JP3040060B2

JP3040060B2 - 試料処理方法

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Publication number: JP3040060B2
Application number: JP7012308A
Authority: JP
Inventors: 幸太郎藤本; 佳恵田中; 博宣川原; 仁昭佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 2000-05-08
Anticipated expiration: 2015-05-08
Also published as: JPH088235A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、試料処理方法に係わり、半導体
素子基板等の試料であって、特にエッチング処理と共に
防食処理が要求される試料を処理するのに好適な試料処
理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子基板等の試料、例えば、アル
ミニウム（Ａｌ）膜、Ａｌ合金膜或いはこれらとバリア
メタル等を使用した多層構造膜を有する試料のハロゲン
ガスのプラズマを利用したエッチングにおいては、エッ
チング処理後に大気に露呈された後の腐食が問題とな
り、従って、これらの試料においては、エッチング処理
と共に防食処理が要求される。このような要求に対応す
る考えに基づいて次のような技術が提案されている。

【０００３】例えば、特公昭６２−３０２６８号公報に
は、容器中では活性状態にあるハロゲン化合物を用いて
Ａｌ−シリコン（Ｓｉ）、Ａｌ−銅（Ｃｕ）、Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ等のＡｌ合金膜のドライエッチングを実施した
後に、上記容器内から取り出すことなくフルオロカーボ
ンと酸素との混合ガスプラズマ処理を行うドライエッチ
ング後処理技術が記載されている。

【０００４】また、例えば、特公昭５８−１２３４３号
公報には、塩素化プラズマを用いてエッチング処理した
ＡｌまたはＡｌ合金膜のエッチング後の侵食を防止する
ために、該エッチング処理した膜をフッ素化プラズマに
露呈させる技術が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、試料のエッチング処理で発生しパターン
の側壁部に付着した腐食性付着物の除去が困難である。
また、このような従来の技術においては、パターン側壁
部に付着した腐食性付着物の表面層のみでの置換反応
（例えば、腐食性付着物の成分であるＡｌＣｌ₃と後処
理ガスプラズマ成分である、例えば、酸素との反応によ
るＡｌ₂Ｏ₃への置換）が生じて、腐食性付着物へのこの
ような置換反応は進行しない。一方、このような試料が
大気に露呈された場合、腐食性付着物がち密でないた
め、大気中の成分が腐食性付着物内部に浸透し該浸透し
てきた水分と腐食性付着物成分との反応により腐食成分
（例えば、塩酸）が生成され、該腐食成分により試料は
腐食される。このように、上記従来の技術では、エッチ
ング処理後の試料の腐食性が不充分なものとなる。特
に、最近のＡｌと他の材料との多層膜或いはＣｕを含有
するＡｌ合金膜では、所謂、電池作用（Ａｌが陽極とな
る）による腐食の発生、該腐食の程度が加速され、その
防食性の不充分さはさらに顕著なものとなる。

【０００６】そこで、このような試料においては、例え
ば、特開昭６１−１３３３８８号公報に記載のようにエ
ッチング処理後、ウエット方式での防食処理が、通常、
実施されている。ウエット方式での防食処理では、試料
のパターン側壁部に付着した腐食性付着物を除去可能で
あり、エッチング処理後の大気中における防食性をより
向上させることができる。

【０００７】試料をエッチング処理後、ウエット方式で
防食処理する上記従来の技術では、ウエット方式での防
食処理後に水分が残留すると、該残留水分とウエット方
式での防食処理後の試料に残留した、例えば、塩素を含
む成分或いは大気中の塩素との反応により腐食成分であ
る塩素（ＨＣｌ）が生成され、これにより、ウエット方
式での防食処理後の試料が腐食される。このため、ウエ
ット方式での防食処理後、乾燥処理が必然的に必要であ
る。

【０００８】従って、このような従来の技術では、次の
ような問題を有している。（１）エッチング処理後の試料の防食処理を完了するの
に要する時間が増大し（少なくともウエット方式での防
食処理時間＋乾燥処理時間）、スループットが低下す
る。

