JP2002299316A - プラズマ処理方法 - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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-
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- H01L21/3105—After-treatment
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- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＲＩＥ加工時に真空処理容器の内壁に形成され
た堆積膜を短時間で除去できるプラズマクリーニングを
実現すること。 【解決手段】真空処理容器１の内壁の温度を、ＲＩＥ加
工時の被処理基体２の温度よりも高い温度に設定した状
態で、ＲＩＥ加工時に真空処理容器１の内壁に形成され
た堆積膜をプラズマにより除去する。
た堆積膜を短時間で除去できるプラズマクリーニングを
実現すること。 【解決手段】真空処理容器１の内壁の温度を、ＲＩＥ加
工時の被処理基体２の温度よりも高い温度に設定した状
態で、ＲＩＥ加工時に真空処理容器１の内壁に形成され
た堆積膜をプラズマにより除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体分野におけ
るプラズマ処理方法に係わり、特に被処理基体のプラズ
マ処理に伴って容器内壁に形成された膜の洗浄方法に特
徴あるプラズマ処理方法に関する。
るプラズマ処理方法に係わり、特に被処理基体のプラズ
マ処理に伴って容器内壁に形成された膜の洗浄方法に特
徴あるプラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマを利用した半導体処理装置の一
つとして、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置が知ら
れている。ＲＩＥ装置は、ウェハに負電位を加え、高周
波電力を用いて反応性ガス（エッチングガス）を放電さ
せてプラズマを生成し、プラズマ中のイオンをウェハ表
面に垂直に引っ張り込んで、物理的、化学的にエッチン
グを行うものである。
つとして、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置が知ら
れている。ＲＩＥ装置は、ウェハに負電位を加え、高周
波電力を用いて反応性ガス（エッチングガス）を放電さ
せてプラズマを生成し、プラズマ中のイオンをウェハ表
面に垂直に引っ張り込んで、物理的、化学的にエッチン
グを行うものである。
【０００３】絶縁膜にビアホールを開口する場合、エッ
チングガスとして、主にフロロカーボンを含んだガスが
用いられる。具体的には、ビアホール底面に露出する金
属配線がエッチングされることを防止するために、金属
配線に対して選択比を確保できるエッチングガス、すな
わちＣＨＦ3 、Ｃ４Ｆ8 などを含んだガスが一般的には
使用される。
チングガスとして、主にフロロカーボンを含んだガスが
用いられる。具体的には、ビアホール底面に露出する金
属配線がエッチングされることを防止するために、金属
配線に対して選択比を確保できるエッチングガス、すな
わちＣＨＦ3 、Ｃ４Ｆ8 などを含んだガスが一般的には
使用される。
【０００４】これらのガスを用いて絶縁膜のＲＩＥ加工
を行うと、プラズマ中でのガスの分解により、フロロカ
ーボンやカーボンなどが真空処理容器の内壁に堆積す
る。また、当然、絶縁膜をＲＩＥ加工するときに成生さ
れる反応生成物の一部も真空処理容器の内壁に堆積す
る。
を行うと、プラズマ中でのガスの分解により、フロロカ
ーボンやカーボンなどが真空処理容器の内壁に堆積す
る。また、当然、絶縁膜をＲＩＥ加工するときに成生さ
れる反応生成物の一部も真空処理容器の内壁に堆積す
る。
【０００５】これらのフロロカーボン、カーボン、反応
生成物は真空処理容器の内壁に堆積し、徐々に厚くな
り、フロロカーボンなどを含む膜（以下、堆積膜とい
う。）が形成される。
生成物は真空処理容器の内壁に堆積し、徐々に厚くな
り、フロロカーボンなどを含む膜（以下、堆積膜とい
う。）が形成される。
【０００６】そして、堆積膜がある程度の厚さに達する
と、内壁から剥がれ、パーティクルの問題が起こる。こ
のような問題を未然に防止するために、現状では、堆積
膜がある程度の厚さに達する前の段階で、真空処理容器
内を大気開放し、湿式の洗浄を行なっている。
と、内壁から剥がれ、パーティクルの問題が起こる。こ
のような問題を未然に防止するために、現状では、堆積
膜がある程度の厚さに達する前の段階で、真空処理容器
内を大気開放し、湿式の洗浄を行なっている。
【０００７】ところで、絶縁膜のＲＩＥ加工には、種々
のパターンがあり、それぞれの要求により、選択される
ガスも異なる。例えば、ダマシンプロセスにおける配線
溝のＲＩＥ加工では、上述したビアホールのＲＩＥ加工
と異なるガスが使用される。
のパターンがあり、それぞれの要求により、選択される
ガスも異なる。例えば、ダマシンプロセスにおける配線
溝のＲＩＥ加工では、上述したビアホールのＲＩＥ加工
