JPH10189535A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH10189535A
JPH10189535A JP34152396A JP34152396A JPH10189535A JP H10189535 A JPH10189535 A JP H10189535A JP 34152396 A JP34152396 A JP 34152396A JP 34152396 A JP34152396 A JP 34152396A JP H10189535 A JPH10189535 A JP H10189535A
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plasma
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etching
gas
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a plasma treatment apparatus which prevents an irregularity in the etch rate of an oxide film among wafers as the problem of a continuous treatment in the etching operation of the oxide film by a semiconductor manufacturing apparatus, which prevents an irregularity in the etch rate of an etching mask and a substrate material, which performs a process stably and whose selectivity is high. SOLUTION: Before a plasma treatment, a dummy wafer is conveyed into a treatment chamber, a higher-order fluorocarbon gas which is different from a fluorocarbon gas used for an actual etching operation is used, and a plasma discharge which generates a deposition inside the treatment chamber is executed. After that, the dummy wafer is carried out to the outside of the treatment chamber, a wafer which is used as an object to be treated is carried into the treatment chamber, the plasma treatment is executed, a sidewall state in the treatment chamber for every wafer is made constant, and an irregularity in a process among wafers is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法、特にシリコン基板上の酸化膜または窒化膜をエッ
チングする方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for etching an oxide film or a nitride film on a silicon substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造工程には、プラズマC
VDやドライエッチングを行うためのプラズマ装置が不
可欠である。プラズマCVDでは、SiH4やSi(O
254等をプラズマ中で励起させ、活性化すること
により成膜反応を促進し、高速にウェハー表面に所望の
材料薄膜を形成する。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, a plasma C is used.
A plasma device for performing VD and dry etching is indispensable. In plasma CVD, SiH 4 or Si (O
By exciting and activating C 2 H 5 ) 4 and the like in plasma, a film forming reaction is promoted, and a desired material thin film is formed on the wafer surface at high speed.

【0003】上記のようにデポジションを生じるプラズ
マ工程では、処理室内に多数のデポジション種が存在
し、処理基板以外にも処理室内壁やその他内部構成部品
の表面に付着,堆積する。処理室内に形成されたデポジ
ション膜は、パーティクルの発生や処理の不安定性の原
因となり、半導体の製品品質及び不良率に大きな影響を
与えることが知られている。
[0003] In the plasma process in which the deposition occurs as described above, a large number of deposition species exist in the processing chamber, and adhere to and deposit on the processing chamber walls and other internal components in addition to the processing substrate. It is known that a deposition film formed in a processing chamber causes generation of particles and instability of processing, and greatly affects semiconductor product quality and a defective rate.

【0004】まず、この堆積は、プラズマ処理の回数と
共にその堆積膜厚が増し、限界膜厚を超えると、剥がれ
てパーティクルとなる。その対策のため、現状のプラズ
マ装置では、単位ウェハー処理毎に処理室内壁や部品に
堆積した堆積物を除去する処理を行い、剥がれ限界膜厚
を超える以前に除去している。他の対策として、処理室
を高温化する方法がある。処理室側壁温度を上昇するこ
とにより、堆積膜の付着を抑制することが可能である。
[0004] First, in this deposition, the deposited film thickness increases with the number of times of the plasma processing, and when the deposited film thickness exceeds the limit film thickness, it is peeled off and becomes particles. As a countermeasure, the current plasma apparatus performs a process of removing deposits deposited on the inner walls and components of the processing chamber every unit wafer processing, and removes the deposits before the film thickness exceeds the peeling limit film thickness. As another measure, there is a method of increasing the temperature of the processing chamber. By increasing the temperature of the side wall of the processing chamber, it is possible to suppress the adhesion of the deposited film.

【0005】また、特開平5−243167号公報に提
案されている方法では、プラズマ処理室の内部に付着し
た反応生成物が昇華性の生成物を形成するような堆積物
をあらかじめ処理室内に堆積させておき、プラズマ処理
終了後、処理室温を上昇させることにより、反応生成物
と堆積層の反応を促進させ、昇華物として除去する方法
が提案されている。
In the method proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-243167, a deposit such that a reaction product adhered to the inside of the plasma processing chamber forms a sublimable product is previously deposited in the processing chamber. A method has been proposed in which after the plasma treatment is completed, the reaction between the reaction product and the deposited layer is promoted by raising the treatment room temperature to remove the product as a sublimate.

