JPH0383337A - 後処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は後処理方法に係り、特にＡＩ２系配線材料にお
けるエツチング処理後の防食処理に好適な後処理方法に
関するものである。

］従来の技術】 従来の後処理方法は、例えば特開昭５８−８７マにより
アッシング処理を施こすことによって、防食処理を行な
っていた。

〔発明が解決しようとする課題１ 上記従来技術はエツチング処理後の残留は着物除処の点
について配慮がされておらず１例えば塩素糸ガスによる
ＡＩ２系配線膜、特にＡｆｆ系配線膜の下層にバリヤメ
タル層としてＴｉＷ膜やＴｉＮ膜を用いた場合のエツチ
ング処理後に、被エツチング処理膜の側壁に付着した残
留付着物が充分除去できず、配線膜材料間の局部電池作
用と残留付着物成分中に含まれる塩素成分によって、Δ
β系配線膜に腐食が発生しやすいという問題があった。

本発明の第１の目的は、／ｌ系配線膜に対し高い防食性
能を得ることのできる後処理方法を提供することにある
。

本発明の第２の目的は、ＡＩ２系配線膜の後処理におい
て、高い防食性能を有した防食処理とアッシング処理と
を同時に行なうことのできる後処理方法を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的は、Ａｃ系配線材料の後処理方法におい
て、少なくともＨ成分を有するプラズマにて処理をする
工程を有したものである。

上記第２゛の目的は、／ｌ系配線材料の後処理方法にお
いて、少なくともＨ成分とＯ成分とを有するプラズマに
て処理する工程を有したものである。

〔作　　　用］ ＡＪ２配線材料の後処理において、少なくともＨ成分を
有するプラズマで処理することにより、エツチング処理
でＡｇ配線材料に付着した残留付着物、特に塩素成分（
（１）が、Ｈと反応して塩化水素（ＨＣＩ２）となって
有効に除去されるので、Ａｆｆ配線材料の高い防食性能
を得ることができる。

また、Ａｆｆ配線材料の後処理において、少なくともＨ
成分とＯ成分とを有するプラズマで処理することにより
、エツチング処理でＡＩ２配線材料に付着した残留付着
物、特に塩素成分（（１）が。

Ｈと反応して塩化水素（ＨＣ９）となって有効に除去す
るとともに、ＡＩ２配線材料に設けたレジストがＯと反
応して除去されるので、高い防食性能を有した防食処理
とアッシング処理とを行なうことができる。

【実　施　例Ｊ 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図により説
明する。

第１図はエツチング処理と後処理を真空下で連続して行
なうことが出来る連続処理装置の一例を示す。

第１図に示す装置では、バッファ室３とロードロック室
４，９とエツチング室６と後処理室８とが真空排気可能
であり、それぞれの室は独立して気密装置により仕切る
ことが可能となっている。

この装置を用いた処理の流れとしては、被処理物がロー
ド側カセットｌから直進アーム２によってロードロック
室４に運ばれた後、大気から図示しない排気装置により
減圧排気される。その後、あらかじめ減圧排気されたバ
ッファ室３を経由して旋回アーム５によって、減圧排気
されたエツチング室６へ送られる。このエツチング室に
て所定のエツチング処理を行なったのち、旋回アーム７
によって、これもまたあらかじめ減圧排気された後処理
室８へ運ばれる。後処理室８で処理された被処理物は、
ふたたび旋回アーム７でロードロック室９に運ばれる。

ロードロック室９が気密装置によりバッファ室３と仕切
られた後、ロードロック室９内はＮ、ガスにより大気圧
にまで昇圧される。その後、被処理物は直進アーム１０
によりアンロード側カセット１１へ収納し一連の処理を
終る。

