JPH08279487A - プラズマ処理方法 - Google Patents

プラズマ処理方法

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JPH08279487A
JPH08279487A JP11815693A JP11815693A JPH08279487A JP H08279487 A JPH08279487 A JP H08279487A JP 11815693 A JP11815693 A JP 11815693A JP 11815693 A JP11815693 A JP 11815693A JP H08279487 A JPH08279487 A JP H08279487A
Authority
JP
Japan
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etching
plasma
post
processing
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP11815693A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Saito
剛 斉藤
Motohiko Kikkai
元彦 吉開
Kenji Fujimoto
謙二 藤本
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Hitachi Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
Original Assignee
Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to EP99102733A priority patent/EP0938134A3/en
Priority to US08/553,435 priority patent/US5681424A/en
Priority to KR1019950705168A priority patent/KR100363340B1/ko
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】Si含有物質膜のプラズマ処理において、エッ
チング処理及び後処理を含めた処理時間を短縮可能にす
る。 【構成】エッチング室32でSi含有物質膜を臭素含有
ガスのプラズマによってエッチングした後、真空空間を
介して連続的にアッシング室33でO2とCHF3との混
合ガスのプラズマによって後処理することにより、フォ
トレジスト及びフォトレジスト側壁に付着したデポ物を
除去できるとともに、エッチング処理で段差部等に残留
したSi含有物質膜をSiFxの反応生成物として除去
することができるので、エッチング処理時のオーバーエ
ッチングが短縮でき、全体の処理時間を短縮することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマ処理方法に係
り、特にPoly−Si等のSi含有物質膜のゲート材
料のエッチング処理に好適なプラズマ処理方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来のプラズマ処理は、例えば、特開平
2−90521号公報に記載のように、枚葉式反応性イ
オンエッチング装置を用い、シリコン基板上にシリコン
熱酸化膜を介して多結晶シリコンを設けて形成したウェ
ハを臭化水素120sccm、圧力0.1Torr、RFパワー
200W、ウェハ温度20〜150℃でエッチングした
後、ウェハを反応性イオンエッチング装置に真空ャンバ
ーで連結されたマイクロ波ダウンフロー処理装置に真空
中で搬送し、該マイクロ波ダウンフロー処理装置により
該ウェハをO2 1.5slm、CF4 200sccm、圧力 1.
5Torr、マイクロ波パワー 1.5KW、ウェハ温度 60
℃で処理し、ウェハを大気中に取り出すようにしたもの
がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、被エ
ッチング面が段差構造を有している場合について配慮さ
れておらず、ウェハ処理の時間短縮が充分行えなかっ
た。すなわち、図3に示すような段差面に二点鎖線で示
すようにポリシリコン膜2が形成され、ポリシリコン膜
2上にフォトレジスト3をマスクとして形成された被エ
ッチング面をエッチング処理する際、通常は段差部にポ
リシリコン2aが残りやすくなるので、オーバーエッチ
ングによりポリシリコン2aを除去している。このた
め、オーバーエッチング時間部の処理時間が余分に必要
となると共に、オーバーエッチングによりダメージを与
えるという心配があった。
【0004】本発明の目的は、Si含有物質膜のプラズ
マ処理において、エッチング処理及び後処理を含めた処
