JPH10154696A - Dry cleaning method for process chamber of dry etching device - Google Patents
Dry cleaning method for process chamber of dry etching deviceInfo
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- JPH10154696A JPH10154696A JP31213396A JP31213396A JPH10154696A JP H10154696 A JPH10154696 A JP H10154696A JP 31213396 A JP31213396 A JP 31213396A JP 31213396 A JP31213396 A JP 31213396A JP H10154696 A JPH10154696 A JP H10154696A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は，ドライエッチング
装置内に堆積した堆積物を除去するドライクリーニング
方法に適するドライエッチング装置プロセスチャンバー
のドライクリーニング方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry cleaning method for a process chamber of a dry etching apparatus suitable for a dry cleaning method for removing deposits deposited in a dry etching apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば特開平７−２１１７６９号公報に
は、ウエハーのプラズマ処理方法において、半導体の製
造工程で半導体ウエハーの上に所望の物質からなる薄膜
を形成したり、薄膜に対するエッチングを施すためにプ
ラズマ処理が常用されている事が開示されている。2. Description of the Related Art For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-2111769 discloses a method for forming a thin film made of a desired substance on a semiconductor wafer or performing etching on the thin film in a semiconductor manufacturing process. Discloses that plasma processing is commonly used.
【０００３】プラズマ処理で用いるガスは、酸化膜エッ
チング系では、ポリシリコンとの選択比を得るために、
例えばＣＦ4、ＣＨＦ3の炭素系ガスと不活性ガスとを混
ぜて、酸化膜（ＳｉＯ2）をエッチングする。その際、
酸化膜のＳｉＯ2は、ＳｉＦ4のガス体となり、排気系ダ
クト内に吸引されて除去されるが、炭素系ガスのＣがガ
ス導入管のガス吐出口又は電極及びチャンバーの側壁に
付着し、処理枚数が増加するにつれて堆積物の堆積量が
増加していく。[0003] In the oxide film etching system, the gas used in the plasma processing is used to obtain a selectivity with respect to polysilicon.
For example, an oxide film (SiO 2 ) is etched by mixing a carbon-based gas such as CF 4 or CHF 3 and an inert gas. that time,
The SiO 2 of the oxide film becomes a gaseous substance of SiF 4 and is removed by being sucked into the exhaust duct, but C of the carbon-based gas adheres to the gas discharge port of the gas introduction pipe or the electrode and the side wall of the chamber, As the number of processed sheets increases, the amount of deposits increases.
【０００４】ポリエッチング系では、エッチングするガ
スとしてのＨＢｒ、ＳＦ6、Ｃｌ2ガスに、不活性ガス及
び酸化膜との選択比を得るためにＯ2を添加する。レジ
ストをマスクとしてエッチングする場合、レジストは、
炭素系有機物であるのでＣを遊離して、ガス導入管のガ
ス吐出口又は電極及びチャンバーの側壁に付着する。配
線材料にＷ（タングステン）系材料を用いた場合には、
蒸気圧の低いＷを含んだ堆積物が同様に付着する。この
堆積物は処理時間が長くなるにつれて、堆積量が増加し
ていく。In the poly etching system, O 2 is added to HBr, SF 6 , and Cl 2 gases as etching gases in order to obtain a selectivity between an inert gas and an oxide film. When etching using a resist as a mask, the resist is
Since it is a carbon-based organic substance, C is released and adheres to the gas discharge port of the gas introduction tube or the electrode and the side wall of the chamber. When a W (tungsten) -based material is used for the wiring material,
Deposits containing W with low vapor pressure also adhere. The amount of the deposit increases as the processing time becomes longer.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術によ
る「ドライエッチング方法」において、酸化膜エッチン
グ系ではＣの堆積が、ポリエッチング系ではＣ及びＷと
Ｓｉとの酸化物として混合した堆積物が、ガス導入管の
ガス吐出口又は電極及びチャンバーの側壁に付着し、処
理時間が長くなるにつれて堆積物の堆積量が増加してい
く。堆積量が増加（堆積物の膜厚が厚くなる）し、形状
を維持できなくなる臨界点に達すると、圧力変動の際
（ウエハー搬送時など）に堆積物の一部が半導体ウエハ
ー上に落下して付着する。In the above-mentioned "dry etching method" according to the prior art, in an oxide film etching system, C is deposited, and in a poly etching system, C and a mixture of W and Si are deposited. The gas adheres to the gas discharge port of the gas inlet tube or the electrode and the side wall of the chamber, and the deposition amount of the deposit increases as the processing time becomes longer. When the deposition amount increases (the thickness of the deposit increases) and reaches a critical point where the shape cannot be maintained, a part of the deposit falls on the semiconductor wafer due to pressure fluctuation (eg, during wafer transfer). To adhere.
