JP2000012514A

JP2000012514A - 後処理方法

Info

Publication number: JP2000012514A
Application number: JP17255498A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Fukuyama; 良次福山; Nushito Takahashi; 主人高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】アルミ配線のプラズマエッチング後処理におい
て、レジストのアッシング速度が速く、しかもその後の
腐食が発生せず、エッチング中に形成されたアルミ配線
側壁の保護膜の剥離性も良好な後処理方法を提供する。【解決手段】後処理中のアッシングガスに水素とフッ素
が含まれるガスを用い、フッ素の混合率を2％以下に制
限する。【効果】レジストのアッシング速度が速く、しかも防食
処理および剥離性に優れた処理が可能となるため、後処
理時間の短縮および側壁剥離処理の向上が可能となり、
基板処理のスループット向上、歩留まり向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程において、基板上に微細加工を施すプラズマエッチ
ング処理に関し、特にアルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金を含むメタル積層配線をエッチングした後、プラ
ズマエッチングの際に使用された臭素成分や塩素成分が
被エッチング面に残留し、メタル配線の腐食を引き起こ
すことを防ぐために実施される後処理方法に関する。

【従来の技術】従来の後処理方法は、エッチングのマス
クとして使用されているレジストの除去工程(アッシン
グ処理と称する)と、エッチング中にメタル配線の側壁
に形成された付着膜(側壁保護膜)を除去する工程からな
る。さらに側壁保護膜を除去するウエット処理が実施さ
れ、これらの工程を総して後処理と呼ばれている。本発
明の後処理方法は、狭義の後処理方法であり、前者(ア
ッシング処理)に属する。ここでは特に断らない限
り後処理方法といえばアッシング処理のこととする。ア
ルミニウム合金（Ａｌ−Ｃｕ−ＳｉやＡｌ−Ｓｉなど）
からなる半導体装置のメタル配線は、基板側にＴｉＮな
どのバリア層、表面側に同じくＴｉＮなどのキャップ層
が形成された積層膜構造となっている。このメタル配線
は通常臭素成分や塩素成分を含むガスプラズマあるいは
さらに添加ガスを含む混合ガスプラズマでエッチングさ
れる。Ａｌは臭素系あるいは塩素系ガスによってエッチ
ングされるため、メタル配線を垂直形状にエッチングす
るためには、水平方向のエッチングを抑制する保護膜、
いわゆる側壁保護膜を形成する必要がある。側壁保護膜
は、エッチング反応性生物やレジスト成分から構成さ
れ、エッチングと同時進行しながらメタル配線の側壁に
形成されてゆく。ところが、この側壁保護膜は、エッチ
ング終了後は不要な膜であり、レジストの除去とともに
側壁保護膜の除去を行う必要がある。通常は、レジスト
の除去作業であるアッシング処理を、エッチング後直ち
に基板を大気に曝すことなく実施する。このアッシング
処理の後、側壁保護膜を除去する工程に入るが、この工
程が水や薬液を使用したウエット処理であるため、一旦
大気に取り出してから実施する。大気に取り出した後、
直ちに側壁保護膜の除去を実施する場合や、数時間から
数日後に実施する場合もある。ところで、側壁保護膜の
中にはエッチング中の臭素成分や塩素成分が含有されて
おり、アッシング処理において充分に除去されなけれ
ば、その後大気に取り出した際に、大気中の水分と反応
して臭酸や塩酸が形成され、メタル配線が腐食してしま
う現象が知られている。そのため、アッシング処理で
は、レジストを除去するとともに側壁保護膜中の残留臭
素成分や塩素成分を除去しなければならない。また、別
の考え方として、残留臭素成分や塩素成分が側壁保護膜
の中に存在していても側壁保護膜を除去する時まで大気
中の水分と反応しなければよいわけで、側壁保護膜の表
面を耐腐食の保護膜で覆うという方法（不動態化処理）
もある。この場合は、大気中の水分と側壁保護膜中の残
留臭素成分や塩素成分を隔離するため、側壁保護膜の表
面にＡｌ₂Ｏ₃などの皮膜を形成する。後者の例として
は、特公昭５８−１２３４３号記載のように、アルミ配