理時間を短縮することのできるプラズマ処理方法を提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、Si含有物質膜を臭素含有ガスのプラズマによって
エッチングした後、真空雰囲気で連続してO2とCHF3
との混合ガスのプラズマによって後処理するようにした
ものである。
【0006】
【作用】Si含有物質膜を臭素含有ガスのプラズマによ
ってエッチングした後、真空雰囲気で連続してO2とC
HF3との混合ガスのプラズマによって後処理すること
により、フォトレジスト及びフォトレジスト側壁に付着
したデポ物を除去できるとともに、エッチング処理で段
差部等に残留したSi含有物質膜をSiFxの反応生成
物として除去することができるので、エッチング処理時
のオーバーエッチングが短縮でき全体の処理時間を短縮
することができる。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例を図1から図4により説明
する。図4に本発明を実施するための装置構成の一例を
示す。本装置は、この場合、有磁場マイクロ波プラズマ
技術を用いたエッチング装置と、該装置に真空空間で連
結されたダウンフロー式マイクロ波プラズマ技術を用い
た後処理装置とで構成される。真空室10には、ロード
ロック室13を形成するロード側フタ11及びロード側
ステージ12と、エッチング室32を形成するベルジャ
16及び仕切板14と一体のベローズ15と、後処理室
33を形成するベルジャ24及び仕切板22と一体のベ
ローズ23と、アンロードロック室31を形成するアン
ロード側フタ29及びアンロード側ステージ30と、エ
ッチング室32内に配置される試料台電極19と、後処
理室33内に配置される試料台27とが設けられてい
る。
【0008】エッチング装置は、ベルジャ16と、ベル
ジャ16を囲んで設けた導波管17及びコイル18と、
試料台電極19と、試料台電極19に接続された高周波
電源20及び静電吸着用の直流電源21とから構成され
る。静電吸着用の直流電源21は、試料台電極19に配
置されたウェハ35の保持に用いられる。導波管17
は、端部にマイクロ波を発振するマグネトロンを有す
る。
【0009】後処理装置は、ベルジャ24と、ベルジャ
24を囲んで設けた導波管26と、試料台27と、試料
台27に配置されたウェハ36を保持させるウェハ押え
28とから構成される。導波管26は、端部にマイクロ
波を発振するマグネトロンを有する。ベルジャ24内に
は、プラズマ中のラジカルのみを通過させるパンチメタ
ル25が設けられている。
【0010】上記のように構成された装置は、ロード側
フタ11,ロード側ステージ12,仕切板14,仕切板
22アンロード側フタ29及びアンロード側ステージ3
0がそれぞれ上下し、ロードロック室13,エッチング
室32,後処理室33及びアンロードロック室31を形
成する。ウェハは、ロードロック室13,エッチング室
32,後処理室33,アンロードロック室31の順に図
示を省略した搬送装置によって搬送され、エッチング処
理及び後処理される。
【0011】エッチング室32では、この場合、HBr
120SCCMとO2 4SCCMとの混合ガスをエッチングガ
スとし、圧力 0.01Torr、マイクロ波電力 0.7KW、
高周波電力 25W、ウェハ温度 20℃で、エッチング
処理を行う。これにより、図1(a)ないし(c)に示すよ
うにエッチング処理が進む。図1(a)は、エッチング開
始前を示し、シリコン基板上に酸化膜1を介してポリシ
リコン2が膜付けされ、さらにフォトレジスト3がマス
クとして形成されている。図1(b)は、エッチングが開
始され、ポリシリコン2とプラズマ中の活性粒子とが反
応して、反応生成物SiBrxとなって除去されエッチ
ングが進行する。この際に、反応生成物SiBrxの一
部はデポ物となってレジスト側面に付着する。図1(c)
は、ポリシリコンのエッチングが終了した状態を示す。
なお、エッチングガスにO2を加えることにより、酸化
膜1のエッチング速度が抑制される。
【0012】次に、後処理室33では、この場合、O2
300SCCMとCHF3 15SCCMとの混合ガスをアッシン
グガスとし、圧力 0.7Torr、マイクロ波電力1000
W、ウェハ温度 25℃で、アッシング処理を行う。これ
により、図2に示すようにレジストが除去され、エッチ
ングされた後のポリシリコン2が残る。この際に、フォ
トレジストは、パンチメタル25を通過した酸素ラジカ
ルと反応して、反応生成物COとなって除去される。ま
た、フォトレジストの側壁に付着したデポ物SiBrx
は、同様に弗素ラジカルと反応してSiFx等のかたち
で除去され、残渣のないアッシング処理が行える。
【0013】また、被エッチング面が図3に示すように
段差を有している場合、エッチング処理での段差部の残
りのポリシリコン2aを除去するオーバーエッチングを
やめ、エッチング後にポリシリコン2aを残しておいて
も、後処理において、ポリシリコン2aと弗素ラジカル
を反応させて、SiFxの形で除去させることができ、
