JPH05102101A - 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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- JPH05102101A JPH05102101A JP2130691A JP2130691A JPH05102101A JP H05102101 A JPH05102101 A JP H05102101A JP 2130691 A JP2130691 A JP 2130691A JP 2130691 A JP2130691 A JP 2130691A JP H05102101 A JPH05102101 A JP H05102101A
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- Japan
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- plasma
- dry etching
- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フロロカーボン系ガスを用いたドライエッチ
ング処理後のカーボン系ポリマの除去方法に関し、カー
ボン系ポリマ層を効率よく完全に除去する方法を提供す
ることを目的とする。 【構成】 ドライエッチング後の被処理物を一酸化窒素
(NO)のプラズマ中に存在するNOまたはO ラジカル (NO*,
またはO *) , およびNOイオンまたはO イオン(NO+, ま
たはO +) によりアッシング処理を行い, かつ該処理中
に該被処理物を紫外光を照射するように構成する。前記
プラズマを(A) ECR 放電 (または(B)μ波または(C) RF
励起) により発生させ，(A) 発散磁場（または(B) ダウ
ンフロー）により該プラズマより引出した（または(C)
該プラズマ中の）ラジカルおよびイオンによりアッシン
グ処理を行うように構成する。
ング処理後のカーボン系ポリマの除去方法に関し、カー
ボン系ポリマ層を効率よく完全に除去する方法を提供す
ることを目的とする。 【構成】 ドライエッチング後の被処理物を一酸化窒素
(NO)のプラズマ中に存在するNOまたはO ラジカル (NO*,
またはO *) , およびNOイオンまたはO イオン(NO+, ま
たはO +) によりアッシング処理を行い, かつ該処理中
に該被処理物を紫外光を照射するように構成する。前記
プラズマを(A) ECR 放電 (または(B)μ波または(C) RF
励起) により発生させ，(A) 発散磁場（または(B) ダウ
ンフロー）により該プラズマより引出した（または(C)
該プラズマ中の）ラジカルおよびイオンによりアッシン
グ処理を行うように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り，特にフロロカーボン系ガスを用いたドライエッチ
ング処理後のカーボン系ポリマの除去方法に関する。
係り，特にフロロカーボン系ガスを用いたドライエッチ
ング処理後のカーボン系ポリマの除去方法に関する。
【０００２】デバイスの高集積化, 高速化に伴い, パタ
ーニングに用いられるドライエッチングはより精度の高
い技術が要求されている。この際, フロロカーボン系ガ
スを用いたドライエッチング処理後のカーボン系ポリマ
生成による汚染層（この層はエッチング等で強烈に除去
すると基板表面が浸食されダメージ層となる）の除去が
必須となっている。
ーニングに用いられるドライエッチングはより精度の高
い技術が要求されている。この際, フロロカーボン系ガ
スを用いたドライエッチング処理後のカーボン系ポリマ
生成による汚染層（この層はエッチング等で強烈に除去
すると基板表面が浸食されダメージ層となる）の除去が
必須となっている。
【０００３】本発明は上記カーボン系ポリマ層を完全に
除去する方法として利用できる。
除去する方法として利用できる。
【０００４】
【従来の技術】従来のカーボン系ポリマ層の除去はパタ
ーニング後のレジスト剥離工程のドライアッシングのみ
で行われていた。
ーニング後のレジスト剥離工程のドライアッシングのみ
で行われていた。
【０００５】このドライアッシングは酸素ラジカルによ
りカーボンを除去するものであるが，この方法では, 従