線をＣｌを含むプラズマでエッチングした後、6弗化硫
黄ＳＦ₆プラズマ処理を実施し、アルミ配線の表面をＦ
で不動態化するというものである。ＡｌＦ₃は水溶性で
はあるが安定な化合物であり、大気中の水分と残留塩素
の反応を防止することができたものと考えられる。ま
た、アルミ配線をエッチングした後に実施する耐腐食処
理としての後処理方法のうち、側壁保護膜中の残留塩素
を除去する処理方法に関しては、腐食防止のメカニズム
には触れていないが、特公昭６２−３０２６８号に記載
の例では、エッチング後の後処理に酸素とフルオロカー
ボン(実施例はＯ₂とＣＦ₄)の混合ガスを用いている。ま
た、特開平７-２２１０７５号には、Ｏ₂とＨ₂Ｏの混合
ガスプラズマによる後処理が記載されている。特開平１
−１６９９２９号記載の例では、Ｏ₂とＨ₂Ｏの混合ガス
プラズマを用いるとともに両者の混合比を規定してレジ
ストアッシングに有効な酸素原子Ｏの生成効率を高める
方法が開示されている。さらに、特開平２−７７１２５
号に記載の実施例には、レジストアッシング速度を向上
させる目的で、Ｈ、ＯＨ、Ｏなどの活性種を効率よく生
成するため各種の混合ガスおよびその混合比を規定して
いる。その例として挙げられているのは、Ｏ₂、Ｏ₂＋Ｈ
₂Ｏ、Ｏ₂＋Ｎ₂、Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ＋Ｎ₂、Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ＋Ｃ
Ｆ₄、Ｏ₂＋Ｈ₂、Ｏ₂＋Ｈ₂＋Ｎ₂、である。ここで、Ｆを
含むガス系（ＣＦ₄）ではアルミ配線の下地の酸化膜Ｓ
ｉＯ₂がエッチングされる恐れがあるが、Ｈ₂Ｏの混合比
を１０％以上にすることで防止できると記載されてい
る。以上のアッシング処理は、主としてレジストの除去
速度（アッシング速度）を向上する方法として記載され
ているもので、側壁保護膜中の残留臭素や残留塩素の除
去性に関しては述べられていない。また、特開平２−４
９４２５号記載の実施例では、ハロゲンガスと少なくと
も水素を含むガスの混合ガスを用いて、レジストを除去
するとともに側壁保護膜も除去する方法が示されてい
る。ハロゲンガスの例として、ＳＦ₆、ＮＦ₃、ＣＦ₄、
ＢＦ₃、ＰＦ₃、ＰＦ₅、ＸｅＦ₂、Ｆ₂が挙げられてい
る。この例は、レジスト除去をダメージが発生しないド
ライプロセスで除去することと側壁保護膜の除去を目的
としている。側壁保護膜はフッ酸処理で除去できるが、
同時に下地酸化膜もエッチングされてしまうので、ドラ
イプロセスによって側壁保護膜を除去することが必要で
あるとしている。米国特許ＵＳ５，３８２，３１６に記
載の例は、レジストと側壁保護膜をエッチング後のプラ
ズマ処理で同時に除去するため、Ｆを含むガスとＯ₂あ
るいはＨ₂Ｏからなるガスの混合ガスプラズマを用いて
いる。この場合のフッ素混合比は０．１から１０％とし
ているが、対象とする被エッチング材料はポリシリコン
あるいはポリサイドであり、本発明で対象とするアルミ
配線などのエッチングを対象としたものではない。Ａｌ
のエッチングにおいて形成される側壁保護膜はフッ素系
のガスを導入してプラズマ処理を施しても除去されるこ
とはない。特開平７−３２６６０９号記載の例では、Ａ
ｌあるいはＡｌ合金膜の配線をエッチングした後、腐食
を防止するとともに側壁保護膜の除去を容易にするとい
う目的で、Ｆを含むガス（ＣＦ₄、ＮＦ₃、ＳＦ₆）ある
いはＨ₂を混合したガスでプラズマ処理することにより
ＢｒやＣｌを除去するとともに側壁保護膜を弗化して水
溶性とし、次のステップで水洗、さらにエッチングのマ
スク（レジスト）を除去する、という例が示されてい
る。この実施例は、側壁保護膜を水洗で容易に除去する
ことを主目的としており、ＣＦ₄が主ガスとなってい
る。そのため、プラズマ処理後に水洗を実施することを
前提としていて、プラズマ処理後に基板を大気中に放置
した場合に腐食が発生しない程度までＣｌが除去されて
いるかについては、述べられていない。また、レジスト
の除去が最後のステップに行われることになっており、
エッチング後の後処理としては、プラズマ処理、水洗、
アッシング処理と３工程からなる。ところで、プラズマ
処理においてアッシングも同時に実施されれば、しかも
プラズマ処理後に水洗で側壁保護膜も容易に除去できれ
ば、工程数も２となり、スループットの向上や基板処理
コストの低減が図れることになる。

