JP3395490B2

JP3395490B2 - レジスト・アッシング方法およびこれに用いるアッシング装置

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Publication number: JP3395490B2
Application number: JP31335695A
Authority: JP
Inventors: 新吾門村
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Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 2003-04-14
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Also published as: JPH09153483A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細加工用マスク
として使用済みの有機レジスト・パターンを除去するた
めのアッシング技術に関し、特にその下地が有機低誘電
体膜を含む層間絶縁膜である場合にも、該有機低誘電体
膜に悪影響を与えずにアッシングを行える方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体デバイス製造においては、
その高集積化，高機能化に伴い、基板上に層間絶縁膜を
介して配線膜を幾層にも積み上げる多層配線技術の採用
が必須となっている。多層配線を採用する場合、デザイ
ン・ルールの縮小と共に隣接配線同士あるいは上下配線
同士が接近してくると、比誘電率が約３．９と大きい従
来のＳｉＯｘ系層間絶縁膜では、配線間容量が大きくな
り過ぎる。そこで、特にデザイン・ルール０．２５μｍ
以降の世代では、比誘電率の低い層間絶縁膜（以下、低
誘電体膜と称する。）を用いて低電圧駆動，低消費電
力，高クロック周波数を実現することが検討されてい
る。

【０００３】低誘電体膜としては、まずデザイン・ルー
ル０．３５〜０．２５μｍの世代向けとしてＳｉＯＦ膜
（比誘電率３．７〜３．２）が提案されているが、デザ
イン・ルール０．１８μｍの世代向けには比誘電率がさ
らに低い有機低誘電体膜が有望視されている。この有機
低誘電体膜としては、ポリイミド系樹脂膜（比誘電率
３．５〜３．０）、およびフッ素系樹脂膜（同２．５〜
１．９）が代表的である。ポリイミド系樹脂膜は塗布お
よび熱処理により成膜することができる。一方のフッ素
系樹脂膜は、Ｃｕの拡散を抑制できることからＣｕ配線
を被覆する層間絶縁膜として有望である。このうち、テ
トラフルオロエチレン，フッ化ベンゾシクロブテン，フ
ッ化ポリシリルエーテルらはスピンコートにより成膜で
き、フッ化ポリパラキシレンやフッ化ナフタリンはＣＶ
Ｄにより成膜できる等、それぞれにメリットがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ＳｉＯ
ｘ系層間絶縁膜に比べて比誘電率が１／２〜１／３と低
いことから層間絶縁膜材料として期待される有機低誘電
体膜であるが、有機材料であるが故の問題も抱えてい
る。それは、耐酸素（Ｏ₂ ）プラズマ性の不足である。
この問題について、図６および図７を参照しながら説明
する。

【０００５】いま、図６に示されるように、たとえばＡ
ｌ−Ｃｕ系膜を主体とする下層配線パターン５１（Ａｌ
−Ｃｕ）の上に形成された層間絶縁膜５５に対し、レジ
スト・パターン５６（ＰＲ）をマスクとするドライエッ
チングを行って接続孔５７を開口したとする。ここで上
記層間絶縁膜５５は、下層側ＳｉＯｘ膜５２と上層側Ｓ
ｉＯｘ膜５４との間に有機低誘電体膜５３（Ｌｏｗ−
ε）が介在された３層構造を有する。この段階では、接
続孔５７は異方性形状を有している。

【０００６】次に、通常のアッシング装置を用いてＯ₂
プラズマ・アッシングを行い、レジスト・パターン５６
を除去する。アッシング反応の本質は、酸素系活性種に
よる有機材料の燃焼反応であるから、この反応を促進す
るためには対象となる基板を加熱すれば良いというのが
従来の一般的な考え方である。したがって、被アッシン
グ基板は、枚葉式装置では約２００℃、バッチ式装置で
も約８０℃以上に加熱され、これにより実用的なアッシ
ング速度が達成されている。しかし、かかるアッシング
を行った後には、図７に示されるように、接続孔５７の
内部において有機低誘電体膜５３の加工断面に侵食部５
８が形成されてしまう。これは、アッシング工程では不
純物のノックオン注入や結晶欠陥等のダメージ発生を避
けるためにイオン衝撃を極力排した条件を採用するた
め、微細な接続孔５７の内部でもＯ^* （酸素ラジカル）
による等方的な燃焼反応が進行してしまうからである。
このような接続孔５７の断面形状の異常は、後工程にお
いて上層配線による該接続孔５７の埋め込みに大きな支
障をもたらす原因となる。

