JPH1022272A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH1022272A
JPH1022272A JP17653796A JP17653796A JPH1022272A JP H1022272 A JPH1022272 A JP H1022272A JP 17653796 A JP17653796 A JP 17653796A JP 17653796 A JP17653796 A JP 17653796A JP H1022272 A JPH1022272 A JP H1022272A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
photoresist
plasma
nitrogen gas
gas
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP17653796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Miwa
和弘 三輪
Masaaki Aoyama
正明 青山
Kenichi Higuchi
賢一 樋口
Kunihiko Nagase
邦彦 長瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu VLSI Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu VLSI Ltd
Priority to JP17653796A priority Critical patent/JPH1022272A/en
Publication of JPH1022272A publication Critical patent/JPH1022272A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily remove residues of sticking photoresist by introducing gaseous nitrogen and generating gaseous nitrogen plasma containing nitrogen radicals each time a specific number of semiconductor wafers are etched completely. SOLUTION: The gaseous nitrogen is introduced into an etching device each time the etching of Si wafers 8 is completed to produce gaseous nitrogen plasma. Then next Si wafers 8 are loaded into the etching device and etched. Consequently, residues of photoresist in the etching device can be removed. The etching precision can, therefore, be improved and it take no time to remove the residues, so the throughput of the etching process can be improved.

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
法に関する。近年、半導体素子のパターニングには従来
のウェットエッチング方式に代わって制御性やスループ
ットの点で優るドライエッチング方式が多く用いられる
ようになったが、同一ドライエッチング装置で多数の半
導体基板の連続エッチング処理を行った場合、エッチン
グの均一性が損なわれたりエッチング速度が低下する現
象が生じるためその対策が望まれている。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. In recent years, dry etching, which is superior in terms of controllability and throughput, has been increasingly used for patterning of semiconductor elements instead of conventional wet etching, but continuous etching of a large number of semiconductor substrates using the same dry etching equipment Is performed, a phenomenon occurs in which the uniformity of the etching is impaired or the etching rate is reduced.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の製造工程ではフォトレジス
トを用いた薄膜のパターニングが頻繁に行われる。例え
ば、配線パターンの形成を行う場合、Siウェーハの表面
に配線材料となる導電膜をスパッタ蒸着法等によって堆
積した後フォトレジストを選択的に形成し、このフォト
レジストをマスクにして導電膜を選択的にエッチングす
る。絶縁膜のパターニングも同様な方法で行われる。図
1は、導電膜や絶縁膜等の薄膜のエッチングに用いられ
るECR(電子サイクロトロン共鳴)エッチング装置の
断面図を示したものである。ECRエッチング装置はプ
ラズマ発生室1とエッチング室2とに分離されており、
プラズマ発生室1にはガス導入管3を通ってエッチング
ガスが導入される。そして、導波管4により導かれたマ
イクロ波が石英窓5を通してプラズマ発生室1内のエッ
チングガスに印加されてプラズマを発生させる。プラズ
マ発生室1で発生したプラズマは磁気コイル6によって
生じた磁界によりサイクロトロン共鳴を起こし高密度の
プラズマとなってエッチング室2に導かれる。エッチン
グ室2に設けたエッチング台7にはあらかじめ被エッチ
ング物であるSiウェーハ8が外部から搬入されて載置さ
れており、エッチング室2に導かれた高密度のプラズマ
にさらされてエッチングが行われる。
2. Description of the Related Art In the process of manufacturing a semiconductor device, a thin film is frequently patterned using a photoresist. For example, when forming a wiring pattern, a conductive film serving as a wiring material is deposited on a surface of a Si wafer by a sputter deposition method or the like, and then a photoresist is selectively formed, and the photoresist is used as a mask to select a conductive film. Etching. The patterning of the insulating film is performed in a similar manner. FIG. 1 is a cross-sectional view of an ECR (Electron Cyclotron Resonance) etching apparatus used for etching a thin film such as a conductive film or an insulating film. The ECR etching apparatus is separated into a plasma generation chamber 1 and an etching chamber 2,
An etching gas is introduced into the plasma generation chamber 1 through a gas introduction pipe 3. Then, the microwave guided by the waveguide 4 is applied to the etching gas in the plasma generation chamber 1 through the quartz window 5 to generate plasma. The plasma generated in the plasma generation chamber 1 generates cyclotron resonance due to the magnetic field generated by the magnetic coil 6, becomes high-density plasma, and is guided to the etching chamber 2. On an etching table 7 provided in the etching chamber 2, a silicon wafer 8 to be etched is previously loaded and placed from the outside, and is subjected to etching by being exposed to high-density plasma guided to the etching chamber 2. Will be

