JP3169759B2 - プラズマエッチング方法 - Google Patents
プラズマエッチング方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フッ素を含むガスプラ
ズマによりクリーニングを行い、クリーニング後、塩素
ガス（Ｃｌ2），臭化水素ガス（ＨＢｒ）の単独ガスあ
るいは混合ガスをエッチングガスとして用いてシリコ
ン、多結晶シリコン、シリサイドのエッチングを行うエ
ッチング装置に係り、特にクリーニング後のシリコン及
び下地膜である酸化膜（ＳｉＯ2）のエッチング速度の
変化を抑制しウエハ間の均一性を向上させるのに好適な
プラズマエッチング方法に関するものである。
ズマによりクリーニングを行い、クリーニング後、塩素
ガス（Ｃｌ2），臭化水素ガス（ＨＢｒ）の単独ガスあ
るいは混合ガスをエッチングガスとして用いてシリコ
ン、多結晶シリコン、シリサイドのエッチングを行うエ
ッチング装置に係り、特にクリーニング後のシリコン及
び下地膜である酸化膜（ＳｉＯ2）のエッチング速度の
変化を抑制しウエハ間の均一性を向上させるのに好適な
プラズマエッチング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、エッチングを含めたプラズマプロ
セスではウエハの粒子汚染を防止するためにクリーニン
グを行いクリーニング後の処理室内の残留物をなくすた
めにポストクリーニングを行っている。例えば、Ｓ
Ｆ6，ＮＦ3ガスをクリーニングに用いた場合にはＮ2，
Ａｒ，Ｈ2，Ｏ2ガスプラズマがポストクリーニングに用
いられている。
セスではウエハの粒子汚染を防止するためにクリーニン
グを行いクリーニング後の処理室内の残留物をなくすた
めにポストクリーニングを行っている。例えば、Ｓ
Ｆ6，ＮＦ3ガスをクリーニングに用いた場合にはＮ2，
Ａｒ，Ｈ2，Ｏ2ガスプラズマがポストクリーニングに用
いられている。
【０００３】なお、本技術に関連するものとして例え
ば、文献：平塚豊著，洗浄設計Ｐ４１−５３，１９９
２．Ｓｕｍｍｅｒが挙げられる。
ば、文献：平塚豊著，洗浄設計Ｐ４１−５３，１９９
２．Ｓｕｍｍｅｒが挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のエッチング方法
では、クリーニング後の処理室内の残留物のエッチング
特性に及ぼす影響について考慮がされておらず、クリー
ニング後処理枚数とともにシリコン及び下地膜の酸化膜
のエッチング速度が減少し、下地酸化膜の残膜が変動す
るという問題点があった。
では、クリーニング後の処理室内の残留物のエッチング
特性に及ぼす影響について考慮がされておらず、クリー
ニング後処理枚数とともにシリコン及び下地膜の酸化膜
のエッチング速度が減少し、下地酸化膜の残膜が変動す
るという問題点があった。
【０００５】本発明の目的は、クリーニング後のシリコ
ン及び酸化膜のエッチング速度の減少を抑制し、下地酸
化膜の残膜の変動を防止し、良好なウエハ間の均一性が
得られるエッチング方法を提供することにある。
ン及び酸化膜のエッチング速度の減少を抑制し、下地酸
化膜の残膜の変動を防止し、良好なウエハ間の均一性が
得られるエッチング方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、クリーニング後Ｃｌ2ガス，ＨＢｒガスのプラズマ
でシーズニングを行い、クリーニング後の処理室内の残
留物の影響を減少させようとしたものである。
に、クリーニング後Ｃｌ2ガス，ＨＢｒガスのプラズマ
でシーズニングを行い、クリーニング後の処理室内の残
留物の影響を減少させようとしたものである。
【０００７】
【作用】図４に、ＳＦ6ガスプラズマでクリーニングを
行った後、Ｃｌ2ガスプラズマでシリコンをエッチング
した場合におけるＳｉＦ（波長４４１ｎｍ）の発光スペ
クトルの処理枚数による変化を示す。シリコンとフッ素
の反応によって生成するＳｉＦの発光スペクトルの強度
は処理枚数とともに減少しほぼ一定となる。このことか
らフッ素を含むガスによるクリーニング後、処理室内に
はフッ素が残留していることが分かった。図５，図６
に、Ｃｌ2ガスにＳＦ6ガスを添加した場合のＳｉＦの発
光スペクトルとシリコン及び酸化膜のエッチング速度の
変化を示す。図５，図６に示すようにＳＦ6の添加量の
増加とともにシリコン及び酸化膜のエッチング速度は増
加する。また、ＳＦ6の添加量の増加とともにＳｉＦ
（波長４４１ｎｍ）の発光スペクトルの強度は増加す
る。このことから残留フッ素によりシリコン及び酸化膜
のエッチング速度は変動し、残留フッ素の減少とともに
シリコン及び酸化膜のエッチング速度が低下することを
見出した。したがって、クリーニングの後残留フッ素の
除去のためＨＢｒ，Ｃｌ2ガスプラズマでシーズニング
を行い、ＳｉＦの発光スペクトルの強度の時間変化が一
定値以下になった時点でシーズニングを終了しエッチン
グを開始することによりシリコン及び酸化膜のエッチン
グ速度の変動を抑制できる。
行った後、Ｃｌ2ガスプラズマでシリコンをエッチング
した場合におけるＳｉＦ（波長４４１ｎｍ）の発光スペ
クトルの処理枚数による変化を示す。シリコンとフッ素
の反応によって生成するＳｉＦの発光スペクトルの強度
は処理枚数とともに減少しほぼ一定となる。このことか
らフッ素を含むガスによるクリーニング後、処理室内に
はフッ素が残留していることが分かった。図５，図６
に、Ｃｌ2ガスにＳＦ6ガスを添加した場合のＳｉＦの発
光スペクトルとシリコン及び酸化膜のエッチング速度の
変化を示す。図５，図６に示すようにＳＦ6の添加量の
増加とともにシリコン及び酸化膜のエッチング速度は増
加する。また、ＳＦ6の添加量の増加とともにＳｉＦ
（波長４４１ｎｍ）の発光スペクトルの強度は増加す
る。このことから残留フッ素によりシリコン及び酸化膜
のエッチング速度は変動し、残留フッ素の減少とともに
シリコン及び酸化膜のエッチング速度が低下することを