【０００７】そこで本発明は、層間絶縁膜の少なくとも
一部を有機低誘電体膜を用いて構成した場合にも、この
有機低誘電体膜に何ら影響を与えないレジスト・アッシ
ング方法、およびこれに用いるアッシング装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、膜厚方向の少
なくとも一部に有機低誘電体膜を含む層間絶縁膜上に形
成された有機レジスト・パターンを、前記有機レジスト
・パターンを保持する基板の温度を−７０〜−３０℃に
制御し、前記有機低誘電体膜に対して選択比を確保しな
がら酸素系活性種を用いてアッシングするレジスト・ア
ッシング方法である。ここで、前記酸素系活性種には、
酸素プラズマもしくはオゾンを用いる。つまり、基板を
加熱しながら行っていた従来のレジスト・アッシングと
は逆の考え方にもとづくものである。このとき、実用的
なアッシング速度を達成する観点からは、基板にバイア
ス電力を印加して基板近傍に直流シース電界を形成し、
ある程度のイオン入射エネルギーを利用できるようにす
ることが特に好適である。

【０００９】なお、有機レジスト・パターンの表面には
ドライエッチング中のイオン照射を受けて硬化層が形成
されることがあるので、この様な場合にはアッシングに
先だって水素系活性種によるプラズマ処理を行い、表面
硬化層を除去すると良い。ただし、このＨ₂ プラズマ処
理は、処理速度の観点から基板の温度を室温より高い温
度に制御しながら行うことが好適である。

【００１０】上述のような低温アッシングは、酸素系活
性種を用いてアッシングを行うためのチャンバ内で、ス
テージ上に保持される前記基板の温度を−７０〜−３０
℃に制御可能な温度制御手段を備えるアッシング装置を
用いて行うことができる。かかるアッシング装置は、当
然のことながら酸素系活性種の生成手段を備えている
が、この生成手段に対して酸素系ガスの供給と水素系ガ
スの供給とを随時切り替え可能なガス供給系統を接続
し、水素系化学種も生成可能な構成としておけば、同一
チャンバ内で水素系活性種によるプラズマ処理と酸素系
活性種によるアッシングとを連続的に行うことが可能と
なる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明では、従来一般に基板を加
熱しながら行われてきたレジスト・アッシングを、逆に
基板を冷却しながら行うが、この発想の根拠には、有機
低誘電体膜の熱的挙動が通常用いられる有機レジスト材
料のそれとは異なっている事実がある。表１に、代表的
な有機低誘電体材料４種類とフォトレジスト材料１種類
（ノボラック系ポジ型フォトレジスト材料ＯＦＰＲ−８
００；東京応化工業社製）の重量変化点とガラス転移点
を示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】なお、表１に記載される重量変化点は、熱
重量分析（ＴＧＡ）で得られる熱分解曲線上で最初に重
量減少が現れる温度に対応している。

【００１４】この表を見ると、有機低誘電体材料の重量
変化点とガラス転移点とは、いずれも有機レジスト材料
のそれよりもかなり高い。本発明は、この事実にもとづ
いて両者の耐熱性の差をうまく利用し、レジスト・アッ
シング時に基板を冷却することにより、低誘電体膜には
影響を与えずに、有機レジスト・パターンのみを選択的
に剥離しようとするものである。

【００１５】基板の冷却温度は、室温以下とすることが
好適である。これより高い温度では、有機低誘電体膜と
有機レジスト・パターンとの選択比を十分に大きく確保
することが難しい。一方、冷却温度の下限は特に規定さ
れるものではないが、使用可能な冷媒の種類や冷却設備
のコスト、および実用的なアッシング速度により自ずと
規定されるものであって良い。