【発明が解決しようとする課題】先に述べた従来技術の
実施例では、主としてレジストを効率よく短時間に除去
することを目的としている。アルミ配線の残留臭素成分
や塩素成分を積極的に除去する方法およびメカニズムに
ついては明らかにされておらず、依然として解決すべき
課題となっている。また、アッシング後の側壁保護膜の
除去工程まで考慮したプラズマ処理については示されて
おらず、特開平２−４９４２５号にフッ素ラジカルで側
壁保護膜を除去する旨が述べられているのと、特開平７
−３２６６０９号に側壁保護膜をプラズマにより弗化し
て水洗で除去する例が述べられているのみである。アル
ミ配線の側壁保護膜はＡｌ、Ｃ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｓｉ、Ｏ
などから構成されており、フッ素ラジカルではＡｌは除
去されない。むしろ、ＡｌＦ₃が形成され、Ａｌ₂Ｏ₃よ
り安定な膜となる。したがって、アルミ配線において、
フッ素と水素の混合ガス系で側壁保護膜を除去すること
は困難である。フッ素プラズマで側壁保護膜を弗化した
後、直ちに水洗処理を施せば側壁保護膜が除去される
が、レジストの除去工程が必要なことや、プラズマ処理
後に大気中に長時間放置して腐食しないレベルまで残留
臭素や残留塩素を除去するのは困難である。また、Ｆが
残留し、大気中の水分と反応して弗化水素ＨＦが生成さ
れると、ＨＦによる腐食が発生する恐れがある。アルミ
配線をエッチングした後の後処理では、レジストの除去
とともに側壁保護膜中の残留臭素成分や塩素成分を除去
しなければならない。これは、アッシング処理後に基板
を大気中に取り出した後、側壁保護膜を除去するウエッ
ト処理工程に進む前に基板表面の特にアルミ配線部に腐
食が発生するのを防止するためである。すなわち、レジ
ストの除去と同時に側壁保護膜中の残留臭素成分や塩素
成分を除去する反応が進行するプロセスとしなければな
らない。さらに、本発明では、レジストおよび残留臭素
成分や塩素成分を除去した後の工程、すなわち側壁保護
膜の除去工程で側壁保護膜が速やかに除去されやすい処
理をアッシング工程で実施しておくことも大きな課題と
している。特にアルミ積層配線からなる基板のエッチン
グでは、極微量の残留臭素や塩素でも腐食が発生するた
め、残留臭素や塩素の除去が充分にできる処理が要求さ
れる。

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
課題を解決するため、レジストの除去速度がある程度確
保できるＨ₂Ｏを主たるガスとした。次に、側壁保護膜
中の残留臭素や残留塩素の除去はＨ₂Ｏプラズマを生成
したときに発生するＨ、ＯＨでＨＢｒやＨＣｌを形成
し、気化して除去する。また、アッシング後の側壁保護
膜の除去が困難となる原因の一つに、Ａｌを主とする側
壁保護膜がアッシング中に酸化してＡｌ₂Ｏ₃となるた
め、アルカリや酸の薬液にも溶解されにくい点が挙げら
れる。側壁保護膜をＦで処理することによりＡｌＦ₃と
し、Ｈ₂Ｏに溶解しやすくすることで側壁保護膜が剥離
しやすくなるようにした。なお、Ｆを使用する場合の課
題は、Ｆの混合比が多すぎるとアルミ配線が腐食するこ
とであるが、Ｆの混合比を腐食の発生しないレベルまで
低減することで、レジスト除去、残留臭素や残留塩素の
除去、側壁保護膜の剥離性向上の３点を同時に満足する
ことができる。

