KR0174816B1 - Sample treating method and apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체소자기판과 같은 시료, 특히 에칭 및 부식방지 처리되야할 시료를 처리하는데 채용되는 시료처리방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sample processing method and apparatus employed for processing a sample such as a semiconductor device substrate, in particular, a sample to be subjected to etching and anticorrosion treatment.
본 발명에 있어서, 시료의 에칭에 의해 형성된 부착물은, 에칭된 시료가 부착물을 제거할 수 있는 부식방지가스의 플라즈마를 이용하여 처리될때 충분하고 쉽게 시료로부터 제거된다. 따라서, 에칭 및 부식방지처리되야할 시료의 처리 드로우풋을 향상시킬 수 있는 습식부식방지처리가 불필요하다.In the present invention, the deposit formed by etching of the sample is sufficiently and easily removed from the sample when the etched sample is processed using a plasma of anti-corrosion gas capable of removing the deposit. Thus, there is no need for a wet corrosion prevention process that can improve the processing drawput of the sample to be etched and corroded.
Description
제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마-에칭장치의 구성도.1 is a block diagram of a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
제2도는 제1도의 플라즈마-에칭장치를 사용하여 처리된 시료의 일실시예의 중요부분을 나타내는 수직단면도.FIG. 2 is a vertical sectional view showing an important part of one embodiment of a sample processed using the plasma-etching apparatus of FIG.
제3도는 에칭처리후 제2도의 시료의 중요부를 나타내는 수직단면도.3 is a vertical sectional view showing an important part of the sample of FIG. 2 after etching.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 버퍼실 11 : 정상벽10: buffer chamber 11: top wall
12, 13 : 개구부 14 : 저부벽12, 13 opening 14 bottom wall
20, 21 : 방전관 30, 32 : 도파관20, 21: discharge tube 30, 32: waveguide
40 : 마그네트론 50 : 솔레노이드코일40: magnetron 50: solenoid coil
60, 62 : 시료대축 61, 63 : 시료대60, 62: sample axis 61, 63: sample base
70 : 시료 80, 82 : 벨로우즈70: sample 80, 82: bellows
81, 83 : 플렌지 90, 91 : 공간81, 83: flange 90, 91: space
100, 101 : 배기노즐 110, 115 : 가스도입로100, 101: exhaust nozzle 110, 115: gas introduction path
111, 116 : 에칭가스원 112, 114 : 가스도관111, 116: etching gas source 112, 114: gas conduit
113 : 부식방지용 가스원 120 : 고주파전원113: corrosion prevention gas source 120: high frequency power supply
130 : 방사단130: radiation stage
본 발명은, 시료처리방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 반도체소자기판과 같은 시료를 처리하여 에칭처리와 부식방지(anticorrosion)처리를 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sample processing method and apparatus, and more particularly, to a method and apparatus for processing an etch treatment and an anticorrosion treatment by processing a sample such as a semiconductor device substrate.
반도체소자기판등의 시료, 예를 들면, 알루미늄(A1)막, 알루미늄 합금막 또는 이들과 베리어메탈등을 사용한 다층 구조막을 가지는 시료의 할로겐가스의 플라즈마를 이용한 에칭에 있어서는, 에칭처리후에 대기에 노출된 후의 부식이 문제가 되고, 따라서 이들 시료에 있어서는, 에칭처리와 함께 부식방지처리가 요구된다. 이와 같은 요구에 대응하기 위하여 다음과 같은 기술이 제안되고 있다.In etching using plasma of halogen gas of a sample such as a semiconductor device substrate, for example, an aluminum (A1) film, an aluminum alloy film, or a sample having a multilayer structure film using these and a barrier metal, exposure to the atmosphere after the etching treatment is performed. Corrosion after it becomes a problem, and therefore, these samples require a corrosion prevention process with an etching process. In order to respond to such demands, the following techniques have been proposed.
예를 들면, 일본국 특허공보 제 1987-30268호에는, 용기중에서는, 활성상태에 있는 할로겐 화합물가스를 사용하여 알루미늄 또는 알루미늄-실리콘, 알루미늄-구리, 알류미늄-실리콘-구리 등의 알류미늄합금막의 드라이에칭을 실시한 후에, 상기 용기로부터 꺼내지 않고 불화탄소(fluorocabon)와 산소와의 혼합가스 플라즈마 처리를 행하는 드라이에칭 후-처리 기술이 기재되어 있다.For example, Japanese Patent Publication No. 1987-30268 discloses the use of a halogen compound gas in an active state to dry aluminum alloy films such as aluminum or aluminum-silicon, aluminum-copper, aluminum-silicon-copper, etc. in a container. After etching, a dry etching post-treatment technique is described in which a mixed gas plasma treatment of fluorocabon and oxygen is performed without taking it out of the vessel.
또, 예를 들면, 일본국 특허공보 제 1983-12343호에서 염소화 플라즈마를 사용하여 에칭처리한 알루미늄 또는 알루미늄합금막의 에칭후의 침식을 방지하기 위하여, 그 에칭처리한 막을 불소화 플라즈마에 노출시키는 기술이 기재되어 있다.For example, Japanese Patent Publication No. 1983-12343 describes a technique of exposing the etched film to fluorinated plasma in order to prevent erosion after etching of the aluminum or aluminum alloy film etched using the chlorinated plasma. It is.
그러나 이와 같은 기술에서는, 시료이 에칭처리에서 발생하여 패턴의 측벽부에 부착한 부식성 부착물을 제거하기가 곤란하다. 또, 이와 같은 종래기술에 있어서는, 패턴의 측벽부에 부착한 부식성 부착물의 표면층에서만의 치환반응(예를 들면, 부식성 부착물의 성분인 AlCl3와 후처리 가스 플라즈마 성분인 예를 들면, 산소와의 반응에 의한 Al2O3에의 치환)이 일어나, 부식성 부착물 내부에의 이와 같은 치환반응은 진행되지 않는다. 한편 이와 같은 시료가 대기에 노출되었을 경우, 부식성 부착물이 치밀하지 않기 때문에, 대기중의 수분이 부식성 부착물 내부에 침투하여 그 침투한 수분과 부식성 부착물 성분과의 반응에 의하여 부식성분(예를 들면, 염산)이 생성되고, 그 부식성분에 의하여 시료는 부식된다. 이와 같이, 상기 종래의 기술에서, 에칭처리 후, 시료의 부식방지성이 불충분하게 된다. 특히 최근의 Al와 다른 재료와의 다층박막 또는 구리를 함유하는 알루미늄합금막에서는, 소위 전지 작용(Al이 양극이 된다)에 의한 부식이 발생하고, 그 부식의 정도가 가속되어, 부식방지성의 불충분도는 더욱 현저한 것이 된다.However, in such a technique, it is difficult to remove the corrosive deposits generated in the etching process and adhered to the side wall portions of the pattern. Moreover, in such a prior art, the substitution reaction only in the surface layer of the corrosive deposits attached to the sidewall portion of the pattern (for example, AlCl 3 as the component of the corrosive deposits and oxygen, for example, as the post-treatment gas plasma component). Substitution of Al 2 O 3 by the reaction occurs, and such a substitution reaction inside the corrosive deposit does not proceed. On the other hand, when such a sample is exposed to the atmosphere, since the corrosive deposits are not dense, the moisture in the air penetrates into the corrosive deposits, and the corrosive components (e.g., Hydrochloric acid) is produced and the sample corrodes due to the corrosion component. As described above, in the above conventional technique, corrosion resistance of the sample is insufficient after the etching treatment. Particularly in recent multilayered thin films of Al and other materials or aluminum alloy films containing copper, corrosion occurs due to so-called battery action (Al becomes an anode), and the degree of corrosion is accelerated, resulting in insufficient corrosion protection. The figure becomes more remarkable.
