JPH11293481A - 薄膜処理方法及びその装置 - Google Patents
薄膜処理方法及びその装置Info
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- JPH11293481A JPH11293481A JP10283698A JP10283698A JPH11293481A JP H11293481 A JPH11293481 A JP H11293481A JP 10283698 A JP10283698 A JP 10283698A JP 10283698 A JP10283698 A JP 10283698A JP H11293481 A JPH11293481 A JP H11293481A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、ＡｌＯx を下地材料に対して十分大
きな選択比でエッチングする。 【解決手段】エッチングガス１７としてＢＣｌ3 と飽和
若しくは不飽和炭化水素結合を有する少なくとも１種類
のガスとの混合ガスを用いた。
きな選択比でエッチングする。 【解決手段】エッチングガス１７としてＢＣｌ3 と飽和
若しくは不飽和炭化水素結合を有する少なくとも１種類
のガスとの混合ガスを用いた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エッチングガスの
励起により生じた中性活性種と反応性イオンを用いて酸
化アルミニウム薄膜を下地材料のアルミニウムに対して
選択的にエッチングする、又はエッチングなどの処理を
行うチャンバの内壁に付着、堆積する堆積膜の厚さ又は
その変化をモニタする薄膜処理方法及びその装置に関す
る。
励起により生じた中性活性種と反応性イオンを用いて酸
化アルミニウム薄膜を下地材料のアルミニウムに対して
選択的にエッチングする、又はエッチングなどの処理を
行うチャンバの内壁に付着、堆積する堆積膜の厚さ又は
その変化をモニタする薄膜処理方法及びその装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体デバイスや液晶表示パネル
デバイス等には、必要な特性を得るために種々の材料を
用いて微細な電子回路が形成されている。この電子回路
を形成する材料として酸化アルミニウム薄膜（ＡｌＯ
x ）もその構成材料の中の１つとして上げられる。
デバイス等には、必要な特性を得るために種々の材料を
用いて微細な電子回路が形成されている。この電子回路
を形成する材料として酸化アルミニウム薄膜（ＡｌＯ
x ）もその構成材料の中の１つとして上げられる。
【０００３】このような電子回路を形成する微細加工プ
ロセスでは、一般にフォトリソグラフィ技術が用いられ
ており、ここで例えばフォトレジストをマスクとしてエ
ッチングする際、下地材料とエッチングする材料とのエ
ッチング速度の比（選択比）が大きいことが要求され
る。
ロセスでは、一般にフォトリソグラフィ技術が用いられ
ており、ここで例えばフォトレジストをマスクとしてエ
ッチングする際、下地材料とエッチングする材料とのエ
ッチング速度の比（選択比）が大きいことが要求され
る。
【０００４】例えば下地材料であるＡｌ膜やＳｉ表面に
あるＡｌＯx をエッチングする際、これらＡｌ膜やＳｉ
に対し、ＡｌＯx を十分大きな選択比でエッチングする
ことが必要となる。
あるＡｌＯx をエッチングする際、これらＡｌ膜やＳｉ
に対し、ＡｌＯx を十分大きな選択比でエッチングする
ことが必要となる。
【０００５】このようなＡｌＯx のエッチング方法とし
ては、ウェットエッチングとドライエッチングとがあ
る。このうちウェットエッチングは、リン酸水溶液によ
るものがあるが、ＡｌＯx よりもＡｌのほうが速くエッ
チングされやすいため、ＡｌＯx を十分大きな選択比で
エッチングすることができない。又、微細パターンの形
成には、ドライエッチングが不可欠である。
ては、ウェットエッチングとドライエッチングとがあ
る。このうちウェットエッチングは、リン酸水溶液によ
るものがあるが、ＡｌＯx よりもＡｌのほうが速くエッ
チングされやすいため、ＡｌＯx を十分大きな選択比で
エッチングすることができない。又、微細パターンの形
成には、ドライエッチングが不可欠である。
【０００６】又、ドライエッチングは、還元性で質量が
比較的大きなＣＣｌ4 やＢＣｌ3 などの塩素性ガスを用
いた反応性イオンエッチングで、Ａｌ表面の自然酸化膜
を除去できるものとなっている。
比較的大きなＣＣｌ4 やＢＣｌ3 などの塩素性ガスを用
いた反応性イオンエッチングで、Ａｌ表面の自然酸化膜
を除去できるものとなっている。
【０００７】しかしながら、このドライエッチングでも
Ａｌ表面の自然酸化膜以上にＡｌが速くエッチングされ
やすいため、ＡｌＯx を十分大きな選択比でエッチング
することができない。
Ａｌ表面の自然酸化膜以上にＡｌが速くエッチングされ
やすいため、ＡｌＯx を十分大きな選択比でエッチング
することができない。
【０００８】一方、このような半導体デバイス等の微細
な半導体デバイスの作製を行う各種機能薄膜のＣＶＤ工