と異なるガスが使用される。
【０００８】ダマシンプロセスとは、近年用いられるよ
うになったプロセスであって、ＲＩＥ加工により絶縁膜
の表面に配線溝を形成し、その配線溝を埋め込むように
全面に配線となる金属膜を堆積し、その後、配線溝の外
部の不要な金属膜をＣＭＰ（Chemical Mechanical Poli
shing）により除去するプロセスである。
うになったプロセスであって、ＲＩＥ加工により絶縁膜
の表面に配線溝を形成し、その配線溝を埋め込むように
全面に配線となる金属膜を堆積し、その後、配線溝の外
部の不要な金属膜をＣＭＰ（Chemical Mechanical Poli
shing）により除去するプロセスである。
【０００９】ダマシンプロセスの場合、配線溝のパター
ンが配線のパターンを決めるため、高い寸法精度が要求
される。そのため、配線溝のＲＩＥ加工には、上述した
ビアホールのＲＩＥ加工の場合とは異なり、ガスの分解
により生成するフロロカーボンやカーボンの生成が少な
いガス種が選択される。
ンが配線のパターンを決めるため、高い寸法精度が要求
される。そのため、配線溝のＲＩＥ加工には、上述した
ビアホールのＲＩＥ加工の場合とは異なり、ガスの分解
により生成するフロロカーボンやカーボンの生成が少な
いガス種が選択される。
【００１０】選択されるガスが異なれば、真空処理容器
の内壁に形成される堆積膜の組成も当然に異なる。同じ
真空処理容器内で使用するガスが異なるＲＩＥ加工を行
い、組成が大きく異なる堆積膜の積層膜が形成された場
合、それぞれの堆積膜の熱膨張率の違いなどにより、よ
り短時間、堆積膜厚が薄い段階で、膜が剥がれ、パーテ
ィクルの問題が起こる。すなわち、堆積膜の剥がれは、
単に堆積膜の厚さが一定以上になるためだけで起こるも
のではない。
の内壁に形成される堆積膜の組成も当然に異なる。同じ
真空処理容器内で使用するガスが異なるＲＩＥ加工を行
い、組成が大きく異なる堆積膜の積層膜が形成された場
合、それぞれの堆積膜の熱膨張率の違いなどにより、よ
り短時間、堆積膜厚が薄い段階で、膜が剥がれ、パーテ
ィクルの問題が起こる。すなわち、堆積膜の剥がれは、
単に堆積膜の厚さが一定以上になるためだけで起こるも
のではない。
【００１１】現在、この種の問題を避けるために、あら
かじめ、使用するガス組成、あるいは堆積膜の質を考慮
し、使用する複数のＲＩＥ装置のそれぞれについて加工
する対象工程を限定している。
かじめ、使用するガス組成、あるいは堆積膜の質を考慮
し、使用する複数のＲＩＥ装置のそれぞれについて加工
する対象工程を限定している。
【００１２】さらに、工程毎に使用するガスの組成が大
きく異なる場合、直前に処理したガスによって堆積膜か
ら放出されたガスが、次の工程に影響を与えるという問
題もある。そのため、実際の加工する対象工程の数より
も多くのＲＩＥ装置を準備する必要がある。
きく異なる場合、直前に処理したガスによって堆積膜か
ら放出されたガスが、次の工程に影響を与えるという問
題もある。そのため、実際の加工する対象工程の数より
も多くのＲＩＥ装置を準備する必要がある。
【００１３】これらの種々の問題を解決するためには、
同一の加工処理終了後、次の加工処理に移る際、直前に
成生された真空処理容器の内壁の堆積膜をプラズマによ
り除去すること（プラズマクリーニング）が必要である
が、現在その除去には、非常に長い時間がかかるため、
現実的な解決策とはいえない。
同一の加工処理終了後、次の加工処理に移る際、直前に
成生された真空処理容器の内壁の堆積膜をプラズマによ
り除去すること（プラズマクリーニング）が必要である
が、現在その除去には、非常に長い時間がかかるため、
現実的な解決策とはいえない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、堆積膜の
剥がれに関する種々の問題を解決するためには、同一の
加工処理終了後、次の加工処理に移る際、直前に成生さ
れた真空処理容器の内壁の堆積膜をプラズマにより除去
することが必要であるが、現在その除去には、非常に長
い時間がかかるため、現実的な解決策とはいえないとい
う問題がある。
剥がれに関する種々の問題を解決するためには、同一の
加工処理終了後、次の加工処理に移る際、直前に成生さ
れた真空処理容器の内壁の堆積膜をプラズマにより除去
することが必要であるが、現在その除去には、非常に長
い時間がかかるため、現実的な解決策とはいえないとい
う問題がある。
【００１５】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、被処理基体のプラズマ
処理に伴う容器内壁に形成された膜を短時間で除去でき
るプラズマ処理方法を提供することにある。
ので、その目的とするところは、被処理基体のプラズマ
処理に伴う容器内壁に形成された膜を短時間で除去でき
るプラズマ処理方法を提供することにある。
【００１６】
【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下
記の通りである。すなわち、上記目的を達成するため
に、本発明に係るプラズマ処理方法は、容器内に被処理
基体を収容し、前記被処理基体の温度を前記容器の内壁
の温度よりも高い第１の温度に設定した状態で、前記被