【０００９】（２）エッチング処理後の試料の防食処理
をウエット方式での防食処理装置と該装置とは別個の乾
燥処理装置とを用いて実施するように構成（この場合、
試料を装置間で搬送する手段も必要）した場合は、装置
価格が増大し、また、装置の占有床面積が増大する。

【００１０】（３）ウエット方式での防食処理からの廃
液の回収及びその処理装置を必要とし、装置構成が複雑
化してその価格が増大する。

【００１１】本発明は、積層金属膜を有する試料をエッ
チングした後に生じる腐食を有効に防止する試料処理方
法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、塩素を含有
するエッチングガスのプラズマを用いて、Ａｌ膜，Ａｌ
合金膜或いはこれらの膜とバリアメタルとの多層構造膜
を有する試料をエッチング処理し、エッチング処理後
に、塩素を含有する防食ガスのプラズマを用いて、試料
のエッチング処理で生じたパターンの側壁部に付着した
塩化物を防食ガスプラズマと反応させて試料から除去す
る防食プラズマ処理を行い、防食プラズマ処理後に、酸
素ガスまたは酸素を含むガスのプラズマを用いて、試料
からレジストを除去するとともに、試料のエッチングパ
ターン面に不動態膜を形成する後処理を行うことによ
り、達成される。

【００１３】

【作用】試料は、試料保持手段により処理室内に保持さ
れる。エッチング用ガスは、プラズマ化手段によりプラ
ズマ化される。試料保持手段で保持されている試料は、
該プラズマを利用してエッチング処理される。また、一
方、防食用ガスがプラズマ化手段によりプラズマ化され
る。試料保持手段で保持されているエッチング処理済み
は、該プラズマを利用して処理される。

【００１４】該防食処理の実施により、試料のエッチン
グ処理で生じそして該試料に付着した反応生成物やエッ
チングガス成分等で大気中において腐食性を有するもの
（以下、付着物と略）は、防食用ガスのプラズマを利用
した試料の処理で新たな付着物を生じることなしに試料
から十分、かつ、容易に除去される。

【００１５】従って、ウエット方式の防食処理が不用と
なり、試料の防食処理を完了するのに要する時間が大幅
に短縮される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３により
説明する。図１で、所定間隔及び径を有し２個の開口部
１２，１３が、バッファ室１０の、この場合、頂壁１１
に形成されている。バッファ室１０内を減圧排気する手
段（図示省略）が、バッファ室１０に設けられている。
放電管２０が、開口部１２に対応しバッファ室１０の頂
壁１１に気密に設けられている。放電管２０の形状は、
この場合、略半球形である。導波管３０が、放電管２０
の外側でその内部に放電管２０を含み配設されている。
導波管３０の軸心は、放電管２０のそれと一致させられ
ている。導波管３０とマグネトロン４０とは、導波管３
１で連結されている。磁界発生手段、例えば、ソレノイ
ドコイル５０が、導波管３０の外側で、かつ、放電管２
０と略対応して導波管３０に環装されている。ソレノイ
ドコイル５０は、通電量調節手段（図示省略）を介して
電源（図示省略）に電気的に接続されている。

【００１７】また、試料台軸６０は、その上部をバッフ
ァ室２０内及び放電管２０内に突出させ、また、その下
部をバッファ室１０外に突出させてバッファ室１０の底
壁１４に気密に挿設されている。試料台６１は、試料台
軸６０の上端に略水平に設けられている。試料台６１の
平面形状、大きさは、開口部１２より小さく、また、試
料７０より大きくなっている。試料台６１は、その表
面、つまり、放電管２０の頂部と対応する面に試料設置
面を有している。試料台軸６０、試料台６１の軸心は、
放電管２０のそれと略一致させられている。例えば、金
属性のベローズ８０が、フッファ室１０内で試料台軸６
０の周りに設けられている。ベローズ８０の下端は、バ
ッファ室１０の底壁１４内面に設けられている。フラン
ジ８１が、ベローズ８０の上端に設けられている。シー
ルリング（図示省略）がバッファ室１０の頂壁１１内面
と対応するフランジ８１の面が設けられている。

