JPH0522379B2 - - Google Patents

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JPH0522379B2
JPH0522379B2 JP58059232A JP5923283A JPH0522379B2 JP H0522379 B2 JPH0522379 B2 JP H0522379B2 JP 58059232 A JP58059232 A JP 58059232A JP 5923283 A JP5923283 A JP 5923283A JP H0522379 B2 JPH0522379 B2 JP H0522379B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、プラズマ処理装置に係り、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ツチング後の金属の腐食防止
に好適なプラズマ処理装置に関するものである。
〔発明の背景〕
従来のプラズマ処理装置について第1図より説
明する。
アルミニウム配線膜のドライエツチングの場合
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。そのためエツ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。
ところで装置構成は第2図に示すようになつて
いる。
即ち取入口4から取り入れられた被処理物1
は、下部電極3上に載せられる。エツチング室6
は、排気口2に接続され、図示しない真空排気装
置によつ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はエツチングされる。
エツ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。
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
う問題点があつた。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。
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
るとエツチング処理前の塩素イオン濃度レベル6
5まで下げることが判つた。エツチング後の塩素
イオン濃度レベルは64に示した。このように従
来のドライエツ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つた。
更に、従来の装置においては、エツチング室6
とプラズマ処理室10とは、開閉装置9を介して
隣接しているために、エツチングを終えた被処理
物1を、開閉装置9を介してエツチング室6から
プラズマ処理室10に搬入する際に、エツチング
室6内の残留ガスがプラズマ処理室10に拡散し
てプラズマ処理室10の内部を汚染し、また、プ
ラズマ処理室10内の残留ガスがエツチング室6
に拡散してエツチング室6の内部を汚染してしま
い、いわゆるクロスコンタミネーシヨンより、処
理の不安定化を引き起こす原因の一つとなつてい
た。
〔発明の目的〕
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装置を提
供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、エツチング室とプラズマ処理室との
間に基板搬送室を設け、エツチング室とプラズマ
処理室とが同時に基板搬送室と真空的に接続しな
いようにすることで、エツチング室の残留ガスと
プラズマ処理室の残留ガスとによるクロスコンタ
ミネーシヨンを防止し、処理の安定化を図つたも
のである。更に、被処理物の保持手段を、被処理
物をプラズマ処理によるプラズマ灰化を行なうと
きにプラズマにより加熱された被処理物の熱が他
へ逃げにくい構造としたことにより、被処理物が
200℃以上の温度でプラズマ灰化処理されるよう
にして、エツチング処理時に被処理物に吸着した
エツチング処理ガスが除去されるようにしたこと
により、被処理物中のアルミ配線膜等の微細金属
配線パターンの腐食を防止できるようにしたもの
である。
〔発明の実施例〕
以下、本を図に示す実施例にもとづいて具体的
に説明する。
本発明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。
本実施例は、基本的には、ドライエツチング室
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。
ドライエツチング室28及びプラズマ処理室4
0は、図示しない反応ガス供給装置により、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。
ドライエツチング室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によつて、チヤンバ26から絶縁され、同
時にシールドケース50によつて囲まれている。
プラズマ処理室40には、外部電極36及び4
2が設置されており、各電極間には高周波電源3
9によつて高周波電圧が付加される。なお、チヤ
ンバ38は石英製である。
次に搬送機構群の説明を行う。
下部電極23は、駆動系46により回転し、位
置制御される。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つて上下に動く。
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、エツチング室28と、中継室
30の間には開閉装置(開閉手段)29が設置さ
れている。さらに、ベルト搬送機構51及び、可
能ベルト搬送機構52により、積層装置(保持手
段)32内に被処理物27を搬入できるようにな
つている。
積載装置32は、駆動系33を駆動源とした駆
動装置によつて上下動され、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5
2が、駆動系55によつて第4図52aの位置か
ら52bの位置に移動することによつて積載装置
32はプラズマ処理室40内に搬入可能になる。
次に動作の説明を行う。
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、ドライエツチング室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、
反応ガス四塩化炭素を用いた時、プラズマ状態に
なつた反応ガスにより、被処理物27はドライエ
