JP3067576B2 - 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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- JP3067576B2 JP3067576B2 JP7058546A JP5854695A JP3067576B2 JP 3067576 B2 JP3067576 B2 JP 3067576B2 JP 7058546 A JP7058546 A JP 7058546A JP 5854695 A JP5854695 A JP 5854695A JP 3067576 B2 JP3067576 B2 JP 3067576B2
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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)の単独ガスあるいは塩素ガス(Cl2)と酸素ガス
(O2)の混合ガスをエッチングガスとして用いてシリコ
ン、多結晶シリコン及びシリサイドのエッチングを行う
プラズマエッチング装置において、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)の単独ガスあるいは塩素ガス(Cl2)と酸素ガス
(O2)の混合ガスをエッチングガスとして用いてシリコ
ン、多結晶シリコン及びシリサイドのエッチングを行う
プラズマエッチング装置において、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。SF6,NF3ガスをク
リーニングを用いた場合にはN2,Ar,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。なお、この種の技
術に関するものには、例えば文献：平塚豊著、洗浄設計
P41-53,1992.Summerが挙げられる。
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。SF6,NF3ガスをク
リーニングを用いた場合にはN2,Ar,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。なお、この種の技
術に関するものには、例えば文献：平塚豊著、洗浄設計
P41-53,1992.Summerが挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のエッチング装置
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。
【０００４】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
られるプラズマ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
られるプラズマエッチング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】上記目的は、クリーニン
グ後Cl2ガスとSiCl4ガスの混合ガスのプラズマでシーズ
ニングを行い、クリーニングの処理室内の残留物の影響
を減少させることにより、達成できる。
グ後Cl2ガスとSiCl4ガスの混合ガスのプラズマでシーズ
ニングを行い、クリーニングの処理室内の残留物の影響
を減少させることにより、達成できる。
【０００６】
【作用】図1は、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
わかった。次に図2、及び図3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2に示すようにSF6
の添加量の増加とともにSiFの発光スペクトルの強度は
増加する。また、図３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。このことから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い出し
た。したがって、クリーニング後残留フッ素の除去のた
めCl2とSiCl4の混合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。
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
わかった。次に図2、及び図3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2に示すようにSF6
の添加量の増加とともにSiFの発光スペクトルの強度は
増加する。また、図３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。このことから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い出し
た。したがって、クリーニング後残留フッ素の除去のた
めCl2とSiCl4の混合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。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図４により説明す
る。図4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。図４において、マグネトロン1
から発振したマイクロ波は導波管2を伝播しベルジャー3
を介して処理室4に導かれる。処理室4はベルジャー3、
載置電極5及びアース電極6によって構成されている。磁
界発生用直流電源7からソレノイドコイル8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9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,SiCl4)及びエッ
チングガス(塩素ガス(Cl2))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。C
l2とSiCl4の混合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。クリーニング及びシーズニング時には
載置電極5上には石英製の基板が載置されている。クリ
ーニング及びシーズニングの後、Cl2ガスプラズマによ
って載置電極5に載置されている基板10がエッチングさ
れる。クリーニング、シーズニング及びエッチング時の
圧力は真空排気装置11によって制御される。基板10に入
射するイオンのエネルギは載置電極5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5、及
び図6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
Cl2とSiCl4の混合ガスプラズマにより行い、SiFの発光
スペクトルを10秒毎にモニターし時間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。
る。図4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。図４において、マグネトロン1
から発振したマイクロ波は導波管2を伝播しベルジャー3
を介して処理室4に導かれる。処理室4はベルジャー3、
載置電極5及びアース電極6によって構成されている。磁
界発生用直流電源7からソレノイドコイル8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9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,SiCl4)及びエッ
チングガス(塩素ガス(Cl2))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。C
l2とSiCl4の混合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。クリーニング及びシーズニング時には
載置電極5上には石英製の基板が載置されている。クリ
ーニング及びシーズニングの後、Cl2ガスプラズマによ
って載置電極5に載置されている基板10がエッチングさ
れる。クリーニング、シーズニング及びエッチング時の
圧力は真空排気装置11によって制御される。基板10に入
射するイオンのエネルギは載置電極5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5、及
び図6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
Cl2とSiCl4の混合ガスプラズマにより行い、SiFの発光
スペクトルを10秒毎にモニターし時間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。
【０００８】本実施例によれば、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
速度を防止することができる。
【０００９】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、例えば誘導結合型放電方式、内部エネルギ供給放電
方式においても同様な効果が得られる。
ング装置についてその効果を説明したが、他の放電方
式、例えば誘導結合型放電方式、内部エネルギ供給放電
方式においても同様な効果が得られる。
【００１０】
【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
速度を防止することができる。
【図１】SiF発光強度の処理枚数依存性を示す説明図で
ある。
ある。
【図２】SiF発光強度のSF6添加量依存性を示す説明図で
ある。
ある。
【図３】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。
を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施例を示すマイクロ波プラズマエ
ッチング装置の構成図である。
ッチング装置の構成図である。
【図５】本発明の一実施例での効果を説明するためのSi
O2エッチング速度の処理枚数依存性を示す説明図であ
る。
O2エッチング速度の処理枚数依存性を示す説明図であ
る。
【図６】本発明の一実施例での効果を説明するためのSi
エッチング速度の処理枚数依存性を示す説明図である。
エッチング速度の処理枚数依存性を示す説明図である。
3…ベルジャー、6…アース電極、7…ソレノイドコイ
ル、9…基板。
ル、9…基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065
Claims (3)
- 【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)の単独ガス
あるいは塩素ガス(Cl2)と酸素ガス(O2)の混合ガスをエ
ッチングガスとして用い、ガス圧力20mTorr以下でシリ
コン、多結晶シリコン及びシリサイドのエッチングを行
うプラズマエッチング装置において、クリーニング後に
Cl2ガスとSiCl4ガスの混合ガスのプラズマで馴らし放電
（以下シーズニングと称す）を行った後エッチングを開
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に記載の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(XeF2)、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。 - 【請求項３】請求項１に記載の該クリーニング及び該シ
ーズニングにおいて、シリコン上に酸化膜(SiO2)を形成
した基板もしくは石英基板を用いて、該クリーニング及
び該シーズニングを連続して行う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 |
|---|---|---|---|
| JP7058546A JP3067576B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | プラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7058546A JP3067576B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | プラズマエッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08255786A JPH08255786A (ja) | 1996-10-01 |
| JP3067576B2 true JP3067576B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=13087460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7058546A Expired - Fee Related JP3067576B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | プラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3067576B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| KR100415441B1 (ko) * | 2002-04-24 | 2004-01-24 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 절연막 증착 방법 |
| US7316785B2 (en) * | 2004-06-30 | 2008-01-08 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for the optimization of etch resistance in a plasma processing system |
| JP5956933B2 (ja) * | 2013-01-15 | 2016-07-27 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP7058546A patent/JP3067576B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08255786A (ja) | 1996-10-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |