JPH0629259A - Semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents

Semiconductor manufacturing apparatus

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JPH0629259A
JPH0629259A JP18205992A JP18205992A JPH0629259A JP H0629259 A JPH0629259 A JP H0629259A JP 18205992 A JP18205992 A JP 18205992A JP 18205992 A JP18205992 A JP 18205992A JP H0629259 A JPH0629259 A JP H0629259A
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JP
Japan
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magnetic field
ashing
oxygen
chamber
stage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18205992A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Saito
勉 齋藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve an ashing rate and improve element characteristics even if a substrate temperature is lowered by providing a magnetic field generating means for generating a magnetic field to prevent evacuation of oxygen in an ashing treatment chamber. CONSTITUTION:Oxygen radical flows, passing through a hole on the plasma shielding plate 13, to a stage 10 loading wafers and an ashing treatment chamber 12 provided under the stage 10 and having a gas evacuation port 11. A magnetic field generating means 1 made of a permanent magnet is provided within the side of sidewall of stage 10 and ashing treatment chamber 12 provided opposed thereto within the ashing treatment chamber 12. Thereby, the oxygen radical can be trapped efficiently in the proximity to the wafer 9 on the stage 10 in such a manner that the oxygen radical is prevented from penetrating into the side of evacuation port of the stage F. Accordingly, the ashing rate can be enhanced even if the wafer temperature is lowered.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に係
り、詳しくは、レジスト剥離等に用いられる酸素アッシ
ング装置やシリコン系の膜をドライエッチングするドラ
イエッチング装置等に適用することができ、特に、アッ
シング装置でレジスト等をエッチングする際、基板温度
を低温にしてもアッシングレートを向上させることがで
きる他、ドライエッチング装置でシリコン系の膜をエッ
チングする際、エッチングレートを低下させることなく
シリコン系の膜をエッチングでき、しかもエッチングし
てほしくないレジストや酸化膜をエッチングされ難くす
ることができる半導体製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, it can be applied to an oxygen ashing apparatus used for resist stripping and the like, a dry etching apparatus for dry etching a silicon-based film, and the like. When etching a resist or the like with an ashing device, the ashing rate can be improved even if the substrate temperature is low, and when etching a silicon-based film with a dry etching device, the silicon-based film can be etched without lowering the etching rate. The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus capable of etching the above film and making it difficult to etch a resist and an oxide film which are not desired to be etched.

【0002】近年、パターン形成に用いられるフォトレ
ジストの剥離には、通常酸素プラズマを用いたドライア
ッシング装置で行われている。デバイスの高集積化・高
速化に伴い、プラズマが基板に与えるダメージはより影
響を与え易くなっており、基板へのダメージが無く、し
かも高アッシングレートが得られるアッシング装置が要
求されている。
In recent years, a photoresist used for patterning is stripped by a dry ashing apparatus which normally uses oxygen plasma. With higher integration and higher speed of devices, plasma damage is more likely to affect the substrate, and there is a demand for an ashing device that does not damage the substrate and that can obtain a high ashing rate.

【0003】また、デバイスの高集積化、高速化の要求
に伴い、パターンを形成するためのドライエッチング技
術もより高度な技術が要求されている。中でも被エッチ
ング膜以外の膜、例えばレジストマスクや下地の酸化膜
等をエッチングすることなくレジストマスクに忠実な垂
直形状が得られることが必要となっている。
Further, with the demand for higher integration and higher speed of devices, a more advanced dry etching technique for forming a pattern is required. Above all, it is necessary to obtain a vertical shape faithful to the resist mask without etching a film other than the film to be etched, such as a resist mask or an underlying oxide film.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来、レジスト剥離に用いられる酸素プ
ラズマアッシング装置には、酸素プラズマ中でアッシン
グ処理するタイプと酸素プラズマ中から中性活性種の酸
素ラジカル(酸素活性種ともいう)のみを引き出してア
ッシング処理するダウンフロータイプの2つのタイプが
ある。この後者のダウンフロータイプのアッシング装置
は、プラズマ生成室とウェハアッシング処理室とを別々
に設けて、ウェハに直接プラズマを曝さなようにしてい
るため、前者のプラズマ中でアッシング処理するタイプ
の場合よりもプラズマによるウェハへのダメージを少な
くすることができるという利点を有する。
2. Description of the Related Art Conventionally, an oxygen plasma ashing apparatus used for resist stripping has a type of ashing treatment in oxygen plasma and a method of extracting only oxygen radicals (also called oxygen active species) of neutral active species from the oxygen plasma. There are two types of downflow types that perform ashing processing. In this latter downflow type ashing apparatus, a plasma generation chamber and a wafer ashing processing chamber are separately provided so that the plasma is not directly exposed to the wafer. Therefore, in the case of the former plasma ashing type This has the advantage that the damage to the wafer due to plasma can be reduced.