程やガスを用いたエッチング工程では、チャンバ内壁の
ダスト汚染の低減が要求されている。
な半導体デバイスの作製を行う各種機能薄膜のＣＶＤ工
程やガスを用いたエッチング工程では、チャンバ内壁の
ダスト汚染の低減が要求されている。
【０００９】すなわち、図６はかかるＣＶＤ工程やエッ
チング工程に用いられるチャンバ１の概略構成図であ
る。このチャンバ１内には、テーブル２上に試料３が載
置され、かつこの試料３に整合器４を介して高周波電源
５が接続されている。又、チャンバ１の上部には、エッ
チング用のガス６を供給するためのガス供給口７が形成
されるとともに下部には排気口８が形成されている。
チング工程に用いられるチャンバ１の概略構成図であ
る。このチャンバ１内には、テーブル２上に試料３が載
置され、かつこの試料３に整合器４を介して高周波電源
５が接続されている。又、チャンバ１の上部には、エッ
チング用のガス６を供給するためのガス供給口７が形成
されるとともに下部には排気口８が形成されている。
【００１０】このようなチャンバ１では、ＣＶＤ工程や
エッチング工程において、チャンバ１の内壁に堆積物９
が付着する。このチャンバ内のダストの主要因の１つ
は、チャンバ１内壁に付着、堆積した堆積物９の剥がれ
であり、この堆積物９はガスの分解・結合物或いはエッ
チング時の反応生成物がチャンバ１内壁に付着・堆積し
たものである。
エッチング工程において、チャンバ１の内壁に堆積物９
が付着する。このチャンバ内のダストの主要因の１つ
は、チャンバ１内壁に付着、堆積した堆積物９の剥がれ
であり、この堆積物９はガスの分解・結合物或いはエッ
チング時の反応生成物がチャンバ１内壁に付着・堆積し
たものである。
【００１１】通常、このようにチャンバ１内壁に付着・
堆積した堆積物９の除去のために定期的にチャンバを大
気開放してウェットクリーニングが行われている。しか
しながら、ウェットクリーニングによるチャンバ内壁の
堆積物９の除去は、長い作業時間を必要とするため、で
きる限り作業回数を少なくすることが要求される。
堆積した堆積物９の除去のために定期的にチャンバを大
気開放してウェットクリーニングが行われている。しか
しながら、ウェットクリーニングによるチャンバ内壁の
堆積物９の除去は、長い作業時間を必要とするため、で
きる限り作業回数を少なくすることが要求される。
【００１２】これに対してチャンバ１内壁の温度を制御
してチャンバ内壁への堆積量を低減する方法があるが、
ＣＶＤやエッチングプロセスがチャンバ内壁の温度に敏
感な場合、その適用は困難である。
してチャンバ内壁への堆積量を低減する方法があるが、
ＣＶＤやエッチングプロセスがチャンバ内壁の温度に敏
感な場合、その適用は困難である。
【００１３】又、チャンバ内壁への堆積量が把握されて
いない場合、ウェットクリーニングの実施時期の適正化
が困難である。一方、チャンバを大気開放せずにガス又
はプラズマを用いてチャンバ内壁の堆積物を除去するド
ライクリーニングがある。
いない場合、ウェットクリーニングの実施時期の適正化
が困難である。一方、チャンバを大気開放せずにガス又
はプラズマを用いてチャンバ内壁の堆積物を除去するド
ライクリーニングがある。
【００１４】しかしながら、このドライクリーニングで
も、チャンバ内壁への堆積量が把握できないと、ドライ
クリーニングの実施時期とドライクリーニング時間の適
正化が難しい。
も、チャンバ内壁への堆積量が把握できないと、ドライ
クリーニングの実施時期とドライクリーニング時間の適
正化が難しい。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】以上のようにウェット
エッチングやドライエッチングでもＡｌ表面の自然酸化
膜以上にＡｌが速くエッチングされやすいため、ＡｌＯ
x を十分大きな選択比でエッチングすることができな
い。
エッチングやドライエッチングでもＡｌ表面の自然酸化
膜以上にＡｌが速くエッチングされやすいため、ＡｌＯ
x を十分大きな選択比でエッチングすることができな
い。
【００１６】又、チャンバ内壁への堆積量を把握できな
いことからチャンバ内壁への堆積物のクリーニング実施
時期の適正化が困難である。そこで本発明は、ＡｌＯx
を下地材料に対して十分大きな選択比でエッチングでき
る薄膜処理方法及びその装置を提供することを目的とす
る。又、本発明は、大気開放せずにチャンバ内壁への堆
積量のクリーニング実施時期を適正化できる薄膜処理方
法及びその装置を提供することを目的とする。
いことからチャンバ内壁への堆積物のクリーニング実施
時期の適正化が困難である。そこで本発明は、ＡｌＯx
を下地材料に対して十分大きな選択比でエッチングでき
る薄膜処理方法及びその装置を提供することを目的とす
る。又、本発明は、大気開放せずにチャンバ内壁への堆
積量のクリーニング実施時期を適正化できる薄膜処理方
法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、エッ
チングガスの励起により生じた中性活性種と反応性イオ
ンを用いて酸化アルミニウム薄膜を下地材料のアルミニ
ウムに対して選択的にエッチングする薄膜処理方法にお
