JP2002231699A - フロロカーボン系プラズマ生成用シリコン製電極の洗浄方法およびこれを利用した半導体装置の製造方法 - Google Patents
フロロカーボン系プラズマ生成用シリコン製電極の洗浄方法およびこれを利用した半導体装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】シリコン製電極からのパーティクルの発生を抑
制し、シリコン製電極を本来の寿命まで使用することを
可能にするフロロカーボン系プラズマを生成する装置の
シリコン製電極の洗浄方法の提供。 【解決手段】フロロカーボン系プラズマを生成する装置
の反応室内にフロロカーボン系ガスを供給するための複
数のガスノズル孔が形成されたプラズマ生成用シリコン
製電極を洗浄する方法であって、プラズマの生成によっ
て形成され、ガスノズル孔内壁に付着したフロロカーボ
ン系ポリマーを、シリコンに対してエッチング作用を有
する無機酸系洗浄液を用いて除去する。
制し、シリコン製電極を本来の寿命まで使用することを
可能にするフロロカーボン系プラズマを生成する装置の
シリコン製電極の洗浄方法の提供。 【解決手段】フロロカーボン系プラズマを生成する装置
の反応室内にフロロカーボン系ガスを供給するための複
数のガスノズル孔が形成されたプラズマ生成用シリコン
製電極を洗浄する方法であって、プラズマの生成によっ
て形成され、ガスノズル孔内壁に付着したフロロカーボ
ン系ポリマーを、シリコンに対してエッチング作用を有
する無機酸系洗浄液を用いて除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
製造工程に用いられる、ドライエッチング装置などのフ
ロロカーボン系プラズマ生成用のシリコン製電極の洗浄
方法およびこれを適用する半導体装置の製造方法に関す
るものである。
製造工程に用いられる、ドライエッチング装置などのフ
ロロカーボン系プラズマ生成用のシリコン製電極の洗浄
方法およびこれを適用する半導体装置の製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程で用いられるドラ
イエッチング技術では、平行平板の電極を配設した反応
室をもつプラズマドライエッチング装置が一般的に用い
られている。半導体ウェハに対向する電極の材料には、
シリコン、カーボン、シリコンカーバイド、アルミニウ
ム、アルマイト合金等が使用されており、反応ガスの種
類や被エッチング材料に応じて適宜選択されている。半
導体装置の絶縁材料として用いられるシリコン酸化膜の
ドライエッチングの場合は、フロロカーボン系プラズマ
が用いられる。このとき、半導体ウェハに対向する電極
にはシリコンあるいはカーボンが通常用いられる。なか
でも、シリコンはカーボンと比較して不純物濃度が低い
こと、酸素や一酸化炭素を含んだ反応性プラズマでもス
パッタ侵食レートが低く、長寿命であることなど、優れ
た特性を有している。例えば、使用開始後ドライエッチ
ング加工性能が劣化しはじめる時間を寿命として評価し
た場合、スパッタ侵食レートから算出される寿命は、カ
ーボンの場合の３倍程度となる。
イエッチング技術では、平行平板の電極を配設した反応
室をもつプラズマドライエッチング装置が一般的に用い
られている。半導体ウェハに対向する電極の材料には、
シリコン、カーボン、シリコンカーバイド、アルミニウ
ム、アルマイト合金等が使用されており、反応ガスの種
類や被エッチング材料に応じて適宜選択されている。半
導体装置の絶縁材料として用いられるシリコン酸化膜の
ドライエッチングの場合は、フロロカーボン系プラズマ
が用いられる。このとき、半導体ウェハに対向する電極
にはシリコンあるいはカーボンが通常用いられる。なか
でも、シリコンはカーボンと比較して不純物濃度が低い
こと、酸素や一酸化炭素を含んだ反応性プラズマでもス
パッタ侵食レートが低く、長寿命であることなど、優れ
た特性を有している。例えば、使用開始後ドライエッチ
ング加工性能が劣化しはじめる時間を寿命として評価し
た場合、スパッタ侵食レートから算出される寿命は、カ
ーボンの場合の３倍程度となる。
【０００３】図１に、シリコン酸化膜のドライエッチン
グ装置を示す。同図において、上部石英治具９に周囲を
囲まれた上部電極１および下部石英治具１０に周囲を囲
まれた下部電極４の間には高周波電源１１から高周波電
力スプリッタ１２を介して高周波が印加される。上部電
極１と下部電極４の間に高周波が印加された状態で、プ
ラズマ化させるガス、例えばフロロカーボン系のガスを
ガス導入口８から上部電極１を通って反応室７に導入す
ることにより、フロロカーボン系プラズマを生成させ
る。上部電極１は、上部電極基台２ａ、ガス分散板２
ｂ、冷却板２ｃおよびシリコン製電極３からなる。シリ
コン製電極３は例えば特開平８−２３６５０５号に記載
されたような方法で高純度シリコンインゴットを加工し
て製造される。半導体ウェハ６は、静電チャック５を用
いて下部電極４上にシリコン製電極３と対向するように
固着される。
グ装置を示す。同図において、上部石英治具９に周囲を
囲まれた上部電極１および下部石英治具１０に周囲を囲
まれた下部電極４の間には高周波電源１１から高周波電
力スプリッタ１２を介して高周波が印加される。上部電
極１と下部電極４の間に高周波が印加された状態で、プ
ラズマ化させるガス、例えばフロロカーボン系のガスを
ガス導入口８から上部電極１を通って反応室７に導入す
ることにより、フロロカーボン系プラズマを生成させ
る。上部電極１は、上部電極基台２ａ、ガス分散板２
ｂ、冷却板２ｃおよびシリコン製電極３からなる。シリ
コン製電極３は例えば特開平８−２３６５０５号に記載
されたような方法で高純度シリコンインゴットを加工し
て製造される。半導体ウェハ６は、静電チャック５を用
いて下部電極４上にシリコン製電極３と対向するように
固着される。
【０００４】上部電極基台２ａには反応性ガスが導入さ
れるガス導入口８が形成されており、ガス分散板２ｂ、
冷却板２ｃおよびシャワーヘッドとして兼用されるシリ
コン製電極３に形成されたガスノズル孔を通じて反応性
ガスが反応室７内に均一に導入される。このシリコン製
電極３の寸法は、ウェハ６のサイズに依存するが、例え
ば、８インチウェハの場合では、直径２８０ｍｍ、厚さ
５ｍｍのものが使用される。この場合、図２に示すよう
に、電極３には直径０．５ｍｍのガスノズル孔１３が６
４０個形成されている。
れるガス導入口８が形成されており、ガス分散板２ｂ、
冷却板２ｃおよびシャワーヘッドとして兼用されるシリ
コン製電極３に形成されたガスノズル孔を通じて反応性
ガスが反応室７内に均一に導入される。このシリコン製
電極３の寸法は、ウェハ６のサイズに依存するが、例え
ば、８インチウェハの場合では、直径２８０ｍｍ、厚さ
５ｍｍのものが使用される。この場合、図２に示すよう
に、電極３には直径０．５ｍｍのガスノズル孔１３が６
４０個形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】シリコン製電極は、上
述したように、長寿命等、優れた特性を有している。と
ころが、シリコン酸化膜用ドライエッチング装置にシリ
コン製電極を用いて実際にドライエッチングを行った場
合、高周波印加（放電）の累積時間が１５０時間程度に
達した時点でパーティクルが発生し、それ以上の使用が
不可能になるという問題があった。すなわち、シリコン
製電極は、スパッタ侵食レートから算出される寿命に到
達する以前に、パーティクルの発生によって実効的な寿
命が律速されてしまう。なお、この１５０時間は、カー
ボン電極の寿命と同程度である。
述したように、長寿命等、優れた特性を有している。と
ころが、シリコン酸化膜用ドライエッチング装置にシリ
コン製電極を用いて実際にドライエッチングを行った場
合、高周波印加（放電）の累積時間が１５０時間程度に
達した時点でパーティクルが発生し、それ以上の使用が
不可能になるという問題があった。すなわち、シリコン
製電極は、スパッタ侵食レートから算出される寿命に到
達する以前に、パーティクルの発生によって実効的な寿
命が律速されてしまう。なお、この１５０時間は、カー
ボン電極の寿命と同程度である。
【０００６】パーティクルの発生により寿命に至ったシ
リコン製電極のガスノズル孔の内壁には、厚さ３μｍ程
度のポリマー層が付着していることが確認される。この
ポリマー層をエネルギー分散Ｘ線分光（ＥＤＸ）法で分
析したところ、Ｓｉピークは観測されず、Ｃ、Ｆ、Ｏの
軽元素ピークのみが観測される。このポリマー層は、シ
リコン酸化膜ドライエッチング装置のエッチャントであ
るフロロカーボン系ガスがプラズマによって気相成長し
たものである。以下、本明細書において、これをＣＦｘ
ポリマーと表記する。
リコン製電極のガスノズル孔の内壁には、厚さ３μｍ程
度のポリマー層が付着していることが確認される。この
ポリマー層をエネルギー分散Ｘ線分光（ＥＤＸ）法で分
析したところ、Ｓｉピークは観測されず、Ｃ、Ｆ、Ｏの
軽元素ピークのみが観測される。このポリマー層は、シ
リコン酸化膜ドライエッチング装置のエッチャントであ
るフロロカーボン系ガスがプラズマによって気相成長し
たものである。以下、本明細書において、これをＣＦｘ
ポリマーと表記する。
【０００７】このＣＦｘポリマーは、通常、シリコン酸
化膜ドライエッチング装置の反応室（チャンバ）構成部
品の表面に形成される。プラズマに照射されるチャンバ
構成部品は、主として石英やアルマイトよりなるが、こ
れら表面に形成されるＣＦｘポリマーは、フッ素系有機
溶媒による膨潤特性を利用して洗浄し、除去することが
可能である。一方、上部電極（シリコン製電極）のガス
ノズル孔の内壁に形成されるＣＦｘポリマーは、下地が
シリコンであることにより、石英やアルマイトなどの表
面に形成されたＣＦｘポリマーとは構造的に異なること
が発明者による検討によって明らかになった。
化膜ドライエッチング装置の反応室（チャンバ）構成部
品の表面に形成される。プラズマに照射されるチャンバ
構成部品は、主として石英やアルマイトよりなるが、こ
れら表面に形成されるＣＦｘポリマーは、フッ素系有機
溶媒による膨潤特性を利用して洗浄し、除去することが
可能である。一方、上部電極（シリコン製電極）のガス
ノズル孔の内壁に形成されるＣＦｘポリマーは、下地が
シリコンであることにより、石英やアルマイトなどの表
