JP2701811B2 - プラズマ処理方法及びその装置 - Google Patents

プラズマ処理方法及びその装置

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JP2701811B2
JP2701811B2 JP7280456A JP28045695A JP2701811B2 JP 2701811 B2 JP2701811 B2 JP 2701811B2 JP 7280456 A JP7280456 A JP 7280456A JP 28045695 A JP28045695 A JP 28045695A JP 2701811 B2 JP2701811 B2 JP 2701811B2
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徹 大坪
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隆 上村
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、ドライエッチング装置
に係り、特に超微細アルミニウム配線あるいは金属配線
パターン形成のためのドライエッチング後の金属の腐食
防止に好敵なドライエッチング装置に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】従来のドライエッチング装置について第
1図より説明する。 【0003】アルミニウム配線膜のドライエッチングの
場合反応ガスに四塩化炭素、四塩化ホウ素など塩素化合
物を用いる。そのためエッチング後のアルミニウム表面
あるいはレジスト表面に塩素化合物が吸着する。このま
まの状態で大気中に出した場合、塩素化合物は大気中の
水分と反応して塩素イオンになりアルミニウムを腐食す
る。そこで、吸着している塩素化合物の除去が腐食防止
につながる。 【0004】ところで装置構成は第2図に示すようにな
っている。 【0005】即ち取入口4から取り入れられた被処理物
は、下部電極3上に載せられる。エッチング室6は、排
気口2に接続された図示しない真空排気装置によって低
圧まで排気され、ガス供給口8から反応ガスである四塩
化炭素が供給される。電極3及び7に高周波電源5から
高周波電圧が付加されることにより形成されたプラズマ
により被処理物1はエッチングされる。 【0006】エッチングを終えた被処理物1は、プラズ
マ処理室10に開閉装置9を通して搬入される。プラズ
マ処理室10は、上記のごとく低圧下で酸素を反応ガス
にしてレジスト中に含まれた塩素化合物を除去するため
に、プラズマ処理される。処理を終えた被処理物1は取
出口11から取り出される。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】以上のごとき従来装置
を用い、プラズマ処理室10内で施される腐食防止処理
は十分でないという問題点があった。すなわち、被処理
物の表面に吸着した塩素化合物を完全にとり去ることが
できず、腐食の原因となる。 【0008】これは、プラズマ処理中従来の装置では被
処理物1の温度が十分に上がらないためである。被処理
物1の温度上昇と残留塩素の関係は第1図66に示すよ
うに被処理物1の温度が200℃以上にするとエッチン
グ処理前の塩素イオン濃度レベル65まで下がることが
判った。エッチング後の塩素イオン濃度レベルは64に
示した。このように従来のドライエッチング装置におい
ては、被処理物1が平行平板形の下部電極12上に置か
れているため、熱が下部電極12を通して逃げてしま
い、被処理物1は120℃程度にしか到達できず十分に
残留塩素を除去できなかった。 【0009】本発明の目的は、上記従来技術の欠点をな
くし、超LSI製造時の超微細金属配線パターン形成に
おいて、歩留及び信頼性向上につながる完全な腐食防止
処理を可能にしたプラズマ処理方法及びその装置を提供
することにある。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、ドライエッチング室の内部でドライエッチング処理
された被処理物を、大気に曝すことなくプラズマ灰化処
理室の内部に搬送してプラズマ灰化処理するプラズマ処
理方法を、被処理物を内部に配置したドライエッチング
室にエッチングガスを導入してプラズマを発生させ、こ
の発生させたプラズマにより被処理物に形成した金属薄
膜をドライエッチング処理し、このドライエッチング処
理した被処理物をドライエッチング室から大気に曝すこ