【００１８】また、ベローズ８０を伸縮駆動する手段
（図示省略）が設けられている。ベローズ８０が、該伸
縮駆動手段により伸ばされ、これにより、フランジ８１
が、バッファ室１０の頂壁１１内面にシールリングを介
して押し付けられた状態で、バッファ室１０内とは、気
密に遮断された空間９０が形成される。排気ノズル１０
０が、空間９０と連通してバッファ室１０の底壁１４に
形成されている。減圧排気装置（図示省略）に連結され
た排気管（図示省略）が排気ノズル１００に連結されて
いる。開閉弁や排気抵抗可変弁等（図示省略）が、排気
管に設けられている。ガス導入路１１０が、空間９０と
連通してバッファ室１０の頂壁１１に形成されている。
エッチング用ガス源１１１に連結されたガス導管１１２
が、ガス導入路１１０に連結されている。開閉弁やガス
流量制御装置等（図示省略）が、ガス導管１１２に設け
られている。

【００１９】また、この場合、防食用ガス源１１３に連
結されたガス導管１１４が、ガス導管１１２に設けられ
た開閉弁やガス流量制御装置等の後流側でガス導管１１
２に合流連結されている。ガス導管１１４には、開閉弁
やガス流量制御装置等（図示省略）が設けられている。
尚、この他に、ガス導管１１４は、ガス導入路１１０に
直接連結されても良い。バイアス印加用電源、例えば、
高周波電源１２０が、設置されている。試料台６１は、
試料台軸６０を介して高周波電源１２０に電気的に接続
されている。また、バッファ室１０及び高周波電源１２
０は、それぞれ接地されている。尚、試料７０は、試料
台６１を介して所定温度に温度制御可能となっている。

【００２０】図１で、放電管２１が開口部１３に対応し
バッファ室１０の頂壁１１に気密に設けられている。放
電管２１の形状は、この場合、一方に略平坦な閉鎖端を
有し、他方に開放端を有する略円筒形である。導波管３
２が、放電管２１の外側で、かつ、内部に放電管２１を
含み配設されている。導波管３２の軸心は、放電管２１
のそれと略一致させられている。試料台軸６２は、バッ
ファ室１０の底壁１４内面に立設されている。試料台６
３は、試料台軸６３の上端に略水平に設けられている。
試料台６３の平面形状、大きさは、開口部１３より小さ
く、また、試料７０よりも大きくなっている。試料台６
３は、その表面、つまり、放電管２１の閉鎖端内面と対
向する面に試料設置面を有している。試料台軸６２、試
料台６３の軸心は、放電管２１のそれと略一致させられ
ている。例えば、金属性のベローズ８２が、バッファ室
１０内で試料台軸６２の周りに設けられている。ベロー
ズ８２の下端は、バッファ室１０の底壁１４内面に設け
られている。フランジ８３が、ベローズ８２の上端に設
けられている。シールリング（図示省略）が、バッファ
室１０の頂壁１１内面と対応するフランジ８３の面に設
けられている。

【００２１】また、ベローズ８２を伸縮駆動する手段
（図示省略）が、設けられている。ベローズ８２が、該
伸縮駆動手段により伸ばされ、これにより、フランジ８
３がバッファ室１０の頂壁１１内面にシールリングを介
して押し付けられた状態で、バッファ室１０内とは気密
に遮断された空間９１が形成される。排気ノズル１０１
が、空間９１と連通してバッファ室１０の底壁１４に形
成されている。減圧排気装置（図示省略）に連結された
排気管（図示省略）が、排気ノズル１０１に連結されて
いる。開閉弁や排気抵抗可変弁等（図示省略）が、排気
管に設けられている。ガス導入路１１５が、空間９１と
連通してバッファ室１０の頂壁１１に形成されている。
後処理用ガスのガス源１１６に連結されたガス導管１１
７が、ガス導入路１１５に連結されている。開閉弁やガ
ス流量制御装置等（図示省略）が、ガス導管１１７に設
けられている。尚、図１で、１３０は、反射端である。

【００２２】また、図１で、試料７０をバッファ室１０
内に搬入して試料台６１の試料設置面に渡す手段や、試
料７０を試料台６１から試料台６３へバッファ室１０内
を介して搬送する手段や、そして、試料７０を試料台６
３から受け取りバッファ室１０外へ搬出する手段（いず
れも図示省略）が、設けられている。

【００２３】図１で、ベローズ８０，８２が、それぞれ
の伸縮駆動手段の作動によりそれぞれ縮まされる。この
状態で、減圧排気手段が、作動させられる。これによ
り、バッファ室１０内及び放電管２０，２１内は、所定
圧力に減圧排気される。その後、試料７０が、この場
合、１個、バッファ室１０に搬入され、該搬入された試
料７０は、試料台６１の試料設置面に被処理面上向き姿
勢で設置される。その後、空間９０が形成される。エッ
チング用ガス源１１１から所定のエッチング用ガスが、
空間９０に所定流量で導入される。この場合、防食用ガ
ス源１１３からの防食用ガスの空間９０への導入は停止
されている。空間９０のエッチング用ガスの一部は、排
気ノズル１００を介して排気され、これにより、空間９
０の圧力は、所定のエッチング処理圧力に調節される。
一方、マイクロ波電界が、マグネトロン４９の作動によ
り生成され、また、磁界が、ソレノイドコイル５０の作
動により生成される。

【００２４】また、空間９０の放電管２０の内部分にあ
るエッチング用ガスは、マイクロ波電界と磁界との相乗
作用によりプラズマ化される。試料台６１の試料設置面
に設置されている試料７０の被処理面は、該プラズマを
利用してエッチング処理される。このエッチング処理時
に、試料７０には、高周波バイアスが印加され、また、
該試料７０の温度は、試料台６１を介して所定温度に制
御される。このようなエッチング処理が終了した時点
で、エッチング用ガスの導入が停止され、これと共に、
マグネトロン４０，ソレノイドコイル５０，高周波電源
１２０の作動が停止させられる。

【００２５】その後、空間９０は、再び、所定圧力に減
圧排気される。また、ガス導管１１４に設けられた開閉
弁が開弁される。つまり、所定圧力に減圧排気されてい
る空間９０には、エッチング用ガスに替えて防食用ガス
源１１３から所定の防食用ガスが所定流量で導入され
る。空間９０の防食用ガスの一部は、排気ノズル１００
を介して排気され、これにより、空間９０の圧力は、所
定の防食処理圧力に調節される。一方、マイクロ波電界
が、マグネトロン４０の作動により生成され、また、磁
界が、ソレノイドコイル５０の作動により生成される。
空間９０の放電管２０の内部分にある防食用ガスは、マ
イクロ波電界と磁界との相乗作用によりプラズマ化され
る。試料台６１の試料設置面に設置されているエッチン
グ処理済み試料７０は、該プラズマを利用して防食処理
される。つまり、試料７０のプラズマエッチング処理で
生じた付着物は、試料７０から除去される。このような
防食処理時に、エッチング処理済み試料７０には、高周
波バイアスが印加され、また、該エッチング処理済み試
料７０の温度は、試料台６１を介して所定温度に制御さ
れる。このような、防食処理が終了した時点で、防食用
ガスの導入が停止され、これと共に、マグネトロン４
０，ソレノイドコイル５０，高周波電源１２０の作動が
停止させられる。その後、ベローズ８０が縮まされる。

