(57)【要約】【課題】チャンバの内部に付着するＴｉ含有膜に起因したエッチング特性の経時劣化を抑制すること。【解決手段】プラズマ処理方法は、エッチング工程と、改質工程と、第１の除去工程と、第２の除去工程とを含む。エッチング工程は、チャンバの内部に配置された被処理体上に形成された、所定のパターンを有するＴｉＮ膜をマスクとして第１のフッ素含有ガスのプラズマにより絶縁膜をエッチングする。改質工程は、絶縁膜がエッチングされた後に、チャンバの内部の部材に対して付着した炭素含有膜及びＴｉ含有膜のうち炭素含有膜を酸素含有ガスのプラズマにより除去しつつ、Ｔｉ含有膜の表面を酸素含有ガスのプラズマにより改質する。第１の除去工程は、Ｔｉ含有膜の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜を第２のフッ素含有ガスのプラズマにより除去する。第２の除去工程は、ＴｉＯ膜が除去されて露出したＴｉ含有膜の残膜を塩素含有ガスのプラズマにより部材から除去する。【選択図】図２
2014204001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバの内部に配置された被処理体上に形成された、所定のパターンを有するＴｉＮ膜をマスクとして第１のフッ素含有ガスのプラズマにより絶縁膜をエッチングするエッチング工程と、
前記絶縁膜がエッチングされた後に、前記チャンバの内部の部材に対して付着した炭素含有膜及びＴｉ含有膜のうち前記炭素含有膜を酸素含有ガスのプラズマにより除去しつつ、前記Ｔｉ含有膜の表面を前記酸素含有ガスのプラズマにより改質する改質工程と、
前記Ｔｉ含有膜の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜を第２のフッ素含有ガスのプラズマにより除去する第１の除去工程と、
前記ＴｉＯ膜が除去されて露出した前記Ｔｉ含有膜の残膜を塩素含有ガスのプラズマにより前記部材から除去する第２の除去工程と
を含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
前記第２のフッ素含有ガスは、ＣＦ４又はＳＦ６を含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
前記第２のフッ素含有ガスは、さらにＯ２を含むことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
前記塩素含有ガスは、Ｃｌ２、ＢＣｌ３及びＳｉＣｌ４のうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
前記改質工程、前記第１の除去工程及び前記第２の除去工程は、前記チャンバの内部に前記被処理体が配置されていない状態で、実行されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。
【請求項６】
前記エッチング工程の前に、前記ＴｉＮ膜に前記所定のパターンをパターニングするパターニング工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】
前記第２の除去工程は、前記第１の除去工程と比較して低い圧力にて実行されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のプラズマ処理方法。
【請求項８】
被処理体をプラズマ処理するためのチャンバと、
前記チャンバの内部を減圧するための排気部と、
前記チャンバの内部に処理ガスを供給するためのガス供給部と、
前記チャンバの内部に配置された被処理体上に形成された、所定のパターンを有するＴｉＮ膜をマスクとして第１のフッ素含有ガスのプラズマにより絶縁膜をエッチングし、前記絶縁膜がエッチングされた後に、前記チャンバの内部の部材に対して付着した炭素含有膜及びＴｉ含有膜のうち前記炭素含有膜を酸素含有ガスのプラズマにより除去しつつ、前記Ｔｉ含有膜の表面を前記酸素含有ガスのプラズマにより改質し、前記Ｔｉ含有膜の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜を第２のフッ素含有ガスのプラズマにより除去し、前記ＴｉＯ膜が除去されて露出した前記Ｔｉ含有膜の残膜を塩素含有ガスのプラズマにより前記部材から除去する処理を実行する制御部と
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面及び実施形態はプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造プロセスでは、薄膜の堆積又はエッチング等を目的としたプラズマ処理を実行するプラズマ処理装置が広く用いられている。プラズマ処理装置としては、例えば薄膜の堆積処理を行うプラズマＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）装置や、エッチング処理を行うプラズマエッチング装置等が挙げられる。
【０００３】
プラズマ処理装置は、例えば、被処理体をプラズマ処理するためのチャンバ、チャンバの内部を減圧するための排気部、及び、チャンバの内部に処理ガスを供給するためのガス供給部などを備える。また、プラズマ処理装置は、チャンバ内の処理ガスをプラズマ化するため、マイクロ波、ＲＦ波などの電磁エネルギーを供給するプラズマ生成機構、及びバイアス電圧を印加し、チャンバの内部に配置された被処理体に向けてプラズマ中のイオンを加速するためのバイアス電圧印加機構などを備える。
【０００４】
ところで、プラズマ処理装置においては、デュアルダマシン配線用の絶縁膜が形成された被処理体をエッチングする際に、絶縁膜にエッチングパターンが形成されるように、絶縁膜の表面に耐プラズマ性を有するマスクを形成することが知られている。この点、例えば特許文献１には、被処理体の絶縁膜の表面に所定パターンを有するＴｉ含有膜（例えばＴｉＮ膜）を形成し、ＴｉＮ膜をマスクとして被処理体上の絶縁膜をエッチングすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１６９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、チャンバの内部に付着するＴｉ含有膜に起因してエッチング特性が経時劣化する恐れがあるという問題がある。すなわち、従来技術では、ＴｉＮ膜をマスクとして被処理体上の絶縁膜をエッチングする場合に、絶縁膜と同時にＴｉＮ膜自体がエッチングされる。このため、従来技術では、エッチングされたＴｉＮ膜から生じたＴｉ含有膜がチャンバの内部の各種部材に累積的に付着してチャンバの内部のプラズマ密度が変動し、その結果、被処理体のエッチング特性が経時劣化する恐れがある。特に、複数ロットの被処理体を処理すると、この経時劣化が顕著となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係るプラズマ処理方法は、エッチング工程と、改質工程と、第１の除去工程と、第２の除去工程とを含む。