JP3362093B2 - エッチングダメージの除去方法 - Google Patents
エッチングダメージの除去方法Info
- Publication number
- JP3362093B2 JP3362093B2 JP32146695A JP32146695A JP3362093B2 JP 3362093 B2 JP3362093 B2 JP 3362093B2 JP 32146695 A JP32146695 A JP 32146695A JP 32146695 A JP32146695 A JP 32146695A JP 3362093 B2 JP3362093 B2 JP 3362093B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- etching damage
- semiconductor wafer
- damaged portion
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する利用分野】本発明は、半導体デバイスの
製造プロセスにおけるコンタクトホール形成に際してシ
リコン層が受けるダメージ除去に適用して有効な技術に
関する。
製造プロセスにおけるコンタクトホール形成に際してシ
リコン層が受けるダメージ除去に適用して有効な技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスを製造する際における半
導体ウエハには、この半導体ウエハの表面に所望の物質
の薄膜を形成するためのＣＶＤ処理、半導体ウエハ上に
微細な回路パターンを形成するエッチング処理等が施さ
れ、これらを繰り返し行って所定の回路が形成される。
ここで、これらの処理を行うためにプラズマを用いた種
々の半導体製造装置が用いられている。この装置は、減
圧下において反応ガスにプラズマ放電することにより、
常圧下では安定に得られないイオンやラジカル等の反応
種を発生させ、所定の化学反応を促進させて半導体ウエ
ハに処理を施すものである。
導体ウエハには、この半導体ウエハの表面に所望の物質
の薄膜を形成するためのＣＶＤ処理、半導体ウエハ上に
微細な回路パターンを形成するエッチング処理等が施さ
れ、これらを繰り返し行って所定の回路が形成される。
ここで、これらの処理を行うためにプラズマを用いた種
々の半導体製造装置が用いられている。この装置は、減
圧下において反応ガスにプラズマ放電することにより、
常圧下では安定に得られないイオンやラジカル等の反応
種を発生させ、所定の化学反応を促進させて半導体ウエ
ハに処理を施すものである。
【０００３】そして、このような半導体製造装置にあっ
ては、汚染などによるダメージの少ない状況下で半導体
ウエハを処理することが歩留まりの点からも重要とな
る。なお、プラズマ処理における半導体ウエハ汚染の問
題に関しては、たとえば、株式会社プレスジャーナル発
行、「月刊 Semiconductor World」1991年 3月号（平成
3年 2月20日発行）、P153〜P159に記載されている。
ては、汚染などによるダメージの少ない状況下で半導体
ウエハを処理することが歩留まりの点からも重要とな
る。なお、プラズマ処理における半導体ウエハ汚染の問
題に関しては、たとえば、株式会社プレスジャーナル発
行、「月刊 Semiconductor World」1991年 3月号（平成
3年 2月20日発行）、P153〜P159に記載されている。
【０００４】前記したエッチング処理においては、下地
の導電層とその上層の導電層との導通をとるために、下
地導電層に堆積した層間絶縁膜の所定位置にコンタクト
ホールを形成し、上層導電層を形成するときにこれをコ
ンタクトホールにも埋め込んで上層と下地の導電層を接
続する技術が採用されている。そして、下地の導電層が
半導体基板となる単結晶シリコンやゲート電極などを形
成する多結晶シリコンのようなシリコン層である場合に
は、コンタクトホール形成時にシリコン層の一部までも
がエッチングされるオーバーエッチングにより、シリコ
ン層に反応生成物等の汚染物質の堆積などによりダメー
ジを受けた箇所ができてしまう。このようなダメージ部
を放置したままで上層導電層を形成すると、ダメージ箇
所のために上下の導電層の接触抵抗が高くなってオーミ
ックコンタクトがとれないために所期のスペックを満足
することができず、結果として製品不良となる。
の導電層とその上層の導電層との導通をとるために、下
地導電層に堆積した層間絶縁膜の所定位置にコンタクト
ホールを形成し、上層導電層を形成するときにこれをコ
ンタクトホールにも埋め込んで上層と下地の導電層を接
続する技術が採用されている。そして、下地の導電層が
半導体基板となる単結晶シリコンやゲート電極などを形