【００２６】その後、この状態で、防食処理済み試料７
０は、バッファ室１０内を介して試料台６１から試料台
６３へ搬送されて試料台６３の試料設置面に被処理面上
向き姿勢で設置される。その後、空間９１が形成され
る。後処理用ガス源１１６から所定の後処理用ガス、例
えば、レジストアッシング用ガスやパッシベーション用
ガスが、所定流量で空間９１に導入される。空間９１の
後処理用ガスの一部は、排気ノズル１０１関介して排気
され、これにより、空間９１の圧力は、所定の後処理圧
力に調節される。一方、マイクロ波電界が、マグネトロ
ン４１の作動により生成される。空間９１の放電管２１
内部分にある後処理用ガスは、マイクロ波電界の作用に
よりプラズマ化される。試料台６３の試料設置面に設置
されている試料７０は、該プラズマを利用してレジスト
アッシング処理やバッシベーション処理等の後処理され
る。このような後処理が終了した時点で、後処理用ガス
の導入が停止され、これと共に、マグネトロン４１の作
動が停止させられる。また、ベローズ８２が縮まされ
る。この状態で、処理済み試料７０は、試料台６３から
受け取られてバッファ室１０外へ搬出される。

【００２７】以上のような処理操作が、順次実施され、
試料は、１個毎、連続して処理される。

【００２８】試料７０としては、例えば、図２に示すよ
うなものが用いられる。図２で、試料７０は、下地酸化
膜であるＳｉ酸化膜７１のバリアメタルとしてＴｉＮ膜
７２が有り、その上でＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金膜７３，更
に、その上にキャップメタル７４がある積層構造膜のも
のであり、キャップメタル７４の上にレジスト７５が設
けられている。

【００２９】ここで、バリアメタルは、Ｓｉ酸化膜７１
とＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金膜７３電気的に接続するコンタ
クト部のＳｉの析出を防止するために使用されるもので
あり、また、エレクトロマイグレーションやストレスマ
イグレーションによる配線の断線を防止するためにも使
用される。バリアメタルとしては、ＴｉＮ膜７２の他
に、例えば、ＭｏＳｉ₂，ＴｉＷ，ＴｉＷ／Ｔｉ，Ｔｉ
Ｎ／Ｔｉ，ＷＳｉ₂，Ｗ系の高融点金属膜またはこれら
の合金膜が用いられる。また、キャップメタル７４とし
ては、バリアメタルと同様にエレクトロマイグレーショ
ンやストレスマイグレーションによる配線の断線を防止
するためのものであり、また、この他にもレジスト膜露
光時のハレーションを防止するためにも使用される。キ
ャップメタルとしては、例えば、ＴｉＮ，ＭｏＳｉ₂，
ＴｉＷ，Ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＷＳｉ₂等からなる膜が用い
られる。

【００３０】この場合、エッチング用ガスとして、ハロ
ゲンガス，例えば、塩素を含有するガス，例えば、ＢＣ
ｌ₃＋Ｃｌ₂混合ガスが用いられる。図１で、空間９０の
放電管２０の内部分にあるＢＣｌ₃＋Ｃｌ₂混合ガスは、
マイクロ波電界と磁界との相乗作用によりプラズマ化さ
れる。図２に示す試料７０は、該プラズマを利用してエ
ッチング処理される。尚、この場合のエッチング処理条
件は、次のとおりである。

【００３１】エッチング用ガス導入流量・・・ＢＣｌ₃：４０ｃｃ／ｍｉｎ．Ｃｌ₂ ：６０ｃｃ／ｍｉｎ．エッチング処理圧力・・・１０ｍＴｏｒｒマイクロ波パワー・・・７００Ｗ磁界強度・・・８７５Ｇａｕｓｓ高周波バイアスパワー・・・７０Ｗ試料７０の温度・・・４０℃ このような条件でエッチング処理された試料７０の縦断
面図を図３に示す。図３に示すように、側壁やレジスト
７５の表面に付着物（反応生成物やエッチングガス成分
等の塩化物）１４０が付着する。このようなエッチング
処理済み試料７０を、防食用ガスに塩素ガス（Ｃｌ₂）
を用いプラズマ防食処理した。つまり、図１で、空間９
０の放電管２０の内部分にあるＣｌ₂は、マイクロ波電
界と磁界との相乗作用によりプラズマ化される。図３に
示すエッチング処理済み試料７０は、該プラズマを利用
して防食処理される。尚、この場合の防食処理条件は、
次のとおりである。