【００１６】かかる本発明のレジスト・アッシング方法
によれば、たとえ有機低誘電体膜を含む層間絶縁膜に接
続孔を開口した後にエッチング・マスクである有機レジ
スト・パターンをアッシングするような場合であって
も、従来問題となっていた接続孔の断面形状劣化等の問
題は生じない。以下、本発明の方法を、図１および図２
を参照しながら説明する。

【００１７】図１は、Ａｌ−Ｃｕ系膜を主体とする下層
配線パターン１を被覆して形成された層間絶縁膜５を、
この上に形成された有機レジスト・パターン６（ＰＲ）
をマスクとしてドライエッチングすることにより、異方
性形状を有する接続孔７を形成した状態を示している。
ここで、上記層間絶縁膜５は、下層側ＳｉＯｘ膜２と上
層側ＳｉＯｘ膜４との間に有機低誘電体膜３（Ｌｏｗ−
ε）が介在された３層構造を有する。この状態の基板を
０℃以下に冷却し、酸素系活性種を用いてアッシングを
行えば、図２に示されるように、有機低誘電体膜３の加
工断面には何ら影響を及ぼすことなく、有機レジスト・
パターン６を選択的に除去することができる。したがっ
て、接続孔７の異方性形状を維持することができる。

【００１８】なお、本発明のレジスト・アッシングで
は、酸素系活性種がＯ₂ プラズマあるいはオゾンのいず
れに由来するものであっても良い。Ｏ₂ プラズマを用い
る場合には、これを近年開発の進んでいるいわゆる高密
度プラズマ発生源を用いて生成させると、基板冷却によ
るアッシング速度の低下をかなりカバーすることができ
る。高密度プラズマとは、おおよそ５ｍＡ／ｃｍ² 以上
のイオン電流密度を有するプラズマの総称である。

【００１９】ここで、本発明のアッシング装置の一構成
例として、ヘリコン波ダウンフロー型のプラズマ・アッ
シング装置を図３を参照しながら説明する。

【００２０】このアッシング装置のプラズマ生成部は、
内部にヘリコン波プラズマＰ_H を生成させるためのベル
ジャ１１、このベルジャ１１を周回する２個のループを
有し、ＲＦパワーをプラズマへカップリングさせるため
のループ・アンテナ１２、上記ベルジャ１１を周回する
ごとく設けられ、該ベルジャ１１の軸方向に沿った磁界
を生成させるソレノイド・コイル１３を主な構成要素と
する。

【００２１】上記ベルジャ１１は非導電性の材料より構
成されるが、ここでは石英を採用した。また、上記ソレ
ノイド・コイル１３は、主としてヘリコン波の伝搬に寄
与する内周側ソレノイド・コイル１３ａと、主としてヘ
リコン波プラズマＰ_H の輸送に寄与する外周側ソレノイ
ド・コイル１３ｂから構成されている。上記ループ・ア
ンテナ１２には、プラズマ励起用ＲＦ電源２４からイン
ピーダンス整合用の第１のマッチング・ネットワーク
（Ｍ／Ｎ）２３を通じてＲＦパワーが印加され、上下２
個のループには互いに逆回り方向の電流が流れる。ここ
では、上記プラズマ励起用ＲＦ電源２４の周波数を、１
３．５６ＭＨｚとした。なお、両ループ間の距離は、所
望のヘリコン波の波数に応じて最適化されている。

【００２２】上記ベルジャ１１は、ステンレス鋼等の導
電性材料を用いて構成されるアッシング・チャンバ１５
に接続されている。これにより、上記ソレノイド・コイ
ル１３が形成する発散磁界に沿って、該アッシング・チ
ャンバ１５の内部へヘリコン波プラズマＰ_H が引き出さ
れる。ただし、上記の発散磁界は、後述のステージ１８
近傍である程度収束させることが必要であり、このため
に上記アッシング・チャンバ１５の外部には、補助磁界
生成手段としてマルチカスプ磁場を生成可能な永久磁石
１４が配設されている。

