(57)【要約】【課題】半導体などの表面処理において、エッチング後にマスク材表面に残留したケイ素成分や硬化したマスク層等を含んだ領域のマスク材の除去を行うための手段として、エッチング後の膜層へのダメージ（エッチング）を少なくした表面処理装置を提供する。また、真空容器内壁に堆積したカーボン系、ケイ素系のデポ物の除去を行うための手段も提供する。【解決の手段】プラズマを用いる表面処理装置で、アッシングガスとして酸素ガスにフッ素ガスを添加する。酸素ガスとフッ素ガスとの混合ガスをアッシングガスとして導入することでマスク材表面に残留したケイ素成分や硬化したマスク層等を含んだ領域のマスク材の除去と真空容器内壁に堆積したカーボン系、ケイ素系のデポ物デポ物の除去を同時にができ、且つ、低圧力でのマスク材除去をすることと、上記酸素ガスとフッ素ガスのプラズマを用いるステップに引続き、酸素ガスのみのプラズマを用いる事により、エッチング後の膜層へのダメージ（エッチング）を少なくすることが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、該真空容器内でプラズマを発生させる手段、該プラズマにより表面処理される試料を設置する試料台、および該試料に高周波バイアスを印加するための電源を備えた試料の表面処理装置であって、前記プラズマにより前記試料の表面処理を行うものにおいて、
前記真空容器内の反応生成物のプラズマ発光強度や干渉光の変化をモニタし、該モニタ結果に基き前記表面処理の状態を自動判定し、前記高周波バイアスをコントロールする機能を備えたことを特徴とする試料の表面処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記真空容器中に、アッシングガスとして、酸素ガスとフッ素を含んだガスの混合ガスを導入する手段を備えたことを特徴とする試料の表面処理装置。
【請求項３】
真空容器と、該真空容器内でプラズマを発生させるためのプラズマ源と、試料を設置する試料台、および該試料に高周波バイアスを印加するための電源を備えた試料の表面処理装置であって、前記プラズマにより前記試料の表面処理を行うものにおいて、
前記真空容器中に、酸素ガスまたは酸素ガスとフッ素を含んだガスの混合ガスを導入する手段と、処理圧力２Ｐａ以下、前記プラズマ源を１００ＭＨｚ以上の範囲とし、前記試料の表面状態に応じて前記酸素ガスまたは前記混合ガスのいずれかを選択的に供給して前記試料の表面処理を行なう手段を備えたことを特徴とする試料の表面処理装置。
【請求項４】
請求項３において、前記真空容器内の反応生成物のプラズマ発光強度変化をモニタし、該モニタ結果に基き前記表面処理の状態を自動判定し、前記酸素ガスまたは前記混合ガスの供給の切り替え及び前記高周波バイアスの切り替えを行なう機能を備えたことを特徴とする試料の表面処理装置。
【請求項５】
請求項４において、前記モニタ結果に伴う前記試料の処理方法の変更を表示する表示部を有する試料の表面処理装置。
【請求項６】
真空容器中にプラズマを発生させ、試料を設置する試料台に高周波バイアスを印加し、前記試料の表面処理を行う試料の表面処理方法において、
該真空容器中に酸素ガスとフッ素を含んだガスの混合ガスを導入し、前記プラズマにより前記試料の表面処理を行うことを特徴とする試料の表面処理方法。
【請求項７】
真空容器と、該真空容器内でプラズマを発生させる手段、処理される試料を設置する試料台、および該試料に高周波バイアスを印加するための電源を備えた試料処理装置による表面処理方法であって、前記プラズマにより前記試料の表面処理を行うものにおいて、
真空容器中に酸素ガスとフッ素を含んだガスの混合ガスを導入し、
前記プラズマにより前記試料の表面処理を行ない、
前記真空容器内の反応生成物のプラズマ発光強度や干渉光の変化をモニタし
該モニタ結果に基き前記表面処理の状態を自動判定し、前記酸素ガスまたは前記混合ガスの供給の切り替え及び前記高周波バイアスの切り替えを行なうことを特徴とする試料の表面処理方法。
【請求項８】
