JPH1027788A - 試料後処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エッチング処理後の試料からレジストと側壁付
着物とを高速かつ低ダメージに有効に除去する試料の後
処理方法を提供する。 【解決手段】レジストを有しエッチング処理された試料
を後処理室内に搬入する工程と、ガスプラズマのラジカ
ル成分を主体に、前記後処理室内に搬入した前記試料か
ら前記レジストを除去する工程と、前記後処理室内の処
理圧力を、前記レジスト除去工程時より更に減圧する工
程と、該減圧状態で、前記試料から側壁付着物を除去す
る工程とを有することにより、達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料後処理方法に
係り、特に半導体素子基板等の試料でエッチング処理さ
れた試料を後処理するのに好適な試料後処理方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子基板等の試料でエッチング処
理された試料を後処理する技術としては、例えば、特開
昭５８−１６４７８８号公報に記載のようなものが知ら
れている。

【０００３】特開昭５８−１６４７８８号公報に記載の
技術では、マイクロ波を酸素ガスと四塩化炭素ガスとの
混合ガスに印加してガスプラズマを発生させ、該ガスプ
ラズマ中の励起した原子あるいは分子を安定に移送して
パターン形成様マイクであるレジスト除去処理が実施さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、エ
ッチング処理後の試料からガスプラズマを利用してレジ
ストは除去されるが、しかし、エッチング処理後の試料
の側壁付着物を除去する点について、何等配慮されてい
ない。

【０００５】つまり、上記従来技術では、例えば、塩素
系ガスプラズマを利用して、例えば、アルミニウム（Ａ
ｌ）合金膜、特にＡｌ合金膜の下層にバリヤメタル層と
してチタンタングステン（ＴｉＷ）やチタンナイトライ
ド（ＴｉＮ）等を用いた場合のエッチング処理後におけ
るレジストはガスプラズマを利用して除去されるが、し
かし、エッチング処理時に側壁に付着した側壁付着物を
充分に除去し得ない。

【０００６】従って、該試料をこのままの状態で、例え
ば、大気に露呈させた場合、側壁付着物中に含まれる残
留塩素成分と大気中の水分との作用によって該試料に腐
食が発生するといった問題が生じる。

【０００７】本発明の目的は、エッチング処理後の試料
の防食性を向上できる試料後処理方法を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、試料後処理
方法を、レジストを有しエッチング処理された試料を後
処理室内に搬入する工程と、ガスプラズマのラジカル成
分を主体に、前記後処理室内に搬入した前記試料から前
記レジストを除去する工程と、前記後処理室内の処理圧
力を、前記レジスト除去工程時より更に減圧する工程
と、該減圧状態で、前記試料から側壁付着物を除去する
工程とを有することにより、達成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】レジストを有しエッチング処理さ
れた試料、例えば、塩素系ガスプラズマを利用してエッ
チング処理されたＡｌ合金膜を有する試料は、大気に露
呈されることなく、例えば、真空雰囲気を介して後処理
雰囲気に移送されて保持手段に保持される。一方、ガス
プラズマ生成手段によりガスプラズマ、例えば、酸素を
含むガスプラズマが減圧下で生成される。エッチング処
理後の上記試料のレジストは、レジスト除去処理手段に
より上記ガスプラズマのラジカル成分を主体として除去
される。

【００１０】また、エッチング処理後の上記試料の側壁
付着物は、側壁付着物除去処理手段により上記ガスプラ
ズマのイオンのスパッタ作用により除去される。

【００１１】従って、該試料を、その後、例えば、大気
に露呈したとしても側壁付着物が除去されているので、
該試料に腐食が発生するのを防止できる。なお、レジス
ト除去処理がラジカル反応主体で実施されるので、試料
が半導体素子基板の場合、その素子に与えられるダメー
ジを低減できる。

【００１２】以下、本発明の一実施例を図１、図２によ
り説明する。

【００１３】図１において、プラズマ生成室１０と後処
理室２０とは、その内部を真空に保持され、この場合、
両室は、Ａｌ製の多孔板３０で仕切られている。処理ガ
スをプラズマ化するしゅだんとしては、この場合、マイ
クロ波を利用して処理ガスをプラズマ化する手段が用い
られる。

【００１４】つまり、プラズマ生成室１０の、この場
合、頂壁に開口部を設け、該開口部に石英製の窓を取付
け、マイクロ波導波管５０の端部にマイクロ波発振器６
０を設けて成る。排気手段は、後処理室２０の排気口２
１に連結され、圧力制御弁７０および真空ポンプ（図示
省略）等から成る。ガス供給手段は、プラズマ生成室１
０のガス導入口１１に連結され、この場合は、例えば、
酸素ガスと弗化炭素系ガス（例えば、四塩化炭素）とを
それぞれ流量制御弁８０、８１で調整し、それぞれのガ
スを混合して供給するガス供給管８２等から成る。

【００１５】なお、後処理室２０内には、エッチング処
理済みの試料９０が搬入されて試料台１００上に載置さ
れる。

【００１６】図２は、図１の後処理装置を用い、エッチ
ング処理と後処理とを真空下で連続して行うことができ
る処理装置の平面断面図を示し、一連の処理の概略手段
を説明するために用いる。

【００１７】図２に示す処理装置では、バッファ室１１
０、ロードロック下１２０、１３０、エッチング室１４
０および後処理室２０は真空排気可能であり、それぞれ
の室は、独立して気密手段（図示省略）により仕切るこ
とが可能となっている。

【００１８】該装置を用いた処理の流れとしては、試料
９０がロード側のカセット１５０から直進アーム１６０
によってロードロック室１２０内に運ばれた後に、大気
圧から排気装置（図示省略）により減圧排気される。こ
の後、予め減圧排気されているバッファ室１１０内を経
由して施回アーム１７０によって減圧排気されているエ
ッチング室１４０内へ送られる。

【００１９】このエッチング室１４０にて所定のエッチ
ング処理を行った後、施回アーム１７１によって、これ
もまた予め減圧排気されている後処理室２０内された試
料は、再び施回アーム１７１でロードロック室１３０に
運ばれる。ロードロック室１３０内は、気密手段により
バッファ室１１０内と仕切られる。その後、ロードロッ
ク室１３０内は、リークガス、例えば、Ｎ₂ガスにより
大気圧まで昇圧された後に、大気開放される。その後、
試料は、直進アーム１６１によりアンロード側のカセッ
ト１５１へ収納されて一連の処理が終了する。

【００２０】図１、図２で、マイクロ波発振器６０より
発生した周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波はマイクロ
波導波管５０内を進行し石英製の窓４０を介してプラズ
マ生成室１０内に導かれる。プラズマ生成室１０に導入
された処理用混合ガスにマイクロ波が印加されプラズマ
生成室１０にプラズマが生成される。プラズマ生成室１
０と後処理室２０の間には、Ａｌ製の多孔板３０が設け
てあり、マイクロ波が後処理室に進行するのを防止し、
主にラジカル成分が後処理室２０に導かれる。

【００２１】本実施例による後処理ではレジストを除去
するアッシング処理工程を後処理室２０に導かれたラジ
カルを主成分として行う側壁付着物処理工程を後処理室
２０内の処理圧力を圧力制御弁７０を制御してアッシン
グ処理工程時よりさらに減圧し、プラズマ生成室１０に
発生したイオンを後処理室２０内を減圧することにより
イオンの平均自由工程を大きくして導き、試料９０の配
線膜パターンの側面に残った側壁付着物をイオンのスパ
ッタ効果により除去するものである。

【００２２】本実施例によれば、塩素化合物、例えば、
塩素系ガスプラズマを利用してのＡｌエッチング処理後
に残留する残留塩素量を従来よりはるかに現象すること
ができ、ＡｌあるいはＡｌ合金膜および下層にＴｉＷ、
ＴｉＮ等のバリヤメタル層を有するＡｌ合金膜のエッチ
ング処理後の防食性能を向上することができる。

【００２３】次に、図３を用いて本発明の他の実施例を
説明する。図３において図１と同一装置等には同符号を
用いて、説明は省略する。図３に示す装置は第１図で示
した装置に試料台１００を上下動するための駆動装置１
８０と上下動可能な直空気密部材１８１を付設した構成
となっている。

【００２４】本実施例では、先に述べた一実施例と同様
にレジストを除去するためラジカルを主成分としてアッ
シング処理工程を行う、側壁付着物処理工程では試料９
０を載置した試料台１００を可動可能な気密部材１８１
と上下駆動装置１８０によって多孔板３０に近づけて行
うものである。試料９０を多孔板３０に近づけることに
より試料９０がプラズマ生成域に近くなり多孔板３０よ
り流入するイオン作用効果が増加し、側壁付着物がより
有効に除去できる。

【００２５】一方、試料台高さを任意に制御することで
試料に与えるイオンダメージをも制御することが可能と
なる。また、前述した後処理室内を減圧する実施例と本
実施例を組合せれば側壁付着物はさらに有効に除去可能
となる。

【００２６】次に図４を用いて本発明のさらに他の実施
例を説明する。図４において図１と同一装置等には同符
号を用いて、説明は省略する。図４に示す装置は図１で
示した装置に試料台１００にバイアス印加用の電源、例
えば、高周波電源１９０により高周波出力を印加すると
ともに、試料台１００と後処理室２０との間の電気的絶
縁を確保する目的で絶縁部材２００を付設した構成とな
っている。

【００２７】本実施例では、図１を用いて述べた一実施
例と同様にレジストを除去するアッシング処理工程をラ
ジカルを主成分として行う、側壁付着物処理工程を試料
９０を載置した試料台１００に高周波電力を印加し、試
料表面に高周波バイアス電圧を発生させ、バイアス電圧
によりイオンのスパッタ作用により側壁付着物が除去で
きる。

【００２８】また、本実施例では高周波印加電力を任意
に制御することにより側壁付着物の除去速度とイオン衝
撃による基板ダメージの程度を調節することが可能とな
る。

【００２９】図５は、図１、図３および図４で示した後
処理の処理手順を示す図である。

【００３０】本発明による後処理方法では最初に配線パ
ターンのレジスト膜をラジカル成分を主体としてアッシ
ング処理を行った後、残留側壁付着物をイオンのスパッ
タ効果により除去することを特徴とするものである。

【００３１】この処理手順によればレジスト成分を酸素
を主体とするガスで低ダメージで、かつ、高速に除去可
能であり、残留側壁付着物の表面がレジスト除去の際に
酸化あるいは弗化されてもイオンのスパッタ作用により
除去することができ、おのおのの処理に最適な処理条件
を個別に設定可能となるので残留塩素成分をかつ有効に
除去可能となる。

【００３２】以上、本発明によればＡｌあるいはＡｌ合
金膜の後処理が低ダメージでかつ高い防食性能を得るこ
とができる。

【００３３】なお、以上の各実施例における後処理では
プラズマ生成室と後処理室間に多孔板を設けた例を述べ
たが後処理に低ダメージ性が強く要求されない場合には
多孔板を取除いて処理を行ってもよい。この場合には試
料が直接プラズマにさらされるためイオンスパッタ効果
が高まりさらに効果的に残留塩素成分を除去することが
できる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、エッチング処理後の試
料からレジストと側壁付着物とを高速かつ低ダメージに
有効に除去できるので、エッチング処理後の試料の防食
性を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す後処理装置の縦断面図
である。

【図２】図１の装置を用いたエッチング処理と後処理と
を連続して行う装置の平面断面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す後処理装置の縦断面
図である。

【図４】本発明の更に他の実施例を示す後処理装置の縦
断面図である。

【図５】本発明における後処理の処理手順を示す説明図
である。

【符号の説明】

１０…プラズマ生成室、２０…後処理室、３０…多孔
板、４０…石英製の窓、５０…マイクロ波導波管、６０
…マイクロ波発振器、７０…圧力制御弁、８０、８１…
流量制御弁、１００…試料台。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 陽一 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レジストを有しエッチング処理された試料
   を後処理室内に搬入する工程と、 ガスプラズマのラジカル成分を主体に、前記後処理室内
   に搬入した前記試料から前記レジストを除去する工程
   と、 前記後処理室内の処理圧力を、前記レジスト除去工程時
   より更に減圧する工程と、 該減圧状態で、前記試料から側壁付着物を除去する工程
   とを有することを特徴とする試料後処理方法。