JP2003243360A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の製造
方法に係り、特にプラズマクリーニング工程とエッチン
グ工程とからなる半導体素子の製造方法に好適なもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device including a plasma cleaning process and an etching process.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年の半導体素子の高集積化にともない
回路パターンは微細化の一途をたどっており、要求され
る加工寸法精度はますます厳しくなってきている。この
ような状況で、基板上にシリコンまたはシリコン化合物
からなるシリコン膜を形成したウエハを処理室内に収納
し、処理室内にエッチングガスを供給してシリコン膜を
エッチング処理するエッチング工程におけるウエハの処
理状態の再現性が重要になっている。特に、高い加工精
度が要求されるエッチング処理においては、異方性エッ
チングを実現するために、エッチングされる側壁をエッ
チング処理により生成されるポリマで保護しながらエッ
チングを行なうプロセスが実現されている。2. Description of the Related Art With the recent high integration of semiconductor elements, circuit patterns are becoming finer, and the required processing dimensional accuracy is becoming more and more severe. In such a situation, the wafer processing state in an etching process in which a wafer having a silicon film made of silicon or a silicon compound formed on a substrate is housed in a processing chamber and an etching gas is supplied into the processing chamber to etch the silicon film The reproducibility of is becoming important. In particular, in an etching process that requires high processing accuracy, in order to achieve anisotropic etching, a process has been realized in which etching is performed while protecting a sidewall to be etched with a polymer generated by the etching process.
【０００３】しかし、保護膜となるポリマの生成は、処
理室内に残留しているエッチング生成物の量により変化
する。したがって、処理室内の残留反応生成物の量がウ
エハの処理の処理枚数の増加に伴って、側壁保護膜の堆
積状況がウエハ間でばらつき、その結果エッチング形状
の再現性が悪化するという問題を引き起こす。近年の半
導体製造プロセスでは、１０ｎｍ程度の加工寸法のばら
つきであっても半導体素子の不良を引き起こす場合があ
る。However, the formation of the polymer that forms the protective film changes depending on the amount of etching products remaining in the processing chamber. Therefore, as the amount of residual reaction products in the processing chamber increases as the number of processed wafers increases, the deposition state of the sidewall protection film varies among the wafers, resulting in a problem that the reproducibility of the etching shape deteriorates. . In recent semiconductor manufacturing processes, even a variation in processing dimension of about 10 nm may cause a semiconductor element to fail.
【０００４】そこで、処理室内に残留しているエッチン
グ生成物である付着堆積物を定期的に除去する必要が生
じる。このような処理室内に残留するエッチング生成物
に対処する方法としては、フッ素系ガスによるプラズマ
クリーニング処理を行なって残留するエッチング生成物
を除去することが知られている（従来技術１）。Therefore, it is necessary to periodically remove the adhered deposits, which are the etching products remaining in the processing chamber. As a method for dealing with the etching products remaining in the processing chamber, it is known to perform a plasma cleaning process using a fluorine-based gas to remove the etching products remaining (prior art 1).
【０００５】また、従来の半導体処理チャンバのプラズ
マ清浄化方法として、特開平７−１５３７５１号公報
（従来技術２）に示されているように、プラズマクリー
ニングによるいわゆるエッチング生成物を除去するガス
組成を特徴としたものがある。この従来技術２は、ある
処理間隔毎にエッチング生成物を除去し、処理室内の残
留反応生成物がある一定量以上になることを防止するこ
とで、エッチング形状の再現性をある規定値内に収め、
さらに、装置内壁に堆積膜が形成されることを防止する
ことを狙いとしている。As a conventional plasma cleaning method for a semiconductor processing chamber, a gas composition for removing so-called etching products by plasma cleaning is used, as disclosed in JP-A-7-153751 (Prior Art 2). There is a feature. This prior art 2 removes the etching products at certain processing intervals to prevent the residual reaction products in the processing chamber from exceeding a certain amount, so that the reproducibility of the etching shape is kept within a certain specified value. Fit
Furthermore, it aims at preventing formation of a deposited film on the inner wall of the apparatus.