【0005】ところで、従来のシリコン系膜のドライエ
ッチング装置においては、プラズマ生成室内にフッ素系
ガスあるいは塩素系ガスに更にラジカル化促進剤として
酸素を添加してフッ素ラジカル、塩素ラジカルを生成
し、この生成されたフッ素ラジカル、塩素ラジカルによ
りエッチング処理室内のウェハのシリコン系膜をエッチ
ングするというタイプのものが知られている。
By the way, in a conventional dry etching apparatus for a silicon-based film, oxygen is further added as a radicalization accelerator to a fluorine-based gas or a chlorine-based gas in a plasma generation chamber to generate a fluorine radical and a chlorine radical. A type is known in which a silicon-based film of a wafer in an etching processing chamber is etched by the generated fluorine radicals and chlorine radicals.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のダウン
フロータイプの酸素プラズマアッシング装置では、酸素
ラジカルによって化学反応を利用してレジスト等をアッ
シングするため、アッシングレートは基板温度を上げれ
ば速くすることができるが、基板温度を例えば150℃以
上の高温にすると、汚染物質が半導体内へ侵入したり、
Al等の低融点配線等が劣化したりして、素子特性が劣
化してしまうという問題があった。
In the conventional down-flow type oxygen plasma ashing apparatus described above, the ashing rate should be increased if the substrate temperature is raised because the resist etc. are ashed by utilizing a chemical reaction by oxygen radicals. However, if the substrate temperature is set to a high temperature of 150 ° C or higher, contaminants may enter the semiconductor,
There has been a problem that the low melting point wiring such as Al is deteriorated and the element characteristics are deteriorated.

【0007】このため、素子特性を優先して例えば10
0℃以下の低温でアッシングすると、上記の如く化学反
応を利用しているため、アッシングレートが著しく低下
してしまうという問題があった。次に、上記した従来の
シリコン系膜のドライエッチング装置では、フッ素ラジ
カルと塩素ラジカルの発生効率を高めてエッチングレー
トを高めるために酸素を導入していたため、この酸素も
プラズマ化されてしまい、この酸素のプラズマによりエ
ッチングしてほしくないマスクとなるレジストやゲート
酸化膜等の酸化膜のエッチングレートが上昇してしまっ
て、レジストや酸化膜がエッチングされてしまうという
問題があった。最悪の場合は、レジストマスクが全て除
去されてしまったり、ゲート酸化膜等がエッチングされ
て耐圧不良等を生じてしまうことがあった。
For this reason, the device characteristics are prioritized, for example, 10
When ashing is performed at a low temperature of 0 ° C. or lower, there is a problem that the ashing rate is remarkably lowered because the chemical reaction is utilized as described above. Next, in the conventional dry etching apparatus for a silicon-based film described above, oxygen was introduced in order to increase the generation rate of fluorine radicals and chlorine radicals and increase the etching rate, so this oxygen was also turned into plasma. There is a problem in that the etching rate of a resist or an oxide film such as a gate oxide film, which serves as a mask that is not desired to be etched by oxygen plasma, is increased, and the resist and the oxide film are etched. In the worst case, the resist mask may be completely removed, or the gate oxide film or the like may be etched to cause a breakdown voltage defect or the like.

【0008】そこで本発明は、ダウンフロータイプのア
ッシング装置でレジスト等をアッシングする際、基板温
度を低温にしてもアッシングレートを向上させることが
でき、素子特性を向上させることができる他、ドライエ
ッチング装置でシリコン系の膜をエッチングする際、エ
ッチングレートを低下させることなくシリコン系の膜を
エッチングすることができるとともに、エッチングして
ほしくないレジストマスクやゲート酸化膜等の酸化膜を
エッチングされ難くすることができる半導体製造装置を
提供することを目的としている。
Therefore, according to the present invention, when ashing a resist or the like with a downflow type ashing apparatus, the ashing rate can be improved even when the substrate temperature is low, the element characteristics can be improved, and dry etching can be performed. When etching a silicon-based film with a device, it is possible to etch the silicon-based film without lowering the etching rate, and it is difficult to etch a resist mask or an oxide film such as a gate oxide film that is not desired to be etched. It is an object of the present invention to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of manufacturing the semiconductor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体製造
装置は上記目的達成のため、酸素ガスが導入されるプラ
ズマ生成室と、該プラズマ生成室下に配置され、ウェハ
を載置する載置台とガス排気口とを有するアッシング処
理室とを備えたダウンフロータイプのドライアッシング
を行う半導体製造装置において、該アッシング処理室内
に酸素が排気されるのを防止する磁場を発生させる磁場
発生手段を設けるものである。
In order to achieve the above object, a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention comprises a plasma generation chamber into which oxygen gas is introduced, and a mounting table which is placed under the plasma generation chamber and on which a wafer is mounted. In a semiconductor manufacturing apparatus for performing downflow type dry ashing including an ashing processing chamber having a gas exhaust port, a magnetic field generating unit for generating a magnetic field for preventing oxygen from being exhausted is provided in the ashing processing chamber. Is.