処理基体にプラズマ処理を施す工程と、前記容器の内壁
の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度に設定し
た状態で、前記容器内をプラズマを用いて洗浄する工程
とを有することを特徴とする。ここで、第２の温度と第
１の温度の差は代表的には１０度以上である。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記の通りである。すなわち、上記目的を達成するため
に、本発明に係るプラズマ処理方法は、容器内に被処理
基体を収容し、前記被処理基体の温度を前記容器の内壁
の温度よりも高い第１の温度に設定した状態で、前記被
処理基体にプラズマ処理を施す工程と、前記容器の内壁
の温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度に設定し
た状態で、前記容器内をプラズマを用いて洗浄する工程
とを有することを特徴とする。ここで、第２の温度と第
１の温度の差は代表的には１０度以上である。
【００１７】本発明によれば、被処理基体をプラズマ処
理するときの該被処理基体の温度よりも高い温度に容器
の内壁の温度を設定した状態で、容器内をプラズマを用
いて洗浄することにより、被処理基体のプラズマ処理時
に容器の内壁に形成された膜（堆積膜）を従来よりも短
時間で除去できるようになる。この点については実施の
形態においてさらに詳細に説明する。
理するときの該被処理基体の温度よりも高い温度に容器
の内壁の温度を設定した状態で、容器内をプラズマを用
いて洗浄することにより、被処理基体のプラズマ処理時
に容器の内壁に形成された膜（堆積膜）を従来よりも短
時間で除去できるようになる。この点については実施の
形態においてさらに詳細に説明する。
【００１８】本発明の上記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記載および添付図面によって明ら
かになるであろう。
な特徴は、本明細書の記載および添付図面によって明ら
かになるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態（以下、実施形態という）を説明する。
の実施の形態（以下、実施形態という）を説明する。
【００２０】本発明者らは、真空処理容器の内壁に形成
された堆積膜を効率良くプラズマ除去するために以下の
ような実験を行なった。
された堆積膜を効率良くプラズマ除去するために以下の
ような実験を行なった。
【００２１】最初に、平行平板型のＲＩＥ装置の電極上
にシリコンウェハを設置し、模擬的に実際の処理（第１
のプラズマ処理）によって真空処理容器の内壁に堆積膜
を形成した。堆積条件は、圧力が１００ｍＴｏｒｒ，電
極に印加する高周波電力（印加電力）が１５００Ｗ、１
３．５６ＭＨｚ、ガス流量がＣ4 Ｆ8 ／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ
2 ＝１５ＳＣＣＭ／５０ＳＣＣＭ／２００ＳＣＣＭ／５
ＳＣＣＭ、上記電極の温度（電極温度）が４０度、真空
処理容器の内壁の温度（内壁温度）が６０度、そして放
電時間が２時間である。このような条件にて真空処理容
器の内壁に堆積膜を形成した。
にシリコンウェハを設置し、模擬的に実際の処理（第１
のプラズマ処理）によって真空処理容器の内壁に堆積膜
を形成した。堆積条件は、圧力が１００ｍＴｏｒｒ，電
極に印加する高周波電力（印加電力）が１５００Ｗ、１
３．５６ＭＨｚ、ガス流量がＣ4 Ｆ8 ／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ
2 ＝１５ＳＣＣＭ／５０ＳＣＣＭ／２００ＳＣＣＭ／５
ＳＣＣＭ、上記電極の温度（電極温度）が４０度、真空
処理容器の内壁の温度（内壁温度）が６０度、そして放
電時間が２時間である。このような条件にて真空処理容
器の内壁に堆積膜を形成した。
【００２２】次に堆積膜が形成された真空処理容器内に
Ｏ2 ガスを導入し、Ｏ2 ガスを放電させ、プラズマを生
成し、堆積膜のプラズマ除去を試みた。除去条件（クリ
ーニング条件）は、圧力が１５０ｍＴｏｒｒ、印加電力
が２０００Ｗ、１３．５６ＭＨｚ、電極温度が４０度、
内壁温度が６０度である。
Ｏ2 ガスを導入し、Ｏ2 ガスを放電させ、プラズマを生
成し、堆積膜のプラズマ除去を試みた。除去条件（クリ
ーニング条件）は、圧力が１５０ｍＴｏｒｒ、印加電力
が２０００Ｗ、１３．５６ＭＨｚ、電極温度が４０度、
内壁温度が６０度である。
【００２３】真空処理容器の内壁に形成された堆積膜の
主成分はＣであり、プラズマ除去の終点は、真空処理容
器の壁に付いている石英の窓から、ＣＯの発光の消滅
（ＣＯ発光強度）で判断した。上記条件で、堆積膜の除
去を行なったところ、図１に示すように約１２分のクリ
ーニング時間でＣＯの発光が消滅した。
主成分はＣであり、プラズマ除去の終点は、真空処理容
器の壁に付いている石英の窓から、ＣＯの発光の消滅
（ＣＯ発光強度）で判断した。上記条件で、堆積膜の除
去を行なったところ、図１に示すように約１２分のクリ
ーニング時間でＣＯの発光が消滅した。
【００２４】次に上記堆積条件と同じ条件で形成した堆
積膜を別の除去条件で除去した。この除去条件は、内壁