成する多結晶シリコンのようなシリコン層である場合に
は、コンタクトホール形成時にシリコン層の一部までも
がエッチングされるオーバーエッチングにより、シリコ
ン層に反応生成物等の汚染物質の堆積などによりダメー
ジを受けた箇所ができてしまう。このようなダメージ部
を放置したままで上層導電層を形成すると、ダメージ箇
所のために上下の導電層の接触抵抗が高くなってオーミ
ックコンタクトがとれないために所期のスペックを満足
することができず、結果として製品不良となる。
【０００５】そこで、このようなダメージ部を除去する
技術が要請される。該当技術としては、たとえばＣＨＦ
3 とＯ2 との混合割合が容量比で１：９に調整された処
理ガスを400sccm にてチャンバ内に導入してプラズマを
発生させ、そこに設置された半導体ウエハにプラズマ処
理を施してダメージ部を除去することが考えられる。
技術が要請される。該当技術としては、たとえばＣＨＦ
3 とＯ2 との混合割合が容量比で１：９に調整された処
理ガスを400sccm にてチャンバ内に導入してプラズマを
発生させ、そこに設置された半導体ウエハにプラズマ処
理を施してダメージ部を除去することが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た技術によれば、下地のシリコン層に対する層間絶縁膜
のエッチング速度が速いために、ダメージ部は除去され
るものの、同時に層間絶縁膜のエッチングも行われてコ
ンタクトホールの径が広がってしまうサイドエッチング
が進行する。
た技術によれば、下地のシリコン層に対する層間絶縁膜
のエッチング速度が速いために、ダメージ部は除去され
るものの、同時に層間絶縁膜のエッチングも行われてコ
ンタクトホールの径が広がってしまうサイドエッチング
が進行する。
【０００７】コンタクトホールの径が広がると、そこに
近接する配線があればこれがコンタクトホール内に露出
して電気的ショートを発生させることになる。１６ＭＤ
ＲＡＭ等のように0.5 μｍルール以下という微細加工技
術で製造された半導体デバイスにおいてはコンタクトホ
ールの孔径が小さく余裕度が殆どないので、このような
現象が一層顕著に発生する。
近接する配線があればこれがコンタクトホール内に露出
して電気的ショートを発生させることになる。１６ＭＤ
ＲＡＭ等のように0.5 μｍルール以下という微細加工技
術で製造された半導体デバイスにおいてはコンタクトホ
ールの孔径が小さく余裕度が殆どないので、このような
現象が一層顕著に発生する。
【０００８】そこで、本発明の目的は、層間絶縁膜にコ
ンタクトホールを形成する際に下地のシリコン層に形成
されたダメージ部を、コンタクトホールのサイドエッチ
ングを最小限に抑制しながら除去できる技術を提供する
ことにある。
ンタクトホールを形成する際に下地のシリコン層に形成
されたダメージ部を、コンタクトホールのサイドエッチ
ングを最小限に抑制しながら除去できる技術を提供する
ことにある。
【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
【００１１】すなわち、本発明によるエッチングダメー
ジの除去方法は、シリコンウェハ上の層間絶縁膜にコン
タクトホールを形成する際に下地のシリコン層に受けた
ダメージ部を除去するエッチングダメージの除去方法で
あって、前記ダメージ部を有する半導体ウェハを上部が
プラズマ発生室で下部が処理室で構成されるチャンバ内
に設置し、ＣＦ4の含有率が60〜80容量％とされたＣＦ4
＋Ｏ2からなる処理ガスを導入圧力0.5 〜1.0Torr 、流
量65〜95sccmで前記チャンバ内に導入し、前記半導体ウ
ェハの温度を20〜80℃とし、これに高周波電力を50〜20
0W印加してプラズマを発生させて前記ダメージ部を除去
することを特徴とするものである。
ジの除去方法は、シリコンウェハ上の層間絶縁膜にコン
タクトホールを形成する際に下地のシリコン層に受けた
ダメージ部を除去するエッチングダメージの除去方法で
あって、前記ダメージ部を有する半導体ウェハを上部が
プラズマ発生室で下部が処理室で構成されるチャンバ内
に設置し、ＣＦ4の含有率が60〜80容量％とされたＣＦ4
＋Ｏ2からなる処理ガスを導入圧力0.5 〜1.0Torr 、流
量65〜95sccmで前記チャンバ内に導入し、前記半導体ウ
ェハの温度を20〜80℃とし、これに高周波電力を50〜20
0W印加してプラズマを発生させて前記ダメージ部を除去
することを特徴とするものである。
【００１２】この場合において、処理ガスにおけるＣＦ
4 またはＣＨＦ3 の含有率を約70容量％、導入圧力を約
0.7Torr 、流量を約80sccmとすることが望ましい。ま
た、印加される高周波電力の周波数としては、たとえば