【0010】本発明においては、前記磁場発生手段は、
前記ステージ壁側とこれと対向する前記アッシング処理
室側壁に設ける場合が好ましく、この場合、ステージ側
壁とこれに対向するアッシング処理室側壁に設けられた
磁場発生手段の磁場によって酸素ラジカルをステージ下
の排気口側に透過させないようにすることができるた
め、ステージ下に磁場発生手段を設ける場合よりもステ
ージ上のウェハ近傍に酸素ラジカルを効率よく閉じ込め
ることができ、酸素ラジカルの使用効率を高めることが
きる。
In the present invention, the magnetic field generating means is
It is preferable to provide it on the side of the stage wall and on the side wall of the ashing chamber facing it, and in this case, oxygen radicals below the stage are generated by the magnetic field of the magnetic field generating means provided on the side wall of the stage and the side wall of the ashing chamber opposite thereto. Since it can be prevented from permeating to the exhaust port side, the oxygen radicals can be more efficiently confined in the vicinity of the wafer on the stage than when the magnetic field generating means is provided under the stage, and the use efficiency of the oxygen radicals can be improved. Wear.

【0011】本発明による半導体製造装置は上記目的達
成のため、フッ素系あるいは塩素系ガスと酸素ガスが導
入されるプラズマ生成室と、該プラズマ生成室と隣接さ
れ、ウェハを載置する載置台とガス排気口とを有するエ
ッチング処理室とを備えたドライエッチングを行う半導
体製造装置において、該エッチング処理室内の該ウェハ
と該プラズマ生成室間に酸素が該ウェハ方向に進行する
のを防止する磁場を発生させる磁場発生手段を設けるも
のである。
In order to achieve the above object, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention comprises a plasma generation chamber into which a fluorine-based or chlorine-based gas and an oxygen gas are introduced, and a mounting table adjacent to the plasma generation chamber for mounting a wafer. In a semiconductor manufacturing apparatus that performs dry etching including an etching processing chamber having a gas exhaust port, a magnetic field that prevents oxygen from advancing toward the wafer is provided between the wafer in the etching processing chamber and the plasma generation chamber. A magnetic field generating means for generating is provided.

【0012】本発明においては、前記磁場発生手段は、
該プラズマ生成室と該エッチング処理室間に設ける場合
が好ましく、この場合、プラズマ生成室とエッチング処
理室間に設けた磁場発生手段の磁場により、酸素を酸素
エッチング処理室の方へ行かないようにプラズマ生成室
内に閉じ込めて、プラズマ生成室内の酸素量を増加させ
てフッ素ラジカル、塩素ラジカルの発生効率を高めるこ
とができるとともに、酸素エッチング処理室内に入り難
くしてエッチングしてほしくない(エッチングしたい膜
はシリコン系の膜)酸化膜、レジストをエッチングし難
くすることができる。
In the present invention, the magnetic field generating means is
It is preferable to provide the space between the plasma generation chamber and the etching treatment chamber. In this case, the magnetic field of the magnetic field generation means provided between the plasma generation chamber and the etching treatment chamber prevents oxygen from going to the oxygen etching treatment chamber. It can be confined in the plasma generation chamber to increase the amount of oxygen in the plasma generation chamber to increase the efficiency of generating fluorine radicals and chlorine radicals. Can make it difficult to etch a silicon-based film) an oxide film and a resist.

【0013】[0013]

【作用】まず、請求項1、2記載の発明の作用について
説明する。図1は本発明の原理説明図である。図1
(a)は、磁場発生手段1のN極1aとS極1b間に磁
場2を発生させ、このN極1aとS極1b間の磁場2を
窒素は通過していくが酸素は通過していかない様子を示
している。
First, the operation of the invention according to claims 1 and 2 will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. Figure 1
In (a), a magnetic field 2 is generated between the N pole 1a and the S pole 1b of the magnetic field generation means 1, and nitrogen passes through the magnetic field 2 between the N pole 1a and the S pole 1b, but oxygen passes through. It shows that it does not exist.