【０００６】さらには、従来のシリコン酸化膜のドライ
エッチング方法として、特開平５−１４４７７９号公報
（従来技術３）に示されているように、通常シリコン酸
化膜のドライエッチングで用いられるＣ，Ｆ系ガスまた
はＣ，Ｆ，Ｈ系ガスと、Ｆ以外のハロゲンを含むガスの
混合ガスを用いて、プラズマを生成してシリコン酸化膜
を所望量までエッチングする工程と、前記Ｃ，Ｆ系ガス
またはＣ，Ｆ，Ｈ系ガスのみを用いて残りのシリコン酸
化膜をエッチングする工程よりなり、デポ膜の膜質を改
善することで、エッチング中に発生する異物を低減する
ようにしたものがある。Further, as a conventional dry etching method for a silicon oxide film, as disclosed in JP-A-5-144779 (Prior Art 3), C and F which are usually used for dry etching of a silicon oxide film are disclosed. Generating a plasma to etch a silicon oxide film to a desired amount by using a system gas or a mixed gas of a C, F, H system gas and a gas containing halogen other than F, and the C, F system gas or There is a method which comprises a step of etching the remaining silicon oxide film using only C, F, and H-based gases to improve the quality of the deposition film, thereby reducing foreign substances generated during etching.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術１及
び２では、プラズマクリーニング処理後に、プラズマク
リーニング処理を行ったガスやその重合物が処理室内壁
表面に吸着もしくはプラズマ中でイオン化されて処理室
内壁表面に打ち込まれることにより残留するために、続
いて行われるエッチング処理に影響を与えることにな
る。例えば、ポリシリコンのエッチング処理においてフ
ッ素系のガスをプラズマクリーニング処理に用いた場合
には、フッ素が残存しその後に行われるエッチング処理
に影響を与える。すなわち、プラズマクリーニングする
ことによりエッチング生成物とは別のエッチング特性の
シフトを引き起こす要因を残すことになる。換言すれ
ば、従来技術１及び２では、エッチング生成物に対する
クリーニング効果については考慮されているものの、ク
リーニング処理を行なうことによる副作用という点では
考慮がなされてなかった。However, in the prior arts 1 and 2, after the plasma cleaning treatment, the gas subjected to the plasma cleaning treatment or its polymer is adsorbed on the surface of the inner wall of the treatment chamber or ionized in the plasma to cause the chamber to be treated. The remaining by being driven into the wall surface will affect the subsequent etching process. For example, when a fluorine-based gas is used for the plasma cleaning process in the etching process of polysilicon, fluorine remains and affects the etching process performed thereafter. That is, the plasma cleaning leaves a factor that causes a shift in etching characteristics different from the etching product. In other words, although the prior arts 1 and 2 consider the cleaning effect on etching products, they do not consider the side effect of performing the cleaning process.
【０００８】また、従来技術２では、チャンバ内壁等に
堆積物が残留することを前提としているために、堆積物
によるエッチング性能の低下の問題は解決できない。Further, in the prior art 2, since it is premised that the deposit remains on the inner wall of the chamber or the like, the problem of deterioration of etching performance due to the deposit cannot be solved.
【０００９】本発明の第１の目的は、前のウエハのエッ
チング処理によって発生した生成物の影響を除去できる
と共に、クリーニングに用いたフッ素を含むガスのプラ
ズマ放電による化合物の影響も除去でき、再現性のよい
高効率のエッチング処理が可能となり、製品素子の性能
の向上が図れる半導体素子の製造方法を提供することに
ある。The first object of the present invention is to reproduce the influence of the product generated by the etching process of the previous wafer and also the influence of the compound caused by the plasma discharge of the fluorine-containing gas used for cleaning. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which enables highly efficient and highly efficient etching treatment and improves the performance of product devices.
【００１０】本発明の第２の目的は、前のウエハのエッ
チング処理によって発生した生成物の影響を除去できる
と共にクリーニングに用いたフッ素を含むガスのプラズ
マ放電による化合物の影響も除去でき、再現性のよい高
効率のエッチング処理が可能となり、製品素子の性能の
向上が図れ、さらにはウエハのエッチング処理を１枚目
から安定して行なうことが可能となり、歩留まり向上を
図れる半導体素子の製造方法を提供することにある。A second object of the present invention is to remove the influence of the product generated by the etching process of the previous wafer and also the influence of the compound due to the plasma discharge of the fluorine-containing gas used for the cleaning, and the reproducibility. A high-efficiency, high-efficiency etching process is possible, the performance of product elements can be improved, and the wafer etching process can be performed stably from the first wafer. To provide.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】前記第1の目的を達成す
るための本発明の半導体素子の製造方法は、処理室内に
フッ素を含むクリーニングガスを供給してプラズマ放電
によるクリーニング処理を行なった後に、前記処理室内
に酸素を含むクリーニングガスを供給してプラズマ放電
によるクリーニング処理を行なうプラズマクリーニング
工程と、基板上にシリコンまたはシリコン化合物からな
るシリコン膜を形成したウエハを前記処理室内に収納
し、前記処理室内にエッチングガスを供給して前記シリ
コン膜をエッチング処理するエッチング工程とからな
る。According to the method of manufacturing a semiconductor element of the present invention for attaining the first object, a cleaning gas containing fluorine is supplied into a processing chamber and a cleaning process by plasma discharge is performed. A plasma cleaning step in which a cleaning gas containing oxygen is supplied into the processing chamber to perform a cleaning process by plasma discharge; and a wafer having a silicon film made of silicon or a silicon compound formed on a substrate is housed in the processing chamber. An etching step of supplying an etching gas into the processing chamber to etch the silicon film.