【0006】また、特開平7−201742号公報で
は、処理室内の部品にブラスト処理などの粗面化処理を
施し、あるいは多数の気孔を有するポーラスなメッキ処
理を施すことで、実質的な表面積を増やし、堆積膜の密
着性を上げることにより、パーティクルの発生が少な
く、生産性を向上したプロセスを実現している。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-201742, a substantial surface area is obtained by subjecting components in a processing chamber to a surface roughening treatment such as a blast treatment or a porous plating treatment having a large number of pores. By increasing the adhesion and increasing the adhesion of the deposited film, a process in which the generation of particles is small and the productivity is improved is realized.

【0007】次に、この処理室に付着する反応生成物
は、ウェハー連続処理の安定性に必要なことも知られて
いる。特開昭63−129628号公報に示されるよう
なプラズマCVD方法では、プラズマ処理前にあらかじ
め処理室内にプリデポジション処理、すなわち反応生成
物を付着させることにより、ウェハー毎の膜厚及び膜質
の変動を抑え、安定したプロセスを達成している。加え
て、プラズマ処理終了後に処理室内をクリーニングする
ことにより反応生成物の過度な堆積を抑え、パーティク
ルの少ない安定したプラズマCVDプロセスを達成して
いる。以上のようにプラズマCVDでは、処理室内部の
デポジション膜の付着状態がプロセスに大きな影響を与
えている。
Next, it is known that the reaction products adhering to the processing chamber are necessary for the stability of the continuous wafer processing. In the plasma CVD method disclosed in JP-A-63-129628, fluctuations in film thickness and film quality for each wafer are performed by predeposition processing, that is, by depositing a reaction product in a processing chamber in advance before plasma processing. To achieve a stable process. In addition, by cleaning the inside of the processing chamber after the plasma processing, excessive deposition of reaction products is suppressed, and a stable plasma CVD process with few particles is achieved. As described above, in plasma CVD, the state of adhesion of the deposition film inside the processing chamber has a great effect on the process.

【0008】一方、プラズマ装置を用いるドライエッチ
ングの酸化膜エッチングでは、CF4,CHF3などのフ
ロロカーボンガスを導入し、プラズマ中で励起されたイ
オン及びラジカル反応で酸化膜のエッチングを行ってい
る。酸化膜エッチング工程では、下地材料及びマスク材
料であるフォトレジストとの選択性を得ることが重要で
あり、この選択性を確保するためにフロロカーボンガス
がプラズマ中で励起することで生成されるフッ素と炭素
からなるデポジション膜が、下地材料及びマスク材料上
に形成され、選択エッチングが達成されることが知られ
ている。つまり、エッチングと同時にデポジションを行
っている。この酸化膜エッチング時に生成するデポジシ
ョンもCVDプロセスと同様に処理室の内壁に付着す
る。
On the other hand, in oxide film etching of dry etching using a plasma apparatus, a fluorocarbon gas such as CF 4 or CHF 3 is introduced, and the oxide film is etched by ions and radicals excited in the plasma. In the oxide film etching step, it is important to obtain selectivity between the base material and the photoresist as the mask material. In order to secure this selectivity, fluorine generated by exciting a fluorocarbon gas in plasma is used. It is known that a deposition film made of carbon is formed on a base material and a mask material to achieve selective etching. That is, deposition is performed simultaneously with etching. The deposition generated during the etching of the oxide film also adheres to the inner wall of the processing chamber as in the CVD process.

【0009】図4は、従来から広く使われている容量結
合型プラズマエッチング装置を示す構成図である。図4
において、1は処理室,2はガス導入管,3は排気管,
4は圧力制御装置,6は下部電極,7は高周波電源,8
は上部電極,11は被処理体である。この装置では、プ
ラズマ密度は109〜1010cm-3程度と低く、使用圧
力領域も100mTorr〜1Torr程度と比較的高
いため、平行平板電極間にプラズマを封じ込めることが
可能であった。従って、処理室側壁との相互作用は小さ
く、ウェハー連続処理の安定性に影響を及ぼすことはな
かった。
FIG. 4 is a structural view showing a conventional capacitively coupled plasma etching apparatus widely used. FIG.
, 1 is a processing chamber, 2 is a gas introduction pipe, 3 is an exhaust pipe,
4 is a pressure control device, 6 is a lower electrode, 7 is a high frequency power supply, 8
Denotes an upper electrode, and 11 denotes an object to be processed. In this apparatus, the plasma density was as low as about 10 9 to 10 10 cm −3, and the working pressure range was relatively high as about 100 mTorr to 1 Torr. Therefore, it was possible to confine the plasma between the parallel plate electrodes. Therefore, the interaction with the side wall of the processing chamber was small, and did not affect the stability of the continuous wafer processing.

