(57)【要約】半導体基板から低ｋ誘電体材料の存在下でフォトレジストを取り除くための、実質的に水素及び窒素を含まないプラズマアッシング方法は、プラズマを形成するのエネルギー源にプラズマガス混合物を露出されることにより反応性種を形成する。プラズマガス混合物は、実質的に酸素含有及び窒素含有ガスを含まない。このプラズマは、酸素および窒素を含まない反応種にフォトレジストを露出させて、基板の基礎をなす低ｋ誘電体材料からフォトレジストを選択的に取り除く。この処理は、炭素含有低ｋ誘電体材料とともに用いることができる。【選択図】      図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低ｋ誘電体を含む半導体基板から、フォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応性の窒素種および反応性の酸素種から影響を受けないプラズマを形成するために、プラズマガス混合物をエネルギー源に晒すことによって反応種を形成し、
前記フォトレジストおよび／または有機物上層を有する基板を前記反応種に露出させ、
前記フォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除き、前記基板を前記反応種に露出させる前と同等の状態に、前記低ｋ誘電体材料を残す、各工程を有することを特徴とするプラズマアッシング方法。
【請求項２】
前記プラズマガス混合物は、基本的に水素含有ガス及び希ガスからなることを特徴とする請求項１記載のプラズマアッシング方法。
【請求項３】
前記希ガスは、ヘリウムであることを特徴とする請求項２記載のプラズマアッシング方法。
【請求項４】
前記水素含有ガスは、炭化水素、ハイドロフルオロカーボン、及び水素ガスからなる群から選択されることを特徴とする請求項２記載のプラズマアッシング方法。
【請求項５】
前記水素含有ガスは、水素ガスであることを特徴とする請求項２記載のプラズマアッシング方法。
【請求項６】
前記基板は、３．０未満の比誘電率を有する炭素含有絶縁層から成ることを特徴とする請求項１記載のプラズマアッシング方法。
【請求項７】
前記炭素含有絶縁層の比誘電率は、プラズマアッシング中に変化しないことを特徴とする請求項６記載のプラズマアッシング方法。
【請求項８】
反応性の窒素種と反応性の酸素種から影響を受けない前記プラズマは、プラズマアッシング及び次に続く湿式処理の後に、低ｋ誘電体材料を約５０オングストローム未満だけ取り除く、酸素種および／または窒素種の微量を含み、前記湿式処理は、３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理することからなることを特徴とする請求項１記載のプラズマアッシング方法。
【請求項９】
前記基板の湿式処理を更に含み、前記基板内の特徴部分の重要な寸法が、前記湿式処理の間、変化しないことを特徴とする請求項１記載のプラズマアッシング方法。
【請求項１０】
低ｋ誘電体材料を含む半導体基板からフォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応性の窒素種と反応性の酸素種から影響を受けないプラズマを形成するために、プラズマガス混合物をエネルギー源に晒すことによって反応種を形成し、
前記プラズマ内に酸素を導入しない場合に対してアッシング率を増加させるのに効果的な量だけ前記プラズマ内に酸素を導入し、
前記フォトレジストおよび／または有機物上層を有する前記基板を前記反応種に露出させて、前記フォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除き、３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて、前記基板を湿式処理する希釈したフッ化水素酸湿式処理工程に更に露出させた後、前記低ｋ誘電体材料の損失が、５０オングストローム未満であることを特徴とするプラズマアッシング方法。
【請求項１１】
半導体基板からフォトレジスト、有機物上層、およびポリマー／残留物を選択的に取り除くためのポストエッチング用プラズマアッシング方法であって、
前記基板は、３．０未満の比誘電率を有する炭素含有低ｋ誘電体材料からなる層を含み、
前記基板表面上にフォトレジスト、および／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を有する前記基板を反応室内に配置し、
酸素および／または窒素を含有するガスを微量だけ含んでいる、酸素および窒素を実質的に含まないガス混合物からプラズマを発生させることによって反応種を形成し、
前記酸素および窒素を実質的に含まないガス混合物からプラズマ内に形成された反応種に前記基板を露出させ、
揮発性化合物、リンス除去可能な化合物及びその混合物を形成することにより、前記基板表面からフォトレジスト、有機物上層、およびポリマー／残留物を選択的に取り除く、各工程を含み、
３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に更に露出させた後、前記酸素および／または窒素の微量レベルが、低ｋ誘電体材料を約５０オングストローム未満だけ除去する量であることを特徴とするポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１２】
前記ガス混合物は、水素ガス及びヘリウムガスからなることを特徴とする請求項１１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１３】
前記ガス混合物は、フッ素含有ガスからなることを特徴とする請求項１１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１４】
前記水素ガスは、ガス混合物全体の約１％〜約９９％の範囲の量であることを特徴とする請求項１２記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１５】
前記水素ガスは、ガス混合物全体の約３％〜約３０％の範囲の量であることを特徴とする請求項１２記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１６】
前記水素ガスは、ガス混合物全体の約１％〜約５％の範囲の量であることを特徴とする請求項１２記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１７】
プラズマアッシングは、フォトレジストと基板との間で、５０：１以上のアッシング選択比を生じることを特徴とする請求項１２記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１８】
炭素および／または水素含有の絶縁層の比誘電率が、前記プラズマアッシング方法中に変化しないことを特徴とする請求項１１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１９】
低ｋ誘電体材料の化学的組成が、前記プラズマアッシング方法中に変化しないことを特徴とする請求項１１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項２０】
前記基板の湿式処理をさらに含み、前記基板上の特徴部分の重要な寸法が湿式処理中に変化しないことを特徴とする請求項１１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項２１】
前記基板の湿式処理が、湿式化学浴槽内に前記基板を浸漬けするステップを含むことを特徴とする請求項２０記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項２２】
前記湿式化学浴槽は、低ｋ誘電体材料の炭素を枯渇された部分を選択的に取り除くことを特徴とする請求項２１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項２３】
前記湿式化学浴槽は、フッ化水素酸水溶液からなることを特徴とする請求項２１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項２４】
マイクロエレクトロニクスデバイスを製造する方法であって、
炭素を含有する低ｋ誘電体層を含む半導体基板の表面上に、フォトレジストマスクを形成し、
前記基板内にイメージを永久的に写し取るために、前記フォトレジストマスク内の開口を介して前記基板の一部分をエッチングして除去し、前記低ｋ誘電体層の表面を露出させ、前記エッチング工程は、基板上に、ポリマー／残留物を形成しており、さらに、
前記フォトレジストマスクを選択的にアッシングし、そして、水素及びヘリウムからなるガス混合物から発生した、酸素及び窒素を実質的に含まないプラズマを用いて、前記基板から前記ポリマー／残留物を除去、または除去可能にする、各工程を含むことを特徴とするマイクロエレクトロニクスデバイスを製造する方法。
【請求項２５】
前記低ｋ誘電体層は、３．０以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記低ｋ誘電体層は、シリコンを主要素とすることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
前記低ｋ誘電体層は、炭素をドープした酸化物からなることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２８】
前記基板からフォトレジストをアッシングするために、その後に、前記基板に湿式処理を行うステップを更に含み、前記基板内のイメージの重要な寸法が前記湿式処理において、変化しないことを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２９】
前記基板からフォトレジストをアッシングするために、その後に、前記基板に湿式処理を行うステップを更に含み、前記ポリマー／残留物が前記湿式処理中に除去されることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項３０】