請求項６または７において、前記試料に高周波バイアスを印加し、前記酸素ガスと前記フッ素ガスとの混合ガスのプラズマにより前記マスク材の表層のみを除去する第１のステップと、
前記高周波バイアスを停止し、酸素プラズマにより表層除去後に残った前記マスク材を除去する第２のステップ、を含むことを特徴とする試料の表面処理方法。
【請求項９】
請求項６または７において、表面処理時の前記ガスの圧力を０．２〜２Ｐａとすることを特徴とする試料の表面処理方法。
【請求項１０】
請求項６または７において、前記フッ素を含んだガスが、好ましくはＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＦ４、およびＳＦ６のいずれかであることを特徴とする試料の表面処理方法。
【請求項１１】
請求項６または７において、前記試料のマスク材の除去と該真空容器の側壁に付着したデポ物の除去を同時に行うことを特徴とする試料の表面処理方法。
【請求項１２】
請求項６または７において、前記真空容器の内壁に付着したデポ物の除去を行うことを特徴とする試料の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子等の試料の表面処理装置及び表面処理方法にかかわり、特にプラズマを用いて半導体表面のエッチングやアッシングを行うのに適した表面処理装置及び表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程では、たとえば成膜、エッチング、アッシングなどの微細加工プロセスでプラズマ処理装置が広く用いられている。プラズマ処理によるプロセスは、真空容器（リアクタ）内部に導入されたプロセスガスをプラズマ発生手段によりプラズマ化し、半導体ウエハ表面で反応させて微細加工を行うとともに、揮発性の反応生成物を排気することにより、所定の処理を行うものである。
【０００３】
本発明はプラズマを利用した装置全般を対象とするものであるが、ここではそのうちの一つであるＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）方式と呼ばれている装置を例に取り、従来技術を説明する。このＥＣＲ方式では、外部より磁場を印加した真空容器中でマイクロ波によりプラズマを発生させる。試料に入射するイオンを加速するために試料にはバイアス電圧が印加される。
【０００４】
近年の半導体素子のデバイス構造はますます複雑となり、これらの製造工程において高速処理化、少工程化が要求されている。すなわち、半導体集積デバイスは，微細化、例えば配線間の幅０．２μｍ程度あるいはそれ以下とする要求に伴い、配線部では隣接する配線間の静電容量が相対的に大きくなっている。このようなデバイスの配線間の絶縁材料として従来のシリコン酸化膜を用いると，微細化によって得られたトランジスタの高速化の恩恵を享受することが出来なくなる。このため配線間絶縁材料として誘電率（ｋ値）の低い材料、例えばＳｉＯＣ、が採用されている。
【０００５】
これら誘電率（ｋ値）の低い材料は主に配線材の銅と組み合わせて使用され，デュアルダマシンという方法で形成されるため、絶縁膜をエッチング加工する工程が必要となる。デュアルダマシン形成過程には，たとえば、前工程で穴形状が加工されたサンプルに，ハードマスクを用いてポーラス絶縁膜に溝形状を加工転写して所定の形状を得る工程が含まれる。このような技術は、たとえば、特許文献１に開示されている。
また、従来、プロセス状態をモニタし、プロセスを制御する方法も採用されている。プロセス状態をモニタしプロセスを制御する方法としては，例えば、特許文献２に開示された、処理ウエハからの反射干渉光をモニターし，エッチング処理を停止する方法が知られている。
【０００６】
さらに、従来の技術ではエッチング終了後に同一装置内の別の真空容器や他装置を用いてマスク材の除去を行っている。たとえば、特許文献３には、ウエット処理によりエッチング残渣やレジスト表面硬化層などを除去する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１１５８７８号公報
