(57)【要約】【課題】安価で、環境負荷の少ない半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】アルマイトからなる部材を備えたチャンバー内でSF6含有ガスを用いたプラズマ処理を行う半導体装置の製造方法において、前記SF6含有ガスを用いたプラズマ処理後に、前記アルマイトからなる部材に還元剤を接触させることを特徴とする半導体装置の製造方法など。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルマイトからなる部材を備えたチャンバー内でSF6含有ガスを用いたプラズマ処理を行う半導体装置の製造方法において、
前記SF6含有ガスを用いたプラズマ処理後に、前記アルマイトからなる部材に還元剤を接触させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
還元剤に接触させた後、O2含有ガスを用いたプラズマ処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
還元剤がCOガスであることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
SF6含有ガスを用いたプラズマ処理後に、チャンバー内にCOガスを導入することを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記COガスの導入を、前記チャンバー内にレジスト層を有するウェハを装着し、O2含有プラズマを発生させることによって行うことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
SF6含有ガスを用いたプラズマ処理が、パッシベーション膜であるSiN膜のエッチング処理あることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、特に、SF6、SF４、SCl２、SCl4、S２Cl２等を含有するガスを用いたプラズマ処理を行う半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造プロセスでは、プラズマCVDやプラズマエッチングなどのプラズマ処理が行われる。近年、半導体装置の高集積化や多様化にともない、フッ化物、塩化物、臭化物などの反応性ガスを用いたプラズマ処理が行われるようになり、半導体製造装置のチャンバー内壁やチャンバー内の部材が化学的あるいは物理的に侵食される、チャンバー内壁やチャンバー内の部材に異物が付着・堆積して安定したプラズマ処理を行えない、異物が落下して製品不良を招く、などの問題が発生した。そのため、チャンバー内壁や、チャンバー内の部材、例えば電極、サセプタ、アース、電極裏面のクーリングプレート、クーリングプレート裏面のガス分散板などプラズマに曝されている部分に、アルミニウムを陽極酸化した耐プラズマ性に優れるアルマイトが広く用いられるようになった。
【０００３】
しかし、アルマイトを使用することにより、次のような問題が発生している。
【０００４】
1)パッシベーション膜であるSiN膜のエッチングやエッチング装置のクリーニングにはSF6ガスが使用されるが、アルマイトがSF6ガスを用いたプラズマに曝されると、次の式(1)の反応が進み、SO3が生成し、アルマイト表面に液状で付着したり、ミスト状となってチャンバー内に浮遊する。
【０００５】
Al2O3 + SF6→ 2AlF3 + SO3・・・(1)
この処理を継続することにより、チャンバー内に大量のSO3が存在する状態に至ると、様々な問題が発生する。このような状態で半導体装置製造のためのウェハ処理を行い、該処理を行ったウェハ表面のパーティクルチェックを行うと、半導体装置の表面にSO3が付着し、ウェハが大気に晒されたタイミングで、次の式(2)の反応により硫酸H2SO4となり、パーティクルカウンターにカウントされ、本来の半導体装置表面に存在する異物の検出を妨げる。
【０００６】
SO3 + H2O → H2SO4      ・・・(2)
2)上述したように、ウェハが大気に晒されたタイミングで、ウェハの表面に付着しているSO3がH2SO4となるが、このH2SO4が搬送アームやロードロックステージなどに直接接触したり、クリーンルーム内のダウンフローで搬送系周辺に拡散し、電気系統を腐食させ、故障や異物の発生を引き起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、真空搬送で接続されたアッシングチャンバー等の設備を使用することなく、上記のH2SO4による電気系統の腐食等の問題点を解決する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、アルマイトからなる部材を備えたチャンバー内でSF6含有ガスを用いたプラズマ処理を行う半導体装置の製造方法において、前記SF6含有ガスを用いたプラズマ処理後に、前記アルマイトからなる部材に還元剤を接触させることを特徴とする半導体装置の製造方法により達成される。
【０００９】
本発明の半導体装置の製造方法では、還元剤に接触させた後、O2ガス含有プラズマ処理を行うことが好ましい。
【００１０】
また、還元剤としては、COガスを用いることができる。COガスは、SF6含有ガスを用いたプラズマ処理後に、チャンバー内に直接導入してもよく、また、前記チャンバー内にレジスト層を有するウェハを装着し、O2含有プラズマを発生させることによって、COガスを導入してもよい。
【００１１】
SF6含有ガスを用いたプラズマ処理としては、パッシベーション膜であるSiN膜のエッチング処理を適用できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、安価で、環境負荷の少ない方法により半導体装置を製造することができる。また、チャンバー内の雰囲気を安定化させること、すなわち、SO3を除去することにより、チャンバー内をロット毎に初期状態にリセットすることができるだけでなく、より正確なパティクルチェックを行うことができ、半導体装置の品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上部電極にアルマイトを用いた平行平板型リアクティブイオンエッチング装置を用い、厚さ600nmのSiO2膜上に設けられたパッシベーション膜である厚さ500nmのSiN膜を、SF6(30sccm)/He(100sccm)、ガス圧106.7Pa、パワー300WでRF放電を行って25枚のウェハをエッチング処理した。この後、レジストが全面に塗布されたウェハをチャンバー内に装着し、O2(20sccm)/He(80sccm)、ガス圧106.7Pa、パワー60Wで、40秒、RFクリーニング放電するごとにパーティクル数をカウントした。
【００１４】
図1に、クリーニング時間とパーティクルカウントとの関係を示す。最初の40秒クリーニング放電するとパーティクル数が増加しているが、これは放電により上部電極のアルマイト表面がスパッタリングされ、一時的にSO3が飛散したためと考えられる。しかし、その後、クリーニング効果によりパーティクル数が指数関数的に急激に減少していることがわかる。付着物が剥離することによるパーティクル数は、ランダムに増減を繰り返す特徴があり、図1のような指数関数的減少傾向は示さないので、本発明によりSO3がSO2に還元されて除去されているといえる。
【００１５】
これは、レジストに含有される炭素が酸素プラズマに晒されることによって式(3)で示すようにCOガスが発生し、式(4)により、SO3が還元されて揮発性のSO2となって除去されるためである。
【００１６】
2C + O2 → 2CO           ・・・(3)
CO + SO3 → CO2 + SO2    ・・・(4)
このようなクリーニングを適切な頻度で行うことにより、チャンバー内への大量のSO3蓄積による問題発生を防止することができる。
【００１７】
また、上述のように25枚のウェハをエッチング処理後、O2(20sccm)/He(80sccm)ガス圧106.7Pa、パワー60Wでレジスト付きのウェハを7分、RFクリーニング放電してアルマイト表面のSO3を還元し、次いでO2(20sccm)/He(80sccm)ガス圧106.7Pa、パワー150Wでレジストのないウェハを3分、RFクリーニング放電し、SiN膜のエッチング生成物である(CN)nポリマーを除去した。
【００１８】
そして、0.16μmを超えるパーティクル数を測定したところ、20個以下であったが、こうしたクリーニング処理を行わない場合は約1800個であった。この実験結果に示されるとおり、本発明によりパーティクル数が著しく減少し、より正確にパーティクルチェックを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】クリーニング時間とパーティクルカウントとの関係を示す図である。
【図１】
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