(57)【要約】【課題】真空容器内のファラデーシールド有効範囲外（主に、チャンバー内壁）に付着した反応生成物の剥がれを抑制し、量産安定性に優れたプラズマ処理装置の運転方法を提供する。【解決手段】放電部と処理部とを有するプラズマ処理装置を用いて難エッチング材料からなる層が形成された試料をプラズマで処理するプラズマ処理方法において、試料をエッチングする前のエージング処理を行なう第１の工程Ｓ１と、試料上に形成された難エッチング材料からなる層をプラズマ処理することによりエッチングする第２の工程Ｓ２と、第２の工程Ｓ２の後に、プラズマ処理を行なうことにより処理部を構成するチャンバーの内壁の堆積膜を安定化させる第３の工程Ｓ３と、第２の工程Ｓ２と第３の工程Ｓ３とを繰り返す工程とを有する。【選択図】図４
2011100865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内において、難エッチング材料を用いて形成された薄膜を有する試料をプラズマで処理するプラズマ処理工程と、
前記プラズマ処理工程で前記チャンバー内壁へ堆積した堆積膜を安定化する安定化工程と、を有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理方法において、
前記難エッチング材料は、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）白金（Ｐｔ）、マンガン（Ｍｎ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、タンタル（Ｔａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛、チタン酸バリウムストロンチウム、タンタル酸ストロンチウムビスマス、チタン（Ｔｉ）の少なくとも１者であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項３】
請求項１記載のプラズマ処理方法において、
前記安定化工程は、前記チャンバー内に設けたＳｉウエハを、三塩化ホウ素と塩素との混合ガスを用いて生成したプラズマでエッチング処理する工程であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項４】
請求項３記載のプラズマ処理方法において、
前記混合ガスの割合は、三塩化ホウ素が２０〜４０％、塩素が６０〜８０％であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項５】
放電部と処理部とを有するプラズマ処理装置を用いて難エッチング材料からなる層が形成された試料をプラズマで処理するプラズマ処理方法において、
試料をエッチングする前のエージング処理を行なう第１の工程と、
前記試料上に形成された難エッチング材料からなる層をプラズマ処理することによりエッチングする第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記処理部を構成するチャンバーの内壁に堆積した反応生成物を安定化させ第３の工程と、
前記第２の工程と前記第３の工程とを繰り返す工程と、を有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】
請求項５記載のプラズマ処理方法において、
前記第３の工程は、前記チャンバー内において、三塩化ホウ素と塩素との混合ガスを用いて生成したプラズマを用いてＳｉウエハをエッチング処理する工程であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項７】
請求項５記載のプラズマ処理方法において、
前記第３の工程は、前記第２の工程において複数の試料をエッチングした後に実施されることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項８】
請求項５記載のプラズマ処理方法において、
前記プラズマ処理装置は前記放電部を構成するベルジャー上部にファラデーシールドを有し、
前記第３の工程は、前記ファラデーシールドに電圧が印加された状態で実施されることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項９】
放電部と処理部とを有するプラズマ処理装置を用いて難エッチング材料からなる層が形成された試料をプラズマで処理するプラズマ処理方法において、
前記処理部を構成するチャンバーの内壁を加熱後、試料をエッチングする前のエージング処理を行なうことにより前記チャンバーの内壁に堆積した反応生成物を安定化する第１の工程と、
前記試料上に形成された難エッチング材料からなる層をプラズマ処理することによりエッチングする第２の工程と、を有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１０】
請求項９記載のプラズマ処理方法において、
前記第１の工程は、前記チャンバー内においてＳｉウエハを三塩化ホウ素ガスと塩素ガスとを用いて生成したプラズマでエッチング処理する工程であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１１】
請求項９記載のプラズマ処理方法において、
前記第２の工程の後に、前記処理部を構成するチャンバーの内壁に堆積した反応生成物を安定化する第３の工程を更に有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項１２】
請求項１１記載のプラズマ処理方法において、
前記第２の工程と、前記第３の工程とを繰り返す工程を有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理方法に係り、特に真空処理容器内において難エッチング材料のエッチングを行なうのに好適なプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体デバイスの製造分野において用いられる被エッチング材料として、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）もしくは論理回路ＩＣ等にはＳｉ、Ａｌ、ＳｉＯ２等の比較的エッチングし易い材料が用いられる。また、ＦＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気ヘッド等においてはＦｅ等の難エッチング材料が用いられている。
【０００３】
なお、難エッチング材料の具体的な例としては、ＭＲＡＭや磁気ヘッド等に用い強磁性もしくは反強磁性材料としてのＦｅ、ＮｉＦｅ，ＰｔＭｎ、ＩｒＭｎ。また、ＤＲＡＭのキャパシタ部やゲート部、ＦＲＡＭのキャパシタ部、ＭＲＡＭのＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子部に用いられる貴金属材料のＰｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｔａ、Ｒｕが挙げられるが、この他に高誘電体材料のＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、ＨｆＯ３（酸化ハフニウム）、Ｔａ２Ｏ３（酸化タンタル）、強誘電体材料のＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛）、ＢＳＴ（チタン酸バリウムストロンチウム）、ＳＢＴ（タンタル酸ストロンチウムビスマス）等もある。
【０００４】
これら難エッチング材料は、エッチング時に生成される反応生成物の蒸気圧が低いためエッチングが困難であると共に、真空容器内壁に対するエッチング後の反応生成物の付着量が多い。そのため、試料を数枚から数百枚処理するだけで真空容器内壁が反応生成物の堆積物によって覆われ、更にこの反応生成物が堆積しすぎると内壁表面から剥がれ落ち、ウエハ上に異物となって付着する。特にＦＲＡＭ、ＭＲＡＭについては、デバイスの高集積化に伴う素子の微細化に伴って、歩留まり低下を引き起こす異物の低減、及びエッチング特性の安定化が最重要課題である。
【０００５】
この難エッチング材料のエッチングにおける真空容器内壁への反応生成物付着量低減技術として、例えば、特許文献１には誘導方式で処理容器内にプラズマを生成すると共に真空容器外周に設けた誘導アンテナとプラズマとの間にファラデーシールドを設け、このファラデーシールドに高周波電源を接続し電力を供給することで真空容器内壁への反応生成物の付着を低減し、あるいは真空容器内壁をクリーニング可能としたプラズマ処理装置が示されている。更に特許文献２には、ファラデーシールドに５００Ｖ以上の電圧を印加し、三塩化ホウ素（比率２０％）及び塩素（比率８０％）を含む混合ガスでプラズマを生成することで効率良くクリーニングを行う処理方法が示されている。
【０００６】
しかしこの手法は、真空容器のうち非導電性物質すなわちセラミックスか石英等で形成している部分で、かつファラデーシールドによる電界が十分に到達している部分（主に、反応ガス放電部であるベルジャーの内壁）については有効であるが、その他の非導電性物質で形成した部分あるいは導電性物質で形成した部分（主に、試料処理部であるチャンバの内壁）については、反応生成物の付着抑制ならびに除去が十分に行われていない。
【０００７】
そこで特許文献３にはファラデーシールドの有効範囲外（主に、試料処理部であるチャンバの内壁）の反応生成物付着、及び剥がれ抑制技術として部品の表面に凹凸を持たせた手法等が示されている。
【０００８】
また、特許文献４にはフォトレジストをマスク材としたＡｕ（金）、Ｐｔ（白金）等の金属膜をエッチングするエッチング装置のクリーニング方法において、真空容器内壁に付着した堆積物を効率良く除去してエッチング性能の再現性が有り、真空容器内部からの異物の発塵が少ない状態を維持する手法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３２３２９８号公報
【特許文献２】特開２００３−２４３３６２号公報
【特許文献３】特開２００７−１５８３７３号公報
