JPH09171999A - プラズマクリーニング処理方法 - Google Patents

プラズマクリーニング処理方法

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JPH09171999A JP33217895A JP33217895A JPH09171999A JP H09171999 A JPH09171999 A JP H09171999A JP 33217895 A JP33217895 A JP 33217895A JP 33217895 A JP33217895 A JP 33217895A JP H09171999 A JPH09171999 A JP H09171999A
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Ryoji Fukuyama
良次 福山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】Alを含む膜とTiW,TiN等のバリアメタ
ルとの積層構造膜のエッチングによってエッチング処理
室内に残留したC成分,Al成分,Ti成分,Si成分
等を有効に除去する。 【解決手段】エッチング処理後のエッチング処理室内を
H2Oガスでプラズマ処理し、次にエッチング処理室内
を塩素成分を含むガスでプラズマ処理し、さらにエッチ
ング処理室内を酸素ガスでプラズマ処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する利用分野】本発明はプラズマクリーニン
グ処理方法に係り、特にAlを含む膜とTiW,TiN
等の積層構造膜のエッチングにおける処理室内のクリー
ニングに好適なプラズマクリーニング処理方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、クリーニング方法としては、例え
ば、1992年秋季第53回応用物理学会学術講演会講
演予稿集465P「HBr RIEにおけるin si
tuチャンバークリーニング」に記載されているよう
に、Si系膜のエッチング処理時にチャンバー内に堆積
する反応生成物の除去にO2あるいはSF6+O2等の
混合ガスを用いたプラズマ処理方法が示され、チャンバ
ー壁に付着した反応生成物の除去ができることが示され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】エッチング処理時に発
生する反応生成物による堆積物は、終点検出用発光モニ
ター窓の曇りを発生させ、終点検出精度の低下によるエ
ッチング性能の不均一やパーティクル発生の原因となっ
ている。このため、反応生成物による堆積物を監視し、
プラズマ発光強度や、パーティクル発生数を計測して一
定の管理基準により適宜クリーニング処理を行ってい
る。上記従来のクリーニング方法は、Alを含む層とT
iW,TiN膜等の積層膜のエッチングにおけるクリー
ニング及びウエハ1枚毎のプラズマ処理におけるクリー
ニングについて配慮がされておらず、Alを含む積層膜
のエッチングにおけるエッチング処理室内のクリーニン
グ時に、反応生成物の成分であるC成分,Cl成分,T
i成分,Si成分,Al成分を有効に除去することが重
要であるが、酸素やフッ素を含むプラズマ処理ではAl
成分が過度に酸化され非常に除去しにくくなるという問
題があった。
【0004】本発明の目的は、Alを含む膜とTiW,
TiN等のバリアメタルとの積層構造膜のエッチングに
よってエッチング処理室内に残留したC成分,Al成
分,Ti成分,Si成分等を有効に除去することのでき
るプラズマクリーニング処理方法を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、配線パター
ンが形成された有機膜を用いたAlを含む膜とバリアメ
タルとの積層構造膜のエッチング処理によってエッチン
グ処理室内に付着した反応生成物を除去する際に、エッ
チング処理室内をH2Oガスプラズマに曝す工程と、該
工程の後エッチング処理室内を塩素成分を含むガスプラ
ズマに曝す工程と、該工程の後エッチング処理室内を酸
素ガスプラズマに曝す工程とを連続して行うことによ
り、達成される。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1お
よび図2により説明する。図1は本発明を実施する装置
の一例であるマイクロ波エッチング装置を示す。エッチ
ング室6内には試料を載置する試料台8が設けられてお
り、試料台8に対向してエッチング室6の上部に石英窓
7が取付けてある。エッチング室6内に処理ガスを供給
する処理ガス導入管12と、図示を省略した真空ポンプ
につながりエッチング室6内を所定の圧力に減圧排気す
るための排気口14が設けてある。ここでエッチング室
6と石英窓7とによってエッチング処理室が形成され
る。なお、コイル11と高周波電源13はプラズマクリ
ーニング処理時には使用しない。本装置を用いてエッチ
ング処理する場合、コイル11は石英窓内に400〜1
500ガウスの磁場を作るために使用し、高周波電源1
3は試料台8に入射するプラズマ中のイオンエネルギを
制御するために使用する。
【0007】上記構成の装置により、配線パターンが形
成された有機膜を用いたAlを含む膜とバリアメタル
(例えば、TiWまたはTiN)との積層構造膜をBC
l3とCl2との混合ガスプラズマによってエッチング
処理する(これを図1のステップ1に示す)。これによ
ってエッチング処理室内に反応生成物が付着する。この
付着した反応生成物を次のようにして除去する。まず、
処理ガス導入管12によりエッチング室6内にH2Oガ
ス100cc/minの流量で導入し、エッチング室6
内の圧力を100Paに保持して、マグネトロン10に
より、1000Wのマイクロ波を発生させ、導波管9に
より石英窓7を介してエッチング室6内に導入し、2分
間プラズマ処理する(これを図1のステップ2に示
す)。次に、H2Oガスに替えて塩素を含むガス、この
場合、Cl2ガスを150cc/minの流量で導入
し、エッチング室6内の圧力を100Paに保持して、
マグネトロン10により1000Wのマイクロ波を発生
させ、エッチング室6内で3分間プラズマ処理する(こ
れを図1のステップ3に示す)。その後、さらにO2ガ
ス200cc/minの流量でエッチング室6に導入
し、エッチング室6内の圧力を200Paに保持した状
態で前述と同様1000Wのマイクロ波出力で3分間の
プラズマ処理を行う(これを図1のステップ4に示
す)。また、エッチング処理室内のプラズマクリーニン
グ後に、次のエッチングのためにエッチング処理時と同
じガスのプラズマを発生させて、エッチング処理室内を
エッチング雰囲気に置換しておく(これを図1のステッ
プ5に示す)。なおここで、塩素を含むガスとしてCl
2ガスの代わりにBCl3ガスあるいはCl2ガスとB
Cl3ガスの混合ガスを用いることができる。
【0008】以上、本実施例によれば、H2Oガス,塩
素を含むガス,O2ガスによる連続したプラズマ処理を
行うことで、エッチング室内に残留したC成分やAl成
分,Ti成分,Si成分を有効に除去することができ
る。
【0009】特に、エッチング室内に残留する反応生成
物を除去するため最初にH2Oプラズマ処理を行うこと
により、H2Oガス中の水素成分によってエッチング室
内に残留する反応生成分を過度に酸化することなくC
O,HCl等の生成物にして、エッチング室から炭素成
分、塩素成分を除去することができる。また次に、塩素
成分を主体とするプラズマ処理を行うことにより、酸化
が抑制されたAl,Ti,Si成分等を有効に除去でき
る。さらにO2を主体とするプラズマ処理にてエッチン
グ室に付着した有機物を除去できる。これにより、従来
法に比較して、特にAl,Ti,Si成分を過度に酸化
することなく有効に除去できる。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、Alを含む膜とTi
W,TiN等との積層構造膜のエッチングによって、エ
ッチング処理室内に残留したC成分,Al成分,Ti成
分,Si成分を有効に除去することができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラズマクリーニング処理方法の一実
施例の処理フローを示す図である。
【図2】本発明のプラズマクリーニング処理方法を実施
するための装置の一例を示す断面図。
【符号の説明】
6…エッチング室、7…石英窓、8…試料台、9…導波
管、10…マグネトロン。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配線パターンが形成された有機膜を用いた
    Alを含む膜とバリアメタルとの積層構造膜のエッチン
    グ処理によってエッチング処理室内に付着した反応生成
    物を除去する際に、前記エッチング処理室内をH2Oガ
    スプラズマに曝す工程と、該工程の後前記エッチング処
    理室内を塩素成分を含むガスプラズマに曝す工程と、該
    工程の後前記エッチング処理室内を酸素ガスプラズマに
    曝す工程とを連続して行うことを特徴とするプラズマク
    リーニング処理方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載のエッチング処理時の前記バ
    リアメタルがTiWまたはTiNであるプラズマクリー
    ニング処理方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載のプラズマクリーニングにお
    ける前記エッチング処理室内の処理圧力を50Pa〜3
    00Paとするプラズマクリーニング処理方法。
  4. 【請求項4】請求項1記載の塩素成分を含むガスはCl
    2ガス,BCl3ガス,あるいはこれらの混合ガスを用
    いるプラズマクリーニング処理方法。
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