【0003】半導体素子の量産に際しては多数のSiウェ
ーハが順次エッチング装置に搬入され連続的にエッチン
グ処理が行われる。
[0003] When mass-producing semiconductor devices, a large number of Si wafers are sequentially carried into an etching apparatus and subjected to continuous etching.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表面に
フォトレジストが形成された多数のSiウェーハを同一の
ECRエッチング装置に順次搬入し連続的にエッチング
処理を行った場合、薄膜のエッチング速度が次第に低下
し、かつエッチングの均一性が損なわれるという現象が
見られる。
However, when a large number of Si wafers each having a photoresist formed on the surface are sequentially loaded into the same ECR etching apparatus and subjected to continuous etching, the etching rate of the thin film gradually decreases. And the uniformity of etching is impaired.

【0005】一般に、Siウェーハのエッチング処理中に
はマスクとして形成されているフォトレジストもわずか
ながらエッチングされ装置内に飛散して内壁等に残留物
として付着するが、このようなフォトレジストの残留物
が次のSiウェーハのエッチング処理の際にプラズマにさ
らされた装置内壁から再び飛散してSiウェーハの表面に
再付着しそのエッチングを妨げる作用をし、その結果、
エッチング速度の低下等が生じるものと考えられる。
In general, during the etching process of a Si wafer, a photoresist formed as a mask is also slightly etched and scattered in the apparatus and adheres as a residue to an inner wall or the like. During the etching process of the next Si wafer, scattered again from the inner wall of the device exposed to the plasma, re-attached to the surface of the Si wafer, and acted to prevent the etching, and as a result,
It is considered that the etching rate is reduced.

【0006】従って、薄膜のエッチング速度の低下を防
ぐためにはエッチング装置内部のクリーニング処理を行
う必要がある。通常は、エッチング装置を分解し装置部
品を薬液等に浸して洗浄するウェットクリーニング処理
が用いられるが、処理に長時間を要するため装置稼働率
が低下するという問題がある。装置内部にエッチングガ
スプラズマを発生させて残留物をエッチング除去するド
ライクリーニング処理は装置を分解する必要がないため
上述のような欠点がなく従来から用いられている。例え
ば、酸素ガス、あるいは酸素ガスに窒素ガスやアンモニ
アガス等を添加してプラズマを発生させクリーニングす
る方法(特開昭63-216346 号公報) 、弗素系ガスを用い
てプラズマを発生させクリーニングする方法(特開平6-
302565号公報) 等が提案されている。しかし、酸素ガス
を含むプラズマを用いた場合には薄膜のエッチング中に
フォトレジストの灰化が促進されてパターン不良等の問
題を起こす恐れがあり、また、弗素系ガスは下地酸化膜
のエッチングによる選択性の低下をもたらすとともに取
り扱いに際しての安全性やその処理に伴うコストにも問
題があるためその使用をできるだけ避ける必要がある。
Therefore, it is necessary to perform a cleaning process inside the etching apparatus in order to prevent a decrease in the etching rate of the thin film. Normally, a wet cleaning process of disassembling the etching apparatus and immersing the apparatus parts in a chemical solution or the like for cleaning is used. However, since the processing requires a long time, there is a problem that the operation rate of the apparatus is reduced. A dry cleaning process for generating an etching gas plasma inside an apparatus to remove residues by etching does not require disassembly of the apparatus, and thus has been used conventionally without the above-mentioned disadvantages. For example, a method of generating plasma by adding oxygen gas or nitrogen gas or ammonia gas to oxygen gas to perform cleaning (Japanese Patent Laid-Open No. 63-216346), a method of generating plasma by using a fluorine-based gas and performing cleaning (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 302565) has been proposed. However, when plasma containing oxygen gas is used, ashing of the photoresist is promoted during etching of the thin film, which may cause a problem such as a pattern defect. It is necessary to avoid its use as much as possible because it causes a decrease in selectivity and has problems in safety in handling and costs involved in processing.