いて、エッチングガスは、ＢＣｌ3 と飽和若しくは不飽
和炭化水素結合を有する少なくとも１種類のガスとを含
む薄膜処理方法である。
チングガスの励起により生じた中性活性種と反応性イオ
ンを用いて酸化アルミニウム薄膜を下地材料のアルミニ
ウムに対して選択的にエッチングする薄膜処理方法にお
いて、エッチングガスは、ＢＣｌ3 と飽和若しくは不飽
和炭化水素結合を有する少なくとも１種類のガスとを含
む薄膜処理方法である。
【００１８】請求項２によれば、請求項１記載の薄膜処
理方法において、飽和若しくは不飽和炭化水素結合を有
する前記ガスは、ＣＨ2 Ｃｌ2 ，ＣＨ3 Ｃｌ，ＣＨ4 ，
Ｃ2Ｈ2 ，Ｃ2 Ｈ4 、ＣＨＣｌ3 である。
理方法において、飽和若しくは不飽和炭化水素結合を有
する前記ガスは、ＣＨ2 Ｃｌ2 ，ＣＨ3 Ｃｌ，ＣＨ4 ，
Ｃ2Ｈ2 ，Ｃ2 Ｈ4 、ＣＨＣｌ3 である。
【００１９】請求項３によれば、チャンバ内に供給され
たエッチングガスを励起し、この励起により生じた中性
活性種と反応性イオンを用いてチャンバ内に配置された
試料の酸化アルミニウム薄膜を下地材料のアルミニウム
に対して選択的にエッチングする薄膜処理装置におい
て、エッチングガスとしてＢＣｌ3 と飽和若しくは不飽
和炭化水素結合を有する少なくとも１種類のガスとを含
むガスを用いる薄膜処理装置である。
たエッチングガスを励起し、この励起により生じた中性
活性種と反応性イオンを用いてチャンバ内に配置された
試料の酸化アルミニウム薄膜を下地材料のアルミニウム
に対して選択的にエッチングする薄膜処理装置におい
て、エッチングガスとしてＢＣｌ3 と飽和若しくは不飽
和炭化水素結合を有する少なくとも１種類のガスとを含
むガスを用いる薄膜処理装置である。
【００２０】請求項４によれば、チャンバ内壁の近傍に
対向配置された一対の電極を設置し、これら電極間の静
電容量の変化を測定してチャンバ内壁に付着、堆積する
堆積膜の厚さ又はその変化をモニタする。
対向配置された一対の電極を設置し、これら電極間の静
電容量の変化を測定してチャンバ内壁に付着、堆積する
堆積膜の厚さ又はその変化をモニタする。
【００２１】請求項５によれば、チャンバ内壁の近傍に
設置された一対の対向電極と、これら対向電極間の静電
容量の変化を測定してチャンバ内壁に付着、堆積する堆
積膜の厚さ又はその変化をモニタするモニタ手段と、を
備えた薄膜処理装置である。
設置された一対の対向電極と、これら対向電極間の静電
容量の変化を測定してチャンバ内壁に付着、堆積する堆
積膜の厚さ又はその変化をモニタするモニタ手段と、を
備えた薄膜処理装置である。
【００２２】
【発明の実施の形態】(1) 以下、本発明の第１の実施の
形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の
薄膜処理方法を適用した平行平板型マグネトロンＲＩＥ
装置の構成図である。
形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の
薄膜処理方法を適用した平行平板型マグネトロンＲＩＥ
装置の構成図である。
【００２３】チャンバ１０の上部には、マグネット１１
が配置されている。又、チャンバ１０内には、基板電極
部１２上に試料１３が載置されている。この基板電極部
１２には、冷却管１４が配管され、その冷却水供給口１
４ａから冷却水が供給され、排出口１４ｂから排出され
るものとなっている。
が配置されている。又、チャンバ１０内には、基板電極
部１２上に試料１３が載置されている。この基板電極部
１２には、冷却管１４が配管され、その冷却水供給口１
４ａから冷却水が供給され、排出口１４ｂから排出され
るものとなっている。
【００２４】又、基板電極部１２には、整合器１５を介
して高周波電源（ＲＦ）１６が接続されている。この高
周波電源１６は、例えば１３．５６ＭＨｚの出力周波数
を持っている。
して高周波電源（ＲＦ）１６が接続されている。この高
周波電源１６は、例えば１３．５６ＭＨｚの出力周波数
を持っている。
【００２５】上記試料１３は、ガラス基板上にＡｌ薄膜
を４００ｎｍスパッタリングにより成膜し、さらに酒石
酸アンモニウムとエチレングリコールとの混合水溶液を
化成液として陽極酸化を施して表面に厚さ約１００ｎｍ
の酸化アルミニウム膜（ＡｌＯx ）を形成し、このＡｌ
Ｏx 膜上に写真蝕刻法によりフォトレジスト膜をパター
ニングした後、１８０℃、５分間のベーキングを行った
ものである。
を４００ｎｍスパッタリングにより成膜し、さらに酒石
酸アンモニウムとエチレングリコールとの混合水溶液を
化成液として陽極酸化を施して表面に厚さ約１００ｎｍ
の酸化アルミニウム膜（ＡｌＯx ）を形成し、このＡｌ
Ｏx 膜上に写真蝕刻法によりフォトレジスト膜をパター
ニングした後、１８０℃、５分間のベーキングを行った
ものである。
【００２６】そして、この試料１３のサイズは、５〜１
０ｃｍ2 に形成されている。さらに、チャンバ１１の上
部には、エッチング用のガス１７を供給するためのガス
供給口１８が形成されるとともに下部には排気口１９が
形成されている。
