(57)【要約】  【課題】  ウェーハ上に露出した多孔質Ｌｏｗ−Ｋ膜に対して、膜質の劣化を防ぎ、ウェーハからレジストを確実に除去することのできるアッシング方法及びアッシング装置を提供する。  【解決手段】  本発明のアッシング装置は、誘電体プラズマ発生室１４にガスを導入し、当該ガスを励起させてプラズマを生起し、前記ガスプラズマによってＬｏｗ−Ｋ膜を用いた被処理対象物Ｓのプラズマ処理を行うアッシング装置である。ガス制御部２０から導入されるアッシングガスは、Ｈ2を添加した不活性ガスである。これらの混合ガスによるプラズマを生成させ、発生した水素ラジカルによってレジストを除去するように構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が誘電体で形成されたプラズマ発生室にガスを導入し、当該ガスを励起させてプラズマを生起し、前記ガスプラズマによってＬｏｗ−Ｋ膜を用いた被処理対象物のプラズマ処理を行うアッシング方法において、
前記プラズマ発生室に対してＨ2を添加した不活性ガスを導入し、
この不活性ガスを励起させてプラズマを生成させ、発生した水素ラジカルによって前記被処理対象物上のレジストを除去することを特徴とするアッシング方法。
【請求項２】
前記不活性ガスには、Ｈ2を１〜２０％の割合で添加することを特徴とする請求項１記載のアッシング方法。
【請求項３】
前記Ｈ2を添加した不活性ガスにＨ2Ｏを添加し、
この混合ガスによるプラズマを生成させ、発生した水素ラジカルによって前記被処理対象物上のレジストを除去す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。
【請求項４】
前記不活性ガスには、Ｈ2Ｏを０．１％〜５％の割合で添加することを特徴とする請求項３記載のアッシング方法。
【請求項５】
前記Ｈ2を添加した不活性ガスにＯ2を添加し、
この不活性ガスによるプラズマを生成させ、発生した水素ラジカルによって前記被処理対象物上のレジストを除去す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。
【請求項６】
前記不活性ガスには、Ｏ2を０．０１％〜０．１％の割合で添加することを特徴とする請求項５記載のアッシング方法。
【請求項７】
少なくとも一部が誘電体で形成されたプラズマ発生室にガスを導入し、当該ガスを励起させてプラズマを生起し、前記ガスプラズマによってＬｏｗ−Ｋ膜を用いた被処理対象物のプラズマ処理を行うアッシング装置であって、
前記プラズマ発生室に対して導入されるガスは、Ｈ2を添加した不活性ガスであることを特徴とするアッシング装置。
【請求項８】
前記不活性ガスには、Ｈ2を１〜２０％の割合で添加されていることを特徴とする請求項７記載のアッシング装置。
【請求項９】
前記Ｈ2を添加した不活性ガスに、さらにＨ2Ｏが添加されていることを特徴とする請求項７又は８記載のアッシング装置。
【請求項１０】
前記添加されるＨ2Ｏは、０．１％〜５％の割合であることを特徴とする請求項９記載のアッシング装置。
【請求項１１】
前記Ｈ2を添加した不活性ガスに、さらにＯ2が添加されていることを特徴とする請求項７又は８記載のアッシング装置。
【請求項１２】
前記添加されるＯ2は、０．０１％〜０．１％の割合であることを特徴とする請求項１１記載のアッシング装置。
【請求項１３】
前記不活性ガスは、Ｈｅからなることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか１項に記載のアッシング装置。
【請求項１４】
前記プラズマに含まれる紫外線光が、前記プラズマ発生室から被処理物上に直接照射されることがないように前記被処理物と前記プラズマ発生室との位置関係を直線的に照射されない配置としたことを特徴とする請求項７〜１３のいずれか１項に記載のアッシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハプロセスにおいて、ウェーハ上に回路を作るマスクとして使用するフォトレジストを剥離するアッシング装置に係り、特に、アッシングレートの低下を防止し、プラズマ発生室部材の長寿命化を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路のなかで、素子数が１０００を超えるＬＳＩ（Large Scale Integration、大規模集積回路）のうち、１チップに収められた素子数が１００万を超えるＵＬＳＩなどでは、１チップ上に１億個以上の素子が形成されるまでになった。 
【０００３】
このようなＵＬＳＩでは、従来のような平面的な素子の微細化では対応ができないため、配線を多層に積み上げる多層配線構造が不可欠となった。ここで、多層配線構造は、層間容量を増大させ、素子の信号遅延時間の増大をもたらすことから、層間容量を低減させるべく、層間絶縁膜として低誘電率層間絶縁膜（以下、Ｌｏｗ−Ｋ膜という）が用いられるようになってきている。
【０００４】
ところで、パターニング後、不要となったレジストマスクを除去するアッシング処理では、従来、酸素（Ｏ2）プラズマを用いていた。しかしながら、Ｌｏｗ−Ｋ膜の場合、酸素プラズマによってアッシングすることにより、誘電率の大幅な上昇を引き起こすこととなる。特に、比誘電率が低い多孔質材料を用いた層間絶縁膜では、多数の微細な空孔が露出（比表面積増大）するため、反応性の大きい酸素プラズマへの耐性が極めて低く、膜質の劣化が容易に起こる等、酸素プラズマによる弊害は顕著であった。
【０００５】
そこで、例えば、酸素を含まない窒素と水素を含有する混合ガスから生成されるプラズマでアッシング処理を行い、Ｌｏｗ−Ｋ膜の劣化を防止する技術や（特許文献１参照）、水素含有ガスとフッ素含有ガスによる無酸素プラズマによりアッシングする技術が開発されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６１０９２号公報
【特許文献２】特開２００１−１１０７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにＬｏｗ−Ｋ膜を層間絶縁膜としているウェーハのアッシング処理では、酸素（Ｏ2）プラズマを用いた従来のアッシングによるレジスト除去を行うことは適切でないため、従来とは全く異なったアッシングガス条件が必要とされ、水素（Ｈ2）や窒素（Ｎ2）、アンモニア（ＮＨ3）などを用いたプラズマ処理が行われるようになってきた。しかしながら、このようなアッシングガス条件では、プラズマ処理装置としての処理能力に問題があった。
【０００７】
すなわち、特許文献１に示されるような窒素と水素との混合ガスでは、例えば、図４に示すように、アッシングレートは高いが、図３に示すように、誘電率の上昇が大きかった。また、特許文献２における水素含有ガスとフッ素含有ガスとの混合ガスの場合でも、誘電率の大幅な上昇を引き起こし、膜質の劣化を起こし得ることとなっていた。
【０００８】
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、ウェーハ上に露出したＬｏｗ−Ｋ膜（特に、多孔質材料を用いたＬｏｗ−Ｋ膜）に対して、膜質の劣化を防ぎつつ、ウェーハからレジストを確実に除去することのできるアッシング装置及びアッシング方法を提供することである。なお、以下の記載において量比を表す％は、特に断らない限りは質量基準とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載のアッシング方法は、少なくとも一部が誘電体で形成されたプラズマ発生室にガスを導入し、当該ガスを励起させてプラズマを生起し、前記ガスプラズマによってＬｏｗ−Ｋ膜を用いた被処理対象物のプラズマ処理を行うアッシング方法において、前記プラズマ発生室に対してＨ2を添加した不活性ガスを導入し、この不活性ガスを励起させてプラズマを生成させ、発生した水素ラジカルによって前記被処理対象物上のレジストを除去することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項７記載のアッシング装置は、少なくとも一部が誘電体で形成されたプラズマ発生室にガスを導入し、当該ガスを励起させてプラズマを生起し、前記ガスプラズマによってＬｏｗ−Ｋ膜を用いた被処理対象物のプラズマ処理を行うアッシング装置であって、前記プラズマ発生室に対して導入されるガスは、Ｈ2を添加した不活性ガスであることを特徴とする。
【００１１】