【特許文献２】
ＵＳＰ５，６５８，４１８号公報
【特許文献３】
特開２０００−３５２８２７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、エッチング終了後に同一装置内の別の真空容器や他の装置を用いてマスク材の除去を行っており、工程数の増加、それに伴うトータルスループットの低下や別の真空容器（装置）が必要となっていた。
【０００９】
また、酸素プラズマのみでマスク材の除去を行なう方法では、表面に残留したケイ素成分や硬化したマスク層を含んだマスク材の除去が困難であった。ここで、図４に示すような、ウエハの表面処理として、ＳｉＯＣ製の絶縁膜１２０の上に形成されたレジストに、溝１２１のような所定のパターンを点線の位置まで形成する場合を考える。エッチング後のマスク材の表面には、プラズマからの入熱に伴うレジストの硬化層１２４を含んだ領域が残留している。この硬化層１２４内には、エッチングにより分離した絶縁膜１２０中のＳｉも堆積している。酸素プラズマのみでマスク材の除去を行なう方法では、このような、マスク材の表面の硬化したマスク層等の除去は不可能であった。また、膜層へのダメージ部１２５も生ずる。
【００１０】
本発明の目的は、このような課題を解決して、同一真空容器内で容易にアッシング及びマスク材の除去をする表面処理装置及び表面処理方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、エッチング後にマスク材表面に残留したケイ素成分や硬化したマスク層等を含んだ領域のマスク材の除去を容易に行ない、かつ、エッチング後の膜層へのダメージの少ない、表面処理装置及び表面処理方法を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、マスク材の除去を容易に行ない、かつ、エッチング時に真空容器内壁に堆積したカーボン系、ケイ素系のデポ物の除去も行う表面処理装置及び表面処理方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、真空容器と、該真空容器内でプラズマを発生させる手段、該プラズマにより表面処理される試料を設置する試料台、および該試料に高周波バイアスを印加するための電源を備えた試料の表面処理装置であって、前記プラズマにより前記試料の表面処理を行うものにおいて、前記真空容器内の反応生成物のプラズマ発光強度や干渉光の変化をモニタし、該モニタ結果に基き前記表面処理の状態を自動判定し、前記高周波バイアスをコントロールする機能を備えたことにある。
【００１４】
本発明によれば、同一真空容器を用いてエッチングとアッシングを実現することができる。
【００１５】
本発明の他の特徴は、真空容器とその中にプラズマを発生させる手段および該プラズマにより表面処理される試料を設置する試料台と試料に高周波バイアスを印加するための電源を備え、試料の表面処理を行う表面処理装置において、該真空容器中に、アッシングガスとして、酸素ガスとフッ素を含んだガスの混合ガスを導入する手段を備えたことにある。
【００１６】
本発明によれば、アッシングガスとして酸素ガスとフッ素を含んだガスの混合ガスを導入し、続いて酸素ガスのみを用いたプラズマで、アッシングガスすることで、マスク材と被エッチング材との選択比を増加することが可能となる。これらのガスの相乗効果により、高い選択比を保ちつつパターンのエッチング後形状をできるだけ維持したままマスク材のアッシングが実現できる。
【００１７】
本発明の他の特徴は、真空容器中にプラズマを発生させ、試料を設置する試料台に高周波バイアスを印加し、前記試料の表面処理を行う試料の表面処理方法において、該真空容器中に酸素ガスとフッ素を含んだガスの混合ガスを導入し、前記プラズマにより前記試料の表面処理を行うことにある。
【００１８】