【０００６】エッチング開始時点で堆積物が落下した場
合には、その落下物がマスクとなりパターン欠陥を誘発
する。また、エッチング終了時に堆積物が落下した場合
でも、その後の洗浄で除去しきれない場合にはパターン
欠陥となり、いずれの場合にも製品の歩留まりを低下さ
せる要因となり得る。さらに、特開平７−９９１７４号
公報では、クリーニングガスとして三フッ化窒素を用い
ているが、これでは、Ｃ系の堆積物を除去することはで
きない。If the deposit falls at the start of the etching, the fall will act as a mask to induce pattern defects. Further, even if the deposits fall at the end of the etching, if they cannot be completely removed by the subsequent cleaning, they will become pattern defects, and in any case, may cause a reduction in the product yield. Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-99174, nitrogen trifluoride is used as a cleaning gas. However, this cannot remove C-based deposits.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は，従来技術の上
記問題点を有利に解決するものであって，ドライエッチ
ング装置内に堆積した堆積物を除去するドライクリーニ
ング方法において、酸化膜ウエハーに対して、酸素プラ
ズマを印加し、炭素系堆積物を一酸化炭素ガスに化学反
応せしめて除去するものとした。また、前記酸素プラズ
マに加え、フッ化化合物ガスを印加し、タングステン及
びまたはシリコン系堆積物を六フッ化タングステン及び
または四フッ化シリコンに化学反応せしめて除去するも
のとした。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention advantageously solves the above-mentioned problems of the prior art, and provides a dry cleaning method for removing deposits deposited in a dry etching apparatus. On the other hand, oxygen plasma was applied to remove carbonaceous deposits by chemically reacting them with carbon monoxide gas. Further, in addition to the oxygen plasma, a fluoride compound gas is applied, and the tungsten and / or silicon-based deposit is chemically reacted with tungsten hexafluoride and / or silicon tetrafluoride to be removed.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づいて、本
発明を説明する。図１は、本発明のドライクリーニング
方法を用いるドライエッチング装置の実施の形態を示す
ものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a dry etching apparatus using the dry cleaning method of the present invention.
【０００９】ドライエッチング装置には、その外装体で
あるプロセスチャンバー１内にガスを導入するためのガ
ス導入管２と、プロセスチャンバー１の内部を所望の真
空度にするように排気する排気機構７とが設けられてい
る。ガス導入管２には、通常、酸化膜エッチング系で
は、ＣＦ4、ＣＨＦ3の炭素系ガスと不活性ガスとを混合
したものが送られる。ポリエッチング系では、通常、Ｈ
Ｂｒ、ＳＦ6、Ｃｌ2、Ｏ2に不活性ガスを混合したもの
が送られる。これらのガス体は、高周波（あるいは低周
波）電源３に接続されたプラズマ発生用の上部電極４と
接地電極５との間に高周波（あるいは低周波）電力を印
加することで、複数のガス孔６から送られる上記ガス体
群をプラズマに形成するものである。The dry etching apparatus has a gas introduction pipe 2 for introducing a gas into a process chamber 1 which is an exterior body thereof, and an exhaust mechanism 7 for evacuating the inside of the process chamber 1 to a desired degree of vacuum. Are provided. In the case of an oxide film etching system, a mixture of a carbon-based gas such as CF 4 or CHF 3 and an inert gas is usually sent to the gas introduction pipe 2. In a poly etching system, H
A mixture of Br, SF 6 , Cl 2 and O 2 mixed with an inert gas is sent. By applying high-frequency (or low-frequency) power between the upper electrode 4 for plasma generation connected to the high-frequency (or low-frequency) power supply 3 and the ground electrode 5, these gaseous bodies are provided with a plurality of gas holes. The gas body group sent from 6 is formed into plasma.
【００１０】ドライクリーニング用半導体ウエハー８
は、通常の処理に用いる半導体製品に製造するものでは
なく、あくまでもドライクリーニング用である。本発明
ではクリーニングガスを特定して主にＣ系の堆積物を除
去する関係上、レジスト等、Ｃ系のものが付着してない
ものをドライクリーニング用半導体ウエハー８に選定す
ればよい。Semiconductor wafer 8 for dry cleaning
Is not manufactured into a semiconductor product used for normal processing, but is only for dry cleaning. In the present invention, since a cleaning gas is specified to mainly remove C-based deposits, a resist or the like to which no C-based deposit is attached may be selected as the dry cleaning semiconductor wafer 8.
【００１１】表１により、酸化膜エッチング系での本発
明によるクリーニング方法を説明する。Table 1 describes a cleaning method according to the present invention in an oxide film etching system.
【００１２】[0012]
【表１】表 １（酸化エッチング系） [Table 1] Table 1 (Oxidation etching system)
【００１３】ケース１（本発明の請求項１に相当する）
は、通常のエッチング処理ガスとしてＣＦ4、ＣＨＦ3を
用い、不活性ガスとしてＡｒを用いている。この処理ガ
スで酸化膜を除去するわけであるが、処理ガスが炭素系
ガスであるため、プロセスチャンバー１内の側壁部分、
複数のガス孔６内部及び電極表面に、Ｃ系の堆積物が、
エッチング処理時間が増加するにつれて多量に堆積して
くる。このＣ系の堆積物は、ある量まで達すると形状を
維持できなくなり、何らかの圧力変動時にウエハー上に
落下してエッチング処理中の半導体ウエハー中に付着す
ると、パーティクル発生の原因となる。Case 1 (corresponding to claim 1 of the present invention)
Uses CF 4 and CHF 3 as normal etching processing gases, and uses Ar as an inert gas. The oxide film is removed by this processing gas. However, since the processing gas is a carbon-based gas, a side wall portion in the process chamber 1 is removed.
C-based deposits are formed inside the plurality of gas holes 6 and on the electrode surface.
As the etching processing time increases, a large amount is deposited. When the C-based deposit reaches a certain amount, it cannot maintain its shape. If the deposit falls onto the wafer during a certain pressure change and adheres to the semiconductor wafer being etched, it causes particles.
【００１４】このようなパーティクルの発生を防止する
ために、本発明によるエッチング処理では、ある一定時
間に達するとＯ2のクリーニングガスをプラズマ化し、
特にＣ系の堆積物を酸素と化合させてＣＯとして、排気
機構７で吸い込み除去するものである。Ｏ2のクリーニ
ングガスは、プロセスチャンバー１の容量及びガス孔６
の個数サイズによって異なるが、市販されているエッチ
ング装置では、流量としては２０ccm程度、処理時間と
しては２０〜４２０secで充分である。In order to prevent the generation of such particles, in the etching treatment according to the present invention, when a certain period of time is reached, the O 2 cleaning gas is turned into plasma,
In particular, the C-based deposit is combined with oxygen to form CO, which is sucked and removed by the exhaust mechanism 7. The O 2 cleaning gas is supplied to the capacity of the process chamber 1 and the gas holes 6.
Although it depends on the number size, in a commercially available etching apparatus, a flow rate of about 20 ccm and a processing time of 20 to 420 sec are sufficient.
【００１５】本発明の請求項２に相当するものとして、
表１の酸化膜エッチング系のケース２、表２のポリエッ
チング系のケース３及びケース４がある。エッチングで
の通常処理ガスは、ケース２において上記ケース１と同
じであるが、ケース３、４では、ＨＢｒ、ＳＦ6、Ｏ2を
用い、不活性ガスとしてＨｅを用いており、ケース１、
２の酸化膜エッチング系とは異なり炭素系ガスではな
い。[0015] As equivalent to claim 2 of the present invention,
There are Case 2 of the oxide film etching system in Table 1 and Case 3 and Case 4 of the poly etching system in Table 2. The normal processing gas in the etching is the same as the case 1 in the case 2, but in the cases 3 and 4, HBr, SF 6 and O 2 are used, and He is used as the inert gas.
Unlike the oxide film etching system of No. 2, it is not a carbon-based gas.
【００１６】[0016]
【表２】表 ２（ポリエッチング系） [Table 2] Table 2 (Poly etching system)
【００１７】しかし、ポリエッチング系では、図２に示
すように、半導体ウエハー上に酸化膜９（ＳｉＯ2）、
ポリシリコン１０（Ｓｉ）、タングステンシリサイド１
１（ＷＳｉ）およびレジスト１２のあるものを特にレジ
スト１２を選択エッチングする。このレジスト１２は炭
素系有機物であるため、プラズマ処理でエッチングされ
る際、その一部が排気機構７で吸引されず、Ｃ系堆積物
としてプロセスチャンバー１の側壁部分、複数のガス孔
６内部及び電極表面に、エッチング処理時間が増加する
につれて、多量に堆積してくる。このＣ系の堆積物は、
ある量まで達すると形状を維持できなくなり、何らかの
圧力変動時にウェハ表面に落下し、エッチング処理中の
半導体ウエハー上に付着するとパーティクル発生の原因
となる。However, in the poly etching system, as shown in FIG. 2, an oxide film 9 (SiO 2 ) is formed on a semiconductor wafer.