【0010】しかし、近年用いられつつある高密度プラ
ズマ源を搭載したプラズマエッチング装置では、プラズ
マ密度が1011〜1012cm-3と高く、使用圧力領域が
1mTorr〜10mTorrと低いため、プラズマ封
じ込めが困難となり、側壁との相互作用が起こってい
る。そのため、処理室側壁の状態の変化に伴い、プラズ
マ状態が変化し、ウェハー連続処理時のプロセス再現性
が得られ難いと言う問題を抱えている。
However, a plasma etching apparatus equipped with a high-density plasma source, which has been used recently, has a high plasma density of 10 11 to 10 12 cm -3 and a low operating pressure range of 1 mTorr to 10 mTorr. It becomes difficult and an interaction with the side wall occurs. Therefore, there is a problem that the plasma state changes with the change of the state of the processing chamber side wall, and it is difficult to obtain the process reproducibility during the continuous wafer processing.

【0011】さらに、その高密度さ故にエッチングガス
の解離が進み、酸化膜エッチングで用いられるフロロカ
ーボン系のガスは、多量のフッ素ラジカルを放出する。
フッ素ラジカルは、酸化膜をエッチングすることが可能
であるが、同時にシリコンやマスクのレジストもエッチ
ングし、高い選択比を得ることが難しい。
Further, because of the high density, the dissociation of the etching gas proceeds, and the fluorocarbon-based gas used in the oxide film etching releases a large amount of fluorine radicals.
Fluorine radicals can etch oxide films, but also etch silicon and mask resists, making it difficult to obtain high selectivity.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】半導体製造において、
ウェハーを連続処理する際のウェハー間のプロセスばら
つきを抑えることにより、良好なプロセス再現性を得る
ことが重要である。さらに、特性の良いプロセスの実現
が必要とされている。しかし、低圧領域で使用される高
密度プラズマ源を用いた酸化膜エッチング工程では、処
理室側壁の温度変化及び側壁状態のデポジションの変化
のためにプロセス再現性を低下させるという問題があ
る。また、高密度プラズマが活性なフッ素を多量に発生
させることにより、下地材料及びマスクのレジストとの
選択性が確保しにくいという問題を抱えている。
SUMMARY OF THE INVENTION In semiconductor manufacturing,
It is important to obtain good process reproducibility by suppressing process variations between wafers during continuous processing of wafers. Further, there is a need to realize a process with good characteristics. However, in an oxide film etching process using a high-density plasma source used in a low-pressure region, there is a problem that the process reproducibility is deteriorated due to a change in the temperature of the side wall of the processing chamber and a change in deposition of the side wall state. In addition, since high-density plasma generates a large amount of active fluorine, there is a problem that it is difficult to ensure the selectivity between the underlying material and the resist of the mask.

【0013】処理室側壁温度及び状態の変化による再現
性の低下を解決するためにプラズマエッチング工程で
も、特開昭63−129628号公報に記載のCVDプ
ロセスと同様なプリデポジション処理を行い、処理室側
壁状態及び温度を一定にする必要がある。処理室側壁温
度は、プラズマ処理開始時間及び枚数が進むにつれて上
昇し、安定化する。そのため、処理時間直後と終了時で
は、プラズマ状態が異なり、ばらつきが発生する。
In order to solve the deterioration of reproducibility due to the change in the temperature and state of the side wall of the processing chamber, the same pre-deposition processing as the CVD process described in JP-A-63-129628 is performed in the plasma etching step. It is necessary to keep the state of the side wall and the temperature constant. The processing chamber side wall temperature rises and stabilizes as the plasma processing start time and the number of sheets advance. For this reason, the plasma state is different immediately after the processing time and at the end of the processing time, and a variation occurs.

【0014】そこで、プリデポジションを行うことで、
側壁温度を安定温度まで上昇させ、温度変化に伴うプロ
セスばらつきの低減が可能となる。一方、側壁のデポジ
ションに関して、従来から酸化膜エッチングに用いられ
ているCF4などでのエッチングガスでは、デポジショ
ンの堆積速度は小さく、10〜20nm/min程度で
あり、プリデポジション処理により十分な膜厚を形成す
ることは不可能である。
Therefore, by performing pre-deposition,
By increasing the side wall temperature to a stable temperature, it is possible to reduce process variations due to temperature changes. On the other hand, regarding the deposition of the side wall, the deposition rate of the deposition is small, about 10 to 20 nm / min, using an etching gas of CF 4 or the like which has been conventionally used for etching an oxide film. It is impossible to form a thick film.