【００１２】前記第２の目的を達成するための本発明の
半導体素子の製造方法は、処理室内にフッ素を含むクリ
ーニングガスを供給してプラズマ放電によるクリーニン
グ処理を行なった後に、前記処理室内に酸素を含むクリ
ーニングガスを供給してプラズマ放電によるクリーニン
グ処理を行ない、さらに前記処理室内にエッチングガス
を含むプラズマ放電を行なうクリーニング工程と、基板
上にシリコンまたはシリコン化合物からなるシリコン膜
を形成したウエハを前記処理室内に収納し、前記エッチ
ングガスを含むガスによるプラズマ放電から連続してエ
ッチングガスを供給して前記シリコン膜をエッチング処
理するエッチング工程とからなる。According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention for achieving the second object, a cleaning gas containing fluorine is supplied into the processing chamber to perform cleaning processing by plasma discharge, and then oxygen is introduced into the processing chamber. A cleaning step of supplying a cleaning gas containing a gas to perform a cleaning process by plasma discharge, and further performing a plasma discharge containing an etching gas in the processing chamber; and a wafer on which a silicon film made of silicon or a silicon compound is formed on the substrate. An etching process is performed in which the silicon film is housed in the processing chamber, and the etching gas is continuously supplied by continuously supplying the etching gas from the plasma discharge by the gas containing the etching gas.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１か
ら図６を用いて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００１４】まず、本発明を適用する半導体製造装置を
図１を参照しながら説明する。図１は本発明の半導体素
子の製造方法を適用する半導体製造装置の概略構成図で
ある。First, a semiconductor manufacturing apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus to which the semiconductor element manufacturing method of the present invention is applied.
【００１５】処理室２は密閉された筐体２ａにより形成
されている。円形筒状の筐体２ａには、上面部にガス供
給部３、側面にゲートバルブ１０、下面に排気口５がそ
れぞれ形成されている。The processing chamber 2 is formed by a closed casing 2a. In the circular cylindrical casing 2a, a gas supply unit 3 is formed on the upper surface, a gate valve 10 is formed on the side surface, and an exhaust port 5 is formed on the lower surface.
【００１６】ガス供給部３は、処理室２内へエッチング
ガスやクリーニングガスなどを導入するためのものであ
り、筐体２ａの上面中央部に設けられ、外部のガス供給
源（図示せず）に接続されている。ガス供給部３の直下
には処理室２内の上部全体に広がるシャワーヘッド４が
配置されている。これにより、ガス供給部３から供給さ
れるガスはシャワーヘッド４を介して処理室２へ導入さ
れる。このシャワーヘッド４は供給されるガスを処理室
２内に均一に供給するためのものであり、多数の孔を有
している。そして、シャワーヘッド４はウエハ１の直上
に位置されている。排気口５は処理室２内のガスを排出
するためのものである。The gas supply unit 3 is for introducing an etching gas, a cleaning gas, or the like into the processing chamber 2, is provided at the center of the upper surface of the housing 2a, and has an external gas supply source (not shown). It is connected to the. Immediately below the gas supply unit 3, a shower head 4 that extends over the entire upper portion of the processing chamber 2 is arranged. As a result, the gas supplied from the gas supply unit 3 is introduced into the processing chamber 2 via the shower head 4. The shower head 4 is for uniformly supplying the supplied gas into the processing chamber 2, and has a large number of holes. The shower head 4 is located directly above the wafer 1. The exhaust port 5 is for exhausting the gas in the processing chamber 2.