面に形成されたＣＦｘポリマーとは構造的に異なること
が発明者による検討によって明らかになった。
【０００８】すなわち、ガスノズル孔の内壁のＣＦｘポ
リマー層は、成長速度が０．１〜０．２ｎｍ／ｍｉｎ程
度で、石英表面に形成されるＣＦｘポリマーの成長速度
の１％以下と極めて小さい。また、反応生成物の蓄積に
よって形成された石英やアルマイトなどの表面に形成さ
れたＣＦｘポリマーとは構造的に異なり、下地シリコン
とＣＦｘポリマーが化学的に反応して形成された中間層
を介して下地シリコン表面に強固に付着したポリマー層
となっている。そのため、石英やアルマイトなどに付着
したＣＦｘポリマーと異なり、フッ素系有機溶媒では洗
浄除去できないという問題があった。
リマー層は、成長速度が０．１〜０．２ｎｍ／ｍｉｎ程
度で、石英表面に形成されるＣＦｘポリマーの成長速度
の１％以下と極めて小さい。また、反応生成物の蓄積に
よって形成された石英やアルマイトなどの表面に形成さ
れたＣＦｘポリマーとは構造的に異なり、下地シリコン
とＣＦｘポリマーが化学的に反応して形成された中間層
を介して下地シリコン表面に強固に付着したポリマー層
となっている。そのため、石英やアルマイトなどに付着
したＣＦｘポリマーと異なり、フッ素系有機溶媒では洗
浄除去できないという問題があった。
【０００９】上記のフッ素系有機溶媒のような洗浄液を
用いた薬液洗浄以外で、反応室内に蓄積されたポリマー
層を除去する方法としては、クリーニングガスを用いた
ドライクリーニング法が知られている。しかし、この方
法の場合、プラズマが効率的に照射される部分に対する
クリーニング効果は高いものの、プラズマ照射量の少な
いガスノズル孔の内壁部に対する洗浄効果は低い。その
ためクリーニング時間が長時間に及び、スループット、
コストの面で採算が合わず、結局シリコン製電極を短時
間で交換せざるを得ないという問題があった。
用いた薬液洗浄以外で、反応室内に蓄積されたポリマー
層を除去する方法としては、クリーニングガスを用いた
ドライクリーニング法が知られている。しかし、この方
法の場合、プラズマが効率的に照射される部分に対する
クリーニング効果は高いものの、プラズマ照射量の少な
いガスノズル孔の内壁部に対する洗浄効果は低い。その
ためクリーニング時間が長時間に及び、スループット、
コストの面で採算が合わず、結局シリコン製電極を短時
間で交換せざるを得ないという問題があった。
【００１０】本発明は、上記の問題点を鑑み、シリコン
製電極からのパーティクルの発生を抑制し、シリコン製
電極をスパッタ侵食レートから算出される本来の寿命ま
で使用することを可能にする、フロロカーボン系プラズ
マを生成する装置のプラズマ生成用シリコン製電極の洗
浄方法を提供することを第１の課題とするものである。
また、本発明は、本発明のシリコン製電極の洗浄方法を
適用することにより、製造加工される半導体ウェハへの
パーティクルの落下が防止され、それにより製造される
半導体装置の歩留まり低下が抑制される半導体装置の製
造方法を提供することを第２の課題とするものである。
製電極からのパーティクルの発生を抑制し、シリコン製
電極をスパッタ侵食レートから算出される本来の寿命ま
で使用することを可能にする、フロロカーボン系プラズ
マを生成する装置のプラズマ生成用シリコン製電極の洗
浄方法を提供することを第１の課題とするものである。
また、本発明は、本発明のシリコン製電極の洗浄方法を
適用することにより、製造加工される半導体ウェハへの
パーティクルの落下が防止され、それにより製造される
半導体装置の歩留まり低下が抑制される半導体装置の製
造方法を提供することを第２の課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記第１の課題を解決す
るために、本発明の第１の態様は、フロロカーボン系プ
ラズマを生成する装置の反応室内にフロロカーボン系ガ
スを供給するための複数のガスノズル孔が形成されたプ
ラズマ生成用シリコン製電極を洗浄する方法であって、
前記プラズマの生成によって形成され、前記ガスノズル
孔内壁に付着したフロロカーボン系ポリマーを、シリコ
ンに対してエッチング作用を有する洗浄液を用いて除去
することを特徴とするシリコン製電極の洗浄方法を提供
するものである。
るために、本発明の第１の態様は、フロロカーボン系プ
ラズマを生成する装置の反応室内にフロロカーボン系ガ
スを供給するための複数のガスノズル孔が形成されたプ
ラズマ生成用シリコン製電極を洗浄する方法であって、
前記プラズマの生成によって形成され、前記ガスノズル
孔内壁に付着したフロロカーボン系ポリマーを、シリコ
ンに対してエッチング作用を有する洗浄液を用いて除去
することを特徴とするシリコン製電極の洗浄方法を提供
するものである。
【００１２】ここで、前記洗浄液のシリコンに対するエ
ッチング速度は、１００ｎｍ／ｍｉｎ以下であるのが好
ましい。また、洗浄液は無機酸系洗浄液であるのが好ま
しい。
ッチング速度は、１００ｎｍ／ｍｉｎ以下であるのが好
ましい。また、洗浄液は無機酸系洗浄液であるのが好ま
しい。
【００１３】また、前記洗浄液は、バッファードフッ酸
を含むのが好ましい。また、前記洗浄液は界面活性剤を
含むのが好ましい。
を含むのが好ましい。また、前記洗浄液は界面活性剤を
含むのが好ましい。
【００１４】また、前記ガスノズル孔内壁に付着したフ
ロロカーボン系ポリマーの除去は、前記シリコン製電極
を前記洗浄液に浸漬することにより行うのが好ましい。
また、上記洗浄液への浸漬によるシリコン製電極の洗浄
において、超音波を印加するのが好ましい。
ロロカーボン系ポリマーの除去は、前記シリコン製電極
を前記洗浄液に浸漬することにより行うのが好ましい。
また、上記洗浄液への浸漬によるシリコン製電極の洗浄
において、超音波を印加するのが好ましい。
【００１５】また、前記シリコン製電極の洗浄方法にお
いて、さらに物理洗浄を行うのが好ましい。ここで前記
物理洗浄が、ドライアイス洗浄であるのが好ましい。
いて、さらに物理洗浄を行うのが好ましい。ここで前記
物理洗浄が、ドライアイス洗浄であるのが好ましい。
【００１６】また、前記ガスノズル孔は、前記シリコン
製電極の２つの対向する面にわたって直線的に開口さ
れ、前記物理洗浄は前記対向する面の一方の面側から行
われ、前記洗浄液による洗浄は前記対向する面の両方の
面側から行われるのが好ましい。
製電極の２つの対向する面にわたって直線的に開口さ
れ、前記物理洗浄は前記対向する面の一方の面側から行
われ、前記洗浄液による洗浄は前記対向する面の両方の
面側から行われるのが好ましい。
【００１７】また、上記第２の課題を達成するために、
本発明の第２の態様は、フロロカーボン系プラズマドラ
イエッチング装置を用いて半導体装置を製造するに際
し、前記プラズマドライエッチング装置の反応室内にフ
ロロカーボン系ガスを供給するための複数のガスノズル
孔が形成されたプラズマ生成用シリコン製電極を、本発
明のシリコン製電極の洗浄方法を用いて洗浄して繰り返
し使用して前記フロロカーボン系ガスのプラズマを生成
し、生成したプラズマを用いて半導体ウェハのドライエ
ッチングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法
を提供する。
本発明の第２の態様は、フロロカーボン系プラズマドラ
イエッチング装置を用いて半導体装置を製造するに際
し、前記プラズマドライエッチング装置の反応室内にフ
ロロカーボン系ガスを供給するための複数のガスノズル
孔が形成されたプラズマ生成用シリコン製電極を、本発
明のシリコン製電極の洗浄方法を用いて洗浄して繰り返
し使用して前記フロロカーボン系ガスのプラズマを生成
し、生成したプラズマを用いて半導体ウェハのドライエ
ッチングを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法
を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明のシリコン製電極の洗浄方法では、フロロ
カーボン系プラズマを生成する装置の反応室内にフロロ
カーボン系ガスを供給するためにシリコン製電極に形成
されたガスノズル孔の内壁に、プラズマ生成によって形
成され、蓄積したＣＦｘポリマーを除去するために、シ
リコン製電極をシリコンに対してエッチング作用をもつ
洗浄液を用いて、好ましくは洗浄液に浸漬して洗浄す
る。
する。本発明のシリコン製電極の洗浄方法では、フロロ
カーボン系プラズマを生成する装置の反応室内にフロロ
カーボン系ガスを供給するためにシリコン製電極に形成
されたガスノズル孔の内壁に、プラズマ生成によって形
成され、蓄積したＣＦｘポリマーを除去するために、シ
リコン製電極をシリコンに対してエッチング作用をもつ
洗浄液を用いて、好ましくは洗浄液に浸漬して洗浄す
る。
【００１９】本発明において、洗浄液は、シリコンに対
してエッチング作用を有するものであれば、いずれであ
ってもよいが、シリコンに対するエッチング速度（エッ
チレート）が１００ｎｍ／ｍｉｎ以下である洗浄液が好
ましい。このエッチング速度が１００ｎｍ／ｍｉｎ超で
あると、本発明が目的とするシリコン製電極のガスノズ
ル孔の内壁に付着したＣＦｘポリマーの除去には、エッ
チング速度が大きすぎ、下地シリコンが侵食され、ガス
ノズルの孔径が拡大してしまうという問題が生じるので
好ましくない。本発明において、洗浄液は、より好まし
くは、シリコンに対するエッチング速度が０．１ｎｍ／
ｍｉｎ〜１０ｎｍ／ｍｉｎの洗浄液である。このエッチ
ング速度が、０．１ｎｍ／ｍｉｎ未満でも、ポリマーの
除去は可能であるが、エッチング速度が低いため、ポリ
マーを適切に除去するのに長時間を要する。
してエッチング作用を有するものであれば、いずれであ
ってもよいが、シリコンに対するエッチング速度（エッ
チレート）が１００ｎｍ／ｍｉｎ以下である洗浄液が好
ましい。このエッチング速度が１００ｎｍ／ｍｉｎ超で
あると、本発明が目的とするシリコン製電極のガスノズ
ル孔の内壁に付着したＣＦｘポリマーの除去には、エッ
チング速度が大きすぎ、下地シリコンが侵食され、ガス
ノズルの孔径が拡大してしまうという問題が生じるので
好ましくない。本発明において、洗浄液は、より好まし
くは、シリコンに対するエッチング速度が０．１ｎｍ／
ｍｉｎ〜１０ｎｍ／ｍｉｎの洗浄液である。このエッチ
ング速度が、０．１ｎｍ／ｍｉｎ未満でも、ポリマーの