エッチング工程は、チャンバの内部に配置された被処理体上に形成された、所定のパターンを有するＴｉＮ膜をマスクとして第１のフッ素含有ガスのプラズマにより絶縁膜をエッチングする。改質工程は、前記絶縁膜がエッチングされた後に、前記チャンバの内部の部材に対して付着した炭素含有膜及びＴｉ含有膜のうち前記炭素含有膜を酸素含有ガスのプラズマにより除去しつつ、前記Ｔｉ含有膜の表面を前記酸素含有ガスのプラズマにより改質する。第１の除去工程は、前記Ｔｉ含有膜の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜を第２のフッ素含有ガスのプラズマにより除去する。第２の除去工程は、前記ＴｉＯ膜が除去されて露出した前記Ｔｉ含有膜の残膜を塩素含有ガスのプラズマにより前記部材から除去する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の種々の側面及び実施形態によれば、チャンバの内部に付着するＴｉ含有膜に起因したエッチング特性の経時劣化を抑制することができるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るプラズマ処理装置によるプラズマ処理方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、本実施形態に係るプラズマ処理装置によるプラズマ処理方法の処理の流れを説明するための説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本実施形態における改質工程を行った後に第１の除去工程を行う意義について説明するための説明図（その１）である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本実施形態における改質工程を行った後に第１の除去工程を行う意義について説明するための説明図（その１）である。
【図５】図５は、本実施形態における改質工程を行った後に第１の除去工程を行う意義について説明するための説明図（その２）である。
【図６Ａ】図６Ａは、本実施形態における第１の除去工程において用いる第２のフッ素含有ガスの種類と、Ｔｉ含有膜の除去量との関係を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本実施形態における第１の除去工程において用いる第２のフッ素含有ガスの種類と、Ｔｉ含有膜の除去量との関係を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本実施形態における第１の除去工程を行った後に第２の除去工程を行う意義について説明するための説明図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本実施形態における第１の除去工程を行った後に第２の除去工程を行う意義について説明するための説明図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本実施形態における第２の除去工程において用いる塩素含有ガスの種類と、Ｔｉ含有膜の除去量との関係を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本実施形態における第２の除去工程において用いる塩素含有ガスの種類と、Ｔｉ含有膜の除去量との関係を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本実施形態における第２の除去工程において用いる圧力と、Ｔｉ含有膜の除去量との関係を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本実施形態における第２の除去工程において用いる圧力と、Ｔｉ含有膜の除去量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。
【００１１】
本実施形態に係るプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、チャンバの内部に配置された被処理体上に形成された、所定のパターンを有するＴｉＮ膜をマスクとして第１のフッ素含有ガスのプラズマにより絶縁膜をエッチングするエッチング工程と、絶縁膜がエッチングされた後に、チャンバの内部の部材に対して付着した炭素含有膜及びＴｉ含有膜のうち炭素含有膜を酸素含有ガスのプラズマにより除去しつつ、Ｔｉ含有膜の表面を酸素含有ガスのプラズマにより改質する改質工程と、Ｔｉ含有膜の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜を第２のフッ素含有ガスのプラズマにより前記Ｔｉ含有膜の表面から除去する第１の除去工程と、ＴｉＯ膜が除去されて露出したＴｉ含有膜の残膜を塩素含有ガスのプラズマにより部材から除去する第２の除去工程とを含む。
【００１２】
また、本実施形態に係るプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、第２のフッ素含有ガスは、ＣＦ４又はＳＦ６を含む。
【００１３】
また、本実施形態に係るプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、第２のフッ素含有ガスは、さらにＯ２を含む。
【００１４】
また、本実施形態に係るプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、塩素含有ガスは、Ｃｌ２、ＢＣｌ３及びＳｉＣｌ４のうち少なくともいずれか一つを含む。
【００１５】
また、本実施形態に係るプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、改質工程、第１の除去工程及び第２の除去工程は、チャンバの内部に被処理体が配置されていない状態で、実行される。
【００１６】
また、本実施形態に係るプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、エッチング工程の前に、ＴｉＮ膜に所定のパターンをパターニングするパターニング工程をさらに含む。
【００１７】
また、本実施形態に係るプラズマ処理方法は、１つの実施形態において、第２の除去工程は、第１の除去工程と比較して低い圧力にて実行される。
【００１８】