見出した。したがって、クリーニングの後残留フッ素の
除去のためＨＢｒ，Ｃｌ2ガスプラズマでシーズニング
を行い、ＳｉＦの発光スペクトルの強度の時間変化が一
定値以下になった時点でシーズニングを終了しエッチン
グを開始することによりシリコン及び酸化膜のエッチン
グ速度の変動を抑制できる。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。図
１は、マイクロ波プラズマエッチング装置の概略図を示
したものである。マグネトロン１から発振したマイクロ
波は導波管２を伝播しマイクロ波導入窓３を介して処理
室４に導かれる。磁界発生用直流電源５からソレノイド
コイル６，７に供給される直流電流によって形成される
磁界とマイクロ波電界によってエッチングガス供給装置
８から供給されるクリーニングガス（ＳＦ6），シーズ
ニングガス（Ｃｌ2ガス）及びエッチングガス（Ｃｌ2ガ
ス）はプラズマ化される。ＳＦ6ガスプラズマにより処
理室４のクリーニングが行われる。Ｃｌ2ガスプラズマ
により処理室４のシーズニングが行われる。Ｃｌ2ガス
により載置電極９に載置されているウエハ１０がエッチ
ングされる。クリーニング、エッチング時の圧力は真空
排気装置１１によって制御される。また、ウエハに入射
するイオンのエネルギは載置電極９に高周波電源１２か
ら供給される高周波電力によって制御される。図２、図
３にシーズニングの有無によるシリコン及び酸化膜のエ
ッチング速度の変化の違いを示す。シーズニングはＣｌ
2ガスプラズマにより行い、ＳｉＦの発光スペクトルを
１０秒毎にモニタし時間ｔｎと時間ｔｎ‐1に測定した
スペクトルの発光強度比が１±０．００２になった時点
でシーズニングを停止した。クリーニング後にシーズニ
ングを行うことによりクリーニング時に生成されるフッ
素の残留の影響を抑制しエッチング速度の変動を防止で
きる。
１は、マイクロ波プラズマエッチング装置の概略図を示
したものである。マグネトロン１から発振したマイクロ
波は導波管２を伝播しマイクロ波導入窓３を介して処理
室４に導かれる。磁界発生用直流電源５からソレノイド
コイル６，７に供給される直流電流によって形成される
磁界とマイクロ波電界によってエッチングガス供給装置
８から供給されるクリーニングガス（ＳＦ6），シーズ
ニングガス（Ｃｌ2ガス）及びエッチングガス（Ｃｌ2ガ
ス）はプラズマ化される。ＳＦ6ガスプラズマにより処
理室４のクリーニングが行われる。Ｃｌ2ガスプラズマ
により処理室４のシーズニングが行われる。Ｃｌ2ガス
により載置電極９に載置されているウエハ１０がエッチ
ングされる。クリーニング、エッチング時の圧力は真空
排気装置１１によって制御される。また、ウエハに入射
するイオンのエネルギは載置電極９に高周波電源１２か
ら供給される高周波電力によって制御される。図２、図
３にシーズニングの有無によるシリコン及び酸化膜のエ
ッチング速度の変化の違いを示す。シーズニングはＣｌ
2ガスプラズマにより行い、ＳｉＦの発光スペクトルを
１０秒毎にモニタし時間ｔｎと時間ｔｎ‐1に測定した
スペクトルの発光強度比が１±０．００２になった時点
でシーズニングを停止した。クリーニング後にシーズニ
ングを行うことによりクリーニング時に生成されるフッ
素の残留の影響を抑制しエッチング速度の変動を防止で
きる。
【０００９】本発明によれば、クリーニング後の残留フ
ッ素の影響を抑制しシリコン及び酸化膜のエッチング速
度の変動を防止することができる。
ッ素の影響を抑制しシリコン及び酸化膜のエッチング速
度の変動を防止することができる。
【００１０】本実施例ではマイクロ波プラズマエッチン
グ装置についてその効果を説明したが、他の放電方式例
えばプラズマエッチング（ＰＥ）、ヘリコン、ＴＣＰに
おいても同様な効果が得られる。
グ装置についてその効果を説明したが、他の放電方式例
えばプラズマエッチング（ＰＥ）、ヘリコン、ＴＣＰに
おいても同様な効果が得られる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、クリーニング後の残留
フッ素の影響を抑制しシリコン及び酸化膜のエッチング
速度の変動を防止することができる。
フッ素の影響を抑制しシリコン及び酸化膜のエッチング
速度の変動を防止することができる。
【図１】本発明の一実施例のマイクロ波プラズマエッチ
ング装置の構成図である。
ング装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施例での効果を説明するためのＳ
ｉＯ2エッチング速度の処理枚数依存性示す説明図であ
る。
ｉＯ2エッチング速度の処理枚数依存性示す説明図であ
る。
【図３】本発明の一実施例での効果を説明するためのＳ
ｉエッチング速度の処理枚数依存性示す説明図である。
ｉエッチング速度の処理枚数依存性示す説明図である。
【図４】ＳｉＦ発光強度の処理枚数依存性示す説明図で
ある。
ある。
【図５】ＳｉＦ発光強度のＳＦ6添加量依存性を示す説
明図である。
明図である。
【図６】Ｓｉ及びＳｉＯ2エッチング速度のＳＦ6添加量
依存性を示す説明図である。
依存性を示す説明図である。
【符号の説明】 ２…マイクロ波導入窓、３…放電管、４…ソレノイドコ
イル、６…基板。
イル、６…基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西海 正治 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社 日立製作所 笠戸工場内 (56)参考文献 特開 平４−242927（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−247031（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−199708（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−87329（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 フッ素を含むガスプラズマによりクリーニ