【0015】また、側壁に形成されたデポジション膜
は、再度プラズマ中に放出されデポジション種を形成す
るために処理室内に形成されたデポジションの膜質は、
レジストや下地材料との選択比に大きな影響を与える。
従来から酸化膜エッチングに用いられているCF4など
のC/F比が低いガスでは、フッ素濃度が高いデポジシ
ョン膜が形成されるため、高選択比が得られにくい。
In addition, the deposition film formed on the side wall is released again into the plasma to form a deposition species.
It has a significant effect on the selectivity with resist and underlying materials.
A gas having a low C / F ratio, such as CF 4, which has been conventionally used for etching an oxide film, forms a deposition film having a high fluorine concentration, so that it is difficult to obtain a high selectivity.

【0016】本発明の目的は、プロセス再現性の不安定
な上、フォトレジスト及び下地材料との選択性が不十分
である高密度プラズマを用いた酸化膜エッチング工程に
おいて、安定的にプロセスを行い、かつ高選択性を実現
する半導体装置の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to stably perform a process in an oxide film etching step using high-density plasma, which has an unstable process reproducibility and an insufficient selectivity with a photoresist and a base material. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which realizes high selectivity.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体装置の製造方法は、プリデポジ
ション工程と、エッチング工程とを有し、フロロカーボ
ンガスを用いて、酸化膜をドライエッチングする半導体
装置の製造方法であって、プリデポジション工程は、被
処理体を処理する前に処理室内にエッチングガスとは異
なるフロロカーボンガスを導入し、処理室内にフロロカ
ーボンデポジション膜を堆積させる処理であり、エッチ
ング工程は、プリデポジション処理の終了後に、プリデ
ポジションに使用したガスとは異なるフロロカーボンガ
スを用い、酸化膜エッチングを行う処理である。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a pre-deposition step and an etching step, and uses a fluorocarbon gas to dry an oxide film. A method of manufacturing a semiconductor device to be etched, wherein a pre-deposition step is a step of introducing a fluorocarbon gas different from an etching gas into a processing chamber before processing an object to be processed, and depositing a fluorocarbon deposition film in the processing chamber. In the etching step, after completion of the pre-deposition process, an oxide film is etched using a fluorocarbon gas different from the gas used for the pre-deposition.

【0018】また上記プリデポジション工程は、被処理
体としてシリコン基板を用い、バイアスを印加すること
により、シリコンエッチングと同時にデポジションを行
う。
In the predeposition step, a silicon substrate is used as an object to be processed, and a bias is applied to perform the deposition simultaneously with the silicon etching.

【0019】また前記プリデポジション処理に用いるフ
ロロカーボンガスのうち、CnFmで表されるn/m比
が3/8以上であるフロロカーボンガスを用いる。
Further, among the fluorocarbon gases used in the predeposition process, a fluorocarbon gas having an n / m ratio represented by CnFm of 3/8 or more is used.

【0020】また前記プリデポジション処理に用いるフ
ロロカーボンガスのうち、CnHxFmで表されるn/
m比が1/3以上であるフロロカーボンガスを用いる。
Further, among the fluorocarbon gases used in the predeposition process, n / F expressed by CnHxFm
A fluorocarbon gas having an m ratio of 1/3 or more is used.

【0021】[0021]

【作用】本発明では、フロロカーボンガスを用いてエッ
チングを行う場合において、処理室内を被処理体の処理
前にフッ素と炭素からなるフロロカーボンデポジション
で覆うことにより、プラズマ処理枚数に従って処理室内
壁の状態が変化することなく一定に保ち、処理室内の変
化によるプラズマ組成の変化を抑える。この結果、ウェ
ハーを連続処理する際のウェハー間のプロセスばらつき
を抑えることが可能となる。
According to the present invention, when etching is performed using a fluorocarbon gas, the processing chamber is covered with a fluorocarbon deposition made of fluorine and carbon before the processing of the object to be processed, so that the state of the inner wall of the processing chamber is changed according to the number of plasma processing. Is kept constant without change, and a change in the plasma composition due to a change in the processing chamber is suppressed. As a result, it is possible to suppress process variations between wafers when the wafers are continuously processed.

【0022】また、このプリデポジションをプラズマ放
電による側壁温度の上昇が飽和するまで行うことによ
り、さらに安定なプロセスを行うことが可能となる。こ
のプリデポジションには、デポジション性が強いC48
等のC/F比が高いフロロカーボンガスを用いる。これ
により、100nm/min以上デポジションレートが
達成される。これは、従来のエッチングガスとして用い
られているCF4ガスよりも10倍程度のデポジション
レートであるため、短時間でプリデポジション処理を行
うことが可能となる。
Further, by performing the predeposition until the rise in the side wall temperature due to the plasma discharge is saturated, a more stable process can be performed. In this pre-deposition, C 4 F 8
Fluorocarbon gas having a high C / F ratio is used. Thereby, a deposition rate of 100 nm / min or more is achieved. Since the deposition rate is about 10 times that of the conventional CF 4 gas used as the etching gas, the pre-deposition process can be performed in a short time.