以上のような態様では、不活性ガスにＨ2を添加したものをアッシングガスとした場合は誘電率の変化が少なく、アッシングレートも高い。このように、アッシングガスとして不活性ガスにＨ2を添加したものを用いることによって、アッシングレートを高めつつ誘電率の上昇を抑えることができるため、多孔質Ｌｏｗ−Ｋ膜の膜質の劣化を防ぎ、ウェーハからレジストを確実に除去することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のアッシング方法において、前記不活性ガスには、Ｈ2を１〜２０％の割合で添加することを特徴とする。
また、請求項８記載の発明は、請求項７記載のアッシング装置において、前記不活性ガスには、Ｈ2を１〜２０％の割合で添加されていることを特徴とする。
【００１３】
以上のような態様では、不活性ガスに添加するＨ2の割合が１〜２０％の領域では、Ｈ2変化に対するアッシングレートの変化が処理能力上の許容範囲内であり、安定したアッシング処理を行うことができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のアッシング方法において、前記Ｈ2を添加した不活性ガスにＨ2Ｏを添加し、この混合ガスによるプラズマを生成させ、発生した水素ラジカルによって前記被処理対象物上のレジストを除去することを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項７又は８記載のアッシング装置において、前記Ｈ2を添加した不活性ガスに、さらにＨ2Ｏが添加されていることを特徴とする。
【００１６】
以上のような態様では、不活性ガスにＨ2Ｏを添加することによって、Ｈラジカルの失活を著しく減少させ、その結果、ウェーハ上に達するＨラジカル量を増大させることができる。これにより、処理時間を延長させることなく剥離残りを改善することができる。さらに付随効果として、プラズマ発生室内面等の誘電体部分は基より、他の部材の還元作用も防止又は軽減することができ、プラズマ発生室部材の長寿命化に貢献することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のアッシング方法において、前記不活性ガスには、Ｈ2Ｏを０．１％〜５％の割合で添加することを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項９記載のアッシング装置において、前記添加されるＨ2Ｏは、０．１％〜５％の割合であることを特徴とする。
【００１８】
以上のような態様では、不活性ガスに０．１〜５％のＨ2Ｏを添加することによって、Ｈラジカルの失活を著しく減少させ、その結果、ウェーハ上に達するＨラジカル量を増大させることができる。これにより、処理時間を延長させることなく剥離残りを改善することができる。さらに付随効果として、プラズマ発生室内面等の誘電体部分は基より、他の部材の還元作用も防止又は軽減することができ、プラズマ発生室部材の長寿命化に貢献することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項１又は２に記載のアッシング方法において、前記Ｈ2を添加した不活性ガスにＯ2を添加し、この不活性ガスによるプラズマを生成させ、発生した水素ラジカルによって前記被処理対象物上のレジストを除去することを特徴とする。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、請求項７又は８記載のアッシング装置において、前記Ｈ2を添加した不活性ガスに、さらにＯ2が添加されていることを特徴とする。
【００２１】
以上のような態様では、不活性ガスにＯ2を添加することによって、Ｈラジカルの失活を著しく減少させ、その結果、ウェーハ上に達するＨラジカル量を増大させることができる。これにより、処理時間を延長させることなく剥離残りを改善することができる。さらに付随効果として、プラズマ発生室内面等の誘電体部分は基より、他の部材の還元作用も防止又は軽減することができ、プラズマ発生室部材の長寿命化に貢献することができる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のアッシング方法において、前記不活性ガスには、Ｏ2を０．０１％〜０．１％の割合で添加することを特徴とする。
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載のアッシング装置において、前記添加されるＯ2は、０．０１％〜０．１％の割合であることを特徴とする。
【００２３】
以上のような態様では、不活性ガスに０．０１％〜０．１％のＯ2を添加することによって、Ｈラジカルの失活を著しく減少させ、その結果、ウェーハ上に達するＨラジカル量を増大させることができる。これにより、処理時間を延長させることなく剥離残りを改善することができる。さらに付随効果として、プラズマ発生室内面等の誘電体部分は基より、他の部材の還元作用も防止又は軽減することができ、プラズマ発生室部材の長寿命化に貢献することができる。
【００２４】
請求項１３記載の発明は、請求項７〜１２のいずれか１項に記載のアッシング装置において、前記不活性ガスは、Ｈｅからなることを特徴とする。
以上のような態様では、Ｈｅは、準安定状態のエネルギーが高いことに起因して、例えば、Ｈ2を微量添加した場合においても、アッシングレートの立ち上がりが早い。また、ＨｅはＨ2とほぼ同質量をもつ原子であるため、ガスの拡散において望ましく、ウェーハ面内のアッシング処理分布の均一化が期待できる。したがって、安定した処理作業を実行することができる。
【００２５】
請求項１４記載の発明は、請求項７〜１３のいずれか１項に記載のアッシング装置において、前記プラズマに含まれる紫外線光が、前記プラズマ発生室から被処理物上に直接照射されることがないように前記被処理物と前記プラズマ発生室との位置関係を直線的に照射されない配置としたことを特徴とする。
以上のような態様では、プラズマ発生室の内部で生成されたプラズマに含まれる紫外線光は、被処理物に到達する前に除去され、ラジカルのみが被処理物表面に供給される。これにより、被処理物に対して紫外線光が当たることによる被処理物の誘電率の上昇を抑えることができるようになる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のような本発明では、アッシングガスとしてＨ2と不活性ガスとの混合ガスを用いることによって、アッシングレートを高めつつ誘電率の上昇を抑えることができる。そのため、Ｌｏｗ−Ｋ膜（特に多孔質材料を用いたＬｏｗ−Ｋ膜）の膜質の劣化を防ぎ、ウェーハからレジストを確実に除去することができる。また、不活性ガスとしてＨｅを用いると、誘電率の変化がない良好な結果が得られる。
【００２７】
さらに、Ｈ2と不活性ガスの混合ガスにＨ2Ｏ又はＯ2を添加することによって、Ｈラジカルの失活を著しく減少させ、結果、ウェーハ上に達するＨラジカル量を増大させることにより、同処理時間における剥離残りを改善し、さらには、付随効果として、プラズマ発生室部材内面の還元を抑制することができ、プラズマ発生室部材の長寿命化に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の記載において量比を表す％は、特に断らない限りは質量基準とする。
【００２９】
［第１の実施形態］
本実施形態のアッシング装置は、図１に示すように真空容器１の内部にプロセス室２が真空容器１を備えている。プロセス室２には載置台３が設けられており、この載置台３の上には被処理物Ｓが載置されている。なお、載置台３には図示しない温度調節機構が設けられており、この温度調節機構によって被処理物Ｓの温度を制御できるようになっている。この被処理物には、半導体装置製造用のシリコンウェーハ、液晶表示装置用のガラス基板等が含まれる。
【００３０】
真空容器１の底板４には排気口５が形成されており、この排気口５には、一端が真空ポンプ（図示を省略）に接続された排気管６が取り付けられている。また、真空容器１の天板を構成する上蓋７の中央にはガス導入口８が形成されており、このガス導入口８にはフッ素樹脂で形成されたガス導入管９が取り付けられている。
【００３１】
このガス導入管９にはプラズマ発生室部材１０が接続されている。このプラズマ発生室部材１０を形成する誘電体としては、石英（ＳｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、サファイア、窒化アルミニウム等を使用することができる。
【００３２】
また、このプラズマ発生室部材１０の他端には封止部材１１が取り付けられ、この封止部材１１の内部にはガス流路１９が形成されている。封止部材１１にはガス輸送管１８が接続されており、ガス輸送管１８の他端にはプラズマ発生室部材１０にアッシングガスを供給するガス制御部２０が設けられている。