来のデバイスに対しては特性的に十分であったが, 今後
の高性能デバイスにおいては除去が不十分であることが
分かってきた。
りカーボンを除去するものであるが，この方法では, 従
来のデバイスに対しては特性的に十分であったが, 今後
の高性能デバイスにおいては除去が不十分であることが
分かってきた。
【０００６】そこで，最近ではカーボンの含まれないフ
ッ素系のガスでカーボン系ポリマ層をエッチングすると
いう方法が使われるようになったが, この場合カーボン
系ポリマ層をエッチングするので微細パターンを損傷す
るおそれがあり高集積化には適さない。
ッ素系のガスでカーボン系ポリマ層をエッチングすると
いう方法が使われるようになったが, この場合カーボン
系ポリマ層をエッチングするので微細パターンを損傷す
るおそれがあり高集積化には適さない。
【０００７】またUV (紫外) 光の照射を行ってから何ら
かのプラズマ処理を行うという方法もあるが, 工程が２
段になるため時間がかかる（図２の(3）または図３の
(3）参照）。
かのプラズマ処理を行うという方法もあるが, 工程が２
段になるため時間がかかる（図２の(3）または図３の
(3）参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来例では，カーボン
系ポリマ層を効率よく完全に除去することができず，デ
バイスの高集積化，高速化の障害となっていた。
系ポリマ層を効率よく完全に除去することができず，デ
バイスの高集積化，高速化の障害となっていた。
【０００９】本発明はドライエッチング処理後のカーボ
ン系ポリマ層を効率よく完全に除去する方法を提供する
ことを目的とする。
ン系ポリマ層を効率よく完全に除去する方法を提供する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は，１）
ドライエッチング後の被処理物を一酸化窒素(NO)のプラ
ズマ中に存在するNOラジカル (NO*) およびNOイオン (N
O+) によりアッシング処理を行い, かつ該処理中に該被
処理物に紫外光を照射する半導体装置の製造方法，ある
いは２）ドライエッチング後の被処理物を酸素のプラズ
マ中に存在する酸素ラジカル(O*) および酸素イオン
(O+) によりアッシング処理を行い, かつ該処理中に該
被処理物に紫外光を照射する半導体装置の製造方法，あ
るいは３）前記プラズマを電子サイクロトロン共鳴(EC
R) 放電により発生させ，発散磁場により該プラズマよ
り引出したラジカルおよびイオンによりアッシング処理
を行う前記１）あるいは２）記載の半導体装置の製造方
法，あるいは４）前記プラズマをRFまたはμ波励起によ
り発生させ，ダウンフローにより該プラズマより引出し
たラジカルおよびイオンによりアッシング処理を行う前
記１）あるいは２）記載の半導体装置の製造方法により
達成される。
ドライエッチング後の被処理物を一酸化窒素(NO)のプラ
ズマ中に存在するNOラジカル (NO*) およびNOイオン (N
O+) によりアッシング処理を行い, かつ該処理中に該被
処理物に紫外光を照射する半導体装置の製造方法，ある
いは２）ドライエッチング後の被処理物を酸素のプラズ
マ中に存在する酸素ラジカル(O*) および酸素イオン
(O+) によりアッシング処理を行い, かつ該処理中に該
被処理物に紫外光を照射する半導体装置の製造方法，あ
るいは３）前記プラズマを電子サイクロトロン共鳴(EC
R) 放電により発生させ，発散磁場により該プラズマよ
り引出したラジカルおよびイオンによりアッシング処理
を行う前記１）あるいは２）記載の半導体装置の製造方
法，あるいは４）前記プラズマをRFまたはμ波励起によ
り発生させ，ダウンフローにより該プラズマより引出し
たラジカルおよびイオンによりアッシング処理を行う前
記１）あるいは２）記載の半導体装置の製造方法により
達成される。
【００１１】
【作用】図２は発明１の作用を説明する図である。図は
反応ガスとしてCHF3/CF4を用いて二酸化シリコン(SiO2)
膜をエッチングした後の後処理を変えた場合の下地シリ
コン基板のオージェ分析結果を示す。
反応ガスとしてCHF3/CF4を用いて二酸化シリコン(SiO2)
膜をエッチングした後の後処理を変えた場合の下地シリ
コン基板のオージェ分析結果を示す。
【００１２】図の縦軸はカーボン(C) とシリコン(Si)と