【0007】そこで、本発明はプラズマエッチング装置
内部に付着したフォトレジストの残留物を簡単に除去す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to easily remove a photoresist residue attached to the inside of a plasma etching apparatus.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、表面
にフォトレジストが形成された半導体基板をプラズマエ
ッチング装置に順次搬入しエッチングを行う際、所定枚
数の半導体基板のエッチングが完了する都度窒素ガスを
導入して窒素ラジカルを含む窒素ガスプラズマを発生さ
せ、装置内部に付着したフォトレジストの残留物を除去
することを特徴とする半導体装置の製造方法、あるい
は、表面にフォトレジストが形成された半導体基板をプ
ラズマエッチング装置に導入しエッチングを行う際、該
装置内部にエッチングガスとともに窒素ガスを導入して
エッチングガスプラズマと窒素ラジカルを含む窒素ガス
プラズマを発生させ、該半導体基板のエッチングと装置
内部に付着したフォトレジストの残留物の除去を同時に
行うことを特徴とする半導体装置の製造方法、あるい
は、窒素ガス流量をエッチングガス流量の1〜10%に設
定したことを特徴とする上記半導体装置の製造方法によ
って達成される。
In order to solve the above-mentioned problems, when a semiconductor substrate having a photoresist formed on its surface is sequentially carried into a plasma etching apparatus to perform etching, a predetermined number of semiconductor substrates are etched each time etching is completed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: introducing a gas to generate a nitrogen gas plasma containing nitrogen radicals to remove photoresist residues attached to the inside of the device; or forming a photoresist on the surface. When a semiconductor substrate is introduced into a plasma etching apparatus to perform etching, nitrogen gas is introduced into the apparatus together with an etching gas to generate an etching gas plasma and a nitrogen gas plasma containing nitrogen radicals. The removal of the photoresist residue adhering to the surface is performed simultaneously. Method of manufacturing a semiconductor device, or be achieved by the manufacturing method of the semiconductor device is characterized in that setting the nitrogen gas flow rate to 1-10% of the etching gas flow rate.

【0009】表面にフォトレジストが形成された半導体
基板をエッチング処理したときフォトレジストも同時に
わずかながらエッチングされて装置内部に炭素を含む残
留物として付着する。本発明者は、エッチング装置内に
窒素ガスプラズマを発生させると、窒素ガスプラズマ中
に励起された窒素ラジカルが炭素と反応し揮発性物質と
なって容易に除去され得ることを見いだした。従って、
所定枚数の半導体基板のエッチングが完了する都度窒素
ラジカルを含む窒素ガスプラズマを発生させ、これによ
り炭素系残留物を除去すればフォトレジストの残留物の
半導体基板への再付着を防いで薄膜のエッチング速度の
低下を抑えかつエッチングの均一性を保持することが可
能となる。
When a semiconductor substrate having a photoresist formed on its surface is subjected to an etching treatment, the photoresist is also slightly etched at the same time and adheres to the inside of the device as a residue containing carbon. The present inventor has found that when nitrogen gas plasma is generated in the etching apparatus, nitrogen radicals excited in the nitrogen gas plasma react with carbon to become volatile substances and can be easily removed. Therefore,
Each time a predetermined number of semiconductor substrates have been etched, a nitrogen gas plasma containing nitrogen radicals is generated to remove the carbon-based residue, thereby preventing the photoresist residue from re-adhering to the semiconductor substrate and etching the thin film. It is possible to suppress the reduction in the speed and maintain the uniformity of the etching.