０ｃｍ2 に形成されている。さらに、チャンバ１１の上
部には、エッチング用のガス１７を供給するためのガス
供給口１８が形成されるとともに下部には排気口１９が
形成されている。
【００２７】ここで、エッチング用のガス１７として
は、ＢＣｌ3 と飽和若しくは不飽和炭化水素結合を有す
る少なくとも１種類のガスとの混合ガスである。このう
ち飽和若しくは不飽和炭化水素を有するガスとしては、
例えばＣＨ2 Ｃｌ2 ，ＣＨ3 Ｃｌ，ＣＨ4 ，Ｃ2 Ｈ2 ，
Ｃ2 Ｈ4 ，ＣＨＣｌ3 等が挙げられる。
は、ＢＣｌ3 と飽和若しくは不飽和炭化水素結合を有す
る少なくとも１種類のガスとの混合ガスである。このう
ち飽和若しくは不飽和炭化水素を有するガスとしては、
例えばＣＨ2 Ｃｌ2 ，ＣＨ3 Ｃｌ，ＣＨ4 ，Ｃ2 Ｈ2 ，
Ｃ2 Ｈ4 ，ＣＨＣｌ3 等が挙げられる。
【００２８】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。チャンバ１０内には、エッチング用のガ
ス１７としてＢＣｌ3 と飽和若しくは不飽和炭化水素結
合を有する少なくとも１種類のガスとの混合ガスが供給
されるとともに、ＲＦ電力によってエッチング用のガス
１７が励起される。
いて説明する。チャンバ１０内には、エッチング用のガ
ス１７としてＢＣｌ3 と飽和若しくは不飽和炭化水素結
合を有する少なくとも１種類のガスとの混合ガスが供給
されるとともに、ＲＦ電力によってエッチング用のガス
１７が励起される。
【００２９】このエッチング用のガス１７の励起により
チャンバ１０内にプラズマＰが発生すると、資料表面近
くのイオンシースで加速されたイオンのアシストを用い
て試料１３に対するエッチングが行われる。そして、こ
のエッチング後にフォトレジストが除去される。
チャンバ１０内にプラズマＰが発生すると、資料表面近
くのイオンシースで加速されたイオンのアシストを用い
て試料１３に対するエッチングが行われる。そして、こ
のエッチング後にフォトレジストが除去される。
【００３０】次に、エッチング量の測定結果について説
明する。上記の如くフォトレジストを除去し、得られた
段差を接触式段差計により測定した値をエッチング量と
する。
明する。上記の如くフォトレジストを除去し、得られた
段差を接触式段差計により測定した値をエッチング量と
する。
【００３１】ここで、エッチング条件として、エッチン
グ用のガス１７に例えばＢＣｌ3 とＣＨ2 Ｃｌ2 との混
合ガスを用いた場合、ＢＣｌ3 とＣＨ2 Ｃｌ2 との各流
量を２７ｓｃｃｍ，３ｓｃｃｍとし、チャンバ１内の圧
力を２．０Ｐａ、基板電極の温度を２０℃とした。
グ用のガス１７に例えばＢＣｌ3 とＣＨ2 Ｃｌ2 との混
合ガスを用いた場合、ＢＣｌ3 とＣＨ2 Ｃｌ2 との各流
量を２７ｓｃｃｍ，３ｓｃｃｍとし、チャンバ１内の圧
力を２．０Ｐａ、基板電極の温度を２０℃とした。
【００３２】図２はかかるエッチング条件において、エ
ッチング時間を変えたときのエッチング量をプロットし
た結果を示す。ここでは高周波電源１６の出力パワーを
２００Ｗ，４００Ｗ，６００Ｗに変化させている。又、
他のエッチングガスによる結果も比較のために載せてあ
る。
ッチング時間を変えたときのエッチング量をプロットし
た結果を示す。ここでは高周波電源１６の出力パワーを
２００Ｗ，４００Ｗ，６００Ｗに変化させている。又、
他のエッチングガスによる結果も比較のために載せてあ
る。
【００３３】同図から明らかなようにエッチング量が１
００ｎｍ以下のＡｌＯx のエッチング領域では、ＡｌＯ
x はエッチング速度５０ｎｍ／ｍｉｎ（２００Ｗ），７
０ｎｍ／ｍｉｎ（４００Ｗ），１００ｎｍ／ｍｉｎ（６
００Ｗ）でエッチングされるのに対し、エッチング量が
１００ｎｍを超えＡｌのエッチング領域に入るとエッチ
ング速度は６ｎｍ／ｍｉｎ（２００Ｗ），２０ｎｍ／ｍ
ｉｎ（４００Ｗ），５０ｎｍ／ｍｉｎ（６００Ｗ）にそ
れぞれ減少し、選択比８（２００Ｗ），３．５（４００
Ｗ），２（６００Ｗ）が得られる。
００ｎｍ以下のＡｌＯx のエッチング領域では、ＡｌＯ
x はエッチング速度５０ｎｍ／ｍｉｎ（２００Ｗ），７
０ｎｍ／ｍｉｎ（４００Ｗ），１００ｎｍ／ｍｉｎ（６
００Ｗ）でエッチングされるのに対し、エッチング量が
１００ｎｍを超えＡｌのエッチング領域に入るとエッチ
ング速度は６ｎｍ／ｍｉｎ（２００Ｗ），２０ｎｍ／ｍ
ｉｎ（４００Ｗ），５０ｎｍ／ｍｉｎ（６００Ｗ）にそ
れぞれ減少し、選択比８（２００Ｗ），３．５（４００
Ｗ），２（６００Ｗ）が得られる。
【００３４】又、異なるエッチングガスを用いて３分間
エッチングしたときのエッチング量の比較からエッチン
グは、 ＢＣｌ3 ／ＣＨ2 Ｃｌ2 ＞ ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2＞ＢＣ
ｌ3 ＞ ＢＣｌ3 ／ＣＨ3 ＯＨ の順で速くなり、ＣＨ2 Ｃｌ2 の添加によってＡｌＯx
のエッチング高速化が可能となることが分かる。
エッチングしたときのエッチング量の比較からエッチン
グは、 ＢＣｌ3 ／ＣＨ2 Ｃｌ2 ＞ ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2＞ＢＣ
