JPH05243167A - 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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- JPH05243167A JPH05243167A JP7573392A JP7573392A JPH05243167A JP H05243167 A JPH05243167 A JP H05243167A JP 7573392 A JP7573392 A JP 7573392A JP 7573392 A JP7573392 A JP 7573392A JP H05243167 A JPH05243167 A JP H05243167A
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- Japan
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- plasma
- deposited
- processing chamber
- sulfur
- deposit layer
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ドライエッチングやＣＶＤの過程でプラズマ
装置内に生成する堆積性の反応生成物を効率良く除去
し、パーティクル汚染の発生やスループットの低下を防
止する。 【構成】 プラズマ・エッチング装置の処理チャンバ内
でＳ2 Ｆ2 ガスを放電解離させ、上部電極１や筐体４の
内壁面、ウェハ・ステージ７等の表面に予めＳ（イオ
ウ）１４を堆積させておく。続いて、たとえばサンプル
・ウェハ１５のＳｉＯ2 層をｃ−Ｃ4 Ｆ8 ガスを用いて
エッチングする。この過程でプラズマ中に生成する炭素
系ポリマー１６は、Ｓ１４の上に堆積する。エッチング
終了後にヒータ１１，１２をＯＮとすれば、Ｓ１４の昇
華に伴って炭素系ポリマー１６も容易に剥離・脱落す
る。チャンバ内壁面をプラズマから遮蔽する防着板を設
けたり、Ｓ１４の代わりに窒化イオウ系化合物１７を堆
積させておいても良い。
装置内に生成する堆積性の反応生成物を効率良く除去
し、パーティクル汚染の発生やスループットの低下を防
止する。 【構成】 プラズマ・エッチング装置の処理チャンバ内
でＳ2 Ｆ2 ガスを放電解離させ、上部電極１や筐体４の
内壁面、ウェハ・ステージ７等の表面に予めＳ（イオ
ウ）１４を堆積させておく。続いて、たとえばサンプル
・ウェハ１５のＳｉＯ2 層をｃ−Ｃ4 Ｆ8 ガスを用いて
エッチングする。この過程でプラズマ中に生成する炭素
系ポリマー１６は、Ｓ１４の上に堆積する。エッチング
終了後にヒータ１１，１２をＯＮとすれば、Ｓ１４の昇
華に伴って炭素系ポリマー１６も容易に剥離・脱落す
る。チャンバ内壁面をプラズマから遮蔽する防着板を設
けたり、Ｓ１４の代わりに窒化イオウ系化合物１７を堆
積させておいても良い。
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
関し、特に基板に対してプラズマＣＶＤやドライエッチ
ング等の処理を行うためのプラズマ装置の処理チャンバ
内において、この処理の過程において発生する堆積性の
反応生成物によるパーティクル汚染を防止し、かつプラ
ズマ装置のクリーニング作業を容易化する方法に関す
る。
関し、特に基板に対してプラズマＣＶＤやドライエッチ
ング等の処理を行うためのプラズマ装置の処理チャンバ
内において、この処理の過程において発生する堆積性の
反応生成物によるパーティクル汚染を防止し、かつプラ
ズマ装置のクリーニング作業を容易化する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程では、プラズマＣ
ＶＤやドライエッチング等を行うためにプラズマ装置が
不可欠である。プラズマＣＶＤでは、処理チャンバの内
部で放電によりプラズマ中に生成する反応生成物を基板
上に堆積させて所望の材料薄膜を形成する。しかし、こ
の反応生成物は当然のことながら気相中を拡散し、基板
以外にもチャンバ内壁面やその他の内部構成部材の表面
へ堆積する。
ＶＤやドライエッチング等を行うためにプラズマ装置が
不可欠である。プラズマＣＶＤでは、処理チャンバの内
部で放電によりプラズマ中に生成する反応生成物を基板
上に堆積させて所望の材料薄膜を形成する。しかし、こ
の反応生成物は当然のことながら気相中を拡散し、基板
以外にもチャンバ内壁面やその他の内部構成部材の表面
へ堆積する。
【０００３】一方、ドライエッチングの中にも気相中か
らの反応生成物の堆積を伴うプロセスがある。ＣＦ4 ／
Ｈ2 混合ガス、ＣＨＦ3 ／Ｏ2 混合ガス、Ｃ2 Ｆ6 ／Ｃ
ＨＦ3 混合ガス等によるＳｉＯ2 系材料層のエッチング
や、ＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）系ガスによるＳ
ｉ系材料層のエッチング等がその典型例である。これら
のプロセスでは、放電解離条件下でＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，
Ｃ2 Ｆ6 ，ＣＦＣ系ガスからプラズマ中に炭素系ポリマ
ーが生成する。この炭素系ポリマーは、イオンの垂直入
射が生じないパターン側壁面に堆積して側壁保護膜を形
成し、異方性加工に大きく寄与しているが、チャンバ内
壁面やその他の内部構成部材の表面へも同時に堆積す
る。