【特許文献４】特開２００６−２３７４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記のように、誘導アンテナとプラズマとの間に設けたファラデーシールドに高周波電源を接続し電力を供給することで、非導電性物質で形成している部分で、かつ電界が十分に到達している部分については真空容器内壁への反応生成物の付着を低減し、あるいは真空容器内壁をクリーニング可能としたプラズマ処理装置では、その有効範囲が限定される。
【００１１】
このような処理装置で難エッチング材をエッチング処理した場合、ファラデーシールドが有効な範囲については反応生成物の抑制ならびに除去が可能であるが、有効範囲外の部分については反応生成物が除去しきれない。また、付着した反応生成物が三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）や塩素（Ｃｌ２）の混合ガスを用いたプラズマクリーニングで比較的容易に除去できるものであれば問題は無いが、難エッチング材とされるＩｒやＰｂ等であった場合、除去が困難である。これより、ファラデーシールド有効範囲外の部分については、各部品の表面粗さを変更し堆積された反応生成物を剥がれにくくする手法を用いていた。しかし、前記に示した両手法だけでは１００〜３００枚程度の連続処理が限界であり、１０００枚相当の連続処理に対しての検討が十分に行われていなかった。
【００１２】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、真空容器内のファラデーシールド有効範囲外（主にチャンバー内壁）に付着した反応生成物の剥がれを抑制し、量産安定性に優れたプラズマ処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための一実施形態として、チャンバー内において、難エッチング材料を用いて形成された薄膜を有する試料をプラズマで処理するプラズマ処理工程と、前記プラズマ処理工程で前記チャンバー内壁へ堆積した堆積膜を安定化する安定化工程と、を有することを特徴とするプラズマ処理方法とする。
【００１４】
また、放電部と処理部とを有するプラズマ処理装置を用いて難エッチング材料からなる層が形成された試料をプラズマで処理するプラズマ処理方法において、試料をエッチングする前のエージング処理を行なう第１の工程と、前記試料上に形成された難エッチング材料からなる層をプラズマ処理することによりエッチングする第２の工程と、前記第２の工程の後に、前記処理部を構成するチャンバーの内壁に堆積した反応生成物を安定化させる第３の工程と、前記第２の工程と前記第３の工程とを繰り返す工程と、を有することを特徴とするプラズマ処理方法とする。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成とすることにより、真空容器内のファラデーシールド有効範囲外（主にチャンバー内壁）に付着した反応生成物の剥がれを抑制し、量産安定性に優れたプラズマ処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施例に係るプラズマエッチング装置を説明するための概略断面図である。
【図２】第１の実施例に係るプラズマエッチング装置の構成を示す図である。
【図３】第１の実施例で用いた試料の概略断面図である。
【図４】第１の実施例で用いた試料処理（連続処理）の流れを示すフローチャートである。
【図５】連続処理時評価時の異物増減数を説明する図である。
【図６（ａ）】従来の方法において、プラズマエッチング装置内部の反応生成物の状態を示す図である。
【図６（ｂ）】第１の実施例において、プラズマエッチング装置内部の反応生成物の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は上記課題を解決するため、次のような形態を採用した。真空処理室の一部を構成するとともに処理ガスの吹き出し口を備えたガスリングを含み前記ガスリングの上部を被覆して真空処理室を形成するベルジャーに覆われた放電部と、前記真空処理室の他の一部を構成するとともにチャンバーに囲われ試料を載置する載置台を含む処理部と、前記ベルジャー上部に配置し、前記真空処理室内に高周波電界を供給してプラズマを生成するアンテナと、前記アンテナとベルジャー間に配置するとともに高周波バイアス電圧が付与されるファラデーシールドと、前記処理ガスの吹き出し口を除く前記ガスリング内面に着脱自在に取り付けた断熱リングを有し、前記試料から見込むことのできる断熱リングを含むガスリング内面の面積の約１／２以上に設定したプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法において、難エッチング材料で構成された積層膜の試料を処理した後にＳｉウエハと入れ替え、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）と塩素（Ｃｌ２）を用いた混合ガスのプラズマを生成させる。
【００１８】
また、プラズマを生成させる際には誘導アンテナとプラズマとの間に設けたファラデーシールド、及び高周波バイアス印加用の電極上に載置されるＳｉウエハに対してウエハバイアスを印加させる。すなわち、本実施の形態においては、真空容器内のファラデーシールド有効範囲外（主に、チャンバー側壁）に付着した反応生成物の剥がれを抑制する手法として、難エッチング材料で構成された積層膜の試料を１枚処理するごとにダミー基板であるＳｉウエハとの入れ替えを行い、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）２０〜４０％と塩素（Ｃｌ２）６０〜８０％の混合ガスプラズマで、処理圧力を０．５〜２．０Ｐａ、ファラデーシールド電圧６００〜１５００Ｖ（ベルジャー内面のデポを除去できる電圧）、ウエハバイアス電圧３００Ｖ以上になるようにバイアス高周波電力を設定してプラズマ処理を行いダミー基板であるＳｉウエハのエッチングを行う。
【００１９】
本方法において、難エッチング材料で構成された積層膜の試料を１枚処理するごとに、ダミー基板であるＳｉウエハと入れ替え、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）と塩素（Ｃｌ２）を用いた混合ガスプラズマでの処理を行い反応生成物を安定化することにより、大量に半導体デバイスの処理を行っても真空容器内壁に付着した反応生成物の剥がれを抑制、すなわち異物の発塵が少ない真空処理容器の状態を維持することができる。
【００２０】
以下、実施例を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
以下、第１の実施例について図１〜図６を用いて説明する。図１は、本実施例にかかる真空処理装置、この例の場合、プラズマエッチング装置を説明するための概略断面図である。
【００２２】
プラズマエッチング装置は、半導体基板上に形成された各種薄膜をエッチングする処理装置であって、プラズマ形成のガス供給を受け、プラズマを生成し基板上に形成された金属膜等の薄膜をエッチングする処理装置である。
【００２３】
図１に示すプラズマ処理装置において、ベルジャーとチャンバーで囲われた処理室は、ベルジャーで覆われプラズマ生成部を形成するセラミックの非導電性材料で成る放電部２と、チャンバーで囲われ被処理物である試料１２、高周波バイアス印加用の電極６が配置された処理部３とで構成される。処理部３はアースに設置されており、電極６は絶縁材を介して処理部３に取り付けられる。放電部２はプラズマを生成するため誘導結合アンテナ１ａ／１ｂ、整合器４、第１の高周波電源１０等が取り付けられている。本実施例では、放電部２の外周にコイル状の誘電結合アンテナ１ａ／１ｂを配置したエッチング装置を使用した。
【００２４】
処理室内部には、ガス供給装置５から処理ガスが供給される一方で、排気装置８によって所定の圧力に減圧排気される。ガス供給装置５より処理室内部に処理ガスを供給し、該処理ガスを誘導結合アンテナ１ａ／１ｂにより発生する電界の作用によりプラズマ化する。また、プラズマ７中に存在するイオンを試料１２上に引き込むために電極６に第２の高周波電源１１によりバイアス電圧電力を印加する。
【００２５】
更に発光モニタリング装置１３で発光するエッチングガスの強度または反応生成物の発光強度の変化をとらえて試料１２のエッチング材の終点を判定する。
【００２６】
本装置は難エッチング材料のエッチングに応じた構造を有しており、ファラデーシールド９へ電圧印加することによって、放電部２への反応生成物付着抑制ならびに除去が可能となる。処理部３の内側に設置されているインナーカバー１５と電極６を覆う電極カバー１６の表面には粗面加工を施し、一旦付着した反応生成物が剥がれ落ちないようにしている。
【００２７】
試料１２を電極６上に設置するためのサセプタ１４の裏面には金属溶射が施され、プラズマ７による電圧印加によってサセプタ１４表面への反応生成物付着抑制ならびに除去を行っている。
【００２８】
図２に、試料の搬送系を含むプラズマ処理装置の概略平面図を示す。大気ローダ１７はロードロック室１８及びアンロードロック室１９と連結しており、ロードロック室１８及びアンロードロック室１９は真空搬送室２１と連結した構造となっている。また、真空搬送室２１はエッチング処理室２２とアッシング処理室２６が連結されている。
【００２９】
試料１２は大気ローダ１７及び真空搬送ロボット２０により搬送されエッチング処理室２２でエッチング処理され、インライン処理にてアッシング処理室２６でアッシング処理される。また、大気ローダには試料１２を設置するカセット１（２３），２（２４）とダミー基板のウエハを設置するカセット３（２５）を設けた。試料用のカセットとは別に、ダミー専用のカセットを設けたことにより、試料１２のカセットにダミー基板のウエハを入れ替える必要が無く、設置された試料１２は随時エッチング処理室２２に搬送され、エッチング処理後は元のカセットに戻るシステムになっている。
【００３０】
上記のように構成された装置で処理する、本実施例で用いた試料１２の概略断面構造を図３に示す。試料１２は、下地膜１０２が形成された半導体Ｓｉ基板１０１上に下からバリア層１０３、下部電極層１０４、強誘電体層１０５、上部電極層１０６の順に成膜が施され、最後にハードマスク１０７材を成膜することで電子回路のパターンを形成する。
【００３１】
尚、上部電極層１０６および下部電極層１０４に採用される材料としては酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）、イリジウムプラチナ合金（ＩｒＰｔ）、酸化プラチナ（ＰｔＯｘ）、ルテニウム（Ｒｕ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯｘ）、パラジウム（Ｐｄ）、酸化パラジウム（ＰｄＯｘ）等がある。
【００３２】
強誘電体層１０５としては前記にも示したＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛）、ＢＳＴ（チタン酸バリウムストロンチウム）、ＳＢＴ（タンタル酸ストロンチウムビスマス）等がある。
【００３３】
バリア層１０３としてはＴｉ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＯＮ等、ハードマスク１０７材料としてはＴｉＡｌＮやＳｉＯ２等がある。本実施例では、ハードマスク１０７材がＴｉＡｌＮ、上部電極層１０６及び下部電極層１０４がＩｒ、強誘電体層１０５がＰＺＴ、バリア層１０３がＴｉＡｌＯＮで構成された試料を用いた。
【００３４】
また、この試料のエッチング処理ガスとしては、上部電極層１０６は塩素（Ｃｌ２）と酸素（Ｏ２）、強誘電体層１０５は三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）とアルゴン（Ａｒ）、下部電極層１０４は塩素（Ｃｌ２）、酸素（Ｏ２）、四フッ化炭素（ＣＦ４）、バリア層１０３は三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）、塩素（Ｃｌ２）、アルゴン（Ａｒ）を用い、更にその際のファラデーシールド電圧は１０００Ｖ以上印加させ、被エッチング膜を処理しながら有効範囲内の反応生成物の付着抑制及び除去も行う。
【００３５】
なお、試料の構造としては上記に限定されるものではなく、難エッチング材料として、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、マンガン（Ｍｎ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、タンタル（Ｔａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛、チタン酸バリウムストロンチウム、タンタル酸ストロンチウムビスマス、チタン（Ｔｉ）の少なくとも１者を含む薄膜が形成されていればよい。
【００３６】
また、ベルジャー内壁への反応生成物の付着の影響が少ない場合には、必ずしもファラデーシールドへ電圧を印加する必要はない。
【００３７】
次に、本実施例で用いた試料処理の流れを図４のフローチャートを用いて説明する。まず、試料のエッチング処理前にＳｉウエハを搬入し、エッチング処理室内の安定化を目的としたプラズマ処理（エージング処理）を行う（Ｓ１）。その後、Ｓｉウエハと試料を入れ替えて試料のエッチング処理（Ｓ２）を行い、再度Ｓｉウエハとの入れ替えを行う。ウエハ入れ替え終了後、Ｓｉウエハを用いたプラズマ処理（インサイチュー処理）を行い（Ｓ３）、再度試料との入れ替えを行って試料をエッチング処理（Ｓ２）する。本実施例はこの工程を繰り返しての連続処理評価を実施し、反応生成物の剥がれによる異物発生について検討したものである。
【００３８】
また、エージング処理及びインサイチュー処理のエッチング条件としては、本実施例で試料のエッチング処理に使用している三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）を２０〜４０％、塩素（Ｃｌ２）を６０〜８０％にし、処理圧力を０．５〜２．０Ｐａ、ファラデーシールド電圧を６００〜１５００Ｖ、ウエハバイアス電圧３００Ｖ以上になるようにバイアス高周波電力を設定した。
【００３９】
次に図４に示したフローに従って行なった連続処理評価結果を説明する。なお、表１にエージング処理及びインサイチュー処理で実施するプラズマ処理条件を示す。
【００４０】
【表１】
2011100865.tif 000003
【００４１】
以上の条件下で連続処理を行うにあたり、反応生成物の剥がれの目安として試料処理枚数１００枚毎にＳｉウエハを用いた異物評価を実施することにした。また、異物評価は大きさ（粒径）が０．２０μｍ以上の付着異物を検出することにより行なった。
【００４２】
図５に連続処理時の異物増減数を示す。前記に示す各処理条件を用いて図４に示すフローでの連続処理評価を実施した結果、１１００枚まで異物の付着数が少ない状態で連続処理を実施することができた。これより、本運用方法を用いることで従来の運用方法より反応生成物の剥がれを抑制することが確認できた。
【００４３】
次に、試料連続処理時に処理室内に付着する反応生成物の状態を図６（ａ）、図６（ｂ）に示す。図６（ａ）に示すように難エッチング材を含んだ試料をエッチング処理すると、処理室内壁に難エッチング材を主体とした反応生成物が付着してしまう。この反応生成物の付着量は試料の処理枚数と比例し増加していくと予測されるが、従来の運用では難エッチング材を主体とした反応生成物が常時積み重なっている状態となり、試料処理数百枚レベルで剥がれ落ち異物となっていたと考えられる。
【００４４】
しかし、本実施例の方法ではエージング処理及びインサイチュー処理時にダミー基板であるＳｉウエハを用いたことで、Ｓｉウエハのエッチングが進行しウエハからＳｉＣｌｘの反応生成物が発生する。このＳｉＣｌｘは試料処理間に発生し、図６（ｂ）に示すように従来の状態とは異なった反応生成物状態になって処理室内に付着していると考えられる。ＳｉＣｌｘを含んだ反応生成物になったことで従来よりも反応生成物が強固になり、付着状態を安定化させたものと考える。
【００４５】
この安定化には、試料のエッチング後(特に、直後)にインサイチュー処理を行なうことが好ましい。すなわち、試料のエッチング後の場合、チャンバー内壁の温度が高まっており、反応生成物を十分に安定化することができる。エージング処理はインサイチュー処理と同様の条件で実施しているが、試料のエッチング前であるため、チャンバー内壁の温度が低く、安定化が十分ではないものと考えられる。なお、本方法としてインサイチュー処理を行う頻度は、試料処理枚数ｎ枚毎でも同様の効果が得られると考える。
【００４６】
以上説明したように、本実施例によればＳｉウエハのエッチング処理を試料処理前のエージング、及び試料処理１枚毎に行ったインサイチュー処理で適用することで、エッチング処理室内に付着した反応生成物の剥がれを抑制し異物レベルを低減させ、長期に渡り装置を安定稼動させることができるプラズマ処理方法を提供することができる。
【実施例２】
【００４７】
第２の実施例について以下説明する。なお、実施例１に記載され、本実施例に未記載の事項は実施例１と同様である。
【００４８】
本実施例においては、エージング処理に先立ってチャンバー内壁を加熱する例について説明する。本実施例においては、図１に示したエッチング装置の処理部（チャンバー）３の外周にヒータを取り付けた構成を有する。このエッチング装置を用いて図４に示すフローに従って試料のエッチング処理を行なった。実施例１との違いは、Ｓ１のＳｉウエハでのエージング処理に先立って、処理部３を前記ヒータで加熱する点にある(加熱エージング処理)。本実施例ではヒータの加熱設定温度を１００℃としたが、６０℃〜１５０℃の範囲で用いることができる。
【００４９】
これにより、１枚目の試料から異物付着を低減することができる。また、実施例１では試料のエッチングとＳｉウエハのインサイチュー処理を１枚ずつ交互に行なったが、本実施例では加熱エージング後３枚の試料を連続してエッチングし、その後Ｓｉウエハのインサイチュー処理を行なった。試料の処理単位である１バッチの枚数が１０枚を越える場合には、Ｓ１のエージング処理とＳ３のインサイチュー処理とを組み合わせることにより、試料への異物付着を低減することができる。
【００５０】
但し、１バッチ内の試料枚数が数枚程度と少ない場合には、加熱エージング処理のみとし、Ｓｉウエハでのインサイチュー処理を省略することもできる。
【００５１】
以上説明したように、本実施例によれば、処理部（チャンバー）を加熱してからＳｉウエハでのエージング処理を行なうことにより、真空容器内のファラデーシールド有効範囲外に付着した反応生成物の剥がれを抑制し、量産安定性に優れたプラズマ処理方法を提供することができる。また、処理部を加熱してから行なうＳｉウエハでのエージング処理(加熱エージング処理)とＳｉウエハでのインサイチュー処理とを組み合わせることにより、試料への異物付着をより低減することができる。また、試料枚数が少ない場合には、加熱エージング処理のみとし、Ｓｉウエハでのインサイチュー処理を省略することができるため、簡便な方法で異物付着を低減することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ａ／１ｂ…誘導結合アンテナ、２…放電部、３…処理部、４…整合器、５…ガス供給装置、６…電極、７…プラズマ、８…排気装置、９…ファラデーシールド、１０…第１の高周波電源、１１…第２の高周波電源、１２…試料、１３…発光モニタリング装置、１４…サセプタ、１５…インナーカバー、１６…電極カバー、１７…大気ローダ、１８…ロードロック室、１９…アンロードロック室、２０…真空搬送ロボット、２１…真空搬送室、２２…エッチング処理室、２３…製品カセット１、２４…製品カセット２、２５…ダミーカセット、２６…アッシング処理室、１０１…Ｓｉ基板、１０２…下地膜、１０３…バリア層、１０４…下部電極層、１０５…強誘電体層、１０６…上部電極層、１０７…ハードマスク。
【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（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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