ｌ3 ＞ ＢＣｌ3 ／ＣＨ3 ＯＨ の順で速くなり、ＣＨ2 Ｃｌ2 の添加によってＡｌＯx
のエッチング高速化が可能となることが分かる。
【００３５】一方、比較例として、ＡｌＯx 膜の厚さが
２００ｎｍである以外、上記実施の形態と同様な試料１
３の小片を図１に示す基板電極１２上に載置し、エッチ
ング用のガス１７としてＢＣｌ3 のみを用いてエッチン
グした。
２００ｎｍである以外、上記実施の形態と同様な試料１
３の小片を図１に示す基板電極１２上に載置し、エッチ
ング用のガス１７としてＢＣｌ3 のみを用いてエッチン
グした。
【００３６】図３はかかるエッチングでのエッチング量
とエッチング時間との関係を示す。なお、比較のため、
陽極酸化しないＡｌ膜について同様にエッチングした結
果も示す。
とエッチング時間との関係を示す。なお、比較のため、
陽極酸化しないＡｌ膜について同様にエッチングした結
果も示す。
【００３７】エッチング量が２００ｎｍ以下のＡｌＯx
のエッチング領域では、３５ｎｍ／ｍｉｎの速度でエッ
チングが進み、エッチング量が２００ｎｍを超えＡｌの
エッチング領域に入ると７０ｎｍ／ｍｉｎの速度とな
る。
のエッチング領域では、３５ｎｍ／ｍｉｎの速度でエッ
チングが進み、エッチング量が２００ｎｍを超えＡｌの
エッチング領域に入ると７０ｎｍ／ｍｉｎの速度とな
る。
【００３８】すなわち、ＡｌＯx に対するＡｌの選択比
は０．５となる。このように上記第１の実施の形態にお
いては、エッチングガス１７としてＢＣｌ3 と飽和若し
くは不飽和炭化水素結合を有する少なくとも１種類のガ
スとの混合ガスを用いたので、Ａｌに対するエッチング
選択性を得るためＡｌのエッチングを抑制乃至阻害する
薄膜をＡｌ表面上にだけＡｌＯx に対し選択的に堆積さ
せるものとなり、ＡｌＯx を下地材料に対して十分大き
な選択比でエッチングできる。
は０．５となる。このように上記第１の実施の形態にお
いては、エッチングガス１７としてＢＣｌ3 と飽和若し
くは不飽和炭化水素結合を有する少なくとも１種類のガ
スとの混合ガスを用いたので、Ａｌに対するエッチング
選択性を得るためＡｌのエッチングを抑制乃至阻害する
薄膜をＡｌ表面上にだけＡｌＯx に対し選択的に堆積さ
せるものとなり、ＡｌＯx を下地材料に対して十分大き
な選択比でエッチングできる。
【００３９】すなわち、ＢＣｌ3 と飽和若しくは不飽和
炭化水素結合を有する少なくとも１種類のガスとの混合
ガスによるプラズマでは、ＡｌＯx やＡｌのエッチング
に主に寄与する反応性の塩素系イオンの他、飽和若しく
は不飽和炭化水素から生じるＨ* 、ＣＨx * などが存在
する。
炭化水素結合を有する少なくとも１種類のガスとの混合
ガスによるプラズマでは、ＡｌＯx やＡｌのエッチング
に主に寄与する反応性の塩素系イオンの他、飽和若しく
は不飽和炭化水素から生じるＨ* 、ＣＨx * などが存在
する。
【００４０】その結果、ＡｌやＳｉ表面にエッチングバ
リアとして作用するハイドロカーボン膜の堆積作用が生
じる。一方、ＡｌＯx 表面では、ＣＨx * がエッチング
時に試料１３の面から供給される酸素により酸化され、
分子量が大きくなる前に発揮するためハイドロカーボン
膜の堆積は抑制され、エッチングの阻害は起らない。
リアとして作用するハイドロカーボン膜の堆積作用が生
じる。一方、ＡｌＯx 表面では、ＣＨx * がエッチング
時に試料１３の面から供給される酸素により酸化され、
分子量が大きくなる前に発揮するためハイドロカーボン
膜の堆積は抑制され、エッチングの阻害は起らない。
【００４１】逆に、還元性を有するＨ* やＣＨ* により
ＡｌＯx 膜中の酸素が引き抜かれやすくなるため、飽和
若しくは不飽和炭化水素の存在によってＡｌＯx のエッ
チング高速化が起きる。 (2) 次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、図６と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。
ＡｌＯx 膜中の酸素が引き抜かれやすくなるため、飽和
若しくは不飽和炭化水素の存在によってＡｌＯx のエッ
チング高速化が起きる。 (2) 次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、図６と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。
【００４２】図４はＣＶＤ工程やエッチング工程に用い
られる処理装置の構成図である。チャンバ１の内壁の近
傍には、一対の平行平板の対向電極２０，２１が設置さ
れている。
られる処理装置の構成図である。チャンバ１の内壁の近
傍には、一対の平行平板の対向電極２０，２１が設置さ
れている。
【００４３】これら対向電極２０，２１は、大きさが例
えば数ｃｍ2 程度に形成されたもので、チャンバ１の内
壁と同一材質、同一温度で、かつその一方の対向電極２
１がチャンバ１を通して接地されている。
えば数ｃｍ2 程度に形成されたもので、チャンバ１の内
壁と同一材質、同一温度で、かつその一方の対向電極２