となくプラズマ灰化処理室の内部に搬入し、被処理物が
搬入されたプラズマ灰化処理室の内部に酸素ガスを導入
してプラズマを発生させ、この発生させたプラズマによ
り被処理物をプラズマ灰化処理するとともにプラズマに
より被処理物を加熱して被処理物の表面に吸着されたエ
ッチングガスを気化させて除去することによりドライエ
ッチング処理された被処理物の金属薄膜の防蝕処理を
し、プラズマ灰化処理と防蝕処理とを施した被処理物を
プラズマ灰化処理室から搬出する方法にした。 【0011】また、上記目的を達成するために、プラズ
マ処理装置を、被処理物を載置する載置台を備えてこの
載置台上に載置した被処理物をエッチング処理ガスを用
いてドライエッチング処理するドライエッチング処理室
と、このドライエッチング処理室にエッチングガスを供
給する第1のガス供給手段と、ドライエッチング処理室
に真空的に接続してドライエッチング処理された被処理
物をプラズマ灰化処理するとともに防蝕処理するプラズ
マ処理室と、このプラズマ処理室にプラズマ灰化処理用
ガスを供給する第2のガス供給手段と、ドライエッチン
グ処理室とプラズマ処理室との真空状態を分離・接続す
る開閉手段と、ドライエッチング処理された被処理物単
体をドライエッチング処理室から搬出してプラズマ処理
室へ搬送する搬送手段と、ドライエッチング処理室内に
あってドライエッチング処理された被処理物単体を載置
台から搬送手段へ受け渡す受け渡し手段とを備えて構成
した。 【0012】 【作用】ドライエッチング室とプラズマ灰化処理室とを
同時に中継室と真空的に接続することなくドライエッチ
ングされた被処理物を真空に維持された中継室を経由し
てプラズマ灰化処理室の内部に搬送してプラズマ灰化処
理するようにしたので、ドライエッチング処理された被
処理物は大気に曝されることなく、かつ、エッチング処
理ガスのプラズマ灰化処理室内部への拡散を最小限にし
た状態でプラズマ灰化処理される。 【0013】 【実施例】以下、本発明を図に示す実施例にもとづいて
具体的に説明する。 【0014】本発明の一実施例の装置構成を、第3図、
第4図、第5図及び第6図により説明する。 【0015】本実施例は、基本的には、ドライエッチン
グ室28、プラズマ処理室40及びこれら2つの処理室
を結合する中継室30、から構成される。 【0016】ドライエッチング室28及びプラズマ処理
室は、図示しない反応ガス供給装置より、供給口25及
び37を通して反応ガスが供給される。また、図示しな
い真空排気系により、排気口49及び41を通して低圧
まで排気される。 【0017】ドライエッチング室28においては、平行
平板形の上部電極24及び下部電極23が設置されてお
り、各電極間には高周波電源48より高周波電圧が付加
される。この時、下部電極23は、絶縁物47によっ
て、チャンバ26から絶縁され、同時にシールドケース
50によって囲まれている。 【0018】プラズマ処理室40には、外部電極36及
び42が設置されており、各電極間には高周波電源39
によって高周波電圧が付加される。なお、チャンバ38
は石英製である。 【0019】次に搬送機構群の説明を行う。 【0020】下部電極23は、駆動系46により回転
し、位置制御されている。また被処理物27が置かれる
位置には、押し上げピン45が貫通できる穴があけられ
ている。押し上げピン45は、駆動系44を駆動源とす
る装置によって上下に動く。 【0021】中継室30内には、搬送アーム31が設置
されており、押し上げピン45により押し上げられた被
処理物27を中継室30に搬送できる。搬送アーム31
は、ベルト43を駆動することにより動かす。このため
に、エッチング室28と、中継室30の間には開閉装置
29が設置されている。さらに、ベルト搬送機構51及
び、可動ベルト搬送機構52により、積載装置32内に
被処理物27を搬入できるようになっている。 【0022】積載装置32は、駆動系33を駆動源とし
た駆動装置によって上下動され、プラズマ処理室40内
に搬入される。この時、可動ベルト搬送機構52が、駆
動系55によって第4図52aの位置から52の位置に
移動することによって積載装置32はプラズマ処理室4
0内に搬入可能になる。 【0023】次に動作の説明を行う。 【0024】本実施例において、複数個の被処理物27
が、取入口22から取り入れられ下部電極23上に並べ
られた後、ドライエッチング室28は低圧まで排気され
る。反応ガスを供給しながら、電極23及び24間に高
周波電圧が付加される。例えば、反応ガスに四塩化炭素
を用いた時、プラズマ状態になった反応ガスにより、被
処理物27はドライエッチングされる。 【0025】エッチングされた被処理物27は、押し上
げピン45により押し上げられ、搬送アーム31により
一枚ずつ低圧まで排気されている中継室30に搬送され
る。そのたびごとに、下部電極23が回転して被処理物
27を押し上げピン45上に搬送してくる。 【0026】中継室30に搬送された被処理物27は、
ベルト搬送機構51によって可動ベルト搬送機構52上
まで搬送される。第6図のごとき形状をした積載装置3
2は、ステップ状に上下することにより積載棚53上
に、上段から順次、被処理物27を積載する。この時、
積載装置32はフォトセンサ54により被処理物27の
積載を確認した上で上昇する。 【0027】積載を完了した時、開閉装置29は閉じら
れ、ドライエッチング室28の雰囲気による中継室30
内部の汚染を最小限にする。同時に、可動ベルト搬送機
構52は、第4図52bのごとく移動し、積載装置32
は、プラズマ処理室40に32bのごとく搬入される。 【0028】プラズマ処理室40において供給された酸
素ガスは、400W程度の高周波電力によりプラズマ状
態になり、被処理物27表面のレジスト膜は灰化される
とともにレジスト膜中の塩素加合物も除去される。ま
た、本実施例においては、被処理物27を積載した積載
装置32が第5図のごとくプラズマ処理室40中のプラ
ズマの中に置かれるため、プラズマから熱を受けとりや
すく、被処理物27が積載装置32上に第6図のごとく
積載されており接触面積が小さくなるため受け取った熱
を逃がしにくい。そのため、被処理物27は、プラズマ
より加熱され200℃以上の温度になりかつ被処理物2
7の表面がプラズマにさらされることにより被処理物2
7表面の塩化物は気化しあるいは分解し、取り除かれ
る。 【0029】この時、反応ガスによる中継室30内部の
汚染を防ぐため中継室30はシール35によりプラズマ
処理室40から隔絶される。 【0030】腐食防止処理を終えた被処理物27は、積
載装置32を上昇し、可動ベルト搬送機構52を第4図
52aの位置に移動することにより、積載装置32の下
段から順次、開かれた開閉装置34を通して外部に搬出
される。 【0031】本実施例によれば、被処理物27のアルミ
ニウムの腐食の原因になる塩化物をすみやかに取り除き
大気中に取り出しても腐食を発生させない完全な腐食防
止処理を施すという効果以外に、次のような効果があ
る。 【0032】すなわち、ドライエッチング室28とプラ
ズマ処理室40の間に中継室30を設け、それぞれの結
合は気体分子のコンダクタンスの小さい開閉装置を用い
て行っているために、それぞれの処理室内部の反応ガス
による中継室内部の汚染を最小限にするとともに、相互
の反応ガスの各処理室内部への拡散を最小限にし各処理
を安定化する効果がある。 【0033】以上、アルミニウム配線膜のドライエッチ
ングの腐食防止処理について説明したが、アルミニウム
に限らず他の金属のドライエッチング後の腐食防止処理
にも適用できることは容易に推察できる。 【0034】さらに、ドライエッチング室の構造も、平
行平板形のドライエッチング室にかぎらず、円筒形ドラ
イエッチング室、イオンビームによるドライエッチング
室及びマイクに波放電によるドライエッチング室なども
適用可能であることは容易に推察できる。 【0035】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
処理物を大気にさらすことなくして、腐食の原因となる
例えば塩化物を完全に除去することができるので、大気
中の水分による腐食の発生を完全に防止することがで
き、半導体生産の歩留りを向上できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】 【図1】残留塩素量と温度の関係を示したグラフであ
る。 【図2】従来のドライエッチング装置の縦断面図であ
る。 【図3】本発明によるプラズマ処理装置の縦断面図であ
る。 【図4】図3に示した本発明によるプラズマ処理装置の
A−A断面図である。 【図5】図4に示した本発明によるプラズマ処理装置の
B−B断面図である。 【図6】図5の積載装置32及び可動ベルト搬送機構5
2をC方向から見た図である。 【符号の説明】 28……ドライエッチング室、 29……開閉装置、 36……中継室、 32……積載装置、 35……シール、 40……プラズマ処理室、 58……支持具、 60……赤外線による温度計、 61……赤外線源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 隆 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 藤井 輝 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−141570(JP,A) 特開 昭57−87120(JP,A) 特開 昭57−149748(JP,A) 電子材料、1978年11月号、第36〜41 頁、工業調査会

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.ドライエッチング室の内部でドライエッチング処理
    された被処理物を、大気に曝すことなくプラズマ灰化処
    理室の内部に搬送してプラズマ灰化処理するプラズマ処
    理方法であって、前記被処理物を内部に配置した前記ド
    ライエッチング室にエッチングガスを導入してプラズマ
    を発生させ、該発生させたプラズマにより前記被処理物
    に形成した金属薄膜をドライエッチング処理し、該ドラ
    イエッチング処理した前記被処理物を前記ドライエッチ
    ング室から大気に曝すことなくプラズマ灰化処理室の内
    部に搬入し、該被処理物が搬入された前記プラズマ灰化
    処理室の内部に酸素ガスを導入してプラズマを発生さ
    せ、該発生させたプラズマにより前記被処理物をプラズ
    マ灰化処理するとともに前記プラズマにより前記被処理
    物を加熱して前記被処理物の表面に吸着された前記エッ
    チングガスを気化させて除去することにより前記ドライ
    エッチング処理された被処理物の金属薄膜の防蝕処理を
    し、前記プラズマ灰化処理と前記防蝕処理とを施した被
    処理物を前記プラズマ灰化処理室から搬出することを特
    徴とするプラズマ処理方法。 2.前記ドライエッチング室に導入するガスが塩素系の
    ガスであり、前記ドライエッチング処理する金属薄膜が
    アルミニウム配線膜であることを特徴とする請求項1記
    載のプラズマ処理方法。 3.前記防蝕処理を、前記プラズマにより前記被処理物
    を、200℃以上に加熱して行うことを特徴とする請求
    項1記載のプラズマ処理方法4. 被処理物を載置する載置台を備えて該載置台上に載
    置した被処理物をエッチング処理ガスを用いてドライエ
    ッチング処理するドライエッチング処理室と、該ドライ
    エッチング処理室にエッチングガスを供給する第1のガ
    ス供給手段と、前記ドライエッチング処理室に真空的に
    接続して前記ドライエッチング処理された被処理物をプ
    ラズマ灰化処理するとともに防蝕処理するプラズマ処理
    室と、該プラズマ処理室にプラズマ灰化処理用ガスを供
    給する第2のガス供給手段と、前記ドライエッチング処
    理室と前記プラズマ処理室との真空状態を分離・接続す
    る開閉手段と、前記ドライエッチング処理された被処理
    物単体を前記ドライエッチング処理室から搬出して前記
    プラズマ処理室へ搬送する搬送手段と、ドライエッチン
    グ処理室内にあって前記ドライエッチング処理された被
    処理物単体を前記載置台から前記搬送手段へ受け渡す受
    け渡し手段とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装
    置。5. 前記被処理物が金属薄膜を前記第1のガス供給手段
    は、塩素系のガスを前記ドライエッチング処理室に供給
    し、前記ドライエッチング処理室内で前記被処理物に形
    成された金属薄膜をドライエッチング処理することを特
    徴とする請求項4記載のプラズマ処理装置。 6. 前記第2のガス供給手段は、酸素ガスを前記プラズ
    マ処理室へ供給することを特徴とする請求項4記載のプ
    ラズマ処理装置。
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JPH08213373A JPH08213373A (ja) 1996-08-20
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電子材料、1978年11月号、第36〜41頁、工業調査会

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