JPH08293485A - アッシング方法 - Google Patents

アッシング方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ａｌエッチング後のアッシング処理におい
て，Ａｌ配線の信頼性低下を招くことなく，短い処理時
間でＡｌ腐食防止とレジスト剥離を完全に行う。 【構成】 ウェハ１１は，Ａｌエッチング後，Ａｌエッ
チング室から真空中で搬送され，大気に触れることなく
アッシング室１５に運ばれる。ウェハ搬送後，まず最初
に，ガス導入口３１よりＣＨ3 ＯＨガス２００ｓｃｃｍ
を導入し，圧力を１．２Ｔｏｒｒに調節する。次に，マ
イクロ波電流４５０ｍＡを供給しプラズマを生成する。
ウェハ１１はＣＨ3 ＯＨプラズマのダウンフロー方式に
より処理される。次に，ＣＨ3 ＯＨガス供給を止め，引
き続きガス導入口３１より酸素ガス４００ｓｃｃｍを導
入し，圧力を１．２Ｔｏｒｒにおいてマイクロ波電流４
５０ｍＡを供給しプラズマを生成する。酸素プラズマの
ダウンフロー処理によりウェハ１１上のレジストは灰化
除去される。これらの処理により腐食防止とレジスト剥
離を完全に行うことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，アルミニウムもしくは
アルミニウム合金（以下，単にＡｌと呼ぶ）系エッチン
グ後のアッシング処理において，Ａｌ配線の信頼性低下
を起こすことなく，Ａｌ腐食を防止し，かつレジストの
剥離を高速で行うアッシング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のアッシング方法としては，特開平
５８−８７２７６号公報に記載されているように，フロ
ロカーボン，例えば，ＣＦ4 と酸素の配合ガスを用いた
プラズマ処理や，特開平３−８３３３７号公報に記載さ
れているように，少なくともＨ成分を有する，例えば，
メタノールプラズマにて処理する後処理方法が提案され
ており，これらによりＡｌ配線の腐食を防止し，レジス
トの剥離（アッシング）を行っていた。処理手順として
は，腐食防止用ガスとアッシング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を同時に行う方法
や，防食処理とアッシング処理の工程をそれぞれ分けて
行う方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のアッシング
方法は，酸素と腐食防止用ガス，例えば，ＣＦ4 やメタ
ノールの混合ガスによるプラズマ処理によりＡｌ配線腐
食防止処理とレジスト剥離処理を同時に行う方法，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うものや，夫々の
ガスプラズマで工程を分けて行う方法が提案されてい
る。
【０００４】これらの内，腐食防止処理とレジスト剥離
処理を同時に行うアッシング方法では，腐食防止効果が
十分でなく配線信頼性低下を招き，またレジストの灰化
除去能力も酸素ガスに腐食防止用ガスを添加することに
より低下するという問題があった。
【０００５】一方，夫々のガスプラズマで工程を分けて
行う方法や腐食防止処理とレジスト剥離処理とを分けて
別々に行う方法は，夫々を完全に行うことが出来るため
先の同時に行う処理方法に比べ有利であった。しかし，
この方法は，独立制御であるが故に，処理時間の増加を
招きスループットが低下するという問題があった。ま
た，Ａｌ配線の腐食処理及びアッシング処理を別々に行
うのに必要な官能基の組み合わせ及び最適条件について
は指摘されてない。
【０００６】そこで，本発明の技術的課題では，スルー
プットを低下させず，同時に配線の信頼性劣化のないア
ッシング処理するための方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明では，アルミニウム（Ａｌ）系エッチング後
のアッシング方法において，最初にＨ基又はＯＨ基を含
む第１の単体ガスを用いた第１のプラズマ処理を行い，
引き続き酸素ガスからなる第２のガス単体を用いた第２
のプラズマ処理を行うことを特徴としている。ここで，
本発明において，第１の単体ガスのガス流量は１４０ｓ
ｃｃｍ以上，第１及び第２のプラズマ処理の圧力は１〜
２Ｔｏｒｒで，また，第１及び第２のプラズマ処理時の
ウェハ温度は１８０〜２４０℃で行うことが好ましい。
【０００８】また，本発明において，第２の単体ガスの
流量は，第１の単体ガスと同様に，１４０ｓｃｃｍ以上