【0010】また、本発明者は、エッチングガスと同時
に窒素ガスを導入してエッチングガスプラズマと窒素ラ
ジカルを含む窒素ガスプラズマを発生させ、半導体基板
のエッチングと装置内部に付着したフォトレジストの残
留物の除去を同時に行うようにすれば、フォトレジスト
の残留物の半導体基板への再付着を防いで薄膜のエッチ
ング速度の低下を抑制しかつエッチングの均一性を保持
できることを実験により見いだした。また、この方法に
おいて、窒素ガスの流量をエッチングガス流量の1〜10
%に設定することにより効果的にエッチング速度の低下
を抑制しエッチングの均一性を保持できることを実験的
に見いだした。
Further, the present inventor has introduced a nitrogen gas simultaneously with an etching gas to generate an etching gas plasma and a nitrogen gas plasma containing nitrogen radicals, thereby etching the semiconductor substrate and removing the photoresist residue adhering inside the apparatus. It has been found through experiments that the removal of the photoresist at the same time can prevent the residue of the photoresist from re-adhering to the semiconductor substrate, suppress the decrease in the etching rate of the thin film, and maintain the uniformity of the etching. In this method, the flow rate of the nitrogen gas is set to 1 to 10 times the flow rate of the etching gas.
It has been experimentally found that by setting the value to%, the decrease in the etching rate can be effectively suppressed and the uniformity of the etching can be maintained.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】前述したように半導体素子のパタ
ーニングに際しては、Siウェーハ上の薄膜にフォトレジ
ストを選択的に形成し、このフォトレジストをマスクに
して薄膜のエッチングを行う。半導体素子の量産時に
は、このようにして表面にフォトレジストが形成された
多数のSiウェーハをプラズマエッチング装置に順次搬入
し連続的にエッチング処理を行う。そこで、このような
連続エッチング処理を行ったとき、本発明に係る方法の
実施の有無によって薄膜のエッチング速度及びエッチン
グの均一性がどのように変化するかを以下のような実験
によって調べた。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As described above, when patterning a semiconductor device, a photoresist is selectively formed on a thin film on a Si wafer, and the thin film is etched using the photoresist as a mask. At the time of mass production of semiconductor devices, a large number of Si wafers having a photoresist formed on the surface are sequentially loaded into a plasma etching apparatus and subjected to continuous etching. Then, when such a continuous etching process was performed, how the etching rate and the etching uniformity of the thin film were changed depending on whether or not the method according to the present invention was performed was examined by the following experiment.

【0012】まず、全面にTiN 膜を形成した8インチ径
のSiウェーハを複数枚作成する。さらにダミーウェーハ
として、全面にフォトレジストを形成した同一径のSiウ
ェーハ及び全面にSi酸化膜を形成したSiウェーハをそれ
ぞれ複数枚作成する。そして、これらのSiウェーハを図
1に示したECRエッチング装置に1枚ずつ搬入し所定
時間エッチングを行う。各Siウェーハはエッチングが完
了するとエッチング装置から搬出し、続けて次のSiウェ
ーハを搬入して同様なエッチングを行うようにする。エ
ッチングガスとしてBCl3/Cl2混合ガスを用いた。そし
て、ガス圧は 3〜4 mmTorr、マイクロ波パワーは約 1 K
W 、マイクロ波周波数は 2.45 GHz に設定した。
First, a plurality of 8-inch diameter Si wafers having a TiN film formed on the entire surface are prepared. Further, as dummy wafers, a plurality of Si wafers each having the same diameter with a photoresist formed on the entire surface and a plurality of Si wafers having a Si oxide film formed on the entire surface are formed. Then, these Si wafers are loaded one by one into the ECR etching apparatus shown in FIG. 1 and etched for a predetermined time. When the etching is completed, each Si wafer is unloaded from the etching apparatus, and then the next Si wafer is loaded and the same etching is performed. BCl 3 / Cl 2 mixed gas was used as an etching gas. And gas pressure is 3 ~ 4mmTorr, microwave power is about 1K
W and microwave frequency were set to 2.45 GHz.

