
ように、レジストパターン２０をマスクとして５ｉＯｙ
膜１９の孔２１底部に残った部（残部）１９ａを、基板
１’７の拡散層１８が露出するまでオーバーエツチング
を含むエツチングを行って、ＳｉＯ２膜１９にコンタク
トホール２２を形成する。
本発明の採用により、低圧マグネトロンＲＩＥを用いた
Ｓｉ化合物のエツチングを実用化する際に問題となって
いた欠点を解決し、高スループツトの確保とパーティク
ル・フリー・プロセスでの高Ｓｉ選択比の確保が達成さ
れる。
Ｓｉ化合物のエツチングを実用化する際に問題となって
いた欠点を解決し、高スループツトの確保とパーティク
ル・フリー・プロセスでの高Ｓｉ選択比の確保が達成さ
れる。
以上に、具体例を用いて本発明の説明を行なったが、発
明の主旨を逸脱しない限り、これ以外の様々な形態をと
り得る。
明の主旨を逸脱しない限り、これ以外の様々な形態をと
り得る。
例えば、上記実施例においては、ウェハ載置位置の近傍
の部材として電極カバー１１．１５に適用したが、他の
部材に適用してもよく、更には、新たに配設しても勿論
よい。
の部材として電極カバー１１．１５に適用したが、他の
部材に適用してもよく、更には、新たに配設しても勿論
よい。
また、第１チヤンバでは、Ｈを含まない弗素系ガスを用
いて高ＲＦパワー印加で下地直前までエツチングし、残
りは第２チヤンバにてＨを含有する弗素系ガスを用いて
低ＲＦパワー印加でエツチングを行なってもよい。
いて高ＲＦパワー印加で下地直前までエツチングし、残
りは第２チヤンバにてＨを含有する弗素系ガスを用いて
低ＲＦパワー印加でエツチングを行なってもよい。
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように、本発明に係るマグネト
ロンＲＩＥ装置によれば、シリコン化合物のエツチング
において実用化に見合う高スループツトを確保できる効
果がある。
ロンＲＩＥ装置によれば、シリコン化合物のエツチング
において実用化に見合う高スループツトを確保できる効
果がある。
また、パーティクルの発生を防止すると共に、シリコン
との高選択比が確保できる効果がある。
との高選択比が確保できる効果がある。
第１図は本発明に係るマグネトロンＲＩＥ装置の実施例
を示す説明図、第２図（Ａ）〜（Ｃ）は実施例の断面図
である。 １・・・第１チヤンバ、２・・・第２チヤンバ、４・・
・ウェハ、１１・・・電極カバー １５・・・電極カバ
ー １７・・・基板（シリコン）、１９・・・５ｉＯｚ
膜。
を示す説明図、第２図（Ａ）〜（Ｃ）は実施例の断面図
である。 １・・・第１チヤンバ、２・・・第２チヤンバ、４・・
・ウェハ、１１・・・電極カバー １５・・・電極カバ
ー １７・・・基板（シリコン）、１９・・・５ｉＯｚ
膜。
Claims (1)
- （１）マグネトロン放電に晒される、ウェハ載置位置の
近傍の部材を弗素を含む樹脂で形成した第１のエッチン
グチャンバと、 マグネトロン放電に晒される、ウェハ載置位置の近傍の
部材を炭素を含む材料で形成した第２のエッチングチャ
ンバと、を備えることを特徴とするマグネトロンＲＩＥ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20552590A JPH0491432A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | マグネトロンｒｉｅ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20552590A JPH0491432A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | マグネトロンｒｉｅ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491432A true JPH0491432A (ja) | 1992-03-24 |
Family
ID=16508329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20552590A Pending JPH0491432A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | マグネトロンｒｉｅ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0491432A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6994769B2 (en) * | 2002-06-28 | 2006-02-07 | Lam Research Corporation | In-situ cleaning of a polymer coated plasma processing chamber |
| KR100587039B1 (ko) * | 1999-11-18 | 2006-06-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 장치의 콘택홀 형성방법 |
| KR100575335B1 (ko) * | 1998-10-27 | 2006-08-11 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 메모리 소자의 콘택 홀 형성 방법 |
-
1990
- 1990-08-02 JP JP20552590A patent/JPH0491432A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100575335B1 (ko) * | 1998-10-27 | 2006-08-11 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 메모리 소자의 콘택 홀 형성 방법 |
| KR100587039B1 (ko) * | 1999-11-18 | 2006-06-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 장치의 콘택홀 형성방법 |
| US6994769B2 (en) * | 2002-06-28 | 2006-02-07 | Lam Research Corporation | In-situ cleaning of a polymer coated plasma processing chamber |
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