【００２３】また、このアッシング・チャンバ１の内部
は、図示されない排気系統により排気孔１７を通じて矢
印Ａ方向に高真空排気される一方で、天井部に開口され
るガス供給管１６からは矢印Ｂ方向にアッシングに必要
な酸素系ガスの供給を受け、これらのバランスによりそ
の内部が所定の圧力に維持されている。さらに、アッシ
ング・チャンバ１の側壁面にはゲート・バルブ２２が設
けられ、ここを介してたとえば図示されないロード・ロ
ック室に接続されている。

【００２４】上記アッシング・チャンバ１５の内部に
は、その壁面から電気的に絶縁された導電性のステージ
１８が収容され、この上にウェハＷを保持して所定のア
ッシングを行うようになされている。上記ステージ１８
には、プロセス中のウェハＷの温度を０℃以下に維持す
るために、図示されないチラーから冷媒の供給を受け、
これを矢印Ｃ₁ ，Ｃ₂ 方向に循環させるための冷却配管
１９が埋設されている。また、上記ステージ１８には、
ヘリコン波プラズマＰ_H 中から入射するイオンのエネル
ギーを制御するためにウェハＷに基板バイアスを印加す
るバイアス印加用ＲＦ電源２１が、第２のマッチング・
ネットワーク（Ｍ／Ｎ）２０を介して接続されている。
ここでは、バイアス印加用ＲＦ電源２１の周波数を４０
０ｋＨｚとした。

【００２５】ところで、有機レジスト・パターンの表面
に表面硬化層が形成されている場合には、アッシングに
先立ち、水素系活性種によるプラズマ処理を行うことが
好適である。このとき、使用するアッシング装置におい
て、活性種生成チャンバが酸素系ガスの供給と水素系ガ
スの供給とを随時切り替え可能なガス供給系統に接続さ
れており、かつ基板を該ステージに対して当接／離間自
在とする基板昇降手段が備えられていれば、水素系活性
種によるプラズマ処理と酸素系活性種によるアッシング
とを同一のアッシング・チャンバ内で連続的に行うこと
が可能となる。

【００２６】かかるプラズマ処理とアッシングの連続プ
ロセスを可能とする本発明のアッシング装置の一構成例
として、誘導結合プラズマ・アッシング装置を図４およ
び図５を参照しながら説明する。この装置において、内
部に誘導結合プラズマＰ_I を生成させるためのアッシン
グ・チャンバ３２の壁面の大部分およびシャワー・ヘッ
ド状のガス供給口を兼ねる上蓋３１は、ステンレス鋼等
の導電性材料にて構成されているが、該チャンバ３２の
軸方向の一部は石英からなるシリンダ３４にて構成され
ており、このシリンダ３４の外周側にマルチターン・ア
ンテナ３５が巻回されている。このマルチターン・アン
テナ３５には、第１のマッチング・ネットワーク３６を
介してプラズマ励起用ＲＦ電源３７が接続されている。
ここでは、プラズマ励起用ＲＦ電源３７の周波数を１
３．５６ＭＨｚとした。

【００２７】上記アッシング・チャンバ３２の内部は、
図示されない排気系統により排気孔３３を通じて矢印Ｄ
方向に排気される一方で、上蓋３１からは矢印Ｅ方向に
アッシングに必要なＯ₂ ガスまたはプラズマ処理に必要
なＨ₂ ガスの供給を受け、これら排気とガス供給とのバ
ランスによりその内部が所定の圧力に維持されている。
上記アッシング・チャンバ３２はまた、その壁面から電
気的に絶縁された導電性のステージ３８を収容してお
り、この上にウェハＷを保持して所定のアッシングを行
う様になされている。上記ステージ３８には、プロセス
中のウェハＷの温度を０℃以下に維持するために、図示
されないチラーから冷媒の供給を受け、これを矢印Ｆ
₁ ，Ｆ₂ 方向に循環させるための冷却配管３９が埋設さ
れている。また、上記ステージ３８には、誘導結合プラ
ズマＰ_I 中から入射するイオンのエネルギーを制御する
ためにウェハＷに基板バイアスを印加するバイアス印加
用ＲＦ電源４１が、第２のマッチング・ネットワーク
（Ｍ／Ｎ）４０を介して接続されている。ここでは、バ
イアス印加用ＲＦ電源４１の周波数を４００ｋＨｚとし
た。