除去は可能であるが、エッチング速度が低いため、ポリ
マーを適切に除去するのに長時間を要する。
【００２０】シリコンに対するエッチング速度が、上述
した範囲である洗浄液としては、バッファードフッ酸、
または、フッ酸・硝酸混合溶液が好ましく、バッファー
ドフッ酸が、特に好ましい。これらの無機酸系の洗浄液
は、石英やアルマイトの構成部品洗浄に使用されるフッ
素系有機溶媒とは異なり、ＣＦｘポリマーに対する膨潤
効果を持たない。しかし、シリコンに対するエッチング
作用を有することにより、ＣＦｘポリマーが付着した下
地のシリコンをエッチングし、ＣＦｘポリマーを剥離さ
せる作用（リフトオフ作用）によって、シリコン製電極
上に蓄積したＣＦｘポリマーを除去することが可能であ
る。また、シリコンに対して適切なエッチング速度を有
し、リフトオフ作用によってＣＦｘポリマーを除去可能
な洗浄液であれば、これらに限らず、使用することがで
きる。
した範囲である洗浄液としては、バッファードフッ酸、
または、フッ酸・硝酸混合溶液が好ましく、バッファー
ドフッ酸が、特に好ましい。これらの無機酸系の洗浄液
は、石英やアルマイトの構成部品洗浄に使用されるフッ
素系有機溶媒とは異なり、ＣＦｘポリマーに対する膨潤
効果を持たない。しかし、シリコンに対するエッチング
作用を有することにより、ＣＦｘポリマーが付着した下
地のシリコンをエッチングし、ＣＦｘポリマーを剥離さ
せる作用（リフトオフ作用）によって、シリコン製電極
上に蓄積したＣＦｘポリマーを除去することが可能であ
る。また、シリコンに対して適切なエッチング速度を有
し、リフトオフ作用によってＣＦｘポリマーを除去可能
な洗浄液であれば、これらに限らず、使用することがで
きる。
【００２１】本発明のシリコン製の電極の洗浄方法は、
シリコン製電極の複数、すなわち多数のガスノズル孔の
内壁に付着したＣＦｘポリマーを除去できれば、いずれ
であってもよいが、好ましくはシリコン製電極を洗浄液
に浸漬することにより行う。洗浄方法が洗浄液への浸漬
である場合、洗浄液への浸漬時間は、電極へのＣＦｘポ
リマーの付着の程度、および使用する洗浄液のエッチン
グ速度に応じて適宜選択する。例えば、洗浄液がバッフ
ァードフッ酸（フッ化水素６ｗｔ．％，フッ化アンモニ
ウム３０ｗｔ．％）の場合、前記エッチング速度が１ｎ
ｍ／ｍｉｎ程度であるので、高周波印加の累積時間が１
５０時間で、パーティクルの発生が認められるシリコン
製電極を洗浄する場合、７５時間以上浸漬することが好
ましい。
シリコン製電極の複数、すなわち多数のガスノズル孔の
内壁に付着したＣＦｘポリマーを除去できれば、いずれ
であってもよいが、好ましくはシリコン製電極を洗浄液
に浸漬することにより行う。洗浄方法が洗浄液への浸漬
である場合、洗浄液への浸漬時間は、電極へのＣＦｘポ
リマーの付着の程度、および使用する洗浄液のエッチン
グ速度に応じて適宜選択する。例えば、洗浄液がバッフ
ァードフッ酸（フッ化水素６ｗｔ．％，フッ化アンモニ
ウム３０ｗｔ．％）の場合、前記エッチング速度が１ｎ
ｍ／ｍｉｎ程度であるので、高周波印加の累積時間が１
５０時間で、パーティクルの発生が認められるシリコン
製電極を洗浄する場合、７５時間以上浸漬することが好
ましい。
【００２２】本発明の洗浄方法において、洗浄液には界
面活性剤を含めてもよい。本発明のシリコン製電極の洗
浄方法において、シリコン製電極に対して洗浄効果が高
いバッファードフッ酸およびフッ酸・硝酸混合溶液を用
いてシリコン製電極を洗浄した場合、ガスノズル孔内壁
にマイクロラフネスの発生が認められる場合がある。バ
ッファードフッ酸の場合を例にとると、Ｒmax １５μｍ
程度のマイクロラフネスがガスノズル内壁に発生するこ
とがある。この程度のマイクロラフネスの発生がシリコ
ン製電極の使用に悪影響を与えることはないと考えられ
る。しかしながら、洗浄の繰り返しにより、マイクロラ
フネスが進行する恐れがあることから、実施可能な洗浄
回数が制限される可能性がある。洗浄液への界面活性剤
の添加は、マイクロラフネスの発生を低減する効果を有
する。
面活性剤を含めてもよい。本発明のシリコン製電極の洗
浄方法において、シリコン製電極に対して洗浄効果が高
いバッファードフッ酸およびフッ酸・硝酸混合溶液を用
いてシリコン製電極を洗浄した場合、ガスノズル孔内壁
にマイクロラフネスの発生が認められる場合がある。バ
ッファードフッ酸の場合を例にとると、Ｒmax １５μｍ
程度のマイクロラフネスがガスノズル内壁に発生するこ
とがある。この程度のマイクロラフネスの発生がシリコ
ン製電極の使用に悪影響を与えることはないと考えられ
る。しかしながら、洗浄の繰り返しにより、マイクロラ
フネスが進行する恐れがあることから、実施可能な洗浄
回数が制限される可能性がある。洗浄液への界面活性剤
の添加は、マイクロラフネスの発生を低減する効果を有
する。
【００２３】本発明の洗浄方法において、添加する界面
活性剤は、特に限定されず、陰イオン界面活性剤、陽イ
オン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性
剤のいずれであってもよく、界面活性効果のあるものを
適宜選択すればよい。また、カルボン酸などの陽イオン
界面活性剤にアミン塩などの陰イオン界面活性剤を組み
合わせるなど、これらの界面活性剤を複数組み合わせ、
混合して使用してもよい。添加量も界面活性剤の種類に
応じて適宜選択してよい。例えば、界面活性剤がカルボ
ン酸塩の場合、１００〜５００ｐｐｍ添加すればよい。
また、バッファードフッ酸等の無機酸系洗浄液にカルボ
ン酸塩等の有機系の界面活性剤を添加した場合であって
も、添加濃度が低く、洗浄作用が主として無機酸によっ
てもたらされる場合には、無機酸系洗浄液であるとみな
せる。
活性剤は、特に限定されず、陰イオン界面活性剤、陽イ
オン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性
剤のいずれであってもよく、界面活性効果のあるものを
適宜選択すればよい。また、カルボン酸などの陽イオン
界面活性剤にアミン塩などの陰イオン界面活性剤を組み
合わせるなど、これらの界面活性剤を複数組み合わせ、
混合して使用してもよい。添加量も界面活性剤の種類に
応じて適宜選択してよい。例えば、界面活性剤がカルボ
ン酸塩の場合、１００〜５００ｐｐｍ添加すればよい。
また、バッファードフッ酸等の無機酸系洗浄液にカルボ
ン酸塩等の有機系の界面活性剤を添加した場合であって
も、添加濃度が低く、洗浄作用が主として無機酸によっ
てもたらされる場合には、無機酸系洗浄液であるとみな
せる。
【００２４】本発明の洗浄方法において、シリコン製電
極を洗浄液に浸漬するのが好ましいが、この場合、シリ
コン製電極を洗浄液に浸漬している時に超音波を印加す
るのがよい。洗浄液にバッファードフッ酸またはフッ酸
・硝酸混合溶液を用いてシリコン製電極を浸漬した場
合、洗浄液の反応により水素ガスが発生する。シリコン
製電極の表面に形成されたガスノズルの孔径は０．５ｍ
ｍ程度と狭小であり、ガスノズル内で水素ガスが発生し
た場合、ガスノズル内部に滞留しやすい構造となってい
る。そして、発生した水素ガスが、ガスノズル内壁に付
着した場合、マイクロラフネスの発生につながる場合も
ある。このため、シリコン製電極を洗浄液に浸漬してい
る時に、超音波を印加することは、ガスノズル孔の内壁
に付着した水素を効果的に除去し、マイクロラフネスの
発生を抑制する効果を生じる。
極を洗浄液に浸漬するのが好ましいが、この場合、シリ
コン製電極を洗浄液に浸漬している時に超音波を印加す
るのがよい。洗浄液にバッファードフッ酸またはフッ酸
・硝酸混合溶液を用いてシリコン製電極を浸漬した場
合、洗浄液の反応により水素ガスが発生する。シリコン
製電極の表面に形成されたガスノズルの孔径は０．５ｍ
ｍ程度と狭小であり、ガスノズル内で水素ガスが発生し
た場合、ガスノズル内部に滞留しやすい構造となってい
る。そして、発生した水素ガスが、ガスノズル内壁に付
着した場合、マイクロラフネスの発生につながる場合も
ある。このため、シリコン製電極を洗浄液に浸漬してい
る時に、超音波を印加することは、ガスノズル孔の内壁
に付着した水素を効果的に除去し、マイクロラフネスの
発生を抑制する効果を生じる。
【００２５】本発明の洗浄方法において、超音波を印加
する方法は、いずれであってもよいが、例えば図３に示
す洗浄装置を用いることにより、洗浄液への浸漬中に超
音波を印加することができる。図３に示す洗浄装置にお
いて、浸漬槽１４内に基台１５が設けられておりシリコ
ン製電極３を３枚まで同時に浸漬することができる。浸
漬槽１４の下部には超音波を印加するための超音波発生
器１６が設置されている。また、洗浄装置には洗浄液を
循環させるための循環ポンプ１９を備えており、浸漬槽
１４中の洗浄液はドレン１８、循環ポンプ１９、フィル
タ２０を介して循環される。洗浄液の循環は、液の遥動
を目的とするものである。洗浄液の遥動は他の方法で実
施してもよく、例えば、電極の振動、さらには装置自体
の振動によって実施してもよい。また、超音波が定在波
を形成することによって生じる影響を防止するため、基
台１５の位置を浸漬槽１４内で適宜上下に移動する可変
スペーサ１７が設けられている。なお、超音波の周波数
は、例えば９００ｋＨｚとすることができる。また基台
１５の可動スペーサ１７による上下移動量は、１段当た
り、例えば５ｍｍとすることができる。なお、ここに示
した超音波周波数と基台の振幅量は、表記のものに限定
する必要はなく、超音波の周波数に依存して発生する定
在波の間隔によって適宜調節すれば良い。
する方法は、いずれであってもよいが、例えば図３に示
す洗浄装置を用いることにより、洗浄液への浸漬中に超
音波を印加することができる。図３に示す洗浄装置にお
いて、浸漬槽１４内に基台１５が設けられておりシリコ
ン製電極３を３枚まで同時に浸漬することができる。浸
漬槽１４の下部には超音波を印加するための超音波発生
器１６が設置されている。また、洗浄装置には洗浄液を
循環させるための循環ポンプ１９を備えており、浸漬槽
１４中の洗浄液はドレン１８、循環ポンプ１９、フィル
タ２０を介して循環される。洗浄液の循環は、液の遥動
を目的とするものである。洗浄液の遥動は他の方法で実
施してもよく、例えば、電極の振動、さらには装置自体
の振動によって実施してもよい。また、超音波が定在波
を形成することによって生じる影響を防止するため、基