本実施形態に係るプラズマ処理装置は、１つの実施形態において、被処理体をプラズマ処理するためのチャンバと、チャンバの内部を減圧するための排気部と、チャンバの内部に処理ガスを供給するためのガス供給部と、チャンバの内部に配置された被処理体上に形成された、所定のパターンを有するＴｉＮ膜をマスクとして第１のフッ素含有ガスのプラズマにより絶縁膜をエッチングし、絶縁膜がエッチングされた後に、チャンバの内部の部材に対して付着した炭素含有膜及びＴｉ含有膜のうち炭素含有膜を酸素含有ガスのプラズマにより除去しつつ、Ｔｉ含有膜の表面を酸素含有ガスのプラズマにより改質し、Ｔｉ含有膜の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜を第２のフッ素含有ガスのプラズマにより除去し、ＴｉＯ膜が除去されて露出したＴｉ含有膜の残膜を塩素含有ガスのプラズマにより部材から除去する処理を実行する制御部とを備えた。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。図１に示すように、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理を行うためのプラズマ処理空間Ｓを画成する略円筒状のチャンバ１１を有している。チャンバ１１は、接地線１２により電気的に接続されて接地されている。
【００２０】
チャンバ１１内には、被処理体としてのウェハＷを保持するウェハチャック１０が設けられている。ウェハチャック１０は、その下面を下部電極としてのサセプタ１３により支持されている。サセプタ１３は、例えばアルミニウム等の金属により略円盤状に形成されている。チャンバ１１の底部には、絶縁板１４を介して支持台１５が設けられ、サセプタ１３はこの支持台１５の上面に支持されている。ウェハチャック１０の内部には電極（図示せず）が設けられており、当該電極に直流電圧を印加することにより生じる静電気力でウェハＷを吸着保持することができるように構成されている。
【００２１】
サセプタ１３の上面であってウェハチャック１０の外周部には、プラズマ処理の均一性を向上させるための、例えばシリコンからなる導電性のフォーカスリング２０が設けられている。サセプタ１３、支持台１５及びフォーカスリング２０は、例えば石英からなる円筒部材２１によりその外側面が覆われている。
【００２２】
支持台１５の内部には、冷媒が流れる冷媒路１５ａが例えば円環状に設けられており、当該冷媒路１５ａの供給する冷媒の温度を制御することにより、ウェハチャック１０で保持されるウェハＷの温度を制御することができる。また、ウェハチャック１０と当該ウェハチャック１０で保持されたウェハＷとの間に、伝熱ガスとして例えばヘリウムガスを供給する伝熱ガス管２２が、例えばサセプタ１３、支持台１５及び絶縁板１４を貫通して設けられている。
【００２３】
上部電極４２の電極支持体５２には、当該電極支持体５２に高周波電力を供給してプラズマを生成するための第１の高周波電源３０が、第１の整合器３１を介して電気的に接続されている。第１の高周波電源３０は、例えば２７〜１００ＭＨｚの周波数、本実施の形態では例えば４０ＭＨｚの高周波電力を出力するように構成されている。第１の整合器３１は、第１の高周波電源３０の内部インピーダンスと負荷インピーダンスをマッチングさせるものであり、チャンバ１１内にプラズマが生成されているときに、第１の高周波電源３０の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように作用する。
【００２４】
また、サセプタ１３には、当該サセプタ１３に高周波電力を供給してウェハＷにバイアスを印加することでウェハＷにイオンを引き込むための第２の高周波電源４０が、第２の整合器４１を介して電気的に接続されている。第２の高周波電源４０は、第１の高周波電源３０から出力される高周波電力の周波数よりも低い周波数である例えば４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの周波数、本実施の形態では例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を出力するように構成されている。第２の整合器４１は、第１の整合器３１と同様に、第２の高周波電源４０の内部インピーダンスと負荷インピーダンスをマッチングさせるものである。なお、以下では、第１の高周波電源３０から出力される高周波電力及び第２の高周波電源４０から出力される高周波電力を、それぞれ「高周波電力ＨＦ」及び「高周波電力ＬＦ」と呼ぶことがあるものとする。
【００２５】
下部電極であるサセプタ１３の上方には、上部電極４２がサセプタ１３に対向して平行に設けられている。上部電極４２は、絶縁性の支持部材５０を介してチャンバ１１の上部に支持されている。したがって上部電極４２は、チャンバ１１と同様に接地電位となっている。
【００２６】
上部電極４２は、ウェハチャック１０に保持されたウェハＷと対向面を形成する電極板５１と、当該電極板５１を上方から支持する電極支持体５２とにより構成されている。電極板５１には、チャンバ１１の内部に処理ガスを供給する複数のガス供給口５３が電極板５１を貫通して形成されている。電極板５１には、例えばジュール熱の少ない低抵抗の導電体または半導体により構成され、本実施の形態においては例えばシリコンが用いられる。
【００２７】
電極支持体５２は導電体により構成され、本実施の形態においては例えばアルミニウムが用いられる。電極支持体５２内部の中央部には、略円盤状に形成されたガス拡散室５４が設けられている。また、電極支持体５２の下部には、ガス拡散室５４から下方に伸びるガス孔５５が複数形成され、ガス供給口５３は当該ガス孔５５を介してガス拡散室５４に接続されている。
【００２８】
ガス拡散室５４には、ガス供給管７１が接続されている。ガス供給管７１には、図１に示すように処理ガス供給源７２が接続されており、処理ガス供給源７２から供給された処理ガスは、ガス供給管７１を介してガス拡散室５４に供給される。ガス拡散室５４に供給された処理ガスは、ガス孔５５とガス供給口５３を通じてチャンバ１１内に導入される。すなわち、上部電極４２は、チャンバ１１内に処理ガスを供給するシャワーヘッドとして機能する。
【００２９】
本実施形態における処理ガス供給源７２は、ガス供給部７２ａと、ガス供給部７２ｂと、ガス供給部７２ｃと、ガス供給部７２ｄとを有している。ガス供給部７２ａは、エッチング処理用のガスとして、第１のフッ素含有ガスをプラズマ処理空間Ｓに供給する。第１のフッ素含有ガスは、例えばＣＦ４／Ｃ４Ｆ８／Ｃ５Ｆ６／Ａｒである。
【００３０】
ガス供給部７２ｂは、エッチング処理の後の付着物除去処理用のガスとして、酸素含有ガスをプラズマ処理空間Ｓに供給する。酸素含有ガスは、例えばＯ２である。
【００３１】
ガス供給部７２ｃは、エッチング処理の後の付着物除去処理用のガスとして、第２のフッ素含有ガスをプラズマ処理空間Ｓに供給する。第２のフッ素含有ガスは、例えばＣＦ４又はＳＦ６を含む。第２のフッ素含有ガスは、さらにＯ２を含んでも良い。
【００３２】
また、ガス供給部７２ｄは、エッチング処理の後の付着物除去処理用のガスとして、塩素含有ガスをプラズマ処理空間Ｓに供給する。塩素含有ガスは、例えばＣｌ２、ＢＣｌ３及びＳｉＣｌ４のうち少なくともいずれか一つを含む。
【００３３】
なお、処理ガス供給源７２は、ガス供給部７２ａ〜７２ｄ以外に他の各種ガスをプラズマ処理空間Ｓに供給するガス供給部を有し得る。
【００３４】
また、処理ガス供給源７２は、各ガス供給部７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄとガス拡散室５４との間にそれぞれ設けられたバルブ７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄと、流量調整機構７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄとを備えている。ガス拡散室５４に供給されるガスの流量は、流量調整機構７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄによって制御される。
【００３５】
チャンバ１１の底部には、チャンバ１１の内壁と円筒部材２１の外側面とによって、チャンバ１１内の雰囲気を当該チャンバ１１の外部へ排出するための流路として機能する排気流路８０が形成されている。チャンバ１１の底面には排気口９０が設けられている。排気口９０の下方には、排気室９１が形成されており、当該排気室９１には排気管９２を介して排気装置９３が接続されている。したがって、排気装置９３を駆動することにより、排気流路８０及び排気口９０を介してチャンバ１１内の雰囲気を排気し、処理容器内を所定の真空度まで減圧することができる。
【００３６】
また、チャンバ１１の内壁には、チャンバ１１にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止するためのデポシールド（不図示）が着脱自在に設けられる。なお、以下では、チャンバ１１の内壁とデポシールドとを併せて「チャンバ１１の内壁」と呼ぶことがあるものとする。
【００３７】
上記プラズマ処理装置１は、制御部１５０によって、その動作が統括的に制御される。この制御部１５０には、ＣＰＵを備えプラズマエッチング装置の各部を制御するプロセスコントローラ１５１と、ユーザインタフェース１５２と、記憶部１５３とが設けられている。
【００３８】
ユーザインタフェース１５２は、工程管理者がプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、プラズマ処理装置１の稼動状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成されている。
【００３９】
記憶部１５３には、プラズマ処理装置１で実行される各種処理をプロセスコントローラ１５１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記憶されたレシピが格納されている。そして、必要に応じて、ユーザインタフェース１５２からの指示等にて任意のレシピを記憶部１５３から呼び出してプロセスコントローラ１５１に実行させることで、プロセスコントローラ１５１の制御下で、プラズマ処理装置１での所望の処理が行われる。また、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータで読み取り可能なコンピュータ記録媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用したり、或いは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００４０】
例えば、制御部１５０は、後述するプラズマ処理方法を行うようにプラズマ処理装置１の各部を制御する。詳細な一例を挙げると、制御部１５０は、チャンバ１１の内部に配置された被処理体上に形成された、所定のパターンを有するＴｉＮ膜をマスクとして第１のフッ素含有ガスのプラズマにより絶縁膜をエッチングする。そして、制御部１５０は、絶縁膜がエッチングされた後に、チャンバ１１の内部の部材に対して付着した炭素含有膜及びＴｉ含有膜のうち炭素含有膜を酸素含有ガスのプラズマにより除去しつつ、Ｔｉ含有膜の表面を酸素含有ガスのプラズマにより改質する。そして、制御部１５０は、Ｔｉ含有膜の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜を第２のフッ素含有ガスのプラズマにより除去する。そして、制御部１５０は、ＴｉＯ膜が除去されて露出したＴｉ含有膜の残膜を塩素含有ガスのプラズマによりチャンバ１１の内部の部材から除去する。
【００４１】
ここで、チャンバ１１の内部の部材とは、例えば、チャンバ１１の内壁、フォーカスリング２０、円筒部材２１、支持部材５０及び電極板５１などに相当する。また、被処理体は、例えば、絶縁膜と、所定のパターンを有するＴｉＮ膜とが順に積層されたウェハＷに相当する。絶縁膜とは、例えば、デュアルダマシン配線用の層間絶縁膜であり、比誘電率が所定値（例えば４．２）以下である低誘電率物質としてＳｉＯＣＨ等を含む。
【００４２】
次に、本実施形態に係るプラズマ処理装置１によるプラズマ処理方法の処理の流れを説明する。図２は、本実施形態に係るプラズマ処理装置によるプラズマ処理方法の処理の流れを示すフローチャートである。図３は、本実施形態に係るプラズマ処理装置によるプラズマ処理方法の処理の流れを説明するための説明図である。なお、図３では、プラズマ処理装置１が、チャンバ１１の内部の部材の一例としてチャンバ１１の内壁１１ａに対して付着した炭素含有物及びＴｉ含有物を除去する一連のプラズマ処理を実行する例を説明する。
【００４３】
図２に示すように、プラズマ処理装置１の制御部１５０は、チャンバ１１の内部に配置された被処理体上に形成された、所定のパターンを有するＴｉＮ膜をマスクとして第１のフッ素含有ガスのプラズマにより絶縁膜をエッチングするエッチング工程を行う（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部１５０は、処理ガス供給源７２から第１のフッ素含有ガスをチャンバ１１内に供給し、所定のパターンを有するＴｉＮ膜をマスクとして第１のフッ素含有ガスのプラズマにより絶縁膜をエッチングする。このとき、絶縁膜に加えてマスクであるＴｉＮ膜もエッチングされる。この結果、図３の（Ａ）に示すように、絶縁膜から生じた炭素含有膜２０１と、ＴｉＮ膜から生じたＴｉ含有膜２０２とがチャンバ１１の内壁１１ａに対して付着する。ここで、炭素含有膜２０１は、例えば、ＣＦ系デポを含み、Ｔｉ含有膜２０２は、例えば、ＴｉＦ、ＴｉＯ及びＴｉＯＦを含む。また、第１のフッ素含有ガスは、例えば、ＣＦ４／Ｃ４Ｆ８／Ｃ５Ｆ６／Ａｒである。
【００４４】
より詳細な一例を挙げて説明する。制御部１５０は、被処理体をウェハチャック１０の上に配置する。その後、制御部１５０は、シャワーヘッドとしての上部電極４２からチャンバ１１内部に第１のフッ素含有ガスを導入し、第１の高周波電源３０からチャンバ１１内部へプラズマ生成用の高周波電力を印加して第１のフッ素含有ガスのプラズマを生じさせる。また、制御部１５０は、第２の高周波電源４０からウェハチャック１０へイオン引き込み用の高周波電力を印加することで、プラズマ中のイオンを被処理体に向けて引き込む。また、制御部１５０は、被処理体の絶縁膜がエッチングされた後に、所定の搬入出口からチャンバ１１の外部へ被処理体を搬出する。つまり、エッチング工程以降の工程である、後述の改質工程、第１の除去工程及び第２の除去工程は、チャンバ１１の内部に被処理体が配置されていない状態で、実行される。
【００４５】
続いて、制御部１５０は、チャンバ１１の内壁１１ａに対して付着した炭素含有膜２０１を酸素含有ガスのプラズマにより除去しつつ、Ｔｉ含有膜２０２の表面を酸素含有ガスのプラズマにより改質する改質工程を行う（ステップＳ１０２）。この結果、図３の（Ｂ）に示すように、チャンバ１１の内壁１１ａに対して付着した炭素含有膜２０１が除去されるとともに、Ｔｉ含有膜２０２の表面が改質されてＴｉＯ膜２０２ｂが得られ、かつ、Ｔｉ含有膜２０２の残膜２０２ａが内壁１１ａ上に残存する。ここで、酸素含有ガスは、例えば、Ｏ２である。
【００４６】
より詳細な一例を挙げて説明する。制御部１５０は、チャンバ１１の内部に被処理体が配置されていない状態で、シャワーヘッドとしての上部電極４２からチャンバ１１内部に酸素含有ガスを導入し、第１の高周波電源３０からチャンバ１１内部へプラズマ生成用の高周波電力を印加して酸素含有ガスのプラズマを生じさせる。また、制御部１５０は、第２の高周波電源４０からイオン引き込み用の高周波電力を印加しない。また、制御部１５０は、チャンバ１１の内壁１１ａに対して付着した炭素含有膜２０１が除去されるとともに、Ｔｉ含有膜２０２の表面が改質されてＴｉＯ膜２０２ｂが得られるまで、処理を継続する。
【００４７】
続いて、制御部１５０は、得られたＴｉＯ膜２０２ｂを第２のフッ素含有ガスのプラズマによりＴｉ含有膜２０２の残膜２０２ａから除去する第１の除去工程を行う（ステップＳ１０３）。この結果、図３の（Ｃ）に示すように、Ｔｉ含有膜２０２の残膜２０２ａが露出する。ここで、第２のフッ素含有ガスは、ＣＦ４又はＳＦ６を含む。第２のフッ素含有ガスは、好ましくは、Ｏ２をさらに含む。
【００４８】
より詳細な一例を挙げて説明する。制御部１５０は、シャワーヘッドとしての上部電極４２からチャンバ１１内部に第２のフッ素含有ガスを導入し、第１の高周波電源３０からチャンバ１１内部へプラズマ生成用の高周波電力を印加して第２のフッ素含有ガスのプラズマを生じさせる。また、制御部１５０は、第２の高周波電源４０からイオン引き込み用の高周波電力を印加しない。また、制御部１５０は、ＴｉＯ膜２０２ｂが完全に除去されてＴｉ含有膜２０２の残膜２０２ａが露出するまで処理を継続する。
【００４９】
続いて、制御部１５０は、露出したＴｉ含有膜２０２の残膜２０２ａを塩素含有ガスのプラズマによりチャンバ１１の内壁１１ａから除去する第２の除去工程を行う（ステップＳ１０４）。また、第２の除去工程は、第１の除去工程と比較して低い圧力にて実行される。この結果、図３の（Ｄ）に示すように、Ｔｉ含有膜２０２の残膜２０２ａが除去されてチャンバ１１の内壁１１ａが露出される。すなわち、Ｔｉ含有膜２０２の主成分であるＴｉＦと、塩素含有ガスとの間の反応性が比較的に大きいため、Ｔｉ含有膜２０２の残膜２０２ａと塩素含有ガスのプラズマとの反応によって、Ｔｉ含有膜２０２の残膜２０２ａが錯体ガスであるＴｉＣｌとして効率的に除去される。つまり、錯体ガスであるＴｉＣｌは、チャンバ１１からガスとして排気される。ここで、塩素含有ガスは、Ｃｌ２、ＢＣｌ３及びＳｉＣｌ４のうち少なくともいずれか一つを含む。
【００５０】
より詳細な一例を挙げて説明する。制御部１５０は、シャワーヘッドとしての上部電極４２からチャンバ１１内部に塩素含有ガスを導入し、第１の高周波電源３０からチャンバ１１内部へプラズマ生成用の高周波電力を印加して塩素含有ガスのプラズマを生じさせる。また、制御部１５０は、Ｔｉ含有膜２０２の残膜２０２ａが完全に除去されてチャンバ１１の内壁１１ａが露出するまで処理を継続する。
【００５１】
このように、本実施形態のプラズマ処理装置１は、ＴｉＮ膜をマスクとして絶縁膜をエッチングした後に、チャンバ１１の内部の部材に対して付着した炭素含有膜２０１及びＴｉ含有膜２０２のうち炭素含有膜２０１を酸素含有ガスのプラズマにより除去しつつ、Ｔｉ含有膜２０２の表面を酸素含有ガスのプラズマにより改質する改質工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、Ｔｉ含有膜２０２の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜２０２ｂを第２のフッ素含有ガスのプラズマによりＴｉ含有膜２０２の残膜２０２ａから除去する第１の除去工程を行う。そして、プラズマ処理装置１は、ＴｉＯ膜２０２ｂが除去されて露出したＴｉ含有膜２０２の残膜２０２ａを塩素含有ガスのプラズマによりチャンバ１１の内部の部材から除去する第２の除去工程を行う。このため、本実施形態によれば、ＴｉＮ膜から生じたＴｉ含有膜２０２がチャンバ１１の内部の各種部材に付着した場合でも、各種部材からＴｉ含有膜２０２を除去することができ、チャンバ１１の内部のプラズマ密度の変動を抑えることが可能となる。この結果、本実施形態によれば、チャンバ１１の内部に付着するＴｉ含有膜２０２に起因したエッチング特性の経時劣化を抑制することができる。
【００５２】
次に、本実施形態における改質工程及び第１の除去工程について更に詳細に説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、本実施形態における改質工程を行った後に第１の除去工程を行う意義について説明するための説明図（その１）である。図４Ａ及び図４Ｂは、各条件と、チャンバ１１の内壁１１ａに対して付着したＴｉ含有膜の除去量との関係を示している。図４Ａでは、Ｔｉ含有膜を模擬したテストチップ（以下単に「テストチップ」という）をチャンバ１１の内壁１１ａの所定位置Ａに配置し、テストチップの除去量ΔＴをＴｉ含有膜の除去量として計測した計測結果を示す。図４Ｂでは、テストチップをチャンバ１１の内壁１１ａの、所定位置Ａよりも下方位置である所定位置Ｂに配置し、テストチップの除去量ΔＴをＴｉ含有膜の除去量として計測した計測結果を示す。なお、テストチップは、Ｔｉ含有膜としてＴｉＮ膜とＴｉＯ膜とが順に積層されているチップである。テストチップの初期の厚さは、２５０Åであるものとする。
【００５３】
また、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、縦軸は、テストチップの除去量ΔＴ（Å）を示し、横軸は、テストチップの延在方向に沿った位置の座標（ｍｍ）を示している。また、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、「ＣＦ４＝１００」は、改質工程を行うことなく、第２のフッ素含有ガスとしてＣＦ４＝１００ｓｃｃｍを用いて第１の除去工程を行った場合に得られた結果を示している。「ＣＦ４／Ｏ２＝９５／５」は、改質工程を行うことなく、第２のフッ素含有ガスとしてＣＦ４／Ｏ２＝９５／５ｓｃｃｍを用いて第１の除去工程を行った場合に得られた結果を示している。「Ｐｒｅ−Ａｓｈ＋ＣＦ４／Ｏ２」は、改質工程を行った後に、第２のフッ素含有ガスとしてＣＦ４／Ｏ２＝９５／５ｓｃｃｍを用いて第１の除去工程を行った場合に得られた結果を示している。また、改質工程では、条件として、処理時間：３０秒、処理ガス：Ｏ２＝３５０ｓｃｃｍ、圧力：１３Ｐａ（１００ｍＴ）、高周波電力ＨＦ／高周波電力ＬＦ：６００／０Ｗを用いた。第１の除去工程では、その他の条件として、処理時間：３０秒、圧力：２．７Ｐａ（２０ｍＴ）、高周波電力ＨＦ／高周波電力ＬＦ：６００／０Ｗを用いた。
【００５４】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、改質工程を行った後に第１の除去工程を行った場合、改質工程を行うことなく第１の除去工程を行った場合と比較して、テストチップの除去量ΔＴが大きくなった。換言すれば、第１の除去工程を行う前に改質工程を行うことで、改質工程を行わない場合と比較して、チャンバ１１の内壁１１ａに対して付着したＴｉ含有膜の除去量を増大させることが可能となった。これは、Ｔｉ含有膜の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜と、第１の除去工程で用いられる第２のフッ素含有ガスとが反応した反応物としてＴｉ含有膜が除去されたためであると考えられる。
【００５５】
図５は、本実施形態における改質工程を行った後に第１の除去工程を行う意義について説明するための説明図（その２）である。図５は、チャンバ１１の内部の各部材に対して付着したＴｉ含有膜の除去量を示している。図５では、テストチップをチャンバ１１の内部の各部材上に配置し、テストチップの除去量ΔＴをＴｉ含有膜の除去量として計測した計測結果を示す。なお、図５において、「０時」は、テストチップ表面における基準方向を示し、「３時」は、基準方向から９０°回転した方向を示し、「６時」は、基準方向から１８０°回転した方向を示している。
【００５６】
図５に示すように、改質工程を行った後に第１の除去工程を行った場合、チャンバ１１の内壁１１ａ以外の他の部材、すなわち、フォーカスリング２０、円筒部材２１、支持部材５０及び電極板５１に配置されたテストチップの除去量ΔＴも比較的に大きくなった。
【００５７】
図６Ａ及び図６Ｂは、本実施形態における第１の除去工程において用いる第２のフッ素含有ガスの種類と、Ｔｉ含有膜の除去量との関係を示す図である。図６Ａでは、テストチップをチャンバ１１の内壁１１ａの所定位置Ａに配置し、テストチップの除去量ΔＴをＴｉ含有膜の除去量として計測した計測結果を示す。図６Ｂでは、テストチップをチャンバ１１の内壁１１ａの、所定位置Ａよりも下方位置である所定位置Ｂに配置し、テストチップの除去量ΔＴをＴｉ含有膜の除去量として計測した計測結果を示す。
【００５８】
また、図６Ａ及び図６Ｂでは、第１の除去工程において、第２のフッ素含有ガスとしてＣＦ４＝１００ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第１の除去工程において、第２のフッ素含有ガスとしてＣＦ４＝２００ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第１の除去工程において、第２のフッ素含有ガスとしてＣＦ４＝３００ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第１の除去工程において、第２のフッ素含有ガスとしてＣＦ４／Ａｒ＝１００／２００ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第１の除去工程において、ＣＦ４／Ａｒ＝２００／１００ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第１の除去工程において、ＣＦ４／ＣＨ４＝９５／５ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第１の除去工程において、ＣＦ４／ＣＨ４＝９０／１０ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第１の除去工程において、ＣＦ４／Ｏ２＝９５／５ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第１の除去工程において、ＣＦ４／Ｏ２＝９０／１０ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。
【００５９】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ＣＦ４、ＣＦ４／Ｏ２を用いることで、ＣＦ４／Ａｒ、ＣＦ４／ＣＨ４と比較して、テストチップの除去量ΔＴを増大させることが可能となった。さらに、ＣＦ４／Ｏ２を用いることで、ＣＦ４と比較して、テストチップの除去量ΔＴを増大させることが可能となった。
【００６０】
このように、第１の除去工程において第２のフッ素含有ガスとしてＣＦ４、ＣＦ４／Ｏ２を選択することで、ＣＦ４／Ａｒ、ＣＦ４／ＣＨ４と比較して、テストチップの除去量ΔＴを増大させることが可能となった。換言すれば、第１の除去工程において第２のフッ素含有ガスとしてＣＦ４、ＣＦ４／Ｏ２を選択することで、ＣＦ４／Ａｒ、ＣＦ４／ＣＨ４と比較して、チャンバ１１の内壁１１ａに対して付着したＴｉ含有膜の除去量を増大させることが可能となった。これは、Ｔｉ含有膜の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜と、第１の除去工程で用いられる第２のフッ素含有ガスとが反応した反応物としてＴｉ含有膜が除去されたためであると考えられる。
【００６１】
次に、本実施形態における第１の除去工程及び第２の除去工程について更に詳細に説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、本実施形態における第１の除去工程を行った後に第２の除去工程を行う意義について説明するための説明図である。図７Ａ及び図７Ｂは、各条件と、チャンバ１１の内壁１１ａに対して付着したＴｉ含有膜の除去量との関係を示している。図７Ａでは、Ｔｉ含有膜を模擬したテストチップ（以下単に「テストチップ」という）をチャンバ１１の内壁１１ａの所定位置Ａに配置し、テストチップの除去量ΔＴをＴｉ含有膜の除去量として計測した計測結果を示す。図７Ｂでは、テストチップをチャンバ１１の内壁１１ａの、所定位置Ａよりも下方位置である所定位置Ｂに配置し、テストチップの除去量ΔＴをＴｉ含有膜の除去量として計測した計測結果を示す。なお、テストチップは、Ｔｉ含有膜としてＴｉＮ膜とＴｉＯ膜とが順に積層されているチップである。テストチップの初期の厚さは、２５０Åであるものとする。
【００６２】