【００２８】ここで、この誘導結合プラズマ・アッシン
グ装置には、Ｏ₂ ガスとＨ₂ ガスとを随時切り替えるこ
とが可能なガス供給系統と、ウェハＷをステージ３８か
ら当接／離間させるための昇降ピン４２が備えられてい
る。すなわち、上記ガス供給系統には、Ｏ₂ ボンベ４３
とＨ₂ ボンベ４５とがそれぞれバルブ４４，４５を介し
て共通のガス供給路に接続されており、双方のバルブ４
４，４５の開閉制御により、矢印Ｅ方向からアッシング
・チャンバ３２内に供給されるガスの種類が切り替わる
ようになされている。

【００２９】一方、上記昇降ピン４２は、ステージ３８
に内蔵されており、図示されない駆動手段を操作するこ
とにより、図４に示されるようにウェハＷを該ステージ
３８から離間させたり、あるいは図５に示されるように
ウェハＷと該ステージ３８とを当接させることができ
る。この昇降ピン４２の操作は、前述のガス供給系統に
おけるガスの切り替えと連動して行われる。すなわち、
水素系化学種によるプラズマ処理時には、図４に示され
るように、Ｏ₂ ボンベ４３側のバルブ４４を閉じ、Ｈ₂
ボンベ４５側のバルブ４６を開けることによりアッシン
グ・チャンバ３２内にＨ₂ ガスを導入すると共に、上記
の駆動手段を操作して昇降ピン４２を上昇させ、ウェハ
Ｗをステージ３８から離間させる。これにより、ステー
ジ３８の冷却状態から切り放されたウェハＷが誘導結合
プラズマＰ_I に接近し、そのプラズマの輻射熱によって
速やかに昇温される。

【００３０】続くアッシング時には、図５に示されるよ
うに、Ｈ₂ ボンベ４５側のバルブ４６を閉じ、Ｏ₂ ボン
ベ４３側のバルブ４４を開けることによりアッシング・
チャンバ３２内にＯ₂ ガスを導入すると共に、上記の駆
動手段を操作して昇降ピン４２を下降させ、ウェハＷを
ステージ３８に当接させる。これにより、誘導結合プラ
ズマＰ_I から遠ざかったウェハＷがステージ３８との熱
交換によって速やかに冷却される。

【００３１】なお、上記の昇降ピン４２は、ウェハＷの
ハンドリング用に従来から備えられているものを流用し
ても構わないが、より昇降距離の長い専用のピンを別途
設ければ、プラズマ輻射熱による加熱をより効果的に行
うことができる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００３３】実施例１本実施例では、先の図３に示したヘリコン波ダウンフロ
ー型プラズマ・アッシング装置を用い、先の図１に示し
たサンプル・ウェハＷに対するアッシングを行った。

【００３４】ここで、下層側ＳｉＯｘ膜２と上層側Ｓｉ
Ｏｘ膜４は、いずれもプラズマＣＶＤ法により約１００
ｎｍの厚さに形成されている。また、これらのＳｉＯｘ
膜２，４に挟まれる有機低誘電体膜３は、フッ化ポリイ
ミドをスピンコートした後、熱処理を行うことにより、
約４０ｎｍの厚さに形成されている。また、有機レジス
ト・パターン６は、たとえばノボラック系ポジ型フォト
レジスト材料ＯＦＰＲ−８００（商品名；東京応化工業
社製）の塗膜を約１μｍの厚さに形成し、ｉ線リソグラ
フィと現像処理を経て形成されている。