그러므로, 이와 같은 시료에는, 예를 들면 일본국 특허공개공보제 1986-133388호에 기재된 바와 같이, 에칭처리후, 습식방식에서의 부식방지처리가 통상 실시되고 있다. 습식방식에서의 부식방지처리에서는, 시료의 패턴의 측벽부에 부착한 부식성 부착물을 제거가능하여, 에칭처리후의 시료의 대기중에서의 부식방지성을 향상시킬 수가 있다.Therefore, as described, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 1986-133388, such a sample is usually subjected to a corrosion prevention treatment in a wet method after the etching treatment. In the wet corrosion prevention treatment, the corrosive deposits adhering to the sidewalls of the pattern of the sample can be removed, and the corrosion resistance in the atmosphere of the sample after the etching treatment can be improved.
시료를 에칭처리후, 습식방식으로 부식방지처리하는 상기 종래기술에서는, 습식방식에서의 부식방지처리후에 수분이 잔류하면, 그 잔류수분과 습식방식에서의 부식방지처리후 시료에 잔류한, 예를 들면 염소를 함유한 성분 또는 대기중의 염소와의 반응에 의하여 부식성분인 염산(HCl)이 생성되고, 이에 의하여 습식방식에서의 부식방지처리후의 시료가 부식된다. 이 때문에 습식방식에서의 부식방지처리후에는, 건조처리가 필연적으로 필요하다.In the above-mentioned prior art in which the sample is subjected to the corrosion treatment by the wet method after the etching treatment, if the water remains after the corrosion prevention treatment in the wet method, the residual moisture and the residue remaining in the sample after the corrosion prevention treatment in the wet method are described. For example, hydrochloric acid (HCl), which is a corrosive component, is produced by reaction with a chlorine-containing component or chlorine in the atmosphere, thereby corroding the sample after the anticorrosion treatment in a wet method. For this reason, drying treatment is inevitably necessary after the corrosion prevention treatment in the wet method.
따라서, 이와 같은 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.Therefore, there are the following problems in this prior art.
(1) 에칭처리후 시료의 부식방지처리를 완료하는데 필요한 시간이 증가하여(적어도 습식방식에서의 부식방지처리시간+건조처리시간), 작업처리량(throughput)이 저하한다.(1) After etching, the time required to complete the anticorrosion treatment of the sample is increased (at least the anticorrosion treatment time in the wet method + the drying treatment time), thereby reducing the throughput.
(2) 에칭처리후 시료의 부식방지처리를 습식 부식방지처리장치 및 별개의 건조처리 장치를 사용하여 실시하도록 구성(이 경우, 시료를 장치 간에 반송하는 수단도 필요)했을 경우에는, 장치 가격이 증가하고, 또 장치의 점유바닥면적이 증가한다.(2) In the case where the anticorrosion treatment of the sample after the etching treatment is performed using a wet anticorrosion treatment apparatus and a separate drying treatment apparatus (in this case, a means for conveying the sample between apparatuses is also required), And the occupying floor area of the device increases.
(3) 습식방식에서의 부식방지처리로부터 폐액의 회수 및 이의 처리장치가 필요하게 되어, 장치 구성이 복잡해지므로 그 가격이 증가한다.(3) It is necessary to recover the waste liquid from the anti-corrosion treatment in the wet method and a treatment apparatus thereof, which increases the cost because the apparatus configuration becomes complicated.
본 발명의 목적은 에칭처리와 함께 부식방지처리가 요구되는 시료의 처리에 있어서 작업처리량을 향상시킬 수 있는 시료처리방법 및 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sample processing method and apparatus which can improve the throughput in the processing of a sample which requires an anti-corrosion treatment together with an etching treatment.
상기 목적은, 적어도 시료처리방법을, 에칭용 가스를 플라즈마화 하는 공정과, 상기 에칭용 가스의 플라즈마를 이용하여 시료를 에칭 처리하는 공정과, 상기 시료의 에칭처리에서 생기는 부착물을 상기 시료로부터 제거할 수 있는 부식방지용 가스를 플라즈마화하는 공정과, 상기 에칭처리가 완료된 시료를 상기 부식방지용 가스의 플라즈마를 이용하여 부식방지처리하는 공정을 가지는 방법으로 하고, 적어도 시료처리장치를, 에칭용 가스를 플라즈마화하는 수단과, 상기 에칭용 가스의 플라즈마를 이용한 시료의 에칭처리에서 생기는 부착물을 제거할 수 있는 부식방지용 가스를 플라즈마화하는 수단과, 상기 에칭용 가스의 플라즈마 및 부식방지용 가스의 플라즈마를 이용하여 처리되는 시료를 유지하는 수단을 구비함으로써 달성된다.The object is at least a sample processing method comprising the steps of plasma forming the etching gas, etching the sample using the plasma of the etching gas, and removing deposits from the etching process of the sample from the sample. And a step of subjecting the corrosion preventing gas to plasma and a step of preventing corrosion treatment of the sample on which the etching treatment is completed by using the plasma of the corrosion preventing gas. Means for plasma forming, means for plasma forming an anti-corrosion gas capable of removing deposits from an etching process of a sample using the plasma of the etching gas, plasma for the etching gas and plasma for anti-corrosion gas are used. By means of holding a sample to be treated.
처리실 안는, 감압배기수단에 의하여 감압배기된다. 시료는 시료유지수단에 의하여 처리실내에서 유지된다. 에칭가스가, 가스도입 수단에 의하여 처리실내로 도입된다. 처리실내의 에칭가스는, 플라즈마화 수단에 의하여 플라즈마화된다. 시료유지수단으로 유지되어 있는 시료는, 그 플라즈마에 의하여 에칭처리된다. 또 한편 부식방지용 가스가, 가스도입수단에 의하여 처리실 내에 도입된다. 처리실 내의 부식방지용 가스는, 플라즈마화 수단에 의하여 플라즈마화된다. 시료유지수단으로 유지되어 있는 시료는, 그 플라즈마를 이용하여 처리된다.The inside of the processing chamber is depressurized by the decompression exhaust means. The sample is held in the processing chamber by the sample holding means. The etching gas is introduced into the process chamber by the gas introduction means. The etching gas in the processing chamber is converted into plasma by plasma forming means. The sample held by the sample holding means is etched by the plasma. On the other hand, the corrosion preventing gas is introduced into the processing chamber by the gas introducing means. The corrosion preventing gas in the processing chamber is plasmalized by plasma forming means. The sample held by the sample holding means is processed using the plasma.
그 부식방지처리의 실시에 의하여, 시료의 에칭처리에서 생성되어, 그 시료에 부착된 반응생성물이나, 대기중에서 부식성을 가지는 에칭 가스 성분 등(이하, 부착물이라 약함)은, 부식방지용 가스의 플라즈마를 이용한 시료의 처리에서 새로운 부착물을 생성시키는 일없이 시료로부터 충분히, 또한 용이하게 제거된다.By performing the anti-corrosion treatment, the reaction product generated in the etching process of the sample and adhered to the sample, or an etching gas component having a corrosiveness in the atmosphere (hereinafter, referred to as an adherent), is a plasma of the anti-corrosion gas. It is sufficiently and easily removed from the sample without creating new deposits in the treatment of the used sample.
따라서, 습식방식의 부식방지처리가 불필요하게 되어, 시료의 부식방지처리를 완료하는데 필요한 시간이 대폭적으로 단축된다.Therefore, the wet corrosion prevention treatment is unnecessary, and the time required for completing the corrosion prevention treatment of the sample is greatly shortened.