１がチャンバ１を通して接地されている。
【００４４】なお、これら対向電極２０，２１は、堆積
膜９の膜厚測定時にはチャンバ１の内壁に接触又は一定
距離に近付けるものとなる。これら対向電極２０，２１
には、これら対向電極２０，２１間の静電容量の変化を
測定してチャンバ１の内壁に付着、堆積する堆積膜９の
厚さ又はその変化をモニタするモニタ手段２２が接続さ
れている。
膜９の膜厚測定時にはチャンバ１の内壁に接触又は一定
距離に近付けるものとなる。これら対向電極２０，２１
には、これら対向電極２０，２１間の静電容量の変化を
測定してチャンバ１の内壁に付着、堆積する堆積膜９の
厚さ又はその変化をモニタするモニタ手段２２が接続さ
れている。
【００４５】すなわち、対向電極２０，２１間には、図
５に示すように堆積膜９が形成され、かつその膜厚が変
化するので、これら対向電極２０，２１間の静電容量Ｃ
が変化する。
５に示すように堆積膜９が形成され、かつその膜厚が変
化するので、これら対向電極２０，２１間の静電容量Ｃ
が変化する。
【００４６】ここで、これら対向電極２０，２１間の距
離をｄ、堆積膜９の膜厚をｘ、対向電極２０，２１の各
電極面積をＡ、堆積膜９の比誘電率をεs 、真空の誘電
率をεo 、堆積膜９と各対向電極２０，２１との隙間の
比誘電率をεs ′（〜１）とすると、 ｄＣ／Ｃ＝（１−εs ′／εs ）ｄｘ／｛ｄ−（１−εs ′／εs ）ｘ｝ …(1) 但し、 Ｃ＝εo ・εs ′Ａ／｛ｄ−（１−εs ′／εs ）ｘ｝ …(2) である。
離をｄ、堆積膜９の膜厚をｘ、対向電極２０，２１の各
電極面積をＡ、堆積膜９の比誘電率をεs 、真空の誘電
率をεo 、堆積膜９と各対向電極２０，２１との隙間の
比誘電率をεs ′（〜１）とすると、 ｄＣ／Ｃ＝（１−εs ′／εs ）ｄｘ／｛ｄ−（１−εs ′／εs ）ｘ｝ …(1) 但し、 Ｃ＝εo ・εs ′Ａ／｛ｄ−（１−εs ′／εs ）ｘ｝ …(2) である。
【００４７】具体的にモニタ手段２２は、対向電極２
０，２１間で形成されるコンデンサ、各抵抗Ｒ1 、Ｒ2
及びコンデンサＣo によりブリッジ回路を構成し、この
ブリッジ回路に交流電源２３を接続したものとなってい
る。
０，２１間で形成されるコンデンサ、各抵抗Ｒ1 、Ｒ2
及びコンデンサＣo によりブリッジ回路を構成し、この
ブリッジ回路に交流電源２３を接続したものとなってい
る。
【００４８】従って、ブリッジ回路の対向するコーナに
接続された検出器２４に流れる電流の変化によって堆積
膜９の膜厚が測定できる。次に上記の如く構成された装
置の作用について説明する。
接続された検出器２４に流れる電流の変化によって堆積
膜９の膜厚が測定できる。次に上記の如く構成された装
置の作用について説明する。
【００４９】半導体デバイス等の微細な半導体デバイス
の作製を行う各種機能薄膜のＣＶＤ工程やガスを用いた
エッチング工程では、チャンバ１の内壁に堆積物９が付
着する。
の作製を行う各種機能薄膜のＣＶＤ工程やガスを用いた
エッチング工程では、チャンバ１の内壁に堆積物９が付
着する。
【００５０】これと共に一対の対向電極２０，２１間に
もチャンバ１の内壁と同様に堆積物９が付着する。この
ように各対向電極２０，２１間に堆積物９が付着しその
膜厚が変化すると、これら対向電極２０，２１間の静電
容量Ｃが変化する。
もチャンバ１の内壁と同様に堆積物９が付着する。この
ように各対向電極２０，２１間に堆積物９が付着しその
膜厚が変化すると、これら対向電極２０，２１間の静電
容量Ｃが変化する。
【００５１】そうすると、例えばブリッジ回路の平衡が
くずれ、対向するコーナに接続された検出器２４に電流
が流れるので、この電流の変化によって堆積膜９の膜厚
の変化が測定される。
くずれ、対向するコーナに接続された検出器２４に電流
が流れるので、この電流の変化によって堆積膜９の膜厚
の変化が測定される。
【００５２】これにより、チャンバ１の内壁への堆積物
９の堆積量が把握でき、チャンバ１の内壁のクリーニン
グ実施時期の適正化が図れる。このように上記第２の実
施の形態においては、チャンバ１内壁の近傍に対向配置
された一対の対向電極２０，２１を設置し、これら対向
電極２０，２１間の静電容量の変化を測定してチャンバ
１内壁に付着、堆積する堆積膜９の厚さ又はその変化を
モニタするので、チャンバ１を大気開放することなくチ
ャンバ１の内壁に付着、堆積した堆積物９の厚さ又はそ
の膜厚変化をモニタすることができ、この堆積物９の厚
さ又はその膜厚変化量からチャンバ１のクリーニングの
必要時期を決定でき、長い作業時間を必要とせず、装置
の稼働率を向上させることができる。
９の堆積量が把握でき、チャンバ１の内壁のクリーニン
グ実施時期の適正化が図れる。このように上記第２の実
施の形態においては、チャンバ１内壁の近傍に対向配置
された一対の対向電極２０，２１を設置し、これら対向
電極２０，２１間の静電容量の変化を測定してチャンバ
１内壁に付着、堆積する堆積膜９の厚さ又はその変化を
モニタするので、チャンバ１を大気開放することなくチ
ャンバ１の内壁に付着、堆積した堆積物９の厚さ又はそ