【0013】上記連続エッチング処理において、TiN 膜
を形成したSiウェーハを1枚目、5枚目及び10枚目に搬
入しその間にダミーウェーハとしてフォトレジストを形
成したSiウェーハを搬入した場合、1枚目のTiN 膜のエ
ッチング速度を基準として5枚目と10枚目のTiN 膜のエ
ッチング速度はそれぞれ16%、20%低下した。Si酸化膜
を形成したSiウェーハをダミーウェーハとして用いて同
様な連続エッチング処理を行った場合には上述のような
エッチング速度の低下は殆ど観測されなかった。この結
果から、TiN 膜のエッチング速度の低下は、フォトレジ
ストの形成されたダミーウェーハをエッチングした際に
生じたフォトレジストの残留物に起因することを示して
いる。
In the above-described continuous etching process, when the Si wafer on which the TiN film is formed is loaded on the first, fifth, and tenth sheets, and the Si wafer on which a photoresist is formed as a dummy wafer is loaded during the first wafer, The etching rates of the fifth and tenth TiN films were reduced by 16% and 20%, respectively, based on the etching rate of the TiN film of the eye. When a similar continuous etching process was performed using a Si wafer on which a Si oxide film was formed as a dummy wafer, a decrease in the etching rate as described above was hardly observed. This result indicates that the decrease in the etching rate of the TiN film is caused by the residue of the photoresist generated when the dummy wafer on which the photoresist is formed is etched.

【0014】そこで、各Siウェーハのエッチングが完了
する都度エッチング装置内部に窒素ガスを導入し窒素ガ
スプラズマを発生させ、しかる後次のSiウェーハをエッ
チング装置に挿入しエッチング処理を行うようにした。
このときの窒素ガスの流量及び供給時間をそれぞれ 200
SCCM 、30秒間、ガス圧を 3 mmTorr 、マイクロ波パワ
ーを 1 KW に設定した。前述の実験と同様に1枚目、5
枚目及び10枚目にTiN膜を形成したSiウェーハを挿入し
その間にダミーウェーハとしてフォトレジストを形成し
たSiウェーハを挿入した場合、1枚目のTiN 膜のエッチ
ング速度を基準として5枚目と10枚目のTiN 膜のエッチ
ング速度の低下はそれぞれ0%、3%であった。この結
果は、窒素ガスプラズマ処理を行わない場合に比べてエ
ッチング速度の低下が大幅に抑制できることを示してい
る。また、Siウェーハ内におけるエッチングの均一性も
Siウェーハの挿入順に殆ど依存せず良好な結果が得られ
た。
Therefore, each time the etching of each Si wafer is completed, nitrogen gas is introduced into the etching apparatus to generate nitrogen gas plasma, and then the next Si wafer is inserted into the etching apparatus to perform the etching process.
At this time, the flow rate and supply time of nitrogen gas were set to 200
SCCM, gas pressure was set to 3 mmTorr and microwave power was set to 1 KW for 30 seconds. As in the previous experiment, the first
When the Si wafer on which the TiN film is formed is inserted on the first and tenth sheets, and the Si wafer on which the photoresist is formed is inserted between them as the dummy wafer, the fifth wafer is determined based on the etching rate of the first TiN film. The etching rates of the tenth TiN film decreased by 0% and 3%, respectively. This result indicates that a decrease in the etching rate can be significantly suppressed as compared with the case where the nitrogen gas plasma treatment is not performed. Also, the uniformity of etching within the Si wafer
Good results were obtained with little dependence on the order of insertion of the Si wafers.