【００３５】上記有機レジスト・パターン６のアッシン
グは、たとえばＯ₂ 流量５００ＳＣＣＭガス圧５Ｐａソース・パワー２５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）ＲＦバイアス・パワー１００Ｗ（４００ｋＨｚ）ウェハ温度 −３０ ℃（アルコール系冷媒使用）の条件で行った。

【００３６】有機低誘電体膜３を構成するフッ化ポリイ
ミドと有機レジスト・パターン６を構成するノボラック
樹脂との間には４００℃近い耐熱温度差があるため、上
記のような低温下では有機低誘電体膜３の加工断面はＯ
₂ プラズマによっても何ら侵食を受けない。この結果、
図２に示されるように、レジスト・アッシング後にも接
続孔７の異方性形状を維持することができた。

【００３７】実施例２本実施例では、先の図４および図５に示した誘導結合プ
ラズマ・アッシング装置を用い、先の図１に示したサン
プル・ウェハＷに対するアッシングを行った。ここで、
下層側ＳｉＯｘ膜２と上層側ＳｉＯｘ膜４は、いずれも
プラズマＣＶＤ法により約１００ｎｍの厚さに形成され
ている。また、これらのＳｉＯｘ膜２，４に挟まれる有
機低誘電体膜３は、フッ化ポリパラキシレン（商品名パ
リレン−ｎ）をＣＶＤ法に堆積させることにより、約３
０ｎｍの厚さに形成されている。また、有機レジスト・
パターン６は、たとえばネガ型３成分系化学増幅型フォ
トレジスト材料ＳＡＬ−６０１（商品名；シプレイ社
製）の塗膜を約１μｍの厚さに形成し、ＫｒＦエキシマ
・レーザ・リソグラフィと現像処理を経て形成されてい
る。

【００３８】ただし、上記のレジスト材料はプラズマ耐
性が低いため、接続孔エッチングが終了した段階におけ
る上記有機レジスト・パターン６の表面には、表面硬化
層（図示せず。）が形成されている。そこでまず、前出
の図４に示されるように、昇降ピン４２を用いてウェハ
Ｗをステージ３８から持ち上げ、アッシング・チャンバ
３２内にはＨ₂ ガスを導入して、一例としてＨ₂ 流量５００ＳＣＣＭガス圧１Ｐａソース・パワー２５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）ＲＦバイアス・パワー１００Ｗ（４００ｋＨｚ）ウェハ温度１００ ℃ なる条件でＨ₂ プラズマ処理を行った。この処理は、プ
ラズマ輻射熱により基板が加熱されながら、また高密度
イオンの照射を受けながら進行し、これにより表面硬化
層が速やかに分解除去された。

【００３９】この後は、図５に示されるように、昇降ピ
ン４２を下降させてウェハＷをステージ３８に当接さ
せ、アッシング・チャンバ３２内にはＯ₂ ガスを導入し
て、たとえば次のような条件Ｏ₂ 流量５００ＳＣＣＭガス圧５Ｐａソース・パワー２５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）ＲＦバイアス・パワー１００Ｗ（４００ｋＨｚ）ウェハ温度 −７０ ℃（フルオロカーボン系溶媒使用）で有機レジスト・パターン６をアッシングした。本実施
例によっても、接続孔７の異方性形状を良好に維持しな
がら、レジスト・アッシングを行うことができた。

【００４０】以上、本発明の具体的な実施例を挙げた
が、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものでは
なく、サンプル・ウェハの構成、有機低誘電体膜や有機
レジスト・パターンの構成材料、アッシング条件、アッ
シング装置の構成の細部等については、適宜変更や選択
が可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、有機低誘電体膜を層間絶縁膜の少なくとも
一部に用いた場合にも、該有機低誘電体膜に影響を与え
ることなく有機レジスト・パターンをアッシングするこ
とができる。したがって本発明は、層間絶縁膜の構成材
料としての有機低誘電体膜を実用化を推進し、ひいては
高集積化された微細な半導体デバイスの性能向上に貢献
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレジスト・アッシングを行う前のサン
プル・ウェハにおいて、接続孔をエッチングした状態を
示す模式的断面図である。