温度が１１０度で、その他の条件は同じである。このと
き、ＣＯの発光は、図２に示すように、約２分という短
いクリーニング時間で消滅した。同様に内壁温度を１５
０度に設定したところ、同図２に示すように、さらに短
い約１分のクリーニング時間でＣＯの発光は消滅した。
積膜を別の除去条件で除去した。この除去条件は、内壁
温度が１１０度で、その他の条件は同じである。このと
き、ＣＯの発光は、図２に示すように、約２分という短
いクリーニング時間で消滅した。同様に内壁温度を１５
０度に設定したところ、同図２に示すように、さらに短
い約１分のクリーニング時間でＣＯの発光は消滅した。
【００２５】真空処理容器内にあらかじめ加熱されたガ
スを導入するために、真空処理容器と繋がった配管を１
５０度の温度に加熱・保持し、この１５０度の配管から
真空処理容器内にＯ2 ガスを導入し、Ｏ2 ガスを放電さ
せ、プラズマを生成し、堆積膜のプラズマ除去を試み
た。除去条件は、圧力が１５０ｍＴｏｒｒ、印加電力が
２０００Ｗ、１３．５６ＭＨｚ、電極温度が４０度、内
壁温度が６０度である。Ｏ2 ガスの温度は、真空処理容
器の入り口で約１２０度であった。この条件で堆積膜の
プラズマ除去を行ったところ、ＣＯの発光の消滅は、図
３に示すように約３分のクリーニング時間でほぼ消滅
し、約３分のクリーニング時間で完全に消滅した。すな
わち、堆積膜を短時間で除去できるプラズマクリーニン
グを実現できた。
スを導入するために、真空処理容器と繋がった配管を１
５０度の温度に加熱・保持し、この１５０度の配管から
真空処理容器内にＯ2 ガスを導入し、Ｏ2 ガスを放電さ
せ、プラズマを生成し、堆積膜のプラズマ除去を試み
た。除去条件は、圧力が１５０ｍＴｏｒｒ、印加電力が
２０００Ｗ、１３．５６ＭＨｚ、電極温度が４０度、内
壁温度が６０度である。Ｏ2 ガスの温度は、真空処理容
器の入り口で約１２０度であった。この条件で堆積膜の
プラズマ除去を行ったところ、ＣＯの発光の消滅は、図
３に示すように約３分のクリーニング時間でほぼ消滅
し、約３分のクリーニング時間で完全に消滅した。すな
わち、堆積膜を短時間で除去できるプラズマクリーニン
グを実現できた。
【００２６】次に、加熱した真空処理容器の冷却を効率
良く行なうために、断熱冷却を行った、具体的には、真
空処理容器内にＮ2 ガスを１０Ｔｏｒｒになるまで導入
し、Ｎ2 ガスの導入を停止すると同じに、排気バルブを
全開にし、排気を行った。約２秒後に４ｍＴｏｒｒまで
低下した。このとき、真空処理容器の内壁は、約４度低
下した。
良く行なうために、断熱冷却を行った、具体的には、真
空処理容器内にＮ2 ガスを１０Ｔｏｒｒになるまで導入
し、Ｎ2 ガスの導入を停止すると同じに、排気バルブを
全開にし、排気を行った。約２秒後に４ｍＴｏｒｒまで
低下した。このとき、真空処理容器の内壁は、約４度低
下した。
【００２７】このように内壁温度を短時間で下げること
により、プラズマクリーニングから次のプラズマ処理
（第２のプラズマ処理）までの移行時間を短くでき、生
産効率の向上を図れるようになる。
により、プラズマクリーニングから次のプラズマ処理
（第２のプラズマ処理）までの移行時間を短くでき、生
産効率の向上を図れるようになる。
【００２８】なお、排気の際には真空処理容器内の被処
理基体を加熱するヒーターは切ってあり、また、真空処
理容器に繋がったターボ分子ポンプも停止させた状態で
行なった。上記操作を行わずに自然に真空処理容器の内
壁を冷却した場合、４度低下させるのに、３分を要し
た。
理基体を加熱するヒーターは切ってあり、また、真空処
理容器に繋がったターボ分子ポンプも停止させた状態で
行なった。上記操作を行わずに自然に真空処理容器の内
壁を冷却した場合、４度低下させるのに、３分を要し
た。
【００２９】次に、本発明の実施形態についてより具体
的に説明する。
的に説明する。
【００３０】図４は、本発明の一実施形態に係るプラズ
マ処理装置を示す模式図である。図において、１は真空
処理容器を示しており、この真空処理容器１内には被処
理基体２を載置するための電極３が設けられている。電
極３には、被処理基体２の温度を制御するためのヒータ
ー４が内蔵されている。電極３は、ブロッキングキャパ
シタ５を介して高周波電源６に接続されている。対向電
極を兼ねる真空処理容器１は接地され、真空処理容器１
と電極３との間に高周波電源６から１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を印加できるようになっている。
マ処理装置を示す模式図である。図において、１は真空
処理容器を示しており、この真空処理容器１内には被処
理基体２を載置するための電極３が設けられている。電
極３には、被処理基体２の温度を制御するためのヒータ
ー４が内蔵されている。電極３は、ブロッキングキャパ
シタ５を介して高周波電源６に接続されている。対向電
極を兼ねる真空処理容器１は接地され、真空処理容器１
と電極３との間に高周波電源６から１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を印加できるようになっている。
【００３１】また、真空処理容器１には、ガス供給ライ
ン７ａ，７ｂからバルブ８ａ，８ｂおよび流量調整器９