台１５の位置を浸漬槽１４内で適宜上下に移動する可変
スペーサ１７が設けられている。なお、超音波の周波数
は、例えば９００ｋＨｚとすることができる。また基台
１５の可動スペーサ１７による上下移動量は、１段当た
り、例えば５ｍｍとすることができる。なお、ここに示
した超音波周波数と基台の振幅量は、表記のものに限定
する必要はなく、超音波の周波数に依存して発生する定
在波の間隔によって適宜調節すれば良い。
【００２６】本発明の洗浄方法において、洗浄液への浸
漬に加えて、物理洗浄を併用してもよい。例えば、洗浄
液への浸漬の前に予め物理洗浄を行うことにより、比較
的除去しやすいポリマー膜を除去することができ、洗浄
液への浸漬時間を短縮することができる。また、物理洗
浄の併用によって、浸漬時間が短縮されることにより、
ガスノズル孔内壁でのマイクロラフネスの発生を防止、
もしくは抑制することができる。
漬に加えて、物理洗浄を併用してもよい。例えば、洗浄
液への浸漬の前に予め物理洗浄を行うことにより、比較
的除去しやすいポリマー膜を除去することができ、洗浄
液への浸漬時間を短縮することができる。また、物理洗
浄の併用によって、浸漬時間が短縮されることにより、
ガスノズル孔内壁でのマイクロラフネスの発生を防止、
もしくは抑制することができる。
【００２７】物理洗浄を用いる場合、洗浄方法はいずれ
であってもよい。しかし、サンドブラストやドライホー
ニングのように硬い粒子を吹き付ける方法を用いる場合
には、シリコン表面を傷つけないように注意を要する。
本発明の洗浄方法において、物理洗浄は、好ましくはド
ライアイスペレットを用いるドライアイス洗浄である。
ドライアイス洗浄は、ＣＦｘポリマー除去効果に優れて
おり、また、シリコン表面に損傷を生じさせることもな
い。なお、物理洗浄は前記洗浄液への浸漬の前後いずれ
の段階で実施してもよく、洗浄液への浸漬前後の両方に
実施してもよい。好ましくは前記洗浄液への浸漬の前に
実施するのが良い。
であってもよい。しかし、サンドブラストやドライホー
ニングのように硬い粒子を吹き付ける方法を用いる場合
には、シリコン表面を傷つけないように注意を要する。
本発明の洗浄方法において、物理洗浄は、好ましくはド
ライアイスペレットを用いるドライアイス洗浄である。
ドライアイス洗浄は、ＣＦｘポリマー除去効果に優れて
おり、また、シリコン表面に損傷を生じさせることもな
い。なお、物理洗浄は前記洗浄液への浸漬の前後いずれ
の段階で実施してもよく、洗浄液への浸漬前後の両方に
実施してもよい。好ましくは前記洗浄液への浸漬の前に
実施するのが良い。
【００２８】例えば、シリコン製電極３のガスノズル孔
１３は、一般的に図４（Ａ）に示すように、２つの対向
する面にわたって直線的に開口され、この２つの対向す
る面の一方の面はスパッタ侵食されて漏斗状に拡径して
いる。このガスノズル孔１３においては、図４（Ｂ）で
示すように、直線的な開口部分にポリマーが付着し、ポ
リマー付着部位１３ａを形成する。このようなガスノズ
ル孔１３の場合には、物理洗浄は、２つの対向する面の
内、漏斗状に開口している側から行うのが効果的であ
る。なお、洗浄液による洗浄を浸漬によって行う場合、
ガスノズル孔１３の２つの対向する面の両側から行われ
る。
１３は、一般的に図４（Ａ）に示すように、２つの対向
する面にわたって直線的に開口され、この２つの対向す
る面の一方の面はスパッタ侵食されて漏斗状に拡径して
いる。このガスノズル孔１３においては、図４（Ｂ）で
示すように、直線的な開口部分にポリマーが付着し、ポ
リマー付着部位１３ａを形成する。このようなガスノズ
ル孔１３の場合には、物理洗浄は、２つの対向する面の
内、漏斗状に開口している側から行うのが効果的であ
る。なお、洗浄液による洗浄を浸漬によって行う場合、
ガスノズル孔１３の２つの対向する面の両側から行われ
る。
【００２９】本発明の洗浄方法では、ＣＦｘポリマーの
除去（リフトオフ）効果をガスノズル孔内壁にマイクロ
ラフネスが発生しない程度に増進するために、バッファ
ードフッ酸混合薬液中に過酸化水素などの酸化剤を添加
してもよい。
除去（リフトオフ）効果をガスノズル孔内壁にマイクロ
ラフネスが発生しない程度に増進するために、バッファ
ードフッ酸混合薬液中に過酸化水素などの酸化剤を添加
してもよい。
【００３０】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板のドライエッチング工程に用いるフロロカーボン系
プラズマドライエッチング装置のプラズマ生成用のシリ
コン製電極を、本発明のシリコン製電極の洗浄方法を用
いて洗浄して、繰り返し使用する。本発明の半導体装置
の製造方法に用いるフロロカーボン系プラズマドライエ
ッチング装置は、シリコン基板上に形成されたシリコン
酸化膜のドライエッチングに使用されるものであり、例
えば、図１に示す装置が例示される。ただし、装置はこ
れに限定されるものではない。また、高周波（ＲＦ）印
加方式は、アノードカップリング方式、カソードカップ
リング方式およびスプリット方式のいずれであってもよ
い。
基板のドライエッチング工程に用いるフロロカーボン系
プラズマドライエッチング装置のプラズマ生成用のシリ
コン製電極を、本発明のシリコン製電極の洗浄方法を用
いて洗浄して、繰り返し使用する。本発明の半導体装置
の製造方法に用いるフロロカーボン系プラズマドライエ
ッチング装置は、シリコン基板上に形成されたシリコン
酸化膜のドライエッチングに使用されるものであり、例
えば、図１に示す装置が例示される。ただし、装置はこ
れに限定されるものではない。また、高周波（ＲＦ）印
加方式は、アノードカップリング方式、カソードカップ
リング方式およびスプリット方式のいずれであってもよ
い。
【００３１】本発明の半導体装置の製造方法において、
シリコン製電極の洗浄を行う時期は適宜選択してよい。
例えば、高周波印加の累積時間が、およそ１５０時間に
達した時点でパーティクルが発生する場合が多いことか
ら、この時間を基準に洗浄を行ってもよい。
シリコン製電極の洗浄を行う時期は適宜選択してよい。
例えば、高周波印加の累積時間が、およそ１５０時間に
達した時点でパーティクルが発生する場合が多いことか
ら、この時間を基準に洗浄を行ってもよい。
【００３２】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 実施例１：洗浄液の洗浄効果の評価 高周波印加の累積時間が１５０時間で、ＣＦｘポリマー
のパーティクルが発生しているシリコン製電極から切り
出した実験サンプルを用いて、種々の洗浄液への浸漬に
よる洗浄効果を評価した。本実施例では、各洗浄液にサ
ンプルを浸漬した後、１０分間の超音波純水洗浄、１０
分間の超音波イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）洗浄を
経た上でサンプルを切断し、断面走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）によりＣＦｘポリマーの除去効果を確認した。な
お、全ての実験サンプルは、共通のシリコン製電極から
切り出したものを用いた。結果を表１に示す。
のパーティクルが発生しているシリコン製電極から切り
出した実験サンプルを用いて、種々の洗浄液への浸漬に
よる洗浄効果を評価した。本実施例では、各洗浄液にサ
ンプルを浸漬した後、１０分間の超音波純水洗浄、１０
分間の超音波イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）洗浄を
経た上でサンプルを切断し、断面走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）によりＣＦｘポリマーの除去効果を確認した。な
お、全ての実験サンプルは、共通のシリコン製電極から
切り出したものを用いた。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】 ポリマー除去力 シリコンマイクロラフネス ○…ポリマー除去力十分 ○…シリコンマイクロラフネスなし △…ポリマー除去力が認められる △…シリコンマイクロラフネス微小 ×…ポリマー除去力なし ×…シリコンマイクロラフネス顕著
【００３４】表１から明らかなように、有機系薬液であ
るイソプロピルアルコールおよびフッ素系有機溶媒には
洗浄効果が認められなかった。酸系薬液では、バッファ
ードフッ酸（フッ素６ｗｔ．％：フッ化アンモニウム３
０ｗｔ．％、残部は水）に７５時間常温で浸漬させたサ
ンプルが最も洗浄効果が高く、ＣＦｘポリマーを完全に
除去することができることが確認された。フッ素と硝酸
の混合溶液（フッ酸１ｗｔ．％：硝酸５０ｗｔ．％：氷
酢酸３０ｗｔ．％、残部は水）が、これに続いたが、Ｃ
Ｆｘポリマーの除去効果が５０％程度だった。但し、フ
ッ酸と硝酸の混合溶液は、シリコンのエッチング速度が
大きいため、短時間の浸漬でも、ガスノズル径が拡大す
るという問題があった。５０％フッ酸、９８％硫酸、硫
酸と過酸化水素の混合溶液、９８％硝酸では、ＣＦｘポ
リマーの除去に関して全く効果が認められなかった。
るイソプロピルアルコールおよびフッ素系有機溶媒には
洗浄効果が認められなかった。酸系薬液では、バッファ
ードフッ酸（フッ素６ｗｔ．％：フッ化アンモニウム３
０ｗｔ．％、残部は水）に７５時間常温で浸漬させたサ
ンプルが最も洗浄効果が高く、ＣＦｘポリマーを完全に
除去することができることが確認された。フッ素と硝酸
の混合溶液（フッ酸１ｗｔ．％：硝酸５０ｗｔ．％：氷
酢酸３０ｗｔ．％、残部は水）が、これに続いたが、Ｃ
Ｆｘポリマーの除去効果が５０％程度だった。但し、フ
ッ酸と硝酸の混合溶液は、シリコンのエッチング速度が
大きいため、短時間の浸漬でも、ガスノズル径が拡大す
るという問題があった。５０％フッ酸、９８％硫酸、硫
酸と過酸化水素の混合溶液、９８％硝酸では、ＣＦｘポ
リマーの除去に関して全く効果が認められなかった。
【００３５】以上より、これらの有機系洗浄液および酸
系洗浄液の中で、バッファードフッ酸が最もポリマー除
去効果が高いことが確認できる。ここで、バッファード
フッ酸自体にはＣＦｘポリマーの溶解力はない。しか
し、前述したように、バッファードフッ酸は、エッチレ
ートが１ｍｍ／ｍｉｎ程度と小さいながらも、シリコン
に対するエッチング作用を有する。このため、７５時間
