JP2001118830A - プラズマ処理方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機ポリシロキサン膜の低誘電率特性を損な
わずに該膜上のフォトレジスト膜を除去可能なプラズマ
処理方法を提供する。 【解決手段】 プラズマ処理装置１００の処理室１０２
内に配された下部電極１０６上にウェハＷを載置する。
ウェハＷには，Ｌｏｗ−Ｋ材料の有機ポリシロキサン膜
が形成されている。処理室１０２内にプラズマを生成
し，有機ポリシロキサン膜上のフォトレジスト膜をマス
クとしてエッチング処理を行い，有機ポリシロキサン膜
に一部が露出する開口パターンを形成する。エッチング
処理後，ウェハＷは，そのまま処理室１０２内に配置さ
れる。処理室１０２内の圧力は，処理室１０２内への処
理ガスの導入，および処理室１０２内のガスの排気によ
り，３０ｍＴｏｒｒ（４．００Ｐａ）〜１５０ｍＴｏｒ
ｒ（２０．０Ｐａ）に設定する。該圧力下で処理室１０
２内のガスをプラズマ化し，フォトレジスト膜をアッシ
ング処理する。
わずに該膜上のフォトレジスト膜を除去可能なプラズマ
処理方法を提供する。 【解決手段】 プラズマ処理装置１００の処理室１０２
内に配された下部電極１０６上にウェハＷを載置する。
ウェハＷには，Ｌｏｗ−Ｋ材料の有機ポリシロキサン膜
が形成されている。処理室１０２内にプラズマを生成
し，有機ポリシロキサン膜上のフォトレジスト膜をマス
クとしてエッチング処理を行い，有機ポリシロキサン膜
に一部が露出する開口パターンを形成する。エッチング
処理後，ウェハＷは，そのまま処理室１０２内に配置さ
れる。処理室１０２内の圧力は，処理室１０２内への処
理ガスの導入，および処理室１０２内のガスの排気によ
り，３０ｍＴｏｒｒ（４．００Ｐａ）〜１５０ｍＴｏｒ
ｒ（２０．０Ｐａ）に設定する。該圧力下で処理室１０
２内のガスをプラズマ化し，フォトレジスト膜をアッシ
ング処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，プラズマ処理方法
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，半導体装置の製造工程では，被処
理体にプラズマエッチング処理に施し，例えば被処理体
の層間絶縁膜に開口パターンを形成する技術が採用され
ている。当該処理では，層間絶縁膜上に形成されたフォ
トレジスト膜をマスクとして使用する。また，フォトレ
ジスト膜は，一般的にエッチング処理後に除去する必要
がある。そこで，処理済みの被処理体は，エッチング装
置からアッシング装置の処理室内に搬送される。被処理
体の搬入後，処理室内は，処理ガスの導入および真空引
きにより，３００ｍＴｏｒｒ（４０．０Ｐａ）以上の圧
力に維持される。また，被処理体は，１５０℃以上の温
度に加熱される。諸条件が整った後，処理室内の処理ガ
スをプラズマ化し，フォトレジスト膜をアッシングして
いる。
理体にプラズマエッチング処理に施し，例えば被処理体
の層間絶縁膜に開口パターンを形成する技術が採用され
ている。当該処理では，層間絶縁膜上に形成されたフォ
トレジスト膜をマスクとして使用する。また，フォトレ
ジスト膜は，一般的にエッチング処理後に除去する必要
がある。そこで，処理済みの被処理体は，エッチング装
置からアッシング装置の処理室内に搬送される。被処理
体の搬入後，処理室内は，処理ガスの導入および真空引
きにより，３００ｍＴｏｒｒ（４０．０Ｐａ）以上の圧
力に維持される。また，被処理体は，１５０℃以上の温
度に加熱される。諸条件が整った後，処理室内の処理ガ
スをプラズマ化し，フォトレジスト膜をアッシングして
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最近，層間絶縁膜とし
ては，従来から使用されているＳｉＯ２膜に代えて，低
誘電率材料（以下，「Ｌｏｗ−Ｋ」という。）膜を採用
し，半導体デバイスの動作を高速化させる技術が提案さ
れている。しかしながら，Ｌｏｗ−Ｋ膜は，上記従来の
アッシング方法のように高圧条件下で処理を行うと膜質
が変化し，誘電率が高くなる。その結果，層間絶縁膜に
Ｌｏｗ−Ｋ膜を採用しながらも，半導体デバイスの動作
を速めることができないという問題点がある。
ては，従来から使用されているＳｉＯ２膜に代えて，低
誘電率材料（以下，「Ｌｏｗ−Ｋ」という。）膜を採用
し，半導体デバイスの動作を高速化させる技術が提案さ
れている。しかしながら，Ｌｏｗ−Ｋ膜は，上記従来の
アッシング方法のように高圧条件下で処理を行うと膜質
が変化し，誘電率が高くなる。その結果，層間絶縁膜に
Ｌｏｗ−Ｋ膜を採用しながらも，半導体デバイスの動作
を速めることができないという問題点がある。
【０００４】また，Ｌｏｗ−Ｋ膜は，一般的に水分を吸
収しやすい性質を有している。さらに，エッチング処理
によりＬｏｗ−Ｋ膜をパターニングすれば，Ｌｏｗ−Ｋ
膜の一部が露出する。このため，上述したように，エッ
チング装置からアッシング装置への搬送時に被処理体を