本発明によれば、酸素ガスとフッ素ガスとの混合ガスをアッシングガスとして導入することで、マスク材表面に残留したケイ素成分や硬化したマスク層等を含んだ領域のマスク材の除去と真空容器の内壁に堆積したカーボン系、ケイ素系のデポ物デポ物の除去を同時に行なうことができる。また、低圧力でのマスク材除去をすることと、上記酸素ガスとフッ素ガスとの混合ガスのプラズマを用いたステップに引続き、酸素ガスのみのプラズマを用いる事により、エッチング後の膜層へのダメージ（エッチング）を少なくすることが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について説明する。まず、本発明の試料の表面処理を適用するプラズマエッチング装置の構成について説明する。
【００２０】
図１は、本発明を適用するのに適した、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を応用したプラズマ処理装置の模式図である。プラズマ処理装置は真空容器である複数の処理室１を備えている。各処理室１の周囲には、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）用磁場を発生するためにコイル２が設置されている。エッチング用ガスは、マスフローコントローラ３を介してガス源３０に接続されたガス供給管４を通して各処理室１へ供給される。エッチング用ガスは、直径が０．４ないし０．５ｍｍ程度の微細な穴が数１００個程度設けられたシリコンあるいはガラス状炭素からなるガス供給板５から、処理室１に導入される。ガス供給板５の上方には、ＵＨＦ帯のマイクロ波を放射する円盤状のアンテナ６が設けられている。マイクロ波は、電源７からマッチング回路８、導入軸９を通してアンテナ６へ給電される。マイクロ波はアンテナ６の周囲から放射されるとともに、アンテナ６の上方の空間での共振電界が誘電体１０を通って各処理室内に導入される。マイクロ波の周波数は、プラズマの電子温度を０．２５ｅＶから１ｅＶの低温度にできる帯域が選定されていて、３００ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲である。本実施例では、４５０ＭＨｚ付近の周波数帯を使用した。また、誘電体１０としては、石英やアルミナを使用できる。あるいは、ポリイミドなどの耐熱性ポリマーで誘電損失が小さいものを使用しても良い。
【００２１】
ガス供給板５の下方には、ウエハ載置電極１１が設けられ、ウエハ１２が静電吸着により支持されている。静電吸着用電源は図示を省略する。ウエハ１２にプラズマ中のイオンを引き込むために、高周波電源１３からウエハ載置電極１１に、高周波バイアスが印加される。
【００２２】
反応生成物のプラズマ発光強度や干渉光の変化をモニタ１５，１６で観察し、コントローラ１７を介して終点を判定する。また、プラズマ処理装置は、測長ＳＥＭによって処理されたウエハの線幅等を測定する検査装置も備えている。
【００２３】
なお、コントローラ１７は、マスフローコントローラ３、電源７、高周波電源１３、検査装置などの制御を含むプラズマ処理装置の全体を制御する。このコントローラ１７は、たとえば、ＣＰＵやメモリ、プログラム、外部記憶装置および入出力手段などを備えたコンピュータにより構成されている。検査装置により、処理後のウエハについて、１枚毎に残渣の状況も検査され、ウエハの良否が判定される。検査の結果、残渣が大きくて不合格になったウエハは排除され、次の処理工程には送られない。他方、この検査結果で合格になったウエハについても、検査情報が次の処理工程に反映される。例えば、検査で合格にはなったものの残渣が比較的大きいウエハに関しては、次の工程でこの残渣を配慮した補正処理がなされる。
【００２４】
また、コントローラ１７の入出力手段として表示部を備えており、ウエハ１枚毎の残渣の状況や、検査の合否、現在の運転レシピ等が表示される。
【００２５】
また、アンテナ６および処理室内壁１４は、温度調節されている。すなわち、図示していない温度調節器から冷媒をアンテナ６及び処理室内壁１４に導入して温度を調節することにより、アンテナ６、内壁１４は一定の温度に保持されている。本実施例では３０〜８０℃に調節されるよう設定した。
【００２６】