이하, 본 발명의 일실시예를 제1도 내지 제3도에 따라 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
제1도에서, 소정간격 및 지름을 가지고 2개의 개구부(12, 13)가, 버퍼실(10)의, 이 경우에는, 정상벽(11)에 형성되어 있다. 버퍼실(10)내을 감압배기하는 수단(도시생략)이, 버퍼실(10)에 설치되어 있다. 방전관(20)이, 개구부(12)에 대응하여 버퍼실(10)의 정상벽(11)에 기밀하게 설치되어 있다. 방전관(20)의 형상은, 이 경우에는, 대략 반구형이다. 도파관(30)이, 방전관(20)의 외측에서 그 내부에 방전관(20)을 포함하여 설치되어 있다. 도파관(30)의 축심은, 방전관(20)의 축심과 일치되고 있다. 도파관(30)과 마이크로파를 발진하는 수단인 마그네트론(40)과는, 도파관(31)으로 연결되어 있다. 자계발생수단, 예를 들면 솔레노이드코일(50)이, 도파관(30)의 외측에서, 또한, 방전관(20)과 대략 대응하여 도파관(30)에 둘러씌워져 있다. 솔레노이드코일(50)은, 통전량 조절수단(도시생략)을 거쳐 전원(도시생략)에 전기적으로 접속되어 있다. 시료대축(6)은, 그 상부를 버퍼실(10)내 및 방전관(20) 내에 돌출시키고, 또, 그 하부를 버퍼실(10) 밖으로 돌출시켜 버퍼실(10)의 저부벽(14)에 기밀하게 삽입 설치되어 있다. 시료대(61)는, 시료대축(60) 상단에 대략 수평하게 설치되어 있다. 시료대(61)의 평면형상, 크기는, 개구부(12)보다 작고, 또 시료(70)보다 크게 되어 있다. 시료대(61)는, 그 표면, 즉, 방전관(20)의 정상부와 대응하는 면에 시료 설치면을 가지고 있다. 시료대축(60), 시료대(61)의 축심은, 방전관(20)의 그것과 대략 일치되고 있다. 예를 들면, 금속제의 벨로우즈(80)가, 버퍼실(10) 내에서 시료대축(60)의 주위에 설치되어 있다. 벨로우즈(80)의 하단은, 버퍼실(10)의 저부벽(14) 내면에 설치되어 있다. 플렌지(81)가 벨로우즈(80)의 상단에 설치되어 있다. 시일링(도시생략)이 버퍼실(10)의 정상벽(11) 내면과 대응하는 플렌지(81)의 면에 설치되어 있다. 또, 벨로우즈(80)를 신축 구동하는 수단(도시생략)이 설치되어 있다. 벨로우즈(80)가 그 신축구동수단에 의하여 신장되고, 이에 의하여 플렌지(81)가 버퍼실(10)의 정상벽(11) 내면에 시일링을 거쳐 압압된 상태에서, 버퍼실(10) 내와는 기밀하게 차단된 공간(90)이 형성된다. 배기노즐(100)이 공간(90)과 연통하여 버퍼실(10)의 저부벽(14)에 형성되어 있다. 감압배기장치(도시생략)에 연결된 배기관(도시생략), 배기노즐(100)에 연결되어 있다. 개폐밸브 또는 배기저항 가변밸브등(도시생략)이, 배기관에 설치되어 있다. 가스도입로(110)가 공간(90)과 연통하여 버퍼실(10)의 정상벽(11)에 형성되어 있다. 에칭용 가스원(111)에 연결된 가스도관(112)이 가스도입로(110)에 연결되어 있다. 개폐밸브 및 가스유량 제어장치(도시생략)이, 가스도관(112)에 설치되어 있다. 또, 이 경우, 부식방지용 가스원(113)에 연결된 가스도관(114)이 가스도관(112)에 설치된 개폐밸브 또는 가스유량 제어장치등의 후류측에서 가스도관9112)에 합류 연결되어 있다. 가스도관(114)에는, 개폐밸브 및 가스유량 제어장치(도시생략)가 설치되어 있다. 또한, 이외에 가스도관(114)은 가스도입로(110)에 직접 연결되어도 좋다. 바이어스인가용 전원, 예를 들면, 고주파전원(120)이 설치되어 있다. 시료대(61)는 시료대축(60)을 거쳐 고주파전원(120)에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 버퍼실(10) 및 고주파전원(120)은 각각 접지되어 있다. 또한, 시료(70)는, 시료대(61)를 거쳐 소정온도로 온도 제어가능하게 되어 있다.In FIG. 1, two openings 12 and 13 are formed in the buffer chamber 10 in the top wall 11 in this case at predetermined intervals and diameters. Means (not shown) for depressurizing and evacuating the inside of the buffer chamber 10 are provided in the buffer chamber 10. The discharge tube 20 is airtightly provided on the top wall 11 of the buffer chamber 10 corresponding to the opening 12. In this case, the shape of the discharge tube 20 is substantially hemispherical. The waveguide 30 is provided on the outside of the discharge tube 20 including the discharge tube 20 therein. The axis of the waveguide 30 coincides with the axis of the discharge tube 20. The waveguide 30 and the magnetron 40 which are means for oscillating microwaves are connected by the waveguide 31. The magnetic field generating means, for example, the solenoid coil 50, is surrounded by the waveguide 30 outside the waveguide 30 and substantially corresponds to the discharge tube 20. The solenoid coil 50 is electrically connected to a power supply (not shown) via an energization amount adjusting means (not shown). The sample stem 6 protrudes the upper part in the buffer chamber 10 and the discharge tube 20, and protrudes the lower part out of the buffer chamber 10 to the bottom wall 14 of the buffer chamber 10. It is airtightly installed. The sample stand 61 is provided substantially horizontally on the upper end of the sample stand 60. The planar shape and size of the sample stage 61 are smaller than the opening 12 and larger than the sample 70. The sample stage 61 has a sample mounting surface on its surface, that is, on a surface corresponding to the top of the discharge tube 20. The shaft centers of the sample base shaft 60 and the sample stage 61 substantially coincide with those of the discharge tube 20. For example, a metal bellows 80 is provided around the sample axis 60 in the buffer chamber 10. The lower end of the bellows 80 is provided on the inner surface of the bottom wall 14 of the buffer chamber 10. The flange 81 is provided on the upper end of the bellows 80. Sealing (not shown) is provided on the surface of the flange 81 corresponding to the inner surface of the top wall 11 of the buffer chamber 10. Moreover, the means (not shown) which extends and drives the bellows 80 is provided. In the state where the bellows 80 is extended by the telescopic driving means, and the flange 81 is pressed against the inner surface of the top wall 11 of the buffer chamber 10 via sealing, The airtightly closed space 90 is formed. The exhaust nozzle 100 communicates with the space 90 and is formed in the bottom wall 14 of the buffer chamber 10. It is connected to an exhaust pipe (not shown) and an exhaust nozzle 100 connected to a pressure reducing exhaust device (not shown). On-off valves or exhaust resistance variable valves (not shown) are provided in the exhaust pipe. The gas introduction path 110 communicates with the space 90 and is formed on the top wall 11 of the buffer chamber 10. A gas conduit 112 connected to the etching gas source 111 is connected to the gas introduction path 110. On-off valves and gas flow rate control devices (not shown) are provided in the gas conduit 112. In this case, the gas conduit 114 connected to the corrosion preventing gas source 113 is connected to the gas conduit 9112 at the downstream side of the on / off valve or gas flow control device provided in the gas conduit 112. The gas conduit 114 is provided with an on-off valve and a gas flow rate controller (not shown). In addition, the gas conduit 114 may be directly connected to the gas introduction path 110. A bias application power supply, for example, a high frequency power supply 120 is provided. The sample stand 61 is electrically connected to the high frequency power supply 120 via the sample stand 60. In addition, the buffer chamber 10 and the high frequency power supply 120 are respectively grounded. In addition, the sample 70 is capable of temperature control at a predetermined temperature via the sample stage 61.