前記基板の湿式処理が、湿式化学浴槽内に前記基板を浸漬けするステップを含むことを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
前記湿式化学浴槽は、低ｋ誘電体材料の炭素を枯渇された部分のみを除去することを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記湿式化学浴槽は、水対フッ化水素酸の比が100：1〜500：1の範囲の濃度を有する水のフッ化水素酸溶液からなることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
半導体基板の表面からフォトレジストおよび／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応室内にフォトレジスト／有機物マスクを有する基板を配置し、
水素及びヘリウムからなるガス混合物から、酸素および窒素を実質的に含まないプラズマを発生させ、前記ガス混合物が、フォトレジストマスクをアッシングし、さらに続く湿式処理工程の後、低ｋ誘電体材料を約５０オングストローム未満だけ除去する量の酸素および／または窒素を含有するガスのレベルであり、前記プラズマは、電気的に中性および荷電粒子の両方を含んで、前記プラズマから荷電粒子を取り除き、
前記基板及び前記フォトレジスト／有機物マスクを前記プラズマ内の電気的に中性の種に露出させ、前記プラズマに露出した前記基板が炭素含有の低ｋ誘電体を含み、さらに、
前記基板からフォトレジスト／有機物マスクを選択的に取り除くために、該マスクをアッシングする、各工程を有し、
前記低ｋ誘電体層の化学的組成が、前記プラズマに前記基板を露出させる工程前の組成と同等であることを特徴とするプラズマアッシング方法。
【請求項３４】
低ｋ誘電体材料を含む半導体基板からフォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応性の窒素種と反応性の酸素種から影響を受けないプラズマを形成するために、エネルギー源にプラズマガス混合物を露出させることによって反応種を形成し、
プラズマ内に酸素を導入しない場合よりもアッシング率が増加するように、前記プラズマ内に酸素ガスまたは酸素含有混合物を導入し、
フォトレジスト／有機物上層を有する前記基板を前記反応種に露出させ、前記フォトレジスト／有機物上層を選択的に取り除く、各工程を含み、
３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に更に露出させた後、前記低ｋ誘電体材料の損失が、５０オングストローム未満であることを特徴とするプラズマアッシング方法。
【請求項３５】
低ｋ誘電体材料を含む基板の表面から、フォトレジスト、有機物上層および／またはポリマー／残留物を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応室内にフォトレジストマスク、有機物上層、および／またはポリマー／残留物を有する基板を配置し、
酸素種および窒素種から影響を受けないプラズマに、前記基板を第１温度で露出させ、
第１時間の間、前記プラズマに酸素および／または窒素の微量を付加し、
前記第１温度を第２温度に上昇させ、そして、プラズマに対する前記酸素および／または窒素の微量の付加を停止し、そして、第２時間の間、前記基板を露出させる、各工程を含み、
３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に更に露出させた後で、前記低ｋ誘電体が約５０オングストローム未満だけ除去されるのに、前記プラズマに付加される酸素および／または窒素の全量と前記第１、第２時間の全時間が、有効であることを特徴とするプラズマアッシング方法。
【請求項３６】
酸素及び窒素を含まない前記プラズマが、水素及びヘリウムからなるガス混合物から形成されることを特徴とする請求項３５記載のプラズマアッシング方法。
【請求項３７】
前記第１温度は、約100℃〜約300℃の範囲であり、前記第２温度は、約250℃〜約350℃の範囲であることを特徴とする請求項３５記載のプラズマアッシング方法。
【請求項３８】
低ｋ誘電体材料を含む基板の表面から、フォトレジスト、有機物上層および／またはポリマーと残留物を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応室内にフォトレジストマスク、有機物上層、および／またはポリマーと残留物を有する基板を配置し、
酸素種および窒素種から影響を受けないプラズマに、前記基板を第１温度で露出させ、
第１時間の間、前記プラズマに酸素および／または窒素の微量を付加し、
前記第１温度を第２温度に降下させ、そして、プラズマに対する前記酸素および／または窒素の微量を所定時間付加し、そして、第２時間の間、前記基板を露出させる、各工程を含み、
３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に更に露出させた後で、前記低ｋ誘電体が約５０オングストローム未満だけ除去されるのに、前記プラズマに付加される酸素および／または窒素の全量と前記第１、第２時間の全時間が、有効であることを特徴とするプラズマアッシング方法。
【請求項３９】
酸素及び窒素を含まない前記プラズマが、水素及びヘリウムからなるガス混合物から形成されることを特徴とする請求項３８記載のプラズマアッシング方法。
【請求項４０】
前記第１温度は、約250℃〜約350℃の範囲であり、前記第２温度は、約100℃〜約300℃の範囲であることを特徴とする請求項３８記載のプラズマアッシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、基板表面から、フォトレジスト、有機物上層（オーバーレイヤー）、及びポリマー残留物を選択的に除去するためのプラズマアッシング方法、特に、酸素及び窒素を含まないプラズマアッシング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アッシングは、プラズマが介在する除去方法であり、この方法は、プラズマ放射時に、基板からフォトレジスト、有機物のオーバーレイヤー、および／またはポリマー残留物を取り除くものである。一般的に、アッシングは、エッチング処理が実行された後に行われるものであり、このエッチング処理において、フォトレジスト材料が、基板内にあるパターンをエッチングするためのフォトマスクとして用いられる。アッシング処理は、また、もし存在するならば、反射防止膜（ＡＲＣ）等の他の有機物層を取り除くために用いられる。
【０００３】
更に、アッシング処理は、（リワーク(rework)  ウエハ）及びリフトオフ (lift off) 処理におけるミスアラインされたレジストパターンを除去するために行われる。アッシング工程の前に起こる処理ステップにより、フォトレジスト、ＡＲＣの表面、および／またはポリマー／残留物の形成を修正できることが良く知られている。アッシングを行う時には、有機物下層のいずれの材料も損傷を受けることなくできるだけ早く、フォトレジスト、及び他の有機物上層、ポリマー／残留物、を完全に除去することが望ましい。
【０００４】
アッシング処理は、エッチング処理と大いに異なる処理であることに注目すべきである。両方の処理は、共にプラズマを用いるものであるが、エッチング処理は、基板表面の部分をフォトレジストマスクの開口を介して、基板表面の一部分を取り除くことによって、あるイメージを基板に永久的に残すようにプラズマ化学が選択されるという点において異なっている。プラズマは、一般的に、基板の一部分を取り除くために低温度で高いエネルギーのイオン衝撃を含んでいる。更に、イオンに対して露出した基板の一部分は、フォトレジストマスクの除去率に等しいか、それ以上の比率で除去される。
【０００５】
対照的に、アッシング処理は、一般的に、フォトレジストマスク、およびエッチング中に形成されたポリマーまたは残留物を選択的に取り除くことに関係する。アッシングプラズマ化学は、エッチング化学よりも積極的なものではなく、下層の基板の除去率よりもその比率が大きくフォトレジストマスク層を除去するために選択される。更に、大部分のアッシング処理は、２００℃以上の温度に基板を加熱し、プラズマの反応性を高める。その結果、エッチング及びアッシング処理は、多くの異なる材料を除去するために、完全に異なるプラズマ化学及び処理を必要としている。アッシング処理は、下層基板に含まれる層に影響または損傷を与えることなく、フォトレジスト、ポリマー、及び残留物を取り除く比率により、その利用度が定まる。
【０００６】
選択されたアッシング処理は、下層と比較してフォトレジスト及び他の有機物上層の除去率として定められる。アッシング選択度は、少なくとも50：１が一般的に望ましく、この場合、フォトレジストは、下層の基板よりも少なくとも５０倍早く除去される。更に、アッシング選択度は、100：１以上とすることが望ましい。
【０００７】
プラズマアッシング中、フォトレジストおよび／またはポリマー残留物の除去後に起こる処理ステップにおいて、有効な金属を充填するのに適した下層表面の状態と共に緻密に制御された設計内の種々の構造に対して、重要な寸法（ＣＤ）を維持することが重要である。下層内に形成されたパターン化されたプロフィールにおける小さい偏差は、逆に最終の集積回路の性能、歩留り、及び信頼性に影響を与える。伝統的に、アッシングプラズマは、酸素を含むガスから生成されてきた。しかし、酸素含有プラズマは、進んだ集積回路製造に用いられる特定の材料を容易に損傷させることがわかってきた。たとえば、酸素含有プラズマは、プラズマ処理中、低ｋ誘電体の下層の比誘電率を上昇させることが知られている。この比誘電率における増加は、他のもの、端子間容量に影響を与え、素子の性能に直接衝撃を与えることになる。さらに、酸素含有プラズマの仕様では、銅金属層を用いて高度な素子を製造するのには適していない。
【０００８】