【0014】本発明者は、図1に示す如く、ある強度の
磁場(1kガウス以上)の存在によってその面に対して
酸素が透過されないという現象が既に知られていること
に着目し、これをダウンフロータイプのアッシング装置
に応用してみた。すなわち、本発明では、プラズマ生成
室下のアッシング処理室内に酸素ラジカルが排気される
のを防止する磁場を発生させる磁場発生手段を設けるよ
うにし、好ましくは、ステージ側壁とこれと対向するア
ッシング処理室側壁に設ければよい。このため、ダウン
フローで逃げていく酸素ラジカルを磁場発生手段が発生
する磁場でアッシング処理室内に閉じ込めてしまうこと
によって、従来アッシングに使われずにそのまま排気さ
れていた酸素ラジカルを効率よく使うことができる。こ
れによって、従来と同じウェハ温度でもアッシングレー
トを高めることができるうえ、ウェハ温度を低温にして
もアッシングレートを高めることができる。このため、
ウェハ温度を高温にしないで済ませることができ、高温
に伴う素子特性の劣化を抑制することができる。しか
も、ダウンフロータイプなので、ウェハへのダメージが
少ないという元々の利点を活かすことができる。更に、
前述の如く、磁場発生手段をステージ側壁とこれと対向
するアッシング処理室側壁に設ければ、ステージ側壁と
これに対向するアッシング処理室側壁に設けられた磁場
発生手段の磁場によって酸素ラジカルをステージ下の排
気口側に透過させないようにすることができるため、ス
テージ下に磁場発生手段を設ける場合よりもステージ上
のウェハ近傍に酸素ラジカルを効率よく閉じ込めること
ができ、酸素ラジカルの使用効率を高めることができ
る。
The present inventor has noticed that, as shown in FIG. 1, the phenomenon that oxygen is not permeated to the surface due to the presence of a magnetic field of a certain strength (1 k Gauss or more) is already known, and this is taken into consideration. I applied it to a downflow type ashing device. That is, in the present invention, a magnetic field generating means for generating a magnetic field for preventing exhaustion of oxygen radicals is provided in the ashing chamber below the plasma generating chamber, and preferably the stage sidewall and the ashing chamber facing the stage sidewall are provided. It may be provided on the side wall. Therefore, by confining the oxygen radicals escaping by the downflow in the ashing process chamber by the magnetic field generated by the magnetic field generating means, it is possible to efficiently use the oxygen radicals that have been conventionally exhausted without being used for the ashing. . As a result, the ashing rate can be increased even at the same wafer temperature as the conventional one, and the ashing rate can be increased even at a low wafer temperature. For this reason,
It is not necessary to raise the wafer temperature to a high temperature, and it is possible to suppress deterioration of element characteristics due to the high temperature. Moreover, since it is a down-flow type, the original advantage of less damage to the wafer can be utilized. Furthermore,
As described above, when the magnetic field generating means is provided on the side wall of the stage and the side wall of the ashing processing chamber facing the side wall of the stage, oxygen radicals are generated under the stage by the magnetic field of the magnetic field generating means provided on the side wall of the stage and the side wall of the ashing processing chamber facing the side wall of the stage. Since it can be prevented from permeating to the exhaust port side, the oxygen radicals can be more efficiently confined in the vicinity of the wafer on the stage than when the magnetic field generating means is provided under the stage, and the use efficiency of the oxygen radicals can be improved. You can

【0015】次に、請求項3、4記載の発明の作用につ
いて説明する。本発明者は、図1と同様の原理を用い、
ある強度の磁場の存在によって、その面に対して酸素が
透過されないという現象が既に知られていることに着目
し、これをドライエッチング装置に応用してみた。ドラ
イエッチング装置でフッ素系あるいは塩素系ガスを用い
てシリコン系の膜をエッチングする時、フッ素系あるい
は塩素系ガスのプラズマでフッ素あるいは塩素ラジカル
を生成する際は、前述の如く、酸素を混合することによ
ってフッ素、塩素ラジカルの生成量が増加するという現
象が知られている。なお、シリコン系膜のエッチング
は、フッ素、塩素ラジカルを多くすることでエッチング
レートを高めることができる。その一方で酸素ラジカル
も生成され、この生成された酸素ラジカルはエッチング
してほしくないレジストあるいは酸化膜系膜のエッチン
グレートを高める働きもする。よってプラズマ生成時は
フッ素、塩素ラジカルの生成量を多くするため、プラズ
マ生成室内は酸素混合雰囲気にするが、エッチング処理
室内のウェハ面上では酸素雰囲気は無い方がよい。
Next, the operation of the invention according to claims 3 and 4 will be described. The inventor uses the same principle as in FIG.
Focusing on the already known phenomenon that oxygen is not transmitted to the surface due to the presence of a magnetic field of a certain strength, we applied this to a dry etching apparatus. When etching a silicon-based film using a fluorine-based or chlorine-based gas with a dry etching device, when generating fluorine or chlorine radicals with plasma of a fluorine-based or chlorine-based gas, mix oxygen as described above. It is known that the production amount of fluorine and chlorine radicals is increased by the above. The etching rate of the silicon-based film can be increased by increasing the amount of fluorine and chlorine radicals. On the other hand, oxygen radicals are also generated, and the generated oxygen radicals also have a function of increasing the etching rate of the resist or the oxide film type film which should not be etched. Therefore, when plasma is generated, the amount of fluorine and chlorine radicals generated is increased. Therefore, an oxygen mixed atmosphere is used in the plasma generation chamber, but it is preferable that there is no oxygen atmosphere on the wafer surface in the etching processing chamber.

【0016】そこで、本発明ではエッチング処理室内の
ウェハとプラズマ生成室間に酸素がウェハ方向に進行す
るのを防止する磁場を発生させる磁場発生手段を設ける
ようにし、好ましくは、エッチング処理室とプラズマ生
成室間に設ければよい。勿論、ガスの流れが早いと遮断
できないがECRのプラズマ引き出し程度では十分遮断
できる。このため、図2(a)、(b)に示す如く、磁
場発生手段1の磁場によりウェハ面側に酸素雰囲気が到
達しないようにすることができるため、エッチングして
ほしくないレジストや酸化膜をエチングされ難くするこ
とができる。しかも塩素ラジカル、フッ素ラジカルは磁
場を透過させてウェハ方向に向かって導入することがで
きるため、シリコン系の膜を従来と同様エッチングする
ことができる。更に、前述の如く、プラズマ生成室とエ
ッチング処理室間に磁場発生手段を設ければ、酸素をプ
ラズマ生成室内に閉じ込めることができるため、フッ
素、塩素ラジカルの発生効率を高めることができる。
Therefore, in the present invention, a magnetic field generating means for generating a magnetic field for preventing oxygen from advancing toward the wafer is provided between the wafer in the etching processing chamber and the plasma generating chamber, and preferably the etching processing chamber and the plasma are provided. It may be provided between the production chambers. Of course, if the gas flow is fast, it cannot be blocked, but it can be sufficiently blocked by the plasma extraction of ECR. Therefore, as shown in FIGS. 2A and 2B, it is possible to prevent the oxygen atmosphere from reaching the wafer surface side by the magnetic field of the magnetic field generating means 1, so that the resist or oxide film which is not desired to be etched is removed. You can make it hard to be etched. Moreover, since chlorine radicals and fluorine radicals can be introduced into the wafer through the magnetic field, the silicon-based film can be etched as in the conventional case. Further, as described above, if the magnetic field generating means is provided between the plasma generation chamber and the etching treatment chamber, oxygen can be confined in the plasma generation chamber, so that the generation efficiency of fluorine and chlorine radicals can be increased.

【0017】なお、図2(a)は磁場発生手段1の磁場
により塩素ラジカルは透過できるが、酸素ラジカルが透
過できない様子を示しており、図2(b)は磁場発生手
段を設けた本発明と設けていない従来の場合におけるレ
ジスト、SiO2 、Siの各エッチングレートを示す図
である。
Incidentally, FIG. 2A shows a state in which chlorine radicals can be transmitted by the magnetic field of the magnetic field generating means 1 but oxygen radicals cannot be transmitted, and FIG. 2B shows the present invention in which the magnetic field generating means is provided. FIG. 9 is a diagram showing the respective etching rates of resist, SiO 2 , and Si in the conventional case not provided.

【0018】[0018]

【実施例】(実施例1)図3は本発明の実施例1に則し
た半導体製造装置の構成を示す概略図である。図示例の
半導体製造装置はマイクロ波励起によるダウンフロータ
イプのアッシング装置に適用する場合である。図3にお
いて、図1と同一符号は同一または相当部分を示し、5
は2.45GHzのマイクロ波を発生するマイクロ波発
生手段であり、このマイクロ波発生手段5で発生される
マイクロ波はマイクロ波導波管6及び透過窓7を通って
プラズマ生成室8内に導入され、このプラズマ生成室8
には酸素ガスも導入される。この時マイクロパワーは
1.0Kwとし、酸素ガス導入量は1SLMとする。次
いで、導入されたマイクロ波で酸素ガスが励起されてプ
ラズマ生成室8内には酸素ラジカルが生成される。次い
で、生成された酸素ラジカルはプラズマ遮蔽板13のメッ
シュ状に開けられた穴を通って、ウェハ9を載置する略
円形形状のステージ10とステージ10下に配置されるガス
排気口11とを有するアッシング処理室12側に流れてい
く。なお、アッシング処理室12内にはステージ10側壁と
これに対向するアッシング処理室12側壁には、永久磁石
からなる磁場発生手段1を設ける。ステージ10側壁とこ
れに対向するアッシング処理室12側壁にはN極、S極何
れを設けてもよく、要はその間に磁場が発生するように
各々対向する極を設ければよい。磁石の取り付けはねじ
取め等で行えばよい。このように、略円形形状のステー
ジ10とこれに対向するアッシング処理室12側壁に磁場発
生手段1を設けることにより円筒状の磁場を発生させる
ことができる。この時の磁場強度は1Kガウスとする。
アッシング条件としては、酸素流量を1リットル/分と
し、圧力を1Torrとし、ステージ温度を80℃として
行った。
(Embodiment 1) FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of a semiconductor manufacturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The semiconductor manufacturing apparatus of the illustrated example is applied to a downflow type ashing apparatus by microwave excitation. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
Is a microwave generation means for generating a microwave of 2.45 GHz, and the microwave generated by this microwave generation means 5 is introduced into the plasma generation chamber 8 through the microwave waveguide 6 and the transmission window 7. , This plasma generation chamber 8
Oxygen gas is also introduced into. At this time, the micro power is 1.0 Kw, and the oxygen gas introduction amount is 1 SLM. Then, the introduced microwave excites the oxygen gas to generate oxygen radicals in the plasma generation chamber 8. Next, the generated oxygen radicals pass through the holes formed in the plasma shield plate 13 in a mesh shape and pass through the substantially circular stage 10 on which the wafer 9 is placed and the gas exhaust port 11 arranged below the stage 10. It flows to the ashing processing chamber 12 side that it has. Inside the ashing chamber 12, the side wall of the stage 10 and the side wall of the ashing chamber 12 facing the stage 10 are provided with the magnetic field generating means 1 composed of a permanent magnet. Either the N pole or the S pole may be provided on the side wall of the stage 10 and the side wall of the ashing chamber 12 facing the side wall of the stage 10, and the essential point is to provide the poles facing each other so that a magnetic field is generated therebetween. The magnet may be attached by screwing or the like. As described above, the cylindrical magnetic field can be generated by providing the magnetic field generating means 1 on the side wall of the ashing chamber 12 facing the stage 10 having a substantially circular shape. The magnetic field strength at this time is 1 K gauss.
As the ashing conditions, the oxygen flow rate was 1 liter / min, the pressure was 1 Torr, and the stage temperature was 80 ° C.