程度の浸漬により、リフトオフの効果でＣＦｘポリマー
の除去が進むことがわかる。すなわち、本発明のシリコ
ン製電極の洗浄方法によるポリマーの除去が、ＣＦｘポ
リマーが付着した下地シリコンの一部がエッチングされ
ることによることを示している。これは、ポリマーの除
去効果が確認されたバッファードフッ酸およびフッ酸・
硝酸混合溶液で洗浄したシリコン製電極のガスノズル孔
内壁にマイクロラフネスが発生していたことからもわか
る。
系洗浄液の中で、バッファードフッ酸が最もポリマー除
去効果が高いことが確認できる。ここで、バッファード
フッ酸自体にはＣＦｘポリマーの溶解力はない。しか
し、前述したように、バッファードフッ酸は、エッチレ
ートが１ｍｍ／ｍｉｎ程度と小さいながらも、シリコン
に対するエッチング作用を有する。このため、７５時間
程度の浸漬により、リフトオフの効果でＣＦｘポリマー
の除去が進むことがわかる。すなわち、本発明のシリコ
ン製電極の洗浄方法によるポリマーの除去が、ＣＦｘポ
リマーが付着した下地シリコンの一部がエッチングされ
ることによることを示している。これは、ポリマーの除
去効果が確認されたバッファードフッ酸およびフッ酸・
硝酸混合溶液で洗浄したシリコン製電極のガスノズル孔
内壁にマイクロラフネスが発生していたことからもわか
る。
【００３６】実施例２：界面活性剤の添加による効果の
評価 本発明の洗浄方法において、界面活性剤の添加によるマ
イクロラフネスの発生抑制効果を確認した。バッファー
ドフッ酸はシリコン表面に対してぬれ性が低く、これが
マイクロラフネス発生の要因の一つであると考えられ
る。さらに、ガスノズル孔内は、その直径が、例えば、
０．５ｍｍ程度と狭小であるので、洗浄液浸漬ができに
くい構造になっている。
評価 本発明の洗浄方法において、界面活性剤の添加によるマ
イクロラフネスの発生抑制効果を確認した。バッファー
ドフッ酸はシリコン表面に対してぬれ性が低く、これが
マイクロラフネス発生の要因の一つであると考えられ
る。さらに、ガスノズル孔内は、その直径が、例えば、
０．５ｍｍ程度と狭小であるので、洗浄液浸漬ができに
くい構造になっている。
【００３７】そこで、本実施例では、界面活性剤とし
て、陰イオン界面活性剤（３−ブトキシ−プロピオン
酸）を２００ｐｐｍの濃度で配合した表１と同一組成の
バッファードフッ酸（フッ酸６ｗｔ．％：フッ化アンモ
ニウム３０ｗｔ．％、残部は水）を用いて実施例１と同
一のシリコン製電極を１００時間浸漬した。その結果、
表１のバッファードフッ酸洗浄では、ガスノズル孔内壁
にＲmax １５μｍ程度のマイクロラフネスが発生してい
たのに対し、ＣＦｘポリマーの除去能力を損なうことな
く、マイクロラフネスがＲmax １０μｍ程度に低減され
ることが確認された。
て、陰イオン界面活性剤（３−ブトキシ−プロピオン
酸）を２００ｐｐｍの濃度で配合した表１と同一組成の
バッファードフッ酸（フッ酸６ｗｔ．％：フッ化アンモ
ニウム３０ｗｔ．％、残部は水）を用いて実施例１と同
一のシリコン製電極を１００時間浸漬した。その結果、
表１のバッファードフッ酸洗浄では、ガスノズル孔内壁
にＲmax １５μｍ程度のマイクロラフネスが発生してい
たのに対し、ＣＦｘポリマーの除去能力を損なうことな
く、マイクロラフネスがＲmax １０μｍ程度に低減され
ることが確認された。
【００３８】実施例３：超音波の印加による洗浄効果の
評価 本実施例では、洗浄液への浸漬時に超音波を印加するこ
とによる、シリコン製電極の洗浄、すなわちシリコン製
電極のガスノズル孔に付着したＣＦｘポリマーの遊離除
去時ガスノズル孔内壁におけるマイクロラフネスの発生
抑制効果を評価した。本実施例では、図３に示す装置で
実施例１と同一のシリコン製電極３枚を実施例２と同一
の界面活性剤を配合したバッファードフッ酸に１００時
間浸漬させた。シリコン製電極の浸漬中、９００ｋＨｚ
の超音波を印加時間３０分間で１２時間毎に印加した。
浸漬槽内の洗浄液は、超音波の印加の前後３０分間にわ
たって循環させた。超音波の印加時、超音波が定在波を
発生することによって生じる影響を防止するため、１０
分間毎に基台の高さを５ｍｍ間隔で３段階に変化させ
た。この結果、ＣＦｘポリマーの除去効果を損なわれる
ことなく、マイクロラフネスがＲmax ５μｍ以下に低減
されることが確認された。その結果、マイクロラフネス
の発生によって洗浄回数が限定されるということがなく
なることがわかる。
評価 本実施例では、洗浄液への浸漬時に超音波を印加するこ
とによる、シリコン製電極の洗浄、すなわちシリコン製
電極のガスノズル孔に付着したＣＦｘポリマーの遊離除
去時ガスノズル孔内壁におけるマイクロラフネスの発生
抑制効果を評価した。本実施例では、図３に示す装置で
実施例１と同一のシリコン製電極３枚を実施例２と同一
の界面活性剤を配合したバッファードフッ酸に１００時
間浸漬させた。シリコン製電極の浸漬中、９００ｋＨｚ
の超音波を印加時間３０分間で１２時間毎に印加した。
浸漬槽内の洗浄液は、超音波の印加の前後３０分間にわ
たって循環させた。超音波の印加時、超音波が定在波を
発生することによって生じる影響を防止するため、１０
分間毎に基台の高さを５ｍｍ間隔で３段階に変化させ
た。この結果、ＣＦｘポリマーの除去効果を損なわれる
ことなく、マイクロラフネスがＲmax ５μｍ以下に低減
されることが確認された。その結果、マイクロラフネス
の発生によって洗浄回数が限定されるということがなく
なることがわかる。
【００３９】実施例４：物理洗浄によるポリマー除去効
果の評価 本実施例では、下記に示す種々の物理洗浄方法を用い
て、ＣＦｘポリマーの除去効果を評価した。本実施例で
は、まず物理洗浄のみでのＣＦｘポリマーの除去効果を
評価するため、表２に示す手順で、実施例１と同様にし
て作製されたシリコン製電極の実験サンプルを物理洗浄
をし、１０分間の超音波純水洗浄、１０分間の超音波イ
ソプロピルアルコール（ＩＰＡ）洗浄を経た後、シリコ
ン製電極を切断し、断面走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に
よりＣＦｘポリマーの除去効果を確認した。この場合に
も、全ての実験サンプルは、共通のシリコン製電極から
切り出した。但し、シリコン製電極は、高周波印加の累
積時間が２００時間で、ＣＦｘポリマーのパーティクル
が発生したものを用いた。結果を表２に示す。
果の評価 本実施例では、下記に示す種々の物理洗浄方法を用い
て、ＣＦｘポリマーの除去効果を評価した。本実施例で
は、まず物理洗浄のみでのＣＦｘポリマーの除去効果を
評価するため、表２に示す手順で、実施例１と同様にし
て作製されたシリコン製電極の実験サンプルを物理洗浄
をし、１０分間の超音波純水洗浄、１０分間の超音波イ
ソプロピルアルコール（ＩＰＡ）洗浄を経た後、シリコ
ン製電極を切断し、断面走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に
よりＣＦｘポリマーの除去効果を確認した。この場合に
も、全ての実験サンプルは、共通のシリコン製電極から
切り出した。但し、シリコン製電極は、高周波印加の累
積時間が２００時間で、ＣＦｘポリマーのパーティクル
が発生したものを用いた。結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】 ポリマー除去力 シリコンマイクロラフネス ○…ポリマー除去力十分 ○…シリコンマイクロラフネスなし △…ポリマー除去力が認められる △…シリコンマイクロラフネス微小 ×…ポリマー除去力なし ×…シリコンマイクロラフネス顕著
【００４１】表２に示したように、物理洗浄の中ではド
ライアイス洗浄（ドライアイスペレット径：０．３ｍ
ｍ、粉砕方式：ロール方式、照射時間はプラズマ照射面
と反対面の両面に対してそれぞれ各ノズル毎に５秒）が
最も有効であることが確認できた。但し、ドライアイス
洗浄では、ＣＦｘポリマーを完全に除去することはでき
ず、図４（Ｃ）に示すように、特定の部位（漏斗状に拡
大したガスノズル端部より３．２ｍｍから４．４ｍｍ程
度（シリコン製電極は厚さ５ｍｍ））にＣＦｘポリマー
が残留することが確認された。これは、ガスノズルの形
状から説明できる。すなわち、プラズマによりスパッタ
侵食されて漏斗状に拡大したガスノズル端部からは、ド
ライアイスペレットは効率よく入射し、ある入射角でガ
スノズル孔内壁に衝突できるので、洗浄効果が高くな
る。一方、プラズマ照射面と反対側には漏斗状に拡大し
た部分がないので、この面に対し洗浄しても、ドライア
イスペレット入射量が制限されるとともに、入射したド
ライアイスペレットがガスノズル孔内壁と平行して進行
するため、逆側より洗浄効果が得にくい。その結果、ド
ライアイス洗浄では、図４（Ｃ）に示すポリマー付着部
位１３ａにＣＦｘポリマーが残留する。
ライアイス洗浄（ドライアイスペレット径：０．３ｍ
ｍ、粉砕方式：ロール方式、照射時間はプラズマ照射面
と反対面の両面に対してそれぞれ各ノズル毎に５秒）が
最も有効であることが確認できた。但し、ドライアイス
洗浄では、ＣＦｘポリマーを完全に除去することはでき
ず、図４（Ｃ）に示すように、特定の部位（漏斗状に拡
大したガスノズル端部より３．２ｍｍから４．４ｍｍ程
度（シリコン製電極は厚さ５ｍｍ））にＣＦｘポリマー
が残留することが確認された。これは、ガスノズルの形
状から説明できる。すなわち、プラズマによりスパッタ
侵食されて漏斗状に拡大したガスノズル端部からは、ド
ライアイスペレットは効率よく入射し、ある入射角でガ
スノズル孔内壁に衝突できるので、洗浄効果が高くな
る。一方、プラズマ照射面と反対側には漏斗状に拡大し
た部分がないので、この面に対し洗浄しても、ドライア
イスペレット入射量が制限されるとともに、入射したド
ライアイスペレットがガスノズル孔内壁と平行して進行
するため、逆側より洗浄効果が得にくい。その結果、ド
ライアイス洗浄では、図４（Ｃ）に示すポリマー付着部
位１３ａにＣＦｘポリマーが残留する。
【００４２】これに対し、洗浄液への浸漬でも、浸漬時
間が不十分な場合に、図４（Ｄ）に示すように、特定の
部位にＣＦｘポリマーが残留することが確認された。バ
ッファードフッ酸（フッ酸６ｗｔ. ％：フッ化アンモニ
ウム３０ｗｔ. ％：界面活性剤２００ｐｐｍ、残部は
水）による４０時間浸漬、およびフッ酸と硝酸の混合溶
液の５０分浸漬（フッ酸１ｗｔ. ％：硝酸５０ｗｔ.