らの反応生成物の堆積を伴うプロセスがある。ＣＦ4 ／
Ｈ2 混合ガス、ＣＨＦ3 ／Ｏ2 混合ガス、Ｃ2 Ｆ6 ／Ｃ
ＨＦ3 混合ガス等によるＳｉＯ2 系材料層のエッチング
や、ＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）系ガスによるＳ
ｉ系材料層のエッチング等がその典型例である。これら
のプロセスでは、放電解離条件下でＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，
Ｃ2 Ｆ6 ，ＣＦＣ系ガスからプラズマ中に炭素系ポリマ
ーが生成する。この炭素系ポリマーは、イオンの垂直入
射が生じないパターン側壁面に堆積して側壁保護膜を形
成し、異方性加工に大きく寄与しているが、チャンバ内
壁面やその他の内部構成部材の表面へも同時に堆積す
る。
【０００４】ところで、チャンバ内壁面やその他の内部
構成部材の表面に堆積した反応生成物の層は、プラズマ
処理の回数が重なるにつれてその厚さを増し、剥離や脱
落を起こし易くなる。基板上に反応生成物が不定期に脱
落するとパーティクル汚染が発生し、半導体素子の歩留
りを著しく低下させる原因となる。この問題に対する対
策として、たとえば特開昭６１−１７２３３５号公報に
は、処理チャンバ内にその内壁面をカバーする防着板を
着脱可能に配設したプラズマ装置が提案されている。こ
のプラズマ装置では、防着板によりチャンバ内壁面がプ
ラズマからほぼ遮蔽されているため、気相中の反応生成
物はもっぱらこの防着板上に堆積する。したがって、上
記防着板を定期的に交換することにより、チャンバ内の
反応生成物のほとんどすべてを除去することができ、半
導体装置の歩留りを改善できるとされている。
構成部材の表面に堆積した反応生成物の層は、プラズマ
処理の回数が重なるにつれてその厚さを増し、剥離や脱
落を起こし易くなる。基板上に反応生成物が不定期に脱
落するとパーティクル汚染が発生し、半導体素子の歩留
りを著しく低下させる原因となる。この問題に対する対
策として、たとえば特開昭６１−１７２３３５号公報に
は、処理チャンバ内にその内壁面をカバーする防着板を
着脱可能に配設したプラズマ装置が提案されている。こ
のプラズマ装置では、防着板によりチャンバ内壁面がプ
ラズマからほぼ遮蔽されているため、気相中の反応生成
物はもっぱらこの防着板上に堆積する。したがって、上
記防着板を定期的に交換することにより、チャンバ内の
反応生成物のほとんどすべてを除去することができ、半
導体装置の歩留りを改善できるとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たとえ
ば炭素系ポリマーが上述のような防着板上に大量に付着
した場合、この炭素系ポリマーを機械的に削り落として
防着板を再生することは、実際には容易な作業ではな
い。また、防着板を着脱するためには、プラズマ装置の
高真空排気を停止して処理チャンバを一旦、大気開放し
なければならず、このことがプラズマ装置の稼働率を低
下させ、ひいてはスループットを低下させる原因となっ
ていた。
ば炭素系ポリマーが上述のような防着板上に大量に付着
した場合、この炭素系ポリマーを機械的に削り落として
防着板を再生することは、実際には容易な作業ではな
い。また、防着板を着脱するためには、プラズマ装置の
高真空排気を停止して処理チャンバを一旦、大気開放し
なければならず、このことがプラズマ装置の稼働率を低
下させ、ひいてはスループットを低下させる原因となっ
ていた。
【０００６】そこで本発明は、プラズマ装置の稼働率を
低下させることなく、プラズマ処理の過程で生成する反
応生成物を効率良く除去することが可能な半導体装置の
製造方法を提供することを目的とする。
低下させることなく、プラズマ処理の過程で生成する反
応生成物を効率良く除去することが可能な半導体装置の
製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、上述の目的を達成するために提案されるもの
であり、プラズマ装置の処理チャンバの内壁面および／
または内部構成部材の少なくとも一部を昇華性の堆積物
層により被覆する工程と、前記処理チャンバ内で基板に
対して所定のプラズマ処理を行う工程と、前記プラズマ
処理において発生し前記堆積物層の上に堆積した反応生
成物を、前記処理チャンバの内壁面および／または内部
構成部材の少なくとも一部を加熱することにより該堆積
物層と共に除去する工程とを有することを特徴とする。
造方法は、上述の目的を達成するために提案されるもの
であり、プラズマ装置の処理チャンバの内壁面および／
または内部構成部材の少なくとも一部を昇華性の堆積物
層により被覆する工程と、前記処理チャンバ内で基板に
対して所定のプラズマ処理を行う工程と、前記プラズマ
処理において発生し前記堆積物層の上に堆積した反応生
成物を、前記処理チャンバの内壁面および／または内部
構成部材の少なくとも一部を加熱することにより該堆積
物層と共に除去する工程とを有することを特徴とする。
【０００８】本発明はまた、上記内部構成部材が前記処
理チャンバの内壁面の少なくとも一部をプラズマから遮
蔽するごとく配設された防着板であることを特徴とす
る。
理チャンバの内壁面の少なくとも一部をプラズマから遮
蔽するごとく配設された防着板であることを特徴とす
る。
【０００９】本発明はさらに、上記昇華性の堆積物層が
イオウもしくは窒化イオウ系化合物から構成されること
を特徴とする。