これらの問題を克服するために、無酸素プラズマ化学が発展してきた。無酸素プラズマは、低ｋ誘電体層を物理的に損傷させることなく、低ｋ誘電体材料を含む基板からフォトレジスト、有機物上層、及びポリマー／残留物を効果的に取り除くのに用いることができる。無酸素プラズマは、一般的に、フッ素ガスを更に含む水素ガスと窒素ガスの混合物から生成される。
【０００９】
しかし、ある場合には、窒素を含む無酸素プラズマの使用を変更し、或いは、下層の基板の化学的、機械的および電気的な特性に影響を与えることがわかってきた。たとえば、炭素および／または低ｋ誘電体材料を含む炭素および／または水素を、水素、窒素、及びフッ素ガスの混合物から生成した無酸素プラズマに露出させることにより、かなり大きなダメージを生じることになる。時々、このダメージは、プラズマ処理後の基板の測定検査中に発見されない。
【００１０】
しかし、このダメージは、一般的にプラズマアッシング後に使用される、次の湿式洗浄処理によって容易に実証できる。この洗浄処理において、低ｋ誘電体材料を含む炭素および／または水素の部分が取り除かれる。誘電体材料が除去された部分は、構造上の重要な寸法（ＣＤ）における変動をもたらすものであり、この変動は、受け入れ難くかつ素子全体の生産に影響を与える。更に、湿式洗浄処理を含まないとしても、この誘電体材料の電気的及び機械的な特性は、無酸素プラズマに晒すことにより変化することがありえる。その結果、動作性能に影響を与える。プラズマの放射中に、炭素は、誘電体材料から枯渇されると考えられる。無酸素プラズマは、窒素を含むガス混合物から通常生成されるので、窒素は、誘電体に損傷を与えるものとなり、トレンチ構造の底部にボイドを形成させる等の金属充填処理中に起こる問題を生じさせる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、アッシングプラズマ化学において、下層表面材料に影響を与えることなく、また下層表面材料を除去することなく、フォトレジスト、有機物上層、ポリマー／残留物を完全にかつ急速に除去することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ここに、低ｋ誘電体材料を含む半導体基板からフォトレジスト及び他の有機物上層を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法を開示している。この方法は、反応性の窒素種および反応性の酸素種から影響を受けないプラズマを形成するために、プラズマガス混合物をエネルギー源に晒すことによって反応種を形成し、前記フォトレジストおよび／または有機物上層を有する基板を前記反応種に露出させ、前記フォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除き、前記基板を前記反応種に露出させる前と同等の状態に、前記低ｋ誘電体材料を残す、各工程を有する。
【００１３】
別の実施形態では、プラズマアッシング方法は、反応性の窒素種と反応性の酸素種から影響を受けないプラズマを形成するために、プラズマガス混合物をエネルギー源に晒すことによって反応種を形成し、前記プラズマ内に酸素を導入しない場合に対してアッシング率を増加させるのに効果的な量だけ前記プラズマ内に酸素を導入し、前記フォトレジストおよび／または有機物上層を有する前記基板を前記反応種に露出させて、前記フォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除き、３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて、前記基板を湿式処理する希釈したフッ化水素酸湿式処理工程に更に露出させた後、前記低ｋ誘電体材料の損失が、５０オングストローム未満であることを特徴とする。
【００１４】
また、ポストエッチング用プラズマアッシング方法であって、前記基板は、３．０未満の比誘電率を有する炭素含有低ｋ誘電体材料からなる層を含み、前記基板表面上にフォトレジスト、および／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を有する前記基板を反応室内に配置し、酸素および／または窒素を含有するガスを微量レベル含んでいる、酸素および窒素を実質的に含まないガス混合物からプラズマを発生させることによって反応種を形成し、前記酸素および窒素を実質的に含まないガス混合物からプラズマ内に形成された反応種に前記基板を露出させ、揮発性化合物、リンス除去可能な化合物及びその混合物を形成することにより、前記基板表面からフォトレジスト、有機物上層、およびポリマー／残留物を選択的に取り除く、各工程を含み、
３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に更に露出させた後、前記酸素および／または窒素の微量レベルが、低ｋ誘電体材料を約５０オングストローム未満だけ除去する量であることを特徴とする。
【００１５】
マイクロエレクトロニクスデバイスを製造する方法は、炭素を含有する低ｋ誘電体層を含む半導体基板の表面上に、フォトレジストマスクを形成し、前記基板内にイメージを永久的に写し取るために、前記フォトレジストマスク内の開口を介して前記基板の一部分をエッチングして除去し、前記低ｋ誘電体層の表面を露出させ、前記エッチング工程は、基板上に、ポリマー／残留物を形成しており、さらに、前記フォトレジストマスクを選択的にアッシングし、そして、水素及びヘリウムからなるガス混合物から発生した、酸素及び窒素を実質的に含まないプラズマを用いて、前記基板から前記ポリマー／残留物を除去、または除去可能にする、各工程を含むことを特徴とする。
【００１６】
半導体基板の表面からフォトレジストおよび／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応室内にフォトレジスト／有機物マスクを有する基板を配置し、水素及びヘリウムからなるガス混合物から、酸素および窒素を実質的に含まないプラズマを発生させ、前記ガス混合物が、フォトレジストマスクをアッシングし、さらに続く湿式処理工程の後、低ｋ誘電体材料を約５０オングストローム未満だけ除去する量の酸素および／または窒素を含有するガスの微量レベルであり、前記プラズマは、電気的に中性および荷電粒子の両方を含んで、前記プラズマから荷電粒子を取り除き、前記基板及び前記フォトレジスト／有機物マスクを前記プラズマ内の電気的に中性の種に露出させ、前記プラズマに露出した前記基板が炭素含有の低ｋ誘電体を含み、さらに、前記基板からフォトレジスト／有機物マスクを選択的に取り除くために、該マスクをアッシングする、各工程を有し、
前記低ｋ誘電体層の化学的組成が、前記プラズマに前記基板を露出させる工程前の組成と同等であることを特徴とする。
【００１７】
また、低ｋ誘電体材料を含む半導体基板からフォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法は、反応性の窒素種と反応性の酸素種から影響を受けないプラズマを形成するために、エネルギー源にプラズマガス混合物を露出させることによって反応種を形成し、プラズマ内に酸素を導入しない場合よりもアッシング率が増加するように、前記プラズマ内に酸素ガスまたは酸素含有混合物を導入し、フォトレジスト／有機物上層を有する前記基板を前記反応種に露出させ、前記フォトレジスト／有機物上層を選択的に取り除く、各工程を含み、
３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に更に露出させた後、前記低ｋ誘電体材料の損失が、５０オングストローム未満であることを特徴とする。
【００１８】
別の実施形態では、低ｋ誘電体材料を含む基板の表面から、フォトレジスト、有機物上層および／またはポリマー／残留物を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法は、
反応室内にフォトレジストマスク、有機物上層、および／またはポリマー／残留物を有する基板を配置し、酸素種および窒素種から影響を受けないプラズマに、前記基板を第１温度で露出させ、第１時間の間、前記プラズマに酸素および／または窒素の微量を付加し、前記第１温度を第２温度に上昇させ、そして、プラズマに対する酸素および／または窒素の微量の付加を停止し、そして、第２時間の間、前記基板を露出させる、各工程を含み、
さらに、３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に露出させた後で、前記低ｋ誘電体が約５０オングストローム未満だけ除去されるのに、前記プラズマに付加される酸素および／または窒素の全量と前記第１、第２時間の全時間が、有効であることを特徴とする。
【００１９】
また、別の実施形態では、低ｋ誘電体材料を含む基板の表面から、フォトレジスト、有機物上層および／またはポリマーと残留物を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法は、反応室内にフォトレジストマスク、有機物上層、および／またはポリマーと残留物を有する基板を配置し、酸素種および窒素種から影響を受けないプラズマに、前記基板を第１温度で露出させ、第１時間の間、前記プラズマに酸素および／または窒素の微量を付加し、前記第１温度を第２温度に降下させ、そして、プラズマに対する酸素および／または窒素の微量を所定時間付加し、そして、第２時間の間、前記基板を露出させる、各工程を含み、
さらに、３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に露出させた後で、前記低ｋ誘電体が約５０オングストローム未満だけ除去されるのに、前記プラズマに付加される酸素および／または窒素の全量と前記第１、第２時間の全時間が、有効であることを特徴とする。
【００２０】
本発明が開示する上記及び他の目的、利点、特徴は、添付する図面に関連して記載される詳細な記載からより理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
フォトレジスト、有機物上層、ポリマー／残留物を、基板から選択的に取り除く処理が知られている。この処理は、一般的に、プラズマを用いて基板をアッシングする工程を含んでいる。このプラズマ処理は、基板からフォトレジスト、有機物上層、ポリマー／残留物を選択的に取り除くために、酸素を用いない方式と窒素を用いない方式の２つの方法がある。このアッシング処理は、低ｋ誘電体材料を含む基板から、フォトレジスト、有機物上層、ポリマー／残留物を選択的に取り除くために特に適している。好ましくは、この処理は、複数の基板に対して用いられ、ここで、低ｋ誘電体材料は、酸素をドープした、多孔性材料及び有機物の低ｋフィルム等の構造内に炭素および／または水素を含んでいる。
【００２２】
炭素を含む低ｋ誘電体材料は、炭素含有のまたは炭素をベースとしたペンダント群を含むことができる。この誘電体材料の骨格は、主としてシリコンの相互接続された網状組織からなる。窒素を含まない、または酸素を含まないプラズマを用いる処理は、高いアッシング選択度を与え、低ｋ誘電体材料をベースとして炭素および／または水素から、フォトレジスト、ポリマー／残留物をアッシングすることにより生じる従来の問題点を解決することができる。さらに、この処理は、アッシングプラズマにおいて、窒素によって生じた、次に続く金属充填の問題点を軽減する。
【００２３】
本発明の他の実施形態において、酸素および／または窒素の微量は、アッシング処理において許容できる。従って、実質的に窒素を含まないプラズマアッシング方法は、低ｋ誘電体表面を損傷しないで使用できることがわかった。このトレース量の使用は、ここで記載するように、プラズマアッシング方法に対するより経済的な解決方法を与える。たとえば、より低い漏れ率の仕様で、プラズマ室を適用することができ、かつ純度の低い仕様で、酸素及び窒素を含まないガスを用いることができる。これにより、費用を削減できる。さらに、この方法は、フォトレジストおよび／または他の有機物上層のアッシング率を高め、より安定させ、そして選択度が改善されるので、プラズマ照射において酸素の量を少なくすることは利益がある。
【００２４】
アッシング処理は、プラズマガス混合物から反応性種を発生させ、この反応性種に基板を晒す。プラズマガス混合物の成分は、プラズマ形成条件において、ガスとプラズマを形成するための能力によって選択される。更に、好ましくは、このガス混合物は、酸素含有化合物及び窒素含有化合物に対して影響を受けない。このガス混合物は、フッ素含有ガス、水素含有ガス、及びそれらの混合物等の反応性ガスを含むことができる。しかし、低ｋ誘電体材料に対して、フッ素の存在は、低ｋ誘電体材料の物理的及び化学的な特性を損なう。
【００２５】
さらに、このガス混合物は、アルゴン、ヘリウム、ネオン、及び同等物等の不活性ガスからなる。このガス混合物から生成されたプラズマは、フォトレジスト、ポリマー／残留物における主に炭素及び他の原子と反応し、揮発性化合物および／またはリンス除去可能な化合物を形成する。この処理は、50：1よりも大きいアッシング選択度を有するように最適化される。
【００２６】
この処理に使用するために適した水素含有ガスは、水素を含む化合物を含む。この水素含有ガスは、炭化水素、ハイドロフルオロカーボン、水素ガス、またはそれらの混合物を含む。好ましくは、水素含有ガスは、プラズマ形成条件においてガス状態で存在し、さらに、水素を放出して、プラズマ形成条件下で水素原子の種等の反応性水素を形成する。炭化水素またはハイドロフルオロカーボンは、一般的に、臭素、塩素、またはフッ素等のハロゲンに置換できないかまたは一部分を置換することが可能である。水素を含有する炭化水素ガスの例は、メタン、エタン、及びプロパンを含む。
【００２７】
好ましい水素含有ガスは、水素ガスと希ガスとの混合物である。この処理に使用される適当な希ガスの例は、アルゴン、ネオン、ヘリウム等の周期律表のVIII属のガスを含む。従来の無酸素プラズマは、一般的に、水素ガスと窒素ガスの混合物を含む形成ガス組成を用いるが、この処理では、窒素ガスの大部分を取り除いて使用している。
【００２８】
その結果、形成ガスは、水素ガスと窒素ガス（窒素は、形成ガス混合物における約70％またはそれ以上）の混合物を含むガスとして定義されているので、この処理における形成ガスの使用は、極端に減じられている。本発明の開示において使用に適したガス混合物は、水素ガスとヘリウムガスを含んでいる。ヘリウムガスは、プラズマ内でヘリウム原子を発生させ、このヘリウム原子は、軽い原子と考えられ、基板に対して容易に拡散し、かつ、反応性水素の種を発生させるプラズマに対する優れたキャリア特性を生じる。
【００２９】
安全性の理由から、このガス混合物における水素ガスの百分率は、ガス混合物の全体の約５％を越えないものである。しかし、より多くの量の水素ガスを受け入れることができ、時には、フォトレジスト及び有機物上層の除去率と選択度を高めるために水素ガスを増加させることができる。ガス混合物における水素ガスの量は、全体の量の約１〜約９９％の範囲であり、さらに、好ましくは、ガス混合物における水素ガスの量は、約３〜３０％の範囲である。
【００３０】
プラズマにおけるフッ素含有ガスは、選択度を最大化するために、プラズマガス混合物の全体量の約１０％未満である。フッ素化合物が約10％以上になると、フォトレジスト副産物の重合したフォトレジストを除去するのがますます難しくなることがわかってきた。
好ましいフッ素化合物は、プラズマによって励起されるとき、フッ素の反応性種を発生させる化合物を含む。またフッ素化合物は、プラズマ形成条件でのガスであり、一般式ＣxＨyＦzの化合物からなる群から選択される。ここで、ｘは１から４の範囲であり、ｙは０から９の範囲であり、ｚは1から10の範囲であり、ＨＦ、Ｆ2及びＳＦ6がある。反応性の窒素種または酸素種を生成しない他のフッ素含有化合物は、当業者であれば明らかであろう。更に、好ましくは、フッ素含有化合物は、ＣＦ4，Ｃ2Ｆ6またはこれらの混合物である。
【００３１】
フォトレジストは、一般的に、下にある基板に対してイメージを写し出すために用いられる有機物のフォトレジスト性のフィルムである。本発明では、ｇライン、iライン、ＤＵＶ、193ｎｍ、及び157ｎｍの利用または同等物において用いられるフォトレジストをアッシングするために利用可能である。これは、ノボラック、ポリビニルフェノール、アクリレート、アセタール、ポリイミド、ケタール、環状オレフィン等を含み、これらに限定されるものではない。本発明に用いるのに適した他のフォトレジスト定式化は、この開示から当業者であれば容易に明らかになるであろう。このフォトレジストは、選択されたフォトレジスト化学および現像液に従い有用な動作または否定的な動作を行う。有機物の上層の例として、ＡＲＣ、底部反射防止膜（ＢＡＲＣ）、及び一般的のマスクアンサンブルの代表的な部分である他の適当な犠牲材料を含むが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
進歩した集積回路に用いられる絶縁層は、一般的に約3.0未満の比誘電率を有する低ｋ誘電体材料を用いる。この低ｋ誘電体材料は、溶液として基板上に吐き出され、または化学蒸着処理によって堆積させることができる。重要な低ｋ誘電体フィルムの特性としては、厚さ、均一度、比誘電率、屈折率、粘性、耐薬品性、、温度安定性、穴サイズ及び分配、温度膨張係数、ガラス転移温度、フィルムストレス、銅拡散係数等がある。
低ｋ誘電体材料は、緻密及び多孔質で分類することができる。多孔性の低ｋ誘電体材料の例としては、Nanglass（登録商標）（ハネウエル  エレクトロニック  マテリアルズ社から入手可能）及びエアロゲルズ、多孔性ＭＳＱ、及び他のＳｉＣＯＨベースの多孔性材料を含む。緻密な低ｋ誘電体材料の例としては、ＣＯＲＡＬ、ＡＵＲＯＲＡ，FlowFill、及びブラックダイヤモンドを含む。他の適当な低ｋ誘電体材料は、ここで開示する内容から当業者であれば明らかになるであろう。
【００３３】
この処理は、従来のプラズマアッシャーにおいて実施できる。この開示は、如何なる特定のプラズマアッシャーに制限されるものではない。たとえば、誘導的に連結されたプラズマ反応器を用いるプラズマアッシャーを用いるか、またはダウンストリーム型のプラズマアッシャーが用いられる。好ましくは、プラズマアッシャーは、たとえば、マイクロ波プラズマアッシャー等のダウンストリーム型プラズマアッシャーである。このプラズマアッシャーは、メリーランド州、ロックビルに在所するアクセリス  テクノロジーズ、インコーポレーテッド社からFusion GEMINIES（登録商標）またはFusion ES3LK（登録商標）の商品名で市販されている。さらに好ましくは、このプラズマアッシャーは、基板を反応性の原子種に選択的に露出させることができるようになっている。
【００３４】
特定のプラズマアッシャーのための設定及び最適化は、この開示に関して当業者であれば熟知している。プラズマアッシャーは、一般的に、プラズマ発生室及びプラズマ反応室を含む。例示的な目的のために、300ｍｍのフュージョンES3のダウンストリーム型プラズマアッシャーにおいて、複数のウエハが、反応室内で室温及び450℃の間の温度に加熱されることが望ましい。さらに好ましくは、これらのウエハは、約250℃〜約350℃の範囲に加熱される。処理中に使用される温度は、一定または交互に、傾斜したまたは段階的に変化させることができる。温度を上昇させることは、アッシング率を増加させることであると当業者は認識している。図４は、温度に応じたアッシング率を図示している。明らかに、アッシング率は、温度の指数関数であり、アレニウス法則に従う。
【００３５】
反応室内の処理圧力は、好ましくは、約１トルまたはそれ以上である。更に、この圧力は、約0.5トル〜約４トルの範囲で作動させることが望ましい。励起可能なガスの混合物は、ガス入口を介してプラズマ発生室に供給される。このガス混合物は、プラズマ発生室内のエネルギー源、たとえば、ガス混合物から励起したまたは活発な原子を発生させるために、好ましくは、約500W及び5000Wの間で、マイクロ波エネルギーに晒される。発生したプラズマは、プラズマガス混合物に用いられるガスから形成された電気的に中性な粒子および荷電粒子から構成される。荷電粒子は、プラズマがウエハに到達する前に選択的に取り除かれる。好ましくは、プラズマを形成するためのガス混合物は、水素ガス及びヘリウムガスの混合物を含む。更に好ましくは、このガス混合物は、水素ガス、ヘリウムガス、及びフッ素ガスの混合物を含んでいる。酸素および／または窒素からなる実体のないガスの量は、ガスの純度の関数として、選択的に処理室に付加され、または熟慮して付加される。
【００３６】
酸素および／または窒素は、希ガスとして、付加することができ、また、その代わりに、酸素および／または窒素を含むガス状化合物として付加することができる。全体のガスの流量は、300ｍｍのダウンストリーム型プラズマアッシャーに対して標準立方センチメートル毎分約500〜12000の範囲であることが望ましい。フォトレジスト、有機物上層、及びポリマー／残留物が、プラズマによって発生した励起されたまたは活発な原子を用いる反応により、ウエハから選択的に取り除かれる。この反応は、当業者に認識されているように、エンドポイント検出のために光学的に監視することができる。
【００３７】
酸素ガスおよび／または窒素ガスまたは酸素および窒素を含有する化合物の微量（トレース量）が、プラズマガス混合物に付加され、このプラズマアッシング方法は、所望の適合に従う複数の工程を含んでいる。１つの工程は、時間ｔ1の間に窒素種および／または酸素種の微量を含むプラズマガス混合物を用いて、温度Ｔ1で基板を徐々にアッシングすることからなる。第２の工程は、時間ｔの間、酸素及び窒素を実質的に含有しないガス混合物を用いて時間Ｔ2に基板の温度を変化させることを含んでいる。ここで、全体の時間は、フォトレジスト、有機物上層、および／またはポリマー／残留物のすべてを取り除くのに十分な時間である。第１温度は、約100℃〜約300℃の範囲であり、第２温度は、約250℃〜350℃の範囲であることが望ましい。代わりに、工程の順序及び温度を逆にして使用することもできる。
【００３８】
理論に拘束されることを望むものではないが、従来の処理は、プラズマ内に反応性の窒素種または酸素種を発生させることによって、炭素含有低ｋ誘電体の中の炭素を枯渇させるものと考えられている。この反応性の酸素種及び窒素種は、誘電体の炭素不純物と反応して、ＣＯ，ＣＯ2、ＨＣＮ、及びＣＮ等の揮発性ガスを形成する。
【００３９】
従って、プラズマを形成するためのガス混合物は、反応性の窒素種または酸素種を実質的に発生させるどのようなガスも含まない。不純物の正確な量は、低ｋ誘電体材料に損傷を与える、たとえば、アッシング処理時間、アッシング処理温度、湿式化学処理時間、湿式かガス処理材料等の種々の処理パラメータの複雑性のゆえ、定量化することは難しい。上述したように、反応性の酸素種及び窒素種の実体のないトレース量は、プラズマに含ませることができ、このトレース量が存在する場合、低ｋ誘電体のダメージテストによって決定されるように、５０オングストロームの低ｋ誘電体材料の正味の損失を与えることができるような量であることが望ましい。
【００４０】
低ｋダメージテストは、設定された時間で、プラズマに低ｋ誘電体材料を含む基板を露出させ、この時間の間、プラズマ内に酸素または窒素の存在が低ｋ誘電体材料の表面層にある炭素の部分を枯渇させることができる。ウエハは、次に続く湿式処理に晒され、低ｋ誘電体材料の炭素枯渇部分を取り除き、これにより、低ｋ誘電体材料の損失またはダメージの量を定める。低ｋ誘電体被膜の厚さの前測定と、プラズマ照射および湿式処理の後の後測定との比較により、ダメージの定量化が可能になる。湿式処理は、基板を、室温で、希釈した水のＨＦ溶液に中に浸漬することを含む。この希釈溶液は、脱イオン水にＨＦ溶液を100：1及び5000：1の割合の濃度を有する。浸漬は、５秒から１８０秒の間の時間、続けられる。こては、脱イオン水のリンスの後に続く。好ましいテストにおいて、基板は、３０秒の間、100：1に希釈した水のＨＦ溶液に浸漬けされる。
【００４１】
酸素及び窒素を含まないプラズマまたは実質的に酸素及び窒素を含有しないプラズマに露出させた後、複数のウエハは、過酸化水素のリンス、脱イオン水のリンス、または湿式ストリッパー（上述したＨＦ処理等）に晒されて、ウエハ上に残る、フォトレジスト、ポリマー、及び残留物を取り除く。湿式ストリッパーは、当業者によく知られているように酸をベースとする溶剤を含む。使用される特定の湿式ストリッパーは、当業者であれば熟知している。たとえば、硝酸、硫酸、アンモニア、フッ化水素酸が、一般的に湿式ストリッパーとして用いられる。動作において、湿式ストリッパーは、基板に対して、浸漬け、撹拌、蒸気吹付け、スプレイ等を行い、続いて脱イオン水で洗浄する。アッシングプラズマが、根底にある基板の化学的、電気的、または機械的な特性に影響を与えるかを決定するために、湿式ストリッパーを使用して容易にかつ安価なテストを行える。
【実施例１】
【００４２】
以下の例は、説明のためにのみ存在するものであって、開示の範囲を制限するものではない。
この例によって示されるように、酸素および窒素を含有しないプラズマ処理の大きな利点は、根底にある誘電体層に影響を与えることなく、炭素を含む低ｋ誘電体を有する基板から、フォトレジスト、有機物上層、および／またはポリマー／残留物を除去する効率が改善されることである。これは、進歩した集積回路の製造における低ｋ誘電体層の使用における変遷に際し、デバイス製造業者にとって商業的に重要な利点である。
【００４３】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、標準エッチング処理を用いるエッチャーによって、トレンチパターンが多層シリコン基板１０にエッチングされている。この基板１０は、低ｋ誘電体層１２と二酸化珪素層１４を含む。このパターンは、パターン化されたＩラインのフォトレジストマスクを用いて選択的にエッチングされた。低ｋ誘電体層１２は、商品名ＣＯＲＡＬで商業的に利用可能な炭素をドープした酸化物であった。この基板は、アクセリス  テクノロジー社のフュージョン  ジェミニ  ＥＳ３型のプラズマアッシャーを用いてアッシングされた。処理条件は、表１に設定されている。プラズマガス混合物は、水素、ヘリウム、及びＣＦ4ガスを含んでいる。水素ガスは、プラズマを発生させる前にヘリウムを混合させた。水素ガスの百分率は、水素／ヘリウムガス混合物の全量に対して５％であった。アッシング処理は、エッチング後の基板上に残るすべてのフォトレジスト、ポリマー、及びポストエッチング残留物を取り除いた。いくらかの残留物１６が基板上に残留した。
【００４４】
【表１】
2007502543.tif 000003
【００４５】
アッシングが完了した後、基板は、湿式洗浄処理が行われた。基板は、フッ化水素（ＨＦ）酸溶液の浴槽に２分間浸漬けされた、フッ化水素酸浴槽は、５０％の濃度のものが用意され、脱イオン水で100：1に希釈された。アッシング及び湿式洗浄の後、約50,000Ｘの倍率で走査電子顕微鏡を用いて断面分析を行った。図１Ａは、アッシング処理後の基板の代表的な断面を示している。各処理後の基板の比較では、重要な寸法及び特徴のプロフィールに対して変化は無かった。ポストエッチングの残留物１６は、湿式洗浄処理によって効果的に除去された。
【実施例２】
【００４６】
この例では、基板は、実施例１に基づいて準備され、そして、従来のアッシングプラズマ処理に晒された。プラズマガス混合物は、ヘリウムガスの代わりに窒素ガスを同量の百分率で含んでいた。他の全ての条件は、実施例１のものと同一であった。この処理条件は、表２に図示されている。
【００４７】
【表２】
2007502543.tif 000004
【００４８】
図２Ａに示すように、窒素含有プラズマでアッシングされた基板は、走査電子顕微鏡で見ると、実施例１の窒素を含まないプラズマ処理と同様の結果となった。図１Ａと図２Ａとの比較では、エッチングプロフィールは類似している。しかし、図２Ｂに示すように、アッシングされたウエハを、実施例１で用いた同一の湿式洗浄処理に晒した場合、低ｋ誘電体層１２にかなり大きなＣＤ損失が生じた。この湿式洗浄処理は、明らかに、低ｋ誘電体材料における広範囲のアンダーカット部が取り除かれていた。この結果、バッファガスの選択は、実施例１と実施例２に用いられた処理間において、窒素とヘリウムだけを変更したものであるので、化学的な標準濃度でプラズマ内に存在する窒素は、低ｋ誘電体層１２を変化させることが分かった。さらに、窒素含有プラズマに晒した基板の分析では、基板が湿式洗浄処理に晒されるまで、異なるプラズマ間において、目に見える物理的ダメージはなかった。さらに、窒素含有アッシング処理は、低ｋ誘電体の下層を化学的に変化させるので、機械的及び電気的な特性が同様に変化すると考えるのが妥当である。対照的に、酸素及び窒素を含まないプラズマに基板を晒した場合、このような振る舞いは生じなかった。
【実施例３】
【００４９】
この例では、フォトレジストの除去率がプラズマ内の水素ガスの百分率に対応するものとして観測された。基板は、フォトレジストの厚い層で被膜され、フュージョン  ジェミニ  ＥＳ３型のプラズマアッシャーにおける４つの異なるプラズマ（Ａ−Ｄ）のいずれか１つに晒された。この処理条件および流量は、セットされた各ウエハに対して一定に維持された。フォトレジストの厚さは、除去率を決定するために、処理の前後で楕円偏光法によって通常に測定された。表２に示すように、基板は、以下のようにプラズマに照射された。
Ａ：窒素を含まないプラズマ、Ｂ：テトラフルオロメタン（ＣＦ4）と共に、窒素を含有しないプラズマ、Ｃ：窒素含有プラズマ、Ｄ：ＣＦ4と共に、窒素を含有するプラズマ。
このプラズマガス混合物内の水素の百分率は、水素ガス混合物の全量の百分率として変化させた。この結果は、図３に図示されている。
【００５０】
【表３】
2007502543.tif 000005
【００５１】
効果的なフォトレジストの除去を示した窒素ガスを含まないプラズマＡとＢは、窒素含有プラズマＣとＤを用いた場合に得られる除去率に匹敵した。水素の容積を約５〜約40％に増加したとき、全てのプラズマにおいて、フォトレジストの除去率が増加した。４０％以上水素を増加させると、フォトレジストを除去する効果はわずかとなり、この除去率はほぼ一定となった。フッ素を用いた場合に、窒素含有プラズマＤに対する反応性の差はほとんど見られないが、一方、窒素を含まないプラズマＢにフッ素を用いた場合、もっとも高い除去率を得たことは注目すべきである。約２０％の水素含有量では、プラズマＢの除去率は、他のプラズマＡ、Ｃ、Ｄのいずれの除去率の約２倍の値となった。もっとも高い除去率を与えるプラズマは、製造における生産量を改善するために特に有益である。さらに、安全性の観点からもプラズマ内に水素を少なくとも包含させることは好ましい。このように、水素を低い百分率で含有させて除去率を高めることは、商業的生産において、大きな利点となる。
【実施例４】
【００５２】
この例では、酸素及び窒素を含まないプラズマアッシング方法における窒素と酸素の不純物レベルの影響を調べた。特に、多孔性の炭素含有低ｋ誘電体を有する基板は、種々の処理温度でかつ種々の不純物レベルで処理された。低ｋ誘電体層の厚さ損失は、100：1の希釈ＨＦ混合液のリンスを３０秒間施した後に測定された。
【００５３】
図５は、アッシング温度270℃、300℃、及び330℃で、種々の窒素レベル（ｐｐｍ）を有する水素／ヘリウムプラズマに対して低ｋ誘電体の損失を図示している。驚くことに、低ｋ誘電体損失は、Ｎ2が約50ｐｐｍの不純物レベルでアッシング処理温度が270℃のとき、50オングストローム未満であった。20ｐｐｍの不純物レベルにある酸素を用いて同様の結果が得られた。上述した実施例３に示した実験では、ダメージが、窒素をかなり存在させた状態で低ｋ誘電体材料に生じていた。この結果は、窒素及び酸素のトレース量が、特に低温度において、低ｋ誘電体材料を損傷させることなく耐えられることを示している。さらに、試験に用いられた低ｋ誘電体材料は、多孔性であったので、密度の濃い誘電体材料（即ち、非多孔性）は、ダメージに強く、その結果、酸素及び窒素の不純物に対してより高い閾値を有することになる。
【実施例５】
【００５４】
この例では、制御された量の酸素および窒素が、水素及びヘリウムのガスから形成されたプラズマに個別に付加された。アッシング率及び水素ラジカルの濃度が各ガスの種々のレベルに対して観測された。
【００５５】
図６は、水素及びヘリウムを含むプラズマに更に酸素を付加した結果を示している。図示したように、アッシング率は、少ない量の酸素を含むことによってかなり改善される。この場合、驚くことに、低ｋ誘電体表面は、約５０オングストロームの受入れ可能な損失を越えるダメージを受けない。理論に拘束されるものではないが、プラズマ内の水素分子の解離が増えることによりアッシング率が増加し、水素／へリウム（ＨｅＨ2）プラズマ内でフォトレジストをアッシングするために、Ｈラジカルの濃度の増加を導くと考えられる。
２つの個別に選択された水素及びヘリウムの発光を減少ラインの比率をプロットすることによってＨ濃度における増加が、図６に示されている。
【００５６】
対照的に、図７に示すように、（ＨｅＨ2）プラズマに窒素を付加することにより、水素及びヘリウムの２つの個別に選択されたラインの光学的信号比が減じられた。そして、アッシング率に影響を与えるようには見えなかった。この結果は、Ｈラジカルの濃度の減少を意味する。窒素は、顕著な程度にアッシング率を上昇させるようには見えないが、（ＨｅＨ2）プラズマにおける窒素および／または酸素の存在により、以前のエッチング工程から残存したポリマーを柔らかくし、次に続くｄＨＦリンス工程にウエハが晒されて、ポリマーを除去させることが分かった。
【００５７】
図８ａ〜図８ｄは、（ＨｅＨ2）プラズマ洗浄（図８ａと図８ｃ）後、および（ＨｅＨ2）プラズマ洗浄とそれに続く３０秒間のＨＦ希釈洗浄（図８ｂと図８ｄ）後の、パターン化した低ｋ誘電体構造の走査電子顕微鏡による画像である。図８aおよび図８ｃにおいて、（ＨｅＨ2）プラズマは、酸素及び窒素の不純物を含んでいない。図８ｂおよび図８ｄにおいて、（ＨｅＨ2）プラズマは、その中に窒素及び酸素の不純物を含んでいる。明らかに、”不純物”（ＨｅＨ2）プラズマに晒されたウエハ上に次の希釈ＨＦ湿式処理を行う間に、アッシング処理によって形成された残留物を容易に除去でき、一方、”純粋な”（ＨｅＨ2）プラズマに晒されたウエハの場合には、残留物を除去できない。図８ｂ及び図８ｄは、図８ａおよび図８ｃよりもより大きい倍率であるが、この倍率を高くしても、測定可能程度に低ｋ誘電体表面上に残るポリマー残留物を示していない。
【実施例６】
【００５８】
この例では、窒素を10ｐｐｍまたは酸素を10ｐｐｍまたはそれ以下の量を有して、水素／ヘリウムアッシングプラズマ処理をした場合の、プラズマ処理時間に対する多孔性低ｋ誘電体材料の損失を示している。上述したように、これらの微量ガスの正確な量は、低ｋ誘電体材料に対してダメージを与える種々の処理パラメータの複雑さゆえに、定量化することが難しい。処理時間に対する関係は、低ｋ誘電体材料がプラズマに晒される時間が長くなればなるほど、炭素の枯渇が大きくなり、希釈ＨＦリンス等の湿式処理後の材料の損失が大きくなる。この例におけるアッシング温度は、比較的高い350℃であって、低ｋ誘電体材料の損失を悪化させるものであった。図９に示すように、この結果は、低ｋ誘電体材料が長い時間プラズマに晒されると、低ｋ誘電体材料の損失が大きくなることを示す。10ｐｐｍの窒素は、わずかに低ｋ誘電体材料の損失に影響を与えるが、同レベルの酸素においても、低ｋ誘電体材料の損失にかなりの影響を与えるものとして観測される。
【００５９】
要約すると、酸素及び窒素を含まない処理において、酸素および／または窒素の微量が付加されると、上記で設定した多数のファクターが関係し複雑化する。酸素及び窒素を含まないプラズマに含まれる、窒素および／または酸素を含有するガスの微量は、高いアッシング選択度（好ましくは50：1以上多く）を与えるのに有効な量となる。そして、与えられたアッシング温度及び時間において、有機物層の所望の除去率または処理能力を得る。好ましい実施形態では、この量は、約５０オングストローム未満に低ｋ誘電体材料の損失を最小化するのに有効である。好ましくは、酸素及び窒素を含まないプラズマに酸素及び窒素をわずかに付加するトレース量は、ポリマー残留物を取り除くのに有効となる。
【００６０】
本発明の好ましい実施形態を説明図および記載によって説明してきが、開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。上述した、技術に照らして可能な修正例及び変形例がある。これらの実施形態は、本発明の原理野を説明するのに最も適切な説明を与え、これによって、当業者であれば、種々の実施形態及び種々の変形例を利用することができる。全てのこのような修正例及び変形例は、特許請求の範囲で定められる範囲内にあるものであり、法的にかつ正当である範囲に従って解釈できる添付の請求項に記載の構成によって定められる範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１Ａ】プラズマを発生させるプラズマガス成分の１つとして、ヘリウム／水素ガス混合物（Ｈｅ／Ｈ2）を用いる従来のポストエッチングのアッシング処理後のトレンチ構造を走査電子顕微鏡で見た図である。
【図１Ｂ】図１Ａに従ってアッシングされた基板の湿式洗浄処理後のトレンチ構造を走査電子顕微鏡で見た図である。
【図２Ａ】プラズマを発生させるプラズマガス成分の１つとして、窒素をベースとする形成ガス（Ｎ2／Ｈ2）を用いる従来のポストエッチングのアッシング処理後のトレンチ構造を走査電子顕微鏡で見た図である。
【図２Ｂ】図２Ａに従ってアッシングされた基板の湿式洗浄処理後のトレンチ構造を走査電子顕微鏡で見た図である。
【図３】プラズマを形成するのに用いる混合物内に水素ガス１００につき、ヘリウムガス、または窒素ガスを包含させた、種々のプラズマガス混合物に対するフォトレジスト除去率を示す図である。
【図４】温度に対応したアッシング率を説明する図である。
【図５】２つの異なるアッシング温度で処理された、水素／ヘリウム含有プラズマ内の種々の窒素不純物レベルに対応した多孔性低ｋ誘電体材料のダメージを説明するための図である。
【図６】水素／ヘリウムプラズマに対する酸素不純物レベルに対応するアッシング率及びＨラジカル濃度を説明するための図である。
【図７】水素／ヘリウムプラズマに対する窒素不純物レベルに対応するアッシング率及びＨラジカル濃度を説明するための図である。
【図８】図８（a−d）は、水素／ヘリウムプラズマ処理およびこれに続く希釈ＨＦ溶液の湿式処理後おける多孔性低ｋ誘電体材料を走査電子顕微鏡で見た各図である。
【図９】10ｐｐｍの窒素及び10ｐｐｍの酸素及びそれ以下の量の窒素及び酸素を用いて水素／ヘリウムアッシングプラズマに対して時間に対応した低ｋ誘電体ダメージを説明するための図である。
【図１Ａ】
2007502543.tif 000006
【図１Ｂ】
2007502543.tif 000007
【図２Ａ】
2007502543.tif 000008
【図２Ｂ】
2007502543.tif 000009
【図３】
2007502543.tif 000010
【図４】
2007502543.tif 000011
【図５】
2007502543.tif 000012
【図６】
2007502543.tif 000013
【図７】
2007502543.tif 000014
【図８ａ】
2007502543.tif 000015
【図８ｂ】
2007502543.tif 000016
【図８ｃ】
2007502543.tif 000017
【図８ｄ】
2007502543.tif 000018
【図９】
2007502543.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月27日(2006.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低ｋ誘電体を含む半導体基板から、フォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応性の窒素種および反応性の酸素種から影響を受けないプラズマを形成するために、プラズマガス混合物をエネルギー源に晒すことによって反応種を形成し、
前記フォトレジストおよび／または有機物上層を有する基板を前記反応種に露出させ、
前記フォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除き、前記基板を前記反応種に露出させる前と同等の状態に、前記低ｋ誘電体材料を残す、各工程を有することを特徴とするプラズマアッシング方法。
【請求項２】
前記プラズマガス混合物は、基本的に水素含有ガス及び希ガスからなることを特徴とする請求項１記載のプラズマアッシング方法。
【請求項３】
前記希ガスは、ヘリウムであることを特徴とする請求項２記載のプラズマアッシング方法。
【請求項４】
前記水素含有ガスは、炭化水素、ハイドロフルオロカーボン、及び水素ガスからなる群から選択されることを特徴とする請求項２記載のプラズマアッシング方法。
【請求項５】
前記水素含有ガスは、水素ガスであることを特徴とする請求項２記載のプラズマアッシング方法。
【請求項６】
前記基板は、３．０未満の比誘電率を有する炭素含有絶縁層から成ることを特徴とする請求項１記載のプラズマアッシング方法。
【請求項７】
前記炭素含有絶縁層の比誘電率は、プラズマアッシング中に変化しないことを特徴とする請求項６記載のプラズマアッシング方法。
【請求項８】
プラズマアッシング及び次に続く湿式処理の後に、低ｋ誘電体材料を約５０オングストローム未満だけ取り除く量の、酸素種および／または窒素種の微量がプラズマ内に導かれ、
前記湿式処理は、３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理することからなることを特徴とする請求項１記載のプラズマアッシング方法。
【請求項９】
前記基板の湿式処理を更に含み、前記基板内の特徴部分の重要な寸法が、前記湿式処理の間、変化しないことを特徴とする請求項１記載のプラズマアッシング方法。
【請求項１０】
低ｋ誘電体材料を含む半導体基板からフォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応性の窒素種と反応性の酸素種から影響を受けないプラズマを形成するために、プラズマガス混合物をエネルギー源に晒すことによって反応種を形成し、
前記プラズマ内に酸素を導入しない場合に対してアッシング率を増加させるのに効果的な量だけ前記プラズマ内に酸素を導入し、
前記フォトレジストおよび／または有機物上層を有する前記基板を前記反応種に露出させて、前記フォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除き、３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて、前記基板を湿式処理する希釈したフッ化水素酸湿式処理工程に更に露出させた後、前記低ｋ誘電体材料の損失が、５０オングストローム未満であることを特徴とするプラズマアッシング方法。
【請求項１１】
半導体基板からフォトレジスト、有機物上層、およびポリマー／残留物を選択的に取り除くためのポストエッチング用プラズマアッシング方法であって、
前記基板は、３．０未満の比誘電率を有する炭素含有低ｋ誘電体材料からなる層を含み、
前記基板表面上にフォトレジスト、および／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を有する前記基板を反応室内に配置し、
酸素および窒素を実質的に含まないガス混合物からプラズマを発生させることによって反応種を形成し、
前記ガス混合物に酸素および／または窒素を含有するガスを微量導き、
前記酸素および窒素を実質的に含まないガス混合物からプラズマ内に形成された反応種に前記基板を露出させ、
揮発性化合物、リンス除去可能な化合物及びその混合物を形成することにより、前記基板表面からフォトレジスト、有機物上層、およびポリマー／残留物を選択的に取り除く、各工程を含み、
３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に更に露出させた後、前記酸素および／または窒素の微量レベルが、低ｋ誘電体材料を約５０オングストローム未満だけ除去する量であることを特徴とするポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１２】
前記ガス混合物は、水素ガス及びヘリウムガスからなることを特徴とする請求項１１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１３】
前記ガス混合物は、フッ素含有ガスからなることを特徴とする請求項１１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１４】
前記水素ガスは、ガス混合物全体の約１％〜約９９％の範囲の量であることを特徴とする請求項１２記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１５】
前記水素ガスは、ガス混合物全体の約３％〜約３０％の範囲の量であることを特徴とする請求項１２記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１６】
前記水素ガスは、ガス混合物全体の約１％〜約５％の範囲の量であることを特徴とする請求項１２記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１７】
プラズマアッシングは、フォトレジストと基板との間で、５０：１以上のアッシング選択比を生じることを特徴とする請求項１２記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１８】
炭素および／または水素含有の絶縁層の比誘電率が、前記プラズマアッシング方法中に変化しないことを特徴とする請求項１１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項１９】
低ｋ誘電体材料の化学的組成が、前記プラズマアッシング方法中に変化しないことを特徴とする請求項１１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項２０】
前記基板の湿式処理をさらに含み、前記基板上の特徴部分の重要な寸法が湿式処理中に変化しないことを特徴とする請求項１１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項２１】
前記基板の湿式処理が、湿式化学浴槽内に前記基板を浸漬けするステップを含むことを特徴とする請求項２０記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項２２】
前記湿式化学浴槽は、低ｋ誘電体材料の炭素を枯渇された部分を選択的に取り除くことを特徴とする請求項２１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項２３】
前記湿式化学浴槽は、フッ化水素酸水溶液からなることを特徴とする請求項２１記載のポストエッチング用プラズマアッシング方法。
【請求項２４】
マイクロエレクトロニクスデバイスを製造する方法であって、
炭素を含有する低ｋ誘電体層を含む半導体基板の表面上に、フォトレジストマスクを形成し、
前記基板内にイメージを永久的に写し取るために、前記フォトレジストマスク内の開口を介して前記基板の一部分をエッチングして除去し、前記低ｋ誘電体層の表面を露出させ、前記エッチング工程は、基板上に、ポリマー／残留物を形成しており、さらに、
前記フォトレジストマスクを選択的にアッシングし、そして、水素及びヘリウムからなるガス混合物から発生した、酸素及び窒素を実質的に含まないプラズマを用いて、前記基板から前記ポリマー／残留物を除去、または除去可能にする、各工程を含むことを特徴とするマイクロエレクトロニクスデバイスを製造する方法。
【請求項２５】
前記低ｋ誘電体層は、３．０以下の比誘電率を有することを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記低ｋ誘電体層は、シリコンを主要素とすることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
前記低ｋ誘電体層は、炭素をドープした酸化物からなることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２８】
前記基板からフォトレジストをアッシングするために、その後に、前記基板に湿式処理を行うステップを更に含み、前記基板内のイメージの重要な寸法が前記湿式処理において、変化しないことを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２９】
前記基板からフォトレジストをアッシングするために、その後に、前記基板に湿式処理を行うステップを更に含み、前記ポリマー／残留物が前記湿式処理中に除去されることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項３０】
前記基板の湿式処理が、湿式化学浴槽内に前記基板を浸漬けするステップを含むことを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
前記湿式化学浴槽は、低ｋ誘電体材料の炭素を枯渇された部分のみを除去することを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記湿式化学浴槽は、水対フッ化水素酸の比が100：1〜500：1の範囲の濃度を有する水のフッ化水素酸溶液からなることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
半導体基板の表面からフォトレジストおよび／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応室内にフォトレジストおよび／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を有する基板を配置し、