また、図７Ａ及び図７Ｂにおいて、縦軸は、テストチップの除去量ΔＴ（Å）を示し、横軸は、テストチップの延在方向に沿った位置の座標（ｍｍ）を示している。また、図７Ａ及び図７Ｂにおいて、「ＭＥ２＿Ｏｎｌｙ」は、改質工程及び第１の除去工程を行うことなく、塩素含有ガスとしてＣｌ２＝１５０ｓｃｃｍを用いて第２の除去工程を行った場合に得られた結果を示す。「Ｐｒｅ＿Ａｓｈ＋ＭＥ１＋ＭＥ２」は、改質工程と第１の除去工程とを順に行った後に、塩素含有ガスとしてＣｌ２＝１５０ｓｃｃｍを用いて第２の除去工程を行った場合に得られた結果を示す。また、改質工程では、条件として、処理時間：３０秒、処理ガス：Ｏ２＝３５０ｓｃｃｍ、圧力：１３Ｐａ（１００ｍＴ）、高周波電力ＨＦ／高周波電力ＬＦ：６００／０Ｗを用いた。第１の除去工程では、条件として、処理時間：１５秒、処理ガス：ＣＦ４／Ｏ２＝９５／５ｓｃｃｍ、圧力：２．７Ｐａ（２０ｍＴ）、高周波電力ＨＦ／高周波電力ＬＦ：６００／０Ｗを用いた。第２の除去工程では、その他の条件として、処理時間：２秒、圧力：１．３Ｐａ（１０ｍＴ）、高周波電力ＨＦ／高周波電力ＬＦ：３００／０Ｗを用いた。
【００６３】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、改質工程と第１の除去工程とを順に行った後に、第２の除去工程を行った場合、改質工程及び第１の除去工程を行うことなく第２の除去工程を行った場合と比較して、テストチップの除去量ΔＴが大きくなった。換言すれば、第２の除去工程を行う前に、改質工程及び第１の除去工程を行うことで、改質工程及び第１の除去工程を行わない場合と比較して、チャンバ１１の内壁１１ａに対して付着したＴｉ含有膜の除去量を増大させることが可能となった。これは、塩素含有ガスに対する耐性を有するＴｉＯ膜が、該ＴｉＯ膜と第２のフッ素含有ガスとの反応により、Ｔｉ含有膜の表層から事前に除去された後に、Ｔｉ含有膜の残膜が、Ｔｉ含有膜の残膜と第２の除去工程で用いられる塩素含有ガスのプラズマと反応して錯体ガスとして除去されたためであると考えられる。
【００６４】
図８Ａ及び図８Ｂは、本実施形態における第２の除去工程において用いる塩素含有ガスの種類と、Ｔｉ含有膜の除去量との関係を示す図である。図８Ａでは、テストチップをチャンバ１１の内壁１１ａの所定位置Ａに配置し、テストチップの除去量ΔＴをＴｉ含有膜の除去量として計測した計測結果を示す。図８Ｂでは、テストチップをチャンバ１１の内壁１１ａの、所定位置Ａよりも下方位置である所定位置Ｂに配置し、テストチップの除去量ΔＴをＴｉ含有膜の除去量として計測した計測結果を示す。
【００６５】
また、図８Ａ及び図８Ｂでは、第２の除去工程において、塩素含有ガスとしてＣｌ２＝６０ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第２の除去工程において、塩素含有ガスとしてＣｌ２＝１５０ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第２の除去工程において、塩素含有ガスとしてＣｌ２＝２４０ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第２の除去工程において、塩素含有ガスとしてＣｌ２／ＣＨ４＝１３５／１５ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第２の除去工程において、塩素含有ガスとしてＣｌ２／Ａｒ＝１５０／１５０ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。また、第２の除去工程において、塩素含有ガスとしてＣｌ２／Ｏ２＝１４５／５ｓｃｃｍを用いた場合に得られた結果を示した。
【００６６】
また、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、「Ｐｏｓｔ  ＭＥ１（Ｗｉｔｈ  Ｐｒｅ−Ａｓｈ）」は、改質工程と第１の除去工程とを順に行った場合に得られた結果を示す。「ＭＥ２」は、改質工程と第１の除去工程とを順に行った後に、第２の除去工程を行った場合に得られた結果を示す。また、改質工程では、条件として、処理時間：３０秒、処理ガス：Ｏ２＝３５０ｓｃｃｍ、圧力：１３Ｐａ（１００ｍＴ）、高周波電力ＨＦ／高周波電力ＬＦ：６００／０Ｗを用いた。第１の除去工程では、条件として、処理時間：１５秒、圧力：２．７Ｐａ（２０ｍＴ）、高周波電力ＨＦ／高周波電力ＬＦ：６００／０Ｗを用いた。第２の除去工程では、その他の条件として、処理時間：２秒、圧力：１．３Ｐａ（１０ｍＴ）、高周波電力ＨＦ／高周波電力ＬＦ：３００／０Ｗを用いた。
【００６７】
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、Ｃｌ２＝１５０ｓｃｃｍを用いることで、Ｃｌ２＝６０ｓｃｃｍ、Ｃｌ＝２４０ｓｃｃｍと比較して、テストチップの除去量ΔＴを増大させることが可能となった。さらに、Ｃｌ２＝１５０ｓｃｃｍを用いることで、Ｃｌ２／ＣＨ４＝１３５／１５ｓｃｃｍ、Ｃｌ２／Ａｒ＝１５０／１５０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２／Ｏ２＝１４５／５ｓｃｃｍと比較して、テストチップの除去量ΔＴを増大させることが可能となった。
【００６８】
このように、第２の除去工程において塩素含有ガスとしてＣｌ２を選択することで、Ｃｌ２／ＣＨ４、Ｃｌ２／Ａｒ、Ｃｌ２／Ｏ２と比較して、テストチップの除去量ΔＴを増大させることが可能となった。換言すれば、第２の除去工程において塩素含有ガスとしてＣｌ２を選択することで、Ｃｌ２／ＣＨ４、Ｃｌ２／Ａｒ、Ｃｌ２／Ｏ２と比較して、チャンバ１１の内壁１１ａに対して付着したＴｉ含有膜の除去量を増大させることが可能となった。これは、第１の除去工程の後に得られたＴｉ含有膜の残膜と塩素含有ガスのプラズマが反応し、Ｔｉ含有膜の残膜が錯体ガスであるＴｉＣｌとして除去されたためであると考えられる。
【００６９】
図９Ａ及び図９Ｂは、本実施形態における第２の除去工程において用いる圧力と、Ｔｉ含有膜の除去量との関係を示す図である。図９Ａでは、テストチップをチャンバ１１の内壁１１ａの所定位置Ａに配置し、テストチップの除去量ΔＴをＴｉ含有膜の除去量として計測した計測結果を示す。図９Ｂでは、テストチップをチャンバ１１の内壁１１ａの、所定位置Ａよりも下方位置である所定位置Ｂに配置し、テストチップの除去量ΔＴをＴｉ含有膜の除去量として計測した計測結果を示す。
【００７０】
また、図９Ａ及び図９Ｂでは、第２の除去工程において、圧力として１．３Ｐａ（１０ｍＴ）を用いた場合に得られた結果を示した。また、第２の除去工程において、圧力として６．７Ｐａ（５０ｍＴ）を用いた場合に得られた結果を示した。また、第２の除去工程において、圧力として１３Ｐａ（１００ｍＴ）を用いた場合に得られた結果を示した。
【００７１】
また、図９Ａ及び図９Ｂにおいて、「Ｐｏｓｔ  ＭＥ１（Ｗｉｔｈ  Ｐｒｅ−Ａｓｈ）」は、改質工程と第１の除去工程とを順に行った後に、第２の除去工程を行った場合に得られた結果を示す。「ＭＥ２」は、改質工程と第１の除去工程とを順に行った後に、第２の除去工程を行った場合に得られた結果を示す。また、改質工程では、条件として、処理時間：３０秒、処理ガス：Ｏ２＝３５０ｓｃｃｍ、圧力：１３Ｐａ（１００ｍＴ）、高周波電力ＨＦ／高周波電力ＬＦ：６００／０Ｗを用いた。第１の除去工程では、条件として、処理時間：１５秒、圧力：２．７Ｐａ（２０ｍＴ）、高周波電力ＨＦ／高周波電力ＬＦ：６００／０Ｗを用いた。第２の除去工程では、その他の条件として、処理時間：２秒、高周波電力ＨＦ／高周波電力ＬＦ：３００／０Ｗを用いた。