イオウもしくは窒化イオウ系化合物から構成されること
を特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明では、プラズマ処理の過程において発生
する反応生成物が処理チャンバの内壁面や内部構成部材
の表面に直接付着しないよう、予めこれらの表面に昇華
性の堆積物層を形成しておく。これにより、上記堆積物
層の上に反応生成物が付着したとしても、プラズマ処理
終了後に処理チャンバの内壁面や内部構成部材を昇華温
度以上に加熱すれば、まずこれらの表面に接した堆積物
層が昇華除去されるので、その上の反応生成物は極めて
剥離し易くなる。この後、必要に応じてプラズマ・クリ
ーニング等を行えば、処理チャンバ内の反応生成物はほ
ぼ完全に除去することができるわけである。
する反応生成物が処理チャンバの内壁面や内部構成部材
の表面に直接付着しないよう、予めこれらの表面に昇華
性の堆積物層を形成しておく。これにより、上記堆積物
層の上に反応生成物が付着したとしても、プラズマ処理
終了後に処理チャンバの内壁面や内部構成部材を昇華温
度以上に加熱すれば、まずこれらの表面に接した堆積物
層が昇華除去されるので、その上の反応生成物は極めて
剥離し易くなる。この後、必要に応じてプラズマ・クリ
ーニング等を行えば、処理チャンバ内の反応生成物はほ
ぼ完全に除去することができるわけである。
【００１１】上記内部構成部材が、前記処理チャンバの
内壁面の少なくとも一部をプラズマから遮蔽するごとく
配設された防着板である場合には、反応生成物の除去は
一層容易となる。つまり、この場合には処理チャンバの
内壁面上への反応生成物の付着が少なくなるので、反応
生成物の除去作業は遮蔽面積にもよるが主として防着板
について行えば済むからである。この防着板は、処理チ
ャンバの内部に着脱可能に配設して定期的に交換するよ
うにしても、あるいは加熱手段を内蔵させた形式として
おき、処理チャンバ内に設置したまま反応生成物の除去
を可能とするようにしても良い。いずれにしても、反応
生成物の除去は従来よりも容易となり、特に後者の場合
には処理チャンバを一旦大気開放する必要がないのでス
ループットが大幅に改善される。
内壁面の少なくとも一部をプラズマから遮蔽するごとく
配設された防着板である場合には、反応生成物の除去は
一層容易となる。つまり、この場合には処理チャンバの
内壁面上への反応生成物の付着が少なくなるので、反応
生成物の除去作業は遮蔽面積にもよるが主として防着板
について行えば済むからである。この防着板は、処理チ
ャンバの内部に着脱可能に配設して定期的に交換するよ
うにしても、あるいは加熱手段を内蔵させた形式として
おき、処理チャンバ内に設置したまま反応生成物の除去
を可能とするようにしても良い。いずれにしても、反応
生成物の除去は従来よりも容易となり、特に後者の場合
には処理チャンバを一旦大気開放する必要がないのでス
ループットが大幅に改善される。
【００１２】ところで、本発明で使用される堆積物層
は、実用的な温度範囲で昇華除去することができ、しか
も自身が汚染源とならないような物質で構成される必要
がある。本発明者は、本願出願人が特願平２−１９８０
４５号明細書をはじめとする一連の明細書により提案し
ているイオウ堆積プロセス、あるいは特願平３−３０１
２８１号明細書をはじめとする一連の明細書により提案
している窒化イオウ堆積プロセスに着目し、上記堆積物
層をイオウもしくは窒化イオウ系化合物により構成する
ことを考えた。
は、実用的な温度範囲で昇華除去することができ、しか
も自身が汚染源とならないような物質で構成される必要
がある。本発明者は、本願出願人が特願平２−１９８０
４５号明細書をはじめとする一連の明細書により提案し
ているイオウ堆積プロセス、あるいは特願平３−３０１
２８１号明細書をはじめとする一連の明細書により提案
している窒化イオウ堆積プロセスに着目し、上記堆積物
層をイオウもしくは窒化イオウ系化合物により構成する
ことを考えた。
【００１３】イオウによる堆積物層は、放電解離条件下
で遊離のイオウを放出し得るＳ2 Ｆ2 等のイオウ系化合
物を用いて形成することができ、おおよそ９０℃以上に
加熱すれば容易に昇華除去することができる。一方、窒
化イオウ系化合物による堆積物層は、上述のようなイオ
ウ系化合物と窒素系化合物との混合ガスを用いて形成す
ることができる。この場合の堆積物層の主体をなすもの
はＳ−Ｎ−Ｓ−Ｎ−…の共有結合鎖を有するポリチアジ
ル（ＳＮ）x であるが、気相中に存在する化学種によっ
てはハロゲン化チアジル、チアジル水素、環状イミド型
化合物等が生成し得る。これらの窒化イオウ系化合物
は、プラズマ処理が行われるような減圧下でおおよそ１
３０℃以上に加熱すれば、いずれも容易に昇華除去もし
くは分解除去することができる。
で遊離のイオウを放出し得るＳ2 Ｆ2 等のイオウ系化合
物を用いて形成することができ、おおよそ９０℃以上に
加熱すれば容易に昇華除去することができる。一方、窒
化イオウ系化合物による堆積物層は、上述のようなイオ
ウ系化合物と窒素系化合物との混合ガスを用いて形成す
ることができる。この場合の堆積物層の主体をなすもの
はＳ−Ｎ−Ｓ−Ｎ−…の共有結合鎖を有するポリチアジ
ル（ＳＮ）x であるが、気相中に存在する化学種によっ
てはハロゲン化チアジル、チアジル水素、環状イミド型
化合物等が生成し得る。これらの窒化イオウ系化合物
は、プラズマ処理が行われるような減圧下でおおよそ１
３０℃以上に加熱すれば、いずれも容易に昇華除去もし
くは分解除去することができる。