の膜厚変化をモニタすることができ、この堆積物９の厚
さ又はその膜厚変化量からチャンバ１のクリーニングの
必要時期を決定でき、長い作業時間を必要とせず、装置
の稼働率を向上させることができる。
【００５３】なお、本発明は、上記第１及び第２の実施
の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよ
い。本発明は、上記の如くチャンバ１の内壁に付着、堆
積する堆積物９と同じ膜を平行平板コンデンサの電極間
に挿入し、この平行平板コンデンサの静電容量が電極間
の誘電体、すなわち堆積物９の厚さに依存することを利
用したもので、従って、２つの電極は、チャンバ１の内
壁と同一材料、同一温度に揃えることが必要となってい
る。
の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよ
い。本発明は、上記の如くチャンバ１の内壁に付着、堆
積する堆積物９と同じ膜を平行平板コンデンサの電極間
に挿入し、この平行平板コンデンサの静電容量が電極間
の誘電体、すなわち堆積物９の厚さに依存することを利
用したもので、従って、２つの電極は、チャンバ１の内
壁と同一材料、同一温度に揃えることが必要となってい
る。
【００５４】例えば、チャンバ１の内壁が石英等の絶縁
体である場合、２つの電極を石英と金属からなる多層構
造にすれば、本発明の装置を適用することができる。
又、一対の対向電極２０，２１間の静電容量の測定方法
としては、上記ブリッジ回路に限るものでなく、その他
にＬＣ共振回路を用いて測定してもよい。
体である場合、２つの電極を石英と金属からなる多層構
造にすれば、本発明の装置を適用することができる。
又、一対の対向電極２０，２１間の静電容量の測定方法
としては、上記ブリッジ回路に限るものでなく、その他
にＬＣ共振回路を用いて測定してもよい。
【００５５】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、Ａ
ｌＯx を下地材料に対して十分大きな選択比でエッチン
グできる薄膜処理方法及びその装置を提供できる。又、
本発明によれば、大気開放せずにチャンバ内壁への堆積
量のクリーニング実施時期を適正化できる薄膜処理方法
及びその装置を提供できる。
ｌＯx を下地材料に対して十分大きな選択比でエッチン
グできる薄膜処理方法及びその装置を提供できる。又、
本発明によれば、大気開放せずにチャンバ内壁への堆積
量のクリーニング実施時期を適正化できる薄膜処理方法
及びその装置を提供できる。
【図１】本発明に係わる薄膜処理方法を適用した平行平
板型マグネトロンＲＩＥ装置の第１の実施の形態を示す
構成図。
板型マグネトロンＲＩＥ装置の第１の実施の形態を示す
構成図。
【図２】エッチング時間を変えたときのエッチング量を
プロットした結果を示す図。
プロットした結果を示す図。
【図３】本発明との比較例としてエッチング量とエッチ
ング時間との関係を示す図。
ング時間との関係を示す図。
【図４】本発明に係わる処理装置の第２の実施の形態を
示す構成図。
示す構成図。
【図５】対向電極間に堆積される堆積膜を示す模式図。
【図６】ＣＶＤ工程やエッチング工程でのチャンバ内壁
の堆積物を示す図。
の堆積物を示す図。
１：チャンバ、 ９：堆積膜、 １０：チャンバ、 １１：マグネット、 １２：基板電極部、 １３：試料、 １６：高周波電源（ＲＦ）、 １７；エッチング用のガス、 ２０，２１：対向電極、 ２２：モニタ手段。
Claims (5)
- 【請求項１】 エッチングガスの励起により生じた中性
活性種と反応性イオンを用いて酸化アルミニウム薄膜を
下地材料のアルミニウムに対して選択的にエッチングす
る薄膜処理方法において、 前記エッチングガスは、ＢＣｌ3 と飽和若しくは不飽和
炭化水素結合を有する少なくとも１種類のガスとを含む
ことを特徴とする薄膜処理方法。 - 【請求項２】 飽和若しくは不飽和炭化水素結合を有す
る前記ガスは、ＣＨ2 Ｃｌ2 ，ＣＨ3 Ｃｌ，ＣＨ4 ，Ｃ
2 Ｈ2 ，Ｃ2 Ｈ4 、ＣＨＣｌ3 であることを特徴とする
請求項１記載の薄膜処理方法。 - 【請求項３】 チャンバ内に供給されたエッチングガス
を励起し、この励起により生じた中性活性種と反応性イ
オンを用いて前記チャンバ内に配置された試料の酸化ア
ルミニウム薄膜を下地材料のアルミニウムに対して選択
的にエッチングする薄膜処理装置において、 前記エッチングガスとしてＢＣｌ3 と飽和若しくは不飽
和炭化水素結合を有する少なくとも１種類のガスとを含
むガスを用いることを特徴とする薄膜処理装置。 - 【請求項４】 チャンバ内壁の近傍に対向配置された一
対の電極を設置し、これら電極間の静電容量の変化を測
定して前記チャンバ内壁に付着、堆積する堆積膜の厚さ
又はその変化をモニタする薄膜処理方法。 - 【請求項５】 チャンバ内壁の近傍に設置された一対の
対向電極と、 これら対向電極間の静電容量の変化を測定して前記チャ
ンバ内壁に付着、堆積する堆積膜の厚さ又はその変化を
モニタするモニタ手段と、を具備したことを特徴とする