【００１７】ゲートバルブ１０は、処理室２に対してウ
エハ１を搬入、搬出する際に開き、その他の状態では閉
じて処理室２内の密閉性を保つようになっている。円板
状のウエハ１は上述したようにゲートバルブ１０を通し
て搬入され、シャワーヘッド４と対向して設置された円
板状のサセプタ６に載置される。The gate valve 10 is opened when the wafer 1 is loaded into or unloaded from the processing chamber 2, and is closed in other states to maintain the airtightness inside the processing chamber 2. The disk-shaped wafer 1 is carried in through the gate valve 10 as described above, and is mounted on the disk-shaped susceptor 6 installed so as to face the shower head 4.
【００１８】サセプタ６は回転可能に支持され、サセプ
タ６の下方にはヒータ７が配置されている。ヒータ７に
よりサセプタ６が加熱され、加熱されたサセプタ６によ
りウエハ１が加熱されるようになっている。The susceptor 6 is rotatably supported, and a heater 7 is arranged below the susceptor 6. The susceptor 6 is heated by the heater 7, and the wafer 1 is heated by the heated susceptor 6.
【００１９】次に、本発明の第１実施形態の半導体素子
の製造方法を図２から図５を参照しながら説明する。図
２は本発明の第１実施形態の半導体素子の製造方法にお
けるエッチング工程の断面図、図３は同半導体素子の製
造方法を示すフローチャート図、図４は従来技術１にお
けるエッチング処理中にフッ素が放出されていることを
示す説明図、図５は図２の半導体素子の製造方法におけ
るフッ素の検出状態を説明する図である。Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 is a sectional view of an etching step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a flowchart showing the method for manufacturing the same semiconductor device, and FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing that the fluorine is released, and FIG. 5 is a view for explaining a detection state of fluorine in the method of manufacturing the semiconductor element of FIG.
【００２０】図２において、１１はシリコン基板、１２
はシリコン基板１１上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等によって形成した
ポリシリコン膜、１３はエッチング処理によって加工す
る領域を開口したフォトレジストである。In FIG. 2, 11 is a silicon substrate and 12 is a silicon substrate.
Is formed on the silicon substrate 11 by CVD (Chemical V
A polysilicon film formed by apordeposition or the like, and 13 is a photoresist having an opening in a region to be processed by etching.
【００２１】前述のように、高い加工精度が要求される
エッチングプロセスにおいては、側壁１１ａをエッチン
グ処理により生成されるポリマで保護しながらエッチン
グ処理を行なうことによって異方性エッチングを実現し
ているが、本実施形態においても同様のエッチングプロ
セスを採用している。このエッチングプロセスを採用し
た場合、側壁１１ａの保護膜となるポリマの生成は処理
室２内に残留しているエッチング生成物の量により影響
を受け、その影響度合いは加工パターンが微細になれば
なるほど敏感になる。具体的には、残留しているエッチ
ング生成物が多くなると、側壁１１ａに保護膜が付着し
すぎて加工形状、例えば図３に示す寸法ｄが大きくなっ
てしまう。As described above, in the etching process requiring high processing accuracy, anisotropic etching is realized by performing the etching process while protecting the side wall 11a with the polymer generated by the etching process. The same etching process is adopted also in this embodiment. When this etching process is adopted, the generation of the polymer serving as the protective film of the side wall 11a is influenced by the amount of the etching product remaining in the processing chamber 2, and the degree of the influence becomes as the processing pattern becomes finer. Be sensitive. Specifically, when the amount of remaining etching products is large, the protective film adheres too much to the side wall 11a and the processed shape, for example, the dimension d shown in FIG. 3 becomes large.
【００２２】そして、処理室２内に残留するエッチング
生成物の総量はウエハ１の処理枚数の増加にともなって
増加するために、同じ条件でエッチング処理を続けて
も、ウエハ１の処理枚数の増加に伴って加工形状が変化
することになる。例えば、図２に示すシリコン基板１上
のポリシリコン膜２をフォトレジスト３をマスクにして
エッチング処理を行なう場合、エッチングガスとして、
塩素Ｃｌ2と酸素Ｏ2の混合ガスあるいは臭化水素ＨＢｒ
と酸素Ｏ2の混合ガス等を一般的に用いる。この場合、
ＳｉＣｌ、ＳｉＨ、ＳｉＯ、ＳｉＢｒなどのエッチング
処理による生成物が発生し、処理室２内壁面などに付着
し、エッチング特性に影響を与える。最近の最先端デバ
イスでは、加工寸法が０．１μｍに到達しようとしてお
り、このため寸法ｄの変化量がたとえ数ｎｍ程度であっ
ても半導体素子の特性が満足できないことになる。Since the total amount of etching products remaining in the processing chamber 2 increases as the number of processed wafers 1 increases, the number of processed wafers 1 increases even if the etching process is continued under the same conditions. As a result, the processed shape changes. For example, when the polysilicon film 2 on the silicon substrate 1 shown in FIG. 2 is etched using the photoresist 3 as a mask, the etching gas is
Mixed gas of chlorine Cl 2 and oxygen O 2 or hydrogen bromide HBr
Generally, a mixed gas of oxygen and oxygen O 2 is used. in this case,
By the etching treatment, products such as SiCl, SiH, SiO, and SiBr are generated and adhere to the inner wall surface of the processing chamber 2 or the like to affect the etching characteristics. In the latest state-of-the-art devices, the processing dimension is approaching 0.1 μm, and therefore the characteristics of the semiconductor element cannot be satisfied even if the variation of the dimension d is about several nm.
【００２３】そこで、エッチング処理前に処理室２の雰
囲気を均一にするためのクリーニング処理が必要にな
る。本実施形態では、プラズマクリーニングガスとし
て、フッ素Ｆを含むガス並びに酸素Ｏ2を含むガスをそ
れぞれ用いて２ステップによりクリーニング処理を行な
うようにしている。Therefore, before the etching process, a cleaning process is required to make the atmosphere of the processing chamber 2 uniform. In the present embodiment, the cleaning process is performed in two steps using a gas containing fluorine F and a gas containing oxygen O 2 as the plasma cleaning gas.
【００２４】本実施形態のプラズマクリーニング工程で
は、図３に示すように、まず、フッ素Ｆを含むガスのプ
ラズマ放電によって、処理室２の内壁面などに付着した
ポリシリコンやポリシリコン化合物のエッチング生成物
を除去するようにしている（ステップ２１）。すなわ
ち、Ｓｉはフッ化すると蒸気圧が非常に高い物質となる
ために、ＳｉおよびＳｉを含む化合物はフッ素Ｆを含む
ガスのプラズマ放電によってフッ化されてガス化し、除
去することが可能となる。In the plasma cleaning step of this embodiment, as shown in FIG. 3, first, by plasma discharge of a gas containing fluorine F, etching generation of polysilicon or a polysilicon compound adhered to the inner wall surface of the processing chamber 2 is performed. The object is removed (step 21). That is, since Si becomes a substance having a very high vapor pressure when fluorinated, Si and the compound containing Si can be fluorinated by the plasma discharge of the gas containing fluorine F to be gasified and removed.
【００２５】実験によれば、フッ素Ｆを含むガスによる
プラズマクリーニングのみを行った後で、エッチング処
理（Ｃｌ2／Ｏ2／ＨＢｒ）を行った場合に、フッ素Ｆが
多量に放出されることが確認された。図４は放出される
フッ素Ｆの＋イオンを質量分析計で測定した実験結果で
ある。このようにエッチング処理中にフッ素Ｆが多量に
放出されると、このフッ素ＦがＳｉと反応して蒸気圧の
高いＳｉＦを生成するために、エッチングレート、エッ
チング形状に影響を与えることになる。そして、このフ
ッ素Ｆの放出はウエハ１の処理枚数の増加に伴って減少
するために、結果的にエッチング自体の再現性を乱すこ
ととなる。According to the experiment, a large amount of fluorine F is released when the etching treatment (Cl 2 / O 2 / HBr) is performed after only the plasma cleaning with the gas containing fluorine F is performed. confirmed. FIG. 4 shows the experimental results obtained by measuring the released + ions of fluorine F with a mass spectrometer. When a large amount of fluorine F is released during the etching process, the fluorine F reacts with Si to generate SiF having a high vapor pressure, which affects the etching rate and etching shape. The release of fluorine F decreases as the number of processed wafers 1 increases, and as a result, the reproducibility of etching itself is disturbed.
【００２６】そこで、本実施形態では、フッ素Ｆを含む
ガスのプラズマ放電に続いて、上述したフッ素Ｆを含む
ガスのプラズマ放電によって処理室２に残留した付着物
を酸素Ｏ2を含むガスのプラズマ放電を用いて除去する
ようにしている（ステップ２２）。すなわち、本願の発
明者らは、フッ素Ｆを含むガスのプラズマ放電により発
生し処理室２壁面に付着した化合物を取り除くために
は、酸素を含むガスのプラズマ放電が有効であることを
実験によって確認した。図５はその結果を示したもの
で、図５(ａ)に示す塩素Ｃｌ2と酸素Ｏ2との混合ガスを
用いたプラズマ放電や図５（ｂ）に示す臭化水素ＨＢｒ
を用いたプラズマ放電ではフッ素Ｆを放出させることが
殆どできないのに対し、図５（ｃ）に示す臭化水素ＨＢ
ｒと酸素Ｏ2の混合ガスによるプラズマ放電ではフッ素
Ｆが多量に放出されている。なお、図５はフッ素Ｆの＋
イオンを質量分析計で測定した結果である。Therefore, in the present embodiment, following the plasma discharge of the gas containing fluorine F, the deposits remaining in the processing chamber 2 due to the plasma discharge of the gas containing fluorine F described above are converted into the plasma of the gas containing oxygen O 2. It is adapted to be removed by using electric discharge (step 22). That is, the inventors of the present application confirmed by experiments that plasma discharge of a gas containing oxygen is effective for removing the compound generated by the plasma discharge of a gas containing fluorine F and adhering to the wall surface of the processing chamber 2. did. FIG. 5 shows the results. Plasma discharge using a mixed gas of chlorine Cl 2 and oxygen O 2 shown in FIG. 5 (a) and hydrogen bromide HBr shown in FIG. 5 (b).
Almost no release of fluorine F is possible in the plasma discharge using the hydrogen bromide HB shown in FIG.
A large amount of fluorine F is released in the plasma discharge using the mixed gas of r and oxygen O 2 . In addition, FIG.
It is a result of measuring ions by a mass spectrometer.
【００２７】本実施形態によれば、フッ素Ｆを含むガス
と酸素を含むガスによるクリーニング処理を行なうこと
によって、前のウエハ処理によって発生したエッチング
生成物の影響を排除することができるとともに、クリー
ニングに用いたフッ素ガスのプラズマ放電による化合物
も除去でき、再現性のよいエッチング加工が可能とな
る。また、エッチング生成物を装置内壁に蓄積させるこ
とがないので、低異物化を実現できる。According to the present embodiment, by performing the cleaning process using the gas containing fluorine F and the gas containing oxygen, it is possible to eliminate the influence of the etching products generated by the previous wafer processing and to perform the cleaning. Compounds generated by plasma discharge of the used fluorine gas can also be removed, and etching processing with good reproducibility becomes possible. Further, since the etching products are not accumulated on the inner wall of the apparatus, it is possible to reduce the amount of foreign matter.
【００２８】また、本実施形態では、プラズマクリーニ
ングガスとして、フッ素Ｆを含むガス並びに酸素Ｏ2を
含むガスを用いて行なう２ステップのクリーニング処理
を連続して行なうようにしており、これによってクリー
ニング処理工程の時間を短縮することが可能である。Further, in this embodiment, a two-step cleaning process is performed continuously using a gas containing fluorine F and a gas containing oxygen O 2 as the plasma cleaning gas. It is possible to shorten the process time.
【００２９】次に、本発明の第２実施形態を図６を用い
て説明する。図６は本発明の第２実施形態の半導体素子
の製造方法を示すフローチャート図である。この第２実
施形態は、次に述べる通り第１実施形態と相違するもの
であり、その他の点については第１実施形態と同一であ
る。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment as described below, and is otherwise the same as the first embodiment.
【００３０】本実施形態では、第１の実施形態における
プラズマクリーニング工程とエッチング工程との間に、
エッチングガスを含んだガスによるプラズマ放電を行な
うようにしている。換言すれば、プラズマクリーニング
工程に続いてエッチングガスを含んだガスによるプラズ
マ放電を行ない、これから連続してエッチングガスを供
給してシリコン膜をエッチング処理するようにしてい
る。In the present embodiment, between the plasma cleaning step and the etching step in the first embodiment,
A plasma discharge is performed with a gas containing an etching gas. In other words, the plasma cleaning step is followed by plasma discharge using a gas containing an etching gas, and then the etching gas is continuously supplied to etch the silicon film.
【００３１】本実施形態によれば、クリーニング処理後
の処理室２の雰囲気をエッチングを連続して実施する雰
囲気に近づけることが出きることが特徴であり、エッチ
ング処理の１枚目から安定したエッチングプロセスが可
能となり、第１実施形態に示した特徴の他に、歩留まり
向上を達成できる。The present embodiment is characterized in that the atmosphere in the processing chamber 2 after the cleaning process can be brought close to the atmosphere in which etching is continuously carried out, and stable etching can be performed from the first etching process. The process becomes possible, and in addition to the features shown in the first embodiment, yield improvement can be achieved.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明した実施の形態の説明から明ら
かなように、本発明によれば、前のウエハのエッチング
処理によって発生した生成物の影響を除去できると共
に、クリーニングに用いたフッ素を含むガスのプラズマ
放電による化合物の影響も除去でき、再現性のよい高効
率のエッチング処理が可能となり、製品素子の性能の向
上が図れる半導体素子の製造方法を得ることができる。As is apparent from the above description of the embodiments, according to the present invention, it is possible to remove the influence of the products generated by the etching process of the previous wafer and to contain the fluorine used for cleaning. It is also possible to obtain a method for manufacturing a semiconductor device, which can remove the influence of compounds caused by plasma discharge of gas, enable highly efficient etching treatment with good reproducibility, and improve the performance of product devices.
【００３３】また、本発明によれば、前のウエハのエッ
チング処理によって発生した生成物の影響を除去できる
と共にクリーニングに用いたフッ素を含むガスのプラズ
マ放電による化合物の影響も除去でき、再現性のよい高
効率のエッチング処理が可能となり、製品素子の性能の
向上が図れ、さらにはウエハのエッチング処理を１枚目
から安定して行なうことが可能となり、歩留まり向上を
図れる半導体素子の製造方法を得ることができる。Further, according to the present invention, the influence of the product generated by the etching process of the previous wafer can be removed and the influence of the compound due to the plasma discharge of the fluorine-containing gas used for cleaning can be eliminated, and the reproducibility can be improved. A high-efficiency etching process can be performed, the performance of product elements can be improved, and further, the wafer etching process can be stably performed from the first wafer, and a semiconductor element manufacturing method capable of improving yield can be obtained. be able to.
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体素子の製
造方法を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施形態の半導体素子の製造方法
におけるエッチング工程の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of an etching step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】同半導体素子の製造方法を示すフローチャート
図である。FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing the same semiconductor device.
【図４】従来技術１におけるエッチング処理中にフッ素
が放出されていることを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing that fluorine is released during an etching process in Conventional Technique 1.
【図５】図２の半導体素子の製造方法におけるフッ素の
検出状態を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a detection state of fluorine in the method of manufacturing the semiconductor element of FIG.
【図６】本発明の第２実施形態の半導体素子の製造方法
を示すフローチャート図である。FIG. 6 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
１…ウエハ、２…処理室、２ａ…筐体、３…ガス供給
部、４…シャワーヘッド、６…サセプタ、７…ヒータ、
１０…ゲートバルブ、１１…シリコン基板、１２…ポリ
シリコン膜、１３…フォトレジスト。1 ... Wafer, 2 ... Processing chamber, 2a ... Casing, 3 ... Gas supply unit, 4 ... Shower head, 6 ... Susceptor, 7 ... Heater,
10 ... Gate valve, 11 ... Silicon substrate, 12 ... Polysilicon film, 13 ... Photoresist.
Claims (5)
を供給してプラズマ放電によるクリーニング処理を行な
った後に、前記処理室内に酸素を含むクリーニングガス
を供給してプラズマ放電によるクリーニング処理を行な
うプラズマクリーニング工程と、 基板上にシリコンまたはシリコン化合物からなるシリコ
ン膜を形成したウエハを前記処理室内に収納し、前記処
理室内にエッチングガスを供給して前記シリコン膜をエ
ッチング処理するエッチング工程とからなることを特徴
とする半導体素子の製造方法。1. A plasma cleaning process in which a cleaning gas containing fluorine is supplied into the processing chamber to perform cleaning processing by plasma discharge, and then a cleaning gas containing oxygen is supplied into the processing chamber to perform cleaning processing by plasma discharge. And an etching process in which a wafer having a silicon film made of silicon or a silicon compound formed on a substrate is housed in the processing chamber, and an etching gas is supplied into the processing chamber to etch the silicon film. And a method for manufacturing a semiconductor device.