2MHz、13.56MHz、2.45GHz を用いることができる。そし
て、チャンバはプラズマの発生が行われるプラズマ発生
室と半導体ウエハが設置される処理室とに平板電極によ
って分離するようにしてもよい。
4 またはＣＨＦ3 の含有率を約70容量％、導入圧力を約
0.7Torr 、流量を約80sccmとすることが望ましい。ま
た、印加される高周波電力の周波数としては、たとえば
2MHz、13.56MHz、2.45GHz を用いることができる。そし
て、チャンバはプラズマの発生が行われるプラズマ発生
室と半導体ウエハが設置される処理室とに平板電極によ
って分離するようにしてもよい。
【００１３】そして、このような手段によれば、コンタ
クトホールのサイドエッチ量を 0.025μｍ以下という最
小限に抑制することができ、近接した配線がコンタクト
ホール内に露出することがなくなって配線層相互間の電
気的ショートを未然に防止することが可能になる。
クトホールのサイドエッチ量を 0.025μｍ以下という最
小限に抑制することができ、近接した配線がコンタクト
ホール内に露出することがなくなって配線層相互間の電
気的ショートを未然に防止することが可能になる。
【００１４】また、ＣＦ4 またはＣＨＦ3 の含有率を約
70容量％、導入圧力を約0.7Torr 、流量を約80sccmとす
ることによって、サイドエッチ量をほぼ最小にすること
ができる。
70容量％、導入圧力を約0.7Torr 、流量を約80sccmとす
ることによって、サイドエッチ量をほぼ最小にすること
ができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【００１６】図１は本発明の一実施の形態によるエッチ
ングダメージの除去技術が用いられるエッチング装置を
示す断面図、図２はシリコン層にダメージ部を有する半
導体ウエハを示す断面図、図３は図２の半導体ウエハの
コンタクトホールを拡大して示す断面図、図４〜図６は
シリコン層のダメージ部を除去するときのエッチング条
件とそれによるサイドエッチ量との関係を示すグラフで
ある。
ングダメージの除去技術が用いられるエッチング装置を
示す断面図、図２はシリコン層にダメージ部を有する半
導体ウエハを示す断面図、図３は図２の半導体ウエハの
コンタクトホールを拡大して示す断面図、図４〜図６は
シリコン層のダメージ部を除去するときのエッチング条
件とそれによるサイドエッチ量との関係を示すグラフで
ある。
【００１７】図１に示すエッチング装置は、半導体ウエ
ハ１の表面に塗布したＢＰＳＧ膜（層間絶縁膜）２１に
コンタクトホール２２を形成したことにより下地のシリ
コン層２３に生じたダメージ部２４を除去するために用
いられるものであり（図２および図３参照）、装置本体
を構成するチャンバ２は、その上部においてプラズマ発
生室３が形成された放電管４を有している。たとえば石
英よりなる放電管４の頂部には処理ガス供給口５が開設
され、ＣＦ4 ＋Ｏ2 にて構成される処理ガスＧがプラズ
マ発生室３内に導入されるようになっている。なお、チ
ャンバ２内の構成部品にはセラミックやフッ素樹脂など
のカバーがかけられて汚染が防止されている。
ハ１の表面に塗布したＢＰＳＧ膜（層間絶縁膜）２１に
コンタクトホール２２を形成したことにより下地のシリ
コン層２３に生じたダメージ部２４を除去するために用
いられるものであり（図２および図３参照）、装置本体
を構成するチャンバ２は、その上部においてプラズマ発
生室３が形成された放電管４を有している。たとえば石
英よりなる放電管４の頂部には処理ガス供給口５が開設
され、ＣＦ4 ＋Ｏ2 にて構成される処理ガスＧがプラズ
マ発生室３内に導入されるようになっている。なお、チ
ャンバ２内の構成部品にはセラミックやフッ素樹脂など
のカバーがかけられて汚染が防止されている。
【００１８】放電管４の外周には、プラズマ発生室３内
においてプラズマ放電を励起させるための第１のシート
電極６ａと第２のシート電極６ｂとが凸部と凹部を有す
る櫛歯状に配置されている。この第１のシート電極６ａ
に電力を供給するため、該第１のシート電極６ａには高
周波電源（以下「ＲＦ電源」という。）７の一端が接続
されている。したがって、第１のシート電極６ａにはＲ
Ｆ電源７により100kHz〜3GHz程度のたとえば13.56MHzの
高周波が、50〜200W程度のたとえば100Wの電力で供給さ
れる。但し、周波数は2MHz、あるいは2.45GHz といった
他の使用可能な帯域のものを用いてもよい。また、第２
のシート電極６ｂは接地されてグランドレベルに落とさ
れている。
においてプラズマ放電を励起させるための第１のシート
電極６ａと第２のシート電極６ｂとが凸部と凹部を有す
る櫛歯状に配置されている。この第１のシート電極６ａ
に電力を供給するため、該第１のシート電極６ａには高
周波電源（以下「ＲＦ電源」という。）７の一端が接続
されている。したがって、第１のシート電極６ａにはＲ
Ｆ電源７により100kHz〜3GHz程度のたとえば13.56MHzの
高周波が、50〜200W程度のたとえば100Wの電力で供給さ
れる。但し、周波数は2MHz、あるいは2.45GHz といった
他の使用可能な帯域のものを用いてもよい。また、第２
のシート電極６ｂは接地されてグランドレベルに落とさ
れている。
【００１９】チャンバ２の下部、つまりプラズマ発生室
３の下方には処理室８が形成されている。この処理室８
には半導体ウエハ１を保持するためのウエハチャック９
が設けられ、前記したプラズマ発生室３から導入された
中性活性種により前述したシリコン層２３のダメージ部
２４が除去される。
３の下方には処理室８が形成されている。この処理室８
には半導体ウエハ１を保持するためのウエハチャック９
が設けられ、前記したプラズマ発生室３から導入された
中性活性種により前述したシリコン層２３のダメージ部
２４が除去される。
【００２０】半導体ウエハ１の回路形成面を上方に向け
て保持するウエハチャック９には、この半導体ウエハ１
をたとえば20〜80℃程度に加熱して処理速度を向上させ
るためのヒータ１０が組み込まれている。また、チャン
バ２内を低い圧力に設定するために処理室８の底壁に開
口して排気口１１が設けられ、該排気口１１は図示しな
い真空ポンプに接続されている。
て保持するウエハチャック９には、この半導体ウエハ１
をたとえば20〜80℃程度に加熱して処理速度を向上させ
るためのヒータ１０が組み込まれている。また、チャン
バ２内を低い圧力に設定するために処理室８の底壁に開
口して排気口１１が設けられ、該排気口１１は図示しな
い真空ポンプに接続されている。
【００２１】プラズマ発生室３と処理室８とは、プラズ
マ発生室３で発生したイオンを捕獲する平板電極１２に
よって分離され、イオン衝撃による半導体ウエハ１への
ダメージが未然に防止されている。平板電極１２には格
子状あるいは放射状に貫通孔１３が開設されており、プ
ラズマ発生室３で生成された中性活性種はこの貫通孔１
３を通って処理室８内に導入される。
マ発生室３で発生したイオンを捕獲する平板電極１２に
よって分離され、イオン衝撃による半導体ウエハ１への
ダメージが未然に防止されている。平板電極１２には格
子状あるいは放射状に貫通孔１３が開設されており、プ
ラズマ発生室３で生成された中性活性種はこの貫通孔１
３を通って処理室８内に導入される。
【００２２】該エッチング装置で処理される半導体ウエ
ハ１には、図２に示すようなＢＰＳＧ膜２１に対するコ
ンタクトホール２２の形成時におけるオーバーエッチン
グにより、反応生成物等の汚染物質の堆積、結晶欠陥、
チャージアップなどにより下地のシリコン層２３にたと
えば約10nm程度の厚さの図３（ａ）に示すような除去さ
れるべきダメージ部２４を有している。また、図２に示
すように、開孔されたコンタクトホール２２の近接位置
には既に形成された配線２５が位置している。
ハ１には、図２に示すようなＢＰＳＧ膜２１に対するコ
ンタクトホール２２の形成時におけるオーバーエッチン
グにより、反応生成物等の汚染物質の堆積、結晶欠陥、
チャージアップなどにより下地のシリコン層２３にたと
えば約10nm程度の厚さの図３（ａ）に示すような除去さ
れるべきダメージ部２４を有している。また、図２に示
すように、開孔されたコンタクトホール２２の近接位置
には既に形成された配線２５が位置している。
【００２３】このようなダメージ部２４を除去するた
め、処理室８内のウエハチャック９上に半導体ウエハ１
を載置する。次に、チャンバ２内を真空引きしてＣＦ4
＋Ｏ2からなる処理ガスＧを処理ガス供給口５からプラ
ズマ発生室３に導入する。このとき、チャンバ２内は導
入圧力が0.5 〜1.0Torr になるように真空引きし、処理
ガスＧはＣＦ4 の含有率を60〜80容量％としたものを流
量65〜95sccmで導入する。このような条件は、次の理由
により導き出されたものである。
め、処理室８内のウエハチャック９上に半導体ウエハ１
を載置する。次に、チャンバ２内を真空引きしてＣＦ4
＋Ｏ2からなる処理ガスＧを処理ガス供給口５からプラ
ズマ発生室３に導入する。このとき、チャンバ２内は導
入圧力が0.5 〜1.0Torr になるように真空引きし、処理
ガスＧはＣＦ4 の含有率を60〜80容量％としたものを流
量65〜95sccmで導入する。このような条件は、次の理由
により導き出されたものである。
【００２４】つまり、図３（ａ）に示すダメージ部２４
を除去する前のコンタクトホール２２の孔径を（Ａ）、
図３（ｂ）に示す除去後の孔径を（Ａ′）とすると、サ
イドエッチ量は（Ａ′−Ａ）で定義される。そして、0.