【００３２】防食用ガス導入流量・・・Ｃｌ₂：９０ｃｃ／ｍｉ
ｎ．防食処理圧力・・・１０ｍＴｏｒｒマイクロ波パワー・・・７００Ｗ磁界強度・・・８７５Ｇａｕｓｓ高周波バイアスパワー・・・４０Ｗ放電（防食処理）時間・・・２０ｓｅｃ．試料７０の温度・・・４０℃ つまり、エッチング処理済み試料７０の塩素を含む付着
物１４０は、Ｃｌ₂ガスのプラズマ中の塩素イオンや塩
素ラジカルが付着物１４０と反応することでエッチング
処理済み試料７０から除去される。このような防食処理
によって、エッチング処理済み試料７０での新たな付着
物の生成は見られていない。尚、放電（防食処理）時間
を２０秒以下の短い時間とすれば、エッチング処理済み
試料７０からの付着物１４０の除去が不充分となるた
め、放電（防食処理）時間は、短くとも２０秒程度必要
である。但し、放電（防食処理）時間をあまり長くする
と、配線膜自体がエッチングされて配線が所定パターン
よりも細くなるといった不都合を生じる。このような防
食処理済み試料７０は、後処理終了後にバッファ室１０
外へ搬出される。この場合、後処理において、レジスト
アッシング処理とパッシベーション処理とが同時に実施
される。つまり、後処理用ガスとして、酸素ガスや酸素
を含むガスが用いられ、該後処理用ガスプラズマを利用
して防食処理済み試料７０からレジスト７５が除去さ
れ、これと共にパターン面には不動態膜が形成される。
その後、このような試料７０を大気中に放置したが、該
放置時間が、４８時間経過しても試料７０の腐食は、観
察されなかった。尚、このような効果は、防食処理に加
えてバッシベーション処理を施すことでパターン面に形
成された不動態膜の作用により、更に向上する。

【００３３】尚、防食用ガスとして、この他に、不活性
ガス、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）やアルゴン（Ａｒ）
や、また、塩素ガスと不活性ガスとの混合ガスを用いて
も、上記と同様の効果が得られた。つまり、防食用ガス
として、例えば、不活性ガスを用いた場合、化学的反応
には関与せずスパッタ作用のみが生じて新たな付着物が
生じないので、防食用ガスとして塩素ガスを用いた場合
と同様の効果が得られる。一例として、防食用ガスにＡ
ｒガスを用い、次のような防食処理条件で防食処理を実
施したところ、防食用ガスに上記のように塩素ガスを用
いた場合と同様の効果が得られた。

【００３４】防食用ガス導入流量・・・Ａｒ：５０ｃｃ／ｍｉｎ．防食処理圧力・・・６ｍＴｏｒｒマイクロ波パワー・・・７００Ｗ磁界強度・・・８７５Ｇａｕｓｓ高周波バイアスパワー・・・５０Ｗ放電（防食処理）時間・・・６０ｓｅｃ．試料７０の温度・・・４０℃ 尚、この場合、放電（防食処理）時間が、６０秒以下で
は、エッチング処理済み試料７０からの付着物１４０の
除去が不充分であるため、放電（防食処理）時間は、短
くとも６０秒程度必要である。但し、この場合、放電
（防食処理）時間が、６０秒以上であっても、防食用ガ
スに塩素ガスを用いたときの上記不都合の発生は少な
い。