【発明の実施の形態】アルミ配線をプラズマエッチング
した後の大気中放置において、アルミ配線が腐食する現
象は、アルミ配線の材料的な構造に依存した特質があ
る。特に窒化チタンなどとの積層膜（基板側から、基板
Ｓｉ／酸化膜ＳｉＯ₂／窒化チタンＴｉＮ／アルミニウ
ム合金Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ／窒化チタンＴｉＮ／レジスト
ＰＲ）において発生しやすい。これは、異種金属からな
る積層膜間に電池効果が働くためである。アルミ配線の
単層膜（基板Ｓｉ／酸化膜ＳｉＯ₂／アルミ合金Ａｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ／レジストＰＲ）は電池効果が少なく腐食し
にくい。以下、上記の基板をアルミ積層基板、アルミ単
層基板と称す。図１は本発明を実施するプラズマエッチ
ング装置である。アルミ積層基板１０は大気側に設置さ
れたロボットアーム３によりカセット２から取り出され
てロードロック室５に導入される。次にロードロック室
５の扉４が閉じられ、真空排気が開始される。真空排気
はロードロック室５の異物を巻き上げないようにスロー
排気される。所定の圧力以下に排気された時点でロード
ロック室５と搬送室９間のバルブ６が開けられる。搬送
室９は常時真空排気され高真空に維持されている。搬送
室９に設けられたロボットアーム１１によって基板１０
がロードロック室５から搬送室９に搬送される。搬送後
直ちにバルブ６は閉じられる。次に、エッチング室１３
の圧力が十分高真空に排気されていること、好ましくは
１０^-3Pa以下となっていることを確認し、エッチング室
１３と搬送室９の間のバルブ１４を開け、基板１０をエ
ッチング室１３に搬入する。エッチング室１３では、基
板１０は基板載置用の電極（図示せず）に載置される。
電極は基板１０を静電吸着できるもので、基板１０の裏
面に数百Pa〜1KPa程度のヘリウムガスを導入して電極と
基板間の熱伝導効率を高め、基板温度の制御が行われ
る。バルブ１４が閉じられた後、ガス導入口（図示せ
ず）からエッチング用のガスとしてＨＢr、ＢＣｌ₃やＣ
ｌ_2、場合によってはそれらに加えて添加ガスが導入され
る。本実施例の電極はプラズマを介して静電吸着膜に高
電圧を印加するモノポールタイプであるため、エッチン
グガス導入後にマイクロ波でプラズマが点火される。プ
ラズマが点火した状態で電極に静電吸着用の高電圧が印
加され、基板が電極に吸着される。基板は予め２０〜５
０℃程度の温度に制御されている。この状態で基板裏面
にヘリウムガスが導入される。ヘリウムガスの圧力が１
ＫPa程度に達すると、基板温度は電極表面の温度で制御
できるようになる。この状態で電極に数１００ｋＨｚか
ら１０数ＭＨｚ、好ましくは８００ｋＨｚから２ＭＨｚ
の高周波電圧が印加され、基板にバイアス電圧が付加さ
れる。マイクロ波でプラズマ状態となったエッチングガ
スイオンが高周波電圧印加と同時に基板に垂直に引き込
まれる。エッチングガスのなかの電気的に中性なＢｒや
Ｃｌなどのラジカルはランダムな方向から基板に入射
し、図２に示したアルミ積層膜の被エッチング部１０２
ａ（レジストの除去された部分）に吸着する。Ａｌの場
合は臭素や塩素ラジカルでもエッチングされるが、図２
に示したアルミ積層膜はキャップ層１０２にＴｉＮが形
成されている。ＴIＮ層は主として高周波電圧の印加で
基板に引き込まれた高エネルギーイオンの助けをかり
て、いわゆるイオンアシストエッチングにより、エッチ
ングされる。ＴｉＮ層１０２のエッチングが終了する
と、基板表面はＡｌ合金１０３となる。Ａｌはエッチン
グされて臭化物ＡｌＢｒ₃や塩化物ＡｌＣｌ₃となり、気
化して除去される。気化したアルミ臭化物やアルミ塩化
物の一部は、アルミ配線の側壁（以下、単に側壁と称
す。）に衝突して側壁に吸着する。また、プラズマ中に
放出されたアルミ臭化物やアルミ塩化物の一部は、その