【0015】次に、上記実施例で導入した窒素ガスプラ
ズマがエッチング速度に及ぼす影響を調べるため以下の
ような測定を行った。図2は窒素ガスプラズマの発生し
たエッチング室内を質量分析装置で測定したときのマス
スペクトルを示したものであり、縦軸は分圧、横軸は m
/e(m は電子質量、e は電子電荷) を示している。同図
においてm/e = 26,27 の位置に観測されるビークはCN分
子によるものと考えられる。図3は窒素ガスプラズマの
分光スペクトルを測定した結果を示したものであり、縦
軸は発光強度、横軸は波長を示している。同図に見られ
るように、波長388.3nm の位置にCN分子の発光によると
考えられるピークが観測される。以上の結果から、窒素
プラズマ処理を行ったときには、以下に示すように窒素
ラジカルN* が励起され、これがフォトレジスト残留物
を形成する炭素Cと反応して揮発性のCN分子が生成され
エッチング室から排気されたものと解釈される。
Next, the following measurement was performed to examine the effect of the nitrogen gas plasma introduced in the above embodiment on the etching rate. FIG. 2 shows a mass spectrum measured by a mass spectrometer in an etching chamber in which a nitrogen gas plasma is generated. The vertical axis indicates partial pressure, and the horizontal axis indicates m.
/ e (m is the electron mass, e is the electron charge). In the figure, the beak observed at the position of m / e = 26,27 is considered to be due to CN molecules. FIG. 3 shows the result of measuring the spectrum of nitrogen gas plasma, in which the vertical axis indicates the emission intensity and the horizontal axis indicates the wavelength. As can be seen from the figure, a peak attributable to the emission of CN molecules is observed at a wavelength of 388.3 nm. From the above results, when the nitrogen plasma treatment is performed, nitrogen radicals N * are excited as shown below, and react with carbon C forming a photoresist residue to generate volatile CN molecules, thereby generating an etching chamber. Is interpreted as having been exhausted from.

【0016】N2 → N* C+N* → CN 次に本発明の他の実施例について説明する。先の実施例
では連続エッチング処理に際して各Siウェーハのエッチ
ングが完了する都度窒素ガスを導入して窒素ガスプラズ
マを発生させるようにしたが、この実施例では、各Siウ
ェーハのエッチング処理の際、装置内部にエッチングガ
スとともに窒素ガスを導入してエッチングガスプラズマ
と窒素ガスプラズマを同時に発生させ、これにより各Si
ウェーハのエッチングと装置内部に付着したフォトレジ
ストの残留物の除去を同時に行うようにした。そして、
窒素ガスの流量を 10 SCCM、その他のエッチング条件は
先の実施例と同一に設定した。先の実施例と同様に、エ
ッチング装置内にTiN 膜の形成されたSiウェーハを1枚
目、5枚目及び10枚目に挿入し、その間にダミーウェー
ハとしてフォトレジストの形成されたSiウェーハを搬入
してエッチング処理を行いTiN 膜のエッチング速度を測
定した結果、5枚目及び10枚目のSiウェーハとも1枚目
のSiウェーハと比較してエッチング速度の低下は見られ
なかった。また、エッチングの均一性の劣化も観測され
なかった。
N 2 → N * C + N * → CN Next, another embodiment of the present invention will be described. In the previous embodiment, nitrogen gas was introduced to generate nitrogen gas plasma each time the etching of each Si wafer was completed in the continuous etching process, but in this embodiment, the apparatus was used in the etching process of each Si wafer. An etching gas plasma and a nitrogen gas plasma are simultaneously generated by introducing a nitrogen gas together with an etching gas into the inside, thereby forming each Si.
The etching of the wafer and the removal of the photoresist residue adhering to the inside of the apparatus are simultaneously performed. And
The flow rate of the nitrogen gas was set at 10 SCCM, and the other etching conditions were set the same as in the previous embodiment. As in the previous embodiment, the first, fifth, and tenth Si wafers each having the TiN film formed therein are inserted into the etching apparatus, and the Si wafers having the photoresist formed thereon as dummy wafers therebetween. As a result, the etching speed of the TiN film was measured, and the etching speed of the fifth and tenth Si wafers did not decrease as compared with the first Si wafer. Also, no deterioration in etching uniformity was observed.