【0023】さらに高C/F比のフロロカーボンガスを
用いることにより、デポジション種のC/F比を高める
ことが可能となる。炭素濃度の高いデポジション種は、
吸着確率も高くなるため、処理室内壁でのフロロカーボ
ンデポジションのポリマリゼーションが促進される。さ
らに処理室内壁に付着した炭素濃度の高いデポジション
種は、エッチング処理中にプラズマとの相互作用により
プラズマ中へ再放出され、プラズマのデポジション種組
成に影響を及ぼし炭素濃度の高いデポジション種を生成
する。
Further, by using a fluorocarbon gas having a high C / F ratio, it is possible to increase the C / F ratio of the deposition type. Deposition species with high carbon concentration
Since the adsorption probability is also increased, the polymerization of fluorocarbon deposition on the inner wall of the processing chamber is promoted. In addition, the deposition species having a high carbon concentration attached to the inner wall of the processing chamber are re-emitted into the plasma during the etching process due to the interaction with the plasma, which affects the composition of the deposition species in the plasma, and the deposition species having a high carbon concentration are affected. Generate

【0024】これにより、エッチング中に処理ウェハー
上に堆積するデポジション膜の炭素濃度が増大すること
になる。酸化膜エッチングプラズマ中で生成されるフロ
ロカーボンデポジション膜の炭素濃度とシリコンに対す
る酸化膜の選択エッチングとの関係について、Akim
otoらが次のような報告(Jpn.J.Appl.P
hys.Vol.33 1994 pp2151)を行
っている。すなわち、炭素濃度の高いフロロカーボンデ
ポジション膜は、スパッタリング耐性が強く、エッチン
グ中に下地シリコンをエッチャントから保護し、高選択
エッチングが実現されると報告している。すなわち、炭
素濃度の高いフロロカーボンデポジション膜をプリデポ
ジションで形成することにより、プラズマ中のデポジシ
ョン種の炭素濃度を増大することが可能となり、低圧高
密度プラズマを用いた酸化膜エッチングでも、高選択比
が達成される。
As a result, the carbon concentration of the deposition film deposited on the processing wafer during the etching increases. The relationship between the carbon concentration of the fluorocarbon deposition film generated in the oxide etching plasma and the selective etching of the oxide film with respect to silicon is described by Akim.
oto et al. reported as follows (Jpn. J. Appl. P.
hys. Vol. 33 1994 pp2151). In other words, it is reported that a fluorocarbon deposition film having a high carbon concentration has a high sputtering resistance, protects the underlying silicon from an etchant during etching, and realizes highly selective etching. In other words, by forming a fluorocarbon deposition film having a high carbon concentration by pre-deposition, it is possible to increase the carbon concentration of the deposition species in the plasma, and even when etching the oxide film using a low-pressure high-density plasma, Selectivity is achieved.

【0025】以上のように、エッチングガスとは異なる
C/F比の高いフロロカーボンガスを用いたプリデポジ
ションを行うことにより、ウェハーを連続処理する際の
ウェハー間のプロセス再現性を向上することが可能とな
るとともに、高選択エッチングが可能となる。
As described above, by performing pre-deposition using a fluorocarbon gas having a high C / F ratio different from the etching gas, it is possible to improve the process reproducibility between wafers during continuous processing of wafers. At the same time, highly selective etching becomes possible.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
に係る半導体装置の製造方法を実施する装置を示す構成
図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a configuration diagram showing an apparatus for performing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0028】図1において、処理室1は、処理室1内に
設けられた被処理体11を載置する試料台としての下部
電極6と、これに対向して設けられた上部電極8と、処
理室1に隣接して設けられたマイクロ波発信器5と導波
管10を介して処理室1内にマイクロ波を導入するテフ
ロン板9からなる誘電体線路と、下部電極8に接続した
高周波電源7と、処理室1内にガスを導入するガス導入
管2と、処理室1内のガスを排気する排気管3と、圧力
制御装置4とを有している。
In FIG. 1, a processing chamber 1 includes a lower electrode 6 provided in the processing chamber 1 on which an object 11 to be processed is placed, and an upper electrode 8 provided opposite thereto. A dielectric line composed of a Teflon plate 9 for introducing microwaves into the processing chamber 1 via a microwave transmitter 5 and a waveguide 10 provided adjacent to the processing chamber 1 and a high frequency connected to a lower electrode 8 It has a power supply 7, a gas introduction pipe 2 for introducing gas into the processing chamber 1, an exhaust pipe 3 for exhausting gas in the processing chamber 1, and a pressure control device 4.