％：氷酢酸３０ｗｔ. ％、残部は水）により残留するＣ
Ｆｘポリマー付着部位１３ａは、図４（Ｄ）に示すよう
に、いずれも漏斗状に拡大したガスノズル端部より２．
７ｍｍから３．３ｍｍ程度の領域であった。これは洗浄
液による洗浄では、ポリマーの除去はガスノズル孔の両
端から同時に進行し、洗浄が不十分な場合にはその中央
部にポリマーが残留することを示している。
間が不十分な場合に、図４（Ｄ）に示すように、特定の
部位にＣＦｘポリマーが残留することが確認された。バ
ッファードフッ酸（フッ酸６ｗｔ. ％：フッ化アンモニ
ウム３０ｗｔ. ％：界面活性剤２００ｐｐｍ、残部は
水）による４０時間浸漬、およびフッ酸と硝酸の混合溶
液の５０分浸漬（フッ酸１ｗｔ. ％：硝酸５０ｗｔ.
％：氷酢酸３０ｗｔ. ％、残部は水）により残留するＣ
Ｆｘポリマー付着部位１３ａは、図４（Ｄ）に示すよう
に、いずれも漏斗状に拡大したガスノズル端部より２．
７ｍｍから３．３ｍｍ程度の領域であった。これは洗浄
液による洗浄では、ポリマーの除去はガスノズル孔の両
端から同時に進行し、洗浄が不十分な場合にはその中央
部にポリマーが残留することを示している。
【００４３】すなわち、物理洗浄と洗浄液への浸漬とで
は、ＣＦｘポリマーの残留部位が異なり、互いに補完関
係にあることが認められた。この結果に基づいて、物理
洗浄と洗浄液による浸漬を併用する実験をおこなった。
ここで、物理洗浄は表２と同じくドライアイス洗浄（ド
ライアイスペレット径：０．３ｍｍ、粉砕方式：ロール
方式、照射時間は両面からぞれぞれ各ノズル毎に５ｓｅ
ｃ）とした。また、洗浄液による浸漬は表１と同一の組
成のバッファードフッ酸（フッ酸６ｗｔ. ％：フッ化ア
ンモニウム３０ｗｔ. ％：界面活性剤２００ｐｐｍ）へ
の６０時間の浸漬である。この結果、ＣＦｘポリマーを
完全に除去しつつ、顕著なマイクロラフネスの発生は見
られなかった。さらに、バッファードフッ酸への浸漬に
よるガスノズル径の拡大量が、洗浄液への浸漬のみの場
合と比較して、半減されることが確認できた。
は、ＣＦｘポリマーの残留部位が異なり、互いに補完関
係にあることが認められた。この結果に基づいて、物理
洗浄と洗浄液による浸漬を併用する実験をおこなった。
ここで、物理洗浄は表２と同じくドライアイス洗浄（ド
ライアイスペレット径：０．３ｍｍ、粉砕方式：ロール
方式、照射時間は両面からぞれぞれ各ノズル毎に５ｓｅ
ｃ）とした。また、洗浄液による浸漬は表１と同一の組
成のバッファードフッ酸（フッ酸６ｗｔ. ％：フッ化ア
ンモニウム３０ｗｔ. ％：界面活性剤２００ｐｐｍ）へ
の６０時間の浸漬である。この結果、ＣＦｘポリマーを
完全に除去しつつ、顕著なマイクロラフネスの発生は見
られなかった。さらに、バッファードフッ酸への浸漬に
よるガスノズル径の拡大量が、洗浄液への浸漬のみの場
合と比較して、半減されることが確認できた。
【００４４】これにより、物理洗浄と洗浄液への浸漬の
併用の場合、洗浄液への浸漬のみの場合と比較して、洗
浄回数を倍増でき、シリコン製電極の寿命のさらなる延
長、およびそれによるコストの削減を図ることができ
る。なお、表２においてはポリマー除去効果が認められ
なかったプラスチックブラスト洗浄や、もしくは、高圧
純水洗浄も、洗浄液と組み合わせることによってポリマ
ー除去効果が得られることも明らかになった。
併用の場合、洗浄液への浸漬のみの場合と比較して、洗
浄回数を倍増でき、シリコン製電極の寿命のさらなる延
長、およびそれによるコストの削減を図ることができ
る。なお、表２においてはポリマー除去効果が認められ
なかったプラスチックブラスト洗浄や、もしくは、高圧
純水洗浄も、洗浄液と組み合わせることによってポリマ
ー除去効果が得られることも明らかになった。
【００４５】すなわち、洗浄液に比較的短時間浸漬し、
部分的にポリマーが残留した状態でプラスチックブラス
ト洗浄や、もしくはさらに高圧純水洗浄を行った場合、
残留したポリマーを除去できることが確認された。物理
的作用が弱く、強固に付着したＣＦｘポリマーに対して
は除去効果を示さないプラスチックブラスト洗浄であっ
ても、洗浄液のリフトオフ作用によって剥離しかけたポ
リマーに対しては、除去作用を示すものと理解できる。
プラスチックブラスト洗浄や高圧純水洗浄は、ドライア
イス洗浄に比較してさらにソフトであり、シリコン製電
極に対するダメージを最小限に抑えながら、ＣＦｘポリ
マーを効果的に除去できることが分かった。
部分的にポリマーが残留した状態でプラスチックブラス
ト洗浄や、もしくはさらに高圧純水洗浄を行った場合、
残留したポリマーを除去できることが確認された。物理
的作用が弱く、強固に付着したＣＦｘポリマーに対して
は除去効果を示さないプラスチックブラスト洗浄であっ
ても、洗浄液のリフトオフ作用によって剥離しかけたポ
リマーに対しては、除去作用を示すものと理解できる。
プラスチックブラスト洗浄や高圧純水洗浄は、ドライア
イス洗浄に比較してさらにソフトであり、シリコン製電
極に対するダメージを最小限に抑えながら、ＣＦｘポリ
マーを効果的に除去できることが分かった。
【００４６】実施例５ 本実施例では、フロロカーボン系プラズマドライエッチ
ング装置で、二酸化シリコン酸化膜のドライエッチング
処理を行い、一定期間ドライエッチング加工を実施した
後に、シリコン製電極を浸漬洗浄し、洗浄を終えたシリ
コン製電極を用いてさらにドライエッチング加工を実施
し、この工程でのシリコン製電極からのパーティクル発
生量を評価した。シリコンインゴットの切断切削加工に
よりシリコン円板を切り出し、ドリル研削によりシリコ
ン円板にガスノズル孔を形成、続いて表面をラッピング
により鏡面加工を施して図２に示すシリコン製電極を作
製した。図２に示すシリコン製電極は、直径２８０ｍ
ｍ、厚さ５ｍｍで、直径０．５ｍｍのガスノズル孔が６
４０個形成されている。
ング装置で、二酸化シリコン酸化膜のドライエッチング
処理を行い、一定期間ドライエッチング加工を実施した
後に、シリコン製電極を浸漬洗浄し、洗浄を終えたシリ
コン製電極を用いてさらにドライエッチング加工を実施
し、この工程でのシリコン製電極からのパーティクル発
生量を評価した。シリコンインゴットの切断切削加工に
よりシリコン円板を切り出し、ドリル研削によりシリコ
ン円板にガスノズル孔を形成、続いて表面をラッピング
により鏡面加工を施して図２に示すシリコン製電極を作
製した。図２に示すシリコン製電極は、直径２８０ｍ
ｍ、厚さ５ｍｍで、直径０．５ｍｍのガスノズル孔が６
４０個形成されている。
【００４７】作製したシリコン製電極を図１に示すシリ
コン酸化膜用ドライエッチング装置に上部電極１に取り
付け、シリコン酸化膜のドライエッチング加工を実施し
た。図１の装置において、反応室７は、１０-8Ｔｏｒｒ
程度の真空度まで減圧できる。反応室７の上下には上部
電極１および下部電極４が配置され、平行平板電極を構
成している。上部電極１は、上部電極基台２ａ、ガス分
散板２ｂ、冷却板２ｃおよびシリコン製電極３からな
る。シリコンウェハ６は静電チャック５を用いて下部電
極４上に固着される。反応性ガス導入口８からはエッチ
ャントガスが導入でき、シリコン製電極３に形成された
ガスノズル孔を通じて、反応室７内にエッチングガスが
導入される。図１の装置では、高周波電源１１により、
高周波電力スプリッタ１２を介して上下部電極に高周波
が印加される。すなわち、高周波印加方式として上下部
電極に高周波を印加するスプリット方式を採用した。上
部電極１および下部電極４の周囲は、石英治具９、１０
により覆われており、これにより平行平板電極間にプラ
ズマが集中する構成となっている。
コン酸化膜用ドライエッチング装置に上部電極１に取り
付け、シリコン酸化膜のドライエッチング加工を実施し
た。図１の装置において、反応室７は、１０-8Ｔｏｒｒ
程度の真空度まで減圧できる。反応室７の上下には上部
電極１および下部電極４が配置され、平行平板電極を構
成している。上部電極１は、上部電極基台２ａ、ガス分
散板２ｂ、冷却板２ｃおよびシリコン製電極３からな
る。シリコンウェハ６は静電チャック５を用いて下部電
極４上に固着される。反応性ガス導入口８からはエッチ
ャントガスが導入でき、シリコン製電極３に形成された
ガスノズル孔を通じて、反応室７内にエッチングガスが
導入される。図１の装置では、高周波電源１１により、
高周波電力スプリッタ１２を介して上下部電極に高周波
が印加される。すなわち、高周波印加方式として上下部
電極に高周波を印加するスプリット方式を採用した。上
部電極１および下部電極４の周囲は、石英治具９、１０
により覆われており、これにより平行平板電極間にプラ
ズマが集中する構成となっている。
【００４８】本実施例では、ドライエッチングされるウ
ェハに、図５に示すようなシリコン基板２１上に二酸化
シリコン膜２２が１．０μｍの厚さで成膜されており、
さらにその上にフォトレジスト膜２３によるマスクパタ
ーンを１．２μｍの厚さで形成させたものを用いた。マ
スクには０．２５μｍ径のホール形状を開口したものを
用いた。ドライエッチングのガスとしては、ＣＦ4 、Ｃ
ＨＦ3 、Ｃ4 Ｆ8 のエッチャントガスおよびＡｒ、ＣＯ
の混合ガスを用いた。
ェハに、図５に示すようなシリコン基板２１上に二酸化
シリコン膜２２が１．０μｍの厚さで成膜されており、
さらにその上にフォトレジスト膜２３によるマスクパタ
ーンを１．２μｍの厚さで形成させたものを用いた。マ
スクには０．２５μｍ径のホール形状を開口したものを
用いた。ドライエッチングのガスとしては、ＣＦ4 、Ｃ
ＨＦ3 、Ｃ4 Ｆ8 のエッチャントガスおよびＡｒ、ＣＯ
の混合ガスを用いた。
【００４９】二酸化シリコン酸化膜の処理は、ウェハ換
算で２０００枚、高周波印加の累積時間が１００時間に