処理室１に直結接続された真空室には、排気速度が２０００Ｌ／ｓから３０００Ｌ／ｓ程度のターボ分子ポンプが設置されている。また、図には示していないが、ターボ分子ポンプの開口部には排気速度調整用のコンダクタンスバルブが設置され、エッチングやアッシングに適した流量と圧力を達成するために排気速度が調節される。さらに、大気開放時などにターボ分子ポンプを隔離するためにストップバルブも設けられている。
【００２７】
次に、上記プラズマエッチング装置を用いた、本発明の実施例における、エッチングとアッシングについて説明する。
【００２８】
高真空に排気された状態の処理室１に、図には示していないが、搬送室から搬送アームによってウエハが搬入され、ウエハ載置電極１１の上に受け渡される。搬送アームが後退して処理室１と搬送室間のバルブが閉じられた後、ウエハ載置電極１１が上昇して、エッチングやアッシングに適した位置で停止する。本実施例の場合は、ウエハ１２とガス導入板５との距離（電極間距離）を３０ｎｍから１００ｎｍとした。
【００２９】
まず、プラズマ源を用いて真空容器内にプラズマを生成し、ウエハに対するエッチングがなされる。そして、同一真空容器内でアッシングを行ない、ウエハのマスク材の除去等を行なう。
【００３０】
本発明の実施例におけるアッシングは、基本的に、次の第１のステップと第２のステップの、２つのステップからなっている。第１のステップはウエハ表面の上層、すなわちマスク材表面の硬化層及び、Ｓｉ含有層の除去であり、第２のステップはウエハ表面の下層、すなわちマスク材の除去である。各ステップの処理条件の一例を示すと、次のとおりである。
【００３１】
＜実施例１＞
（１）第１のステップ：
アッシングガス＝Ｏ２とＣＦ４の混合ガス
ガス流量（Ｏ２／ＣＦ４）＝１００ｓｃｃｍ／５ｓｃｃｍ
処理圧力＝０．５Ｐａ
ＵＨＦマイクロ波電源＝周波数４５０ＭＨｚ、出力４００Ｗ
ウエハへの高周波電源＝周波数８００ＫＨｚ、出力３００Ｗ
（２）第２のステップ：
アッシングガス＝Ｏ２単独ガス
ガス流量（Ｏ２）＝１００ｓｃｃｍ
処理圧力＝０．５Ｐａ
ＵＨＦマイクロ波電源＝周波数４５０ＭＨｚ、出力４００Ｗ
ウエハへの高周波電源の出力＝０Ｗ
アッシングにおいて、上記いずれのステップでも、コイル２に電流を印加し、ＵＨＦマイクロ波４５０ＭＨｚの共鳴磁場０．０１６Ｔをガス供給板５とウエハ載置電極１１（すなわちウエハ１２）の間に発生させた。次に、マイクロ波電源７を動作させた。これに伴い、電子サイクロトロン共鳴により、磁場強度０．０１６ＴのＥＣＲ領域に強いプラズマが発生する。
【００３２】
アッシング特性の均一化を図る上で、ウエハ１２の表面における入射イオン密度を均一にする必要があるが、ＥＣＲ位置を磁場コイル２で自由に調節することができるため、最適なイオン密度分布が得られる。本実施例では、ＥＣＲ領域の形状をウエハ１２側に凸の状態にとした。
【００３３】
プラズマが着火した後に、図には示していないが、高周波電源１３に並列に接続された直流電源から高電圧がウエハ載置電極１１に印加され、ウエハ１２は、ウエハ載置電極１１に静電吸着される。静電吸着されたウエハ１２の裏面にヘリウムガスが導入され、冷媒により温度調節されたウエハ載置電極１１のウエハ載置面とウエハ間でヘリウムガスを介してウエハの温度調節が行われる。
【００３４】
次に、高周波電源１３を動作させ、ウエハ載置電極１１に高周波バイアスを印加する。これにより、ウエハ１２にプラズマ中からイオンが垂直に入射する。バイアス電圧がウエハ１２に印加されると同時に、アッシングが開始される。所定のアッシング時間でアッシングを終了する。あるいは、反応生成物のプラズマ発光強度や干渉光の変化をモニタ１５，１６で観察し、コントローラ１７を介して終点を判定してアッシング終了時間を求め、適切なオーバーアッシングを実施した後、アッシングを終了する。アッシングの終了は、コントローラ１７を介して高周波電源１３のバイアス電圧の印加を停止したときである。これと同時に、アッシングガスの供給も停止する。
【００３５】
マスク材の厚みが３００ｎｍ〜４００ｎｍの場合、前記第１のステップの処理時間は３０秒であり、前記第２のステップの処理時間は約２４０秒である。第１のステップと第２のステップの切り替えは、予め、同じ処理条件に関するデータを取得し、各々所定の時間を設定するようにすればよい。あるいは、反応生成物のプラズマ発光強度変化をモニタ観察し、第１のステップでウエハ表面の上層の処理を行ない、処理が終了したら第２のステップに移行し、ウエハ表面の下層を処理するように、自動的に切り替えるようにしても良い。
【００３６】
図２により、本発明の実施例における、エッチングとアッシングによるウエハの表面処理の状況について説明する。
【００３７】
図２の（Ａ）に示すウエハの初期状態において、ウエハ１２の表面は、下地膜ＳｉＣの上に形成されたＳｉＯＣ製の絶縁膜１２０に、所定のパターン例えば表面に溝１２３を形成するための（ＣやＨを含む）レジスト１２２が形成されている。このとき、処理室１の内壁面１００は、反応生成物などの異物が付着していないきれいな状態にある。エッチング後、図２の（Ｂ）に示すように、レジスト１２２の上表面には、プラズマからの入熱に伴うレジストの硬化層１２４が形成されている。さらにこの硬化層１２４内には、エッチングにより分離した絶縁膜１２０中のＳｉも堆積している。また、処理室１の内壁には、レジストの成分であるＣ系統や、被エッチング材の成分であるＳｉ系の反応生成物の付着層１２６が形成されている。
【００３８】
前記条件でアッシングを行なうと、マスク材とエッチング後の膜層との選択比が高くなる。そのため、これら不要なマスク材の表面の硬化層１２４の除去が容易である。すなわち、図２の（Ｃ）に示すように、マスク材の表面の硬化層１２４が完全に除去されるとともに、処理室１の内壁の付着層１２６も完全に除去される。
【００３９】
次に、静電吸着したウエハ１２をウエハ載置電極１０から脱着する工程が必要であり、除電ガスとしてアルゴンや実際にアッシングに使用するガス種などが使用される。静電吸着電圧の供給を停止して給電ラインをアースに接続した後、マイクロ波の放電を維持しながら１０秒間程度の除電時間を設ける。これにより、ウエハ１２上の電荷がプラズマを介してアースに除去され、ウエハ１２が容易に脱着できるようになる。除電工程が終了すると、除電ガスの供給停止とともにマイクロ波の供給も停止される。さらには、コイル２への電流供給も停止する。また、ウエハ載置電極１１の高さを、ウエハ受け渡し位置まで下降させる。
【００４０】
この後しばらくの間、処理室１を高真空まで排気する。高真空排気が完了した時点で、搬送室間のバルブを開け、搬送アームを挿入してウエハ１２を受け取り、搬出する。次のエッチングがある場合は、新しいウエハを搬入し、再び上述の手順に従ってアッシングが実施される。以上で、アッシング工程の代表的な流れを説明した。
【００４１】
本発明の特徴の１つは、アッシングの条件として、処理圧力が低く、他方、ＵＨＦマイクロ波電源の周波数が高いことにある。低圧力でのマスク材除去をすることと、酸素ガスとフッ素ガスとの混合ガスのプラズマを用いた第１のステップに引続き、酸素ガスのみのプラズマを用いる第２のステップを実施することにより、エッチング後の膜層へのダメージ（サイドエッチングや溝底のエッチング）を少なくすることが可能となる。すなわち、処理圧力を低くし、ＵＨＦマイクロ波電源の周波数を高くすることで、酸素ラジカルの動きを制御が容易になり、エッチング後の膜層へのダメージを少なくしながら硬いマスク材の除去を行なうことができる。
【００４２】
図３は、本発明の方法における、処理圧力と電源の周波数の望ましい範囲を示している。
【００４３】
真空処理室での放電を安定させるためには、電源の周波数と処理圧力の関係を、図３の斜線領域にするのが望ましい。一方、エッチング後の膜層へのダメージ低減の観点から、処理圧力は２Ｐａ以下が望ましい。つまり、図３に「有効領域」として示した、処理圧力０．２〜２Ｐａ、ＵＨＦマイクロ波１００ＭＨｚ以上の範囲で、アッシングを行なうのが望ましい。
【００４４】
表１に、本発明の一実施例の特徴的な処理条件、及びこれらと一部の条件を変えた場合の、効果の比較例を示す。