ままの状態あるいはプラズマにより分解された状態で、
再び基板に入射し側壁に付着する。また、レジスト１０
１の一部もエッチングされる。その一部は直接側壁に衝
突して吸着する。また、一旦プラズマ中に放出された
後、再入射して側壁に付着する。この様にして、側壁に
はＡｌ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｃからなる皮膜、側壁保護膜が形
成される。この膜はエッチングが進行するあいだ成長し
続けるが、と同時にエッチングもされるため、実際には
数ｎｍと非常に薄い。側壁保護膜が形成されるため、ア
ルミ配線の側壁に臭素ラジカルや塩素ラジカルが吸着し
てもアルミ配線がエッチングされることがなく、結果と
して垂直な形状の異方性エッチングが行われる。アルミ
配線がエッチングされた後は、アルミ配線層の下はバリ
ア層１０４であるＴｉＮ、下地層１０５であるＳｉＯ₂
と被エッチング材料が変化する。エッチングが終了し
た時点で、マイクロ波放電は維持したまま、電極に印加
していた高周波電圧を停止する。次に、基板裏面のヘリ
ウムガスの供給を停止して裏面圧力を十分低くする。こ
の状態でマイクロ波の出力を停止し、ガス供給も停止す
る。エッチング室１３をしばらく真空排気し、高真空が
得られた時点で搬送室９とのバルブ１４を開け、ロボッ
トアーム１１により、基板１０をエッチング室１３から
搬出する。次に、アッシング室１８の圧力が所定の圧力
以下になっていることを確認し、アッシング室１８と搬
送室９間のバルブ１９を開いて基板１０をアッシング室
１８に搬送し、基板ホルダ（図示せず）に載置する。基
板ホルダは１５０〜３００℃、好ましくは２００〜２５
０℃に加熱保持されている。アッシング用のガスが導入
され圧力が上昇するとともに、基板ホルダと基板間の熱
伝導が向上し、基板温度が一定温度に漸近してゆく。ア
ッシングガスはＨ₂ＯとＣＦ₄の混合ガスである。両者の
流量は、総流量を５００ｃｍ³／ｍｉｎ一定とし、Ｈ₂Ｏ
／ＣＦ₄：４９５／５、４７５／２５ｃｍ³／ｍｉｎと
した。圧力は１５０Ｐａ、基板ホルダの温度は２５０℃
とした。プラズマはマイクロ波１０００Ｗを導入して発
生させた。プラズマ点火によりアッシングガスが解離
し、Ｈ、ＯＨ、Ｏ、Ｆ、ＣＦ、ＣＦ₂、ＣＦ₃などのラジ
カルが発生する。酸素ラジカルＯはレジストの炭素Ｃと
結合してＣＯとなり気化して排気される。この様にして
約６０秒でアッシングは終了する。本実施例では、さら
にオーバーアッシングを続け９０秒間処理した。その
後、アッシングガスの供給を停止し高真空排気を行う。
所定の圧力まで下がった時点でバルブ１９を開け、基板
１０を搬送室９に取り出し、さらにロードロック室２４
（搬出室）に送る。ロードロック室２４では、バルブ２
３を閉じた後、窒素ガス２６によるスローリークを実施
し、大気圧より若干高い圧力まで達した時点で大気との
扉２５を開け、カセット２にロボットアーム３で搬出す
る。この後、直ちに側壁保護膜の除去工程に移る場合も
あるが、しばらく次の工程に移るまで大気中あるいは窒
素ガス雰囲気中などで待機する場合とがある。この時に
アルミ配線が腐食してはならない。本発明ではＣＦ₄の
混合比を１％とした場合のみ、４８時間経過しても何等
腐食は認められなかった。また、ＣＦ₄を含むアッシン
グガスで処理した場合、ＣＦ₄の混合比に関わらず側壁
保護膜の除去特性も良好で、側壁保護膜残りが発生する
ことはなかった。以下、本発明の結果が得られた理由に
ついて説明する。レジストの除去速度は従来技術のなか
で述べられているが、Ｏ₂に対して他のＣＦ₄やＨ₂Ｏを
添加した場合、５〜１０％程度でレジスト除去速度が最
大となる。Ｈ₂Ｏに対してＣＦ₄を添加した場合も、５〜
１０％程度の混合比の時にレジスト除去速度が最大とな
る。また、大きなレジスト除去速度を得るために、従来
技術ではＯ₂を含むガスを用いている。しかし、アルミ
配線のエッチング後のレジスト表面には、エッチング時