【0029】図2は、本発明の実施形態1に係る半導体
装置の製造方法を示すフロー図である。まずステップS
1において、処理室1内へ被処理ウェハーとは異なるダ
ミーウェハーであるSi基板を導入し、これを下部電極
6に設置する。次にステップS2において、ガス導入管
2を通って、エッチングガスとは異なるガスである八弗
化ブタン(C48)と一酸化炭素(CO)の混合ガスを
導入する。このときのガス条件は、C48:5scc
m,CO:75sccmとした。次に処理室1の圧力を
排気管3と圧力制御装置4により30mTorrに制御
した。
FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. First, step S
In 1 , a Si substrate, which is a dummy wafer different from the wafer to be processed, is introduced into the processing chamber 1, and the Si substrate is placed on the lower electrode 6. In step S 2, through the gas inlet tube 2, for introducing a mixed gas of a different gas Hachidoru of butane (C 4 F 8) and carbon monoxide (CO) is an etching gas. The gas condition at this time is C 4 F 8 : 5 scc
m, CO: 75 sccm. Next, the pressure in the processing chamber 1 was controlled to 30 mTorr by the exhaust pipe 3 and the pressure control device 4.

【0030】次にステップS3において、マイクロ波発
信器5を発信させ、下部電極6に接続した高周波電源7
を印加し、処理室1内にプラズマを生成する。このとき
のマイクロ波パワー及び高周波電源パワーは、それぞれ
1300W,600Wとした。上記処理を5分間行うこ
とで、処理室1の表面には、フッ素と炭素からなるフロ
ロカーボンポリマーが堆積され、プリデポジションが終
了する。このとき、処理室1の側壁には、1000nm
程度のポリマーが堆積する。このポリマーは、C48
COとCOを用いているため、COガスによるフッ素の
スカベンジ効果により、プラズマ中のフッ素濃度が低下
し(Proceedings.of 10th Sym
posium on Plasma Processi
ng.1994.SanFrancisco P.31
1)、炭素濃度リッチなポリマーが生成される。さら
に、基板バイアスである高周波電源7を印加しているた
め、ダミーウェハー中のSiがエッチングされ、プラズ
マ中のフッ素と反応し、Si−F結合が形成され排気さ
れる。そのため、プラズマ中のフッ素が除去され、より
炭素濃度リッチなデポジション膜が形成される。また、
このプリデポジションを行うことにより、プラズマ放電
による側壁温度の上昇が起きる。温度上昇は、放電時間
とともに上昇し、一定時間で安定化する。上記プリデポ
ジションを行う条件では、4分で、安定温度である12
0℃に達した。
Next, in step S 3 , the microwave transmitter 5 is transmitted, and the high-frequency power source 7 connected to the lower electrode 6 is transmitted.
To generate plasma in the processing chamber 1. At this time, the microwave power and the high frequency power were 1300 W and 600 W, respectively. By performing the above process for 5 minutes, a fluorocarbon polymer composed of fluorine and carbon is deposited on the surface of the processing chamber 1, and the predeposition is completed. At this time, 1000 nm
Degree of polymer is deposited. Since this polymer uses C 4 F 8 , CO and CO, the fluorine concentration in the plasma decreases due to the fluorine scavenging effect of the CO gas (Proceedings. Of 10th Sym).
Posium on Plasma Processes
ng. 1994. San Francisco P.C. 31
1) A polymer rich in carbon concentration is produced. Further, since the high-frequency power source 7 serving as the substrate bias is applied, Si in the dummy wafer is etched, reacts with fluorine in the plasma, and a Si-F bond is formed and exhausted. Therefore, fluorine in the plasma is removed, and a deposition film with a higher carbon concentration is formed. Also,
By performing this pre-deposition, the side wall temperature increases due to the plasma discharge. The temperature rise rises with the discharge time and stabilizes in a certain time. The conditions for performing the above predeposition are 4 minutes and a stable temperature of 12 minutes.
0 ° C. was reached.