【0017】なお、この実施例において窒素ガスの流量
が多くなり過ぎるとTiN 膜のエッチング速度に影響が及
び、逆に、少なすぎるとフォトレジスト残留物の除去効
果が小さくなることがわかった。本発明者は実験の結
果、窒素ガスの流量をエッチングガス流量の1〜10%の
範囲に収めた場合にTiN 膜のエッチッグ速度に影響を与
えることなく、かつフォトレジスト残留物の充分な除去
作用が得られることを見いだした。
In this example, it was found that if the flow rate of the nitrogen gas was too large, the etching rate of the TiN film was affected, while if it was too small, the effect of removing the photoresist residue was reduced. As a result of the experiment, the present inventors have found that when the flow rate of the nitrogen gas is within the range of 1 to 10% of the flow rate of the etching gas, the etching rate of the TiN film is not affected and the photoresist residue is sufficiently removed. Was obtained.

【0018】図4はエッチング処理後のSiウェーハ表面
をX線光電子分光装置(XPS)を用いて測定した光電
子分光スペクトルを示したものであり、縦軸は光電子強
度、横軸は光電子の束縛エネルギーを示している。同図
には比較のため窒素ガスを添加しなかった場合について
の結果を示している。同図に見られるように、窒素ガス
を添加しなかった場合、C1s光電子に帰属できるピーク
が観測されるが、窒素ガスを添加した場合には観測され
ない。これは窒素ガスプラズマによって生じた窒素ラジ
カルがCと反応して除去されSiウェーハ上に残留しなか
ったためと考えられる。
FIG. 4 shows a photoelectron spectrum obtained by measuring the surface of the Si wafer after the etching process using an X-ray photoelectron spectrometer (XPS). The vertical axis represents the photoelectron intensity, and the horizontal axis represents the binding energy of the photoelectrons. Is shown. The figure shows the results for the case where nitrogen gas was not added for comparison. As can be seen from the figure, a peak attributable to C1s photoelectrons is observed when nitrogen gas is not added, but is not observed when nitrogen gas is added. This is probably because nitrogen radicals generated by the nitrogen gas plasma reacted with C and were removed and did not remain on the Si wafer.

【0019】以上述べた実施例では周波数2.45GHz のマ
イクロ波パワーを用いて窒素ガスプラズマを発生させる
たが、これに限られることなく、例えば、通常用いられ
る13.56MHzの高周波パワーにより窒素ガスプラズマを発
生させた場合にも窒素ラジカルが生起され本実施例と同
様な効果を得ることができる。
In the embodiment described above, the nitrogen gas plasma is generated by using the microwave power of the frequency 2.45 GHz. However, the present invention is not limited to this. For example, the nitrogen gas plasma is generated by the commonly used high frequency power of 13.56 MHz. Also when it is generated, nitrogen radicals are generated, and the same effect as in this embodiment can be obtained.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上のように本発明によればエッチング
装置内のフォトレジストの残留物を除去することができ
るので、エッチング精度の向上を図ることができるとと
もに、残留物の除去に時間を要しないのでエッチング工
程のスループット向上を図る上で有益である。
As described above, according to the present invention, the photoresist residue in the etching apparatus can be removed, so that the etching accuracy can be improved and the removal of the residue requires time. This is advantageous in improving the throughput of the etching process.