【図２】図１の有機レジスト・パターンをアッシングし
た状態を示す模式的断面図である。

【図３】本発明を適用したヘリコン波ダウンフロー型プ
ラズマ・アッシング装置の一構成例を示す模式的断面図
である。

【図４】本発明を適用した誘導結合プラズマ・アッシン
グ装置の一構成例において、Ｈ₂ プラズマ処理時の使用
状態を示す模式的断面図である。

【図５】本発明を適用した誘導結合プラズマ・アッシン
グ装置の一構成例において、Ｏ₂ プラズマ・アッシング
時の使用状態を示す模式的断面図である。

【図６】従来のレジスト・アッシングを行う前のサンプ
ル・ウェハにおいて、接続孔をエッチングした状態を示
す模式的断面図である。

【図７】図６の有機レジスト・パターンをアッシングす
る途中で接続孔の異方性形状が劣化した状態を示す模式
的断面図である。

【符号の説明】

２下層側ＳｉＯｘ膜３有機低誘電体膜４上層側ＳｉＯｘ膜５層間絶縁膜６有機レジスト・パターン７接続孔１５，３２アッシング・チャンバ１８，３８ステージ１９，３９冷却配管２１，４１バイアス印加用ＲＦ電源４３Ｏ₂ ボンベ４５Ｈ₂ ボンベＰ_H ヘリコン波プラズマＰ_I 誘導結合プラズマＷウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/3065 H01L 21/027

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】膜厚方向の少なくとも一部に有機低誘電
体膜を含む層間絶縁膜上に形成された有機レジスト・パ
ターンを、前記有機レジスト・パターンを保持する基板
の温度を−７０〜−３０℃に制御し、前記有機低誘電体
膜に対して選択比を確保しながら酸素系活性種を用いて
アッシングするレジスト・アッシング方法。
【請求項２】前記酸素系活性種は、酸素プラズマもし
くはオゾンである請求項１記載のレジスト・アッシング
方法。
【請求項３】前記アッシングは、前記基板にバイアス
電力を印加しながら行う請求項２記載のレジスト・アッ
シング方法。
【請求項４】前記アッシングに先立ち、水素系活性種
によるプラズマ処理を行うことにより前記有機レジスト
・パターンの表面硬化層を除去する請求項２記載のレジ
スト・アッシング方法。
【請求項５】前記水素系活性種によるプラズマ処理
は、前記基板の温度を室温より高い温度に制御しながら
行われる請求項４記載のプラズマ・アッシング方法。
【請求項６】前記水素系活性種によるプラズマ処理
は、前記基板を前記ステージから離間させることによ
り、アッシング時よりも該基板とプラズマとの距離を小
とした状態で行われる請求項５記載のプラズマ・アッシ
ング方法。
【請求項７】酸素系活性種の生成手段と、前記酸素系活性種を用いてアッシングを行うためのチャ
ンバと、アッシングの対象となる基板を前記チャンバ内で保持す
るステージと、前記ステージを介して前記基板の温度を−７０〜−３０
℃に制御する温度制御手段とを備えるアッシング装置。
【請求項８】前記酸素系活性種がプラズマ中に生成さ
れる請求項７記載のアッシング装置。
【請求項９】前記ステージは、バイアス電力印加手段
に接続される請求項８記載のアッシング装置。
【請求項１０】前記プラズマは、少なくとも５ｍＡ／
ｃｍ^２以上のイオン電流密度を有する請求項８記載のア
ッシング装置。
【請求項１１】前記酸素系活性種の生成手段が、酸素
系ガスの供給と水素系ガスの供給とを随時切り替え可能
なガス供給系統に接続される請求項７記載のアッシング
装置。
【請求項１２】前記ステージが、前記基板を該ステー
ジに対して当接／離間自在となす基板昇降手段を備える
請求項１１記載のアッシング装置。