【0031】次にステップS4において、プリデポジシ
ョンに用いたダミーウェハーを処理室1外へ搬出した
後、ステップS5において被処理ウェハーを処理室内に
導入し、ステップS6及びS7においてプラズマ処理を行
う。エッチングガスとして、CF4とCHF3とArの混
合ガスを用い、それぞれの流量をCHF3:20scc
m,CF4:10sccm,Ar:50sccmとし、
圧力を30mTorr,マイクロ波パワーを1300
W,高周波電源パワーを600Wとした。このとき、ス
テップS3におけるプリデポジションで処理室1内にデ
ポジションを付着させ、側面温度も安定温度に達してい
るため、プラズマ処理時における処理室表面状態の変化
及び側面温度を抑えることが可能となり、エッチレー
ト,フォトレジスト選択比及び下地選択比のウェハー間
のプロセスばらつきが低減できる。また、プラズマ処理
枚数の増加に伴う処理室1内面の温度上昇は、プリデポ
ジションステップ時間の調整で制御可能となるため、処
理室表面からの再放出物も安定的に供給され、プラズマ
状態が安定化される。次にステップS8においてプラズ
マ処理終了後、処理ウェハーを処理室外へ搬送し、ステ
ップS9において処理室の反応生成物を除去する。以
後、1枚毎に同様なフローを繰り返す。
Next, in step S 4 , after the dummy wafer used for pre-deposition is carried out of the processing chamber 1, the wafer to be processed is introduced into the processing chamber in step S 5 , and the plasma is generated in steps S 6 and S 7 . Perform processing. As an etching gas, a mixed gas of CF 4 , CHF 3 and Ar was used, and each flow rate was set to CHF 3 : 20 scc.
m, CF 4 : 10 sccm, Ar: 50 sccm,
Pressure 30 mTorr, microwave power 1300
W, and the high-frequency power source power was 600 W. In this case, by attaching deposition the pre-deposition in the processing chamber 1 in step S 3, since the side surface temperature reached a stable temperature, it is possible to suppress the variation and side temperature of the processing chamber surface condition during the plasma treatment This makes it possible to reduce process variations among wafers in etch rate, photoresist selectivity, and base selectivity. In addition, since the temperature rise on the inner surface of the processing chamber 1 due to the increase in the number of plasma processing can be controlled by adjusting the predeposition step time, re-emissions from the processing chamber surface are stably supplied, and the plasma state is reduced. Be stabilized. Then after the plasma treatment ends in step S 8, and convey the treated wafer to the outside of the processing room, the removal of reaction products of the process chamber in step S 9. Thereafter, the same flow is repeated for each sheet.

【0032】(実施形態2)図3は、本発明の実施形態
2を示すフロー図である。実施形態2では、1枚目のプ
リデポジションのステップS3及び1枚目のプラズマ処
理のステップS7は、実施形態1と同様に行うが、次に
ウェハーを処理室外へ搬送した後、処理室内の反応生成
物除去とプリデポジションステップを行わずに2枚目以
降を処理し、そのロットの最後のウェハー処理終了後、
処理室内の反応生成物を除去することを特徴としてい
る。つまり、ロット毎にプリデポジションを行う方法で
ある。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a flow chart showing Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, steps S 3 and the first sheet of step S 7 of the plasma treatment of the first sheet of pre-deposition, after performs similarly to Embodiment 1, which then transports the wafer to the process outside the process The second and subsequent wafers are processed without performing the reaction product removal and pre-deposition step in the room, and after finishing the last wafer processing of the lot,
It is characterized in that reaction products in the processing chamber are removed. That is, the pre-deposition is performed for each lot.

【0033】尚、前記実施形態において、反応生成物の
除去は、処理室内への過度なデポジションの堆積による
発塵を防ぐために一定枚数毎のデポジション除去を行う
ことで、パーティクルの発塵を防ぐために行っている。
しかし、このステップを多く行うことは、生産性を阻害
することとなる。そこで、処理室内の部品をプラスト処
理等の粗化処理することで、実質的な表面積を増やし、
堆積膜の密着性を上げることが可能となり、クリーニン
グサイクルを延ばし、かつパーティクルの発塵を防ぐこ
とが可能となる。
In the above-described embodiment, the reaction products are removed by removing the deposition by a certain number of sheets in order to prevent dust generation due to excessive deposition of deposition in the processing chamber. Have gone to prevent.
However, performing many of these steps hinders productivity. Therefore, by performing a roughening treatment such as a plast treatment on the components in the processing chamber, a substantial surface area is increased,
The adhesion of the deposited film can be improved, the cleaning cycle can be extended, and the generation of particles can be prevented.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ラズマを用いて酸化膜エッチングを行う工程において、
プラズマ処理前に被処理体を処理するガスとは異なるフ
ロロカーボンガスを用いて、デポジションを行うステッ
プを設けることで、処理室内壁のデポジション及び温度
状態の処理枚数間のばらつきを低減でき、しかも一定と
することができる。
As described above, according to the present invention, in the step of etching an oxide film using plasma,
By providing a step of performing deposition using a fluorocarbon gas different from the gas for processing the object to be processed before the plasma processing, it is possible to reduce the variation between the number of processed wafers in the deposition and temperature state of the inner wall of the processing chamber, and It can be constant.