【００７２】
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第１の除去工程と比較して低い圧力である１．３Ｐａ（ｍＴ）を用いることで、第１の除去工程と比較して高い圧力である６．７Ｐａ（５０ｍＴ）、１３Ｐａ（１００ｍＴ）を用いた場合と比較して、テストチップの除去量ΔＴを増大させることが可能となった。
【００７３】
このように、第１の除去工程と比較して低い圧力を用いて第２の除去工程を行うことで、テストチップの除去量ΔＴをさらに増大させることが可能となった。換言すれば、第１の除去工程と比較して低い圧力を用いて第２の除去工程を行うことで、チャンバ１１の内壁１１ａに対して付着したＴｉ含有膜の除去量を増大させることが可能となった。
【００７４】
上述したように、本実施形態によれば、ＴｉＮ膜をマスクとして絶縁膜をエッチングした後に、チャンバ１１の内部の部材に対して付着した炭素含有膜及びＴｉ含有膜のうち炭素含有膜２０１を酸素含有ガスのプラズマにより除去しつつ、Ｔｉ含有膜２０２の表面を酸素含有ガスのプラズマにより改質する改質工程と、Ｔｉ含有膜の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜２０２ｂを第２のフッ素含有ガスのプラズマによりＴｉ含有膜の残膜２０２ａから除去する第１の除去工程と、ＴｉＯ膜が除去されて露出したＴｉ含有膜の残膜２０２ａを塩素含有ガスのプラズマによりチャンバ１１の内部の部材から除去する第２の除去工程とを行う。このため、本実施形態によれば、ＴｉＮ膜から生じたＴｉ含有膜がチャンバ１１の内部の各種部材に付着した場合でも、各種部材からＴｉ含有膜を除去することができるので、チャンバ１１の内部のプラズマ密度の変動を抑えることが可能となる。この結果、本実施形態によれば、チャンバ１１の内部に付着するＴｉ含有膜に起因したエッチング特性の経時劣化を抑制することができる。
【００７５】
また、本実施形態によれば、第２のフッ素含有ガスは、ＣＦ４又はＳＦ６を含む。この結果、チャンバ１１の内部の部材に対して付着したＴｉ含有膜２０２の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜２０２ｂをＴｉ含有膜の残膜２０２ａから効率良く除去することが可能となる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、第２のフッ素含有ガスは、さらにＯ２を含む。この結果、チャンバ１１の内部の部材に対して付着したＴｉ含有膜２０２の表面が改質されて得られたＴｉＯ膜２０２ｂをＴｉ含有膜の残膜２０２ａからより一層効率良く除去することが可能となる。
【００７７】
また、本実施形態によれば、塩素含有ガスは、Ｃｌ２、ＢＣｌ３及びＳｉＣｌ４のうち少なくともいずれか一つを含む。この結果、Ｔｉ含有膜２０２の残膜２０２ａと塩素含有ガスのプラズマが反応し、Ｔｉ含有膜２０２の残膜２０２ａが錯体ガスであるＴｉＣｌとして効率良く除去される。
【００７８】
また、本実施形態によれば、改質工程、第１の除去工程及び第２の除去工程は、チャンバ１１の内部に被処理体が配置されていない状態で、実行される。この結果、被処理体からの放出物の影響を受けることなく、チャンバ１１の内部の各種部材に付着したＴｉ含有膜を効率良く除去することが可能となる。
【００７９】
また、本実施形態によれば、第２の除去工程は、第１の除去工程と比較して低い圧力にて実行される。この結果、Ｔｉ含有膜２０２の残膜２０２ａと塩素含有ガスのプラズマと反応し、Ｔｉ含有膜２０２の残膜２０２ａが錯体ガスであるＴｉＣｌとなる生成反応を促進することができる。それによって、Ｔｉ含有膜２０２の残膜２０２ａを錯体ガスであるＴｉＣｌとしてさらに効率良く除去することが可能となる。
【００８０】
（他の実施形態）
以上、本実施形態に係るプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置について説明したが、これに限定されるものではない。以下では、他の実施形態について説明する。
【００８１】
例えば、ＴｉＮ膜をマスクとして絶縁膜がエッチングされる前に、ＴｉＮ膜に所定のパターンをパターニングするパターニング工程をさらに行っても良い。この場合、エッチング工程、改質工程、第１の除去工程及び第２の除去工程は、パターニング工程が行われた後に、行われる。例えば、パターニング工程では、絶縁膜上に形成されたＴｉＮ膜にＣｌ２／ＣＦ４／ＣＨ４／Ａｒのプラズマによるプラズマ処理を行うことによって、ＴｉＮ膜に所定のパターンをパターニングする。その後、エッチング工程、改質工程、第１の除去工程及び第２の除去工程を行う。この結果、パターニングされたＴｉＮ膜及びエッチングされたＴｉＮ膜から生じたＴｉ含有膜がチャンバ１１の内部の各種部材に付着した場合でも、各種部材からＴｉ含有膜を除去することができる。
【００８２】
また、上記実施形態では、改質工程、第１の除去工程及び第２の除去工程は、チャンバ１１の内部に被処理体が配置されていない状態で、実行される例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、改質工程、第１の除去工程及び第２の除去工程は、チャンバ１１の内部にダミーウェハ等が配置された状態で、実行されても良い。
【符号の説明】
【００８３】
１  プラズマ処理装置
１１  チャンバ
１１ａ  内壁
２０  フォーカスリング
３０  第１の高周波電源
４０  第２の高周波電源
４２  上部電極
５１  電極板
５２  電極支持体
７２  処理ガス供給源
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ  ガス供給部
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ  流量調整機構
１５０  制御部
Ｓ  プラズマ処理空間
Ｗ  ウェハ
【図１】
2014204001.tif 000003
【図２】
2014204001.tif 000004
【図３】
2014204001.tif 000005
【図４Ａ】
2014204001.tif 000006
【図４Ｂ】
2014204001.tif 000007
【図５】
2014204001.tif 000008
【図６Ａ】
2014204001.tif 000009
【図６Ｂ】
2014204001.tif 000010
【図７Ａ】
2014204001.tif 000011
【図７Ｂ】
2014204001.tif 000012
【図８Ａ】
2014204001.tif 000013
【図８Ｂ】
2014204001.tif 000014
【図９Ａ】
2014204001.tif 000015
【図９Ｂ】
2014204001.tif 000016