제1도에서, 방전관(21)이 개구부(13)에 대응하여 버퍼실(10)의 정상벽(11)에 기밀하게 설치되어 있다. 방전관(21)의 형상은, 이 경우, 한쪽에 대략 평탄한 폐쇄단을 가지고, 다른쪽에 개방단을 가지는 대략 원통형이다. 도파관(32)이, 방전관(21)의 외측에서, 또 내부에 방전관(21)을 포함하여 설치되어 있다. 도파관(32)의 축심은 방전관(21)의 그것과 대략 일치되어 있다. 시료대축(62)은 버퍼실(10)의 저부벽(14) 내면에 세워져 설치되어 있다. 시료대(63)는 시료대축(62)의 상단에 대략 수평으로 설치되어 있다. 시료대(63)의 평면형상, 크기는 개구부(13)보다 작고, 또 시료(70)보다 크게 되어 있다. 시료대(63)는 그 표면, 즉, 방전관(21)의 폐쇄단 내면과 대향하는 면에 시료 설치면을 가지고 있다. 시료대축(62), 시료대(63)의 축심은 방전관(21)의 그것과 대략 일치되어 있다. 예를 들면, 금속제의 벨로우즈(82)가 버퍼실(10) 내에서 시료대축(62)의 주위에 설치되어 있다. 벨로우즈(82)의 하단은, 버퍼실(10)의 저부벽(14) 내면에 설치되어 있다. 플렌지(83)가 벨로우즈(82)의 상단에 설치되어 있다. 시일링(도시생략)이 버퍼실(10)의 정상벽(11) 내념과 대향하는 플렌지(83)의 면에 설치되어 있다. 또, 벨로우즈(82)를 신축 구동하는 수단(도시생략)이 설치되어 있다. 벨로우즈(82)가 이 신축구동수단에 이해 신장되면, 이에 의하여, 플랜지(83)가 버퍼실(10)의 정상벽(11) 내면에 시일링을 거쳐 압압된 상태에서, 버퍼실(10) 내와는 기밀하게 차단된 공간(19)이 형성된다. 배기노즐(101)이 공간(91)과 연통하여 버퍼실(10)의 저부벽(14)에 형성되어 있다. 감압배기장치(도시생략)에 연결된 배기관(도시생략)이, 배기노즐(101)에 연결되어 있다. 개폐밸브나 배기저항 가변밸브등(도시생략)이 배기관에 설치되어 있다. 가스도입로(115)가 공간(91)과 연통하여 비퍼실(10)의 정상벽(11)에 형성되어 있다. 후처리용 가스의 가스원(116)에 연결된 가스도관(117)이 가스도입로(115)에 연결되어 있다. 개폐밸브나 가스유량 제어장치등(도시생략)이 가스도관(117)에 설치되어 있다. 또한, 제1도에서 130은 반사단이다.In FIG. 1, the discharge tube 21 is airtightly provided on the top wall 11 of the buffer chamber 10 corresponding to the opening 13. In this case, the shape of the discharge tube 21 is a substantially cylindrical shape which has a substantially flat closed end on one side and an open end on the other side. The waveguide 32 is provided at the outside of the discharge tube 21 and includes the discharge tube 21 therein. The axis of the waveguide 32 substantially coincides with that of the discharge tube 21. The sample axis 62 is mounted on the inner surface of the bottom wall 14 of the buffer chamber 10. The sample stage 63 is provided substantially horizontally on the upper end of the sample spindle 62. The planar shape and size of the sample stage 63 are smaller than the opening 13 and larger than the sample 70. The sample stage 63 has a sample mounting surface on its surface, that is, a surface facing the inner surface of the closed end of the discharge tube 21. The shaft centers of the sample table shaft 62 and the sample table 63 substantially coincide with those of the discharge tube 21. For example, a metal bellows 82 is provided around the sample axis 62 in the buffer chamber 10. The lower end of the bellows 82 is provided on the inner surface of the bottom wall 14 of the buffer chamber 10. The flange 83 is provided on the upper end of the bellows 82. Sealing (not shown) is provided on the surface of the flange 83 that faces the top wall 11 intention of the buffer chamber 10. Moreover, the means (not shown) which extends and contracts the bellows 82 is provided. When the bellows 82 is extended to this expansion and driving unit, the flange 83 is pressed in the buffer chamber 10 in a state where the flange 83 is pressed through the sealing on the inner surface of the top wall 11 of the buffer chamber 10. The space 19 is formed to be hermetically blocked. The exhaust nozzle 101 communicates with the space 91 and is formed in the bottom wall 14 of the buffer chamber 10. An exhaust pipe (not shown) connected to a reduced pressure exhaust device (not shown) is connected to the exhaust nozzle 101. On-off valves and exhaust resistance variable valves (not shown) are provided in the exhaust pipe. The gas introduction path 115 communicates with the space 91 and is formed on the top wall 11 of the beeper chamber 10. A gas conduit 117 connected to the gas source 116 of the aftertreatment gas is connected to the gas introduction path 115. On-off valves and gas flow rate control devices (not shown) are provided in the gas conduit 117. In FIG. 1, reference numeral 130 is a reflection end.
또, 제1도에서 시료(70)를 버퍼실(10) 내에 반입하여 시료대(61)의 시료 설치면에 인도하는 수단 및 시료(70)를 시료대(61)로부터 시료대(63)에 버퍼실(10) 내를 거쳐 반송하는 수단, 그리고 시료(70)를 시료대(63)으로부터 수취하여 버퍼실(10) 밖으로 반출하는 수단(모두 도시생략)이 설치되어 있다.In addition, in FIG. 1, the sample 70 is introduced into the buffer chamber 10 and guides the sample 70 to the sample mounting surface of the sample stand 61 and the sample 70 is transferred from the sample stand 61 to the sample stand 63. Means for conveying through the buffer chamber 10 and means for receiving the sample 70 from the sample stage 63 and carrying it out of the buffer chamber 10 (all illustrated) are provided.
제1도에서, 벨로우즈(80, 82)가 각각의 신축구동수단의 작동에 의하여 각각 축소된다. 이 상태에서 감압배기수단이 작동된다. 이에 의하여 버퍼실(10)내 및 방전관(20, 21)내는, 소정압력으로 감압배기된다. 그 다음, 시료(70)가(이 경우, 1개) 버퍼실(10) 내에 반입되고, 그 반입된 시료(70)는, 시료대(61)의 시료 설치면에 피처리면이 위를 향한 자세로 설치된다. 그후, 공간(90)이 형성된다. 에칭용 가스원(111)으로부터 소정의 에칭용 가스가, 공간(90)에 소정유량으로 도입된다. 이 경우 부식방지용 가스원(113)으로부터의 부식방지용 가스의 공간(90)으로의 도입은 정지되어 있다. 공간(90)의 에칭용 가스의 일부는, 배기노즐(100)을 거쳐 배기되고, 이에 의하여 공간(90)의 압력은 소정의 에칭처리 압력으로 조절된다. 한편, 마이크로파 전계가 마그네트론(40)의 작동에 의하여 생성되고, 또, 자계가 솔레노이드코일(50)의 작동에 의하여 생성된다. 공간(90)의 방전관(20)의 안부분에 있는 에칭용 가스는, 마이크로파 전계와 자계와의 상승작용에 의하여 플라즈마화된다. 시료대(61)의 시료 설치면에 설치되어 있는 시료(70)의 피처리면은, 이 플라즈마를 이용하여 에칭처리된다. 이 에칭처리시에, 시료(70)에는 고주파 바이어스가 인가되고, 또, 그 시료(70)의 온도는 시료대(61)를 거쳐 소정온도로 제어된다. 이오 같은 에칭처리가 종료한 시점에서, 에칭용 가스의 도입이 정지되고, 이와 함께 마그네트론(40), 솔레노이드코일(50), 고주파전원(120)의 작동이 정지된다.In FIG. 1, the bellows 80, 82 are each reduced by the operation of the respective telescopic drive means. In this state, the decompression exhaust means is operated. As a result, the inside of the buffer chamber 10 and the discharge tubes 20 and 21 are evacuated to a predetermined pressure. Subsequently, the sample 70 (in this case, one) is brought into the buffer chamber 10, and the sample 70 brought into the posture with the surface to be processed facing the sample mounting surface of the sample stage 61 facing upwards. Is installed. Thereafter, the space 90 is formed. A predetermined etching gas is introduced into the space 90 from the etching gas source 111 at a predetermined flow rate. In this case, introduction of the corrosion preventing gas from the corrosion preventing gas source 113 into the space 90 is stopped. A part of the etching gas in the space 90 is exhausted through the exhaust nozzle 100, whereby the pressure in the space 90 is adjusted to a predetermined etching process pressure. On the other hand, the microwave electric field is generated by the operation of the magnetron 40, and the magnetic field is generated by the operation of the solenoid coil 50. The etching gas in the inner portion of the discharge tube 20 in the space 90 is converted into plasma by synergy of the microwave electric field and the magnetic field. The to-be-processed surface of the sample 70 provided in the sample mounting surface of the sample stand 61 is etched using this plasma. In this etching process, a high frequency bias is applied to the sample 70, and the temperature of the sample 70 is controlled to a predetermined temperature via the sample stage 61. At the end of the etching process, the introduction of the etching gas is stopped, and the operation of the magnetron 40, the solenoid coil 50, and the high frequency power supply 120 is stopped.
