(57)【要約】【課題】  アッシング工程において発生する金属汚染を低減できる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  半導体装置の製造方法は、チャンバー２０内に配置された半導体基板２０上に形成されている有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバー２０の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜２６ａを形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、前記チャンバーの内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
チャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、酸素を含むガスに珪素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、前記チャンバーの内壁に珪素ー炭素結合を含む材料よりなる炭素含有膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記珪素を含むガスは、ＳｉＨ4 よりなるガスであって、
前記ＳｉＨ4 よりなるガスの前記酸素を含むガスに対する流量比は３．３×１０-3 以上であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
珪素を含む材料よりなる部材を内部に備えたチャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、前記チャンバーの内壁に珪素ー炭素結合を含む材料よりなる炭素含有膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記珪素を含む材料よりなる部材は、前記基板の周囲に形成された珪素リングであることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
チャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、ヒ素及びリンのうちの少なくとも一方を１×１０16／ｃｍ2 注入する工程と、
前記ヒ素及びリンのうちの少なくとも一方が注入された前記有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、前記チャンバーの内壁に珪素ー炭素結合を含む材料よりなる炭素含有膜を形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
チャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、不活性ガスよりなるプラズマを用いて第１のアッシングを行なうと共に、前記チャンバーの内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜を形成する工程と、
前記炭素含有膜を形成する工程の後に、前記有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いて第２のアッシングを行なう工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１のアッシングは、前記不活性ガスに塩素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いて行なうことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１のアッシングは、前記不活性ガスに水素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いて行なうことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１のアッシングは、前記不活性ガスにフッ素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いて行なうことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
Ｃ4Ｆ8、Ｃ5Ｆ8、Ｃ4Ｆ6、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2及びＣＨ3Ｆのうちの少なくとも１つを含むガスよりなるプラズマを用いて、チャンバーの内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜を形成する工程と、
前記炭素含有膜を形成する工程の後に、前記チャンバー内に配置された基板に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いて、前記炭素含有膜を除去しながらアッシングを行なう工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
液体窒素によって前記チャンバーを冷却しながら、前記炭素含有膜を形成することを特徴とする請求項１、２、４、６、７又は１１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に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造プロセスにおける基板上に形成されたレジストを除去する工程においては、プロセスガスよりなるプラズマを発生させ、該プラズマを利用してレジストを除去するプラズマアッシング装置が用いられている。さらに、レジストの除去を効果的に行なうために、電源周波数として２．４５ＧＨｚのマイクロ波を利用すると共にプロセスガスとして酸素ガスを利用する高密度マイクロ波プラズマアッシング装置が用いられている。
【０００３】
以下、従来の半導体装置の製造方法において、従来の第１の高密度マイクロ波プラズマアッシング装置（以下、アッシング装置という）を用いたアッシング工程について、図１６を参照しながら説明する。
【０００４】
まず、従来の第１のアッシング装置の構造について説明する。
【０００５】
図１６に示すように、第１のアッシング装置は、例えばアルミニウムで形成されたチャンバー１００、マイクロ波をチャンバー１００内へ導波するマイクロ波導波路１０１、マイクロ波を透過する石英で形成されたマイクロ波透過窓１０２、及びプロセスガスとして例えば酸素ガスを導入する導入路１０３を有している。また、チャンバー１００内には、半導体基板１０４を保持するステージ１０５が設けられており、該ステージ１０５は半導体基板１０４上に形成されたレジストを効率良く除去するために２５０度に加熱されている。尚、アッシング装置及びその構成部品は全て電位的に接地されている。
【０００６】
次に、従来の第１のアッシング装置を用いたアッシング工程について説明する。
【０００７】
チャンバー１００内にプロセスガスである酸素ガスを導入すると共に、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を印加することにより高密度の酸素プラズマを発生させる。このとき、ステージ１０５は接地されているので、プラズマが有するポテンシャルエネルギーによって、酸素イオンと電子との間に電位差が生じ、酸素イオンが半導体基板１０４の方に引き寄せられる。このため、酸素イオンが半導体基板１０４上に形成されているレジストに衝突することにより、アッシング工程が進行する。
【０００８】
しかしながら、この工程において、酸素イオンは、接地されているステージ１０５に引き寄せられると同時に、同様に接地されているチャンバー１００にも引き寄せられる。このように、第１のアッシング装置の構造上、酸素イオンはチャンバー１００にも引き寄せられてチャンバー１００の内壁に衝突する。従って、チャンバー１００の内壁がエッチングされることは避けられないので、エッチングされたチャンバー１００の内壁を構成する金属が原因となって、半導体基板１０４に金属汚染が発生する。
【０００９】
このような問題への対策として、従来の第２のアッシング装置を用いてアッシング工程を行なう方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
図１７に示すように、第２のアッシング装置は、第１のアッシング装置と同様の構成に加えて、チャンバー１００の内壁が有機膜１０６により被覆された構造を有している。このように、有機膜１０６がチャンバー１００の内壁を保護する保護膜の役割を果たすことにより、チャンバー１００の内壁がエッチングされることを防止して、半導体基板１０４に生じる金属汚染を防止している。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１２５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、アッシング工程は、主に酸素と炭素との燃焼反応により進行するので、チャンバー１００の内壁に形成された有機膜１０６は容易に燃焼する。このため、チャンバー１００の内壁に形成された有機膜１０６の寿命は著しく短く、チャンバー１００の内壁は容易に露出してしまう。従って、チャンバー１００の内壁がエッチングされることにより、半導体基板１０４に金属汚染が発生する。このように、従来の第２のアッシング装置において、チャンバー１００の内壁に形成された有機膜１０６は保護膜として十分に機能しない。
【００１３】
前記に鑑み、本発明の目的は、アッシング工程において発生する金属汚染を低減できる半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の課題を解決するために、本発明に係る第１の半導体装置の製造方法は、チャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバーの内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜を形成することを特徴とする。
【００１５】
第１の半導体装置の製造方法によると、チャンバーの内壁に炭素含有膜を形成しながらアッシングを行なうため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。
【００１６】
本発明に係る第２の半導体装置の製造方法は、チャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、酸素を含むガスに珪素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバーの内壁に珪素ー炭素結合を含む材料よりなる炭素含有膜を形成することを特徴とする。
【００１７】
第２の半導体装置の製造方法によると、酸素を含むガスに珪素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いてアッシングを行なうため、チャンバーの内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。このため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。
【００１８】
第２の半導体装置の製造方法において、珪素を含むガスは、ＳｉＨ4 よりなるガスであって、ＳｉＨ4 よりなるガスの酸素を含むガスに対する流量比は３．３×１０-3 以上であることが好ましい。
【００１９】
このようにすると、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることを防止しながら、チャンバーの内壁に珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができるため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。
【００２０】
本発明に係る第３の半導体装置の製造方法は、珪素を含む材料よりなる部材を内部に備えたチャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバーの内壁に珪素ー炭素結合を含む材料よりなる炭素含有膜を形成することを特徴とする。
【００２１】
第３の半導体装置の製造方法によると、アッシングの際に珪素原子を発生させる供給源として、珪素を含む材料よりなる部材をチャンバーの内部に有しているので、アッシングの際にチャンバーの内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。このため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、珪素原子を発生させる供給源として、チャンバー内に珪素を含む材料よりなる部材を備えているため、従来例と同様に、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いた通常のアッシングを行なえばよいので、基板に生じる金属汚染の低減を低コストで実現することができる。
【００２２】
第３の半導体装置の製造方法において、珪素を含む材料よりなる部材は、基板の周囲に形成された珪素リングであることが好ましい。
【００２３】
このようにすると、アッシングによって珪素リングから珪素原子が発生するので、アッシングの際にチャンバーの内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。また、従来例と同様に、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いた通常のアッシングを行なえばよいので、基板に生じる金属汚染の低減を低コストで実現することができる。
【００２４】
本発明に係る第４の半導体装置の製造方法は、チャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、ヒ素及びリンのうちの少なくとも一方を１×１０16／ｃｍ2 注入する工程と、ヒ素及びリンのうちの少なくとも一方が注入された有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバーの内壁に珪素ー炭素結合を含む材料よりなる炭素含有膜を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００２５】
第４の半導体装置の製造方法によると、ヒ素及びリンのうち少なくと一方をレジスト膜に注入した後に該レジスト膜に対するアッシングを行なうことにより、チャンバーの内壁に耐プラズマ性を有するヒ素−炭素結合又はリン−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。このため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、ヒ素又はリンの注入という技術を有機膜に対して適用することにより、基板に生じる金属汚染を低減することができるので、開発コストを低減して実現することができる。
【００２６】
本発明に係る第５の半導体装置の製造方法は、チャンバー内に配置された基板上に形成されている有機膜に対して、不活性ガスよりなるプラズマを用いて第１のアッシングを行なうと共に、チャンバーの内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜を形成する工程と、炭素含有膜を形成する工程の後に、有機膜に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いて第２のアッシングを行なう工程とを備えることを特徴とする。
【００２７】
第５の半導体装置の製造方法によると、酸素ガスよりなるプラズマを用いたアッシングを行なう前に、不活性ガスよりなるプラズマを用いたアッシングを行なうことにより、不活性ガスよりなるプラズマと基板上の有機膜とは化学的に反応しないために、不活性ガスよりなるプラズマによりスパッタリングされた有機膜の大部分は排気されることなくチャンバーの内壁に吸着する。このため、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いたアッシングの際にチャンバーの内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、チャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、安価な不活性ガスを用いることによって、基板に生じる金属汚染を低減することができるので、コストの削減を実現できる。
【００２８】
第５の半導体装置の製造方法において、第１のアッシングは、不活性ガスに塩素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いて行なうことが好ましい。
【００２９】
このようにすると、チャンバーの内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染の低減に加えて、例えばアルミニウム配線を形成する際により生じるアルミニウムがチャンバー内に残留している等の場合に、アルミニウムと塩素とが選択的に反応することにより残留アルミニウムが排気されるので、アルミニウム系の金属汚染の低減も実現することができる。また、チャンバーの内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染とアルミニウム系の金属汚染とに対して、異なる装置を用いることなく同一の装置で対処することができる。
【００３０】
第５の半導体装置の製造方法において、第１のアッシングは、不活性ガスに水素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いて行なうことが好ましい。
【００３１】
このようにすると、チャンバーの内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染の低減に加えて、例えばチャンバー内にイオン注入に用いたドーパントが酸化物となって残留している等の場合に、水素の還元作用により酸化物として残留しているドーパントが排気されるので、残留ドーパントによる汚染の低減も実現することができる。また、チャンバーの内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染と残留ドーパントによる汚染とに対して、異なる装置を用いることなく同一の装置で対処することができる。
【００３２】
第５の半導体装置の製造方法において、第１のアッシングは、不活性ガスにフッ素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いて行なうことが好ましい。
【００３３】
このようにすると、チャンバーの内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染の低減に加えて、例えばコンタクトプラグを形成する際に生じるタングステン膜の膜残りがある等の場合に、タングステンとフッ素とが選択的に反応して残留タングステンが排気されるので、タングステン汚染の低減の実現することができる。また、チャンバーの内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染とタングステン汚染とに対して、異なる装置を用いることなく同一の装置で対処することができる。
【００３４】
本発明に係る第６の半導体装置の製造方法は、Ｃ4Ｆ8、Ｃ5Ｆ8、Ｃ4Ｆ6、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2及びＣＨ3Ｆのうちの少なくとも１つを含むガスよりなるプラズマを用いて、チャンバーの内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜を形成する工程と、炭素含有膜を形成する工程の後に、チャンバー内に配置された基板に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いて、炭素含有膜を除去しながらアッシングを行なう工程とを備えることを特徴とする。
【００３５】
第６の半導体装置の製造方法によると、アッシングを行なう前に、チャンバーの内壁に炭素含有膜を形成した後に、炭素含有膜を除去しながらアッシングを行なうので、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、有機膜が形成されていない基板に対してアッシングを行なう場合であっても、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。
【００３６】
第１〜第６の半導体装置の製造方法において、液体窒素によってチャンバーを冷却しながら、炭素含有膜を形成することが好ましい。
【００３７】
このようにすると、チャンバーの内壁に堆積される炭素含有膜の堆積速度が向上し、チャンバーの内壁に対して炭素含有膜の吸着効率が上昇するので、炭素含有膜の形成時間を短縮できると共に、炭素含有膜のチャンバーの内壁に対する密着性を向上することができる。
【発明の効果】
【００３８】
前記第１の半導体装置の製造方法によると、チャンバーの内壁に炭素含有膜を形成しながらアッシングを行なうため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。
【００３９】
前記第２の半導体装置の製造方法によると、酸素を含むガスに珪素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いてアッシングを行なうため、チャンバーの内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。このため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。
【００４０】
前記第３の半導体装置の製造方法によると、アッシングの際に珪素原子を発生させる供給源として、珪素を含む材料よりなる部材をチャンバーの内部に有しているので、アッシングの際にチャンバーの内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。このため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、珪素原子を発生させる供給源として、チャンバー内に珪素を含む材料よりなる部材を備えているため、従来例と同様に、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いた通常のアッシングを行なえばよいので、基板に生じる金属汚染の低減を低コストで実現することができる。
【００４１】
前記第４の半導体装置の製造方法によると、ヒ素及びリンのうち少なくと一方をレジスト膜に注入した後に該レジスト膜に対するアッシングを行なうことにより、チャンバーの内壁に耐プラズマ性を有するヒ素−炭素結合又はリン−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜を形成することができる。このため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、ヒ素又はリンの注入という技術を有機膜に対して適用することにより、基板に生じる金属汚染を低減することができるので、開発コストを低減して実現することができる。
【００４２】
前記第５の半導体装置の製造方法によると、酸素ガスよりなるプラズマを用いたアッシングを行なう前に、不活性ガスよりなるプラズマを用いたアッシングを行なうことにより、不活性ガスよりなるプラズマと基板上の有機膜とは化学的に反応しないために、不活性ガスよりなるプラズマによりスパッタリングされた有機膜の大部分は排気されることなくチャンバーの内壁に吸着する。このため、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いたアッシングの際にチャンバーの内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、チャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、安価な不活性ガスを用いることによって、基板に生じる金属汚染を低減することができるので、コストの削減を実現できる。
【００４３】
前記第６の半導体装置の製造方法によると、アッシングを行なう前に、チャンバーの内壁に炭素含有膜を形成した後に、炭素含有膜を除去しながらアッシングを行なうので、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。また、有機膜が形成されていない基板に対してアッシングを行なう場合であっても、アッシングの際にチャンバーの内壁がエッチングされることによって基板に生じる金属汚染を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４５】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１（ａ）〜（ｃ）及び図２〜図４を参照しながら説明する。
【００４６】
図１（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の説明に用いる工程断面図を示している。
【００４７】
まず、図１（ａ）に示すように、半導体基板１０の上に形成されている保護絶縁膜１１に対して、開口部１２ａを有するレジスト膜１２を形成する。
【００４８】
次に、図１（ｂ）に示すように、保護絶縁膜１１に対して、開口部１２ａを有するレジスト膜１２をマスクとしてドライエッチングを行なうことにより、保護絶縁膜１１内に、半導体基板１０の上面に到達する開口部１１ａを形成する。
【００４９】
次に、図１（ｃ）に示すように、アッシングを行なうことにより、保護絶縁膜１１の上に形成されているレジスト膜１２を除去する。
【００５０】
第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前記図１（ｃ）で説明したアッシング工程に関連する方法であるが、前記図１（ａ）及び（ｂ）に示した工程を経た後のアッシングに限定されるものではなく、図示していないが、例えば、半導体基板の上に所望のパターンのレジスト膜を形成し、半導体基板に対してイオン注入等の加工処理を行なった後に、該レジスト膜をアッシングにより除去する場合等、アッシング工程に広く用いられる方法である。
【００５１】
以下に、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図２に示す高密度マイクロ波アッシング装置（以下、アッシング装置という）を用いながら説明する。
【００５２】
図２に示すアッシング装置は、例えばアルミニウムで形成されたチャンバー２０、マイクロ波をチャンバー２０内へ導波するマイクロ波導波路２１、マイクロ波を透過させる石英により形成されたマイクロ波透過窓２２、及び、プロセスガスとして例えば酸素を含むガスを導入する導入路２３を有している。また、チャンバー２０内には、例えば図１に示す半導体基板１０を保持するステージ２４が設けられており、該ステージ２４は半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２を効率良く除去するために２５０度に加熱されている。さらに、チャンバー２０の内壁には、従来例と同様に、アッシングを行なう際の保護膜として例えばポリイミドよりなる有機膜２５が形成されている。尚、図２に示すアッシング装置及びその構成部品は全て電位的に接地されている。
【００５３】
このようなアッシング装置において、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、チャンバー２０内に配置された半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２に対して、プロセスガスとして酸素を含むガスに珪素を含むガスを添加してなるプラズマを用いてアッシングを行ないながら、チャンバー２０の内壁に珪素−炭素結合を多く含んだ材料よりなる炭素含有膜２６ａを形成する。すなわち、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、アッシングの際に、酸素を含むガスに珪素を含むガスを添加してなるプラズマを用いることを特徴としている。
【００５４】
以下に、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。
【００５５】
まず、通常、プロセスガスとして主に酸素を含むガスをガス導入路２３からチャンバー２０内へ導入し、マイクロ波導波管２１及びマイクロ波透過窓２２を介して２．４５ＧＨｚのマイクロ波を印加することにより高密度の酸素プラズマを発生させる。チャンバー２０内に設けられたステージ２４は接地されているので、プラズマが有するポテンシャルエネルギーによって、酸素イオンと電子との間に電位差が生じ、プラズマ中の酸素イオンが半導体基板１０の方に引き寄せられる。このため、酸素イオンが半導体基板１０上に形成されたレジスト膜１２に衝突することにより、アッシング工程は進行する。
【００５６】
第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、アッシングの条件として、例えば酸素ガスの流量を約３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波出力を２０００Ｗ、チャンバー圧力を５Ｐａ、基板温度を２５０℃、放電時間を約１分間とする。さらに、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、プロセスガスとして、酸素（Ｏ2 ）ガスと共に流量が１．２ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）であるシラン（ＳｉＨ4 ）ガスをチャンバー２０内へ導入する。
【００５７】
この場合、シランガスの酸素ガスに対する流量比について、図３を参照しながら説明する。
【００５８】
図３は、シランガスの酸素ガスに対する流量比と炭素含有膜２６ａの堆積速度（相対強度）との関係を示している。
【００５９】
図３に示すように、シランガスの酸素ガスに対する流量比は、３．３×１０-3以上であることが望ましい。これは、図３から明らかなように、シランガスの流量比が増加するに従って有機膜２５のエッチング速度は減少する。そして、シランガスの酸素ガスに対する流量比が３．３×１０-3以上になると、チャンバー２０の内壁に炭素含有膜２６ａが堆積し始める。尚、シランガスを過剰に添加すると、チャンバー２０内の酸素ガスの分圧が低下することにより、アッシング速度が低下する（図示せず）。このため、アッシング速度が低下することを防止するために、シランガスを添加する量はできるだけ少量であることが望ましい。
【００６０】
ここで、酸素ガスにシランガスを添加してなるプラズマを用いてアッシングを行なうことにより、炭素含有膜２６ａの堆積が進行する理由について説明する。
【００６１】
添加されたシランガスに含まれる珪素と半導体基板１０上に形成されているレジスト膜から放出される炭素とがプラズマ重合反応を起こすことにより、珪素−炭素結合（Ｓｉ−Ｃ結合）を多く含んだ炭素含有膜２６ａが形成される。珪素−炭素結合は高い融点及び低い蒸気圧を有するため、珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜２６ａは容易に析出するので、チャンバー２０の内壁を効率良く被覆することができる。
【００６２】
図４は、従来の半導体装置の製造方法を用いた場合のアルミニウム金属汚染量と第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を用いた場合のアルミニウム金属汚染量との比較を示している。
【００６３】
図４から明らかなように、従来の半導体装置の製造方法によると、アッシング時間の増加に伴ってアルミニウム汚染量が増加する傾向が見られるが、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、アッシング時間が増加してもアルミニウム汚染量が増加する傾向は見られない。その上、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、従来の半導体装置の製造方法に比べて、アルミニウム汚染量はおよそ二桁以上も低減している。これは、前述のように、有機膜２５の上に形成される炭素含有膜２６ａには珪素−炭素結合が多く含まれており、珪素−炭素結合は強い結合エネルギーを有するので、炭素含有膜２６ａは耐プラズマ性を有する。従って、有機膜２５がプラズマによりエッチングされてその膜厚が減少することを防止できるため、チャンバー２０の内壁はプラズマに直接曝されることがなくなるので、半導体基板１０に生じる金属汚染及びパーティクルを防止できる。
【００６４】
以上のように、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、酸素を含むガスに珪素を含むガスを添加してなるプラズマを用いてアッシングを行なうため、チャンバー２０の内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜２６ａを形成することができる。このため、チャンバー２０の内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバー２０の内壁がエッチングされることによって半導体基板１０に生じる金属汚染及びパーティクルを低減することができる。
【００６５】
尚、第１の実施形態では、酸素ガスに添加する珪素を含むガスとして、シラン（ＳｉＨ4 ）ガスである場合について説明したが、テトラメチルシランＳｉ（ＣＨ3）4 、テトラエチルシランＳｉ（Ｃ2Ｈ5）4 、又はテトラエトキシシランＴＥＯＳよりなるガスであっても、シランガスの場合と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
また、第１の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ＩＣＰ型、平行平板ＲＦ型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法について図１（ａ）〜（ｃ）及び図５を参照しながら説明する。尚、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すアッシング工程については、第１の実施形態と同様に、前記図１（ｃ）で説明したアッシング工程を一例として説明する。
【００６８】
図５は、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いるアッシング装置を示している。
【００６９】
図５に示すアッシング装置は、例えばアルミニウムで形成されたチャンバー３０、マイクロ波をチャンバー３０内へ導波するマイクロ波導波路３１、マイクロ波を透過させる石英により形成されたマイクロ波透過窓３２、及び、プロセスガスとして例えば酸素を含むガスを導入するガス導入路３３を有している。また、チャンバー３０内には、例えば図１に示した半導体基板１０を保持するステージ３４が設けられており、該ステージ３４は半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２を効率良く除去するために２５０度に加熱されている。さらに、チャンバー３０の内壁には、従来例と同様に、アッシングを行なう際の保護膜として例えばポリイミドよりなる有機膜３５が形成されている。尚、図５に示すアッシング装置及びその部品は全て電位的に接地されている。
【００７０】
また、図５に示すアッシング装置では、ステージ３４上には、保持される半導体基板１０の周囲を覆うように、Ｓｉリング３７が備え付けられている。ここで、Ｓｉリング３７は、アッシングの際のプラズマ中へ珪素を供給する供給源として備え付けられているものである。尚、第２の実施形態に係るＳｉリング３７は、半導体基板に対するエッチング工程において、半導体基板の中心の雰囲気と周囲の雰囲気とを調整するために一般に用いられているＳｉリングとは大きく役割を異にするものである。
【００７１】
このようなアッシング装置において、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、例えばＳｉリング３７等の珪素を含む材料よりなる部材を内部に備えたチャンバー３０内に配置された半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバー３０の内壁に珪素ー炭素結合（Ｓｉ−Ｃ結合）を多く含んだ材料よりなる炭素含有膜３６を形成することを特徴とする。すなわち、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、酸素を含むガスと共に珪素を含むガスを導入する第１の実施形態とは異なり、アッシングの際のプラズマ中に珪素を供給するための珪素を含む材料よりなる部材をチャンバー２０内に備え、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうことを特徴としている。
【００７２】
以下に、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。
【００７３】
まず、通常、プロセスガスとして主に酸素を含むガスをガス導入路３３からチャンバー３０内へ導入し、マイクロ波導波管３１及びマイクロ波透過窓３２を介して２．４５ＧＨｚのマイクロ波を印加することにより高密度の酸素プラズマを発生させる。チャンバー３０内に設けられたステージ３４は接地されているので、プラズマが有するポテンシャルエネルギーによって、酸素イオンと電子との間に電位差が生じ、プラズマ中の酸素イオンが半導体基板１０の方に引き寄せられる。このため、酸素イオンが半導体基板１０上に形成されたレジスト膜１２に衝突することにより、アッシング工程は進行する。
【００７４】
第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、アッシングの条件として、例えば酸素（Ｏ2 ）ガスの流量を約３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波出力を２０００Ｗ、チャンバー圧力を５Ｐａ、基板温度を２５０℃、放電時間を約１分間とする。
【００７５】
この場合、図５に示すアッシング装置においては、プラズマ中の酸素イオンによりＳｉリング３７がスパッタリングされてプラズマ中に珪素が供給される。プラズマ中に珪素が供給されると、第１の実施形態と同様に、珪素と半導体基板１０上に形成されているレジスト膜から放出される炭素とがプラズマ重合反応を起こすことにより、珪素ー炭素結合を多く含んだ炭素含有膜３６が形成される。珪素−炭素結合は高い融点及び低い蒸気圧を有するため、珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜３６は容易に析出するので、チャンバー３０の内壁を効率良く被覆することができる。尚、ステージ３４上に備えられたＳｉリング３７は２５０℃に加熱されているので、炭素−珪素結合を多く含んだ炭素含有膜がＳｉリング３７の上に堆積することはない。
【００７６】
以上のように、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、アッシングの際に珪素が供給されるように、チャンバー３０の内部にＳｉリング３７を備えているので、アッシングの際にチャンバー３０の内壁に耐プラズマ性に優れた珪素−炭素結合を多く含んだ炭素含有膜３６を形成することができる。このため、チャンバー３０の内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバー３０の内壁がエッチングされることによって半導体基板１０に生じる金属汚染及びパーティクルを低減することができる。また、チャンバー３０内に珪素の供給源となるＳｉリング３７を備えているため、従来例と同様に、プロセスガスとして酸素を含むガスよりなるプラズマを用いればよいので、半導体基板１０に生じる金属汚染及びパーティクルの低減を低コストで実現することができる。
【００７７】
また、第２の実施形態では、珪素の供給源となる珪素を含む材料よりなる部材がＳｉリング３５である場合について説明したが、チャンバー３０内にその他Ｓｉ製の部材を設けることにより、Ｓｉリング３７の場合と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
また、第２の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ＩＣＰ型、平行平板ＲＦ型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図６（ａ）〜（ｄ）及び図７を参照しながら説明する。
【００８０】
図６（ａ）〜（ｄ）は、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面である。
【００８１】
まず、図６（ａ）に示すように、半導体基板４０上に形成された保護絶縁膜４１の上に、フォトリソグラフィーによって開口部４２ａを有するレジスト膜４２を形成する。
【００８２】
次に、図６（ｂ）に示すように、レジスト膜４２に対してヒ素（Ａｓ）のイオン注入を行なう。イオン注入の条件として、例えば１×１０16／ｃｍ2 以上のドーズ量のヒ素を注入する。尚、ここでは、ヒ素イオンの注入を行なうが、ヒ素及びリン（Ｐ）のうちの少なくとも一方を注入するのが好ましい。
【００８３】
次に、図６（ｃ）に示すように、保護絶縁膜４１に対して、レジスト膜４２をマスクとしてドライエッチングを行なうことにより、半導体基板４０の上面に到達するコンタクトホール４１ａを形成する。
【００８４】
次に、図６（ｄ）に示すように、アッシングを行なうことにより、層間絶縁膜４２の上に形成されているレジスト膜４２を除去する。
【００８５】
ここで、図６（ｄ）で説明したアッシング工程は、一例として、前述の第１の実施形態における図２に示したアッシング装置を用いて行なわれるものとする。この場合、図２に示すアッシング装置のステージ２４の上には、前記半導体基板４０が保持されているものとすると共に、図６（ｄ）に示したアッシングによってチャンバー２０の内壁に後述する炭素含有膜２６ｂが形成されるものとする。また、アッシング条件は、例えば酸素（Ｏ2 ）ガスの流量を約３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波出力を２０００Ｗ、チャンバー圧力を５Ｐａ、基板温度を２５０℃、放電時間を約１分間とする。
【００８６】
このように、図１に示したアッシング装置において、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、チャンバー２０内に配置された半導体基板４０上に形成されているレジスト膜４２に対して、１×１０16／ｃｍ2 以上のドーズ量でヒ素及びリンのうちの少なくとも一方を注入する工程と、ヒ素及びリンのうちの少なくとも一方が注入されたレジスト膜４２に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共に、チャンバー２０の内壁にヒ素及びリンの少なくとも一方を含む材料よりなる炭素含有膜２６ｂを形成する。すなわち、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、ヒ素及びリンのうちの少なくとも一方を注入したレジスト膜４２に対してアッシングすることにより炭素含有膜２６ｂを形成することを特徴とする。
【００８７】
図７は、図６（ｄ）に示したアッシング工程において、ヒ素のドーズ量と炭素含有膜２６ｂの堆積速度との関係を示している。
【００８８】
図７から明らかなように、ヒ素のドーズ量が増加するに従って有機膜２５（図２参照）のエッチング速度が減少する傾向が見られる。そして、ヒ素のドーズ量が１．０×１０16/ｃｍ2 以上になると、チャンバー２０の内壁にヒ素を多く含んだ炭素含有膜２６ｂが堆積し始める。これは、半導体基板４０上に形成されたレジスト膜４２からプラズマ中に放出された炭素とヒ素とがプラズマ重合反応を起こすことにより、ヒ素を多く含んだ炭素含有膜２６ｂが形成され、ヒ素を多く含んだ炭素含有膜２６ｂは金属ライクの強い結合エネルギーを有するので、耐プラズマ性に優れた炭素含有膜２６ｂをチャンバー２０の内壁に形成することができるからである。
【００８９】
以上のように、第３の半導体装置の製造方法によると、ヒ素及びリンのうち少なくと一方をレジスト膜に注入した後に該レジスト膜に対するアッシングを行なうことにより、チャンバー２０の内壁に耐プラズマ性に優れたヒ素及びリンのうちの少なくとも一方を多く含んだ炭素含有膜２６ｂを形成しながらアッシングが進行する。このため、チャンバー２０の内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際にチャンバー２０の内壁がエッチングされることによって半導体基板４０に生じる金属汚染を低減することができる。また、ヒ素又はリンの注入という技術を有機膜に対して適用することにより、半導体基板４０に生じる金属汚染の低減を低開発コストで実現することができる。
【００９０】
尚、第３の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ＩＣＰ型、平行平板ＲＦ型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。
【００９１】
（第４の実施形態）
以下に、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法について図１、図８及び図９を参照しながら説明する。尚、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法に示すアッシング工程について、例えば、第１の実施形態と同様に、前記図１（ｃ）に説明したアッシング工程を一例として説明する。
【００９２】
図８は、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いるアッシング装置を示している。
【００９３】
図８に示すアッシング装置は、例えばアルミニウムで形成されたチャンバー５０、マイクロ波をチャンバー５０内へ導波するマイクロ波導波路５１、マイクロ波を透過させる石英により形成されたマイクロ波透過窓５２、及び、プロセスガス等を導入するガス導入路５３を有している。また、チャンバー５０内には、例えば図１に示す半導体基板１０を保持するステージ５４が設けられており、該ステージ５４は半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２を効率良く除去するために２５０度に加熱されている。さらに、チャンバー５０の内壁には、従来例と同様に、アッシングを行なう際の保護膜として例えばポリイミドよりなる有機膜５５が形成されている。尚、図８に示すアッシング装置及びその構成部品は全て電位的に接地されている。また、このように、図８に示すアッシング装置は、図１に示したアッシング装置と同様である。
【００９４】
このようなアッシング装置において、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、チャンバー５０内に配置された半導体基板１０（図１参照）上に形成されているレジスト膜１２に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスよりなるプラズマを用いて第１のアッシングを行なうと共に、チャンバー５０の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜５６を形成し、その後、レジスト膜１２に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いて第２のアッシングを行なう。すなわち、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第２のアッシングを行なう前に、不活性ガスよりなるプラズマを用いて第１のアッシングを行なって炭素含有膜５６を形成することを特徴とする。
【００９５】
以下に、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。
【００９６】
まず、第１のアッシング工程として、チャンバー５０内に配置された半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２に対して、不活性ガスとして例えばアルゴン（Ａｒ）ガスよりなるプラズマを用いて第１のアッシングを行なう。具体的に、第１のアッシング条件としては、例えば、アルゴンガスの流量を約３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波出力を２０００Ｗ、チャンバー圧力を５Ｐａ、基板温度を２５０℃、及び放電時間を約１分間とする。
【００９７】
次に、第１のアッシング工程の後に、レジスト膜１２に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いて第２のアッシングを行なう。具体的に、第２のアッシング条件としては、例えば、酸素（Ｏ2 ）ガスの流量を約３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波出力を２０００Ｗ、チャンバー圧力を５Ｐａ、基板温度を２５０℃、及び放電時間を約３０秒間とする。
【００９８】
図９は、アルゴンガスよりなるプラズマを用いた第１のアッシング及び酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシングにおける有機膜５５及び炭素含有膜５６の堆積速度を示している。
【００９９】
図９から明らかなように、アルゴンガスよりなるプラズマを用いた第１のアッシングの際には、有機膜５５は燃焼することなく、炭素含有膜５６が常に堆積される。一方、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシングの際は、有機膜５５は燃焼され、炭素含有膜５６が堆積されることはない。このように、第１のアッシングによって、炭素含有膜５６が堆積されるのは、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板１０上に形成されているレジスト膜とは化学的に反応しないので、第１のアッシングの際にスパッタリングされたレジスト膜の大部分は排気されずにチャンバー５０の内壁に吸着するからである。
【０１００】
次に、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法が、第１のアッシング工程と第２のアッシング工程との２つのステップを行なうことから、第１のアッシング工程を行なう時間ｔ１と第２のアッシング工程を行なう時間ｔ２について説明する。
【０１０１】
まず、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法において行なう総アッシング時間Ｔは、下記式（１）に示すように、第１のアッシング時間ｔ１と第２のアッシング時間ｔ２との和により決定することができる。
【０１０２】
Ｔ＝ｔ１＋ｔ２  ・・・  （１）
【０１０３】
次に、半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２の膜厚に相当するアッシング量Ｔｏ（定数）は、第１のアッシング工程における第１のアッシング量と第２のアッシング工程における第２のアッシング量との和により示される。また、第１のアッシング量は、第１のアッシング速度Ｒ１（定数）と第１のアッシング時間ｔ１との積により決定することができ、第２のアッシング量は、第２のアッシング速度Ｒ２（定数）と第２のアッシング時間ｔ２との積により決定できる。従って、アッシング量Ｔｏは、下記式（２）で表すことができる。
【０１０４】
Ｒ１・ｔ１＋Ｒ２・ｔ２＝Ｔｏ  ・・・  （２）
【０１０５】
また、第１のアッシング工程で炭素含有膜５６が堆積する一方、第２のアッシング工程で有機膜５６が消費されるので、有機膜５６が消費されてチャンバー５０の内壁が露出しないようにするためには、炭素含有膜５６の堆積速度Ｄ１（定数）と有機膜５５の消費速度（Ｄ２）との関係は、下記式（３）で表すことができる。
【０１０６】
Ｄ１・ｔ１＋Ｄ２・ｔ２＞０  ・・・  （３）
【０１０７】
関係式（１）〜（３）を整理すると、関係式（４）〜（６）に示すようにｔ１、ｔ２、Ｔをそれぞれ算出することができる。
【０１０８】
前記式（１）〜（３）をもとに、第１のアッシング時間ｔ１、第２のアッシング時間ｔ２、及び総アッシング時間Ｔは、下記式（４）〜（６）により表される。
【０１０９】
ｔ１＜Ｔｏ／（Ｒ１−Ｒ２・Ｄ１／Ｄ２）  ・・・  （４）
【０１１０】
ｔ２＜Ｔｏ／（Ｒ２−Ｒ１・Ｄ２／Ｄ１）  ・・・  （５）
【０１１１】
Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＜Ｔｏ／（Ｒ１−Ｒ２・Ｄ１／Ｄ２）＋Ｔｏ／（Ｒ２−Ｒ１・Ｄ２／Ｄ１）  ・・・  （６）
【０１１２】
従って、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、前記式（３）〜（６）を考慮して、第１のアッシング工程及び第２のアッシング工程を行なうことにより、チャンバー５０の内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止することができる。
【０１１３】
以上のように、第４の半導体装置の製造方法によると、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシング工程を行なう前に、アルゴンガスよりなるプラズマを用いた第１のアッシング工程を行なうことにより、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板１０上のレジスト膜１２とは化学的に反応しないので、アルゴンガスよりなるプラズマによりスパッタリングされたレジスト膜１２の大部分は排気されることなくチャンバー５０の内壁に吸着する。このため、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシングの際にチャンバー４０の内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、チャンバー５０の内壁がエッチングされることによって半導体基板１０に生じる金属汚染を低減することができる。また、安価なアルゴンガスを用いることによって、半導体基板１０に生じる金属汚染を低減することができるので、コストの削減を実現できる。
【０１１４】
また、第４の実施形態では、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いたが、ヘリウム、ネオン、キセノンを用いても、前述と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１１５】
尚、第４の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ＩＣＰ型、平行平板ＲＦ型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
（第５の実施形態）
以下に、本発明の第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１、図８及び図１０を参照しながら説明する。
【０１１７】
第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前述の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法を発展させた製造方法であり、第４の実施形態と同様の金属汚染の低減を実現すると共に、前工程でチャンバー内に残留しているアルミニウム系の汚染の低減を合わせて実現するものである。
【０１１８】
尚、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる装置として、前述の図８に示したアッシング装置を用いて説明すると共に、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法に関連するアッシング工程としては、例えば、第１の実施形態と同様に、前記図１（ｃ）で説明したアッシング工程の場合と同様であるとする。
【０１１９】
第５の半導体装置の製造方法では、チャンバー５０（図８参照）内に配置された半導体基板１０（図１参照）上に形成されているレジスト膜１２に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスに塩素ガスを添加してなるプラズマを用いて第１のアッシングを行なうと共に、チャンバー５０の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜５５を形成する工程と、その後、炭素含有膜５５に対して、酸素ガスよりなるプラズマを用いて第２のアッシングを行なう。すなわち、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第１のアッシング工程において、アルゴンガスに塩素ガスを添加してなるプラズマを用いた第１のエッチングを行なうことを特徴とし、第２のアッシング工程は第４の実施形態と同様である。
【０１２０】
以下に、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。
【０１２１】
まず、第１のアッシング工程として、チャンバー５０内に配置された半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスに塩素ガスを添加してなるプラズマを用いて第１のアッシングを行なう。具体的に、第１のアッシング条件としては、例えば、アルゴンガスの流量を約３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、塩素ガスの流量を約５０ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波出力を２０００Ｗ、チャンバー５０の圧力を５Ｐａ、半導体基板１０の温度を２５０℃、及び放電時間を約１分間とする。
【０１２２】
次に、第１のアッシング工程の後に、レジスト膜１２に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシングを行なう。具体的に、第２のアッシング条件としては、例えば、酸素ガスの流量を約３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波出力を２０００Ｗ、チャンバー５０の圧力を５Ｐａ、半導体基板１０の温度を２５０℃、及び放電時間を約３０秒間とする。
【０１２３】
尚、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、第４の実施形態と同様に、前記式（３）〜（６）を考慮して、第１のアッシング工程及び第２のアッシング工程を行なうことにより、チャンバー５０の内壁が露出して直接プラズマに曝されることを防止することができる。
【０１２４】
このような条件下で第１及び第２のアッシング工程を行なうと、アルゴンガスに塩素ガスが添加されてなるプラズマを用いた第１のアッシングの際には、有機膜５５は燃焼することなく、炭素含有膜５６が常に堆積されると共に、チャンバー５０内に残留しているアルミニウムを除去することができる。この残留アルミニウムの除去は、塩素とアルミニウムとが、下記式（７）で示すような反応を起こすことにより、残留アルミニウムが気化して真空排気されるからである。
【０１２５】
Ａｌ＋４Ｃｌ→ＡｌＣｌ4 ↑  ・・・  （７）
【０１２６】
一方、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシングの際は、第４の実施形態と同様に、有機膜５５は燃焼され、炭素含有膜５６が堆積されることはない。
【０１２７】
尚、第１のアッシングによって、炭素含有膜５６が堆積されるのは、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板１０の形成されているレジスト膜１２とは化学的に反応しないので、第１のアッシングの際にスパッタリングされたレジスト膜１２の大部分は排気されずにチャンバー５０の内壁に吸着するからである。
【０１２８】
図１０は、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法によるアルミニウム汚染量と第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法によるアルミニウム汚染量と従来法によるアルミニウム汚染量との比較を示している。
【０１２９】
図１０から明らかなように、アルゴンガスに塩素ガスが添加されてなるプラズマを用いた第１のアッシング工程を有する第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法の場合には、従来例の場合はもちろんのこと、第１の実施形態による場合と比較しても、大幅にアルミニウム汚染量を低減することができる。
【０１３０】
以上のように、第５の半導体装置の製造方法によると、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシング工程を行なう前に、アルゴンガスに塩素ガスが添加されてなるプラズマを用いた第１のアッシング工程を行なうことにより、第４の実施形態と同様に、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板１０上のレジスト膜１２とは化学的に反応しないので、スパッタリングされたレジスト膜１２の大部分は排気されることなくチャンバー５０の内壁に吸着する。これにより、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシングの際にチャンバー４０の内壁が露出して直接プラズマに曝されることを防止できるので、チャンバー５０の内壁がエッチングされることによって半導体基板１０に生じる金属汚染を低減することができる。
【０１３１】
さらに、アルゴンガスに塩素ガスが添加されてなるプラズマを用いているので、例えば前工程においてアルミニウム配線を形成する際のエッチング等により発生するアルミニウムがチャンバー５０内に残留している場合に、アルミニウムと塩素とが選択的に反応することにより残留アルミニウムが排気されるので、アルミニウム系の金属汚染の低減を合わせて実現することができる。また、チャンバー５０の内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染とアルミニウム系の金属汚染とを異なる装置を用いることなく同一の装置で対処することができる。
【０１３２】
また、安価なアルゴンガスを用いて、半導体基板１０に生じる金属汚染を低減することができるので、コストの削減を実現できる。
【０１３３】
また、第４の実施形態では、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いたが、ヘリウム、ネオン、キセノンを用いても、前述と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１３４】
尚、第５の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ＩＣＰ型、平行平板ＲＦ型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１３５】
（第６の実施形態）
以下に、本発明の第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１、図８及び図１１を参照しながら説明する。
【０１３６】
第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前述の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法を発展させた製造方法であり、第４の実施形態と同様に金属汚染の低減を実現すると共に、例えば前工程でチャンバー内に残留しているイオン注入されたドーパントによる汚染の低減を合わせて実現するものである。
【０１３７】
尚、第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる装置として、前述の図８に示したアッシング装置を用いて説明すると共に、第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法に関連するアッシング工程としては、例えば、第１の実施形態と同様に、前記図１（ｃ）で説明したアッシング工程の場合と同様であるとする。
【０１３８】
第６の半導体装置の製造方法では、チャンバー５０（図８参照）内に配置された半導体基板１０（図１参照）上に形成されているレジスト膜１２に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスに水素ガスを添加してなるプラズマを用いて第１のアッシングを行なうと共に、チャンバー５０の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜５５を形成する工程と、その後、炭素含有膜５５に対して、酸素ガスよりなるプラズマを用いて第２のアッシングを行なう。すなわち、第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第１のアッシング工程において、アルゴンガスに水素ガスを添加してなるプラズマを用いた第１のエッチングを行なうことを特徴とし、第２のアッシング工程は第４の実施形態と同様である。
【０１３９】
以下に、第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。
【０１４０】
まず、第１のアッシング工程として、チャンバー５０内に配置された半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスに水素ガスが添加されてなるプラズマを用いて第１のアッシングを行なう。具体的に、第１のアッシング条件としては、例えば、アルゴン（Ａｒ）ガスの流量を約３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、水素ガスの流量を約５０ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波出力を２０００Ｗ、チャンバー圧力を５Ｐａ、基板温度を２５０℃、及び放電時間を約１分間とする。
【０１４１】
次に、第１のアッシング工程の後に、レジスト膜１２に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシングを行なう。具体的に、第２のアッシング条件としては、例えば、酸素（Ｏ2 ）ガスの流量を約３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波出力を２０００Ｗ、チャンバー圧力を５Ｐａ、基板温度を２５０℃、及び放電時間を約３０秒間とする。
【０１４２】
尚、第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、第４の実施形態と同様に、前記式（３）〜（６）を考慮して、第１のアッシング工程及び第２のアッシング工程を行なうことにより、チャンバー５０の内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止することができる。
【０１４３】
このような条件下で第１及び第２のアッシング工程を行なうと、アルゴンガスに水素ガスが添加されてなるプラズマを用いた第１のアッシングの際には、有機膜５５は燃焼することなく、炭素含有膜５６が常に堆積されると共に、チャンバー５０内に酸化物として残留しているホウ素を除去することができる。この残留ホウ素の除去は、ホウ素と水素とが、下記式（８）で示すような反応を起こすことにより、残留ホウ素が気化して真空排気されるからである。
【０１４４】
Ｂ2Ｏ3＋１２Ｈ→Ｂ2Ｈ6 ↑＋３Ｈ2Ｏ ↑  ・・・  （８）
【０１４５】
一方、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシングの際は、第４の実施形態と同様に、有機膜５５は燃焼され、炭素含有膜５６が堆積されることはない。
【０１４６】
尚、第１のアッシングによって、炭素含有膜５６が堆積されるのは、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板１０の形成されているレジスト膜１２とは化学的に反応しないので、第１のアッシングの際にスパッタリングされたレジスト膜１２の大部分は排気されずにチャンバー５０の内壁に吸着するからである。
【０１４７】
図１１は、第６の実施形態に係る半導体装置の製造方法によるホウ素汚染量と従来法によるホウ素汚染量との比較を示している。
【０１４８】
図１１から明らかなように、アルゴンガスに水素ガスが添加されてなるプラズマを用いた第１のアッシング工程を有する第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法の場合には、従来例の場合と比較して、ホウ素汚染量を大幅に低減することができる。
【０１４９】
以上のように、第５の半導体装置の製造方法によると、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシング工程を行なう前に、アルゴンガスに水素ガスが添加されてなるプラズマを用いた第１のアッシング工程を行なうことにより、第４の実施形態と同様に、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板１０上のレジスト膜１２とは化学的に反応しないので、スパッタリングされたレジスト膜１２の大部分は排気されることなくチャンバー５０の内壁に吸着する。これにより、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシングの際にチャンバー４０の内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、チャンバー５０の内壁がエッチングされることによって半導体基板１０に生じる金属汚染を低減することができる。
【０１５０】
さらに、アルゴンガスに水素ガスが添加されてなるプラズマを用いているので、例えば前工程においてイオン注入されたホウ素等のドーパントがチャンバー５０内に残留している場合に、水素の還元作用により酸化物として残留しているドーパントが排気されるので、残留ドーパントによる汚染の低減も合わせて実現することができる。また、チャンバー５０の内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染とドーパントによる汚染とを異なる装置を用いることなく同一の装置で対処することができる。
【０１５１】
また、安価なアルゴンガスを用いて、半導体基板１０に生じる金属汚染を低減することができるので、コストの削減を実現できる。
【０１５２】
また、第６の実施形態では、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いたが、ヘリウム、ネオン、キセノンを用いても、前述と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１５３】
また、第６の実施形態では、ドーパントとしてホウ素の場合について説明したが、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、インジウム（Ｉｎ）等がドーパントである場合であっても同様に、金属汚染と共にドーパントによる汚染の低減を実現することができる。
【０１５４】
また、第６の実施形態では、第１のアッシング工程において、アルゴンガスに水素ガスを添加する場合について説明したが、第２のアッシングステップにおいて、酸素ガスに対して例えば５％程度の微少量の水素ガスを添加することによっても同様の効果を得ることができる。
【０１５５】
尚、第６の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ＩＣＰ型、平行平板ＲＦ型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１５６】
（第７の実施形態）
以下に、本発明の第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１、図８及び図１２を参照しながら説明する。
【０１５７】
第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前述の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法を発展させた製造方法であり、第４の実施形態と同様の金属汚染の低減を実現すると共に、例えば前工程でチャンバー内に残留しているタングステン（Ｗ）による汚染の低減を合わせて実現するものである。
【０１５８】
尚、第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる装置として、前述の図８に示したアッシング装置を用いて説明すると共に、第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法に関連するアッシング工程について、例えば、第１の実施形態と同様に、前記図１（ｃ）で説明したアッシング工程を一例として説明する。
【０１５９】
第７の半導体装置の製造方法では、チャンバー５０（図８参照）内に配置された半導体基板１０（図１参照）上に形成されているレジスト膜１２に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスにフッ素を含むガスを添加してなるプラズマを用いて第１のアッシングを行なうと共に、チャンバー５０の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜５５を形成する工程と、その後、炭素含有膜５５に対して、酸素ガスよりなるプラズマを用いて第２のアッシングを行なう。すなわち、第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第１のアッシング工程において、アルゴンガスにフッ素を含むガスを添加してなるプラズマを用いた第１のエッチングを行なうことを特徴とし、第２のアッシング工程は第４の実施形態と同様である。
【０１６０】
以下に、第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。
【０１６１】
まず、第１のアッシング工程として、チャンバー５０内に配置された半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２に対して、不活性ガスとして例えばアルゴンガスにフッ素を含むガスを添加してなるプラズマを用いて第１のアッシングを行なう。具体的に、第１のアッシング条件としては、例えば、アルゴン（Ａｒ）ガスの流量を約３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、フッ素（Ｆ）を含むガスとしてＣＦ4 ガスの流量を約１０ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波出力を２０００Ｗ、チャンバー圧力を５Ｐａ、基板温度を２５０℃、及び放電時間を約１分間とする。
【０１６２】
次に、第１のアッシング工程の後に、レジスト膜１２に対して、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシングを行なう。具体的に、第２のアッシング条件としては、例えば、酸素（Ｏ2 ）ガスの流量を約３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波出力を２０００Ｗ、チャンバー圧力を５Ｐａ、基板温度を２５０℃、及び放電時間を約３０秒間とする。
【０１６３】
尚、第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、第４の実施形態と同様に、前記式（３）〜（６）を考慮して、第１のアッシング工程及び第２のアッシング工程を行なうことにより、チャンバー５０の内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止することができる。
【０１６４】
このような条件下で第１及び第２のアッシング工程を行なうと、アルゴンガスにフッ素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いた第１のアッシングの際には、有機膜５５は燃焼することなく、炭素含有膜５６が常に堆積されると共に、チャンバー５０内に残留しているタングステンを除去することができる。この残留タングステンの除去は、タングステンとフッ素とが、下記式（９）で示すような反応を起こすことにより、残留タングステンが気化して真空排気されるからである。
【０１６５】
Ｗ＋６Ｆ→ＷＦ6 ↑  ・・・  （９）
【０１６６】
一方、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシングの際は、第４の実施形態と同様に、有機膜５５は燃焼され、炭素含有膜５６が堆積されることはない。
【０１６７】
尚、第１のアッシングによって、炭素含有膜５６が堆積されるのは、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２とは化学的に反応しないので、第１のアッシングの際にスパッタリングされたレジスト膜１２の大部分は排気されずにチャンバー５０の内壁に吸着するからである。
【０１６８】
図１２は、第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法によるタングステン汚染量と従来法による場合のタングステン汚染量との比較を示している。
【０１６９】
図１２から明らかなように、アルゴンガスにフッ素を含むガスが添加されてなるプラズマを用いた第１のアッシング工程を有する第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法の場合には、従来例の場合と比較して、タングステン汚染量を大幅に低減することができる。
【０１７０】
以上のように、第７の半導体装置の製造方法によると、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシング工程を行なう前に、アルゴンガスにフッ素を含むガスとしてＣＦ4 ガスが添加されてなるプラズマを用いた第１のアッシング工程を行なうことにより、第４の実施形態と同様に、アルゴンガスよりなるプラズマと半導体基板１０上のレジスト膜１２とは化学的に反応しないので、スパッタリングされたレジスト膜１２の大部分は排気されることなくチャンバー５０の内壁に吸着する。これにより、酸素ガスよりなるプラズマを用いた第２のアッシングの際にチャンバー５０の内壁が露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、チャンバー５０の内壁がエッチングされることによって半導体基板１０に生じる金属汚染を低減することができる。
【０１７１】
さらに、アルゴンガスにフッ素を含むガスとしてＣＦ4 ガスが添加されてなるプラズマを用いているので、例えば前工程でコンタクトプラグの形成の際に生じたタングステンがチャンバー５０内に残留している場合に、タングステンとフッ素とが選択的に反応することにより残留タングステンが排気されるので、タングステンによる金属汚染の低減を合わせて実現することができる。また、チャンバー５０の内壁がエッチングされることにより生じる金属汚染とタングステンによる金属汚染とを異なる装置を用いることなく同一の装置で対処することができる。
【０１７２】
また、安価なアルゴンガスを用いて、半導体基板１０に生じる金属汚染を低減することができるので、コストの削減を実現できる。
【０１７３】
尚、第７の実施形態では、フッ素を含むガスとしてＣＦ4 ガスを用いた場合について説明したが、Ｃ4Ｆ8、Ｃ5Ｆ8、Ｃ4Ｆ6、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2又はＣＨ3Ｆよりなるガスであっても、前述と同様の効果を得ることができる。
【０１７４】
また、第７の実施形態では、不活性ガスとしてアルゴンガスを用いたが、ヘリウム、ネオン、キセノンを用いても、前述と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１７５】
尚、第７の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ＩＣＰ型、平行平板ＲＦ型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１７６】
（第８の実施形態）
以下に、本発明の第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法について図１（ａ）〜（ｃ）、図８及び図１３を参照しながら説明する。尚、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法に示すアッシング工程について。例えば前記図１（ｃ）で説明したアッシング工程を一例として説明すると共に、図８に示したアッシング装置を例に用いながら説明する。
【０１７７】
第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法では、Ｃ4Ｆ8、Ｃ5Ｆ8、Ｃ4Ｆ6、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2及びＣＨ3Ｆのうちの少なくとも１つを含むガスよりなるプラズマを用いて、チャンバー５０の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜５６を形成する工程と、その後、チャンバー５０内に配置された半導体基板１０に対して、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いて、炭素含有膜５６を除去しながらアッシングを行なう工程とを備えることを特徴とする。
【０１７８】
以下に、第８の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、具体的に説明する。
【０１７９】
まず、Ｃ4Ｆ8、Ｃ5Ｆ8、Ｃ4Ｆ6、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2及びＣＨ3Ｆのうちの少なくとも１つを含むガスよりなるプラズマを用いて、チャンバー５０の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜５６を形成する工程として、例えばＣ5Ｆ8ガスよりなるプラズマを用いたシーズニングよりチャンバー５０の内壁に炭素含有膜５６を形成する。