【００３３】
プラズマ発生室部材１０の途中にはマイクロ波導波管１２を備えたラジカル生成手段、すなわちプラズマ発生装置１３がプラズマ発生室部材１０を取り囲むようにして設けられており、このプラズマ発生装置１３によって取り囲まれたプラズマ発生室部材１０の内部にプラズマ発生室１４が形成されている。このようにプラズマ発生室１４は真空容器１の外部に設置されている。マイクロ波導波管１２にはマイクロ波発生器１５が接続されている。
【００３４】
さらに、真空容器１の上蓋７（天板）に設けられたガス導入口８を介してプロセス室２の内部に導入されたラジカル（エッチング種）を、被処理物Ｓの表面全体にわたって均一に供給するために、プロセス室２の上部にガス貯留室１６を形成するようにしてシャワーノズル１７が設けられている。そして、シャワーノズル１７には多数のガス噴出口が形成されている。
【００３５】
本実施形態は、上記のようなアッシング装置を用いてアッシングを行う場合におけるガス制御部２０により制御され、プラズマ発生室部材１０に導入されるアッシングガスの成分比に特徴を有する。すなわち、本実施形態において用いられるアッシングガスは、Ｈ2を添加した不活性ガスである。これらの混合ガスによるプラズマを生成させ、発生した水素ラジカルによってレジストを除去するように構成される。使用する不活性ガスとしては、例えばヘリウム（Ｈｅ）やアルゴン（Ａｒ）がある。
【００３６】
アッシングガスにおけるＨ2のガス比は、トータル質量流量の１〜２０％の範囲であるが、図２に示すように、アッシングレート（Ａ／Ｒ）がほぼ飽和する５％程度以上とするのが望ましい。
【００３７】
また、Ｈｅは、ＡｒよりもＨｅの準安定状態のエネルギーが高いことに起因して、Ｈ2の微量添加においてもアッシングレートの立ち上がりが早い。そのため、Ｈ2比が５％前後の領域においては、レート飽和しているＨｅのほうがＨ2比変化に対する変動が少なく好適である。また、ＨｅはＨ2とほぼ同質量をもつ原子であるため、Ａｒを用いた場合よりもガスの拡散において望ましく、ウェーハ面内のアッシング処理分布の均一化が期待できる。そのため、安定した処理作業を実行するためには、Ｈｅを用いることがより望ましい。
【００３８】
このように、Ｌｏｗ−Ｋ膜に対するダメージ（変質）は、アッシングガスとしてＨ2を添加ガスとした場合、ＨｅやＡｒ等を用いると、図２に示すように、誘電率の変化がない良好な結果が得られる。これに対して、例えば、ＨｅにＯ2を５％添加したものをアッシングガスとした場合には、図４に示すように、アッシングレートは高いが、図３に示すように誘電率の上昇が著しいという不都合を生ずる。
【００３９】
また、図３に示すように、ＨｅにＮ2を５％添加したものをアッシングガスとした場合は、誘電率の変化が少ないが、図４に示すように、アッシングレートは、ＨｅやＡｒにＨ2を５％添加したものに比べ半分以下となる。すなわち、Ｎ2の場合はＬｏｗ−Ｋ膜に対するダメージはないものの、レジスト除去装置としての処理能力に対して問題がある。また、Ｎ2にＨ2を５％添加したものをアッシングガスとした場合は、アッシングレートはＨｅやＡｒにＨ2を５％添加したものと同等だが、誘電率の上昇が著しい。
【００４０】
一方で、図３に示すように、ＨｅやＡｒ等の不活性ガスにＨ2を５％添加したものをアッシングガスとした場合は誘電率の変化が少なく、また、図４に示すように、アッシングレートも高い。このように、アッシングガスにＨ2とＨｅあるいはＡｒの混合ガスを用いることによって、アッシングレートを高めつつ誘電率の上昇を抑えることができるため、多孔質Ｌｏｗ−Ｋ膜の膜質の劣化を防ぎ、ウェーハからレジストを確実に除去することができる。
【００４１】
なお、アッシングガス全流量は、１ｓｌｍ（standard liter/min）以上とすることができるが、大流量ほどアッシングレートを上げることができるため、７ｓｌｍ程度で用いることが望ましい。また、処理圧力は、５０Ｐａ〜２００Ｐａの領域で用いることができる。
【００４２】
また、紫外線光がＬｏｗ−Ｋ膜に当たると、誘電率が上昇する。上述のように、紫外線光の影響よりもガス成分比のほうが影響が大きいが、特に誘電率の低い（Ｋ＝２以下）多孔質材料を用いたＬｏｗ−Ｋ膜では、その影響が顕著である。そこで、本実施形態では、プラズマ生成部からの紫外線光が被処理物上に直接照射されることがないように紫外線光を遮光するため、被処理物とプラズマ生成部との位置関係を直線的に照射されない配置としている。
【００４３】
具体的には、図５に示すように、プラズマ発生室１４とガス導入管９及びガス導入口８との間で屈曲しているため、紫外線光が被処理物Ｓに直線的に当たることはない。また、シャワーノズル１７に紫外線光吸収物質を塗布するなど、紫外線光を遮蔽する構成とすることも可能である。これにより、プラズマ発生室部材１０の内部で生成されたプラズマに含まれる紫外線光は、被処理物Ｓに到達する前に除去され、ラジカルのみがシャワーノズル１７を経由してプロセス室２内の被処理物Ｓ表面に供給される。
【００４４】
なお、本実施形態は、ＣＤＥ（ケミカルドライエッチング）装置を例に説明しているが、本発明の上記のような遮蔽構造はこれに限られず、例えば図６に示すダウンフロー型ドライエッチング装置においても、シャワーノズル（パンチングプレート）の穴の位置がずれるように二重に構成し、これにより、被処理物Ｓに対する紫外線光の直接照射を防止することができる。また、上記同様、シャワーノズルに紫外線光吸収物質を塗布することによって吸収することも可能である。
【００４５】
［第２の実施形態］
第２の実施形態におけるアッシング装置は、上記第１の実施形態におけるガス制御部２０から導入されるアッシングガスの構成に変更を加えたものである。具体的には、Ｈ2とＨｅとの混合ガスに０．０１％〜０．１％のＯ2あるいは１〜５％のＨ2Ｏを添加して構成したものである。なお、その他の構成に関しては上記第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４６】
被処理物Ｓ（ウェーハ）上にＬｏｗ−Ｋ膜が露出している場合のレジストアッシング工程において、Ｈ2とＨｅとの混合ガスをアッシングガスとして用いるプロセスでは、アッシング後に剥離残りが生ずる場合がある。上記のようにプラズマ発生室部材１０をＳｉＯ2で構成した場合、ガス制御部２０からＨ2を含むガスが供給されて、プラズマ発生室１４で水素プラズマが励起され、この放電時間が数十時間となるとプラズマ発生室部材１０であるＳｉＯ2が還元されてＳｉとなる。水素プラズマによる還元で、ＳｉＯ2がＳｉとなると、アッシングに必要なＨラジカルの失活が著しくなる。そのため、通常は数十時間でアッシングレートの低下が起こってしまい、これによりアッシング後に剥離残りが生ずることとなる。このような剥離残りは、処理時間を延長すれば解消できるが、それでは処理作業効率が低下してしまう。
【００４７】
本実施形態では、このような剥離残りを防ぐために、上記のようにＨ2とＨｅとの混合ガスに１〜５％のＨ2Ｏを添加した。このように、Ｈ2Ｏを添加すると、プラズマ発生室１４において酸素プラズマが発生する。そして、この酸素プラズマによりプラズマ発生室部材１０の誘電体（放電管や誘電体窓）の還元が防止され再酸化処理がなされる。これによって、Ｈラジカルの失活を著しく減少させ、結果、ウェーハ上に達するＨラジカル量を増大させることにより、処理時間を延長することなく剥離残りを改善することができる。さらに付随効果として、プラズマ発生室部材１０内面等の誘電体部分は基より、他の部材の還元作用も防止又は軽減することができ、プラズマ発生室部材１０の長寿命化に貢献することができる。
【００４８】
図７においてＨ2Ｏを添加した場合のアッシングレートの変化とＬｏｗ−Ｋ膜に対する誘電率の変化を示す。また、図８においてＨ2Ｏに対する比較として、Ｏ2を添加した場合の誘電率変化も示す。
【００４９】
図７からわかるように、Ｈ2とＨｅとの混合ガスにＨ2Ｏを添加することにより、アッシングレートが１０００ｎｍ／ｍｉｎ以上に上昇していることがわかる。これは前記のようにウェーハ上に到達するＨラジカルの量が増大することとあわせて発生した酸素ラジカルの作用によるものである。これにより、処理時間を延長することなくウェーハ上の剥離残りを解消することができる。また、図８に示すように、Ｈ2Ｏの０．１〜５％添加においては、Ｌｏｗ−Ｋ膜の誘電率の変化はほとんどなく、良好な膜質が得られる。
【００５０】
また、同様に処理時間を延長させることなく剥離残りの解消を狙ったＯ2添加では、図８に示すように、１パーセント程度の微量のＯ2においてもＬｏｗ−Ｋ膜に対して変質を生じさせてしまうが、０．１％程度までの添加量であれば使用することができることがわかる。
【００５１】
Ｈ2Ｏ添加量に比べて、Ｏ2添加量の許容範囲が狭い原因は必ずしも明らかにはなっていないが、これはＨ2Ｏ添加とＯ2添加で発生したＯ2ラジカルの寿命の差、及びＬｏｗ−Ｋ膜に対する活性度合い（反応性）の違いが誘電率変化量の差異に影響していることが考えられる。多孔質材料を使った、より誘電率の低いＬｏｗ−Ｋ膜では、誘電率変化を引き起こしやすいことから、Ｏ2添加量を０．０１％以下の添加とすることがより望ましい。
【００５２】
このように、Ｈ2Ｏ添加した場合と、Ｏ2を添加した場合とでは、誘電率の変化は同等であるが、アッシングレートはＯ2添加のほうが優れている。その反面、Ｏ2添加量は微量に抑える必要があり、誘電率の上昇を起こさない範囲が０．０１〜０．１％とかなり狭い。そのため、実際の処理作業ではわずかな流量変化等があれば誘電率の上昇に大きな影響をもたらす。これに対して、Ｈ2Ｏ添加では許容できる範囲が０．１〜５％とかなり広いから、実際の処理作業において多少の流量変化等があっても、誘電率の上昇に与える影響は少なく安定した処理作業が可能となる。
【００５３】
以上示したように、本実施形態のアッシング装置によれば、ガス制御部２０から導入されるＨ2とＨｅとの混合ガスに、０．０１％〜０．１％のＯ2あるいは０．１〜５％のＨ2Ｏを添加することによって、Ｈラジカルの失活を著しく減少させ、その結果、ウェーハ上に達するＨラジカル量を増大させることができる。これにより、処理時間を延長させることなく剥離残りを改善することができる。さらに付随効果として、プラズマ発生室内面等の誘電体部分は基より、他の部材の還元作用も防止又は軽減することができ、プラズマ発生室部材の長寿命化に貢献することができる。
【００５４】
［他の実施の形態］
なお、上記実施形態におけるアッシング装置あるいはアッシング方法は、ウェーハ上のレジストアッシングに用いることができるだけでなく、例えば、Ｌｏｗ−Ｋ膜を直接的にエッチングする場合や自生酸化物を除去するような場合のエッチング装置あるいはエッチング方法に用いることも可能である。
【００５５】
また、上記実施形態においては、本発明の不活性ガスの例として、ＡｒやＨｅを取り上げ、特にＨｅが好適であることを説明したが、Ａｒの代わりにＮｅを用いてもよく、また、質量の重いＫｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）又はＲｎ（ラドン）を用いることによって処理分布の均一性は損なわれるものの、同様の効果が期待できる。
【００５６】
上記実施形態においては、本発明が適用される装置として、ケミカルドライエッチング装置、ダウンフロー型ドライエッチング装置を用いて説明したが、本発明はこれらの装置のみで実現されるものではなく、ラジカルを主体にしたアッシングを行い得る装置であれば良く、紫外線光を遮断し得るものであればなお好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す構成図。
【図２】不活性ガスにＨ2を添加した場合のアッシングレートの変化を示す図。
【図３】不活性ガスにＨ2を添加した場合の誘電率変化を示す図。
【図４】不活性ガスにＨ2を添加した場合のアッシングレートの変化を示す図。
【図５】本発明の第１の実施形態の構成を示す部分拡大図。
【図６】本発明の第１の実施形態の変形例を示す部分拡大図。
【図７】Ｈ2及びＨｅの混合ガスにＨ2Ｏを添加した場合のアッシングレートの変化を示す図。
【図８】Ｈ2及びＨｅの混合ガスにＨ2Ｏ又はＯ2を添加した場合の誘電率変化を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１…真空容器
２…プロセス室
３…載置台
４…底板
５…排気口
６…排気管
７…上蓋
８…ガス導入口
９…ガス導入管
１０…プラズマ発生室部材
１１…封止部材
１２…マイクロ波導波管
１３…プラズマ発生装置
１４…プラズマ発生室
１５…マイクロ波発生器
１６…ガス貯留室
１７…シャワーノズル
１８…ガス輸送管
１９…ガス流路
２０…ガス制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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