Polysilicon 10 (Si), tungsten silicide 1
1 (WSi) and the resist 12 are selectively etched, particularly the resist 12. Since the resist 12 is a carbon-based organic material, when it is etched by the plasma processing, a part of the resist 12 is not sucked by the exhaust mechanism 7 and becomes a C-based deposit as a side wall of the process chamber 1, the inside of the plurality of gas holes 6, and As the etching time increases, a large amount is deposited on the electrode surface. This C deposit is
When the amount reaches a certain amount, the shape cannot be maintained. When the pressure drops, it drops on the wafer surface and adheres to the semiconductor wafer during the etching process, thereby causing particles.
【００１８】このようなパーティクルの発生を防止する
ために、本発明によるエッチング処理では、ある一定時
間に達するとＯ2のクリーニングガスをプラズマ化し、
特にＣ系の堆積物を酸素と化合させてＣＯとして、排気
機構７で吸い込み除去するものである。Ｏ2のクリーニ
ングガスは、プロセスチャンバー１の容量及びガス孔６
の個数サイズによって異なるが、市販されているエッチ
ング装置では、流量としては２０ccm程度、処理時間と
しては２０〜４２０secで充分である。In order to prevent the generation of such particles, in the etching treatment according to the present invention, when a certain period of time is reached, the O 2 cleaning gas is turned into plasma,
In particular, the C-based deposit is combined with oxygen to form CO, which is sucked and removed by the exhaust mechanism 7. The O 2 cleaning gas is supplied to the capacity of the process chamber 1 and the gas holes 6.
Although it depends on the number size, in a commercially available etching apparatus, a flow rate of about 20 ccm and a processing time of 20 to 420 sec are sufficient.
【００１９】表１のケース２及び表２のケース３、４
は、表１のケースと同様に、ドライエッチング装置内の
特にＣ系の堆積物をドライクリーニングするものであっ
て、さらにタングステン及びまたはシリコン系堆積物を
もドライクリーニングするものである。Case 2 in Table 1 and Cases 3 and 4 in Table 2
In the same manner as in the case shown in Table 1, this is for dry-cleaning particularly the C-based deposits in the dry etching apparatus, and also for tungsten and / or silicon-based deposits.
【００２０】表１のケース２の場合では、酸化膜エッチ
ングする際、通常処理ガスとして炭素系ガスを用いてい
るため、炭素系ガスの炭素が炭素系堆積物となるが、そ
の他に酸化膜ＳｉＯ2がエッチングされると、その一部
の酸化膜中のＳｉがＳｉ系堆積物としてプロセスチャン
バー１の側壁部分、複数のガス孔６内部に、エッチング
処理時間が増加するにつれて、Ｓｉ系堆積物がＣ系堆積
物に混じって多量に堆積してくる。In case 2 of Table 1, when the oxide film is etched, a carbon-based gas is usually used as a processing gas, so that carbon of the carbon-based gas becomes a carbon-based deposit. 2 is etched, Si in a part of the oxide film becomes Si-based deposits in the side wall portion of the process chamber 1 and inside the plurality of gas holes 6 as the etching time increases. A large amount is deposited together with C-based deposits.
【００２１】表２のケース３の場合は、ポリエッチング
系でレジストを除去する際の炭素系堆積物の他にタング
ステンシリサイド１１を若干エッチングすると、タング
ステンシリサイド１１内の一部タングステンが排気機構
７に吸引されず、タングステン系堆積物として混合した
ものである。表２のケース４の場合は、表２のケース３
に加え、酸化膜９のＳｉＯ2をエッチングした際、排気
機構７に吸引されずにシリコン系堆積物となり、炭素系
堆積物及びタングステン系堆積物と混合したものであ
る。In case 3 shown in Table 2, when the tungsten silicide 11 is slightly etched in addition to the carbon-based deposit when the resist is removed by a poly etching system, a part of the tungsten in the tungsten silicide 11 is discharged to the exhaust mechanism 7. It is not sucked and mixed as a tungsten-based deposit. In case 4 of Table 2, case 3 of Table 2
In addition to the above, when SiO 2 of the oxide film 9 is etched, the silicon-based deposit is not sucked by the exhaust mechanism 7 and is mixed with the carbon-based deposit and the tungsten-based deposit.
【００２２】ケース２、３、４のように炭素系堆積物の
他にシリコン系堆積物及びまたはタングステン系堆積物
が混合している場合には、クリーニングガスとしてＯ2
プラズマに加えて、フッ化化合物プラズマガス、例えば
ＳＦ6ガスを用いる。このガスを用いると、シリコン系
堆積物はＳｉＦ4ガスとして除去され、タングステン系
堆積物はＷＦ6ガスとして除去される。When a silicon-based deposit and / or a tungsten-based deposit are mixed in addition to the carbon-based deposit as in Cases 2, 3, and 4, O 2 is used as a cleaning gas.
In addition to the plasma, a fluoride compound plasma gas, for example, SF 6 gas is used. When this gas is used, silicon-based deposits are removed as SiF 4 gas, and tungsten-based deposits are removed as WF 6 gas.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明によって、クリーニングガスをプ
ラズマ化することにより、炭素系堆積物及び炭素系堆積
物にシリコン系堆積物及びまたはタングステン系堆積物
が混合したものを完全に除去できる。堆積物の付着によ
るパーティクルの発生も生じず、しかもドライエッチン
グ装置を開放して清掃することなく、連続運転も可能と
なる。また、ドライクリーニングによってプロセスチャ
ンバー内堆積物によるプロセス変動が抑制されるため、
再現性の高いプロセス（加工再現性）が実現できる。According to the present invention, a carbon-based deposit and a mixture of a carbon-based deposit and a silicon-based deposit and / or a tungsten-based deposit can be completely removed by converting the cleaning gas into plasma. The generation of particles due to the adhesion of the deposits does not occur, and continuous operation is possible without opening and cleaning the dry etching apparatus. In addition, because the process fluctuation due to deposits in the process chamber is suppressed by dry cleaning,
A process with high reproducibility (processing reproducibility) can be realized.
【図１】本発明のドライクリーニング方法を用いるドラ
イエッチング装置示す図。FIG. 1 is a diagram showing a dry etching apparatus using a dry cleaning method of the present invention.
【図２】ポリエッチング系の構造を示す部分拡大説明
図。FIG. 2 is a partially enlarged explanatory view showing a structure of a poly etching system.
１ プロセスチャンバー ２ ガス導入管 ３ 電源 ４ 上部電極 ５ 接地電極 ６ ガス孔 ７ 排気機構 ８ ウエハー ９ 酸化膜 １０ ポリシリコン １１ タングステンシリサイド １２ レジスト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Process chamber 2 Gas introduction pipe 3 Power supply 4 Upper electrode 5 Ground electrode 6 Gas hole 7 Exhaust mechanism 8 Wafer 9 Oxide film 10 Polysilicon 11 Tungsten silicide 12 Resist
Claims (2)
積物を除去するドライクリーニング方法において、酸化
膜ウエハーに対して、酸素プラズマを印加し、炭素系堆
積物を一酸化炭素ガスに化学反応せしめて除去する事を
特徴とするドライエッチング装置プロセスチャンバーの
ドライクリーニング方法。In a dry cleaning method for removing a deposit deposited in a dry etching apparatus, an oxygen plasma is applied to an oxide film wafer to remove a carbon-based deposit by causing a chemical reaction with a carbon monoxide gas. A dry cleaning method for a process chamber in a dry etching apparatus.
物ガスを印加し、タングステン及びまたはシリコン系堆
積物を六フッ化タングステン及びまたは四フッ化シリコ
ンに化学反応せしめて除去する事を特徴とする請求項目
１に記載のドライエッチング装置プロセスチャンバーの
ドライクリーニング方法。2. A method according to claim 1, wherein a fluoride compound gas is applied in addition to said oxygen plasma to chemically react tungsten and / or silicon-based deposits with tungsten hexafluoride and / or silicon tetrafluoride. A dry cleaning method for a process chamber of a dry etching apparatus according to item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31213396A JPH10154696A (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Dry cleaning method for process chamber of dry etching device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31213396A JPH10154696A (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Dry cleaning method for process chamber of dry etching device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10154696A true JPH10154696A (en) | 1998-06-09 |
Family
ID=18025657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31213396A Pending JPH10154696A (en) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Dry cleaning method for process chamber of dry etching device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10154696A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004311894A (en) * | 2003-04-10 | 2004-11-04 | Renesas Technology Corp | Manufacturing method of semiconductor device |
| US7025855B2 (en) | 2001-12-04 | 2006-04-11 | Anelva Corporation | Insulation-film etching system |
| CN100393913C (en) * | 2005-12-09 | 2008-06-11 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | Dry cleaning process in polycrystal silicon etching |
-
1996
- 1996-11-22 JP JP31213396A patent/JPH10154696A/en active Pending
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| CN100393913C (en) * | 2005-12-09 | 2008-06-11 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | Dry cleaning process in polycrystal silicon etching |
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