【００１４】なお、本発明で述べるところの昇華性と
は、加熱による分解生成物が揮発性物質として除去され
る場合も含むものとする。
は、加熱による分解生成物が揮発性物質として除去され
る場合も含むものとする。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
する。
【００１６】実施例１ 本実施例は、上部電極および処理チャンバの内壁部にヒ
ータを内蔵するドライエッチング装置を使用し、Ｓ2 Ｆ
2 を放電解離させて上部電極およびチャンバ内壁面にＳ
を堆積させた後、ｃ−Ｃ4 Ｆ8 （オクタフルオロシクロ
ブタン）を用いてＳｉＯ2 層のドライエッチングを行
い、ヒータの作動およびプラズマ・クリーニングにより
Ｓおよび反応生成物を除去した例である。
ータを内蔵するドライエッチング装置を使用し、Ｓ2 Ｆ
2 を放電解離させて上部電極およびチャンバ内壁面にＳ
を堆積させた後、ｃ−Ｃ4 Ｆ8 （オクタフルオロシクロ
ブタン）を用いてＳｉＯ2 層のドライエッチングを行
い、ヒータの作動およびプラズマ・クリーニングにより
Ｓおよび反応生成物を除去した例である。
【００１７】まず、プロセスの説明を行う前に、本実施
例で使用したドライエッチング装置の構成について、図
１を参照しながら説明する。このドライエッチング装置
は、基板（ウェハ）を載置するためのウェハ・ステージ
７を収容する筐体４と、該筐体４を絶縁シール３を介し
て閉蓋する上部電極１とにより処理チャンバが形成され
てなるものである。この処理チャンバの内部は、筐体４
の底部に開口される排気孔５を介して矢印Ｂ方向に高真
空排気されている。上部電極１は接地されており、その
中央部にはガス導入孔２が開口され、矢印Ａ方向からプ
ラズマ処理に必要なガスが供給されるようになされてい
る。上記ウェハ・ステージ７は、その支持部において絶
縁リング６により筐体４から絶縁されており、直流成分
を遮断するためのブロッキング・コンデンサ９、および
図示されない整合器等を介してＲＦ電源１０に接続され
ている。つまり、本装置はいわゆるカソード・カップリ
ング型のドライエッチング装置であり、上部電極１とウ
ェハ・ステージ７との間にＲＦ電界を印加することによ
り筐体４内の希薄なガスを放電解離させてプラズマを発
生させ、このプラズマを利用してドライエッチングを行
うものである。
例で使用したドライエッチング装置の構成について、図
１を参照しながら説明する。このドライエッチング装置
は、基板（ウェハ）を載置するためのウェハ・ステージ
７を収容する筐体４と、該筐体４を絶縁シール３を介し
て閉蓋する上部電極１とにより処理チャンバが形成され
てなるものである。この処理チャンバの内部は、筐体４
の底部に開口される排気孔５を介して矢印Ｂ方向に高真
空排気されている。上部電極１は接地されており、その
中央部にはガス導入孔２が開口され、矢印Ａ方向からプ
ラズマ処理に必要なガスが供給されるようになされてい
る。上記ウェハ・ステージ７は、その支持部において絶
縁リング６により筐体４から絶縁されており、直流成分
を遮断するためのブロッキング・コンデンサ９、および
図示されない整合器等を介してＲＦ電源１０に接続され
ている。つまり、本装置はいわゆるカソード・カップリ
ング型のドライエッチング装置であり、上部電極１とウ
ェハ・ステージ７との間にＲＦ電界を印加することによ
り筐体４内の希薄なガスを放電解離させてプラズマを発
生させ、このプラズマを利用してドライエッチングを行
うものである。
【００１８】上部電極１および筐体４の内壁部にはヒー
タ１１およびヒータ１２がそれぞれ埋設されており、通
電により上部電極１および筐体４を所定の温度に上昇さ
せるようになされている。また、上記ウェハ・ステージ
７には温調配管８が埋設されており、装置外部に配設さ
れる温調ユニットから適当な冷媒もしくは熱媒を供給す
ることにより、ウェハ・ステージ７およびその上に載置
される基板の温度を調節するようになされている。
タ１１およびヒータ１２がそれぞれ埋設されており、通
電により上部電極１および筐体４を所定の温度に上昇さ
せるようになされている。また、上記ウェハ・ステージ
７には温調配管８が埋設されており、装置外部に配設さ
れる温調ユニットから適当な冷媒もしくは熱媒を供給す
ることにより、ウェハ・ステージ７およびその上に載置
される基板の温度を調節するようになされている。
【００１９】次に、上述のドライエッチング装置を使用
した実際のプロセス例について、図１ないし図３を参照
しながら説明する。まず、図１に示されるように、ウェ
ハ・ステージ７上にエッチングの対象とはならないダミ
ー・ウェハ１３を載置し、上部電極１に内蔵のヒータ１
１および筐体４に内蔵のヒータ１２はいずれもＯＦＦと
し、ウェハ・ステージ７に内蔵の温調配管８にはエタノ
ール冷媒を供給した。この状態で、一例として下記の条
件により放電処理を行った。
した実際のプロセス例について、図１ないし図３を参照
しながら説明する。まず、図１に示されるように、ウェ
ハ・ステージ７上にエッチングの対象とはならないダミ
ー・ウェハ１３を載置し、上部電極１に内蔵のヒータ１
１および筐体４に内蔵のヒータ１２はいずれもＯＦＦと
し、ウェハ・ステージ７に内蔵の温調配管８にはエタノ
ール冷媒を供給した。この状態で、一例として下記の条
件により放電処理を行った。
【００２０】 Ｓ2 Ｆ2 流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 ２０Ｐａ ＲＦパワー密度 ０．０５Ｗ／ｃｍ2 （２ＭＨｚ） ウェハ温度 −７０℃ この工程では、Ｓ2 Ｆ2 から解離生成したＳ１４が低温
冷却されたウェハ・ステージ７、ダミーウェハ１３、お
よび上部電極１や筐体４の内壁面に付着して昇華性の堆
積物層を形成した。
冷却されたウェハ・ステージ７、ダミーウェハ１３、お
よび上部電極１や筐体４の内壁面に付着して昇華性の堆
積物層を形成した。
【００２１】なお、ここでダミー・ウェハ１３を使用し
ているのは、放電状態を安定化させる他、ウェハ・ステ
ージ７の表面のうち後述のサンプル・ウェハ１５との接
触部分へのＳの付着を防止することにより、該サンプル
・ウェハ１５とウェハ・ステージ７との間の伝熱特性を
高め、またウェハの裏面を介したチャンバ外部へのＳの
輸送を防止する効果がある。
ているのは、放電状態を安定化させる他、ウェハ・ステ
ージ７の表面のうち後述のサンプル・ウェハ１５との接
触部分へのＳの付着を防止することにより、該サンプル
・ウェハ１５とウェハ・ステージ７との間の伝熱特性を
高め、またウェハの裏面を介したチャンバ外部へのＳの
輸送を防止する効果がある。
【００２２】次に、図示されない真空ロードロック機構
により上記ダミー・ウェハ１３を搬出し、図２に示され
るように、代わりにサンプル・ウェハ１５を搬入してウ
ェハ・ステージ７上へセットした。ここで、上記サンプ
ル・ウェハ１５はＳｉＯ2 層を被エッチング材料層とし
て有するものであり、たとえばシリコン等からなる基板
上に形成されたＳｉＯ2 層間絶縁膜上に所定の形状にパ
ターニングされたレジスト・マスクを有するものであ
る。ガス導入孔２からは、Ｓ2 Ｆ2 に替えてｃ−Ｃ4 Ｆ
8 を供給した。また、上部電極１に内蔵のヒータ１１お
よび筐体４に内蔵のヒータ１２は引き続きＯＦＦとし
た。ウェハ・ステージ７に内蔵の温調配管８には、引き
続き冷媒を供給しても、あるいは供給しなくとも良い。
この状態で、一例として下記の条件によりＳｉＯ2 層を
エッチングした。
により上記ダミー・ウェハ１３を搬出し、図２に示され
るように、代わりにサンプル・ウェハ１５を搬入してウ
ェハ・ステージ７上へセットした。ここで、上記サンプ
ル・ウェハ１５はＳｉＯ2 層を被エッチング材料層とし
て有するものであり、たとえばシリコン等からなる基板
上に形成されたＳｉＯ2 層間絶縁膜上に所定の形状にパ
ターニングされたレジスト・マスクを有するものであ
る。ガス導入孔２からは、Ｓ2 Ｆ2 に替えてｃ−Ｃ4 Ｆ
8 を供給した。また、上部電極１に内蔵のヒータ１１お
よび筐体４に内蔵のヒータ１２は引き続きＯＦＦとし
た。ウェハ・ステージ７に内蔵の温調配管８には、引き
続き冷媒を供給しても、あるいは供給しなくとも良い。
この状態で、一例として下記の条件によりＳｉＯ2 層を
エッチングした。
【００２３】 ｃ−Ｃ4 Ｆ8 流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 １Ｐａ ＲＦパワー密度 ０．２４Ｗ／ｃｍ2 （２ＭＨｚ） 上記ｃ−Ｃ4 Ｆ8 は、いわゆる高次フルオロカーボン系
化合物の１種であり、放電解離条件下で１分子から大量
のＣＦx + やＦ* を生成してＳｉＯ2 層の高速エッチン
グを行うことができる。このとき、プラズマ中には同時
に炭素系ポリマー１６が生成する。この炭素系ポリマー
１６の一部は、サンプル・ウェハ１５上においてイオン
の垂直入射が原理的に生じないパターン側壁部に堆積
し、その側壁保護効果により異方性加工に寄与した。ま
た、これ以外の炭素系ポリマー１６の少なくとも一部
は、上記堆積物層の上に堆積して反応生成物層を形成し
た。
化合物の１種であり、放電解離条件下で１分子から大量
のＣＦx + やＦ* を生成してＳｉＯ2 層の高速エッチン
グを行うことができる。このとき、プラズマ中には同時
に炭素系ポリマー１６が生成する。この炭素系ポリマー
１６の一部は、サンプル・ウェハ１５上においてイオン
の垂直入射が原理的に生じないパターン側壁部に堆積
し、その側壁保護効果により異方性加工に寄与した。ま
た、これ以外の炭素系ポリマー１６の少なくとも一部
は、上記堆積物層の上に堆積して反応生成物層を形成し
た。
【００２４】次に、サンプル・ウェハ１５を搬出し、図
３に示されるように、上部電極１に内蔵のヒータ１１お
よび筐体４に内蔵のヒータ１２をＯＮとし、これらをお
およそ９０℃以上に昇温させた。また、ウェハ・ステー
ジ７に内蔵の温調配管８には熱水を供給して、やはり９
０℃以上に昇温させた。これにより、Ｓ１４が昇華して
堆積物層が上部電極１や筐体４の内壁面から除去され、
これにともなって炭素系ポリマー１６からなる反応生成
物層も容易に脱落させることができた。これらＳ１４や
炭素系ポリマー１６の大部分は排気孔５を介して系外へ
除去されるが、さらにＯ2 プラズマ・クリーニングを行
うことにより、徹底的に除去することができた。
３に示されるように、上部電極１に内蔵のヒータ１１お
よび筐体４に内蔵のヒータ１２をＯＮとし、これらをお
およそ９０℃以上に昇温させた。また、ウェハ・ステー
ジ７に内蔵の温調配管８には熱水を供給して、やはり９
０℃以上に昇温させた。これにより、Ｓ１４が昇華して
堆積物層が上部電極１や筐体４の内壁面から除去され、
これにともなって炭素系ポリマー１６からなる反応生成
物層も容易に脱落させることができた。これらＳ１４や
炭素系ポリマー１６の大部分は排気孔５を介して系外へ
除去されるが、さらにＯ2 プラズマ・クリーニングを行
うことにより、徹底的に除去することができた。
【００２５】実施例２ 本実施例は、堆積物層を（ＳＮ）x を主体とする窒化イ
オウ系化合物により構成した例である。本実施例で使用
したドライエッチング装置は、図１に示したものと同じ
である。ここでは、まずウェハ・ステージ７上にダミー
・ウェハ１３を載置し、一例として下記の条件で放電処
理を行った。
オウ系化合物により構成した例である。本実施例で使用
したドライエッチング装置は、図１に示したものと同じ
である。ここでは、まずウェハ・ステージ７上にダミー
・ウェハ１３を載置し、一例として下記の条件で放電処
理を行った。
【００２６】 Ｓ2 Ｆ2 流量 ２０ＳＣＣＭ Ｎ2 流量 ２０ＳＣＣＭ ガス圧 １０Ｐａ ＲＦパワー密度 ０．０５Ｗ／ｃｍ2 （２ＭＨｚ） この工程では、窒化イオウ系化合物１７からなる堆積物
層が形成された。この窒化イオウ系化合物１７の最も単
純な生成機構は、（ＳＮ）x を例とした場合、Ｓ2 Ｆ2
から生成したＳ原子とＮ2 から生成したＮ原子とが結合
してまずチアジル（Ｓ≡Ｎ）が生成され、これが自身の
不対電子を利用して重合反応を起こすものと考えられ
る。
層が形成された。この窒化イオウ系化合物１７の最も単
純な生成機構は、（ＳＮ）x を例とした場合、Ｓ2 Ｆ2
から生成したＳ原子とＮ2 から生成したＮ原子とが結合
してまずチアジル（Ｓ≡Ｎ）が生成され、これが自身の
不対電子を利用して重合反応を起こすものと考えられ
る。
【００２７】続いて、図２に示されるようにサンプル・
ウェハ１５をセットして実施例１と同様にｃ−Ｃ4 Ｆ8
を用いてＳｉＯ2 層のエッチングを行った。この工程で
は、上記堆積物層の上に炭素系ポリマー１６からなる反
応生成物層が堆積した。さらに、サンプル・ウェハ１５
を搬出し、ヒータ１１，１２および温調配管８を利用し
て上部電極１、筐体４、ウェハ・ステージ７をそれぞれ
約１３０℃以上に加熱し、窒化イオウ系化合物１７から
なる堆積物層を除去した。これに伴って、炭素系ポリマ
ー１６も容易に脱落し、続くＯ2 プラズマ・クリーニン
グにより徹底的に除去された。
ウェハ１５をセットして実施例１と同様にｃ−Ｃ4 Ｆ8
を用いてＳｉＯ2 層のエッチングを行った。この工程で
は、上記堆積物層の上に炭素系ポリマー１６からなる反
応生成物層が堆積した。さらに、サンプル・ウェハ１５
を搬出し、ヒータ１１，１２および温調配管８を利用し
て上部電極１、筐体４、ウェハ・ステージ７をそれぞれ
約１３０℃以上に加熱し、窒化イオウ系化合物１７から
なる堆積物層を除去した。これに伴って、炭素系ポリマ
ー１６も容易に脱落し、続くＯ2 プラズマ・クリーニン
グにより徹底的に除去された。
【００２８】実施例３ 本実施例では、防着板を備えたドライエッチング装置を
使用した。まず、本実施例で使用したドライエッチング
装置の構成を、図４を参照しながら説明する。なお、図
４の参照符号は図１と一部共通である。このドライエッ
チング装置が図１に示した装置と異なる点は、上部電極
１および筐体４がヒータを内蔵しておらず、その代わり
にこれらをプラズマから遮蔽するごとく、防着板１８，
１９がそれぞれ適当な支持部材により着脱可能に配設さ
れていることである。
使用した。まず、本実施例で使用したドライエッチング
装置の構成を、図４を参照しながら説明する。なお、図
４の参照符号は図１と一部共通である。このドライエッ
チング装置が図１に示した装置と異なる点は、上部電極
１および筐体４がヒータを内蔵しておらず、その代わり
にこれらをプラズマから遮蔽するごとく、防着板１８，
１９がそれぞれ適当な支持部材により着脱可能に配設さ
れていることである。
【００２９】かかる装置に処理ガスを導入して堆積物層
を形成するための放電処理を行ったところ、Ｓ１４，窒
化イオウ系化合物１７等の堆積性物質は冷却されたダミ
ー・ウェハ１３やウェハ・ステージ７の表面にももちろ
ん堆積したが、防着板１８，１９の表面にも大量に堆積
した。続いて、実施例１と同様にＳｉＯ2 層のエッチン
グを行うと、上記堆積物層の上に炭素系ポリマー１６が
堆積した。
を形成するための放電処理を行ったところ、Ｓ１４，窒
化イオウ系化合物１７等の堆積性物質は冷却されたダミ
ー・ウェハ１３やウェハ・ステージ７の表面にももちろ
ん堆積したが、防着板１８，１９の表面にも大量に堆積
した。続いて、実施例１と同様にＳｉＯ2 層のエッチン
グを行うと、上記堆積物層の上に炭素系ポリマー１６が
堆積した。
【００３０】エッチング終了後に防着板１８，１９を取
り外し、堆積性物質の昇華温度より高い温度に設定され
た恒温槽等に保持したところ、堆積性物質の昇華に伴っ
て炭素系ポリマー１６も容易に除去することができた。
り外し、堆積性物質の昇華温度より高い温度に設定され
た恒温槽等に保持したところ、堆積性物質の昇華に伴っ
て炭素系ポリマー１６も容易に除去することができた。
【００３１】以上、本発明を３例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、図１および図４に示したドラ
イエッチング装置は、いずれも上部電極１が筐体４の蓋
部を兼ねる構成とされているが、上部電極１が蓋部とは
別に設けられた形式の装置であっても良い。
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、図１および図４に示したドラ
イエッチング装置は、いずれも上部電極１が筐体４の蓋
部を兼ねる構成とされているが、上部電極１が蓋部とは
別に設けられた形式の装置であっても良い。
【００３２】図４の防着板を使用した装置では、上部電
極１と筐体４の内壁部にヒータが内蔵されていないが、
もちろん内蔵させて反応生成物の除去効率をさらに高め
るようにしても良い。また、防着板１８，１９自身にヒ
ータを内蔵させておけば、該防着板１８，１９を装置外
へ取り出すことなく堆積物層および反応生成物層の除去
が可能となり、スループットを向上させる観点から一層
好ましい。
極１と筐体４の内壁部にヒータが内蔵されていないが、
もちろん内蔵させて反応生成物の除去効率をさらに高め
るようにしても良い。また、防着板１８，１９自身にヒ
ータを内蔵させておけば、該防着板１８，１９を装置外
へ取り出すことなく堆積物層および反応生成物層の除去
が可能となり、スループットを向上させる観点から一層
好ましい。
【００３３】Ｓの堆積物層を形成するためのガス系とし
ては、上述のＳ2 Ｆ2 の他、ＳＦ2，ＳＦ4 ，Ｓ2 Ｆ10
等のフッ化イオウ、Ｓ3 Ｃｌ2 ，Ｓ2 Ｃｌ2 ，ＳＣｌ2
等の塩化イオウ、Ｓ3 Ｂｒ2 ，Ｓ2 Ｂｒ2 ，ＳＢｒ2 等
の臭化イオウ等を含むものが使用できる。窒化イオウ系
化合物は、上述のハロゲン化イオウに窒素系化合物を添
加したガス系により生成可能である。この窒素系化合物
としては、上述のＮ2 の他、ＮＦ3 等を使用することが
できる。ＮＨ3 は、Ｓと反応して蒸気圧の低い硫化アン
モニウムを生成するので好ましくない。
ては、上述のＳ2 Ｆ2 の他、ＳＦ2，ＳＦ4 ，Ｓ2 Ｆ10
等のフッ化イオウ、Ｓ3 Ｃｌ2 ，Ｓ2 Ｃｌ2 ，ＳＣｌ2
等の塩化イオウ、Ｓ3 Ｂｒ2 ，Ｓ2 Ｂｒ2 ，ＳＢｒ2 等
の臭化イオウ等を含むものが使用できる。窒化イオウ系
化合物は、上述のハロゲン化イオウに窒素系化合物を添
加したガス系により生成可能である。この窒素系化合物
としては、上述のＮ2 の他、ＮＦ3 等を使用することが
できる。ＮＨ3 は、Ｓと反応して蒸気圧の低い硫化アン
モニウムを生成するので好ましくない。
【００３４】さらに上記ガス系にＨ2 ，Ｈ2 Ｓ，シラン
系化合物等を添加すれば、ガス系のＳ／Ｘ比〔Ｓ原子数
とハロゲン（Ｘ）原子数の比〕を上昇させ、Ｓまたは窒
化イオウ系化合物の堆積を促進することができる。
系化合物等を添加すれば、ガス系のＳ／Ｘ比〔Ｓ原子数
とハロゲン（Ｘ）原子数の比〕を上昇させ、Ｓまたは窒
化イオウ系化合物の堆積を促進することができる。
【００３５】上述の堆積物層の形成→プラズマ処理→ク
リーニングといったサイクルは必ずしも逐次的に行う必
要はなく、プラズマ処理を数回繰り返して行い反応生成
物層がある程度厚く形成された時点でクリーニングを行
うようにしても良い。さらに、上述の実施例ではドライ
エッチングを例として本発明を説明したが、本発明はプ
ラズマＣＶＤに適用しても同様に優れたクリーニング効
果を有するものである。
リーニングといったサイクルは必ずしも逐次的に行う必
要はなく、プラズマ処理を数回繰り返して行い反応生成
物層がある程度厚く形成された時点でクリーニングを行
うようにしても良い。さらに、上述の実施例ではドライ
エッチングを例として本発明を説明したが、本発明はプ
ラズマＣＶＤに適用しても同様に優れたクリーニング効
果を有するものである。
【００３６】その他、サンプル・ウェハの構成、処理条
件、プラズマ装置の構成等は適宜変更可能であることは
言うまでもない。
件、プラズマ装置の構成等は適宜変更可能であることは
言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明を適用すれば、プラズマ処理の過程で処理チャンバ内
に発生した反応生成物をほぼ完全に除去することがで
き、半導体装置の歩留りを向上させることができる。し
かも、この除去作業は極めて効率良く行うことができる
ので、プラズマ装置の稼働率が向上し、従来のようにス
ループットを低下させる懸念がない。
明を適用すれば、プラズマ処理の過程で処理チャンバ内
に発生した反応生成物をほぼ完全に除去することがで
き、半導体装置の歩留りを向上させることができる。し
かも、この除去作業は極めて効率良く行うことができる
ので、プラズマ装置の稼働率が向上し、従来のようにス
ループットを低下させる懸念がない。
【図１】本発明をドライエッチングに適用したプロセス
例において、処理チャンバの内壁面やウェハ・ステー
ジ，ダミー・ウェハ等の表面に昇華性の堆積物層が形成
された状態を示す概略断面図である。
例において、処理チャンバの内壁面やウェハ・ステー
ジ，ダミー・ウェハ等の表面に昇華性の堆積物層が形成
された状態を示す概略断面図である。
【図２】図１の堆積物層の上にさらに炭素系ポリマーか
らなる反応生成物層が堆積した状態を示す概略断面図で
ある。
らなる反応生成物層が堆積した状態を示す概略断面図で
ある。
【図３】ヒータ加熱により図２の堆積物層と反応生成物
層が除去される様子を示す概略断面図である。
層が除去される様子を示す概略断面図である。
【図４】本発明をドライエッチングに適用した他のプロ
セス例において、防着板，ウェハ・ステージ，ダミー・
ウェハ等の表面に昇華性の堆積物層が形成された状態を
示す概略断面図である。
セス例において、防着板，ウェハ・ステージ，ダミー・
ウェハ等の表面に昇華性の堆積物層が形成された状態を
示す概略断面図である。
１ ・・・上部電極 ４ ・・・筐体 ７ ・・・ウェハ・ステージ（下部電極） ８ ・・・温調配管 １１，１２・・・ヒータ １３ ・・・ダミー・ウェハ １４ ・・・Ｓ １５ ・・・サンプル・ウェハ １６ ・・・炭素系ポリマー １７ ・・・窒化イオウ系化合物 １８，１９・・・防着板