のオージェ電子の強度比 IC /ISi,横軸上には(1) 処理
なしと, (2) 通常のN2O(一酸化二窒素, 亜酸化窒素, 笑
気)アッシング（N0プラズマ処理）, (3）UV照射後N2O
アッシングと(4）本発明が示されている。
のオージェ電子の強度比 IC /ISi,横軸上には(1) 処理
なしと, (2) 通常のN2O(一酸化二窒素, 亜酸化窒素, 笑
気)アッシング（N0プラズマ処理）, (3）UV照射後N2O
アッシングと(4）本発明が示されている。
【００１３】(4）の本発明はカーボン系ポリマ層のN0プ
ラズマ（N0ラジカル，N0キオン）によるアッシングとUV
光照射を同時に行うもので, 完全にカーボンが検出され
なくなっていることが分かる。
ラズマ（N0ラジカル，N0キオン）によるアッシングとUV
光照射を同時に行うもので, 完全にカーボンが検出され
なくなっていることが分かる。
【００１４】一方, (3）のUV光照射をN0プラズマ処理前
に行っている場合や，(2) のUV照射のない場合は不十分
であることが分かる。この理由を, 図４を用いて説明す
る。
に行っている場合や，(2) のUV照射のない場合は不十分
であることが分かる。この理由を, 図４を用いて説明す
る。
【００１５】図４は本発明の作用を説明する分子の模式
図である。図４(A) はカーボン系ポリマの分子を示し,
されにUV光を照射すると，図４(B) のようにポリマの鎖
が切れ, NOラジカルによりカーボンが除去されるのであ
るが, 図４(C) のように切れた鎖は瞬時に再結合してし
まうため，アッシングとUV光照射を同時に行わないと効
果がない。
図である。図４(A) はカーボン系ポリマの分子を示し,
されにUV光を照射すると，図４(B) のようにポリマの鎖
が切れ, NOラジカルによりカーボンが除去されるのであ
るが, 図４(C) のように切れた鎖は瞬時に再結合してし
まうため，アッシングとUV光照射を同時に行わないと効
果がない。
【００１６】図３は発明２の作用を説明する図である。
図は反応ガスとしてCHF3/CF4を用いてSiO2膜をエッチン
グした後の後処理を変えた場合の下地シリコン基板のオ
ージェ分析結果を示す。
図は反応ガスとしてCHF3/CF4を用いてSiO2膜をエッチン
グした後の後処理を変えた場合の下地シリコン基板のオ
ージェ分析結果を示す。
【００１７】図の縦軸はC とSiとのオージェ電子の強度
比 IC /ISi, 横軸上には(1) 処理なしと, (2) 通常の02
アッシング, (3）UV照射後O2アッシングと(4）発明２が
示されている。
比 IC /ISi, 横軸上には(1) 処理なしと, (2) 通常の02
アッシング, (3）UV照射後O2アッシングと(4）発明２が
示されている。
【００１８】(4）の発明２はカーボン系ポリマ層の酸素
プラズマによるアッシングとUV光照射を同時に行うもの
で, 完全にカーボンが検出されなくなっている。一方,
(3）のUV光照射をプラズマ処理前に行っている場合や，
(2) のUV照射のない場合は不十分であることが分かる。
プラズマによるアッシングとUV光照射を同時に行うもの
で, 完全にカーボンが検出されなくなっている。一方,
(3）のUV光照射をプラズマ処理前に行っている場合や，
(2) のUV照射のない場合は不十分であることが分かる。
【００１９】
【実施例】図１は本発明の一実施例を説明する後処理装
置の断面図である。図において，１はN0プラズマ発生
室，２は処理室，３は反応ガス導入口, ４は排気口，５
はステージ，６はヒータ，７は2.45 GHzのμ波発生装
置，８，９は発散磁場発生用のコイル，10はUV光源, 11
は石英窓, 12はウエハである。
置の断面図である。図において，１はN0プラズマ発生
室，２は処理室，３は反応ガス導入口, ４は排気口，５
はステージ，６はヒータ，７は2.45 GHzのμ波発生装
置，８，９は発散磁場発生用のコイル，10はUV光源, 11
は石英窓, 12はウエハである。
【００２０】N0プラズマ発生室１内にN2O ガスを導入
し，μ波と磁場を与えて電子サイクロトロン共鳴(ECR)
放電によるN0プラズマを発生させる。N0ラジカルとN0イ
オンは発散磁場により処理室２に引き出される。さらに
石英窓11を通してUV光がウエハ12上に照射される。
し，μ波と磁場を与えて電子サイクロトロン共鳴(ECR)