の反応生成物がレジストに再入射するため、Ａｌが付着
している。このＡｌはＯ₂を含むアッシングガスでは除
去されない。むしろＡｌ付着部の占める面積が大きいと
レジスト除去が阻害される。発明者らは、Ｏ₂をアッシ
ングガスとして用いた場合は、酸素ラジカルＯによりＡ
ｌ付着部を除いたレジスト部が除去されるため、次第に
Ａｌ付着部分の占める面積比が大きくなり、その結果レ
ジスト除去速度が遅くなることを見いだした。Ｏ₂だけ
でアッシング処理を行うとレジストが完全に除去されず
に残ってしまう場合もあった。ところが、Ｏ₂は用いず
にＨ₂Ｏを用い、さらにＦを含むガスＣＦ₄を用いると、
レジスト表面に付着したＡｌは弗化され、アッシングが
進行してもＡｌ付着部分の占める面積比が変化せず、結
果としてレジストの除去速度が変化せず、最後までレジ
ストの除去が可能となることを見いだした。Ｈ₂Ｏには
酸素原子が含まれているが、プラズマ中ではＯよりＯＨ
として存在する比率が高く、レジスト表面のＡｌを酸化
する比率はＯ₂ガスの場合に比較して少ない。また、Ａ
ｌはＯと反応するよりＦと反応しやすい。そのこともレ
ジスト表面のＡｌの酸化を抑制している。この様に、ア
ルミ配線のアッシングは、Ｈ₂ＯとＣＦ₄の混合ガスで効
率よく行われる。ところで、本発明ではＣＦ₄の混合比
を２％以下、望ましくは１％としている。この理由は、
前述したように本発明の混合ガス系では、ＣＦ₄の混合
比が５〜１０％程度の場合に最もレジスト除去速度は大
きいが、側壁中の残留臭素成分や塩素成分の除去が不十
分になる。その理由は、図３に側壁保護膜１０６を模式
的に示したが、側壁保護膜１０６中の残留臭素や塩素は
ＨやＯＨと反応してＨＢｒやＨＣｌとなって除去される
ため、側壁保護膜１０６に十分なＨ、ＯＨの供給をしな
ければならない。ところが、Ｆの供給が多いと、側壁保
護膜１０６の表面は、図４に示したように、ＡｌＦ₃の
強固な膜１０７に覆われてしまう。したがって、Ｂｒや
Ｃｌが側壁保護膜１０６中に残留したままアッシングが
終了する。その後、ＡｌＦ₃膜１０７とアルミ配線１０
３の熱膨張差による応力でＡｌＦ₃膜に亀裂が発生した
り、大気中のＨ₂ＯとＡｌＦ₃が反応してＡｌＦ₃膜１０
７が破損したりすると、側壁保護膜１０６中のＢｒやＣ
ｌと大気中のＨ₂Ｏとが反応する。その結果アルミ配線
１０３が腐食する。また、側壁保護膜１０６中の残留フ
ッ素の量も多いため、大気中のＨ₂Ｏと反応してフッ酸
ＨＦが形成され、アルミ配線１０３が腐食する。しか
し、ＣＦ₄の混合比を十分に下げると、側壁保護膜１０
６の表面はＡｌＦ₃膜１０７が形成されはするが、Ｈや
ＯＨの進入を完全に遮断するほど強固ではない。その結
果、側壁保護膜１０６内部にＢｒやＣｌが残留すること
もなく、残留フッ素も少ない。したがって、アルミ配線
１０３が腐食することもない。さらに、アッシングガス
にＯ₂を使用していないため、側壁除去の際に除去性を
阻害するＡｌ₂Ｏ₃が側壁保護膜に形成されず、むしろＨ
₂Ｏに溶解するＡｌＦ₃が形成されている。そのため、側
壁保護膜の除去性も優れている。以上述べたように、本
発明により、レジスト除去速度を満足しつつ、側壁保護
膜中のＢｒやＣｌを除去して腐食を防ぎ、さらに側壁保
護膜の除去特性にも優れた後処理が可能となった。な
お、本発明ではＨ₂ＯとＣＦ₄の混合ガス系について述べ
たが、Ｆを含むＣ_XＨ_YＦ_Zなどのガス系であれば、前述
したような理由により、同じ効果が得られることは言う
までもない。また、アッシング処理を途中で条件を変え
ることなく実施したが、アルミ積層膜によっては、酸
素成分と水素成分を含むガス系、たとえばＯ₂とＨ₂Ｏの
混合ガスでレジストが除去される場合があるが、この場
合は、最初のステップでＯ₂とＨ₂Ｏの混合ガスで処理
し、その後本発明のガス系で処理することも後処理時間
を短縮する上で有効である。この場合も、側壁保護膜表
面は後半の処理において弗化され、側壁保護膜の除去特
性が改善される。