ングを行い、クリーニング後、塩素ガス（Ｃｌ2），臭
化水素ガス（ＨＢｒ）の単独ガスあるいは混合ガスをエ
ッチングガスとして用いてシリコン、多結晶シリコン、
シリサイドのエッチングを行うエッチング装置におい
て、前記クリーニング後にＣｌ2ガス，ＨＢｒガスの単
独ガスあるいは混合ガスのプラズマで馴らし放電（シー
ズニングと称す）を行い、ＳｉＦの発光スペクトルをモ
ニターし発光スペクトルの強度の時間変化が一定値以下
になった時点でシーズニングを終了しエッチングを開始
することを特徴とするプラズマエッチング方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のプラズマエッチング方法に
おいて、フッ素を含むガスが六フッ化硫黄（ＳＦ6），
三フッ化窒素（ＮＦ3），二フッ化キセノン（ＸｅＦ
2），フッ素（Ｆ2），三フッ化塩素（ＣｌＦ3）の単独
ガスあるいは混合ガスであることを特徴とするプラズマ
エッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33495193A JP3169759B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | プラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33495193A JP3169759B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | プラズマエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201814A JPH07201814A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3169759B2 true JP3169759B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=18283066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33495193A Expired - Fee Related JP3169759B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | プラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3169759B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5647953A (en) * | 1995-12-22 | 1997-07-15 | Lam Research Corporation | Plasma cleaning method for removing residues in a plasma process chamber |
| JP3568749B2 (ja) * | 1996-12-17 | 2004-09-22 | 株式会社デンソー | 半導体のドライエッチング方法 |
| US5868853A (en) * | 1997-06-18 | 1999-02-09 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. | Integrated film etching/chamber cleaning process |
| US6808647B1 (en) * | 1999-07-12 | 2004-10-26 | Applied Materials Inc | Methodologies to reduce process sensitivity to the chamber condition |
| US6790374B1 (en) * | 1999-11-18 | 2004-09-14 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Plasma etch method for forming plasma etched silicon layer |
| JP4551991B2 (ja) * | 2000-06-27 | 2010-09-29 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | プラズマエッチング方法およびこれを用いて製造された半導体装置 |
| US6899785B2 (en) | 2001-11-05 | 2005-05-31 | International Business Machines Corporation | Method of stabilizing oxide etch and chamber performance using seasoning |
| US20040058359A1 (en) * | 2002-05-29 | 2004-03-25 | Lin Mei | Erbin as a negative regulator of Ras-Raf-Erk signaling |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33495193A patent/JP3169759B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07201814A (ja) | 1995-08-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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