【０１８０】
ここでのシーズニング条件としては、例えば、アルゴン（Ａｒ）ガスの流量を３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、Ｃ5Ｆ8ガスの流量を約１５ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波の出力を２０００Ｗ、チャンバー圧力を５Ｐａ、基板温度を２５０℃、及び放電時間を約１分間とする。
【０１８１】
次に、炭素含有膜５６が形成されたアッシング装置のチャンバー２０内へ半導体基板１０を搬入する。
【０１８２】
次に、チャンバー５０内へ搬送された半導体基板１０に対して、酸素ガスよりなるプラズマを用いたアッシングを行なうことにより、チャンバー５０の内壁に形成された炭素含有膜５６を除去すると共に半導体基板１０上のレジスト膜１２を除去する。
【０１８３】
次に、チャンバー５０内から半導体基板１０を搬出する。
【０１８４】
図１３は、炭素含有膜５６の堆積量とシーズニング時間との関係図を示している。
【０１８５】
図１３に示すように、放電を開始した直後から炭素含有膜５６がチャンバー５０の内壁に堆積し始めると共に、シーズニング時間の増加に比例して炭素含有膜５６の膜厚は増加する。このため、シーズニングを行なう工程及びアッシングを行なう工程は、前述の第４の実施形態と同様に、式（３）〜（６）に基づいて行なえばよい。
【０１８６】
以上のように、第８の実施形態によると、アッシングを行なう前に、シーズンニングによりチャンバー５０の内壁に炭素含有膜５６を形成した後に、炭素含有膜５６を除去しながらアッシングを行なって半導体基板１０の上のレジスト膜１２を除去するので、アッシングの際にチャンバー５０の内壁が露出して直接プラズマに曝されることを防止できるので、チャンバー５０の内壁がエッチングされることによって半導体基板１０に生じる金属汚染を低減することができる。
【０１８７】
また、第８の実施形態では、レジスト膜１２が形成された半導体基板１０に対してアッシングする場合について説明したが、レジスト膜１２が形成されていない半導体基板に対してアッシングを行なう場合であっても、アッシングの際には、シーズンニングによりチャンバー５０の内壁に炭素含有膜５６が形成されているので、チャンバー５０の内壁がエッチングされることによってレジスト膜を有さない半導体基板に生じる金属汚染を低減することができる。
【０１８８】
（第９の実施形態）
以下に、本発明の第９の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１（ａ）〜（ｃ）、図１４及び図１５を参照しながら説明する。尚、第９の実施形態に係る半導体装置の製造方法に示すアッシング工程について、例えば、第１の実施形態と同様に、前記図１（ｃ）で説明したアッシング工程を一例として説明する。
【０１８９】
図１４は、第９の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いるアッシング装置を示している。
【０１９０】
図１４に示すアッシング装置は、例えばアルミニウムで形成されたチャンバー８０、マイクロ波をチャンバー８０内へ導波するマイクロ波導波路８１、マイクロ波を透過させる石英により形成されたマイクロ波透過窓８２、及び、プロセスガスとして例えば酸素を含むガスを導入するガス導入路８３を有している。また、チャンバー８０内には、例えば図１に示した半導体基板１０を保持するステージ８４が設けられており、該ステージ８４は半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２を効率良く除去するために２５０度に加熱されている。さらに、チャンバー８０の内壁には、従来例と同様に、アッシングを行なう際の保護膜として例えばポリイミドよりなる有機膜８５が形成されている。尚、図１４に示すアッシング装置及びその部品は全て電位的に接地されている。
【０１９１】
また、図１４に示すアッシング装置には、チャンバー８０の外壁に、チャンバー８０を冷却するための液体窒素の配管８７が備え付けられている。
【０１９２】
このようなアッシング装置において、第９の実施形態に係る半導体装置の製造方法ではチャンバー８０内に配置された半導体基板１０上に形成されているレジスト膜１２に対して、チャンバー８０を冷却しながら、酸素を含むガスよりなるプラズマを用いてアッシングを行なうと共にチャンバー８０の内壁に炭素を含む材料よりなる炭素含有膜８６を形成することを特徴とする。
【０１９３】
以下に、第９の実施形態に係る半導体装置の製造方法について具体的に説明する。
【０１９４】
まず、通常、プロセスガスとして主に酸素を含むガスをガス導入路８３からチャンバー８０内へ導入し、マイクロ波導波管８１及びマイクロ波透過窓８２を介して２．４５ＧＨｚのマイクロ波を印加することにより高密度の酸素プラズマを発生させる。チャンバー８０内に設けられたステージ８４は接地されているので、プラズマが有するポテンシャルエネルギーによって、酸素イオンと電子との間に電位差が生じ、プラズマ中の酸素イオンが半導体基板１０の方に引き寄せられる。このため、酸素イオンが半導体基板１０上に形成されたレジスト膜１２に衝突することにより、アッシング工程は進行する。
【０１９５】
第９の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、アッシングの条件として、例えば酸素（Ｏ2 ）ガスの流量を約３００ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）、マイクロ波出力を２０００Ｗ、チャンバー圧力を５Ｐａ、基板温度を２５０℃、放電時間を約１分間とする。
【０１９６】
図１５は、第９の実施形態に係る半導体装置の製造方法及び従来法の半導体装置の製造方法のそれぞれの場合における有機膜８５及び炭素含有膜８６の堆積速度を示している。
【０１９７】
図１５から明らかなように、第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、有機膜８５の燃焼を抑制して、炭素含有膜８６が堆積される。
【０１９８】
このように、図１４に示すアッシング装置において、半導体基板１０の上に形成されているレジスト膜１２がプラズマ中の酸素イオンにより除去され、冷却されているチャンバー８０の内壁に効率良く吸着されると共に強固に密着するので、炭素含有膜８６の形成時間を短縮することができる。また、これにより、チャンバー８０の内壁に形成されている有機膜８５の消費を抑制して、炭素含有膜８６を堆積することができる。
【０１９９】
また、このように、チャンバー８０を冷却しながらアッシングを行なう方法は、前述の第１〜第７の実施形態において、アッシングを行ないながら炭素含有膜を形成する場合に適用することによって、前述と同様に、第１〜第８の実施形態における炭素含有膜の形成時間を短縮することができる。
【０２００】
以上のように、第９の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、チャンバー８０を冷却しながらアッシングを行なうことにより炭素含有膜８６を形成するため、炭素含有膜８６がチャンバー８０内に効率良く吸着されると共に強固に密着するので、炭素含有膜８６の形成時間を短縮することができると共に、炭素含有膜８６の形成によりチャンバー８０の内壁がアッシングにより露出することを防止できるので、アッシングの際にチャンバー８０の内壁がエッチングされることによって半導体基板１０に生じる金属汚染を低減することができる。
【０２０１】
また、第９の実施形態では、アッシング装置が高密度マイクロプラズマアッシング装置である場合について説明したが、マイクロ波ダウンストリーム型、ＩＣＰ型、平行平板ＲＦ型のアッシング装置であっても、高密度マイクロプラズマアッシング装置の場合と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２０２】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、チャンバーの内壁に炭素含有膜を形成しながらアッシングを行なうため、チャンバーの内壁がアッシングにより露出してプラズマに直接曝されることを防止できるので、アッシングの際に基板に生じる金属汚染の低減する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２０３】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の説明に用いる工程断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いるアッシング装置の断面図である。
【図３】第１の実施形態に係るシランガスの酸素ガスに対する流量比と体積速度との関係図である。
【図４】第１の実施形態に係るアッシング時間と金属汚染との関係図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いるアッシング装置の断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図７】第３の実施形態に係るドーズ量と堆積速度との関係図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いるアッシング装置の断面図である。
【図９】第４の実施形態に係るアルゴンガスと酸素ガスとについての堆積速度の比較図である。
【図１０】第５の実施形態に係る塩素ガスよりなるプラズマを用いた場合のＡｌ汚染を示す図である。
【図１１】第６の実施形態に係る水素ガスよりなるプラズマを用いた場合のホウ素汚染を示す図である。
【図１２】第７の実施形態に係るフッ素ガスよりなるプラズマを用いた場合のタングステン汚染を示す図である。
【図１３】第８の実施形態に係るシーズニング時間と堆積速度との関係図である。
【図１４】第９の実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いるアッシング装置の断面図である。
【図１５】第９の実施形態に係る堆積速度と従来法との比較を示す図である。
【図１６】従来の半導体装置の製造方法に用いる第１のアッシング装置の断面図である。
【図１７】従来の半導体装置の製造方法に用いる第１のアッシング装置の断面図である。
【符号の説明】
【０２０４】
１０、４０  半導体基板
１１、４１  保護絶縁膜
１２、４２  レジスト膜
２０、３０、５０、８０  チャンバー
２１、３１、５１、８１  マイクロ波導波路
２２、３２、５２、８２  マイクロ波透過窓
２３、３３、５３、８３    ガス導入路
２４、３４、５４、８４  ステージ
２５、３５、５５、８５  有機膜
２６ａ、２６ｂ、３６、５６、８６  炭素含有膜
【図１】
2005093565.tif 000003
【図２】
2005093565.tif 000004
【図３】
2005093565.tif 000005
【図４】
2005093565.tif 000006
【図５】
2005093565.tif 000007
【図６】
2005093565.tif 000008
【図７】
2005093565.tif 000009
【図８】
2005093565.tif 000010
【図９】
2005093565.tif 000011
【図１０】
2005093565.tif 000012
【図１１】
2005093565.tif 000013
【図１２】
2005093565.tif 000014
【図１３】
2005093565.tif 000015
【図１４】
2005093565.tif 000016
【図１５】
2005093565.tif 000017
【図１６】
2005093565.tif 000018
【図１７】
2005093565.tif 000019