で行うことが好ましい。
【０００９】
【作用】本発明において，最初にＨ基もしくはＯＨ基を
含む第１の単体ガスを用いガス流量が１４０ｓｃｃｍ以
上，圧力１〜２Ｔｏｒｒでプラズマ処理を行い，引き続
き酸素ガスからなる第２の単体ガスを用いたプラズマ処
理を行うことで，第１ののプラズマ処理により高い配線
腐食防止効果を得ることが出来，引き続いて行う酸素単
体ガスを用いた第２のプラズマ処理により高いレジスト
剥離効果を得ることが出来る。そのため，短い処理時間
でＡｌ腐食が起こらず，かつレジストの剥離が完全に行
える処理を行うことが出来る。この時，ウェハ温度を１
８０〜２４０℃の範囲に保つことが望ましい。これは，
配線腐食を効果的に抑制するためには１８０℃以上の処
理温度が必要であり，また配線の信頼性低下の原因とな
るＡｌのヒロック発生を効果的に抑えるためには２４０
℃以下の温度処理が必要であるためである。また，配線
構造としてＡｌ上の反射防止膜としてＳｉを用いる場合
においては，高温処理を行うとＳｉがＡｌ中に拡散し配
線の信頼性低下をもたらすため１８０〜２００℃の範囲
での処理が適当である。
【００１０】
【実施例】以下，本発明の実施例について説明する。
【００１１】（第１実施例）図１は本発明の第１実施例
に係るアッシング処理装置の概要を示す断面図，図２は
図１の装置を用いたアッシング方法を示す図である。図
１を参照して，ウェハ１１は，アルミニウム又はアルミ
ニウム合金（以下，単にＡｌと呼ぶ）エッチング後，Ａ
ｌエッチング室から，導入路１２を介して真空中で搬送
され，大気に触れることなくアッシング室１５に運ば
れ，ウェハステージ１７上に設置される。ウェハステー
ジ１７はヒーター１９を有しており，ステージ加熱が可
能である。アッシング室１５は図示しないポンプにより
排気され減圧状態にある。石英板２１を介し，マイクロ
波発振器２３からマイクロ波導波管２５を通し２．４５
ＧＨｚのマイクロ波が導入される。アッシング室１５は
パンチング板２７で仕切られており，マイクロ波の導入
よりプラズマ発生室２９においてプラズマが生成され
る。プラズマ発生室２９で生成された活性種は，下流側
であるサンプルホルダー１７上のＡｌエッチング後のウ
ェハ１１に輸送され，ウェハ１１の処理が行われる。ア
ッシング装置は上記のようなダウンフロー方式を持った
装置である。
【００１２】図２をも参照して，まずＡｌ腐食防止処理
３５において，ウェハ１１が搬送されウェハステージ１
７に設置される。ウェハステージ１７の温度は２００℃
である。
【００１３】図３はウエハーステージ温度と腐食点の関
係とを示す図である。図３に示すように，Ａｌ腐食防止
効果には，ウェハステージ温度が高い程効果的である。
しかし，一方で，高温処理はＡｌにヒロックが生じ易く
なり配線の信頼性低下の原因となる。そのため，プラズ
マ処理温度は１８０〜２４０℃が最適である。次に，ガ
ス導入口３１よりＣＨ3 ＯＨガス２００ｓｃｃｍを導入
し，圧力を１．２Ｔｏｒｒに調節する。次に，マイクロ
波電流４５０ｍＡを供給しプラズマを生成する。ウェハ
１１はＣＨ3 ＯＨプラズマのダウンフロー方式により処
理される。この処理時間は２０秒である。この処理によ
りＡｌ腐食の原因となる配線エッチング時に配線表面に
吸着した残留塩素を除去し，腐食を完全に防止すること
が出来る。
【００１４】図４はガス流量とＡｌ腐食の関係を示す図
である。図４において，メタノールガス流量が１４０ｓ
ｃｃｍ以上から腐食防止が完全に行えることが分かる。
【００１５】次に，レジスト剥離処理３７が連続して行
われる。ＣＨ3 ＯＨガス供給を止め，引き続きガス導入
口より酸素ガス４００ｓｃｃｍを導入し，圧力１．２Ｔ
ｏｒｒにおいてマイクロ波電流４５０ｍＡを供給しプラ
ズマを生成する。酸素プラズマのダウンフロー処理によ
りウェハ上のレジストは灰化除去される。完全にレジス
トを除去するのに要する時間は４０秒である。上記処理
により合計６０秒にて，腐食防止とレジスト剥離を完全
に行うことが出来る。
【００１６】図５は，Ａｌ腐食が起こらずレジストが完
全に剥離される処理時間の，上記本実施例と酸素（４０
０ｓｃｃｍ）＋メタノール（２００ｓｃｃｍ）混合ガス
を用いた場合の比較を示す図である。本実施例における
処理時間は６０秒であるが，酸素＋メタノール混合ガス
を用いた場合は９０秒必要であった。本発明は，処理時
間を短縮でき装置の処理能力を向上させることが出来る
ことが分かる。
【００１７】（第２実施例）図６は本発明の第２の実施
例に係るアッシング方法を示す図である。装置は，図１