放電によるN0プラズマを発生させる。N0ラジカルとN0イ
オンは発散磁場により処理室２に引き出される。さらに
石英窓11を通してUV光がウエハ12上に照射される。
【００２１】この装置を用いて, CHF3/CF4ガスによるSi
O2膜のコンタクトホール形成のためのドライエッチング
後の後処理を行う。図５はドライエッチング後のコンタ
クトホールの断面図である。
O2膜のコンタクトホール形成のためのドライエッチング
後の後処理を行う。図５はドライエッチング後のコンタ
クトホールの断面図である。
【００２２】図において，51はSiウエハ, 52は絶縁膜で
りん珪酸ガラス(PSG) 膜, 53はレジスト膜, 54はコンタ
クトホールである。エッチングは反応性イオンエッチン
グ(RIE) により, その条件は, CHF3/CF4ガスを0.2Torr
に減圧した雰囲気でRF電力を900 W 印加する。
りん珪酸ガラス(PSG) 膜, 53はレジスト膜, 54はコンタ
クトホールである。エッチングは反応性イオンエッチン
グ(RIE) により, その条件は, CHF3/CF4ガスを0.2Torr
に減圧した雰囲気でRF電力を900 W 印加する。
【００２３】エッチング後にコンタクトホール44内に残
渣としてカーボン系ポリマ層55が生成する。つぎに, 生
成したカーボン系ポリマ層の除去の実施例を説明する。
渣としてカーボン系ポリマ層55が生成する。つぎに, 生
成したカーボン系ポリマ層の除去の実施例を説明する。
【００２４】 発明１，３（NOプラズマ, ECR 励起, 発散磁場)：N2O
の流量を50 SCCM, 圧力を 8 mTorr, 1.0 KWの光源より
UV光を照射して,80秒の処理を行った。
の流量を50 SCCM, 圧力を 8 mTorr, 1.0 KWの光源より
UV光を照射して,80秒の処理を行った。
【００２５】 発明２，３（O プラズマ, , ECR 励起, 発散磁場) ：O2
の流量を50 SCCM, 圧力を 8 mTorr, 1.0 KWの光源より
UV光を照射して, 80秒の処理を行った。
の流量を50 SCCM, 圧力を 8 mTorr, 1.0 KWの光源より
UV光を照射して, 80秒の処理を行った。
【００２６】 発明１，４（NOプラズマ, μ波またはRF励起) ： (1) μ波励起 図６はμ波励起のプラズマのダウンフローによる処理装
置の断面図である。
置の断面図である。
【００２７】図において，61はμ波透過窓である。N2O
の流量を 1 SLM, 圧力を1.5 Torr, 1.0 KWの光源より
UV光を照射して,45秒の処理を行った。 (2) RF励起 図７はRF励起のプラズマによる処理装置の断面図であ
る。
の流量を 1 SLM, 圧力を1.5 Torr, 1.0 KWの光源より
UV光を照射して,45秒の処理を行った。 (2) RF励起 図７はRF励起のプラズマによる処理装置の断面図であ
る。
【００２８】図において，71, 72は電極, 73はRF電源,
74はプラズマ遮蔽板である。なお, 処理室２は石英製で
UV光が透過できるようになっている。また，ウエハ12は
複数枚一括して処理される。
74はプラズマ遮蔽板である。なお, 処理室２は石英製で
UV光が透過できるようになっている。また，ウエハ12は
複数枚一括して処理される。
【００２９】N2O の流量を 1 SLM, 圧力を1.5 Torr,
1.0 KWの光源よりUV光を照射して,45秒の処理を行っ
た。 発明２，４（O2プラズマ, μ波またはRF励起) ： (1) μ波励起 図６のμ波励起プラズマのダウンフローによる処理装置
を用いて処理を行う。
1.0 KWの光源よりUV光を照射して,45秒の処理を行っ
た。 発明２，４（O2プラズマ, μ波またはRF励起) ： (1) μ波励起 図６のμ波励起プラズマのダウンフローによる処理装置
を用いて処理を行う。
【0030】O2の流量を 1 SLM, 圧力を1.5 Torr, 1.0 KW
の光源よりUV光を照射して, 45秒の処理を行った。 (2) RF励起 図７のRF励起のプラズマによる処理装置を用いて処理を
行う。
の光源よりUV光を照射して, 45秒の処理を行った。 (2) RF励起 図７のRF励起のプラズマによる処理装置を用いて処理を
行う。
【００３１】O2の流量を 1 SLM, 圧力を1.5 Torr, 1.