なるまで実施した。その後、ドライエッチング装置から
シリコン製電極を取り外し、洗浄処理を行った。この洗
浄処理は、界面活性剤を含むバッファードフッ酸混合溶
液を用いて実施した。ここで、バッファードフッ酸中の
フッ化水素とフッ化アンモニウムの重量比は（フッ酸６
ｗｔ. ％：フッ化アンモニウム３０ｗｔ. ％）とし、ま
た界面活性剤は３−ブトキシープロピオン酸２００ｐｐ
ｍを配合した。なお、各薬液の組成比はここに示した値
に限定されることはなく、シリコン製電極のＣＦｘポリ
マー付着量や薬液浸漬時間に応じ、適宜選択すればよ
い。
算で２０００枚、高周波印加の累積時間が１００時間に
なるまで実施した。その後、ドライエッチング装置から
シリコン製電極を取り外し、洗浄処理を行った。この洗
浄処理は、界面活性剤を含むバッファードフッ酸混合溶
液を用いて実施した。ここで、バッファードフッ酸中の
フッ化水素とフッ化アンモニウムの重量比は（フッ酸６
ｗｔ. ％：フッ化アンモニウム３０ｗｔ. ％）とし、ま
た界面活性剤は３−ブトキシープロピオン酸２００ｐｐ
ｍを配合した。なお、各薬液の組成比はここに示した値
に限定されることはなく、シリコン製電極のＣＦｘポリ
マー付着量や薬液浸漬時間に応じ、適宜選択すればよ
い。
【００５０】洗浄処理は、図３に示す洗浄装置を用いて
シリコン製電極を洗浄液に浸漬することにより実施し
た。図３において、洗浄装置は、シリコン製電極３を同
時に浸漬可能な基台１５を備え、さらに基台１５の位置
を浸漬槽１４内で連続的に上下動できる手段として可変
スペーサ１７を備えている。浸漬槽の下部には超音波発
生器１６が設置され、ここから超音波が印加される。こ
こで、超音波周波数は９００ｋＨｚとした。浸漬槽１４
中の洗浄液は、ドレン１８、循環ポンプ１９およびフィ
ルタ２０を介して循環させることができる。
シリコン製電極を洗浄液に浸漬することにより実施し
た。図３において、洗浄装置は、シリコン製電極３を同
時に浸漬可能な基台１５を備え、さらに基台１５の位置
を浸漬槽１４内で連続的に上下動できる手段として可変
スペーサ１７を備えている。浸漬槽の下部には超音波発
生器１６が設置され、ここから超音波が印加される。こ
こで、超音波周波数は９００ｋＨｚとした。浸漬槽１４
中の洗浄液は、ドレン１８、循環ポンプ１９およびフィ
ルタ２０を介して循環させることができる。
【００５１】洗浄処理は、シリコン製電極を図３に示す
装置に１００時間浸漬することにより行った。シリコン
製電極の浸漬処理時、１２時間毎に３０分間にわたって
超音波を印加した。その際、１０分毎に基台１５の高さ
を３段階に変更した。基台１５の上下移動幅は１段階で
５ｍｍとしたので、振幅量は１０ｍｍとなる。また、超
音波印加の前後３０分間、計１時間にわたって洗浄液を
循環させた。
装置に１００時間浸漬することにより行った。シリコン
製電極の浸漬処理時、１２時間毎に３０分間にわたって
超音波を印加した。その際、１０分毎に基台１５の高さ
を３段階に変更した。基台１５の上下移動幅は１段階で
５ｍｍとしたので、振幅量は１０ｍｍとなる。また、超
音波印加の前後３０分間、計１時間にわたって洗浄液を
循環させた。
【００５２】浸漬開始１００時間経過した時点で、浸漬
槽１４内から洗浄液を回収し、１０分間純水による超音
波純水洗浄を行い、浸漬槽１４内およびシリコン製電極
表面の洗浄液を置換した。次に高圧純水洗浄（圧力１０
０ｋｇ／ｃｍ2 、照射時間は各ノズル毎に１０秒）、超
音波純水洗浄１０分間、超音波ＩＰＡ洗浄を１０分間行
った。ここで超音波の周波数は９００ｋＨｚとした。乾
燥工程は、高圧窒素ブローを経た後、６０℃の乾燥クリ
ーンオーブンに２４時間放置することで行った。
槽１４内から洗浄液を回収し、１０分間純水による超音
波純水洗浄を行い、浸漬槽１４内およびシリコン製電極
表面の洗浄液を置換した。次に高圧純水洗浄（圧力１０
０ｋｇ／ｃｍ2 、照射時間は各ノズル毎に１０秒）、超
音波純水洗浄１０分間、超音波ＩＰＡ洗浄を１０分間行
った。ここで超音波の周波数は９００ｋＨｚとした。乾
燥工程は、高圧窒素ブローを経た後、６０℃の乾燥クリ
ーンオーブンに２４時間放置することで行った。
【００５３】洗浄工程を経たシリコン製電極のガスノズ
ル径は、洗浄前と比較し２０μｍ程度拡大した。シリコ
ン製電極を、再び図１に示したドライエッチング装置に
設置し、シリコン酸化膜のドライエッチング加工をおこ
なった。ドライエッチング加工は図５に示した二酸化シ
リコン酸化膜の処理とし、ウェハ換算で２０００枚、高
周波の印加の累積時間が１００時間になるまで実施し
た。この時の反応室７内のパーティクルカウント数推移
を図６に示した。パーティクルは高周波印加の累積時間
で１０時間毎にカウントした。０．２５μｍ径パーティ
クル量の増分は、高周波印加の累積時間が０から１００
時間と、１００時間から２００時間で変動はなく、１５
０時間近傍でパーティクルが増加するという問題が回避
できた。このことにより、本発明の洗浄方法により、シ
リコン製電極の清浄度が回復していることがわかった。
なお、図６において、５０時間毎にプロットが途切れて
いるのは、この時期に装置の保守を行ったためである。
すなわち、図６において５０時間周期でパーティクル数
の変動があるように見えるのは、５０時間ごとの保守を
必要とする他の要因によるものであり、シリコン製電極
からのパーティクル発生量の変動を示すものではない。
ル径は、洗浄前と比較し２０μｍ程度拡大した。シリコ
ン製電極を、再び図１に示したドライエッチング装置に
設置し、シリコン酸化膜のドライエッチング加工をおこ
なった。ドライエッチング加工は図５に示した二酸化シ
リコン酸化膜の処理とし、ウェハ換算で２０００枚、高
周波の印加の累積時間が１００時間になるまで実施し
た。この時の反応室７内のパーティクルカウント数推移
を図６に示した。パーティクルは高周波印加の累積時間
で１０時間毎にカウントした。０．２５μｍ径パーティ
クル量の増分は、高周波印加の累積時間が０から１００
時間と、１００時間から２００時間で変動はなく、１５
０時間近傍でパーティクルが増加するという問題が回避
できた。このことにより、本発明の洗浄方法により、シ
リコン製電極の清浄度が回復していることがわかった。
なお、図６において、５０時間毎にプロットが途切れて
いるのは、この時期に装置の保守を行ったためである。
すなわち、図６において５０時間周期でパーティクル数
の変動があるように見えるのは、５０時間ごとの保守を
必要とする他の要因によるものであり、シリコン製電極
からのパーティクル発生量の変動を示すものではない。
【００５４】実施例６ 本実施例では、物理洗浄を併用して、実施例５と同様の
実験を行った。本実施例において、物理洗浄に関連する
手順以外は全て実施例５と同様である。すなわち、ドラ
イエッチング装置、シリコン製電極、ドライエッチング
加工されるウェハ、ドライエッチング条件は、すべて実
施例５と共通である。
実験を行った。本実施例において、物理洗浄に関連する
手順以外は全て実施例５と同様である。すなわち、ドラ
イエッチング装置、シリコン製電極、ドライエッチング
加工されるウェハ、ドライエッチング条件は、すべて実
施例５と共通である。
【００５５】本実施例では、図１のドライエッチング装
置を用い、図５のウェハ構造の二酸化シリコン酸化膜の
処理をウェハ換算で２０００枚、高周波印加の累積時間
が１００時間になるまで実施した。その後、ドライエッ
チング装置からシリコン製電極を取り外し、第１の洗浄
として、ドライアイスペレットによる物理洗浄を施し
た。ドライアイスペレットはロール方式で粉砕し、ペレ
ット径０．３ｍｍとした。ペレット流を得るためのエア
圧力は８．０ｋｇ／ｃｍ2 とした。ペレット流の照射時
間は両面それぞれ各ガスノズルに対し５秒とした。な
お、ここで示したドライアイスペレット径や高速エア圧
力、ペレット流の照射時間は、ＣＦｘポリマーの厚み
や、シリコン製電極のガスノズル孔径によって適宜選択
すればよい。
置を用い、図５のウェハ構造の二酸化シリコン酸化膜の
処理をウェハ換算で２０００枚、高周波印加の累積時間
が１００時間になるまで実施した。その後、ドライエッ
チング装置からシリコン製電極を取り外し、第１の洗浄
として、ドライアイスペレットによる物理洗浄を施し
た。ドライアイスペレットはロール方式で粉砕し、ペレ
ット径０．３ｍｍとした。ペレット流を得るためのエア
圧力は８．０ｋｇ／ｃｍ2 とした。ペレット流の照射時
間は両面それぞれ各ガスノズルに対し５秒とした。な
お、ここで示したドライアイスペレット径や高速エア圧
力、ペレット流の照射時間は、ＣＦｘポリマーの厚み
や、シリコン製電極のガスノズル孔径によって適宜選択
すればよい。
【００５６】ドライアイス洗浄の後洗浄工程として、高
圧窒素ブロー、高圧純水洗浄を経た後、超音波純水洗
浄、超音波ＩＰＡ洗浄を各１０分間実施した。超音波周
波数は９００ｋＨｚとした。乾燥工程は、高圧窒素ブロ
ーを経た後、６０℃乾燥クリーンオーブンに６時間放置
することで行った。
圧窒素ブロー、高圧純水洗浄を経た後、超音波純水洗
浄、超音波ＩＰＡ洗浄を各１０分間実施した。超音波周
波数は９００ｋＨｚとした。乾燥工程は、高圧窒素ブロ
ーを経た後、６０℃乾燥クリーンオーブンに６時間放置
することで行った。
【００５７】次に第２の洗浄として、洗浄液への浸漬を
実施した。ここで、洗浄液の種類、浸漬槽は実施例５と
同様である。すなわち、界面活性剤を含むバッファード
フッ酸混合溶液（フッ酸６ｗｔ．％：フッ化アンモニウ
ム３０ｗｔ．％：界面活性剤２００ｐｐｍ）を図３の装
置の浸漬槽１４に満たし、シリコン製電極の常温浸漬を
おこなった。超音波印加や洗浄液の循環の条件も実施例
５と共通とした。ただし、浸漬時間のみ実施例５とは異
なり４０時間とした。洗浄液への浸漬の後洗浄手順は実
施例５と同様に実施した。すなわち、洗浄液の置換、高
圧純水洗浄、超音波を併用した純水、およびＩＰＡ洗
浄、乾燥工程を行った。
実施した。ここで、洗浄液の種類、浸漬槽は実施例５と
同様である。すなわち、界面活性剤を含むバッファード
フッ酸混合溶液（フッ酸６ｗｔ．％：フッ化アンモニウ
ム３０ｗｔ．％：界面活性剤２００ｐｐｍ）を図３の装
置の浸漬槽１４に満たし、シリコン製電極の常温浸漬を
おこなった。超音波印加や洗浄液の循環の条件も実施例
５と共通とした。ただし、浸漬時間のみ実施例５とは異
なり４０時間とした。洗浄液への浸漬の後洗浄手順は実
施例５と同様に実施した。すなわち、洗浄液の置換、高
圧純水洗浄、超音波を併用した純水、およびＩＰＡ洗
浄、乾燥工程を行った。
【００５８】次にプラスチックブラスト洗浄を行った。
０．１ｍｍ径の、ポリスチレン等のプラスチックペレッ
トを含んだ混合水に、７．０ｋｇ／ｃｍ2 のエアー圧力
を印加し、照射時間は、両面それぞれ各ノズル孔に対し
て５秒間とした。後洗浄工程は、純水シャワー洗浄、高
圧純水洗浄、超音波純水洗浄、超音波ＩＰＡ洗浄、およ
び乾燥工程とした。
０．１ｍｍ径の、ポリスチレン等のプラスチックペレッ
トを含んだ混合水に、７．０ｋｇ／ｃｍ2 のエアー圧力
を印加し、照射時間は、両面それぞれ各ノズル孔に対し
て５秒間とした。後洗浄工程は、純水シャワー洗浄、高
圧純水洗浄、超音波純水洗浄、超音波ＩＰＡ洗浄、およ
び乾燥工程とした。
【００５９】洗浄工程実施後のシリコン製電極のガスノ
ズル径は、洗浄前と比較し５μｍ程度しか拡大しなかっ
た。シリコン製電極を、再び図１に示したドライエッチ
ング装置に設置し、シリコン酸化膜のドライエッチング
加工をおこなった。ドライエッチング加工は図５に示し
た二酸化シリコン酸化膜の処理とし、ウェハ換算で２０
００枚、高周波印加の累積時間が１００時間になるまで
実施した。この時の反応室７内のパーティクルカウント
数推移を図７に示した。パーティクルは高周波印加の累
積時間で１０時間毎にカウントした。０．２５μｍ径パ
ーティクルの量の増分は、高周波印加の累積時間が０か
ら１００時間と、１００時間から２００時間で変動はな
く、１５０時間近傍で増加するという問題が回避でき
た。このことより、本洗浄方法によりシリコン製電極の
清浄度が回復していることがわかった。なお、図７でプ
ロットが５０時間毎に途切れているのは、この時期に装
置の保守を行ったためである。
ズル径は、洗浄前と比較し５μｍ程度しか拡大しなかっ
た。シリコン製電極を、再び図１に示したドライエッチ
ング装置に設置し、シリコン酸化膜のドライエッチング
加工をおこなった。ドライエッチング加工は図５に示し
た二酸化シリコン酸化膜の処理とし、ウェハ換算で２０
００枚、高周波印加の累積時間が１００時間になるまで
実施した。この時の反応室７内のパーティクルカウント
数推移を図７に示した。パーティクルは高周波印加の累
積時間で１０時間毎にカウントした。０．２５μｍ径パ
ーティクルの量の増分は、高周波印加の累積時間が０か
ら１００時間と、１００時間から２００時間で変動はな
く、１５０時間近傍で増加するという問題が回避でき
た。このことより、本洗浄方法によりシリコン製電極の
清浄度が回復していることがわかった。なお、図７でプ
ロットが５０時間毎に途切れているのは、この時期に装
置の保守を行ったためである。
【００６０】なお、プラスチックブラスト洗浄を行わな
かった場合でも、バッファードフッ酸浸漬時間を適切に
設定することによって、ＣＦｘポリマーを除去し、パー
ティクル発生を防止することは可能であった。ただしこ
の場合には、浸漬時間を６０時間にする必要があった。
この場合ガスノズル孔は１０μｍ程度拡大した。
かった場合でも、バッファードフッ酸浸漬時間を適切に
設定することによって、ＣＦｘポリマーを除去し、パー
ティクル発生を防止することは可能であった。ただしこ
の場合には、浸漬時間を６０時間にする必要があった。
この場合ガスノズル孔は１０μｍ程度拡大した。
【００６１】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の洗浄方法を
用いれば、シリコン製電極に付着したＣＦｘポリマーが
効果的に除去され、またマイクロラフネスやガスノズル
径の拡大も最小に抑制されるので、シリコン製電極を洗
浄後に再利用することができる。本発明の半導体装置の
製造方法によれば、ドライエッチング工程に用いるフロ
ロカーボン系プラズマを生成する装置の反応室内のパー
ティクル発生数を常に未使用シリコン製電極なみに低下
させることができ、従来の性能が維持できるとともに、
歩留まり低下の抑制が計れ、同時にシリコン製電極の寿
命延長によるコスト低減効果が得られる等、優れた効果
を奏する。
用いれば、シリコン製電極に付着したＣＦｘポリマーが
効果的に除去され、またマイクロラフネスやガスノズル
径の拡大も最小に抑制されるので、シリコン製電極を洗
浄後に再利用することができる。本発明の半導体装置の
製造方法によれば、ドライエッチング工程に用いるフロ
ロカーボン系プラズマを生成する装置の反応室内のパー
ティクル発生数を常に未使用シリコン製電極なみに低下
させることができ、従来の性能が維持できるとともに、
歩留まり低下の抑制が計れ、同時にシリコン製電極の寿
命延長によるコスト低減効果が得られる等、優れた効果
を奏する。
【図１】 プラズマドライエッチング装置の概念図であ
る。
る。
【図２】 シリコン製電極の上面図である。
【図３】 洗浄液への浸漬中に超音波を印加するシリコ
ン製電極の洗浄装置の概念図である。
ン製電極の洗浄装置の概念図である。
【図４】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）は、そ
れぞれシリコン製電極のガスノズルの形状、ガスノズル
へのポリマーの付着部位、物理洗浄後のガスノズルへの
ポリマー残留部位および不十分な洗浄液浸漬でのガスノ
ズルへのポリマー残留部位を示す断面模式図である。
れぞれシリコン製電極のガスノズルの形状、ガスノズル
へのポリマーの付着部位、物理洗浄後のガスノズルへの
ポリマー残留部位および不十分な洗浄液浸漬でのガスノ
ズルへのポリマー残留部位を示す断面模式図である。
【図５】 ドライエッチングされるウェハの概念図であ
る。
る。
【図６】 実施例５におけるシリコン製電極でのパーテ
ィクル挙動を示すグラフである。
ィクル挙動を示すグラフである。
【図７】 実施例６におけるシリコン製電極でのパーテ
ィクル挙動を示すグラフである。
ィクル挙動を示すグラフである。
１ 上部電極 ２ａ 上部電極基台 ２ｂ ガス拡散板 ２ｃ 冷却板 ３ シリコン製電極 ４ 下部電極 ５ 静電チャック ６ ウェハ ７ 反応室 ８ ガス導入口 ９ 上部石英治具 １０ 下部石英治具 １１ 高周波電源 １２ 高周波電力スプリッタ １３ ガスノズル孔 １３ａ ポリマー付着部位 １４ 浸漬槽 １５ 基台 １６ 超音波発生器 １７ 可変スペーサ １８ ドレン １９ 循環ポンプ ２０ フィルタ ２１ シリコン基板 ２２ 二酸化シリコン膜 ２３ フォトレジスト膜
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B116 AA46 AB53 BA06 BB03 BB21 BB83 BB90 CC03 CD22 3B201 AA46 AB53 BA06 BB05 BB21 BB83 BB90 BB92 BB93 BB94 BB96 CB12 CC12 CD22 4H003 BA12 DA15 DB01 DC04 EA05 FA15 FA21 FA29 5F004 AA15 BB22 DA00 DA01 DA16 DA23 DB03
Claims (7)
- 【請求項１】フロロカーボン系プラズマを生成する装置
の反応室内にフロロカーボン系ガスを供給するための複
数のガスノズル孔が形成されたプラズマ生成用シリコン
製電極を洗浄する方法であって、 前記プラズマの生成によって形成され、前記ガスノズル
孔内壁に付着したフロロカーボン系ポリマーを、シリコ
ンに対してエッチング作用を有する洗浄液を用いて除去
することを特徴とするシリコン製電極の洗浄方法。 - 【請求項２】前記洗浄液のシリコンに対するエッチング
速度が、１００ｎｍ／ｍｉｎ以下であることを特徴とす
る請求項１に記載のシリコン製電極の洗浄方法。 - 【請求項３】前記洗浄液が無機酸系洗浄液であることを
特徴とする請求項１または２に記載のシリコン製電極の
洗浄方法。 - 【請求項４】前記洗浄液が、バッファードフッ酸を含む
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
シリコン製電極の洗浄方法。 - 【請求項５】さらに物理洗浄を行うことを特徴とする請
求項１ないし４のいずれかに記載のシリコン製電極の洗
浄方法。 - 【請求項６】前記物理的洗浄が、ドライアイス洗浄であ
ることを特徴とする請求項５に記載のシリコン製電極の
洗浄方法。 - 【請求項７】フロロカーボン系プラズマドライエッチン
グ装置を用いて半導体装置を製造するに際し、前記プラ
ズマドライエッチング装置の反応室内にフロロカーボン
系ガスを供給するための複数のガスノズル孔が形成され
たプラズマ生成用シリコン製電極を、請求項１ないし６
のいずれかの洗浄方法を用いて洗浄して繰り返し使用し
て前記フロロカーボン系ガスのプラズマを生成し、生成
したプラズマを用いて半導体ウェハのドライエッチング
を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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