그후, 공간(90)은 다시 소정압력으로 감압배기된다. 또, 가스도관(114)에 설치된 개폐밸브가 개방된다. 즉, 소정압력으로 감압배기되어 있는 공간(90)에는, 에칭용 가스 대신 부식방지용 가스원(113)으로부터 소정의 부식방지용 가스가 소정유량으로 도입된다. 공간(90)의 부식방지용 가스의 일부는 배기노즐(100)을 거쳐 배기되고, 이에 의하여 공간(90)의 압력은 소정의 부식방지처리압력으로 조절된다. 한편 마이크로파 전계가 마그네트론(40)의 작동에 의하여 생성되고, 또, 자계가 솔레노이드코일(50)의 작동에 의하여 생성된다. 공간(90)의 방전관(20)의 안부분에 있는 부식방지용 가스는, 마이크로파 전계와 자계의 상승작용에 의하여 플라즈마화된다. 설치대(61)의 시료 설치면에 설치되어 있는 에칭처리가 끝난 시료(70)는, 그 플라즈마를 이용하여 부식방지처리된다. 즉, 시료(70)의 플라즈마-에칭처리에서 생긴 부착물, 즉 종래에 제거가 곤란하였던 패턴 측벽부에 부착된 부식성 부착물은, 시료(70)로부터 제거된다. 이와 같은 부식방지처리시에, 에칭처리가 완료된 시료(70)에는, 고주파 바이어스가 인가되고, 또, 그 에칭처리가 완료된 시료(70)의 온도는 시료대(61)를 거쳐 소정온도로 제어된다. 이와 같은 부식장지처리가 종료한 시점에서, 부식방지용 가스의 도입이 정지되고, 이와 동시에 마그네트론(40), 솔레노이드코일(50), 고주파전원(120)의 작동이 정지된다. 그후, 벨로우즈(80)가 위축된다.Thereafter, the space 90 is exhausted again at a predetermined pressure. In addition, the on-off valve provided in the gas conduit 114 is opened. That is, the predetermined corrosion preventing gas is introduced into the space 90 decompressed at a predetermined pressure from the corrosion preventing gas source 113 instead of the etching gas at a predetermined flow rate. A part of the corrosion preventing gas in the space 90 is exhausted through the exhaust nozzle 100, whereby the pressure in the space 90 is adjusted to a predetermined corrosion prevention processing pressure. On the other hand, the microwave electric field is generated by the operation of the magnetron 40, and the magnetic field is generated by the operation of the solenoid coil 50. The corrosion preventing gas in the inner portion of the discharge tube 20 in the space 90 is converted into plasma by synergy of the microwave electric field and the magnetic field. The etched sample 70 provided on the sample mounting surface of the mounting table 61 is subjected to corrosion prevention treatment using the plasma. That is, the deposit formed in the plasma-etching process of the sample 70, that is, the corrosive deposit adhered to the pattern sidewall portion which has been difficult to remove in the past, is removed from the sample 70. At the time of such a corrosion prevention process, a high frequency bias is applied to the sample 70 which the etching process was completed, and the temperature of the sample 70 which the etching process was completed is controlled to predetermined temperature via the sample stand 61. FIG. . At the end of the corrosion preventing treatment, the introduction of the corrosion preventing gas is stopped, and at the same time, the operation of the magnetron 40, the solenoid coil 50, and the high frequency power supply 120 are stopped. The bellows 80 then shrinks.
그후, 이 상태에서 부식방지처리가 완료된 시료(70)는, 버퍼실(70) 내를 거쳐 시료대(61)로부터 시료대(63)에 반송되어 시료대(63)의 시료 설치면에 피처리면을 위로 향한 자세로 설치된다. 그 다음, 공간(91)이 형성된다. 후처리용 가스원(116)으로부터 소정의 후처리용 가스, 예를 들면, 레지스트 애싱(ashing)용 가스 또는 패시베이션(passiviation)(표면안정화)용 가스가 소정유량으로 공간(91)에 도입된다. 공간(91)의 후처리용 가스의 일부는, 배기노즐(101)을 거쳐 배기되고, 이에 의하여 공간(91)의 압력은 소정의 후처리 압력으로 조절된다. 한편, 마이크로파 전계가 마그네트론(41)의 작동에 의하여 생성된다. 공간(91)의 방전관(21) 안부분에 있는 후처리용 가스는, 마이크로파 전계의 작용에 의하여 플라즈마화된다. 시료대(63)의 시료 설치면에 설치되어 있는 시료(70)는, 그 플라즈마를 이용하여 레지스트 dot싱처리 또는 패시베이션처리 등의 후처리가 된다. 이와 같은 후처리가 종료한 시점에서, 후처리용 가스의 도입이 정지되는 동시에, 마그네트론(41)의 작동이 정지된다. 또, 벨로우즈(82)가 위축된다. 이 상태에서 처리가 완료된 시료(70)는, 시료대(63)로부터 수취되어 버퍼실(10) 밖으로 반출된다.Subsequently, the sample 70 having been subjected to the corrosion prevention treatment in this state is conveyed from the sample stand 61 to the sample stand 63 via the buffer chamber 70 to the sample mounting surface of the sample stand 63. It is installed in the up position. Then, the space 91 is formed. From the aftertreatment gas source 116, a predetermined aftertreatment gas, for example, a resist ashing gas or a passivation (surface stabilization) gas is introduced into the space 91 at a predetermined flow rate. A part of the post-treatment gas in the space 91 is exhausted through the exhaust nozzle 101, whereby the pressure in the space 91 is adjusted to a predetermined post-treatment pressure. On the other hand, a microwave electric field is generated by the operation of the magnetron 41. The post-treatment gas in the interior of the discharge tube 21 in the space 91 is converted into plasma by the action of the microwave electric field. The sample 70 provided on the sample mounting surface of the sample stage 63 is subjected to post-treatment such as resist dot processing or passivation processing using the plasma. At the end of such post-processing, the introduction of the post-treatment gas is stopped and the operation of the magnetron 41 is stopped. In addition, the bellows 82 is shrunk. In this state, the sample 70 which has been processed is received from the sample stage 63 and carried out of the buffer chamber 10.
이상과 같은 처리조작이, 순차 실시되어 시료는 1개마다 연속하여 처리된다.The above processing operation is performed sequentially, and a sample is processed continuously every one.
시료(70)로서, 예를 들면, 제2도에 나타낸 것과 같은 것이 사용된다. 제2도에서 시료(70)는, 하층 산화막인 Si 산화막(71)의 위에 베리어 메탈로서 TiN막(72)이 있고, 그 위에 Al-Cu-Si 합금막(73), 다시 그 위에 캡메탈(74)이 있는 적층 구조막의 것이고, 캡메탈(74)의 위에 레지스트(75)가 설치되어 있다. 여기서, 베리어메탈은, Si 산화막(71)과 Al-Cu-Si 합금막(73)과의 전기적으로 접속되는 접속부의 Si석출을 방지하기 위하여 사용되는 것이고, 또, 일렉트로 마이그레이션(electro migration) 또는 스트레스 마이그레이션에 의한 배선의 단선을 방지하기 위해서도 사용된다. 베리어 메탈로서는 TiN막(71) 외에, 예를 들면, TiW, TiW/Ti, TiN/Ti, MoSi2, WSi2, W계의 고융점 금속막 또는 이들의 합금막이 사용된다. 또 캡메탈(74)은, 베리어메탈과 마찬가지고 일렉트로 마이그레이션 또는 스트레스 마이그레이션에 의한 배선의 단선을 방지하기 위한 것이고, 또 이외에도 레지스트막 노광시의 할레이션(halation)을 방지하기 위해서도 사용된다. 캡메탈(74)로서는, TiN, MoSi2, TiW, 폴리-Si, WSi2등으로 이루어진 막이 사용된다.As the sample 70, the same thing as what is shown in FIG. 2 is used, for example. In FIG. 2, the sample 70 has a TiN film 72 as a barrier metal on the Si oxide film 71 which is an underlayer oxide film, an Al-Cu-Si alloy film 73 thereon, and a cap metal (on it). 74 is a laminated structure film, and a resist 75 is provided on the cap metal 74. Here, the barrier metal is used to prevent the precipitation of Si in the electrically connected portion between the Si oxide film 71 and the Al-Cu-Si alloy film 73, and is also used for electro migration or stress. It is also used to prevent disconnection of wiring due to migration. As the barrier metal, in addition to the TiN film 71, for example, a TiW, TiW / Ti, TiN / Ti, MoSi 2 , WSi 2 , W-based high melting point metal film or an alloy film thereof is used. Like the barrier metal, the cap metal 74 is used to prevent disconnection of the wiring due to electromigration or stress migration, and is also used to prevent halation during resist film exposure. As the cap metal 74, a film made of TiN, MoSi 2 , TiW, poly-Si, WSi 2, or the like is used.
이 경우, 에칭용 가스로서, 할로겐가스, 예를 들면, 염소를 함유하는 가스, 예를 들면 BCl3+Cl2혼합가스가 사용된다. 제1도에서 공간(90)의 방전관의 안부분에 있는 BCl3+Cl2혼합가스는, 마이크로파 전계와 자계와의 상승작용에 의하여 플라즈마화된다. 제2도에 나타낸 시료(70)는, 그 플라즈마를 이용하여 에칭처리된다. 또한 이 경우의 에칭처리 조건은 다음과 같다.In this case, as the etching gas, a halogen gas such as chlorine-containing gas such as BCl 3 + Cl 2 mixed gas is used. In FIG. 1, the BCl 3 + Cl 2 mixed gas in the inner portion of the discharge tube of the space 90 is converted into plasma by synergy of a microwave electric field and a magnetic field. The sample 70 shown in FIG. 2 is etched using the plasma. In addition, the etching process conditions in this case are as follows.
이와 같은 조건에서 에칭처리된 시료(70)의 종단면도를 제3도에 나타낸다. 제3도에 나타낸 바와 같이, 측벽이나 레지스트(75)의 표면에 부착물(반응생성물이나 에칭가스 성분등의 염화물)(140)이 부착한다. 이와 같은 에칭처리가 완료된 시료(70)를, 부식방지용 가스로 염소가스(Cl2)를 사용하여 플라즈마 부식방지처리했다. 즉, 제1도에서 고안(90)의 방전관(20)의 안부분에 있는 Cl2는 마이크로파 전계와 자계와의 상승작용에 의하여 플라즈마화된다. 제3에 나타낸 에칭처리가 완료된 시료(70)는, 그 플라즈마를 이용하여 부식방지처리된다. 또, 이 경우의 부식방지처리 조건은 다음과 같다.3 is a longitudinal sectional view of the sample 70 etched under such conditions. As shown in FIG. 3, deposits (chlorides such as reaction products and etching gas components) 140 adhere to the sidewalls or the surface of the resist 75. The sample 70 in which such an etching process was completed was subjected to plasma corrosion prevention treatment using chlorine gas (Cl 2 ) as the corrosion prevention gas. That is, in FIG. 1, Cl 2 in the inner portion of the discharge tube 20 of the present invention 90 is converted into plasma by synergy of a microwave electric field and a magnetic field. The sample 70 in which the etching treatment shown in the third step is completed is subjected to corrosion prevention treatment using the plasma. In this case, the corrosion preventing treatment conditions are as follows.
즉, 에칭처리가 완료된 시료(70)의 염소를 부착물(140)은, Cl2가스의 플라즈마 중의 염소 이온 또는 염소 라디칼이 부착물 (140)과 반응함으로서 에칭처리가 완료된 시료(70)로부터 제거된다. 이와 같은 부식방지처리에 의하여, 에칭처리가 완료된 시료(70)에서의 새로운 부착물의 생성은 발견되고 있지 않다. 또한 방전(부식방지처리) 시간을 20초 이하의 짧은 시간으로 하면, 에칭처리가 완료된 시료(70)로부터의 부착물(140)의 제거가 불충분하게 되므로, 방전(부식방지처리) 시간은, 짧아도 20초 정도 필요하다. 단, 방전(부식방지처리) 시간을 너무 길게 하면, 배선막 자체가 에칭되어 배선이 소정 패턴보다 가늘어진다는 문제점이 생긴다. 이와 같은 부식방지처리가 완료된 시료(70)는, 후처리 종료후에 버퍼실(10) 밖으로 반출된다. 이 경우, 후처리에 있어서, 레지스트 dot싱처리와 패시베이션처리가 동시에 실시된다. 즉, 후처리용 가스로서, 산소가스나 산소를 포함하는 가스가 사용되고, 그 후처리용 가스의 플라즈마를 이용하여 부식방지처리가 완료된 시료(70)로부터 레지스트(75)가 제거되고, 이와 동시에 패턴면에는 부동태막(不動態膜)이 형성된다. 그후, 이와 같은 시료(70)를 대기중에 방치했으나, 그 방치시간이 48시간 경과해도 시료(70)의 부식은, 관찰되지 않았다. 또한, 이와 같은 효과는 부식방지처리에 더불어 패시베이션처리를 실시함으로서 패턴면에 형성된 부동태막의 작용에 의하여 더욱 향상된다.That is, the chlorine of the sample 70 in which the etching treatment is completed is attached to the deposit 140, and the chlorine ions or chlorine radicals in the plasma of Cl 2 gas react with the deposit 140 to remove the etched sample 70. By such an anticorrosion treatment, no new deposits have been found in the sample 70 after the etching treatment is completed. If the discharge (corrosion prevention treatment) time is set to a short time of 20 seconds or less, the removal of the deposit 140 from the sample 70 on which the etching process is completed is insufficient, so that the discharge (corrosion prevention treatment) time is shorter than 20. Seconds are required. However, if the discharge (corrosion prevention treatment) time is too long, the wiring film itself is etched, resulting in a problem that the wiring is thinner than a predetermined pattern. The sample 70 in which such a corrosion prevention process is completed is carried out out of the buffer chamber 10 after completion | finish of post-processing. In this case, in the post-processing, the resist doting processing and the passivation processing are simultaneously performed. That is, as the post-treatment gas, an oxygen gas or a gas containing oxygen is used, and the resist 75 is removed from the sample 70 having been subjected to the anti-corrosion treatment by using the plasma of the post-treatment gas. A passivation film is formed on the surface. Then, although such a sample 70 was left to stand in the air, even if the leaving time passed 48 hours, corrosion of the sample 70 was not observed. In addition, this effect is further enhanced by the action of the passivation film formed on the pattern surface by performing the passivation treatment in addition to the corrosion prevention treatment.
또, 부식방지용 가스로서, 그 외에 불활성 가스, 예를 들면 헬륨(He)이나 아르곤(Ar) 또 염소가스와 불활성 가스와의 혼합가스를 사용해도 상기와 동일한 결과가 얻어졌다. 즉, 부식방지용 가스로서, 예를 들면, 불활성 가스를 사용한 경우, 화학적 반응에는 관여하지 않고 스퍼터 작용만이 생겨 새로운 부착물이 생기지 않으므로, 부식방지용 가스로서 염소가스를 사용한 경우와 동일한 결과가 얻어진다. 일례로서 부식방지용 가스로 아르곤가스를 사용하고, 다음과 같은 부식방지처리 조건에서 부식방지처리를 실시한다. 부식방지용 가스로 상기와 같은 염소가스를 사용한 경우와 동일한 효과가 얻어졌다.Further, the same results as described above were obtained even when an inert gas such as helium (He), argon (Ar), or a mixed gas of chlorine gas and an inert gas was used as the corrosion preventing gas. In other words, when an inert gas is used as the corrosion preventing gas, for example, the sputtering action is not involved in the chemical reaction and no new deposit is generated. Thus, the same result as in the case of using chlorine gas as the corrosion preventing gas is obtained. As an example, argon gas is used as the corrosion preventing gas, and the corrosion preventing treatment is performed under the following corrosion preventing treatment conditions. The same effects as in the case of using the above chlorine gas as the corrosion preventing gas were obtained.
또한, 이 경우 방전(부식방지처리) 시간이, 60초 이하에서는, 에칭처리가 완료된 시료(70)로부터의 부착물(140)의 제거가 불충분하기 때문에, 방전(부식방지처리) 시간은, 짧아도 60초 정도가 필요하다. 단, 이 경우, 방전(부식방지처리) 시간이 60초 이상이더라도, 부식방지용 가스로 염소가스를 사용했을 때의 상기한 문제점이 적게 발생한다.In this case, since the discharge (corrosion prevention treatment) time is 60 seconds or less, since the removal of the deposit 140 from the sample 70 on which the etching process is completed is insufficient, the discharge (corrosion prevention treatment) time is 60 even if it is short. You need a few seconds. In this case, however, even when the discharge (corrosion preventing treatment) time is 60 seconds or more, the above-described problems when chlorine gas is used as the corrosion preventing gas are less likely to occur.
또한, 부식방지용 가스로서, 적어도 염소가스를 90% 함유하는 혼합가스(나머지의 가스는, 불활성 가스 이외의 가스)를 사용해도 동일한 결과가 얻어졌다. 여기서, 불활성 가스 이외의 가스로 염소가스에 첨가되는 나머지의 가스로서는 증착(deposition)성이 없는 가스, 예를 들면, SF6, Br2등이 사용된다. 예를 들면, 시료로서 하층 산화막인 Si 산화막의 위에 베리어메탈로서 TiW막이 있고, 그 위에 Al-Cu 합금막이 있는 적층구조막의 것으로 Al-Cu 합금막의 위에 레지스트가 설치된 것을 사용하고, 시료(70)의 에칭처리 조건과 같은 조건에서 에칭처리된 시료를, 부식방지용 가스에 Cl2+SF6혼합가스를 사용하여 부식방지처리한 바, 상기와 동일한 효과가 얻어졌다. 또한 이 경우, 부식방지용 가스 도입 유량은 Cl2: 90cc/min, SF6: 5cc/min이고, 기탕의 부식방지처리 조건은, 부식방지용 가스로 염소를 사용한 경우와 동일한 조건이다.The same result was obtained even when a mixed gas containing at least 90% of chlorine gas (the remaining gas is a gas other than an inert gas) as the corrosion preventing gas. Here, as the remaining gas added to the chlorine gas with a gas other than the inert gas, a gas having no deposition property, for example, SF 6 , Br 2, or the like is used. For example, as a sample, a TiW film is used as a barrier metal on a Si oxide film, which is a lower oxide film, and an Al-Cu alloy film is used, and a resist is provided on the Al-Cu alloy film. When the sample etched under the same conditions as the etching treatment was subjected to the corrosion treatment using Cl 2 + SF 6 mixed gas as the corrosion prevention gas, the same effect as described above was obtained. In this case, the flow rate of introducing the gas for preventing corrosion is Cl 2 : 90 cc / min, SF 6 : 5 cc / min, and the conditions for preventing corrosion of the molten metal are the same as in the case of using chlorine as the gas for preventing corrosion.
상기 각 실시예는, 시료로서 예를 들면, Al을 포함하는 시료 특히 알루미늄막, 알루미늄합금막(예를 들면, 0.5 내지 5% Cu 함유 알루미늄합금막) 또는 이것과 베리어 메탈 등을 사용한 적층 구조막의 시료를 사용하는 경우에 특히 적합하다.Each of the above embodiments is a sample including Al, for example, an aluminum film, an aluminum alloy film (for example, 0.5 to 5% Cu-containing aluminum alloy film) or a laminated structure film using the barrier metal or the like. It is especially suitable when a sample is used.
또, 부식방지처리가 완료된 시료(70)를 패시베이션처리하기 위하여 상기 실시예 외에, 오존을 사용해도 좋다. 이 경우 상기 실시예에서의 플라즈마화 수단은 불필요하고, 이것 대신에 오존을 발생시키는 수단과, 그 수단에서 발생한 오존을 공간(91)에 도입하기 위한 수단의 설치가 필요하다. 또, 오존에 자외선(UV)를 조사할 수 있게 구성하면, 패턴면에 형성되는 부동태막의 막질이 더욱 치밀, 강고한 것이 되어 부식방지에 있어서 더욱 바람직한 것이 된다.In addition to the above embodiment, ozone may be used to passivate the sample 70 on which the corrosion prevention treatment is completed. In this case, the plasma forming means in the above embodiment is not necessary. Instead, it is necessary to provide means for generating ozone and means for introducing ozone generated by the means into the space 91. When the ozone is irradiated with ultraviolet rays (UV), the film quality of the passivation film formed on the pattern surface becomes more dense and rigid, which is more preferable in preventing corrosion.
이상의 실시예에 있어서는 다음과 같은 효과가 얻어진다.In the above embodiment, the following effects are obtained.
(1) 습식방식의 부식방지처리가 불필요하게 되므로, 시료의 부식방지처리를 완료하는데 필요한 시간을 대폭적으로 단축할 수 있어 작업처리량을 향상시킬 수 있다.(1) Since the wet corrosion protection is not necessary, the time required to complete the corrosion protection of the sample can be greatly shortened, thereby improving the throughput.
(2) 습식방식의 부식방지처리 기술에서는, 습식방식에서의 부식방지처리장치와 건조처리장치의 설치가 필요하지만, 본 실시예에서는, 건조처리장치가 불필요하므로, 장치가격을 감소시킬 수 있고, 또 장치의 점유바닥면적을 좁게 할 수가 있다.(2) In the wet anticorrosion treatment technology, installation of the anticorrosion treatment apparatus and the drying treatment apparatus in the wet method is required, but in this embodiment, since the drying treatment apparatus is unnecessary, the apparatus price can be reduced. In addition, the occupied floor area of the apparatus can be narrowed.
(3) 폐액의 회수 및 그 처리장치가 불필요하므로, 장치구성이 간소화 되어, 그 가격을 감소시킬 수가 있다.(3) Since the waste liquid collection and the treatment apparatus are unnecessary, the apparatus configuration can be simplified, and the cost can be reduced.
(4) 에칭처리와 부식방지처리를 동일한 처리실에서 실시할 수 있으므로, 에칭처리부로부터 부식방지처리부에의 시료 반송이 불필요하다. 따라서, 시료의 부식방지처리에 필요한 시간을 더욱 단축할 수 있어 작업처리량을 더욱 향상할 수 있다.(4) Since the etching treatment and the corrosion prevention treatment can be performed in the same treatment chamber, the conveyance of the sample from the etching treatment portion to the corrosion treatment portion is unnecessary. Therefore, the time required for the corrosion prevention treatment of the sample can be further shortened and the throughput can be further improved.
(5) 에칭처리와 부식방지처리를 동일 처리실에서 처리하는 구성이므로, 장치가격을 감소시킬수 있고, 도 장치의 전용바닥면적을 좁게 할 수 있다.(5) Since the etching treatment and the anti-corrosion treatment are carried out in the same treatment chamber, the apparatus price can be reduced, and the dedicated floor area of the apparatus can be narrowed.
(6) 부식방지용 가스의 플라즈마를 이용한 시료의 오버 에칭처리를 실시할 수 있다. 이 경우 시간제어 또는 에칭완료 검출수단(도시생략)으로부터의 에칭완료 판정신호에 의하여 에칭용 가스와 부식방지용 가스와의 절환이 실시된다.(6) The over etching treatment of the sample using the plasma of the corrosion preventing gas can be performed. In this case, the etching gas and the corrosion preventing gas are switched by the etching completion determination signal from the time control or the etching completion detection means (not shown).
(7) 부식방지용 가스를 포함하는 에칭용 가스의 플라즈마를 이용한 시료의 에칭처리 공정중에 있어서의 부식방지용 가스의 플라즈마를 이용한 시료의 부식방지처리를 실시할 수 있다. 이 경우, 시료의 에칭처리 기간 중에, 에칭용 가스와 부식방지용 가스와의 교대 절환 도입이 실시된다.(7) Corrosion prevention treatment of the sample using the plasma of the corrosion prevention gas in the etching process process of the sample using the plasma of the etching gas containing the corrosion prevention gas can be performed. In this case, during the etching treatment period of the sample, alternate switching introduction between the etching gas and the corrosion preventing gas is performed.
또한, 상기 실시예 대신, 에칭처리 공간과 부식방지처리 공간을 별개의 공간(즉, 처리실이 2개)으로한 장치를 사용하여 상기와 같은 처리를 실시할 수 있다.In addition, instead of the above embodiment, the above treatment can be carried out by using an apparatus in which the etching treatment space and the corrosion prevention treatment space are separate spaces (that is, two treatment chambers).
또, 상기 각 실시예에서, 시료는 유자장 마이크로파 방전에 의하여 생성된 플라즈마에 의하여 에칭처리후, 유자장 마이크로파 방전에 의하여 생성된 플라즈마를 이용하여 부식방지처리되나, 어떠한 방전에 의하여 생성된 플라즈마를 이용하는가에 대해서는 특별히 한정이 필요치 않다. 예를 들면, 플라즈마-에칭처리후의 시료를 직류방전이나 교류방전(고주파방전)이나 마그네트론방전등의 유자장 고주파방전등에 의하여 생성된 플라즈마를 이용하여 부식방지처리해도 좋다. 또, 무자장 마이크로파방전에 의하여 생성된 플라즈마를 이용하여 부식방지처리해도 좋다. 이 경우, 부식방지처리되는 시료에 바이어스를 인가하는 것이 바람직하다.In each of the above embodiments, the sample is subjected to the etching treatment by the plasma generated by the magnetic field microwave discharge, and then to the corrosion prevention treatment using the plasma generated by the magnetic field microwave discharge. It does not need a restriction | limiting in particular about the use. For example, the sample after the plasma-etching treatment may be subjected to corrosion prevention treatment using plasma generated by a magnetic field high frequency discharge such as direct current discharge, alternating current discharge (high frequency discharge) or magnetron discharge. In addition, the anti-corrosion treatment may be performed using a plasma generated by the magnetic field-free microwave discharge. In this case, it is preferable to apply a bias to the sample to be treated to prevent corrosion.
또, 부식방지용 갓의 플라즈마화를 방전에 의하지 않고 다른 에너지, 예를 들면 광에너지(광여기)를 사용하여 행해도 좋다.In addition, plasma formation of the anticorrosion lamp may be performed using other energy, for example, light energy (photoexcitation), not by discharge.
또, 상기 각 실시예에서는, 에칭용 가스 및 부식방지용 가스를 처리실내에서 플라즈마화하도록 하고 있으나, 이외에 에칭용 가스 및 부식방지용 가스를 처리실 밖에서 플라즈마화하고, 그 플라즈마를 처리실내에 수송(이송)해도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 플라즈마-에칭처리후의 시료는 처리실 밖에서 생성되어 그 처리실내에 수송(이송)된 부식방지용 플라즈마를 이용하여 부식방지처리된다. 또, 예를 들면, 처리실 밖에서 생성되어 그 처리실내로 수송(이송)된 에칭용 가스의 플라즈마에 의하여 시료를 에칭처리하고, 그 에칭처리된 시료를, 처리실 밖에서 생성되어 그 처리실내에 수송(이송)된 부식방지용 가스의 플라즈마를 이용하여 부식방지치리한다.In each of the above embodiments, the etching gas and the corrosion preventing gas are made to be plasma in the processing chamber. In addition, the etching gas and the corrosion preventing gas are converted into the plasma outside the processing chamber, and the plasma is transported into the processing chamber. You may also In this case, for example, the sample after the plasma-etching treatment is subjected to corrosion prevention treatment using a corrosion preventing plasma generated outside the processing chamber and transported (transferred) to the processing chamber. For example, the sample is etched by the plasma of the etching gas generated outside the processing chamber and transported (transported) into the processing chamber, and the etched sample is generated outside the processing chamber and transported (transported) to the processing chamber. ) Use anti-corrosion gas plasma to prevent corrosion.
또, 본 발명에서는, 시료로서, Al, Si, Cu, W, Ti, Mo 등의 금속막 또는 이들의 합금막 또는 이들의 금속과 Si와의 합금막 또는 이들의 막과, W, Mo 등의 고융점 금속 및 이들의 실리사이드막 또는 TiN, TiW막과의 적층 구조막의 시료를 채용할 수 있다.Moreover, in this invention, as a sample, metal films, such as Al, Si, Cu, W, Ti, Mo, these alloy films, alloy films of these metals, and these, or these films, high, such as W, Mo, etc. A sample of a melting point metal and a silicide film or a laminated structure film with a TiN or TiW film can be employed.
이상, 본 발명에 의하면, 습식방식의 부식방지처리가 불필요하게되므로, 에칭처리와 부식방지처리가 요구되는 시료의 처리에 있어서의 작업처리량을 향상할 수 있는 효과가 있다.As mentioned above, according to this invention, since the wet corrosion prevention process is unnecessary, there exists an effect which can improve the throughput in the process of the sample which requires an etching process and an corrosion prevention process.
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