【００３５】更に、防食用ガスとして、少なくとも塩素
ガスを９０％含有する混合ガス（残りのガスは、不活性
ガス以外のガス）を用いても同様の効果が得られた。こ
こで、不活性ガス以外のガスで塩素ガスに添加される残
りのガスとしては、デポジション性が無いガス、例え
ば、ＳＦ₆，Ｂｒ₂等が使用される。例えば、試料とし
て、下地酸化膜であるＳｉ酸化膜の上にバリアメタルと
してＴｉＷ膜が有り、その上に、Ａｌ−Ｃｕ合金膜があ
る積層構造膜のものでＡｌ−Ｃｕ合金膜の上にレジスト
が設けられたものを用い、試料７０のエッチング処理条
件と同様の条件にてエッチング処理された試料を、防食
用ガスにＣｌ₂＋ＳＦ₅混合ガスを用いて防食処理したと
ころ、上記と同様の効果が得られた。尚、この場合、防
食用ガス導入流量は、Ｃｌ₂：９０ｃｃ／ｍｉｎ．，Ｓ
Ｆ₆：５ｃｃ／ｍｉｎ．であり、その他の防食処理条件
は、防食用ガスに塩素ガスを用いた度合と同様の条件で
ある。

【００３６】上記各実施例では、試料として、例えば、
Ａｌを含む試料、特にＡｌ膜，Ａｌ合金膜（例えば、
０．５〜５％Ｃｕ含有Ａｌ合金膜）或いはこれらとバリ
アメタル等を使用した積層構造膜の試料を用いる場合
に、特に好適である。

【００３７】また、防食処理済み試料７０をパッシベー
ション処理するために、上記実施例の他に、オゾンを用
いても良い。この場合、上記実施例での後処理用ガスの
プラズマ化手段は不用であり、これに替えて、オゾンを
発生させる手段、該手段で団生したオゾンを空間９１に
導入するための手段の設置が必要である。また、更に、
オゾンに紫外線（ＵＶ）を照射可能に構成すれば、パタ
ーン面に形成される不動態膜の膜質が更にち密、強固な
ものとなり、防食上、更に好ましいものとなる。

【００３８】以上の実施例においては、次のような効果
が得られる。

【００３９】（１）ウエット方式の防食処理が不要にな
るので、試料の防食処理を完了するのに要する時間を大
幅に短縮できスループットを向上できる。

【００４０】（２）ウエット方式の防食処理技術では、
ウエット方式での防食処理装置と乾燥処理装置との設置
が必要であるが、本実施例では、乾燥処理装置が不用で
あるので、装置価格を低減でき、また、装置の占有床面
積を狭小化できる。

【００４１】（３）廃液の回収及びその処理装置が不用
であるので、装置構成が簡素化され、その価格を低減で
きる。

【００４２】（４）エッチング処理と防食処理とを同一
の処理室で実施できるので、エッチング処理部から防食
処理部への試料の搬送が不要である。従って、試料の防
食処理に要する時間を更に短縮できスループットを更に
向上できる。

【００４３】（５）エッチング処理と防食処理とを同一
処理室で実施する構成であるので、装置価格を低減で
き、また、装置の占有床面積を狭小化できる。

【００４４】（６）防食用ガスのプラズマを利用した試
料のオーバーエッチング処理を実施できる。この場合、
時間制御またはエッチング終点検出手段（図示省略）か
らのエッチング終点判定信号によりエッチング用ガスと
防食用ガスとの切り替えが実施される。

【００４５】（７）防食用ガスを含むエッチング用ガス
のプラズマを利用した試料のエッチング処理工程中にお
ける防食用ガスのプラズマを利用した試料の防食処理を
実施できる。この場合、試料のエッチング処理期間中に
おいて、エッチング用ガスと防食用ガスとの交互切り替
え導入が実施される。