5 μｍルール以下の寸法で設計されたデバイスを想定す
ると、近接する配線相互間の電気的ショートを防止する
にはサイドエッチ量を 0.025μｍ以下に抑えることが必
要とされる。そこで、ＣＦ4 の含有率、導入圧力および
流量とサイドエッチ量との関係を検討して前述の数値が
規定されたものである。すなわち、ＣＦ4 の含有率にお
いてはこれを60〜80容量％程度にしたときにサイドエッ
チ量が 0.025μｍ以下という前述の目標値以下となり、
約70容量％において最良の値を示している（図４）。ま
た、導入圧力に関しては、0.5 〜1.0Torr 程度にしたと
きにサイドエッチ量が 0.025μｍ以下となり、約 0.7To
rrにおいて最良の値を示している（図５）。そして、処
理ガス流量に関しては、65〜95sccm程度で目標値以下と
なり、約80sccmにおいて最良の値を示している（図
６）。
を除去する前のコンタクトホール２２の孔径を（Ａ）、
図３（ｂ）に示す除去後の孔径を（Ａ′）とすると、サ
イドエッチ量は（Ａ′−Ａ）で定義される。そして、0.
5 μｍルール以下の寸法で設計されたデバイスを想定す
ると、近接する配線相互間の電気的ショートを防止する
にはサイドエッチ量を 0.025μｍ以下に抑えることが必
要とされる。そこで、ＣＦ4 の含有率、導入圧力および
流量とサイドエッチ量との関係を検討して前述の数値が
規定されたものである。すなわち、ＣＦ4 の含有率にお
いてはこれを60〜80容量％程度にしたときにサイドエッ
チ量が 0.025μｍ以下という前述の目標値以下となり、
約70容量％において最良の値を示している（図４）。ま
た、導入圧力に関しては、0.5 〜1.0Torr 程度にしたと
きにサイドエッチ量が 0.025μｍ以下となり、約 0.7To
rrにおいて最良の値を示している（図５）。そして、処
理ガス流量に関しては、65〜95sccm程度で目標値以下と
なり、約80sccmにおいて最良の値を示している（図
６）。
【００２５】したがって、これらの条件下においてシリ
コン層２３のダメージ部２４の除去を行えば、望ましく
はそれぞれの最良値において除去を行えば、コンタクト
ホール２２のサイドエッチ量は0.5 μｍルール以下のデ
バイスにも耐えうる範囲内に、つまり最小限に抑えられ
ることになるからである。なお、将来的に予定されるた
とえば0.1 μｍルール以下等のデバイスの場合には、条
件をさらに狭めて処理することができる。
コン層２３のダメージ部２４の除去を行えば、望ましく
はそれぞれの最良値において除去を行えば、コンタクト
ホール２２のサイドエッチ量は0.5 μｍルール以下のデ
バイスにも耐えうる範囲内に、つまり最小限に抑えられ
ることになるからである。なお、将来的に予定されるた
とえば0.1 μｍルール以下等のデバイスの場合には、条
件をさらに狭めて処理することができる。
【００２６】そして、ＲＦ電源７から第１のシート電極
６ａにたとえば13.56MHzの周波数で100Wの電力を供給す
る。これにより、プラズマ発生室３内において反応性ガ
スのプラズマが発生する。
６ａにたとえば13.56MHzの周波数で100Wの電力を供給す
る。これにより、プラズマ発生室３内において反応性ガ
スのプラズマが発生する。
【００２７】プラズマ発生室３内では、高周波放電によ
る高周波電界によって電子が高速に加速されてイオンや
中性活性種が生成され、これらは下方に位置する処理室
８に向かおうとする。イオンは平板電極１２によって捕
獲され、一方、中性活性種は平板電極１２の貫通孔１３
を通過して処理室８に導入されてそこに設置された半導
体ウエハ１に作用する。そして、前述した条件により、
コンタクトホールのサイドエッチ量が 0.025μｍ以下と
最小限に抑えられた状態でシリコン層２３のダメージ部
２４が除去される（図３（ｂ））。
る高周波電界によって電子が高速に加速されてイオンや
中性活性種が生成され、これらは下方に位置する処理室
８に向かおうとする。イオンは平板電極１２によって捕
獲され、一方、中性活性種は平板電極１２の貫通孔１３
を通過して処理室８に導入されてそこに設置された半導
体ウエハ１に作用する。そして、前述した条件により、
コンタクトホールのサイドエッチ量が 0.025μｍ以下と
最小限に抑えられた状態でシリコン層２３のダメージ部
２４が除去される（図３（ｂ））。
【００２８】このように、本発明の実施の形態によれ
ば、ＣＦ4 の含有率が60〜80容量％とされたＣＦ4 ＋Ｏ
2 からなる処理ガスＧを、導入圧力0.5 〜1.0Torr 、流
量65〜95sccmでチャンバ２内に導入して半導体ウエハ１
のシリコン層２３に発生したダメージ部２４を除去する
ことにより、コンタクトホール２２のサイドエッチ量を
最小限に抑えることができる。これにより、近接した配
線２５がコンタクトホール２２内に露出することがな
く、たとえば0.5 μｍルール以下といった微細構造のデ
バイスにおいても配線層相互間の電気的ショートを未然
に防止することが可能になる。なお、ＣＦ4 の含有率を
約70容量％、導入圧力を約0.7Torr 、流量を約80sccmと
することによって、サイドエッチ量はほぼ最小になる。
ば、ＣＦ4 の含有率が60〜80容量％とされたＣＦ4 ＋Ｏ
2 からなる処理ガスＧを、導入圧力0.5 〜1.0Torr 、流
量65〜95sccmでチャンバ２内に導入して半導体ウエハ１
のシリコン層２３に発生したダメージ部２４を除去する
ことにより、コンタクトホール２２のサイドエッチ量を
最小限に抑えることができる。これにより、近接した配
線２５がコンタクトホール２２内に露出することがな
く、たとえば0.5 μｍルール以下といった微細構造のデ
バイスにおいても配線層相互間の電気的ショートを未然
に防止することが可能になる。なお、ＣＦ4 の含有率を
約70容量％、導入圧力を約0.7Torr 、流量を約80sccmと