に示すものと同様なものを用いている。図６を参照し
て，Ａｌエッチング後のウェハを真空中において図１に
示すアッシング装置へ搬送する。Ａｌ腐食防止処理３９
が行われる。ウェハステージ温度は２４０℃である。次
に，ガス導入口１０９よりＨ2 Ｏガス５００ｓｃｃｍを
導入し，圧力を１．２Ｔｏｒｒに調節する。次にマイク
ロ波電流４５０ｍＡを供給しプラズマを生成する。ウェ
ハはＨ2Ｏプラズマのダウンフロー方式により処理され
る。この処理時間は１５秒である。この処理により実施
例１と同様に腐食を完全に防止することが出来る。次
に，レジスト剥離処理４１が行われる。Ｈ2 Ｏガス供給
を止め，引き続きガス導入口より酸素ガス４００ｓｃｃ
ｍを導入し，圧力を１．２Ｔｏｒｒにおいてマイクロ波
電流４５０ｍＡを供給しプラズマを生成する。酸素プラ
ズマのダウンフロー処理によりウェハ上のレジストは灰
化除去される。完全にレジストを除去するのに要する時
間は３５秒である。実施例１に比べ処理時間が短い理由
は，Ｈ2 Ｏガスプラズマダウンフロー処理は，若干のレ
ジスト剥離効果をも有するためである。上記処理により
合計５０秒にて，腐食防止とレジスト剥離を完全に行う
ことが出来る。
【００１８】尚，上記実施例において，Ｈ基又はＯＨ基
を含む第１の単体ガスとして，メタノール（ＣＨ3 Ｏ
Ｈ）及び水（Ｈ2 Ｏ）を夫々用いたが，その他にも，水
素（Ｈ2 ），エタノール（Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ），プロパノー
ル（Ｃ3 Ｈ7 ＯＨ），及びブタノール（Ｃ4 Ｈ9 ＯＨ）
を用いても同様の効果が得られた。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように，本発明において
は，Ａｌ系エッチング後のアッシング処理において，Ａ
ｌ配線の信頼性低下をもたらすことなく，短い処理時間
でＡｌ腐食防止とレジスト剥離を完全に行うことが出来
るアッシング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例におけるアッシング装置の
概要を示す図である。
【図２】図１の装置を用いたアッシング方法を示す図で
ある。
【図３】Ａｌ腐食発生数のウェハステージ温度依存性の
一例を示す図である。
【図４】Ａｌ腐食発生数のメタノールガス流量依存性を
示す図である。
【図５】本発明の第１実施例と酸素＋メタノール混合ガ
スを用いた場合の処理時間比較を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例におけるアッシング工程の
フローチャート図である。
【符号の説明】
１１ ウェハ １７ ウェハステージ １９ ヒーター ２１ 石英板 ２３ マイクロ波発振器 ２５ 導波管 ２７ パンチング板 ２９ プラズマ発生室 ３１ ガス導入口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｂ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウェハ上のＡｌ系合金をエッチングして
    Ａｌ系配線を形成する際の前記エッチング後のアッシン
    グ処理において，Ｈ基又はＯＨ基を含む第１の単体ガス
    を用いた第１のプラズマ処理を行った後，酸素ガスから
    なる第２の単体ガスを用いた第２のプラズマ処理を行う
    ことを特徴とするアッシング方法。
  2. 【請求項２】 前記第１の単体ガスは，水（Ｈ2 Ｏ），
    水素（Ｈ2 ），メタノール（ＣＨ3 ＯＨ），エタノール
    （Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ），プロパノール（Ｃ3 Ｈ7ＯＨ），ブ
    タノール（Ｃ4 Ｈ9 ＯＨ）のうちの少なくとも一種であ
    り，前記第１の単体ガスのガス流量は１４０ｓｃｃｍ以
    上で供給され，前記第１及び第２のプラズマ処理の内の
    少なくとも一方の圧力が１〜２Ｔｏｒｒであることを特
    徴とする請求項１に記載のアッシング方法。
  3. 【請求項３】 前記第１及び第２のプラズマ処理の内の
    少なくとも一方は，前記ウェハの温度が，１８０〜２４
    ０℃の温度範囲内で行われることを特徴とする請求項１
    又は２に記載のアッシング方法。
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