【００４６】尚、上記実施例に替えて、エッチング処理
空間と防食処理空間とを別個の空間（つまり、処理室が
２室）とした装置を用いて上記のような処理が実施でき
る。

【００４７】尚、上記各実施例で、試料は、有磁場マイ
クロ波放電により生成されたプラズマによりエッチング
処理後、有磁場マイクロ波放電により生成されたプラズ
マを利用して防食処理されるが、どのような放電により
生成されたプラズマを利用するかということについて
は、特に限定を必要としない。例えば、プラズマエッチ
ング処理後の試料を直流放電や交流放電（高周波放電）
やマグネトロン放電等の有磁場高周波放電等により生成
されたプラズマを利用して防食処理しても良い。また、
無磁場マイクロ波放電により生成されたプラズマを利用
して防食処理しても良い。この場合、防食処理される試
料にバイアスを印加することが望ましい。

【００４８】更に、防食用ガスのプラズマ化を放電に依
らず他のエネルギ、例えば、光エネルギ（光励起）を用
いて行っても良い。

【００４９】また、上記各実施例では、エッチング用ガ
ス及び防食用ガスを処理室内でプラズマ化するようにし
ているが、この他に、エッチング用ガス及び防食用ガス
を処理室外でプラズマ化し、該プラズマを処理室内に輸
送（移送）しても良い。この場合、例えば、プラズマエ
ッチング処理後の試料は、処理室外で生成され該処理室
内に輸送（移送）されてきた防食用ガスのプラズマを利
用して防食処理される。また、例えば、処理室外で生成
され該処理室内に輸送（移送）されたエッチング用ガス
のプラズマにより試料はエッチング処理され、該エッチ
ング処理済み試料は、処理室外で生成され該処理室内に
輸送（移送）された防食用ガスのプラズマを利用して防
食処理される。

【００５０】また、本発明では、試料として、Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｃｕ，Ｗ，Ｔｉ，Ｍｏ等の金属膜またはこれらの合
金膜またはこれらの金属とＳｉとの合金膜またはこれら
の膜とＷ，Ｍｏ等の高融点金属及びこれらのシリサイド
膜またはＴｉＮ，ＴｉＷ膜との積層構造膜の試料が採用
し得る。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、塩素を含有するエッチ
ングガスのプラズマを用いてエッチング処理した際の試
料に付着した塩化物を除去できるので、その後の、後処
理により、試料の表面に不動態膜を形成し、その後、試
料を大気中に晒しても、例えば不動態膜の内部から腐食
するといったことを防ぐことができるため、防食性能を
向上できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のプラズマエッチング装置の
装置構成図である。

【図２】図１のプラズマエッチング装置を用いて処理さ
れる試料の一例の要部縦断面図である。

【図３】図２に示す試料のエッチング処理後の要部縦断
面図である。

【符号の説明】

１０…バッファ室、２０，２１…放電管、３０〜３３…
導波管、４０，４１…マグネトロン、５０…ソレノイド
コイル、６１，６３…試料台、７０…試料、１００，１
０１…排気ノズル、１１０，１１５…ガス導入路、１１
１…エッチング用ガス源、１１２，１１４，１１７…ガ
ス導管、１１３…防食用ガス源、１１６…後処理用ガス
源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川原博宣山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者佐藤仁昭山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸工場内 (56)参考文献特開昭63−245926（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−822550（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−234332（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−13743（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/3065 C23F 4/00 H01L 21/3213

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塩素を含有するエッチングガスのプラズマ
を用いて、Ａｌ膜，Ａｌ合金膜或いはこれらの膜とバリ
アメタルとの多層構造膜を有する試料をエッチング処理
し、前記エッチング処理後に、塩素を含有する防食ガスのプ
ラズマを用いて、前記試料のエッチング処理で生じたパ
ターンの側壁部に付着した塩化物を前記防食ガスプラズ
マと反応させて前記試料から除去する防食プラズマ処理
を行い、前記防食プラズマ処理後に、酸素ガスまたは酸素を含む
ガスのプラズマを用いて、前記試料からレジストを除去
するとともに、前記試料のエッチングパターン面に不動
態膜を形成する後処理を行うことを特徴とする試料処理
方法。