エッチング処理時のオーバーエッチング時間を短縮させ
ることができる。
【0014】さらに、本装置の運転において特異な点
は、エッチング室32でのエッチング処理の際に、ウェ
ハ35を試料台電極19に静電吸着させて保持しエッチ
ング処理を行い、エッチングが終了して静電吸着用の直
流電源21をオフした後、試料台電極19からウェハ3
5を取り外すために、エッチング室32内にO2プラズ
マを発生させ、ウェハ35に帯電した電荷を取り除くた
めのプラズマ放電を行う点である。ウェハ35内の除電
にO2プラズマを用いることにより、特別なクリーニン
グ工程を追加することなく、エッチング室内のクリーニ
ングがウェハ処理の一枚毎に行われ、エッチング処理を
連続して実施しても経時変化がなくなり、定期的なクリ
ーニング作業を極めて少なくでき、装置の稼動率を向上
させることができる。また、エッチング処理されたウェ
ハ35がO2プラズマに曝されるので、アッシング作用
も行われ、後処理室33でのアッシング処理時間を短縮
することができ、全体のスループットを向上させること
ができる。実験によれば、除電シーケンスでO2プラズ
マを用いない場合(例えば、Heを用いた場合)は、アッ
シング処理時間に100secを要していたが、除電シー
ケンスでO2プラズマに15sec曝すと、アッシング処理
時間が60secに短縮され、合計で25secの時間短縮を
図ることができた。
【0015】なお、本実施例では、Si含有物質膜とし
てポリシリコンを例に述べたが、タングステンシリサイ
ド(WSix)およびタングステンシリサイドとポリシリ
コンとの積層(WSix/Poly−Si)構造等であっ
ても良い。
【0016】また、本実施例では、Si含有物質膜であ
るポリシリコンを臭素含有ガスであるHBrとO2との
混合ガスによるプラズマによってエッチングした例を述
べたが、エッチングガスとして塩素含有ガスを用いても
良い。
【0017】また、エッチング装置及び後処理装置にマ
イクロ波を用いた装置を例に述べたが、同様の処理が可
能なものであれば、これに限られるものではない。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、Si含有物質膜のプラ
ズマ処理において、エッチング処理及び後処理を含めた
処理時間を短縮することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラズマ処理方法におけるエッチング
工程のエッチング状態を示す図である。
【図2】本発明のプラズマ処理方法における後処理工程
のアッシング後の状態を示す図である。
【図3】本発明のプラズマ処理方法の一例である段差構
造を有するエッチング工程のエッチング後の状態を示す
図である。
【図4】本発明のプラズマ処理方法を実施するプラズマ
処理装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
2…ポリシリコン、3…フォトレジスト、32…エッチ
ング室、33…後処理室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉開 元彦 山口県下松市大字東豊井794番地 日立テ クノエンジニアリング株式会社笠戸事業所 内 (72)発明者 藤本 謙二 山口県下松市大字東豊井794番地 日立テ クノエンジニアリング株式会社笠戸事業所 内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Si含有物質膜を臭素含有ガスのプラズマ
    によってエッチングした後、真空雰囲気で連続してO2
    とCHF3との混合ガスのプラズマによって後処理する
    ことを特徴とするプラズマ処理方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の臭素含有ガスがHBrとO
    2との混合ガスであるプラズマ処理方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載のSi含有物質膜がPoly
    −Si系材料であるプラズマ処理方法。
  4. 【請求項4】請求項1記載のSi含有物質膜が段差構造
    に形成されたものであるプラズマ処理方法。
JP11815693A 1993-05-20 1993-05-20 プラズマ処理方法 Pending JPH08279487A (ja)

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TW083104587A TW255839B (ja) 1993-05-20 1994-05-20
PCT/JP1994/000812 WO1994028578A1 (fr) 1993-05-20 1994-05-20 Procede de traitement au plasma
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