することによって、サイドエッチ量はほぼ最小になる。
【００２９】以上、本発明者によってなされた発明をそ
の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもな
い。
の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもな
い。
【００３０】たとえば、本発明の実施の形態において
は、ＣＦ4 ＋Ｏ2 からなる処理ガスＧが用いられている
が、ＣＨＦ3 ＋Ｏ2 からなる処理ガスを用いた場合に
も、同様の条件下で同じように良好な結果が得られた。
したがって、該処理ガスによりダメージ部２４を除去す
るようにしてもよい。
は、ＣＦ4 ＋Ｏ2 からなる処理ガスＧが用いられている
が、ＣＨＦ3 ＋Ｏ2 からなる処理ガスを用いた場合に
も、同様の条件下で同じように良好な結果が得られた。
したがって、該処理ガスによりダメージ部２４を除去す
るようにしてもよい。
【００３１】また、ダメージ部２４はたとえばＭＯＳ(M
etal Oxide Semiconductor FET) のゲート電極などを構
成する多結晶シリコンにも生じるので、本発明を多結晶
シリコンにおけるダメージ部２４の除去に用いてもよ
い。
etal Oxide Semiconductor FET) のゲート電極などを構
成する多結晶シリコンにも生じるので、本発明を多結晶
シリコンにおけるダメージ部２４の除去に用いてもよ
い。
【００３２】さらに、本発明の実施の形態においては、
層間絶縁膜としてＢＰＳＧ膜が堆積されているが、たと
えばＰＳＧ膜やＳＯＧ膜などのような他の層間絶縁膜を
用いることもできる。
層間絶縁膜としてＢＰＳＧ膜が堆積されているが、たと
えばＰＳＧ膜やＳＯＧ膜などのような他の層間絶縁膜を
用いることもできる。
【００３３】そして、本発明の実施の形態におけるエッ
チング装置は、プラズマが発生するプラズマ発生室３と
半導体ウエハ１が設置される処理室８とが分離されて、
プラズマ発生室３内の中性活性種が処理室８内に導入さ
れるいわゆるダウンフロー型のものであるが、装置構造
はこれに限定されるものではなく、反応性ガスプラズマ
を利用した他の種々の構造を有するエッチング装置に広
く適用することが可能である。
チング装置は、プラズマが発生するプラズマ発生室３と
半導体ウエハ１が設置される処理室８とが分離されて、
プラズマ発生室３内の中性活性種が処理室８内に導入さ
れるいわゆるダウンフロー型のものであるが、装置構造
はこれに限定されるものではなく、反応性ガスプラズマ
を利用した他の種々の構造を有するエッチング装置に広
く適用することが可能である。
【００３４】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。
【００３５】(1).すなわち、本発明のエッチングダメー
ジの除去技術によれば、ＣＦ4 またはＣＨＦ3 の含有率
が60〜80容量％とされたＣＦ4 ＋Ｏ2 からなる処理ガス
あるいはＣＨＦ3 ＋Ｏ2 からなる処理ガスを、導入圧力
0.5 〜1.0Torr 、流量65〜95sccmでチャンバ内に導入し
てシリコン層のダメージ部を除去するようにしているの
で、コンタクトホールのサイドエッチ量を最小限に抑制
することができる。
ジの除去技術によれば、ＣＦ4 またはＣＨＦ3 の含有率
が60〜80容量％とされたＣＦ4 ＋Ｏ2 からなる処理ガス
あるいはＣＨＦ3 ＋Ｏ2 からなる処理ガスを、導入圧力
0.5 〜1.0Torr 、流量65〜95sccmでチャンバ内に導入し
てシリコン層のダメージ部を除去するようにしているの
で、コンタクトホールのサイドエッチ量を最小限に抑制
することができる。
【００３６】(2).これにより、近接した配線がコンタク
トホール内に露出することがなくなり、配線層相互間の
電気的ショートを未然に防止することが可能になる。
トホール内に露出することがなくなり、配線層相互間の
電気的ショートを未然に防止することが可能になる。
【００３７】(3).そして、ＣＦ4 またはＣＨＦ3 の含有
率を約70容量％、導入圧力を約0.7Torr 、流量を約80sc
cmとすることによって、サイドエッチ量をほぼ最小にす
ることができる。
率を約70容量％、導入圧力を約0.7Torr 、流量を約80sc
cmとすることによって、サイドエッチ量をほぼ最小にす
ることができる。
【図１】本発明の一実施の形態によるエッチングダメー
ジの除去技術が用いられるエッチング装置を示す断面
図。
ジの除去技術が用いられるエッチング装置を示す断面
図。
【図２】シリコン層にダメージ部を有する半導体ウエハ
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】（ａ）はダメージ部を有するシリコン層を、
（ｂ）はダメージ部が除去されたシリコン層をそれぞれ
示す断面図である。
（ｂ）はダメージ部が除去されたシリコン層をそれぞれ
示す断面図である。
【図４】シリコン層のダメージ部を除去するときの処理
ガスのＣＦ4 含有率とサイドエッチ量との関係を示すグ
ラフである。
ガスのＣＦ4 含有率とサイドエッチ量との関係を示すグ
ラフである。
【図５】シリコン層のダメージ部を除去するときの処理
ガスの導入圧力とサイドエッチ量との関係を示すグラフ
である。
ガスの導入圧力とサイドエッチ量との関係を示すグラフ
である。
【図６】シリコン層のダメージ部を除去するときの処理
ガス流量とサイドエッチ量との関係を示すグラフであ
る。
ガス流量とサイドエッチ量との関係を示すグラフであ
る。
１ 半導体ウエハ
２ チャンバ
３ プラズマ発生室
４ 放電管
５ 処理ガス供給口
６ａ 第１のシート電極
６ｂ 第２のシート電極
７ 高周波電源
８ 処理室
９ ウエハチャック
１０ ヒータ
１１ 排気口
１２ 平板電極
１３ 貫通孔
２１ ＢＰＳＧ膜（層間絶縁膜）
２２ コンタクトホール
２３ シリコン層
２４ ダメージ部
２５ 配線
Ｇ 処理ガス
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−283460（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−185823（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−188229（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−53928（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−158874（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3065
H01L 21/28
Claims (6)
- 【請求項１】 シリコンウェハ上の層間絶縁膜にコンタ
クトホールを形成する際に下地のシリコン層に受けたダ
メージ部を除去するエッチングダメージの除去方法であ
って、 前記ダメージ部を有する半導体ウェハを上部がプラズマ
発生室で下部が処理室で構成されるチャンバ内に設置
し、 ＣＦ4の含有率が60〜80容量％とされたＣＦ4＋Ｏ2から
なる処理ガスを導入圧力0.5 〜1.0Torr 、流量65〜95sc
cmで前記チャンバ内に導入し、 前記半導体ウェハの温度を20〜80℃とし、これに高周波
電力を50〜200W印加してプラズマを発生させて前記ダメ
ージ部を除去することを特徴とするエッチングダメージ
の除去方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のエッチングダメージの除
去方法であって、前記処理ガスにおけるＣＦ4 の含有率
は約70容量％、導入圧力は約0.7Torr 、流量は約80sccm
であることを特徴とするエッチングダメージの除去方
法。 - 【請求項３】 シリコンウェハ上の層間絶縁膜にコンタ
クトホールを形成する際に下地のシリコン層に受けたダ
メージ部を除去するエッチングダメージの除去方法であ
って、 前記ダメージ部を有する半導体ウェハを上部がプラズマ
発生室で下部が処理室で構成されるチャンバ内に設置
し、 ＣＨＦ3の含有率が60〜80容量％とされたＣＨＦ3＋Ｏ2
からなる処理ガスを導入圧力0.5 〜1.0Torr 、流量65〜
95sccmで前記チャンバ内に導入し、 前記半導体ウェハの温度を20〜80℃とし、これに高周波
電力を50〜200W印加してプラズマを発生させて前記ダメ
ージ部を除去することを特徴とするエッチングダメージ
の除去方法。 - 【請求項４】 請求項３記載のエッチングダメージの除
去方法であって、前記処理ガスにおけるＣＨＦ3 の含有
率は約70容量％、導入圧力は約0.7Torr 、流量は約80sc
cmであることを特徴とするエッチングダメージの除去方
法。 - 【請求項５】 請求項１、２、３または４のいずれかに
記載のエッチングダメージの除去方法であって、印加さ
れる高周波電力の周波数は、2MHz、13.56MHzまたは2.45
GHz であることを特徴とするエッチングダメージの除去
方法。 - 【請求項６】 請求項１、２、３、４または５のいずれ
かに記載のエッチングダメージの除去方法であって、前
記チャンバは、プラズマの発生が行われるプラズマ発生
室と前記半導体ウエハが設置される処理室とに平板電極
によって分離されていることを特徴とするエッチングダ
メージの除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32146695A JP3362093B2 (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | エッチングダメージの除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32146695A JP3362093B2 (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | エッチングダメージの除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09162172A JPH09162172A (ja) | 1997-06-20 |
| JP3362093B2 true JP3362093B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=18132887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32146695A Expired - Fee Related JP3362093B2 (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | エッチングダメージの除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3362093B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100404560B1 (ko) * | 2001-01-06 | 2003-11-05 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치의 제조방법 |