【0035】さらに、高次のフロロガスカーボンを用い
ることで、そのガスより高次なフロロカーボン種が処理
室内壁でポリマリゼーションにより形成され、プラズマ
中へ再解離することで、被処理体上での炭素リッチなポ
リマリゼーションを促進でき、高選択エッチングを実現
できる。
Further, by using a higher-order fluorocarbon gas, a higher-order fluorocarbon species than the gas is formed by polymerization on the inner wall of the processing chamber, and redissolved into the plasma, so that a higher-order fluorocarbon carbon is formed on the object to be processed. Can promote carbon-rich polymerization, and can realize highly selective etching.

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

【図1】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法
を実施する装置を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an apparatus for performing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態1に係る半導体装置の製造方
法を示すフロー図である。
FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態2に係る半導体装置の製造方
法を示すフロー図である。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】従来装置を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 処理室 2 ガス導入管 3 排気管 4 圧力制御装置 5 マイクロ波発信器 6 下部電極 7 高周波電源 8 上部電極 9 テフロン板 10 導波管 11 被処理体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing chamber 2 Gas introduction pipe 3 Exhaust pipe 4 Pressure control device 5 Microwave transmitter 6 Lower electrode 7 High frequency power supply 8 Upper electrode 9 Teflon plate 10 Waveguide 11 Object to be processed

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プリデポジション工程と、エッチング工
程とを有し、フロロカーボンガスを用いて、酸化膜をド
ライエッチングする半導体装置の製造方法であって、 プリデポジション工程は、被処理体を処理する前に処理
室内にエッチングガスとは異なるフロロカーボンガスを
導入し、処理室内にフロロカーボンデポジション膜を堆
積させる処理であり、 エッチング工程は、プリデポジション処理の終了後に、
プリデポジションに使用したガスとは異なるフロロカー
ボンガスを用い、酸化膜エッチングを行う処理であるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a pre-deposition step and an etching step, wherein an oxide film is dry-etched using a fluorocarbon gas. Before the etching, a fluorocarbon gas different from the etching gas is introduced into the processing chamber, and a fluorocarbon deposition film is deposited in the processing chamber.
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the oxide film is etched using a fluorocarbon gas different from a gas used for pre-deposition.
【請求項2】 上記プリデポジション工程は、被処理体
としてシリコン基板を用い、バイアスを印加することに
より、シリコンエッチングと同時にデポジションを行う
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方
法。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein in the pre-deposition step, a silicon substrate is used as an object to be processed, and deposition is performed simultaneously with silicon etching by applying a bias. Production method.
【請求項3】 前記プリデポジション処理に用いるフロ
ロカーボンガスのうち、CnFmで表されるn/m比が
3/8以上であるフロロカーボンガスを用いることを特
徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein, among the fluorocarbon gases used for the pre-deposition process, a fluorocarbon gas whose n / m ratio represented by CnFm is 3/8 or more is used. Manufacturing method.
【請求項4】 前記プリデポジション処理に用いるフロ
ロカーボンガスのうち、CnHxFmで表されるn/m
比が1/3以上であるフロロカーボンガスを用いること
を特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
4. Among the fluorocarbon gases used for the pre-deposition process, n / m represented by CnHxFm
2. The method according to claim 1, wherein a fluorocarbon gas having a ratio of 1/3 or more is used.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008050596A1 (en) * 2006-10-25 2008-05-02 Panasonic Corporation Plasma doping method and plasma doping apparatus
JP2009111350A (en) * 2007-09-07 2009-05-21 Applied Materials Inc Reduction of etch-rate drift in hdp process
JP2009117521A (en) * 2007-11-05 2009-05-28 Ulvac Japan Ltd Ashing system
CN112119485A (en) * 2019-04-22 2020-12-22 株式会社日立高新技术 Plasma processing method and plasma processing apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008050596A1 (en) * 2006-10-25 2008-05-02 Panasonic Corporation Plasma doping method and plasma doping apparatus
JPWO2008050596A1 (en) * 2006-10-25 2010-02-25 パナソニック株式会社 Plasma doping method and plasma doping apparatus
US7939388B2 (en) 2006-10-25 2011-05-10 Panasonic Corporation Plasma doping method and plasma doping apparatus
JP2009111350A (en) * 2007-09-07 2009-05-21 Applied Materials Inc Reduction of etch-rate drift in hdp process
JP2009117521A (en) * 2007-11-05 2009-05-28 Ulvac Japan Ltd Ashing system
US9466475B2 (en) 2007-11-05 2016-10-11 Ulvac, Inc. Ashing device
CN112119485A (en) * 2019-04-22 2020-12-22 株式会社日立高新技术 Plasma processing method and plasma processing apparatus

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