薄膜処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10283698A JPH11293481A (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 薄膜処理方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10283698A JPH11293481A (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 薄膜処理方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11293481A true JPH11293481A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=14338087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10283698A Pending JPH11293481A (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 薄膜処理方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11293481A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1422751A2 (en) * | 2002-11-20 | 2004-05-26 | Applied Materials, Inc. | Method of plasma etching high-K dielectric materials with high selectivity to underlying layers |
| JP2007073952A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-22 | Applied Materials Inc | 高誘電率材料をエッチングする方法 |
| US7240419B2 (en) | 2001-09-19 | 2007-07-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a magnetoresistance effect element |
| JP2007258239A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置、堆積物モニタ装置、及び堆積物モニタ方法 |
| KR100769876B1 (ko) | 2005-04-28 | 2007-10-24 | 샤프 가부시키가이샤 | 반도체장치의 제조방법 |
| KR100867123B1 (ko) * | 2007-04-03 | 2008-11-06 | 삼성전자주식회사 | 반도체소자의 식각방법 |
| JP2010169482A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 堆積物の検知方法及び堆積物検知器 |
| US8331062B2 (en) | 2006-09-28 | 2012-12-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element, magnetic head, magnetic recording/reproducing device and magnetic memory |
| JP2017528758A (ja) * | 2014-09-11 | 2017-09-28 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 放射源を監視するためのデバイス、放射源、放射源を監視する方法、デバイス製造方法 |
-
1998
- 1998-04-14 JP JP10283698A patent/JPH11293481A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7494724B2 (en) | 2001-09-19 | 2009-02-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element, its manufacturing method, magnetic reproducing element and magnetic memory |
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| US7217665B2 (en) | 2002-11-20 | 2007-05-15 | Applied Materials, Inc. | Method of plasma etching high-K dielectric materials with high selectivity to underlying layers |
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