0 KWの光源よりUV光を照射して, 45秒の処理を行った。
以上いずれの実施例の結果も, パターニング後のレジス
トは勿論, カーボン系ポリマ層は完全に除去できた。
0 KWの光源よりUV光を照射して, 45秒の処理を行った。
以上いずれの実施例の結果も, パターニング後のレジス
トは勿論, カーボン系ポリマ層は完全に除去できた。
【００３２】
【発明の効果】ドライエッチング処理後のカーボン系ポ
リマ層を効率よく完全に除去する方法が得られた。
リマ層を効率よく完全に除去する方法が得られた。
【００３３】この結果は微細パターン形成に役立ち, デ
バイスの高集積化, 高速化に寄与することができた。
バイスの高集積化, 高速化に寄与することができた。
図１は本発明の一実施例を説明する後処理装置の断面図
である。図において，１はN0プラズマ発生室，２は処理
室，３はN2O ガス導入口, ４は排気口，５はステージ，
６はヒータ，７は2.45 GHzのμ波発生装置，８，９は発
散磁場発生用のコイル，10はUV光源, 11は石英窓, 12は
ウエハである。
である。図において，１はN0プラズマ発生室，２は処理
室，３はN2O ガス導入口, ４は排気口，５はステージ，
６はヒータ，７は2.45 GHzのμ波発生装置，８，９は発
散磁場発生用のコイル，10はUV光源, 11は石英窓, 12は
ウエハである。
【図１】 本発明の一実施例を説明する後処理装置の断
面図
面図
【図２】 発明１の作用を説明する図
【図３】 発明２の作用を説明する図
【図４】 本発明の作用を説明する模式図
【図５】 ドライエッチング後のコンタクトホールの断
面図
面図
【図６】 μ波励起のプラズマのダウンフローによる処
理装置の断面図
理装置の断面図
【図７】 RF励起のプラズマによる処理装置の断面図
１ N0プラズマ発生室 ２ 処理室 ３ N2O ガス導入口 ４ 排気口 ５ ステージ ６ ヒータ ７ 2.45 GHzのμ波発生装置 ８，９ 発散磁場発生用のコイル 10 UV光源 11 石英窓 12 被処理物でウエハ 51 Siウエハ 52 絶縁膜でPSG 膜 53 レジスト膜 54 コンタクトホール 61 μ波透過窓 71, 72 電極 73 RF電源 74 プラズマ遮蔽板
フロントページの続き (72)発明者 安井 優 鹿児島県薩摩郡入来町副田5950番地 株式 会社九州富士通エレクトロニクス内
Claims (4)
- 【請求項１】 ドライエッチング後の被処理物を一酸化
窒素(NO)のプラズマ中に存在するNOラジカル (NO*) お
よびNOイオン (NO+) によりアッシング処理を行い, か
つ該処理中に該被処理物に紫外光を照射することを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 ドライエッチング後の被処理物を酸素の
プラズマ中に存在する酸素ラジカル(O*) および酸素イ
オン(O+) によりアッシング処理を行い, かつ該処理中
に該被処理物に紫外光を照射することを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記プラズマを電子サイクロトロン共鳴
(ECR) 放電により発生させ，発散磁場により該プラズマ
より引出したラジカルおよびイオンによりアッシング処
理を行うことを特徴とする請求項１あるいは２記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記プラズマをRFまたはμ波励起により
発生させ，ダウンフローにより該プラズマより引出した
ラジカルおよびイオンによりアッシング処理を行うこと
を特徴とする請求項１あるいは２記載の半導体装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2130691A JPH05102101A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2130691A JPH05102101A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05102101A true JPH05102101A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=12051470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2130691A Withdrawn JPH05102101A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05102101A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1041615A2 (en) * | 1999-03-30 | 2000-10-04 | Applied Materials, Inc. | Method for enhancing plasma processing performance by irradiating with light |
| JP2002540548A (ja) * | 1999-03-30 | 2002-11-26 | ビーコ・インストゥルーメンツ・インコーポレーション | 反応性イオンビームエッチング方法及び当該方法を使用して製造された薄膜ヘッド |
| US7488687B2 (en) * | 2006-09-12 | 2009-02-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming electrical interconnect structures using polymer residues to increase etching selectivity through dielectric layers |
| JP2012509592A (ja) * | 2008-11-21 | 2012-04-19 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | 灰化方法及び装置による基板工程プラズマ |
| JP2013149533A (ja) * | 2012-01-20 | 2013-08-01 | Ulvac Japan Ltd | 有機膜の処理方法および処理装置 |
| US8945412B2 (en) | 2006-04-20 | 2015-02-03 | Tokyo Electron Limited | Substrate cleaning apparatus, substrate cleaning method, and substrate processing apparatus |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP2130691A patent/JPH05102101A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1041615A2 (en) * | 1999-03-30 | 2000-10-04 | Applied Materials, Inc. | Method for enhancing plasma processing performance by irradiating with light |
| EP1041615A3 (en) * | 1999-03-30 | 2001-04-04 | Applied Materials, Inc. | Method for enhancing plasma processing performance by irradiating with light |
| JP2002540548A (ja) * | 1999-03-30 | 2002-11-26 | ビーコ・インストゥルーメンツ・インコーポレーション | 反応性イオンビームエッチング方法及び当該方法を使用して製造された薄膜ヘッド |
| US6569775B1 (en) | 1999-03-30 | 2003-05-27 | Applied Materials, Inc. | Method for enhancing plasma processing performance |
| US8945412B2 (en) | 2006-04-20 | 2015-02-03 | Tokyo Electron Limited | Substrate cleaning apparatus, substrate cleaning method, and substrate processing apparatus |
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| JP2013149533A (ja) * | 2012-01-20 | 2013-08-01 | Ulvac Japan Ltd | 有機膜の処理方法および処理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |