[发明专利]等离子体处理方法

说明书

本发明的目的是提供等离子体处理方法，对半导体基板等的晶片进行等离子体蚀刻，能够通过晶片的蚀刻处理除去在处理室内堆积的金属与非金属的复合堆积物，并减少基于堆积物的异物的产生。本发明中，在处理室内对试料进行等离子体蚀刻并对所述处理室内进行等离子体清洗的等离子体处理方法的特征在于，具有如下工序：对预定个数的所述试料进行等离子体蚀刻的蚀刻工序；在所述蚀刻工序之后，使用等离子体来除去含有金属元素的堆积膜的金属除去工序；以及使用与所述金属除去工序的等离子体不同的等离子体，来除去含有非金属元素的堆积膜的非金属除去工序，其中将所述金属除去工序和所述非金属除去工序重复两次以上。

技术领域

本发明涉及一种包括试料的等离子体处理和等离子体清洗的等离子体处理方法。

背景技术

在近年来的半导体器件中，为了改善晶体管特性，不断进行从以往的多晶硅/SiO₂构造向高-K/金属栅构造的转变。此外，还不断进行从平面型晶体管到立体型晶体管构造的转变。因此，在晶体管中使用的材料的种类不断多样化，并且处理室内的表面的堆积物(难挥发性材料与挥发性材料)的种类及其清洗方法也不断多样化起来。

此外，为了实现晶体管的微小构造，不断加强蚀刻控制性与选择比提高的要求。为了满足这样的要求，要利用基于TiN、Al₂O₃等薄膜金属的掩模、隔板。此外，对于蚀刻气体，要使用在蚀刻工艺中容易在蚀刻装置的内壁上产生堆积物的CF系气体。这样的蚀刻中的堆积物并不是由Si、C、Ti、Al、Ta中的一种元素构成的单一的单层堆积物，而大多是Ti、Al、Ta这样的金属与Si、C这样的非金属的混合堆积物。因此，与这样的复杂的混合堆积物也对应的清洗变得必要起来。

以往，已知如下一种处理技术：针对因晶片的处理而产生的堆积物，按照每个晶片处理来进行等离子体清洗或者按照每个批次来进行等离子体清洗，从而稳定地保持处理室内的表面状态。例如，专利文献1中公开了一种在配置有包含金属元素的膜的被处理件的等离子体蚀刻中，基于以下顺序的等离子体清洗方法。(a)使含有硅元素的膜堆积在进行等离子体蚀刻的处理室内。(b)在使所述含有硅元素的膜堆积之后，将被处理件载置在所述处理室内配置的试料台上。(c)在将所述被处理件载置到所述试料台之后，对所述被处理件进行等离子体蚀刻。(d)在对所述被处理件进行等离子体蚀刻之后，使用等离子体除去所述处理室内的含有金属元素的物质。(e)在除去含有所述金属元素的物质之后，对所述处理室内堆积的含有硅元素的膜进行等离子体清洗。并且，通过使用了含有硅元素的气体的等离子体，来堆积所述(a)中的含有硅元素的膜。这种情况下，所述含有硅元素的气体是SiCl₄气体。此外，使用Cl₂气体与BCl₃气体的混合气体、Cl₂气体与SiCl₄气体的混合气体、或者Cl₂气体与H₂气体的混合气体，来进行所述(d)中的含有金属元素的物质的除去。这种情况下，使用NF₃气体来进行所述等离子体清洗。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5750496号公报

专利文献2：日本特开2005-142369号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

然而，近年来，根据发明人们的清洗评价判明了，在产生由金属(例如，Ti、Al、Ta等)与非金属(例如，Si、C等)的混合物构成的堆积物(以下也称为“混合堆积物”)的工艺中，通过上述现有技术的等离子体清洗技术，无法充分除去金属与非金属的混合堆积物。以下，说明清洗评价。