ａ，９ｂを介して処理ガスが所定の流量および圧力で供
給されるようになっている。このようにプロセス（この
場合はＲＩＥ）に用いるガスとクリーニングに用いるガ
スとはそれぞれ別系統になっている。
ン７ａ，７ｂからバルブ８ａ，８ｂおよび流量調整器９
ａ，９ｂを介して処理ガスが所定の流量および圧力で供
給されるようになっている。このようにプロセス（この
場合はＲＩＥ）に用いるガスとクリーニングに用いるガ
スとはそれぞれ別系統になっている。
【００３２】真空処理容器１の手前のガス供給ライン７
ｂの周囲には、堆積膜の除去に使用されるガスを加熱す
るガス加熱用ヒーター１０が設置されている。ガス加熱
用ヒーター１０は電源１１に接続されている。さらに、
真空処理容器１の周囲にはその側面内壁を加熱する図示
しない周知の内壁加熱用ヒーターが設けられている。
ｂの周囲には、堆積膜の除去に使用されるガスを加熱す
るガス加熱用ヒーター１０が設置されている。ガス加熱
用ヒーター１０は電源１１に接続されている。さらに、
真空処理容器１の周囲にはその側面内壁を加熱する図示
しない周知の内壁加熱用ヒーターが設けられている。
【００３３】図５に、被処理基体２の具体例を示す。こ
れを製造工程に従い説明すると、まず、図示しないシリ
コン基板上に厚さ１００ｎｍの層間絶縁膜としてのシリ
コン酸化膜２１を減圧ＣＶＤ法により堆積し、次に金属
配線層（Ｔｉ膜２２、ＴＮ膜２３、Ａｌ膜２４、ＴｉＮ
膜２５、Ｔｉ膜２６）を形成し、次に金属配線層を覆う
ように厚さ９００ｎｍの層間絶縁膜２７を減圧ＣＶＤ法
により全面に堆積する。その後、金属配線層による層間
絶縁膜２７の表面の凹凸をＣＭＰにより取り、層間絶縁
膜２７の表面を平坦にする。最後に、層間絶縁膜２７上
に金属配線層に繋がるビアホールを開口するためのＲＩ
Ｅ加工を行うときに使用するフォトレジストパターン２
８を形成する。
れを製造工程に従い説明すると、まず、図示しないシリ
コン基板上に厚さ１００ｎｍの層間絶縁膜としてのシリ
コン酸化膜２１を減圧ＣＶＤ法により堆積し、次に金属
配線層（Ｔｉ膜２２、ＴＮ膜２３、Ａｌ膜２４、ＴｉＮ
膜２５、Ｔｉ膜２６）を形成し、次に金属配線層を覆う
ように厚さ９００ｎｍの層間絶縁膜２７を減圧ＣＶＤ法
により全面に堆積する。その後、金属配線層による層間
絶縁膜２７の表面の凹凸をＣＭＰにより取り、層間絶縁
膜２７の表面を平坦にする。最後に、層間絶縁膜２７上
に金属配線層に繋がるビアホールを開口するためのＲＩ
Ｅ加工を行うときに使用するフォトレジストパターン２
８を形成する。
【００３４】次に図４に示したプラズマ処理装置を用い
て、層間絶縁膜２７をフォトレジストパターン２８をマ
スクにしてエッチングし、金属配線層に繋がるビアホー
ルを層間絶縁膜２７に開口する。
て、層間絶縁膜２７をフォトレジストパターン２８をマ
スクにしてエッチングし、金属配線層に繋がるビアホー
ルを層間絶縁膜２７に開口する。
【００３５】このときのエッチング条件は、ガス流量が
Ｃ4 Ｆ8 ／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ2 ＝１０ＳＣＣＭ／５０ＳＣ
ＣＭ／２００ＳＣＣＭ／５ＳＣＣＭ、圧力が４５ｍＴｏ
ｒｒ、被処理基体２の温度が４０Ｃ、電極３に印加する
電力が１５００Ｗ、１３．５６ＭＨｚである。上記Ｃ4
Ｆ8 ／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ2 のガスはガス供給ライン７ａか
ら導入する。
Ｃ4 Ｆ8 ／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ2 ＝１０ＳＣＣＭ／５０ＳＣ
ＣＭ／２００ＳＣＣＭ／５ＳＣＣＭ、圧力が４５ｍＴｏ
ｒｒ、被処理基体２の温度が４０Ｃ、電極３に印加する
電力が１５００Ｗ、１３．５６ＭＨｚである。上記Ｃ4
Ｆ8 ／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ2 のガスはガス供給ライン７ａか
ら導入する。
【００３６】そして、被処理基体２を２４枚処理するご
とに、真空処理容器１内にガス加熱用ヒーター１０によ
りあらかじめ加熱されたＯ2 ガスを導入し、Ｏ2 ガスを
放電させ、プラズマを生成し、堆積膜のプラズマ除去を
行った。上記Ｏ2 ガスはガス供給ライン７ｂから導入す
る。上記Ｏ2 ガスの加熱は断熱圧縮などの方法により行
っても良い。この場合もＯ2 ガスが通る配管をガス加熱
用ヒーター１０により加熱しておくことが好ましい。
とに、真空処理容器１内にガス加熱用ヒーター１０によ
りあらかじめ加熱されたＯ2 ガスを導入し、Ｏ2 ガスを
放電させ、プラズマを生成し、堆積膜のプラズマ除去を
行った。上記Ｏ2 ガスはガス供給ライン７ｂから導入す
る。上記Ｏ2 ガスの加熱は断熱圧縮などの方法により行
っても良い。この場合もＯ2 ガスが通る配管をガス加熱
用ヒーター１０により加熱しておくことが好ましい。
【００３７】このときのクリーニング条件は、ヒーター
４による被処理基体２の加熱温度が１２０度、Ｏ2 の流
量が１０００ＳＣＣＭ、圧力が１５０ｍＴｏｒｒ、電極
３に印加する電力が２０００Ｗ、１３．５６ＭＨｚ、内
壁ガス加熱用ヒーターによる真空処理容器１の内壁の温
度が１１０度である。
４による被処理基体２の加熱温度が１２０度、Ｏ2 の流
量が１０００ＳＣＣＭ、圧力が１５０ｍＴｏｒｒ、電極
３に印加する電力が２０００Ｗ、１３．５６ＭＨｚ、内
壁ガス加熱用ヒーターによる真空処理容器１の内壁の温
度が１１０度である。
【００３８】ＣＯの発光強度をモニターし、ＣＯの発光
が消滅するのにがかった時間４２秒であった。クリーニ
ング時間は、ＣＯの発光の消滅にかかった時間の２倍の
８４秒とした。
が消滅するのにがかった時間４２秒であった。クリーニ
ング時間は、ＣＯの発光の消滅にかかった時間の２倍の
８４秒とした。
【００３９】真空処理容器１の内壁の温度を６０度から
１１０度に上げるのには、９０秒要した。また、真空処
理容器１の内壁を１１０度に加熱し、堆積膜の除去を行
なった後、真空処理容器１の内壁の温度を通常の基板処
理を行なうときの６０度までに冷却する場合、堆積膜の
除去後、一旦真空処理容器１内を真空排気し、Ｎ2 ガス
を導入し、１０Ｔｏｒｒまで圧力を上げ、その後一気に
バルブ８ａ，８ｂ（排気バルブ）を開放し、５ｍＴｏｒ
ｒ以下まで排気することを繰り返した。
１１０度に上げるのには、９０秒要した。また、真空処
理容器１の内壁を１１０度に加熱し、堆積膜の除去を行
なった後、真空処理容器１の内壁の温度を通常の基板処
理を行なうときの６０度までに冷却する場合、堆積膜の
除去後、一旦真空処理容器１内を真空排気し、Ｎ2 ガス
を導入し、１０Ｔｏｒｒまで圧力を上げ、その後一気に
バルブ８ａ，８ｂ（排気バルブ）を開放し、５ｍＴｏｒ
ｒ以下まで排気することを繰り返した。
【００４０】ここで、真空処理容器１内にＮ2 ガスを導
入し、１０Ｔｏｒｒ以上（Ｐ１）にまで圧力を上げるの
に要する時間は約１５秒であり、その後一気に排気バル
ブを開放し、５ｍＴｏｒｒ以下（Ｐ２）まで排気するの
に要する時間は約２秒であった（２秒以内にＰ１＞Ｐ２
／１００を達成）。
入し、１０Ｔｏｒｒ以上（Ｐ１）にまで圧力を上げるの
に要する時間は約１５秒であり、その後一気に排気バル
ブを開放し、５ｍＴｏｒｒ以下（Ｐ２）まで排気するの
に要する時間は約２秒であった（２秒以内にＰ１＞Ｐ２
／１００を達成）。
【００４１】この操作を７回繰り返すことで、真空処理
容器１の内壁の温度は、１１０度から６５度まで低下
し、真空処理容器１内の種々の部品は断熱冷却により効
率的に冷却される。上記７回の繰り返し操作に要した時
間は約２分であった。
容器１の内壁の温度は、１１０度から６５度まで低下
し、真空処理容器１内の種々の部品は断熱冷却により効
率的に冷却される。上記７回の繰り返し操作に要した時
間は約２分であった。
【００４２】ここでは、冷却に７回の繰り返し操作を要
したが、１回の操作で十分に冷却できるように条件（Ｐ
１，Ｐ２、排気時間）を変えても良い。
したが、１回の操作で十分に冷却できるように条件（Ｐ
１，Ｐ２、排気時間）を変えても良い。
【００４３】このような冷却方法（断熱冷却）の場合、
高真空を要するため、真空処理容器１に図示しないター
ボ分子型ポンプを設置しているときには、ターボ分子型
ポンプを停止させるか、あるいはバイパスラインを設
け、ターボ分子型ポンプに瞬間に大量のガスが流れ込ま
ないようにすることが好ましい。
高真空を要するため、真空処理容器１に図示しないター
ボ分子型ポンプを設置しているときには、ターボ分子型
ポンプを停止させるか、あるいはバイパスラインを設
け、ターボ分子型ポンプに瞬間に大量のガスが流れ込ま
ないようにすることが好ましい。
【００４４】通常、このような基板処理の連続処理を行
なうと、約７０時間の処理で、堆積膜が剥がれ、ダスト
が発生するが、本発明の堆積膜のプラズマクリーニング
を行なうと、図６に示すように、ＲＦ放電時間（プラズ
マ処理時間）が４００時間以上もダスト（粒径が０．２
μｍ以上のもの）の発生を抑えられた。
なうと、約７０時間の処理で、堆積膜が剥がれ、ダスト
が発生するが、本発明の堆積膜のプラズマクリーニング
を行なうと、図６に示すように、ＲＦ放電時間（プラズ
マ処理時間）が４００時間以上もダスト（粒径が０．２
μｍ以上のもの）の発生を抑えられた。
【００４５】通常、７０時間毎に行なう真空処理容器内
の大気開放での湿式の洗浄は、復帰まで約７時間かか
り、本発明のプラズマ除去を行なうと、洗浄サイクルが
約６倍に伸び、４２時間も装置停止時間を短くできる。
の大気開放での湿式の洗浄は、復帰まで約７時間かか
り、本発明のプラズマ除去を行なうと、洗浄サイクルが
約６倍に伸び、４２時間も装置停止時間を短くできる。
【００４６】本発明のプラズマクリーニングにかかる時
間は、処理２４枚あたり、５分以内で、４００時間あた
り（２４枚処理を９０分として計算）２２時間と装置停
止時間が半減する。
間は、処理２４枚あたり、５分以内で、４００時間あた
り（２４枚処理を９０分として計算）２２時間と装置停
止時間が半減する。
【００４７】本実施形態では、プラズマクリーニングが
終了し、通常の処理に戻す際、真空処理容器１の内壁の
温度を下げるために、真空処理容器１内を一旦高圧に
し、急激に低圧にすることにより（断熱冷却により）、
温度を下げたが、冷却水などを用いて、下げても差し支
えない。さらには、冷媒に液体窒素等を用いると、さら
に急激に冷却することができるようになる。
終了し、通常の処理に戻す際、真空処理容器１の内壁の
温度を下げるために、真空処理容器１内を一旦高圧に
し、急激に低圧にすることにより（断熱冷却により）、
温度を下げたが、冷却水などを用いて、下げても差し支
えない。さらには、冷媒に液体窒素等を用いると、さら
に急激に冷却することができるようになる。
【００４８】以上述べたように本実施形態によれば、Ｒ
ＩＥ加工時の反応生生物および反応性ガスによって分解
によって真空処理容器１の内壁に形成された堆積膜のプ
ラズマ除去（プラズマクリーニング）を、短時間で行な
うことができ、生産性を上げることができるようにな
る。
ＩＥ加工時の反応生生物および反応性ガスによって分解
によって真空処理容器１の内壁に形成された堆積膜のプ
ラズマ除去（プラズマクリーニング）を、短時間で行な
うことができ、生産性を上げることができるようにな
る。
【００４９】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではな
い。例えば、上記実施形態では、本発明をプラズマエッ
チング、特にＲＩＥに適用した場合について説明した
が、本発明はプラズマＣＶＤなどの他のプラズマ処理に
も適用可能である。
が、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではな
い。例えば、上記実施形態では、本発明をプラズマエッ
チング、特にＲＩＥに適用した場合について説明した
が、本発明はプラズマＣＶＤなどの他のプラズマ処理に
も適用可能である。
【００５０】また、上記実施形態には種々の段階の発明
が含まれており、開示される複数の構成要件における適
宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例え
ば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要
件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で
述べた課題を解決できる場合には、この構成要件が削除
された構成が発明として抽出され得る。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
が含まれており、開示される複数の構成要件における適
宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例え
ば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要
件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で
述べた課題を解決できる場合には、この構成要件が削除
された構成が発明として抽出され得る。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【００５１】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、被
処理基体のプラズマ処理時に容器内壁に形成された堆積
膜を短時間で除去できるようになる。
処理基体のプラズマ処理時に容器内壁に形成された堆積
膜を短時間で除去できるようになる。
【図１】真空処理容器の内壁温度が６０℃のときのＣＯ
発光強度とクリーニング時間との関係を示す特性図
発光強度とクリーニング時間との関係を示す特性図
【図２】真空処理容器の内壁温度が１１０℃および１５
０℃のときのＣＯ発光強度とクリーニング時間との関係
を示す特性図
０℃のときのＣＯ発光強度とクリーニング時間との関係
を示す特性図
【図３】真空処理容器内にあらかじめ加熱されたガスを
導入した場合のＣＯ発光強度とクリーニング時間との関
係を示す特性図
導入した場合のＣＯ発光強度とクリーニング時間との関
係を示す特性図
【図４】本発明の一実施例に係るプラズマ処理装置を示
す模式図
す模式図
【図５】被処理基体の具体例を示す断面図
【図６】本発明および従来のクリーニング効果の違いを
説明するための図
説明するための図
１…真空処理容器 ２…被処理基体 ３…電極 ４…ヒーター ５…ブロッキングキャパシタ ６…高周波電源 ７ａ，７ｂ…ガス供給ライン ８ａ，８ｂ…バルブ ９ａ，９ｂ…流量調整器 １０…ガス加熱用ヒーター ２１…シリコン酸化膜 ２２…Ｔｉ膜 ２３…ＴｉＮ膜 ２４…Ａｌ膜 ２５…ＴｉＮ膜 ２６…Ｔｉ膜 ２７…層間絶縁膜 ２８…フォトレジストパターン
フロントページの続き (72)発明者 奥村 勝弥 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター内 Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 AA57 BC04 BC06 BD14 CA02 CA03 CA47 CA65 EC21 FC13 4K030 BA18 BA38 CA04 DA06 FA01 HA02 JA09 JA10 KA30 LA15 5F004 AA15 BA04 BB13 CA02 CA03 CA04 CB09 DA00 DA23 DA26 5F045 AA08 BB15 EB06 EH13 GB05 GB08
Claims (6)
- 【請求項１】容器内に被処理基体を収容し、前記被処理
基体の温度を前記容器の内壁の温度よりも高い第１の温
度に設定した状態で、前記被処理基体にプラズマ処理を
施す工程と、 前記容器の内壁の温度を前記第１の温度よりも高い第２
の温度に設定した状態で、前記容器内をプラズマを用い
て洗浄する工程とを有することを特徴とするプラズマ処
理方法。 - 【請求項２】容器内に被処理基体を収容し、前記被処理
基体の温度を前記容器の内壁の温度よりも高い第１の温
度に設定した状態で、前記被処理基体に第１のプラズマ
処理を施す工程と、 前記容器の内壁の温度を前記第１の温度よりも高い第２
の温度に設定した状態で、前記容器内をプラズマを用い
て洗浄する工程と、 前記容器の内壁の温度を前記第２の温度よりも低い温度
に設定した状態で、前記被処理基体に第２のプラズマ処
理を施す工程とを有することを特徴とするプラズマ処理
方法。 - 【請求項３】前記第２の温度は、１１０度以上であるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理
方法。 - 【請求項４】容器内に被処理基体を収容し、前記被処理
基体にプラズマ処理を施す工程と、 前記容器内にあらかじめ加熱されたガスを導入し、該ガ
スを放電させてプラズマを生成し、前記容器内を前記プ
ラズマを用いて洗浄する工程とを有することを特徴とす
るプラズマ処理方法。 - 【請求項５】被処理基体を収容し、前記被処理基体にプ
ラズマ処理を施す容器内にガスを導入し、前記処理容器
内の前記ガスの圧力を高くする第１の工程と、 前記容器内の前記ガスを排気し、前記容器内の前記ガス
の圧力を低くして、前記容器内を断熱冷却する第２の工
程とを有することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項６】前記第１の工程における前記ガスの圧力を
Ｐ１、前記第２の工程における前記ガスの圧力をＰ２と
した場合、２秒以内にＰ１＞１００・Ｐ２となるよう
に、前記第２の工程において前記ガスを急激に排気する
ことを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001095307A JP2002299316A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | プラズマ処理方法 |
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| KR1020020016911A KR20020077166A (ko) | 2001-03-29 | 2002-03-28 | 플라즈마 처리 방법 |
| US10/107,435 US20020192972A1 (en) | 2001-03-29 | 2002-03-28 | Plasma processing |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001095307A JP2002299316A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | プラズマ処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002299316A true JP2002299316A (ja) | 2002-10-11 |
Family
ID=18949376
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001095307A Pending JP2002299316A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | プラズマ処理方法 |
Country Status (5)
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|---|---|
| US (1) | US20020192972A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002299316A (ja) |
| KR (1) | KR20020077166A (ja) |
| CN (1) | CN1379439A (ja) |
| TW (1) | TW558738B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100655588B1 (ko) | 2004-12-31 | 2006-12-11 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 건식 식각 장비의 자체 세척 방법 |
| JP2010061938A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Akitoshi Okino | プラズマ温度制御装置及びプラズマ温度制御方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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