【0019】その結果、本実施例では、図4に示すよう
に、磁場発生手段1を設ける以外は全て同じ条件で行な
った比較例と比較し、同じウェハ温度でもアッシングレ
ートを高めることができるうえ、ウェハ温度を低温にし
てもアッシングレートを高めることができることが判っ
た。このため、ウェハ温度を高温にしないで十分なアッ
シングレートを得ることができるため、高温にしないで
済ませることができ、高温に伴う素子特性の劣化を抑制
することができる。しかも、ダウンフロータイプなの
で、ウェハへのダメージが少ないという元々の利点を活
かすことができる。
As a result, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the ashing rate can be increased even at the same wafer temperature as compared with the comparative example which was performed under the same conditions except that the magnetic field generating means 1 was provided. It was found that the ashing rate can be increased even when the wafer temperature is low. Therefore, it is possible to obtain a sufficient ashing rate without raising the wafer temperature to a high temperature. Therefore, it is possible to avoid raising the temperature to a high temperature, and it is possible to suppress deterioration of element characteristics due to the high temperature. Moreover, since it is a down-flow type, the original advantage of less damage to the wafer can be utilized.

【0020】なお、上記実施例1では、ステージ10壁側
とこれに対向するアッシング処理室12壁側に設けられた
磁場発生手段1の磁場によって酸素ラジカルをステージ
下の排気口側に透過させないようにして酸素ラジカルを
ステージ10上のウェハ9近傍に効率よく閉じ込めること
ができる好ましい態様の場合について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えばステージ下
に磁場発生手段を設ける場合であってもよい。
In the first embodiment, the magnetic field of the magnetic field generating means 1 provided on the wall side of the stage 10 and the wall side of the ashing chamber 12 facing the wall of the stage 10 prevents oxygen radicals from permeating to the exhaust port side under the stage. Although the case where the oxygen radicals can be efficiently confined in the vicinity of the wafer 9 on the stage 10 has been described above, the present invention is not limited to this, and for example, when the magnetic field generating means is provided under the stage. May be

【0021】(実施例2)次に、図5は本発明の実施例
2に則した半導体製造装置の構成を示す概略図である。
図示例の半導体製造装置はECRエッチング装置に適用
する場合である。図5において、図1と同一符号は同一
または相当部分を示し、21は2.45GHzのマイクロ
波を発生するマイクロ波発生手段であり、このマイクロ
波発生手段21で発生されるマイクロ波はマイクロ波導波
管22及び透過窓23を通って周囲をECRコイル24で取り
囲まれたプラズマ生成室25内に導入され、このプラズマ
生成室25内には塩素ガスとO2 ガスも導入される。この
時の圧力は2mTorrとし、マイクロ波パワーは2.
0Kwとし、RFパワーは50wとし、塩素ガス/酸素
ガス導入量は90/10sccmとする。一方、エッチ
ング処理室26内には、バイアス印加用(13.56MH
z、100w)の高周波電源27と接続された基板ホルダ
ー28を有する試料台29上にウェハ30が配置され、更にガ
スを排気する排気口31が設けられている。プラズマ生成
室25とエッチング処理室26間に酸素がウェハ30方向に透
過されるのを防止する永久磁石からなる磁場発生手段1
が設けられている。なお、磁場発生手段1のN極、S極
の配置は何れであってもよく、要はその間に磁場が発生
するように対向する極を設ければよい。磁石の取り付け
はねじ取め等で行えばよい。この時の磁場強度は1Kガ
ウスとする。
(Embodiment 2) Next, FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of a semiconductor manufacturing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
The semiconductor manufacturing apparatus in the illustrated example is applied to an ECR etching apparatus. 5, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions, and 21 is a microwave generation means for generating a microwave of 2.45 GHz, and the microwave generated by this microwave generation means 21 is a microwave guide. It is introduced into the plasma generation chamber 25 surrounded by the ECR coil 24 through the wave tube 22 and the transmission window 23, and chlorine gas and O 2 gas are also introduced into the plasma generation chamber 25. The pressure at this time was 2 mTorr, and the microwave power was 2.
The RF power is set to 0 Kw, the RF power is set to 50 w, and the chlorine gas / oxygen gas introduction amount is set to 90/10 sccm. On the other hand, in the etching processing chamber 26, for bias application (13.56 MH
A wafer 30 is placed on a sample table 29 having a substrate holder 28 connected to a high frequency power source 27 (z, 100 w), and an exhaust port 31 for exhausting gas is provided. Magnetic field generating means 1 composed of a permanent magnet for preventing oxygen from being transmitted between the plasma generating chamber 25 and the etching processing chamber 26 toward the wafer 30.
Is provided. The magnetic field generating means 1 may be arranged with either N poles or S poles, and the essential point is to provide opposing poles so as to generate a magnetic field therebetween. The magnet may be attached by screwing or the like. The magnetic field strength at this time is 1 K gauss.

【0022】これによって、ポリシリコンをエッチング
すると、本実施例では、ポリシリコンのエッチングレー
トが4000Å/ 分、レジストのエッチングレートが5
00Å/ 分、酸化膜のエッチングレートが50Å/ 分と
なり、磁場発生手段1を設ける以外は全て同じ条件で行
なった比較例でのポリシリコン3000Å/ 分、レジス
ト2000Å/ 分、酸化膜500Å/ 分と比較し、ポリ
シリコン膜のエッチングレートを低下させることなくレ
ジスト、酸化膜の膜減り量を減らすことができた。
As a result, when the polysilicon is etched, the etching rate of the polysilicon is 4000 Å / min and the etching rate of the resist is 5 in this embodiment.
00 Å / min, the etching rate of the oxide film is 50 Å / min. Polysilicon 3000 Å / min, resist 2000 Å / min, oxide film 500 Å / min in the comparative example performed under the same conditions except that the magnetic field generating means 1 is provided. In comparison, it was possible to reduce the amount of resist and oxide film loss without lowering the etching rate of the polysilicon film.

【0023】また、図6からも判るように、磁場発生手
段1を設けない比較例では、酸素を導入していくと、耐
SiO2 エッチング選択比が悪くなっているのに対し、
本実施例では酸素を導入しても耐SiO2 エッチング選
択比を高くすることができるのが判る。なお、上記実施
例ではプラズマ生成室25とエッチング処理室26間に磁場
発生手段1を設け、この磁場発生手段1の磁場によりプ
ラズマ生成室25内に酸素を閉じ込めて塩素ラジカルの発
生効率を高める好ましい態様の場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、要は酸素
がウェハ30方向に進行しないようにウェハ30とプラズマ
生成室25間に設ければよい。
Further, as can be seen from FIG. 6, in the comparative example in which the magnetic field generating means 1 is not provided, as the oxygen is introduced, the SiO 2 etching resistance ratio deteriorates, whereas
In this embodiment, it can be seen that even if oxygen is introduced, the SiO 2 -resistant etching selection ratio can be increased. In the above embodiment, it is preferable that the magnetic field generating means 1 is provided between the plasma generating chamber 25 and the etching processing chamber 26, and oxygen is confined in the plasma generating chamber 25 by the magnetic field of the magnetic field generating means 1 to enhance the generation efficiency of chlorine radicals. Although the case of the embodiment has been described, the present invention is not limited to this, and the point is that it may be provided between the wafer 30 and the plasma generation chamber 25 so that oxygen does not advance toward the wafer 30.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、ダウンフロータイプの
アッシング装置でレジスト等をアッシングする際、基板
温度を低温にしてもアッシングレートを向上させること
ができ、素子特性を向上させることができるという効果
がある。また、ドライエッチング装置でシリコン系の膜
をエッチングする際、エッチングレートを低下させるこ
となくシリコン系の膜をエッチングすることができると
ともに、エッチングしてほしくないレジストマスクやゲ
ート酸化膜等の酸化膜をエッチングされ難くすることが
できるという効果がある。
According to the present invention, when ashing a resist or the like with a downflow type ashing apparatus, the ashing rate can be improved and the device characteristics can be improved even when the substrate temperature is low. effective. Further, when etching a silicon-based film with a dry etching device, the silicon-based film can be etched without lowering the etching rate, and an oxide film such as a resist mask or a gate oxide film which is not desired to be etched can be removed. This has the effect of making it difficult to etch.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】本発明の原理説明図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図3】本発明の実施例1に則した半導体製造装置の構
成を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a semiconductor manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の磁場発生手段を設けた場合と比較例の
磁場発生手段を設けない場合とにおけるステージ温度変
化に対するアッシングレート変化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a change in ashing rate with respect to a change in stage temperature when the magnetic field generating means of the present invention is provided and when the magnetic field generating means of the comparative example is not provided.