| JP4668530B2 (ja) * | 2003-12-15 | 2011-04-13 | シチズンホールディングス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP4593402B2 (ja) * | 2005-08-25 | 2010-12-08 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | エッチング方法およびエッチング装置 |
| JP4936709B2 (ja) * | 2005-11-25 | 2012-05-23 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマエッチング方法および半導体装置の製造方法 |
| JP2009194017A (ja) | 2008-02-12 | 2009-08-27 | Elpida Memory Inc | 半導体装置の製造方法 |
| JP7349861B2 (ja) | 2019-09-24 | 2023-09-25 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法、ダメージ層の除去方法、および記憶媒体 |
-
1995
- 1995-12-11 JP JP32146695A patent/JP3362093B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09162172A (ja) | 1997-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100530246B1 (ko) | 자체 세정가능한 에칭 공정 | |
| US6489248B2 (en) | Method and apparatus for etch passivating and etching a substrate | |
| JP3942672B2 (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
| US5980768A (en) | Methods and apparatus for removing photoresist mask defects in a plasma reactor | |
| US20010044204A1 (en) | Method for making semiconductor devices having gradual slope contacts | |
| JPH0982687A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR20020070255A (ko) | 플라즈마 에칭 챔버에 대한 다단계 세정 | |
| KR100762524B1 (ko) | 반도체장치의 제조방법 | |
| JP4451934B2 (ja) | 導電層をエッチングする方法及び集積回路 | |
| KR100838502B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 | |
| US6860275B2 (en) | Post etching treatment process for high density oxide etcher | |
| JP3362093B2 (ja) | エッチングダメージの除去方法 | |
| JPH08124902A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPH11330047A (ja) | エッチング装置及びエッチング方法 | |
| JP4577328B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3172340B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP3271373B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JP2004259819A (ja) | 試料の表面処理装置及び表面処理方法 | |
| US20030153193A1 (en) | Etching method | |
| JP4308018B2 (ja) | エッチング方法 | |
| US11328934B2 (en) | Etching method and substrate processing apparatus | |
| JP3252167B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JPH08172071A (ja) | 半導体製造装置および半導体ウエハの処理方法 | |
| JPH06302555A (ja) | プラズマエッチング装置 | |
| JPH11251292A (ja) | ハロゲン含有ガスによる処理方法及びその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081018 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081018 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091018 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101018 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101018 Year of fee payment: 8 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101018 Year of fee payment: 8 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |