(57)【要約】【課題】ガス導入口近傍では、Ｏラジカルにより、デポジションを除去し、アルマイトをアタックして、クラックが発生し、これが剥がれて、パーティクルとなり、ウエハー上に落下して、ウエハーの歩留り低下の原因となる。【解決手段】ガス導入口２は石英天板３から、１０ｍｍ以上はなれた位置に設置する。ガス導入口２付近では、プラズマ密度が低下するため、Ｏラジカルのエネルギーが高くない。そのため、このデポジション１３はＯラジカル１４により完全には除去されず、アルマイト１２をＯラジカル１４から保護する。このため、アルマイト１２にクラックが発生したり、エッチングされたりせず、パーティクル発生がない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス導入口を高周波導入口から１０ｍｍ以上はなれた位置に設置する構造を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
プラズマ処理装置において、プラズマ密度の最も高い部分以外の場所からエッチングガスを導入するプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法及び装置に関わり、特にウェハ処理の前工程でのエッチングやアッシングなどのプラズマ処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アッシング装置においてＥＳＣ等の技術が使用されるようになり、設備価格が高騰する傾向にある。そのため高スループットが求められ、アッシング速度を上げるために、マイクロ波は２０００Ｗ以上で使用されることもある。また別の理由として、半導体装置でＣｕを使用する場合も増えてきており、Ｃｕの酸化を防止するために、アッシングの低温処理の必要性が出てきている。従来の半導体装置ではステージ温度２００℃以上の高温度領域で行なわれていたアッシングが、Ｃｕを使用するにあたり、１００℃以下の低温領域で行う場合があり、アッシング速度が低下する傾向にある。このため、マイクロ波の電力を上げることにより、アッシング速度を上げる必要性が出てきている。
【０００３】
以下に、従来の技術の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図３は従来の技術の一実施形態におけるプラズマ処理方法および処理装置を説明するための構成図である。図４はアッシングチャンバー側壁５１の内壁を拡大したものであり、図４（ａ）はガス導入口５２から離れた部分、図４（ｂ）はガス導入口付近である。５１はアッシングチャンバー側壁、５２はアッシングチャンバー側壁５１に設置されたガス導入口、５３はアッシングチャンバー側壁５１の上部に取り付け、マイクロ波等の高周波を導入する石英天板、５４は石英天板５３上に取り付けられ、マイクロ波を伝達させる導波管、５５はアッシングチャンバー側壁５１の下部に設置された下部電極、５６は下部電極５５上に置かれた被エッチング物であるウエハーである。６１は母材であるアルミニウム、６２はアルミニウム表面を処理し形成したアルミ酸化物であるアルマイト、６３はアッシング中にプラズマ内部より発生しアルマイト６２の表面に堆積した反応生成物のデポジション、６４はプラズマ中のＯラジカル、６５はアルマイト６２が剥がれてできたパーティクル、６６はアルマイト６２に出来たクラックである。
【０００５】
まず、ウエハー５６をステージ温度３０℃に制御された下部電極５５上に設置した後、ガス導入口５２より、Ｏ2ガスを３００ｓｃｃｍ導入し、アッシングチャンバー内を３０Ｐａにコントロールする。マイクロ波電力２０００Ｗを導波管５４より石英天板５３を通して導入する。すると、アッシングチャンバー内にプラズマが発生する。マイクロ波の漏れ量の強い石英天板５３付近が最もプラズマの密度が高くなる。ウエハー５６付近までプラズマが広がり、ウエハー５６上にあるレジスト成分がアッシングされ始める。図４（ａ）に示すように、被アッシング膜（レジスト）からデポ成分としてＣやＨなどがプラズマ中に供給され、それがアッシングチャンバー側壁５１の表面に反応性生物としてデポジションする。しかしながら、図４（ｂ）に示すように、ガス導入口５２付近ではガス導入口５２から供給されたＯ2ガスのため、プラズマ中には反応生成物よりＯラジカル６４の割合が高くなる。そこで、ガス導入口５２近傍では、Ｏラジカル６４により、デポジション６３を除去し、アルマイト６２をアタックして、クラック６６が発生し、これが剥がれて、パーティクル６５となり、ウエハー５６上に落下して、ウエハー５６の歩留り低下の原因となる。
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１、特許文献２が知られている。
【特許文献１】特開平１０−５０６６３号公報
【特許文献２】特開２０００−１２５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
被アッシング膜（レジスト）からデポ成分としてＣやＨなどがプラズマ中に供給され、それがアッシングチャンバー側壁５１の表面に反応性生物としてデポジションする。しかしながら、図４（ｂ）に示すように、ガス導入口５２付近ではガス導入口５２から供給されたＯ2ガスのため、プラズマ中には反応生成物よりＯラジカル６４の割合が高くなる。そこで、ガス導入口５２近傍では、Ｏラジカル６４により、デポジション６３を除去し、アルマイト６２をアタックして、クラック６６が発生し、これが剥がれて、パーティクル６５となり、ウエハー５６上に落下して、ウエハー５６の歩留り低下の原因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本発明は、ガス導入口２は石英天板３から、１０ｍｍ以上はなれた位置に設置する。ガス導入口２付近では、プラズマ密度が低下しているため、Ｏラジカルのエネルギーが高くない。そのため、このデポジション１３はＯラジカル１４により完全には除去されず、アルマイト１２をＯラジカル１４から保護する。このため、アルマイト１２にクラックが発生したり、エッチングされたりせず、パーティクル発生がなく、安定したアッシングが可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、アルマイト１２にクラックが発生したり、エッチングされたりせず、パーティクル発生がなく、安定したアッシングが可能であり、ウエハー６の製品歩留りを向上できることのできる優れたプラズマ処理方法および処理装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施形態１）
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態におけるプラズマ処理方法および処理装置を説明するための構成図である。１はアッシングチャンバー側壁、２はアッシングチャンバー側壁に設置されたガス導入口、３はアッシングチャンバー側壁１の上部に取り付け、マイクロ波等の高周波を導入する石英天板、４は石英天板３上に取り付けられ、マイクロ波を伝達させる導波管、５はアッシングチャンバー側壁の下部に設置された下部電極、６は下部電極５上に置かれ被エッチング物であるウエハーである。ガス導入口２は石英天板３から、１０ｍｍ以上はなれた位置に設置されている。図２は図１のアッシングチャンバー側壁１のガス導入口２付近チャンバー内部側表面の拡大図である。１１は母材であるアルミニウム、１２はアルミニウム表面を処理し形成したアルミ酸化物であるアルマイト、１３はアッシング中にプラズマ内部より発生しアルマイト１２の表面に堆積した反応生成物のデポジション、１４はプラズマ中のＯラジカルである。
【００１１】
まず、ウエハー６をステージ温度３０℃に制御された下部電極５上に設置した後、ガス導入口２より、Ｏ2ガスを３００ｓｃｃｍ導入し、アッシングチャンバー内を３０Ｐａにコントロールする。マイクロ波電力２０００Ｗを導波管４より石英天板３を通して導入する。すると、アッシングチャンバー内にプラズマが発生する。マイクロ波の漏れ量の強い石英天板３付近が最もプラズマの密度が高くなる。ウエハー６付近までプラズマが広がり、ウエハー６上にあるレジスト成分がアッシングされ始める。被アッシング膜（レジスト）からデポ成分としてＣやＨなどがプラズマ中に供給され、それがアッシングチャンバー側壁１の表面に反応性生物としてデポジションする。ガス導入口２付近ではガス導入口２から供給されたＯ2ガスのため、プラズマ中には反応生成物よりＯラジカルの割合が高いが、ガス導入口２がマイクロ波が導入される石英天板３より１０ｍｍ以上はなれており、プラズマ密度が低下しているため、Ｏラジカルのエネルギーが高くない。そのため、このデポジション１３はＯラジカル１４により完全には除去されず、アルマイト１２をＯラジカル１４から保護する。このため、アルマイト１２にクラックが発生したり、エッチングされたりせず、パーティクル発生がなく、安定したアッシングが可能である。
【００１２】
以上のように本実施形態によれば、ガス導入口２は石英天板３から、１０ｍｍ以上はなれた位置に設置することにより、ガス導入口２付近では、プラズマ密度が低下するため、Ｏラジカルのエネルギーが高くない。そのため、このデポジション１３はＯラジカル１４により完全には除去されず、アルマイト１２をＯラジカル１４から保護する。このため、アルマイト１２にクラックが発生したり、エッチングされたりせず、パーティクル発生がなく、安定したアッシングが可能である。実施形態としては、マイクロ波のアッシング装置について説明したが、その他の高周波の場合も同様で、プラズマ密度の高い部分から離れて、ガス導入口を設置しエッチングガスを導入すればよい。
【００１３】
また、アッシングガスとしてＯ2単ガスとしたが、アッシングガスとしてＯ2ガスにＣＦ4ガス等を添加した場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明にかかるプラズマ処理方法および処理装置は、プラズマを利用したエッチング、特にアッシングに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態におけるプラズマ処理方法および処理装置を説明するための構成図
【図２】本発明の一実施形態における図１のアッシングチャンバー側壁１のガス導入口２付近チャンバー内部側表面の拡大図
【図３】従来の技術の一実施形態におけるプラズマ処理方法および処理装置を説明するための構成図
【図４】アッシングチャンバー側壁５１の内壁の拡大図で、（ａ）はガス導入口５２から離れた部分を示す図、（ｂ）はガス導入口付近を示す図
【符号の説明】
【００１６】
１  アッシングチャンバー側壁
２  ガス導入口
３  石英天板
４  導波管
５  下部電極
６  ウエハー
１１  アルミニウム
１２  アルマイト
１３  デポジション
１４  Ｏラジカル
５１  アッシングチャンバー側壁
５２  ガス導入口
５３  石英天板
５４  導波管
５５  下部電極
５６  ウエハー
６１  アルミニウム
６２  アルマイト
６３  デポジション
６４  Ｏラジカル
６５  パーティクル
６６  クラック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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