第２図は、第１図に示した後処理室８の縦断面図を示す
。

第２図において、プラズマ発生室４０と処理室６０は真
空に保たれており、アルミニウム製の多孔板５０によっ
て仕切られている。導入ガスをプラズマ化する手段は、
この場合マイクロ波を利用して行ない、プラズマ発生室
４０に開口部を設け、該開口部に石英製の窓３０を取付
けて、マイクロ波導波管２０の端部にマイクロ波発振器
１５を設けてなる。

排気手段は処理室６０の排気ロア０につながれ、圧力制
御弁８０及び図示しない真空ポンプからなる。ガス供給
手段は１図示を省略したガス供給源からガス供給管４４
を介してプラズマ発生室４０のガス供給口４２につなが
る。この場合、酸素ガス（Ｏ１）とＨ成分を有するメタ
ノールガス（ＣＨ３ＯＨ）をそれぞれ流量制御弁４６．
４８で調整し、それぞれのガスを供給可能に構成してい
る。

処理室６０には試料９０が搬入され、試料台１００上に
載置される。

なお、試料台ｌＯＯは加熱装置１０５により加熱でき、
プラズマ処理中の試料を加熱できるよう構成している。

第１図及び第２図に示した構成の装置により、マイクロ
波発振器１５より発生した周波数２．４５Ｇ）Ｉｚのマ
イクロ波は、マイクロ波導波管２０内を進行し石英製の
窓３０を介してプラズマ発生室４０内に導かれる。プラ
ズマ発生室４０に導入された処理用ガスにマイクロ波が
印加されプラズマ発生室４０にプラズマが発生する。プ
ラズマ発生室４０と処理室６０の間にはアルミニウム製
の多孔板５０が設けてあり、マイクロ波が処理室６０に
進行するのを防止し、主にラジカル成分が処理室６０に
導かれるようにしである。

上記構成の装置により、まず、エツチング室６において
、ＡＪ２系配系膜線膜成した試料９ｏを塩素系ガスを用
いてエツチング処理する。なお、エツチング後には配線
パターン形成用のマスク材であるレジストとともに、エ
ツチング処理中に付着した残留付着物（Ｃ，Ｈ，Ｃβ、
へβ等）が残る。

次に、レジストおよび残留付着物が残った試料９０を後
処理室８に送って、後処理を行なう、後処理は次のよう
に行なう、この場合、流量制御弁４６および４８を調整
し、Ｕ素ガス（Ｏ３）とメタノールガス（ＣＨ、ＯＨ）
とを混合してプラズマ発生室４０内に導入し、マイクロ
波発振器１５からマイクロ波をプラズマ発生室４０内に
導入する。これにより、水素成分（Ｈ）と酸素成分（Ｏ
）ｉ５よびその他の成分のプラズマが発生し、この場合
、処理室６０側へラジカル主体のプラズマが導かれ、残
留付着物およびレジストが除去される。

プラズマ中のＨやＯは、残留付着物中の塩素成分と反応
して塩化水素（ＨＣβ）を生成して除去したり、Ｈ，Ｏ
となって塩素成分を溶解、希釈したりして、Ａβ系配線
膜の腐食の原因を取り去る。また、プラズマ中のＯは、
レジストと反応してレジスト除去を行なう。

このように、メタノールガスと酸素ガスとを混合したプ
ラズマにより、ＡＩ２Ｉ２系膜ｍ膜処理を行なうので、
残留付着物中の残留塩素成分を除去できるとともに、酸
素成分によるレジスト除去（アッシング処理）が行なえ
る。

なお、メタノールガスと酸素ガスとを混合してプラズマ
化し、防食処理とアッシング処理とを同時に行なうもの
について説明したが、それぞれのガスプラズマで工程を
分けて行なっても良い、また、防食処理としてメタノー
ルガスと酸素ガスとの混合ガスによるプラズマで処理し
、アッシング処理として酸素ガスのみ又は酸素ガスを含
むガスのプラズマで処理するように、処理ガスを切り替
えて行なうようにしても良い。

次に、本実施例により、Ａｅ系配綿膜としてＡ２膜を用
いて、従来の後処理と本実施例の後処理との比較例を説
明する。

第３図は本実施例による残留塩素量低減効果を示す図で
ある。第３図の処理Ａは従来の酸素（ＯＸ）と四弗化炭
素（ＣＦ４）との混合ガスプラズマ処理を２分間行なっ
た場合を示す、処理Ｂはメタノールと酸素の混合ガスで
１分間処理を行なった後、酸素プラズマによって１分間
追加処理を行なった場合の残留塩素量を示す、試料は６
インチ配線パターン付Ａβ膜ウェハでＡＩ２膜厚８００
ｎ＋ｓのものを用いた。

処理Ａは酸素４００　ｃｃ／ｗｉｎ、四弗化炭素２０ｃ
ｃ／ｍａｉｎ、処理圧力１６０Ｐａで処理した。処理Ｂ
は最初にメタノール８０　ｃｃ／ｉ＋ｉｎ、酸素４００
　ｃｃ／ｗｉｎ。

処理圧力１６０Ｐａで処理し、次に酸素４００ｃｃ／ｓ
ｉｎ、処理圧力１６０Ｐａで処理した。なお、処理Ｂは
レジストアッシング速度が酸素と四弗化炭素との混合ガ
スとほぼ同等の値が得られる試料台温度２５０℃に設定
して処理を行なった。

試料台１００の設定温度はレジストのアッシング速度と
ＡＩ２系配Ｍ膜の熱的ダメージとの関係から２００℃〜
３５０℃に設定することが望ましい。

第３図に示したように、８．０を含むガスプラズマ処理
を行なうことによって、残留付着物中の塩素成分をこの
場合、約半分に低減できた。塩素成分の低減に対する詳
細な作用は明確ではないが、Ｈｌｏを含むガスプラズマ
中のＨ２あるいはＨｘ　Ｏ成分が残留塩素成分（（１）
に作用して塩化水素（ＨＣｆｆ）を発生したり、残留塩
素成分を局部的に溶解、希釈するものと考えられる。

以上、本実施例によれば１．ｌ系配線膜エツチング処理
後に残留する残留塩素量を従来よりはるかに減少させる
ことができ、Ａｇ系配線膜のエツチング処理後の防食性
能を向上させることができるという効果がある。

なお、本実施例ではメタノール（ＣＨｓＯＨ）を用いた
例を示したが、エタノール（ＣヨＨ，０Ｈ）やアセトン
（ＣＨｍ　Ｃ０ＣＨｓ）を用いたガスプラズマや、これ
らのガスと酸素（Ｏｌ）との混合ガスプラズマあるいは
水素（ｔ−ｘｉ）やメタン（ＣＨ４）と酸素との混合ガ
スでもＡ２系配綿膜の防食処理に対して同様な効果があ
る。

また、メタノール等のＨ成分およびＯ成分を有するガス
のみ、あるいはメタノール等のガスと酸素との混合ガス
によるプラズマ処理後に、Ｗ１素ガスプラズマ処理を行
なって、後処理が確実になるようにした方が良いが、メ
タノール等のガスと酸素との混合ガスによるプラズマ処
理のみでレジストがアッシングできる場合には追加の酸
素プラズマ処理は行なわなくてもよい。

さらに、本−実施例で記載した後処理部の装置構成は、
マイクロ波による６のであったが、ＲＩＥ方式等の他の
方式によるものでも良い、また、本−実施例では第１図
に示すように、エツチング処理と後処理とが連続的に行
なえる装置としているが、これに限られるものではない
。

次に、他の装置の例を第４図、第５図により説明する。

第４図に示す装置は、例えば第１図に示した装置にさら
に公知のアッシング処理機構を内設した装置構成となっ
ている。第５図はそれを外設した場合の装置構成となっ
ている。