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

【図1】 ECRエッチング装置の断面図FIG. 1 is a cross-sectional view of an ECR etching apparatus.

【図2】 窒素ガスプラズマのマススペクトルを示す図FIG. 2 is a diagram showing a mass spectrum of a nitrogen gas plasma.

【図3】 窒素ガスプラズマの分光スペクトルを示す図FIG. 3 is a diagram showing a spectrum of nitrogen gas plasma.

【図4】 Siウェーハ表面の光電子分光スペクトルを示
す図
FIG. 4 is a diagram showing a photoelectron spectrum of a Si wafer surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマ発生室 6 磁気コイル 2 エッチング室 7 エッチング台 3 ガス導入管 8 Siウェーハ 4 導波管 9 排気管 5 石英窓 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma generation room 6 Magnetic coil 2 Etching room 7 Etching stand 3 Gas introduction tube 8 Si wafer 4 Waveguide 9 Exhaust tube 5 Quartz window

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 正明 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番2 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内 (72)発明者 樋口 賢一 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番2 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内 (72)発明者 長瀬 邦彦 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Masaaki Aoyama 2-1844-2 Kozoji-cho, Kasugai-shi, Aichi Prefecture Inside Fujitsu VSI Co., Ltd. (72) Kenichi Higuchi 2-844-2 Kozoji-cho, Kasugai-shi, Aichi Fujitsu (71) Inventor Kunihiko Nagase 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Fujitsu Limited

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面にフォトレジストが形成された半導
体基板をプラズマエッチング装置に順次搬入しエッチン
グを行う際、所定枚数の半導体基板のエッチングが完了
する都度窒素ガスを導入して窒素ラジカルを含む窒素ガ
スプラズマを発生させ、装置内部に付着したフォトレジ
ストの残留物を除去することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
When a semiconductor substrate having a photoresist formed on its surface is sequentially carried into a plasma etching apparatus to perform etching, nitrogen gas containing nitrogen radicals is introduced each time etching of a predetermined number of semiconductor substrates is completed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: generating gas plasma to remove a residue of a photoresist attached to the inside of the device.
【請求項2】 表面にフォトレジストが形成された半導
体基板をプラズマエッチング装置に導入しエッチングを
行う際、該装置内部にエッチングガスとともに窒素ガス
を導入してエッチングガスプラズマと窒素ラジカルを含
む窒素ガスプラズマを発生させ、該半導体基板のエッチ
ングと装置内部に付着したフォトレジストの残留物の除
去を同時に行うことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
2. When a semiconductor substrate having a photoresist formed on its surface is introduced into a plasma etching apparatus for etching, a nitrogen gas is introduced into the apparatus together with an etching gas, and an etching gas plasma and a nitrogen gas containing nitrogen radicals are introduced. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: generating plasma, and simultaneously performing etching of the semiconductor substrate and removal of a photoresist residue attached to the inside of the device.
【請求項3】 窒素ガス流量をエッチングガス流量の1
〜10%に設定したことを特徴とする請求項2記載の半導
体装置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the flow rate of the nitrogen gas is one of the flow rate of the etching gas.
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the setting is set to 10%.
JP17653796A 1996-07-05 1996-07-05 Manufacture of semiconductor device Withdrawn JPH1022272A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200109224A (en) * 2019-03-11 2020-09-22 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 Tuning threshold voltage through meta stable plasma treatment

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200109224A (en) * 2019-03-11 2020-09-22 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 Tuning threshold voltage through meta stable plasma treatment
US11239083B2 (en) 2019-03-11 2022-02-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Tuning threshold voltage through meta stable plasma treatment
US11688606B2 (en) 2019-03-11 2023-06-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Tuning threshold voltage through meta stable plasma treatment

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