表１
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【００４５】
＜実施例２＞
処理圧力＝２Ｐａ、ＵＨＦマイクロ波電源＝周波数４５０ＭＨｚ、出力４００Ｗとし、他の条件は実施例１と同じで、ウエハ表面の下層、すなわちマスク材の厚みが１００ｎｍの試料のアッシングを行なった。
【００４６】
＜実施例３＞
処理条件は実施例１と同じで、ウエハ表面のアッシング及び処理室１の内壁表面のクリーニングを同時に行なった。
【００４７】
＜実施例４＞
処理条件は実施例１と同じで、処理室１の内壁表面のクリーニングを行ない、Ｃ系あるいはＳｉ系の反応生成物の除去を行なった。この実施例４は、実施例１の条件でウエハを複数枚処理した後、引き続き、クリーニングを行う方法として考えられる。
【００４８】
なお、第１のステップで供給するフッ素を含んだガスとしては、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＦ４、およびＳＦ６のいずれかであることが好ましい。
【００４９】
本発明の実施例によれば、プラズマを用いる表面処理装置で、アッシングガスとして酸素ガスにフッ素ガスを添加する。酸素ガスとフッ素ガスとの混合ガスをアッシングガスとして導入することでマスク材表面に残留したケイ素成分や硬化したマスク層等を含んだ領域のマスク材の除去と真空容器内壁に堆積したカーボン系、ケイ素系のデポ物の除去を同時に行なうことができる。
【００５０】
また、低圧力でのマスク材除去をすることと、上記酸素ガスとフッ素ガスの混合ガスのプラズマを用いるステップに引続き、酸素ガスのみのプラズマを用いる事により、エッチング後の膜層へのダメージ（エッチング）を少なくすることが可能となる。
【００５１】
なお、本実施例では、ＵＨＦ型ＥＣＲプラズマエッチング装置を用いた場合を前提に説明したが、他のプラズマ源でも何等問題はなく、ＵＨＦ型ＥＣＲプラズマエッチング装置に限定されるものではない。したがって、マイクロ波以外の誘導型プラズマ装置でも本発明を適用することができる。
【００５２】
また、本発明の実施例によれば、同じ表面処理装置で、エッチングとアッシングを行なう例を述べたが、別々の表面処理装置で、エッチングとアッシングを行なう用にしても良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明により、同一真空容器を用いてエッチングとアッシングを実現することができる。また、アッシング添加ガスにフッ素を含んだガスのステップと、酸素プラズマでのアッシングステップを用いることで、マスク材と被エッチング材との選択比を増加することが可能となる。これらの相乗効果により高い選択比を保ちつつパターンのエッチング後形状をできるだけ維持したままマスク材のアッシングが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適応するプラズマ処理装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の処理方法における試料の表面と真空容器内壁の状態を示す図である。
【図３】本発明の方法における、処理圧力と電源の周波数の望ましい範囲を示す図である。
【図４】従来例における試料の表面と真空容器内壁の状態を示す図である。
【符号の説明】
１…エッチング室、２…コイル、３…マスフローコントローラ、４…ガス供給管、５…ガス供給板、６…アンテナ、７…マイクロ波電源、８…マッチング回路、９…高周波導入軸、１０…誘電体、１１…ウエハ載置電極、１２…ウエハ、１３…高周波電源、１４…エッチング室内壁、１５、１６…モニタ、１７…コントローラ、１００…内壁面、１２０…絶縁膜、１２２…レジスト、１２３…溝、１２４…硬化層、１２５…ダメージ部、１２６…付着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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