これらの装置構成は、パターン形成用レジスト材の成分
中にシリコン（Ｓｔ）系材料が用いられている場合の防
食処理に特に有効となる。レジスト材の成分にシリコン
系材料が用いられている場合（シリコン系無機レジスト
あるいはシリコンホトレジスト等）には、酸素ラジカル
主体のアッシング処理ではレジスト材中のシリコンが酸
素ラジカルと反応し酸化シリコンを形成し残留するため
、充分なレジストアッシング処理が出来ないという問題
がある。残存したレジストは、残留塩素による配線腐食
発生の原因や配線膜上の絶縁膜形成時に異物として残る
ため１回路の絶縁不良等製造上の歩留り低下を招くので
極力除去することが望ましい。

第４図および第５図に示すような構成の装置では、後処
理（１）でメタノールあるいはメタノールと酸素との混
合ガスによるプラズマ処理を行なった後、シリコン系レ
ジスト残留物を除去するための後処理（２）を行なう、
後処理（２）は、試料台温度を５０℃以下にして、酸素
と弗素系ガスによるプラズマ処理を行なうものである。

これにより、防食処理（後処理（１））とレジストアッ
シング処理後処理（２）を達成することができる。

なお、後処理（２）、すなわち、酸素と弗素系ガスによ
るプラズマ処理において、試料９０がバリヤーメタルの
場合、試料台温度はＡＩ２系配線膜の下層膜であるＴｉ
Ｎ膜、ＴｉＷ膜等のサイドエツチング防止のため５０℃
以下に設定することが望ましい。

［発明の効果］ 本発明によればＡＩ２Ｉ２系膜ｍ膜ツチング処理後に残
留する塩素成分を含む側壁付着物とレジストを有効に除
去できるのでＡｌ１あるいはＡｌ合金膜に対して高い防
食性能が得られるという効果がある６ また、ＡＪＺ系配系膜線膜処理において、高い防食性能
を有した防食処理とアッシング処理とを同時に行なうこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を実施するための装置の一例を示す平面
図、第２図は第１図の装置をＡ−Ａから見た後処理装置
の縦断面図、第３図は本発明の防食処理効果である残留
塩素量を示す図、第４図および第５図は本発明を実施す
るための他の装置例を示す概略構成図である。 ８−−−一−−後処理室、１５−−−−−−マイクロ波
発振器、　４０−−−−−−プラズマ発生室、４６．４
８−−−一一一流量制御弁、　６０−−−−−一処理室
、　８０−−−−−−圧力制御弁、９０−−−−−一試
料、１口０−−−−一試料寥 回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ａｌ系配線材料の後処理方法において、少なくとも
   Ｈ成分を有するプラズマにて処理する工程を有すること
   を特徴とする後処理方法。 ２、前記Ｈ成分を有するプラズマが、メタノール（ＣＨ
   ＿３ＯＨ）、エタノール（Ｃ＿２Ｈ＿５ＯＨ）、アセト
   ン（ＣＨ＿３ＣＯＣＨ＿３）、水素（Ｈ＿２）、メタン
   （ＣＨ＿４）のいずれかのガスのプラズマである請求項
   １記載の後処理方法。 ３、Ａｌ系配線材料の後処理方法において、少なくとも
   Ｈ成分とＯ成分とを有するプラズマにて処理する工程を
   有することを特徴とする後処理方法。 ４、前記Ｈ成分とＯ成分を有するプラズマが、メタノー
   ル（ＣＨ＿３ＯＨ）、エタノール（Ｃ＿２Ｈ＿５ＯＨ）
   、アセトン（ＣＨ＿３ＣＯＣＨ＿３）、水素（Ｈ＿２）
   、メタン（ＣＨ＿４）のいずれかと、酸素（Ｏ＿２）と
   の混合ガスのプラズマである請求項３記載の後処理方法
   。 ５、請求項３記載の後処理方法において、前記処理工程
   の後に、酸素と弗素系ガスとの混合ガスのプラズマによ
   る処理工程を行なう後処理方法。