塩素と酸素の混合ガスあるいは臭化水素と酸素の混合ガ
スを用い、酸素を含むクリーニングガスは臭化水素と酸
素の混合ガスを用いたことを特徴とする半導体素子の製
造方法。2. The method according to claim 1, wherein the etching gas is a mixed gas of chlorine and oxygen or a mixed gas of hydrogen bromide and oxygen, and the cleaning gas containing oxygen is a mixed gas of hydrogen bromide and oxygen. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
複数枚エッチング処理する前記エッチング工程と前記プ
ラズマクリーニング工程とを組み合わせたことを特徴と
する半導体素子の製造方法。3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the etching step of etching a plurality of wafers and the plasma cleaning step are combined.
を含むクリーニングガスを供給してプラズマ放電による
クリーニング処理と前記処理室内に酸素を含むクリーニ
ングガスを供給してプラズマ放電によるクリーニング処
理とを連続して行なう前記プラズマクリーニング工程と
したことを特徴とする半導体素子の製造方法。4. The cleaning process according to claim 1, wherein a cleaning gas containing fluorine is supplied to perform a plasma discharge cleaning process, and a cleaning gas containing oxygen is supplied to the processing chamber to perform a plasma discharge cleaning process. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the plasma cleaning process is performed continuously.
を供給してプラズマ放電によるクリーニング処理を行な
った後に、前記処理室内に酸素を含むクリーニングガス
を供給してプラズマ放電によるクリーニング処理を行な
い、さらに前記処理室内にエッチングガスを含むプラズ
マ放電を行なうクリーニング工程と、 基板上にシリコンまたはシリコン化合物からなるシリコ
ン膜を形成したウエハを前記処理室内に収納し、前記エ
ッチングガスを含むガスによるプラズマ放電から連続し
てエッチングガスを供給して前記シリコン膜をエッチン
グ処理するエッチング工程とからなることを特徴とする
半導体素子の製造方法。5. A cleaning gas containing fluorine is supplied into the processing chamber to perform cleaning processing by plasma discharge, and then a cleaning gas containing oxygen is supplied into the processing chamber to perform cleaning processing by plasma discharge. A cleaning process in which a plasma discharge containing an etching gas is carried out in the processing chamber, and a wafer having a silicon film made of silicon or a silicon compound formed on a substrate is housed in the processing chamber, and the plasma discharge by the gas containing the etching gas is continuously performed. And an etching process of supplying an etching gas to etch the silicon film.
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| JP (1) | JP2003243360A (en) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2009503882A (en) * | 2005-08-04 | 2009-01-29 | アビザ テクノロジー リミティド | Substrate processing method |
| WO2013046050A3 (en) * | 2011-09-30 | 2013-05-30 | Tokyo Electron Limited | Dry cleaning method for recovering etch process condition |
| KR20140076495A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-20 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Method for reforming electrostatic chuck, and plasma processing device |
-
2002
- 2002-02-14 JP JP2002036690A patent/JP2003243360A/en active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009503882A (en) * | 2005-08-04 | 2009-01-29 | アビザ テクノロジー リミティド | Substrate processing method |
| JP2012156554A (en) * | 2005-08-04 | 2012-08-16 | Spts Technologies Et Ltd | Method of processing substrates |
| KR101238086B1 (en) * | 2005-08-04 | 2013-02-27 | 아비자 테크놀로지 리미티드 | A method of processing substrates |
| US8486198B2 (en) | 2005-08-04 | 2013-07-16 | Aviza Technology Limited | Method of processing substrates |
| EP1912889B1 (en) * | 2005-08-04 | 2015-09-02 | SPP Process Technology Systems UK Limited | A method of processing substrates |
| WO2013046050A3 (en) * | 2011-09-30 | 2013-05-30 | Tokyo Electron Limited | Dry cleaning method for recovering etch process condition |
| KR20140076495A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-20 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Method for reforming electrostatic chuck, and plasma processing device |
| JP2014116566A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Tokyo Electron Ltd | Method for modifying electrostatic chuck and plasma processing device |
| US9558919B2 (en) | 2012-12-12 | 2017-01-31 | Tokyo Electron Limited | Method of modifying electrostatic chuck and plasma processing apparatus |
| KR102188404B1 (en) * | 2012-12-12 | 2020-12-08 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Method for reforming electrostatic chuck, and plasma processing device |
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