ツチングされる。
エツ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。
中継室30に搬送された被処理物27は、ベル
ト搬送機構51によつ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32は、ステツ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はフオトセンサ
54により被処理物27の積載を確認した上で上
昇する。
積載を完了した時、開閉装置29は閉じられ、
ドライエツチング室28の雰囲気による中継室3
0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32
bのごとく搬入される。
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化合物も除去
される。また、本実施例においては、被処理物2
7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とつた熱を
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27の表面がプラズマにさらされることに
より被処理物27表面の塩化物は気化しあるいは
分解し、取り除かれる 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。
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。
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。
すなわち、ドライエツチング室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
置を用いて行つているために、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。
以上、アルミニウム配線膜のドライエツチング
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ツチング後の腐食
防止処理にも適用できることは容易に推察でき
る。
また、本実施例では、プラズマ処理室40にお
いて、複数の被処理物27を積載装置32に積載
して、それらを同時にプラズマ処理するいわゆる
バツチ処理方法について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、被処理物27を1
枚ずつ処理するいわゆる枚葉処理方法であつても
同様な効果が得られることは明白である。
さらに、ドライエツチング室の構造も、平行平
板形のドライエツチング室にかぎらず、円筒形ド
ライエツチング室、イオンビームによるドライエ
ツチング室及びマイクに波放電によるドライエツ
チング室などにも適用可能であることは容易に推
察できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、エツチン
グ室とプラズマ処理室との間に高真空の基板搬送
室を配置し、かつ、各室間を開閉装置で真空的に
分離することにより、エツチング室の残留ガスと
プラズマ処理室の残留ガスとにより互いの室内の
内壁を汚染する所謂クロスコンタミネーシヨンを
防止でき、プラズマによるエツチング又は灰化処
理を安定に行なうことができるという効果を得ら
れる。
更に、本発明によれば、ドライエツチングした
被処理物を、大気に曝すことなく真空内で連続し
てプラズマ処理によるプラズマ灰化を行なえるの
で、例えば塩化物など、ドライエツチング時に被
処理物表面に吸着されて金属配線膜の腐食の原因
となる物質を、大気中の水分と結合することなく
除去することができるので、本発明を半導体の配
線膜加工工程に応用することにより、半導体生産
の歩留まりを向上できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は残留塩素量と温度の関係を示したグラ
フ、第2図は従来のドライエツチング装置の縦断
面図、第3図は本発明による第1の実施例の縦断
面図、第4図は第3図A−A断面図、第5図は第
4図のB−B断面図、第6図は第5図の積載装置
32及び可動ベルト搬送機構52をC方向から見
た図である。 28……ドライエツチング室、29……開閉装
置、36……中継室、30……積載装置、35…
…シール、40……プラズマ処理室。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被処理物をドライエツチング処理するドライ
    エツチング室と、 該ドライエツチング室と接続し、該ドライエツ
    チング室とは第1の開閉手段によつて真空状態を
    分離・接続され、該ドライエツチング室でドライ
    エツチング処理された前記被処理物を中継する中
    継室と、 前記被処理物を前記ドライエツチング室から前
    記中継室へ搬送する第1の搬送手段と、 前記中継室と接続し、前記中継室とは第2の開
    閉手段によつて真空状態を分離・接続され、前記
    中継された被処理物をプラズマ灰化処理するプラ
    ズマ処理室と、 前記被処理物を前記中継室から前記プラズマ処
    理室へ搬送する第2の搬送手段と 該第2の搬送手段により搬送された前記被処理
    物を前記プラズマ処理室内で保持する保持手段を
    備え、 前記ドライエツチング室において、前記第1の
    開閉手段により前記中継室と真空を分離した状態
    でドライエツチング処理された前記被処理物を、
    真空中で前記中継室を経由して前記プラズマ処理
    室に搬送し、前記プラズマ処理室において、前記
    第2の開閉手段により前記中継室と真空を分離し
    た状態でプラズマ灰化処理することを特徴とする
    プラズマ処理装置。 2 前記保持手段は前記被処理物を局部で接する
    ようにして保持し、前記保持手段により保持され
    た前記被処理物を、前記プラズマ処理室内におい
    てプラズマ灰化処理することを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のプラズマ処理装置。 3 前記プラズマ処理室において、前記保持手段
    で保持された前記被処理物の温度が200℃以上で
    前記プラズマ灰化処理を行うことを特徴とする特
    許請求の範囲第2項記載のプラズマ処理装置。
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