水素及びヘリウムからなるガス混合物から、酸素および窒素を実質的に含まないプラズマを発生させ、前記ガス混合物が、フォトレジストおよび／または有機物上層および／またはポリマー／残留物をアッシングし、さらに続く湿式処理工程の後、低ｋ誘電体材料を約５０オングストローム未満だけ除去する量の酸素および／または窒素を含有するガスのレベルであり、前記プラズマは、電気的に中性および荷電粒子の両方を含んで、前記プラズマから荷電粒子を取り除き、
前記基板及び前記フォトレジストおよび／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を前記プラズマ内の電気的に中性の種に露出させ、前記プラズマに露出した前記基板が炭素含有の低ｋ誘電体を含み、さらに、
前記基板からフォトレジストおよび／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を選択的に取り除くために、該マスクをアッシングする、各工程を有し、
前記低ｋ誘電体層の化学的組成が、前記プラズマに前記基板を露出させる工程前の組成と同等であることを特徴とするプラズマアッシング方法。
【請求項３４】
低ｋ誘電体材料を含む半導体基板からフォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応性の窒素種と反応性の酸素種から影響を受けないプラズマを形成するために、エネルギー源にプラズマガス混合物を露出させることによって反応種を形成し、
プラズマ内に酸素を導入しない場合よりもアッシング率が増加するように、前記プラズマ内に酸素ガスまたは酸素含有混合物を導入し、
フォトレジストおよび／または有機物上層を有する前記基板を前記反応種に露出させ、前記フォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除く、各工程を含み、
３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に更に露出させた後、前記低ｋ誘電体材料の損失が、５０オングストローム未満であることを特徴とするプラズマアッシング方法。
【請求項３５】
低ｋ誘電体材料を含む基板の表面から、フォトレジスト、有機物上層および／またはポリマー／残留物を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応室内にフォトレジスト、有機物上層、および／またはポリマー／残留物を有する基板を配置し、
酸素種および窒素種から影響を受けないプラズマに、前記基板を第１温度で露出させ、
第１時間の間、前記プラズマに酸素および／または窒素の微量を付加し、
前記第１温度を第２温度に上昇させ、そして、プラズマに対する前記酸素および／または窒素の微量の付加を停止し、そして、第２時間の間、前記基板を露出させる、各工程を含み、
３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に更に露出させた後で、前記低ｋ誘電体が約５０オングストローム未満だけ除去されるのに、前記プラズマに付加される酸素および／または窒素の全量と前記第１、第２時間の全時間が、有効であることを特徴とするプラズマアッシング方法。
【請求項３６】
酸素及び窒素を含まない前記プラズマが、水素及びヘリウムからなるガス混合物から形成されることを特徴とする請求項３５記載のプラズマアッシング方法。
【請求項３７】
前記第１温度は、約100℃〜約300℃の範囲であり、前記第２温度は、約250℃〜約350℃の範囲であることを特徴とする請求項３５記載のプラズマアッシング方法。
【請求項３８】
低ｋ誘電体材料を含む基板の表面から、フォトレジスト、有機物上層および／またはポリマーと残留物を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応室内にフォトレジスト、有機物上層、および／またはポリマーと残留物を有する基板を配置し、
酸素種および窒素種から影響を受けないプラズマに、前記基板を第１温度で露出させ、
第１時間の間、前記プラズマに酸素および／または窒素の微量を付加し、
前記第１温度を第２温度に降下させ、そして、プラズマに対する前記酸素および／または窒素の微量を所定時間付加し、そして、第２時間の間、前記基板を露出させる、各工程を含み、
３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に更に露出させた後で、前記低ｋ誘電体が約５０オングストローム未満だけ除去されるのに、前記プラズマに付加される酸素および／または窒素の全量と前記第１、第２時間の全時間が、有効であることを特徴とするプラズマアッシング方法。
【請求項３９】
酸素及び窒素を含まない前記プラズマが、水素及びヘリウムからなるガス混合物から形成されることを特徴とする請求項３８記載のプラズマアッシング方法。
【請求項４０】
前記第１温度は、約250℃〜約350℃の範囲であり、前記第２温度は、約100℃〜約300℃の範囲であることを特徴とする請求項３８記載のプラズマアッシング方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
半導体基板の表面からフォトレジストおよび／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法であって、
反応室内にフォトレジストおよび／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を有する基板を配置し、水素及びヘリウムからなるガス混合物から、酸素および窒素を実質的に含まないプラズマを発生させ、前記ガス混合物が、フォトレジストおよび／または有機物上層および／またはポリマー／残留物をアッシングし、さらに続く湿式処理工程の後、低ｋ誘電体材料を約５０オングストローム未満だけ除去する量の酸素および／または窒素を含有するガスのレベルであり、前記プラズマは、電気的に中性および荷電粒子の両方を含んで、前記プラズマから荷電粒子を取り除き、前記基板及び前記フォトレジストおよび／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を前記プラズマ内の電気的に中性の種に露出させ、前記プラズマに露出した前記基板が炭素含有の低ｋ誘電体を含み、さらに、前記基板からフォトレジストおよび／または有機物上層および／またはポリマー／残留物を選択的に取り除くために、該マスクをアッシングする、各工程を有し、
前記低ｋ誘電体層の化学的組成が、前記プラズマに前記基板を露出させる工程前の組成と同等であることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、低ｋ誘電体材料を含む半導体基板からフォトレジストおよび／または有機物上層を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法は、反応性の窒素種と反応性の酸素種から影響を受けないプラズマを形成するために、エネルギー源にプラズマガス混合物を露出させることによって反応種を形成し、プラズマ内に酸素を導入しない場合よりもアッシング率が増加するように、前記プラズマ内に酸素ガスまたは酸素含有混合物を導入し、フォトレジスト／有機物上層を有する前記基板を前記反応種に露出させ、前記フォトレジスト／有機物上層を選択的に取り除く、各工程を含み、
３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に更に露出させた後、前記低ｋ誘電体材料の損失が、５０オングストローム未満であることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
別の実施形態では、低ｋ誘電体材料を含む基板の表面から、フォトレジスト、有機物上層および／またはポリマー／残留物を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法は、
反応室内にフォトレジスト、有機物上層、および／またはポリマー／残留物を有する基板を配置し、酸素種および窒素種から影響を受けないプラズマに、前記基板を第１温度で露出させ、第１時間の間、前記プラズマに酸素および／または窒素の微量を付加し、前記第１温度を第２温度に上昇させ、そして、プラズマに対する酸素および／または窒素の微量の付加を停止し、そして、第２時間の間、前記基板を露出させる、各工程を含み、
さらに、３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に露出させた後で、前記低ｋ誘電体が約５０オングストローム未満だけ除去されるのに、前記プラズマに付加される酸素および／または窒素の全量と前記第１、第２時間の全時間が、有効であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、別の実施形態では、低ｋ誘電体材料を含む基板の表面から、フォトレジスト、有機物上層および／またはポリマーと残留物を選択的に取り除くためのプラズマアッシング方法は、反応室内にフォトレジスト、有機物上層、および／またはポリマーと残留物を有する基板を配置し、酸素種および窒素種から影響を受けないプラズマに、前記基板を第１温度で露出させ、第１時間の間、前記プラズマに酸素および／または窒素の微量を付加し、前記第１温度を第２温度に降下させ、そして、プラズマに対する酸素および／または窒素の微量を所定時間付加し、そして、第２時間の間、前記基板を露出させる、各工程を含み、
さらに、３０秒の間、脱イオン水にフッ化水素酸を100：1の割合で構成する溶液を用いて前記基板を湿式処理する湿式処理工程に露出させた後で、前記低ｋ誘電体が約５０オングストローム未満だけ除去されるのに、前記プラズマに付加される酸素および／または窒素の全量と前記第１、第２時間の全時間が、有効であることを特徴とする。
【国際調査報告】
2007502543.tif 000020
2007502543.tif 000021
2007502543.tif 000022
2007502543.tif 000023
2007502543.tif 000024
2007502543.tif 000025
2007502543.tif 000026
2007502543.tif 000027