大気に曝すと，Ｌｏｗ−Ｋ膜が大気中の水分を吸湿し，
Ｌｏｗ−Ｋ膜の誘電率が高くなるという問題点がある。
収しやすい性質を有している。さらに，エッチング処理
によりＬｏｗ−Ｋ膜をパターニングすれば，Ｌｏｗ−Ｋ
膜の一部が露出する。このため，上述したように，エッ
チング装置からアッシング装置への搬送時に被処理体を
大気に曝すと，Ｌｏｗ−Ｋ膜が大気中の水分を吸湿し，
Ｌｏｗ−Ｋ膜の誘電率が高くなるという問題点がある。
【０００５】本発明は，従来の技術が有する上記問題点
に鑑みて成されたものであり，本発明の目的は，上記問
題点およびその他の問題点を解決することが可能な，新
規かつ改良されたプラズマ処理方法を提供することであ
る。
に鑑みて成されたものであり，本発明の目的は，上記問
題点およびその他の問題点を解決することが可能な，新
規かつ改良されたプラズマ処理方法を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明によれば，請求項１に記載の発明のように，
処理室内に配置された被処理体に対し，被処理体に形成
された有機ポリシロキサン膜上のフォトレジスト膜をマ
スクとしてプラズマエッチング処理を施し，有機ポリシ
ロキサン膜の一部が露出するパターンを形成した後に，
フォトレジスト膜を除去するプラズマ処理方法であっ
て，処理室内に処理ガスを導入し，処理室内の圧力を３
０ｍＴｏｒｒ（４．００Ｐａ）〜１５０ｍＴｏｒｒ（２
０．０Ｐａ）に設定する工程と，該圧力下で処理ガスを
プラズマ化し，パターンが形成された被処理体のフォト
レジスト膜を除去する工程と，を含むことを特徴とする
プラズマ処理方法が提供される。
に，本発明によれば，請求項１に記載の発明のように，
処理室内に配置された被処理体に対し，被処理体に形成
された有機ポリシロキサン膜上のフォトレジスト膜をマ
スクとしてプラズマエッチング処理を施し，有機ポリシ
ロキサン膜の一部が露出するパターンを形成した後に，
フォトレジスト膜を除去するプラズマ処理方法であっ
て，処理室内に処理ガスを導入し，処理室内の圧力を３
０ｍＴｏｒｒ（４．００Ｐａ）〜１５０ｍＴｏｒｒ（２
０．０Ｐａ）に設定する工程と，該圧力下で処理ガスを
プラズマ化し，パターンが形成された被処理体のフォト
レジスト膜を除去する工程と，を含むことを特徴とする
プラズマ処理方法が提供される。
【０００７】本発明により処理が施される被処理体は，
すでにエッチング処理が施され，少なくとも有機ポリシ
ロキサン膜に形成されたパターンの開口部分が露出して
いる。また，上記膜を構成する有機ポリシロキサンは，
Ｓｉ原子にＣ原子およびＨ原子を含む有機官能基とＯ原
子とが結合し，下記の化学式に示す構造を有している。
すでにエッチング処理が施され，少なくとも有機ポリシ
ロキサン膜に形成されたパターンの開口部分が露出して
いる。また，上記膜を構成する有機ポリシロキサンは，
Ｓｉ原子にＣ原子およびＨ原子を含む有機官能基とＯ原
子とが結合し，下記の化学式に示す構造を有している。
【０００８】
【化１】
【０００９】なお，上記化学式中Ｒで示す有機官能基
は，メチル基，エチル基，プロピル基等のアルキル基お
よびそれらの誘導体や，フェニル基等のアリル基および
その誘導体である。有機官能基を構成するＣ原子は，有
機ポリシロキサン膜上のフォトレジスト膜を従来の方法
の如く高圧力条件で除去すると，Ｓｉ原子から引き抜か
れる。このため，有機ポリシロキサンの分子構造が変化
し，有機ポリシロキサン膜の特徴である低誘電率特性が
失われてしまう。そこで，本発明によれば，アッシング
処理を，Ｓｉ原子からＣ原子が引き抜かれない３０ｍＴ
ｏｒｒ（４．００Ｐａ）〜１５０ｍＴｏｒｒ（２０．０
Ｐａ）の圧力条件下で行う。かかる構成により，アッシ
ング処理後も，有機ポリシロキサンの分子構造を維持す
ることができ，上記有機ポリシロキサン膜の低誘電率特
性を確保することができる。その結果，例えば有機ポリ
シロキサン膜を層間絶縁膜に採用した場合には，半導体
デバイスを高速動作させることができる。
は，メチル基，エチル基，プロピル基等のアルキル基お
よびそれらの誘導体や，フェニル基等のアリル基および
その誘導体である。有機官能基を構成するＣ原子は，有
機ポリシロキサン膜上のフォトレジスト膜を従来の方法
の如く高圧力条件で除去すると，Ｓｉ原子から引き抜か
れる。このため，有機ポリシロキサンの分子構造が変化
し，有機ポリシロキサン膜の特徴である低誘電率特性が
失われてしまう。そこで，本発明によれば，アッシング
処理を，Ｓｉ原子からＣ原子が引き抜かれない３０ｍＴ
ｏｒｒ（４．００Ｐａ）〜１５０ｍＴｏｒｒ（２０．０
Ｐａ）の圧力条件下で行う。かかる構成により，アッシ
ング処理後も，有機ポリシロキサンの分子構造を維持す
ることができ，上記有機ポリシロキサン膜の低誘電率特
性を確保することができる。その結果，例えば有機ポリ
シロキサン膜を層間絶縁膜に採用した場合には，半導体
デバイスを高速動作させることができる。
【００１０】さらに，処理室内の圧力を，例えば請求項
２に記載の発明のように，５０ｍＴｏｒｒ（６．６６Ｐ
ａ）〜１００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）に設定するこ
とが好ましい。かかる圧力でアッシング処理を行えば，
有機ポリシロキサン膜の膜質の変化をさらに抑制でき
る。
２に記載の発明のように，５０ｍＴｏｒｒ（６．６６Ｐ
ａ）〜１００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）に設定するこ
とが好ましい。かかる圧力でアッシング処理を行えば，
有機ポリシロキサン膜の膜質の変化をさらに抑制でき
る。
【００１１】さらに，フォトレジスト膜を除去する工程
を，例えば請求項３に記載の発明のように，プラズマエ
ッチング処理を行った同一の処理室内で行うことが好ま
しい。かかる構成によれば，エッチング処理後，アッシ
ング処理開始までに，被処理体が処理室外部に搬出され
ず，被処理体が大気中に曝されることがない。このた
め，露出した有機ポリシロキサン膜が大気中の水分を吸
収せず，有機ポリシロキサン膜の誘電率の上昇を防止で
きる。
を，例えば請求項３に記載の発明のように，プラズマエ
ッチング処理を行った同一の処理室内で行うことが好ま
しい。かかる構成によれば，エッチング処理後，アッシ
ング処理開始までに，被処理体が処理室外部に搬出され
ず，被処理体が大気中に曝されることがない。このた
め，露出した有機ポリシロキサン膜が大気中の水分を吸
収せず，有機ポリシロキサン膜の誘電率の上昇を防止で
きる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に，添付図面を参照しながら
本発明にかかるプラズマ処理方法を，プラズマアッシン
グ方法に適用した好適な実施の一形態について，詳細に
説明する。
本発明にかかるプラズマ処理方法を，プラズマアッシン
グ方法に適用した好適な実施の一形態について，詳細に
説明する。
【００１３】（１）プラズマ処理装置の構成 まず，図１を参照しながら，本発明を適用可能なプラズ
マ処理装置１００について概略する。なお，プラズマ処
理装置１００は，後述の如くエッチング処理およびアッ
シング処理の両処理を行うことが可能に構成されてい
る。プラズマ処理装置１００の処理室１０２は，気密な
導電性の処理容器１０４内に形成されている。処理室１
０２内には，導電性の下部電極１０６が配置されてい
る。下部電極１０６は，被処理体，例えば半導体ウェハ
（以下，「ウェハ」と称する。）Ｗの載置台を兼ねてい
る。また，下部電極１０６には，温度調整手段，例えば
ヒータ１０８が内装されており，ウェハＷの温度を調整
可能に構成されている。ヒータ１０８には，ヒータ電源
１１０が接続されている。ヒータ電源１１０は，ヒータ
１０８に印加する電力を適宜調整し，ヒータ１０８で加
熱されるウェハＷの温度を所定温度に維持する。
マ処理装置１００について概略する。なお，プラズマ処
理装置１００は，後述の如くエッチング処理およびアッ
シング処理の両処理を行うことが可能に構成されてい
る。プラズマ処理装置１００の処理室１０２は，気密な
導電性の処理容器１０４内に形成されている。処理室１
０２内には，導電性の下部電極１０６が配置されてい
る。下部電極１０６は，被処理体，例えば半導体ウェハ
（以下，「ウェハ」と称する。）Ｗの載置台を兼ねてい
る。また，下部電極１０６には，温度調整手段，例えば
ヒータ１０８が内装されており，ウェハＷの温度を調整
可能に構成されている。ヒータ１０８には，ヒータ電源
１１０が接続されている。ヒータ電源１１０は，ヒータ
１０８に印加する電力を適宜調整し，ヒータ１０８で加
熱されるウェハＷの温度を所定温度に維持する。
【００１４】また，下部電極１０６の載置面には，静電
チャック１１２が設けられている。静電チャック１１２
は，高圧直流電源１１４から高圧直流電圧を印加するこ
とにより，チャック面上に載置されたウェハＷを吸着保
持する。また，下部電極１０６には，静電チャック１１
２上に載置されたウェハＷの周囲を囲うように絶縁性の
リング体１１６が設けられている。また，下部電極１０
６の周囲には，絶縁部材１１８を介してバッフル板１２
０が設けられている。
チャック１１２が設けられている。静電チャック１１２
は，高圧直流電源１１４から高圧直流電圧を印加するこ
とにより，チャック面上に載置されたウェハＷを吸着保
持する。また，下部電極１０６には，静電チャック１１
２上に載置されたウェハＷの周囲を囲うように絶縁性の
リング体１１６が設けられている。また，下部電極１０
６の周囲には，絶縁部材１１８を介してバッフル板１２
０が設けられている。
【００１５】また，下部電極１０６には，昇降軸１２２
が，導電部材１２４と絶縁部材１１８を介して接続され
ている。かかる構成により，下部電極１０６は，昇降軸
１２２に接続された不図示の駆動機構の作動により昇降
する。また，昇降軸１２２の周囲には，導電性の気密な
伸縮部材から成るベローズ１２６と，導電性のベローズ
カバー１２８が配置されている。ベローズ１２６および
ベローズカバー１２８は，両端が各々導電部材１２４と
処理容器１０４底部に接続されている。また，下部電極
１０６には，高周波電力を出力する高周波電源１３０が
整合器１３２を介して接続されている。
が，導電部材１２４と絶縁部材１１８を介して接続され
ている。かかる構成により，下部電極１０６は，昇降軸
１２２に接続された不図示の駆動機構の作動により昇降
する。また，昇降軸１２２の周囲には，導電性の気密な
伸縮部材から成るベローズ１２６と，導電性のベローズ
カバー１２８が配置されている。ベローズ１２６および
ベローズカバー１２８は，両端が各々導電部材１２４と
処理容器１０４底部に接続されている。また，下部電極
１０６には，高周波電力を出力する高周波電源１３０が
整合器１３２を介して接続されている。
【００１６】また，処理室１０２内には，下部電極１０
６の載置面と対向して上部電極１３４が配置されてい
る。上部電極１３４は，処理容器１０４を介して接地さ
れている。また，上部電極１３４には，多数のガス吐出
孔１３４ａが形成されている。従って，処理室１０２内
には，第１〜第４ガス供給源１３６，１３８，１４０，
１４２内の各処理ガスが，第１〜第４ガス流量調整バル
ブ１４４，１４６，１４８，１５０，第１〜第４開閉バ
ルブ１５２，１５４，１５６，１５８，ガス吐出孔１３
４ａを介して適宜供給される。また，第１〜第４ガス流
量調整バルブ１４４，１４６，１４８，１５０には，制
御器１６０が接続されている。制御器１６０は，第１〜
第４ガス流量調整バルブ１４４，１４６，１４８，１５
０を制御し，処理室１０２内に導入される各処理ガスの
流量を調整する。
６の載置面と対向して上部電極１３４が配置されてい
る。上部電極１３４は，処理容器１０４を介して接地さ
れている。また，上部電極１３４には，多数のガス吐出
孔１３４ａが形成されている。従って，処理室１０２内
には，第１〜第４ガス供給源１３６，１３８，１４０，
１４２内の各処理ガスが，第１〜第４ガス流量調整バル
ブ１４４，１４６，１４８，１５０，第１〜第４開閉バ
ルブ１５２，１５４，１５６，１５８，ガス吐出孔１３
４ａを介して適宜供給される。また，第１〜第４ガス流
量調整バルブ１４４，１４６，１４８，１５０には，制
御器１６０が接続されている。制御器１６０は，第１〜
第４ガス流量調整バルブ１４４，１４６，１４８，１５
０を制御し，処理室１０２内に導入される各処理ガスの
流量を調整する。
【００１７】また，処理室１０２内のガスは，真空ポン
プＰ１６２により，排気量調整バルブ１６４，開閉バル
ブ１６８を介して排気される。また，排気量調整バルブ
１６４には，上述した制御器１６０が接続されている。
制御器１６０は，排気量調整バルブ１６４を制御し，処
理室１０２内から排気されるガスの排気量を適宜調整す
る。かかる構成により，処理室１０２内は，制御器１６
０が上述した第１〜第４ガス流量調整バルブ１４４，１
４６，１４８，１５０と排気量調整バルブ１６４とを制
御することにより，所定の圧力に維持される。また，処
理室１０２側壁外部には，磁石１６８が設けられてい
る。磁石１６８は，上部電極１３４と下部電極１０６と
の間に回転磁界を形成可能に構成されている。
プＰ１６２により，排気量調整バルブ１６４，開閉バル
ブ１６８を介して排気される。また，排気量調整バルブ
１６４には，上述した制御器１６０が接続されている。
制御器１６０は，排気量調整バルブ１６４を制御し，処
理室１０２内から排気されるガスの排気量を適宜調整す
る。かかる構成により，処理室１０２内は，制御器１６
０が上述した第１〜第４ガス流量調整バルブ１４４，１
４６，１４８，１５０と排気量調整バルブ１６４とを制
御することにより，所定の圧力に維持される。また，処
理室１０２側壁外部には，磁石１６８が設けられてい
る。磁石１６８は，上部電極１３４と下部電極１０６と
の間に回転磁界を形成可能に構成されている。
【００１８】（２）エッチング処理 次に，上述したプラズマ処理装置１００を用いて，本実
施の形態にかかるアッシング処理工程の前に行われるエ
ッチング処理工程について説明する。まず，下部電極１
０６上にウェハＷを載置する。ウェハＷには，層間絶縁
膜としての有機ポリシロキサン膜（図示せず。）が形成
されている。該膜を構成する有機ポリシロキサンは，Ｌ
ｏｗ−Ｋ材料の一つであり，下記の化学式に示すよう
に，Ｓｉ原子にＯ原子とメチル基（ＣＨ３）が結合した
構造を有している。
施の形態にかかるアッシング処理工程の前に行われるエ
ッチング処理工程について説明する。まず，下部電極１
０６上にウェハＷを載置する。ウェハＷには，層間絶縁
膜としての有機ポリシロキサン膜（図示せず。）が形成
されている。該膜を構成する有機ポリシロキサンは，Ｌ
ｏｗ−Ｋ材料の一つであり，下記の化学式に示すよう
に，Ｓｉ原子にＯ原子とメチル基（ＣＨ３）が結合した
構造を有している。
【００１９】
【化２】
【００２０】さらに，有機ポリシロキサン膜上には，マ
スクとしてのフォトレジスト膜（図示せず。）が形成さ
れている。また，下部電極１０６上のウェハＷは，ヒー
タ１１０により，下部電極１０６を介して所定温度，例
えば１５０℃未満，好ましくは１００℃の一定温度に維
持される。
スクとしてのフォトレジスト膜（図示せず。）が形成さ
れている。また，下部電極１０６上のウェハＷは，ヒー
タ１１０により，下部電極１０６を介して所定温度，例
えば１５０℃未満，好ましくは１００℃の一定温度に維
持される。
【００２１】また，処理室１０２内には，第１〜第３ガ
ス供給源１３６，１３８，１４０から各エッチング用ガ
ス，例えばＣ４Ｆ８とＮ２とＡｒとを導入する。また，
処理室１０２内のガスは，真空ポンプＰ１６２により排
気する。この際，制御器１６０は，第１〜第３ガス流量
調整バルブ１４４，１４６，１４８と排気量調整バルブ
１６４を制御する。かかる制御により，処理室１０２内
は，所定圧力，例えば３０ｍＴｏｒｒ（４．００Ｐａ）
〜１５０ｍＴｏｒｒ（２０．０Ｐａ），好ましくは５０
ｍＴｏｒｒ（６．６６Ｐａ）〜１００ｍＴｏｒｒ（１
３．３Ｐａ），より好ましくは４５ｍＴｏｒｒ（６．０
０Ｐａ）の一定圧力に維持される。
ス供給源１３６，１３８，１４０から各エッチング用ガ
ス，例えばＣ４Ｆ８とＮ２とＡｒとを導入する。また，
処理室１０２内のガスは，真空ポンプＰ１６２により排
気する。この際，制御器１６０は，第１〜第３ガス流量
調整バルブ１４４，１４６，１４８と排気量調整バルブ
１６４を制御する。かかる制御により，処理室１０２内
は，所定圧力，例えば３０ｍＴｏｒｒ（４．００Ｐａ）
〜１５０ｍＴｏｒｒ（２０．０Ｐａ），好ましくは５０
ｍＴｏｒｒ（６．６６Ｐａ）〜１００ｍＴｏｒｒ（１
３．３Ｐａ），より好ましくは４５ｍＴｏｒｒ（６．０
０Ｐａ）の一定圧力に維持される。
【００２２】上記諸条件が整った後，下部電極１０６に
高周波電源１３０から出力される所定周波数，例えば１
３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加する。かかる電力の
印加により，エッチング用ガスがプラズマ化し，ウェハ
Ｗにエッチング処理が施される。その結果，ウェハＷの
有機ポリシロキサン膜に所定の開口パターンが形成され
る。また，有機ポリシロキサン膜にパターンを形成した
後に，下部電極１０６への高周波電力の印加を停止し，
エッチング処理を終了する。
高周波電源１３０から出力される所定周波数，例えば１
３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加する。かかる電力の
印加により，エッチング用ガスがプラズマ化し，ウェハ
Ｗにエッチング処理が施される。その結果，ウェハＷの
有機ポリシロキサン膜に所定の開口パターンが形成され
る。また，有機ポリシロキサン膜にパターンを形成した
後に，下部電極１０６への高周波電力の印加を停止し，
エッチング処理を終了する。
【００２３】（３）アッシング処理 次に，アッシング処理工程について説明する。本実施の
形態は，上記処理済みのウェハＷに対し，エッチング処
理を行った同一の処理室１０２内で，エッチング処理時
と同一の処理室１０２内圧力およびウェハＷ温度を維持
した状態でアッシング処理を行うことに特徴がある。す
なわち，ウェハＷは，エッチング処理終了後も処理室１
０２外部に搬出されることなく，下部電極１０６上に載
置される。また，ウェハＷの温度もエッチング時と略同
一の１５０℃未満，好ましくは１００℃に維持されてい
る。
形態は，上記処理済みのウェハＷに対し，エッチング処
理を行った同一の処理室１０２内で，エッチング処理時
と同一の処理室１０２内圧力およびウェハＷ温度を維持
した状態でアッシング処理を行うことに特徴がある。す
なわち，ウェハＷは，エッチング処理終了後も処理室１
０２外部に搬出されることなく，下部電極１０６上に載
置される。また，ウェハＷの温度もエッチング時と略同
一の１５０℃未満，好ましくは１００℃に維持されてい
る。
【００２４】また，制御器１６０は，第１〜第３ガス流
量調整バルブ１４４，１４６，１４８を制御し，処理室
１０２内へのＣ４Ｆ８とＮ２とＡｒから成る混合ガスの
供給を停止する。同時に，制御器１６０は，第４ガス流
量調整バルブ１５０を制御し，第４ガス供給源１４２内
からアッシング用ガス，例えばＯ２を処理室１０２内に
導入する。さらに，制御器１６０は，第４ガス流量調整
バルブ１５０と排気量調整バルブ１６４を制御して，処
理室１０２内をエッチング処理時と略同一の３０ｍＴｏ
ｒｒ（４．００Ｐａ）〜１５０ｍＴｏｒｒ（２０．０Ｐ
ａ），好ましくは５０ｍＴｏｒｒ（６．６６Ｐａ）〜１
００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ），より好ましくは４５
ｍＴｏｒｒ（６．００Ｐａ）に維持する。
量調整バルブ１４４，１４６，１４８を制御し，処理室
１０２内へのＣ４Ｆ８とＮ２とＡｒから成る混合ガスの
供給を停止する。同時に，制御器１６０は，第４ガス流
量調整バルブ１５０を制御し，第４ガス供給源１４２内
からアッシング用ガス，例えばＯ２を処理室１０２内に
導入する。さらに，制御器１６０は，第４ガス流量調整
バルブ１５０と排気量調整バルブ１６４を制御して，処
理室１０２内をエッチング処理時と略同一の３０ｍＴｏ
ｒｒ（４．００Ｐａ）〜１５０ｍＴｏｒｒ（２０．０Ｐ
ａ），好ましくは５０ｍＴｏｒｒ（６．６６Ｐａ）〜１
００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ），より好ましくは４５
ｍＴｏｒｒ（６．００Ｐａ）に維持する。
【００２５】上記条件が整った後，下部電極１０６に高
周波電源１３０から出力される所定周波数，例えば１
３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加する。かかる電力の
印加により，アッシング用ガスがプラズマ化し，ウェハ
Ｗのフォトレジスト膜が除去される。
周波電源１３０から出力される所定周波数，例えば１
３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加する。かかる電力の
印加により，アッシング用ガスがプラズマ化し，ウェハ
Ｗのフォトレジスト膜が除去される。
【００２６】本実施の形態によれば，アッシング処理時
に，処理室１０２内の圧力を従来よりも低圧に設定す
る。さらに，ウェハＷの温度を，従来よりも低く設定す
る。かかる条件でアッシング処理を行うことにより，有
機ポリシロキサン分子の終端を構成するメチル基が，Ｓ
ｉ原子から分離することを抑制できる。このため，有機
ポリシロキサン膜の膜質の変化を最小限に止めることが
でき，誘電率の上昇を抑えることができる。
に，処理室１０２内の圧力を従来よりも低圧に設定す
る。さらに，ウェハＷの温度を，従来よりも低く設定す
る。かかる条件でアッシング処理を行うことにより，有
機ポリシロキサン分子の終端を構成するメチル基が，Ｓ
ｉ原子から分離することを抑制できる。このため，有機
ポリシロキサン膜の膜質の変化を最小限に止めることが
でき，誘電率の上昇を抑えることができる。
【００２７】また，かかる構成によれば，エッチング処
理とアッシング処理とを同一の処理室１０２内で行う。
このため，ウェハＷは，アッシング処理終了まで処理室
１０２外部に搬出されず，大気中に曝されることがな
い。その結果，有機ポリシロキサン膜が大気中の水分を
吸湿せず，メチル基が水酸基（ＯＨ基）などに置換され
ることを防止できる。その結果，有機ポリシロキサン膜
の誘電率の上昇を，さらに抑制することができる。
理とアッシング処理とを同一の処理室１０２内で行う。
このため，ウェハＷは，アッシング処理終了まで処理室
１０２外部に搬出されず，大気中に曝されることがな
い。その結果，有機ポリシロキサン膜が大気中の水分を
吸湿せず，メチル基が水酸基（ＯＨ基）などに置換され
ることを防止できる。その結果，有機ポリシロキサン膜
の誘電率の上昇を，さらに抑制することができる。
【００２８】（４）実施例 次に，本発明の実施例について説明する。まず，図２を
参照しながら，処理時の処理室１０２内の圧力とウェハ
Ｗに形成された有機ポリシロキサン膜のダメージとの関
係について説明する。本実施例は，処理室１０２内の圧
力を変化させたこと以外は，上述した方法および条件で
ウェハＷに処理を施した。
参照しながら，処理時の処理室１０２内の圧力とウェハ
Ｗに形成された有機ポリシロキサン膜のダメージとの関
係について説明する。本実施例は，処理室１０２内の圧
力を変化させたこと以外は，上述した方法および条件で
ウェハＷに処理を施した。
【００２９】その結果，図２に示す結果を得た。なお，
図２は，未処理のウェハＷと５０ｍＴｏｒｒ（６．６６
Ｐａ）〜３００ｍＴｏｒｒ（４０．０Ｐａ）の各圧力条
件下でエッチング処理およびアッシング処理を施した各
ウェハＷについて，ウェハＷの中心からの距離と各ウェ
ハＷの有機ポリシロキサン膜の屈折率との関係を示すも
のである。また，有機ポリシロキサン膜の屈折率は，未
処理の有機ポリシロキサン膜の屈折率に近いほど膜質変
化が少ないことを表す。
図２は，未処理のウェハＷと５０ｍＴｏｒｒ（６．６６
Ｐａ）〜３００ｍＴｏｒｒ（４０．０Ｐａ）の各圧力条
件下でエッチング処理およびアッシング処理を施した各
ウェハＷについて，ウェハＷの中心からの距離と各ウェ
ハＷの有機ポリシロキサン膜の屈折率との関係を示すも
のである。また，有機ポリシロキサン膜の屈折率は，未
処理の有機ポリシロキサン膜の屈折率に近いほど膜質変
化が少ないことを表す。
【００３０】図２に示すように，有機ポリシロキサン膜
の屈折率が，ウェハＷの全面で未処理の有機ポリシロキ
サン膜とほぼ同一だったのは，５０ｍＴｏｒｒ（６．６
６Ｐａ）および１００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）の圧
力条件で処理を行ったときであった。従って，本結果か
らは，アッシング処理を５０ｍＴｏｒｒ（６．６６Ｐ
ａ）〜１００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）を含む所定範
囲内の圧力で行うことが好ましいことがわかる。かかる
圧力の範囲内で処理を行えば，有機ポリシロキサン膜の
損傷を最小限に止めながら，フォトレジスト膜を除去す
ることができる。また，２００ｍＴｏｒｒ（２６．７Ｐ
ａ）の圧力下では，有機ポリシロキサン膜のダメージが
大きかった。従って，上記圧力範囲の上限圧力値は，１
００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）よりも大きく，２００
ｍＴｏｒｒ（２６．７Ｐａ）未満，例えば１５０ｍＴｏ
ｒｒ（２０．０Ｐａ）にあると推測される。
の屈折率が，ウェハＷの全面で未処理の有機ポリシロキ
サン膜とほぼ同一だったのは，５０ｍＴｏｒｒ（６．６
６Ｐａ）および１００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）の圧
力条件で処理を行ったときであった。従って，本結果か
らは，アッシング処理を５０ｍＴｏｒｒ（６．６６Ｐ
ａ）〜１００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）を含む所定範
囲内の圧力で行うことが好ましいことがわかる。かかる
圧力の範囲内で処理を行えば，有機ポリシロキサン膜の
損傷を最小限に止めながら，フォトレジスト膜を除去す
ることができる。また，２００ｍＴｏｒｒ（２６．７Ｐ
ａ）の圧力下では，有機ポリシロキサン膜のダメージが
大きかった。従って，上記圧力範囲の上限圧力値は，１
００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）よりも大きく，２００
ｍＴｏｒｒ（２６．７Ｐａ）未満，例えば１５０ｍＴｏ
ｒｒ（２０．０Ｐａ）にあると推測される。
【００３１】次に，図３を参照しながら，処理時の処理
室１０２内の圧力とフォトレジスト膜のアッシングレー
トとの関係について説明する。本実施例も，処理室１０
２内の圧力を変化させたこと以外は，上述した方法およ
び条件で処理を行った。その結果，図３に示す結果を得
た。なお，図３は，処理室１０２内の圧力とフォトレジ
スト膜のアッシングレートとの関係を示すものである。
室１０２内の圧力とフォトレジスト膜のアッシングレー
トとの関係について説明する。本実施例も，処理室１０
２内の圧力を変化させたこと以外は，上述した方法およ
び条件で処理を行った。その結果，図３に示す結果を得
た。なお，図３は，処理室１０２内の圧力とフォトレジ
スト膜のアッシングレートとの関係を示すものである。
【００３２】図３に示すように，処理室１０２内を３０
ｍＴｏｒｒ（４．００Ｐａ）以上の各圧力に設定して処
理を行った場合には，一般的に好ましいアッシングレー
トの最低値とされる７０００Å（７．０×１０−７ｍ）
をいずれも上回った。従って，本結果からは，アッシン
グ処理を３０ｍＴｏｒｒ（４．００Ｐａ）以上の圧力で
行うことが好ましいことがわかる。また，図２および図
３に示す結果によれば，アッシング処理は，３０ｍＴｏ
ｒｒ（４．００Ｐａ）〜１５０ｍＴｏｒｒ（２０．０Ｐ
ａ），好ましくは５０ｍＴｏｒｒ（６．６６Ｐａ）〜１
００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）の圧力下で行うことが
好ましい。
ｍＴｏｒｒ（４．００Ｐａ）以上の各圧力に設定して処
理を行った場合には，一般的に好ましいアッシングレー
トの最低値とされる７０００Å（７．０×１０−７ｍ）
をいずれも上回った。従って，本結果からは，アッシン
グ処理を３０ｍＴｏｒｒ（４．００Ｐａ）以上の圧力で
行うことが好ましいことがわかる。また，図２および図
３に示す結果によれば，アッシング処理は，３０ｍＴｏ
ｒｒ（４．００Ｐａ）〜１５０ｍＴｏｒｒ（２０．０Ｐ
ａ），好ましくは５０ｍＴｏｒｒ（６．６６Ｐａ）〜１
００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）の圧力下で行うことが
好ましい。
【００３３】以上，本発明の好適な実施の一形態につい
て，添付図面を参照しながら説明したが，本発明はかか
る構成に限定されるものではない。特許請求の範囲に記
載された技術的思想の範疇において，当業者であれば，
各種の変更例および修正例に想到し得るものであり，そ
れら変更例および修正例についても本発明の技術的範囲
に属するものと了解される。
て，添付図面を参照しながら説明したが，本発明はかか
る構成に限定されるものではない。特許請求の範囲に記
載された技術的思想の範疇において，当業者であれば，
各種の変更例および修正例に想到し得るものであり，そ
れら変更例および修正例についても本発明の技術的範囲
に属するものと了解される。
【００３４】例えば，上記実施の形態において，エッチ
ング処理をアッシング処理とを同一の処理室内で行う構
成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定
されず，エッチング処理とアッシング処理とを個別独立
したプラズマ処理装置の処理室内で行う場合にも本発明
を適用することができる。
ング処理をアッシング処理とを同一の処理室内で行う構
成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定
されず，エッチング処理とアッシング処理とを個別独立
したプラズマ処理装置の処理室内で行う場合にも本発明
を適用することができる。
【００３５】また，上記実施の形態において，エッチン
グ処理とアッシング処理とを同一の圧力下で行う構成を
例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定され
ず，少なくともアッシング処理時に上述した圧力条件に
設定されていれば，本発明を実施することができる。
グ処理とアッシング処理とを同一の圧力下で行う構成を
例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定され
ず，少なくともアッシング処理時に上述した圧力条件に
設定されていれば，本発明を実施することができる。
【００３６】また，上記実施の形態において，平行平板
型のプラズマ処理装置で処理を行う構成を例に挙げて説
明したが，本発明はかかる構成に限定されず，誘導結合
型プラズマ処理装置やマイクロ波型プラズマ処理装置に
も本発明を適用することができる。
型のプラズマ処理装置で処理を行う構成を例に挙げて説
明したが，本発明はかかる構成に限定されず，誘導結合
型プラズマ処理装置やマイクロ波型プラズマ処理装置に
も本発明を適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば，被処理体に形成された
有機ポリシロキサン膜の膜質の変化を最小限に止めなが
ら，有機ポリシロキサン膜上のフォトレジスト膜を除去
することができる。このため，アッシング処理に伴う有
機ポリシロキサン膜の誘電率の上昇を抑えることが可能
となり，該膜が有する低誘電率特性を十分に発揮させる
ことができる。
有機ポリシロキサン膜の膜質の変化を最小限に止めなが
ら，有機ポリシロキサン膜上のフォトレジスト膜を除去
することができる。このため，アッシング処理に伴う有
機ポリシロキサン膜の誘電率の上昇を抑えることが可能
となり，該膜が有する低誘電率特性を十分に発揮させる
ことができる。
【図１】本発明を適用可能なプラズマ処理装置を示す概
略的な断面図である。
略的な断面図である。
【図２】本発明の実施例を説明するための有機ポリシロ
キサン膜の屈折率とウェハの中心からの距離との関係を
示す概略的な説明図である。
キサン膜の屈折率とウェハの中心からの距離との関係を
示す概略的な説明図である。
【図３】本発明の実施例を説明するためのフォトレジス
ト膜のアッシングレートと処理室内の圧力との関係を示
す概略的な説明図である。
ト膜のアッシングレートと処理室内の圧力との関係を示
す概略的な説明図である。
１００ プラズマ処理装置 １０２ 処理室 １０６ 下部電極 １３０ 高周波電源 １３４ 上部電極 １３４ａ ガス吐出孔 １３６，１３８，１４０，１４２ 第１〜第４ガス
供給源 １４４，１４６，１４８，１５０ 第１〜第４ガス
流量調整バルブ １６０ 制御器 １６２ 真空ポンプ １６４ 排気量調整バルブ Ｗ ウェハ
供給源 １４４，１４６，１４８，１５０ 第１〜第４ガス
流量調整バルブ １６０ 制御器 １６２ 真空ポンプ １６４ 排気量調整バルブ Ｗ ウェハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲沢 剛一郎 東京都府中市住吉町２丁目30番地の７ 東 京エレクトロン山梨株式会社内 Ｆターム(参考） 5F004 AA06 BA04 BA20 BB13 BD01 CA01 CA02 CA04 DA00 DA23 DA25 DA26 DB26 EB03 5F046 MA12 MA18
Claims (3)
- 【請求項１】 処理室内に配置された被処理体に対し，
前記被処理体に形成された有機ポリシロキサン膜上のフ
ォトレジスト膜をマスクとしてプラズマエッチング処理
を施し，前記有機ポリシロキサン膜の一部が露出するパ
ターンを形成した後に，前記フォトレジスト膜を除去す
るプラズマ処理方法であって：前記処理室内に処理ガス
を導入し，前記処理室内の圧力を３０ｍＴｏｒｒ（４．
００Ｐａ）〜１５０ｍＴｏｒｒ（２０．０Ｐａ）に設定
する工程と；前記圧力下で前記処理ガスをプラズマ化
し，前記パターンが形成された前記被処理体の前記フォ
トレジスト膜を除去する工程と；を含むことを特徴とす
る，プラズマ処理方法。 - 【請求項２】 前記処理室内の圧力は，５０ｍＴｏｒｒ
（６．６６Ｐａ）〜１００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）
に設定されることを特徴とする，請求項１に記載のプラ
ズマ処理方法。 - 【請求項３】 前記フォトレジスト膜を除去する工程
は，前記プラズマエッチング処理を行った同一の処理室
内で行われることを特徴とする，請求項１または２のい
ずれかに記載のプラズマ処理方法。
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