Claims (3)
- 【請求項１】 プラズマ装置の処理チャンバの内壁面お
よび／または内部構成部材の少なくとも一部を昇華性の
堆積物層により被覆する工程と、 前記処理チャンバ内で基板に対して所定のプラズマ処理
を行う工程と、 前記プラズマ処理において発生し前記堆積物層の上に堆
積した反応生成物を、前記処理チャンバの内壁面および
／または内部構成部材の少なくとも一部を加熱すること
により該堆積物層と共に除去する工程とを有することを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 上記内部構成部材が前記処理チャンバの
内壁面の少なくとも一部をプラズマから遮蔽するごとく
配設された防着板である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。 - 【請求項３】 上記昇華性の堆積物層がイオウもしくは
窒化イオウ系化合物から構成される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 |
|---|---|---|---|
| JP7573392A JPH05243167A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7573392A JPH05243167A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243167A true JPH05243167A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=13584774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7573392A Withdrawn JPH05243167A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05243167A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995031822A1 (fr) * | 1994-05-17 | 1995-11-23 | Hitachi, Ltd. | Dispositif et procede de traitement au plasma |
| US5637237A (en) * | 1994-03-08 | 1997-06-10 | International Business Machines Corporation | Method for hot wall reactive ion etching using a dielectric or metallic liner with temperature control to achieve process stability |
| WO1999016117A1 (fr) * | 1997-09-25 | 1999-04-01 | Hitachi, Ltd. | Procede et systeme de traitement au plasma et procede de fabrication d'un substrat pour semi-conducteurs |
| KR20000021090A (ko) * | 1998-09-25 | 2000-04-15 | 구자홍 | 챔버 내벽의 중합물 적층방지수단을 구비하는 플라즈마를 이용한 표면처리장치 |
| KR20000021088A (ko) * | 1998-09-25 | 2000-04-15 | 구자홍 | 온도조절수단을 포함하는 플라즈마를 이용한 표면처리장치 |
| KR100360854B1 (ko) * | 1998-09-25 | 2003-01-15 | 주식회사 엘지이아이 | 플라즈마를이용한표면처리장치 |
| EP1312698A1 (en) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | Anelva Corporation | Heating element CVD System and heating element CVD method using the same |
| JP2003529928A (ja) * | 2000-03-30 | 2003-10-07 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマ分離型絶縁膜エッチャにおける強化されたレジスト剥離 |
| US7704556B2 (en) | 2002-04-22 | 2010-04-27 | Canon Anelva Corporation | Silicon nitride film forming method |
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-
1992
- 1992-02-28 JP JP7573392A patent/JPH05243167A/ja not_active Withdrawn
Cited By (21)
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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