【図5】本発明の実施例2に則した半導体製造装置の構
成を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a semiconductor manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の磁場発生手段を設けた場合と比較例の
磁場発生手段を設けない場合とにおけるO2 /Cl2
2 割合に対するSiO2 エッチング特性を示す図であ
る。
FIG. 6 shows O 2 / Cl 2 + when the magnetic field generating means of the present invention is provided and when the magnetic field generating means of the comparative example is not provided.
Is a diagram showing an SiO 2 etching characteristics with respect to O 2 ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁場発生手段 1a N極 1b S極 5 マイクロ波発生手段 6 マイクロ波導波管 7 透過窓 8 プラズマ生成室 9 ウェハ 10 ステージ 11 ガス排気口 12 アッシング処理室 13 プラズマ遮蔽板 21 マイクロ波発生手段 22 マイクロ波導波管 23 透過窓 24 ECRコイル 25 プラズマ生成室 26 エッチング処理室 27 高周波電源 29 試料台 30 ウェハ 31 排気口 1 magnetic field generation means 1a N pole 1b S pole 5 microwave generation means 6 microwave waveguide 7 transmission window 8 plasma generation chamber 9 wafer 10 stage 11 gas exhaust port 12 ashing chamber 13 plasma shield 21 microwave generation means 22 microwave Waveguide 23 Transmission window 24 ECR coil 25 Plasma generation chamber 26 Etching chamber 27 High frequency power supply 29 Sample stage 30 Wafer 31 Exhaust port

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素ガスが導入されるプラズマ生成室
(8)と、該プラズマ生成室(8)下に配置され、ウェ
ハ(9)を載置する載置台(10)とガス排気口(11)と
を有するアッシング処理室(12)とを備えたダウンフロ
ータイプのドライアッシングを行う半導体製造装置にお
いて、 該アッシング処理室(12)内に酸素が排気されるのを防
止する磁場を発生させる磁場発生手段(1)を設けるこ
とを特徴とする半導体製造装置。
1. A plasma generation chamber (8) into which oxygen gas is introduced, a mounting table (10) disposed below the plasma generation chamber (8) for mounting a wafer (9), and a gas exhaust port (11). And a ashing treatment chamber (12) having a magnetic field for generating oxygen in the ashing treatment chamber (12) for preventing oxygen from being discharged into the ashing treatment chamber (12). A semiconductor manufacturing apparatus comprising a generating means (1).
【請求項2】 前記磁場発生手段(1)は、前記ステー
ジ(10)壁側とこれと対向する前記アッシング処理室
(12)側壁に設けることを特徴とする請求項1記載の半
導体製造装置。
2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field generating means (1) is provided on a wall side of the stage (10) and a side wall of the ashing processing chamber (12) facing the wall side.
【請求項3】 フッ素系あるいは塩素系ガスと酸素ガス
が導入されるプラズマ生成室(25)と、該プラズマ生成
室(25)と隣接され、ウェハ(30)を載置する載置台
(29)とガス排気口(31)とを有するエッチング処理室
(26)とを備えたドライエッチングを行う半導体製造装
置において、 該エッチング処理室(26)内の該ウェハ(30)と該プラ
ズマ生成室(25)間に酸素が該ウェハ(30)方向に進行
するのを防止する磁場を発生させる磁場発生手段(1)
を設けることを特徴とする半導体製造装置。
3. A plasma generation chamber (25) into which a fluorine-based or chlorine-based gas and oxygen gas are introduced, and a mounting table (29) which is adjacent to the plasma generation chamber (25) and on which a wafer (30) is mounted. In a semiconductor manufacturing apparatus for performing dry etching including an etching processing chamber (26) having a gas exhaust port (31), the wafer (30) and the plasma generation chamber (25) in the etching processing chamber (26). Magnetic field generating means (1) for generating a magnetic field for preventing oxygen from advancing in the direction of the wafer (30).
A semiconductor manufacturing apparatus comprising:
【請求項4】 前記磁場発生手段(1)は、前記プラズ
マ生成室(25)と前記エッチング処理室(26)間に設け
ることを特徴とする請求項3記載の半導体製造装置。
4. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the magnetic field generating means (1) is provided between the plasma generating chamber (25) and the etching processing chamber (26).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003049171A1 (en) * 2001-12-07 2003-06-12 Tokyo Electron Limited Exhaust ring mechanism, and plasma treatment device using the exhaust ring mechanism

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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