【発明の効果】本発明により、レジスト表面に付着した
アルミニウムの影響でレジスト除去速度が低下してしま
うようなアルミ積層膜においても、十分なレジスト除去
速度が得られる。また、エッチング中の残留臭素や残留
塩素も除去され、終了後の大気放置でアルミ配線が腐食
することが防止できる。さらに、側壁保護膜の除去も水
溶性のＡｌＦ₃が形成されているため、容易に除去され
る。そのため、特別な薬品を使用する必要がないといっ
た効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明を実施したエッチング装置の例を示す図
である。

【図２】アルミ積層膜の構造を示す図である。

【図３】エッチング後のアルミ配線形状を示す図であ
る。

【図４】側壁保護膜を示す図である。

【図５】残留臭素量を示す図である。

【図６】残留塩素量と残留フッ素量を示す図である。

【符号の説明】

１…カセット台、２…カセット、３…ロボットアーム、
４…扉、５…ロードロック室、６…バルブ、７…真空ポ
ンプ、８…窒素ガス、９…搬送室、１０…基板、１１…
ロボットアーム、１２…真空ポンプ、１３…エッチング
室、１４…バルブ、１５…真空ポンプ、１６…エッチン
グガス、１７…マグネトロン、１８…アッシング室、１
９…バルブ、２０…マグネトロン、２１…アッシングガ
ス、２２…真空ポンプ、２３…バルブ、２４…ロードロ
ック室、２５…扉、２６…窒素ガス、２７…真空ポン
プ、１０１…レジスト、１０２…キャップ層、１０２ａ
…被エッチング面、１０３…アルミ配線、１０４…バリ
ア層、１０５…酸化膜、１０６…側壁保護膜、１０７…
弗化アルミ膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F004 AA08 AA14 BB14 BD01 CA02 DA00 DA01 DA04 DA11 DA15 DA16 DB08 DB09 DB16 DB26 EA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウムを含む金属薄膜を臭素と塩素
を含むガスによりプラズマエッチングした後、エッチン
グ後の被処理物表面に残留している臭素成分と塩素成分
を除去する後処理方法において、水素を含むガスとフッ
素を含むガスの混合ガスを導入してプラズマ化し、該混
合ガスプラズマにより被エッチング処理面を処理するこ
とを特徴とする後処理方法。
【請求項２】請求項1に記載のプラズマ処理方法におい
て、該混合ガスのフッ素を含むガスの混合比率を２％以
下としたことを特徴とする後処理方法。
【請求項３】請求項1または請求項2に記載のプラズマ処
理方法において、水素を含むガスを水あるいはアルコー
ルとし、フッ素を含むガスをＣ_xＨ_yＦ_z、ＣＦ₄としたこ
とを特徴とする後処理方法。
【請求項４】アルミニウムを含む金属薄膜を臭素成分と
塩素成分を含むガスによりプラズマエッチングした後、
エッチング後の被処理表面に残留している臭素成分と塩
素成分とを除去する後処理方法において、請求項1から3
に記載の後処理を実施する前に、酸素を含むガスと水素
を含むガスの混合ガスプラズマによる処理を施すことを
特徴とする後処理方法。
【請求項５】請求項１又は請求項２又は請求項３又は請
求項４に記載の後処理方法において、該プラズマエッチ
ング処理と該後処理を真空的に隔離された別の処理室で
実施することを特徴とする後処理方法。
【請求項６】請求項１又は請求項２又は請求項３又は請
求項４又は請求項５に記載の後処理方法において、被処
理材料を少なくともアルミニウムあるいはアルミニウム
の合金からなる層を含み、該アルミニウムあるいはアル
ミニウム合金からなる層の少なくとも一面に他の金属か
らなる層が形成された積層膜であることを特徴とする後
処理方法。
【請求項７】請求項１又は請求項２又は請求項３又は請
求項４又は請求項５又は請求項６に記載の後処理方法に
おいて、該後処理がイオンの被処理材料への入射が制限
されたラジカル主体のプラズマ処理であることを特徴と
する後処理方法。