JP2003151962A - Etching method and apparatus - Google Patents
Etching method and apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、配線用の凹部を表
面に有する基板の表面に金属膜、例えば、銅膜を作製し
た際の凹部を覆う部位の銅膜をエッチングするエッチン
グ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etching apparatus for etching a metal film, for example, a copper film at a portion covering a recess when a copper film is formed on a surface of a substrate having a recess for wiring on the surface.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電気的な配線が施されている半導体で
は、スイッチングの速度や伝送損失の低減、高密度化等
により、配線の材料として銅が用いられるようになって
きている。銅の配線を施す場合、配線用の凹部を表面に
有する基板に対し、気相成長法やメッキ等を用いて凹部
を含む表面に銅を成膜し、成膜後に、凹部を覆う部位の
銅を除去して凹部内にだけ銅が存在する状態にしてい
る。従来、凹部を覆う部位の銅を除去する場合、銅を成
膜した後に化学薬品を含んだ研磨液を供給しながら機械
的に研磨を行い、凹部を覆う部位の銅を化学的・機械的
な研磨により除去している。これにより、基板の表面に
銅が埋め込まれた状態の配線が施される。2. Description of the Related Art In semiconductors to which electrical wiring is provided, copper has come to be used as a wiring material due to reduction of switching speed, transmission loss, and high density. When copper wiring is applied, a substrate having a recess for wiring is formed on the surface of the substrate including the recess by vapor deposition, plating, or the like. To remove copper so that copper exists only in the recess. Conventionally, when removing copper in a portion covering a recess, mechanical polishing is performed while supplying a polishing liquid containing a chemical after forming a copper film, and the copper in the portion covering the recess is chemically and mechanically removed. It is removed by polishing. As a result, wiring with copper embedded in the surface of the substrate is provided.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】基板の表面に埋め込ま
れた状態の銅の配線を施す従来の技術では、化学薬品を
含んだ研削液を用いて機械的に研削を行なっているの
で、環境が悪い状況（化学薬品等に晒される）の中での
加工となり、埋め込まれた状態の銅と基板の表面との境
界に化学薬品の溶液が入り込む等して欠陥が生じる虞が
あった。In the conventional technique for providing copper wiring embedded in the surface of the substrate, mechanical grinding is performed using a grinding liquid containing a chemical, so that the environment is not affected. Processing is performed in a bad situation (exposed to chemicals, etc.), and there is a possibility that defects may occur due to the chemical solution entering the boundary between the embedded copper and the surface of the substrate.
【０００４】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、良好な環境で精度よく基板の表面に金属が埋め込ま
れた状態の配線にすることができるエッチング方法及び
エッチング装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an etching method and an etching apparatus capable of forming a wiring in which a metal is embedded in a surface of a substrate with good accuracy in a favorable environment. And
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のエッチング方法は、配線部及び配線部を覆っ
て金属が成膜された基板が収容されるチャンバ内にハロ
ゲンを含有する原料ガスを供給し、チャンバの内部をプ
ラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラ
ズマで配線部を覆った部位の金属をエッチングすること
で基板の表面に金属製の配線部を形成することを特徴と
する。In order to achieve the above object, the etching method of the present invention is a raw material containing halogen in a chamber in which a wiring part and a substrate on which a metal film is formed to cover the wiring part are accommodated. A metal wiring portion is formed on the surface of the substrate by supplying a gas, plasmaizing the inside of the chamber to generate a raw material gas plasma, and etching the metal in the portion where the wiring portion is covered with the raw material gas plasma. And
【０００６】また、上記目的を達成するための本発明の
エッチング方法は、配線用の凹部を表面に有する基板と
金属製の被エッチング部材との間におけるチャンバ内に
ハロゲンを含有する原料ガスを供給し、チャンバの内部
をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガス
プラズマで被エッチング部材をエッチングすることによ
り被エッチング部材の金属成分と原料ガスとの前駆体を
生成し、基板側の温度を被エッチング部材側の温度より
も低くすることで前駆体の金属成分を基板に成膜させる
と共に、成膜後に基板側の温度を高くして原料ガスプラ
ズマにより凹部を覆う部位に成膜された金属成分をエッ
チングすることで基板の表面に埋め込まれた状態の金属
製の配線部を形成することを特徴とする。Further, in the etching method of the present invention for achieving the above object, a source gas containing halogen is supplied into a chamber between a substrate having a wiring recess and a metal member to be etched. Then, the inside of the chamber is turned into plasma to generate a source gas plasma, and the source gas plasma is used to etch the member to be etched to generate a precursor of the metal component of the member to be etched and the source gas. The metal component of the precursor is deposited on the substrate by lowering the temperature of the etching member side, and the temperature of the substrate is increased after the deposition to deposit the metal component on the portion that covers the recess by the source gas plasma. Is formed to form a metal wiring portion embedded in the surface of the substrate.
【０００７】そして、ハロゲンを含有する原料ガスは、
塩素を含有する原料ガスであることを特徴とする。ま
た、被エッチング部材は、銅製であることを特徴とす
る。また、被エッチング部材は、ハロゲン化物形成金属
であるタンタンルもしくはタングステンもしくはチタン
もしくはシリコンであることを特徴とする。The raw material gas containing halogen is
It is characterized by being a raw material gas containing chlorine. Further, the member to be etched is made of copper. Further, the member to be etched is characterized by being tantalum, tungsten, titanium or silicon which is a halide forming metal.
【０００８】上記目的を達成するための本発明のエッチ
ング装置の構成は、配線部及び配線部を覆って金属が成
膜された基板が収容されるチャンバと、チャンバ内にハ
ロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段
と、チャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマ
を発生させるプラズマ発生手段と、プラズマ発生手段で
発生された原料ガスプラズマにより基板に成膜された配
線部を覆った部位の金属をエッチングさせる制御手段と
を備えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the structure of the etching apparatus of the present invention comprises a chamber for accommodating a wiring part and a substrate on which a metal film is formed so as to cover the wiring part, and a source gas containing halogen in the chamber. A source gas supply means for supplying a source gas, a plasma generating means for plasmaizing the inside of the chamber to generate a source gas plasma, and a portion covering the wiring part formed on the substrate by the source gas plasma generated by the plasma generating means. And a control means for etching the metal.
【０００９】また、上記目的を達成するための本発明の
エッチング装置の構成は、配線用の凹部を表面に有する
基板が収容されるチャンバと、基板に対向する位置にお
けるチャンバに設けられる金属製の被エッチング部材
と、基板と被エッチング部材との間におけるチャンバ内
にハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給
手段と、チャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラ
ズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材を
エッチングすることにより被エッチング部材に含まれる
金属成分と原料ガスとの前駆体を生成するプラズマ発生
手段と、基板側の温度を被エッチング部材側の温度より
も低くして前駆体の金属成分を基板の表面に成膜させる
温度制御手段と、成膜後に基板側の温度を高くして原料
ガスプラズマにより凹部を覆う部位に成膜された金属を
エッチングさせる制御手段とを備えたことを特徴とす
る。Further, the structure of the etching apparatus of the present invention for achieving the above object is made of a metal which is provided in a chamber for accommodating a substrate having a recess for wiring on its surface and a chamber at a position facing the substrate. A member to be etched, a source gas supply means for supplying a source gas containing halogen to the chamber between the substrate and the member to be etched, and a plasma inside the chamber to generate a source gas plasma. A plasma generating means for generating a precursor of a metal component and a source gas contained in the member to be etched by etching the etching member, and a precursor metal by lowering the temperature of the substrate side than the temperature of the member to be etched. The temperature control means for forming the components on the surface of the substrate and the temperature of the substrate side after film formation are increased and the source gas plasma is used. The metal that is deposited in the region covering the part, characterized in that a control means for etching.
【００１０】そして、制御手段には、凹部を覆う部位の
銅のエッチングが終了したことを検出する検出機能が備
えられていることを特徴とする。また、プラズマ発生手
段は、チャンバの周囲に配されるコイル状巻線アンテナ
を含むことを特徴とする。また、プラズマ発生手段は、
チャンバの天井面の上に配される平面状巻線アンテナを
含むことを特徴とする。また、プラズマ発生手段は、チ
ャンバのとは隔絶してプラズマを発生させる手段を含む
ことを特徴とする。また、ハロゲンを含有する原料ガス
は、塩素を含有する原料ガスであることを特徴とする。
また、被エッチング部材を銅製とすることにより前駆体
としてCuxClyを生成することを特徴とする。また、被エ
ッチング部材は、ハロゲン化物形成金属であるタンタン
ルもしくはタングステンもしくはチタンもしくはシリコ
ンであることを特徴とする。Further, the control means is provided with a detection function for detecting the completion of the etching of the copper covering the recess. Further, the plasma generating means is characterized in that it includes a coil-shaped winding antenna arranged around the chamber. Further, the plasma generating means,
It is characterized by including a planar winding antenna disposed on the ceiling surface of the chamber. Further, the plasma generating means is characterized by including means for generating plasma while being isolated from the chamber. Further, the source gas containing halogen is characterized by being a source gas containing chlorine.
Further, the member to be etched is made of copper, and CuxCly is generated as a precursor. Further, the member to be etched is characterized by being tantalum, tungsten, titanium or silicon which is a halide forming metal.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】図１乃至図３に基づいて本発明の
エッチング装置及びエッチング方法の第１実施形態例を
説明する。本実施例のエッチング装置は、成膜機能を有
したエッチング装置であり、具体的にはプラズマを用い
た銅成膜装置でエッチングを可能にした装置となってい
る。図１には本発明の第１実施形態例に係る銅成膜装置
の概略側面、図２にはエッチング方法の工程説明、図３
には検出機能を表す概略構成を示してある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of an etching apparatus and an etching method according to the present invention will be described with reference to FIGS. The etching apparatus of the present embodiment is an etching apparatus having a film forming function, and more specifically, a copper film forming apparatus using plasma that enables etching. FIG. 1 is a schematic side view of a copper film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a process explanation of an etching method, and FIG.
Shows a schematic configuration showing the detection function.
【００１２】図に示すように、円筒状に形成された、例
えば、セラミックス製（絶縁材料製）のチャンバ１（絶
縁材料製）の底部近傍には支持台２が設けられ、支持台
２には基板３が載置される。支持台２にはヒータ４及び
冷媒流通手段５を備えた温度制御手段６が設けられ、支
持台２は温度制御手段６により所定温度（例えば、基板
３が１００℃乃至２００℃に維持される温度）に制御さ
れる。As shown in the figure, a support base 2 is provided in the vicinity of the bottom of a chamber 1 (made of an insulating material) made of, for example, ceramics (made of an insulating material) and formed in a cylindrical shape. The substrate 3 is placed. The support base 2 is provided with a temperature control means 6 provided with a heater 4 and a coolant flow means 5, and the support base 2 has a predetermined temperature (for example, a temperature at which the substrate 3 is maintained at 100 ° C. to 200 ° C.) by the temperature control means 6. ) Is controlled.
【００１３】チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部
は金属製の被エッチング部材としての銅板部材７によっ
て塞がれている。銅板部材７によって塞がれたチャンバ
１の内部は真空装置８により所定の圧力に維持される。
銅板部材７にはヒータ等の温度制御手段（図示省略）が
設けられ、例えば、２００℃乃至４００℃程度に温度制
御される。The upper surface of the chamber 1 is an opening, and the opening is closed by a copper plate member 7 as a member to be etched made of metal. The inside of the chamber 1 closed by the copper plate member 7 is maintained at a predetermined pressure by the vacuum device 8.
The copper plate member 7 is provided with a temperature control means (not shown) such as a heater, and the temperature is controlled to, for example, about 200 ° C to 400 ° C.
【００１４】チャンバ１の筒部の周囲にはコイル状巻線
アンテナとしてのプラズマアンテナ９が設けられ、プラ
ズマアンテナ９には整合器１０及び電源１１が接続され
て給電が行われる。A plasma antenna 9 as a coiled winding antenna is provided around the cylindrical portion of the chamber 1, and a matching unit 10 and a power source 11 are connected to the plasma antenna 9 to supply power.
【００１５】銅板部材７の下方におけるチャンバ１の筒
部には、チャンバ１の内部にハロゲンとしての塩素を含
有する原料ガス（He，Ar等で塩素濃度が≦50% 、好まし
くは10% 程度に希釈されたCl2 ガス）を供給するノズル
１２が接続されている。ノズル１２は水平に向けて開口
し、ノズル１２には流量制御器１３を介して原料ガスが
送られる。尚、原料ガスに含有されるハロゲンとして
は、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を
適用することが可能である。In the cylindrical portion of the chamber 1 below the copper plate member 7, a source gas containing chlorine as halogen (He, Ar, etc., having a chlorine concentration of ≦ 50%, preferably about 10%) is provided inside the chamber 1. A nozzle 12 for supplying diluted Cl 2 gas) is connected. The nozzle 12 opens horizontally, and the raw material gas is sent to the nozzle 12 via a flow rate controller 13. As the halogen contained in the source gas, it is possible to apply fluorine (F), bromine (Br), iodine (I), or the like.
【００１６】上述した銅成膜装置では、チャンバ１の内
部にノズル１２から原料ガスを供給し、プラズマアンテ
ナ９から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、
Cl2ガスがイオン化されてCl2 ガスプラズマ（原料ガス
プラズマ）１４が発生する。Cl2 ガスプラズマ１４によ
り、銅板部材７にエッチング反応が生じ、前駆体（CuxC
ly）１５が生成される。このとき、銅板部材７は図示し
ない温度制御手段により基板３の温度よりも高い温度
（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。In the above-mentioned copper film forming apparatus, the raw material gas is supplied from the nozzle 12 into the chamber 1, and the electromagnetic wave is made incident on the inside of the chamber 1 from the plasma antenna 9.
Cl 2 gas is ionized and Cl 2 gas plasma (raw material gas plasma) 14 is generated. The Cl 2 gas plasma 14 causes an etching reaction on the copper plate member 7, and the precursor (CuxC
ly) 15 is generated. At this time, the copper plate member 7 is maintained at a temperature higher than the temperature of the substrate 3 (for example, 200 ° C. to 400 ° C.) by a temperature control means (not shown).
【００１７】チャンバ１の内部で生成された前駆体（Cu
xCly）１５は、銅板部材７よりも低い温度に制御された
基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（CuxCly）
１５は還元反応によりCuイオンのみとされて基板３に当
てられ、基板３の表面にCu薄膜１６が生成される。基板
３の表面には配線用の凹部が形成され、Cu薄膜１６は凹
部及び凹部を覆う表面に生成される。A precursor (Cu
The xCly) 15 is carried to the substrate 3 whose temperature is controlled to be lower than that of the copper plate member 7. Precursor delivered to substrate 3 (CuxCly)
15 is converted into only Cu ions by a reduction reaction and applied to the substrate 3, and a Cu thin film 16 is formed on the surface of the substrate 3. A recess for wiring is formed on the surface of the substrate 3, and the Cu thin film 16 is formed on the recess and the surface covering the recess.
【００１８】このときの反応は、次式で表すことができ
る。
２Ｃｕ＋Ｃｌ2 →２ＣｕＣｌ→２Ｃｕ↓＋Ｃｌ2 ↑
反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口１
７から排気される。The reaction at this time can be expressed by the following equation. 2Cu + Cl 2 → 2CuCl → 2Cu ↓ + Cl 2 ↑ Exhaust port 1 for gases and etching products not involved in the reaction
Exhausted from 7.
【００１９】尚、原料ガスとして、He，Ar等で希釈され
たCl2 ガスを例に挙げて説明したが、Cl2 ガスを単独で
用いたり、HCl ガスを適用することも可能である。HCl
ガスを適用した場合、原料ガスプラズマはHCl ガスプラ
ズマが生成されるが、銅板部材７のエッチングにより生
成される前駆体はCuxClyである。従って、原料ガスは塩
素を含有するガスであればよく、HCl ガスとCl2 ガスと
の混合ガスを用いることも可能である。また、銅板部材
７の材質は、銅（Cu）に限らず、ハロゲン化物形成金
属、好ましくは塩化物形成金属であれば、Ag,Au,Pt,Ta,
Ti,W,Si 等を用いることが可能である。この場合、前駆
体はAg,Au,Pt,Ta,Ti, Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）と
なり、基板３の表面に生成される薄膜はAg,Au,Pt,Ta,T
i,W,Si 等になる。Although Cl 2 gas diluted with He, Ar or the like has been described as an example of the raw material gas, Cl 2 gas may be used alone or HCl gas may be applied. HCl
When gas is applied, HCl gas plasma is generated as the source gas plasma, but the precursor generated by etching the copper plate member 7 is CuxCly. Therefore, the source gas may be any gas containing chlorine, and a mixed gas of HCl gas and Cl 2 gas can be used. Further, the material of the copper plate member 7 is not limited to copper (Cu), but if it is a halide-forming metal, preferably a chloride-forming metal, Ag, Au, Pt, Ta,
It is possible to use Ti, W, Si or the like. In this case, the precursor is a halide (chloride) such as Ag, Au, Pt, Ta, Ti, W, and the thin film formed on the surface of the substrate 3 is Ag, Au, Pt, Ta, T.
i, W, Si etc.
【００２０】基板３の凹部及び凹部を覆う表面にCu薄膜
１６が成膜された後、凹部だけにCu薄膜１６を残して配
線を形成するために、凹部を覆う部位のCu薄膜１６がエ
ッチングにより除去されるようになっている。即ち、銅
板部材７側の温度制御手段（図示省略）及び支持台２側
の温度制御手段６は制御手段２１により制御され、基板
３の凹部及び凹部を覆う表面にCu薄膜１６が成膜された
後、基板３の温度が銅板部材７よりも高くなるように
（例えば、２００℃乃至４００℃）制御される。After the Cu thin film 16 is formed on the concave portion of the substrate 3 and the surface covering the concave portion, the Cu thin film 16 in the portion covering the concave portion is etched by etching to form the wiring while leaving the Cu thin film 16 only in the concave portion. It is supposed to be removed. That is, the temperature control means (not shown) on the copper plate member 7 side and the temperature control means 6 on the support base 2 side are controlled by the control means 21, and the Cu thin film 16 is formed on the concave portion of the substrate 3 and the surface covering the concave portion. After that, the temperature of the substrate 3 is controlled to be higher than that of the copper plate member 7 (for example, 200 ° C. to 400 ° C.).
【００２１】この状態でチャンバ１の内部にノズル１２
から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ９から電磁波
をチャンバ１の内部に入射することで、Cl2 ガスがイオ
ン化されてCl2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４
が発生しCl2 ガスプラズマ１４により、基板３にエッチ
ング反応が生じ凹部を覆う部位のCu薄膜１６がエッチン
グされる。エッチング状態は検出装置２２で検出され、
所定の状態になると、即ち、凹部を覆う部位のCu薄膜１
６がエッチングされると原料ガスの供給及びプラズマア
ンテナ９への給電が停止される。これにより、凹部だけ
にCu薄膜１６が存在して配線が形成された基板３とされ
る。In this state, the nozzle 12 is placed inside the chamber 1.
By supplying the raw material gas from the plasma antenna 9 and injecting an electromagnetic wave into the chamber 1, the Cl 2 gas is ionized and the Cl 2 gas plasma (raw material gas plasma) 14 is generated.
Is generated and the Cl 2 gas plasma 14 causes an etching reaction on the substrate 3 to etch the Cu thin film 16 in the portion covering the recess. The etching state is detected by the detection device 22,
When in a predetermined state, that is, the Cu thin film 1 in the portion covering the recess
When 6 is etched, the supply of the source gas and the power supply to the plasma antenna 9 are stopped. As a result, the substrate 3 is formed in which the Cu thin film 16 exists only in the recesses and the wiring is formed.
【００２２】図２に基づいてエッチング方法の状況を具
体的に説明する。The situation of the etching method will be specifically described with reference to FIG.
【００２３】図２(a) に示すように、基板３には配線用
の凹部3aが形成され、基板３の表面には成膜されるCuが
基板３に拡散しないようにバリアメタル層２０（例え
ば、Ta/TaN,Ti/TiN,W/WN等）が形成されている。バリア
メタル層２０が形成された基板３に対して、Cl2 ガスプ
ラズマ（原料ガスプラズマ）１４により生じた前駆体
（CuxCly）１５が運ばれ、還元反応によりCuイオンのみ
とされて基板３に当てられ、基板３の表面にCu薄膜１６
が生成される。As shown in FIG. 2A, a recess 3a for wiring is formed in the substrate 3, and a barrier metal layer 20 (not shown) is formed on the surface of the substrate 3 so that Cu deposited is not diffused into the substrate 3. For example, Ta / TaN, Ti / TiN, W / WN, etc. are formed. The precursor (CuxCly) 15 generated by the Cl 2 gas plasma (raw material gas plasma) 14 is carried to the substrate 3 on which the barrier metal layer 20 is formed, and the precursor (CuxCly) 15 is converted to Cu ions only by the reduction reaction and applied to the substrate 3. The Cu thin film 16 on the surface of the substrate 3.
Is generated.
【００２４】図２(b) に示すように、凹部3a及び凹部3a
を覆う部位3bにCu薄膜１６が生成された後、基板３の温
度が高くなるように制御された状態でCl2 ガスプラズマ
（原料ガスプラズマ）１４を発生させると、基板３にエ
ッチング反応が生じ凹部3aを覆う部位3bのCu薄膜１６が
エッチングされる。As shown in FIG. 2 (b), the recess 3a and the recess 3a
After the Cu thin film 16 is formed on the portion 3b covering the substrate 3, when the Cl 2 gas plasma (source gas plasma) 14 is generated in a state where the temperature of the substrate 3 is controlled to be high, an etching reaction occurs on the substrate 3. The Cu thin film 16 in the portion 3b covering the recess 3a is etched.
【００２５】図２(c) に示すように、検出装置２２によ
り所定のエッチング状態が検出されると、凹部3aを覆う
部位3bのCu薄膜１６がエッチングされる。これにより、
表面の凹部3aにのみにCu薄膜１６が埋め込まれて配線が
形成された基板３とされる。検出装置２２による所定の
エッチング状態は、エッチング経過時間、Cuプラズマ強
度の変化、基板３表面の光強度の変化、基板３表面の光
色の変化等により検出される。エッチングされたガスは
排気口１７（図１参照）から排気される。As shown in FIG. 2C, when the detection device 22 detects a predetermined etching state, the Cu thin film 16 in the portion 3b covering the recess 3a is etched. This allows
The Cu thin film 16 is embedded only in the concave portion 3a on the surface to form the substrate 3 on which the wiring is formed. The predetermined etching state by the detection device 22 is detected by the etching elapsed time, changes in Cu plasma intensity, changes in light intensity on the surface of the substrate 3, changes in light color on the surface of the substrate 3, and the like. The etched gas is exhausted from the exhaust port 17 (see FIG. 1).
【００２６】図３に基づいて検出装置２２の一例を説明
する。An example of the detection device 22 will be described with reference to FIG.
【００２７】図に示すように、チャンバ１の筒部には入
射窓２３及び出射窓２４が形成され、入射窓２３に対向
してレーザ光発振装置２５が設けられると共に出射窓２
４に対向してレーザ光受信装置２８が設けられている。
凹部3aを覆う部位3bのCu薄膜１６のエッチング中にレー
ザ光発振装置２５からレーザ光２６を基板３の表面に照
射し、基板３からの反射レーザ光２７がレーザ光受信装
置２８に送られる。レーザ光受信装置２８では反射レー
ザ光２７の強度を検出し、強度が変化した場合に凹部3a
を覆う部位3bのCu薄膜１６がエッチングされたとして所
定のエッチング状態を導出する。As shown in the figure, an entrance window 23 and an exit window 24 are formed in the cylindrical portion of the chamber 1, a laser light oscillator 25 is provided facing the entrance window 23, and the exit window 2 is provided.
A laser light receiving device 28 is provided so as to face No. 4.
During the etching of the Cu thin film 16 in the portion 3b covering the concave portion 3a, the laser light oscillator 25 irradiates the surface of the substrate 3 with the laser light 26, and the reflected laser light 27 from the substrate 3 is sent to the laser light receiver 28. The laser light receiver 28 detects the intensity of the reflected laser light 27, and when the intensity changes, the concave portion 3a
A predetermined etching state is derived assuming that the Cu thin film 16 in the portion 3b covering the is etched.
【００２８】尚、ダミーの基板を基板３に隣接して配設
し、ダミーの基板に対するCu薄膜１６のエッチング状況
を検出することも可能である。It is also possible to dispose a dummy substrate adjacent to the substrate 3 and detect the etching state of the Cu thin film 16 on the dummy substrate.
【００２９】上記構成の銅成膜装置では、Cl2 ガスプラ
ズマ（原料ガスプラズマ）１４を用いているため、反応
効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原料
ガスとしてCl2 ガスを用いているため、コストを大幅に
減少させることができる。また、温度制御手段６を用い
て基板３を銅板部材７よりも低い温度に制御しているの
で、Cu薄膜１６中に塩素等の不純物の残留を少なくする
ことができ、高品質なCu薄膜１６を生成することが可能
になる。Since the Cl 2 gas plasma (source gas plasma) 14 is used in the copper film forming apparatus having the above-described structure, the reaction efficiency is greatly improved and the film forming speed is increased. Further, since Cl 2 gas is used as the source gas, the cost can be significantly reduced. Further, since the temperature of the substrate 3 is controlled to be lower than that of the copper plate member 7 by using the temperature control means 6, it is possible to reduce impurities such as chlorine remaining in the Cu thin film 16 and to obtain a high quality Cu thin film 16. Can be generated.
【００３０】そして、銅成膜装置を用いたエッチング方
法では、基板３の表面に埋め込まれた状態のCuの配線を
施す際にも、同一の雰囲気中で基板３の温度を周囲の温
度より高く制御してCl2 ガスプラズマ（原料ガスプラズ
マ）１４を用いているため、化学薬品を含んだ研削液を
用いて機械的に研削を行なう必要がなくなる。これによ
り、環境が悪い状況（化学薬品等に晒される）の中での
加工が必要なくなり、欠陥が生じることがなく良好な環
境で精度よく基板３の表面にCuが埋め込まれた状態の配
線を形成することが可能になる。また、Cuの成膜と配線
のためのエッチングとを一つのチャンバ１内で実施する
ことができるので、効率良い作業が可能となる。In the etching method using the copper film forming apparatus, the temperature of the substrate 3 is set higher than the ambient temperature in the same atmosphere even when the Cu wiring buried in the surface of the substrate 3 is formed. Since the Cl 2 gas plasma (raw material gas plasma) 14 is controlled and used, it is not necessary to mechanically grind using a grinding liquid containing a chemical. This eliminates the need for processing in a bad environment (exposure to chemicals, etc.), and does not cause defects, so that wiring with Cu embedded on the surface of the substrate 3 with good accuracy in a good environment can be obtained. Can be formed. Further, since Cu film formation and etching for wiring can be performed in one chamber 1, efficient work can be performed.
【００３１】図４乃至図６に基づいて本発明の第２実施
形態例に係るエッチング装置及びエッチング方法を説明
する。図４には本発明の第２実施形態例に係る銅成膜装
置の概略側面、図５には図４中のV-V 線矢視、図６には
図５中のVI-VI 線矢視を示してある。尚、図１に示した
部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省
略してある。An etching apparatus and an etching method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6. 4 is a schematic side view of the copper film forming apparatus according to the second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view taken along the line VV in FIG. 4, and FIG. 6 is a view taken along the line VI-VI in FIG. It is shown. The same members as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and duplicate description is omitted.
【００３２】チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部
は絶縁材製（例えば、セラミックス製）の天井部材であ
る円盤状の天井板３０によって塞がれている。支持台２
の上方におけるチャンバ１の筒部には、チャンバ１の内
部に原料ガス（He，Ar等で塩素濃度が≦50% 、好ましく
は10% 程度に希釈されたCl2 ガス）を供給するノズル１
２が接続されている。ノズル１２は天井板３０に向けて
開口し、ノズル１２には流量制御器１３を介して原料ガ
スが送られる。The upper surface of the chamber 1 is an opening, and the opening is closed by a disk-shaped ceiling plate 30 which is a ceiling member made of an insulating material (for example, ceramics). Support base 2
A nozzle 1 for supplying a raw material gas (Cl 2 gas diluted with He, Ar, etc. to a chlorine concentration of ≦ 50%, preferably about 10%) inside the chamber 1 at the upper part of the chamber 1.
2 is connected. The nozzle 12 opens toward the ceiling plate 30, and the raw material gas is sent to the nozzle 12 via the flow rate controller 13.
【００３３】チャンバ１の上面の開口部と天井板３０と
の間には金属製（Cu製）の被エッチング部材３１が挟持
されている。被エッチング部材３１は、チャンバ１の上
面の開口部に挟持されるリング部３２が備えられ、リン
グ部３２の内周側にはチャンバ１の径方向中心部近傍ま
で延び同一幅となっている突起部３３が円周方向に複数
（図示例では１２個）設けられている。突起部３３は、
リング部３２に対して一体、もしくは、取り外し自在に
取り付けられている。天井板３０とチャンバ１の内部と
の間には突起部３３の間で形成される切欠部３５（空
間）が存在した状態になっている。リング部３２はアー
スされており、複数の突起部３３は電気的につながれて
同電位に維持されている。被エッチング部材３１にはヒ
ータ等の温度制御手段（図示省略）が設けられ、例え
ば、２００℃乃至４００℃程度に温度制御される。A metal (Cu) member 31 to be etched is sandwiched between the opening on the upper surface of the chamber 1 and the ceiling plate 30. The member to be etched 31 is provided with a ring portion 32 which is sandwiched by an opening on the upper surface of the chamber 1, and a protrusion having an equal width on the inner peripheral side of the ring portion 32 extending to the vicinity of the radial center of the chamber 1. A plurality of portions 33 (12 in the illustrated example) are provided in the circumferential direction. The protrusion 33 is
It is attached to the ring portion 32 integrally or detachably. There is a notch 35 (space) formed between the protrusions 33 between the ceiling plate 30 and the inside of the chamber 1. The ring portion 32 is grounded, and the plurality of protrusions 33 are electrically connected to each other and maintained at the same potential. The member to be etched 31 is provided with a temperature control means (not shown) such as a heater, and the temperature is controlled to, for example, about 200 ° C to 400 ° C.
【００３４】尚、突起部３３の間に突起部３３よりも径
方向に短い第２突起部を配置することも可能であり、更
に、突起部３３と第２突起部との間に短い突起部を配置
することも可能である。このようにすると、誘導電流を
抑制しつつエッチング対象となる銅の面積を確保するこ
とができる。It is also possible to dispose a second protrusion that is shorter in the radial direction than the protrusion 33 between the protrusions 33, and further, a short protrusion between the protrusion 33 and the second protrusion. It is also possible to arrange. In this way, the area of copper to be etched can be secured while suppressing the induced current.
【００３５】天井板３０の上方にはチャンバ１の内部を
プラズマ化するための平面巻線状アンテナとしてのプラ
ズマアンテナ３４が設けられ、プラズマアンテナ３４は
天井板３０の面と平行な平面リング状に形成されてい
る。プラズマアンテナ３４には整合器１０及び電源１１
が接続されて給電が行われる。被エッチング部材３１
は、リング部３２の内周側に突起部３３が円周方向に複
数設けられ、突起部３３の間で形成される切欠部３５
（空間）が存在しているので、プラズマアンテナ３４の
電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井板
３０との間に突起部２０が配置された状態になってい
る。Above the ceiling plate 30, a plasma antenna 34 as a plane winding antenna for turning the inside of the chamber 1 into plasma is provided, and the plasma antenna 34 has a plane ring shape parallel to the surface of the ceiling plate 30. Has been formed. The plasma antenna 34 includes a matching unit 10 and a power source 11
Is connected and power is supplied. Member to be etched 31
Is provided with a plurality of protrusions 33 in the circumferential direction on the inner peripheral side of the ring portion 32, and a notch 35 formed between the protrusions 33.
Since the (space) exists, the protrusion 20 is arranged between the substrate 3 and the ceiling plate 30 in a discontinuous state with respect to the flow direction of electricity of the plasma antenna 34.
【００３６】上述した銅成膜装置では、チャンバ１の内
部にノズル１２から原料ガスを供給し、プラズマアンテ
ナ３４から電磁波をチャンバ１の内部に入射すること
で、Cl 2 ガスがイオン化されてCl2 ガスプラズマ（原料
ガスプラズマ）１４が発生する。プラズマアンテナ３４
の下部には導電体である被エッチング部材３１が存在し
ているが、以下の作用により被エッチング部材３１と基
板３との間、即ち、被エッチング部材３１の下側にCl2
ガスプラズマ１４が安定して発生するようになってい
る。In the above copper film forming apparatus, the inside of the chamber 1 is
A raw material gas is supplied from the nozzle 12 to the plasma
Injecting electromagnetic waves from the chamber 34 into the chamber 1.
And Cl 2Gas is ionized and Cl2Gas plasma (raw material
(Gas plasma) 14 is generated. Plasma antenna 34
There is a member 31 to be etched which is a conductor under the
However, the member to be etched 31 and the substrate are
Cl between the plate 3 and the lower side of the member 31 to be etched2
The gas plasma 14 is generated stably.
It
【００３７】被エッチング部材３１の下側にCl2 ガスプ
ラズマ１４が発生する作用について説明する。図６に示
すように、平面リング状のプラズマアンテナ３４の電気
の流れＡは突起部３３を横切る方向となり、このとき、
突起部３３のプラズマアンテナ３４との対向面には誘導
電流ｂが発生する。被エッチング部材３１には切欠部３
５（空間）が存在している状態になっているので、誘導
電流ｂはそれぞれの突起部３３の下面に流れてプラズマ
アンテナ３４の電気の流れＡと同一方向の流れａとなる
（ファラデーシールド）。The operation of generating the Cl 2 gas plasma 14 below the member to be etched 31 will be described. As shown in FIG. 6, the electric current A of the planar ring-shaped plasma antenna 34 is in the direction traversing the protrusion 33. At this time,
An induced current b is generated on the surface of the protrusion 33 facing the plasma antenna 34. The notch 3 is formed in the member 31 to be etched.
Since 5 (space) exists, the induced current b flows to the lower surface of each protrusion 33 and becomes a flow a in the same direction as the electric flow A of the plasma antenna 34 (Faraday shield). .
【００３８】このため、基板３側から被エッチング部材
３１を見た場合、プラズマアンテナ３４の電気の流れＡ
を打ち消す方向の流れが存在しない状態になり、しか
も、リング部３２がアースされて突起部３３が同電位に
維持されている。これにより、導電体である被エッチン
グ部材３１が存在していても、プラズマアンテナ３４か
ら電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング
部材３１の下側にCl2 ガスプラズマ１４が安定して発生
するようになっている。Therefore, when the member to be etched 31 is viewed from the substrate 3 side, the electric flow A of the plasma antenna 34
In this state, there is no flow in the direction of canceling the current, and the ring portion 32 is grounded and the projection 33 is maintained at the same potential. As a result, even if the member to be etched 31, which is a conductor, exists, the electromagnetic wave from the plasma antenna 34 surely enters the chamber 1, and the Cl 2 gas plasma 14 is stabilized below the member to be etched 31. It is supposed to occur.
【００３９】Cl2 ガスプラズマ１４により、銅製の被エ
ッチング部材３１にエッチング反応が生じ、前駆体（Cu
xCly）１５が生成される。このとき、被エッチング部材
３１はCl2 ガスプラズマ１４により基板３の温度よりも
高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持
されている。チャンバ１の内部で生成された前駆体（Cu
xCly）１５は、被エッチング部材３１よりも低い温度に
制御された基板３に運ばれ、還元反応によりCuイオンの
みとされて基板３に当てられて配線用の凹部が形成され
た基板３の表面にCu薄膜１６が生成される。The Cl 2 gas plasma 14 causes an etching reaction on the member 31 to be etched made of copper, and the precursor (Cu
xCly) 15 is generated. At this time, the member to be etched 31 is maintained at a predetermined temperature (for example, 200 ° C. to 400 ° C.) higher than the temperature of the substrate 3 by the Cl 2 gas plasma 14. Precursor (Cu
xCly) 15 is carried to the substrate 3 controlled to a temperature lower than that of the member to be etched 31, and is reduced to Cu ions only by the reduction reaction and applied to the substrate 3 to form a concave portion for wiring on the surface of the substrate 3. A Cu thin film 16 is formed on the surface.
【００４０】基板３の凹部及び凹部を覆う表面にCu薄膜
１６が成膜された後、凹部だけにCu薄膜１６を残して配
線を形成するために、凹部を覆う部位のCu薄膜１６がエ
ッチングにより除去されるようになっている。即ち、被
エッチング部材３１の温度制御手段（図示省略）及び支
持台２側の温度制御手段６が制御手段２１により制御さ
れ、基板３の凹部及び凹部を覆う表面にCu薄膜１６が成
膜された後、基板３の温度が被エッチング部材３１より
も高くなるように（例えば、２００℃乃至４００℃）制
御される。After the Cu thin film 16 is formed on the concave portion of the substrate 3 and the surface covering the concave portion, the Cu thin film 16 in the portion covering the concave portion is etched by etching in order to form the wiring while leaving the Cu thin film 16 only in the concave portion. It is supposed to be removed. That is, the temperature control means (not shown) of the member to be etched 31 and the temperature control means 6 on the support base 2 side are controlled by the control means 21, and the Cu thin film 16 is formed on the concave portion of the substrate 3 and the surface covering the concave portion. After that, the temperature of the substrate 3 is controlled to be higher than that of the member to be etched 31 (for example, 200 ° C. to 400 ° C.).
【００４１】この状態でチャンバ１の内部にノズル１２
から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ３４から電磁
波をチャンバ１の内部に入射することで、Cl2 ガスがイ
オン化されてCl2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１
４が発生しCl2 ガスプラズマ１４により、基板３にエッ
チング反応が生じ凹部を覆う部位のCu薄膜１６がエッチ
ングされる。エッチング状態は検出装置２２で検出さ
れ、所定の状態になると、即ち、凹部を覆う部位のCu薄
膜１６がエッチングされると原料ガスの供給及びプラズ
マアンテナ３４への給電が停止される。これにより、凹
部だけにCu薄膜１６が存在して配線が形成された基板３
とされる。反応に関与しないガス及びエッチング生成物
は排気口１７から排気される。In this state, the nozzle 12 is placed inside the chamber 1.
By supplying the source gas from the plasma antenna 34 and injecting electromagnetic waves into the chamber 1, the Cl 2 gas is ionized and the Cl 2 gas plasma (source gas plasma) 1
4 is generated and the Cl 2 gas plasma 14 causes an etching reaction on the substrate 3 to etch the Cu thin film 16 in the portion covering the recess. The etching state is detected by the detection device 22, and when it reaches a predetermined state, that is, when the Cu thin film 16 in the portion covering the recess is etched, supply of the source gas and power supply to the plasma antenna 34 are stopped. As a result, the substrate 3 on which the Cu thin film 16 is present only in the concave portion and the wiring is formed
It is said that Gases and etching products that do not participate in the reaction are exhausted from the exhaust port 17.
【００４２】上述した銅成膜装置を用いたエッチング方
法では、第１実施形態例と同様に、基板３の表面に埋め
込まれた状態のCuの配線を施す際にも、同一の雰囲気中
で基板３の温度を周囲の温度より高く制御してCl2 ガス
プラズマ（原料ガスプラズマ）１４を用いているため、
化学薬品を含んだ研削液を用いて機械的に研削を行なう
必要がなくなる。これにより、環境が悪い状況（化学薬
品等に晒される）の中での加工が必要なくなり、欠陥が
生じることがなく良好な環境で精度よく基板３の表面に
Cuが埋め込まれた状態の配線を形成することが可能にな
る。また、Cuの成膜と配線のためのエッチングとを一つ
のチャンバ１内で実施することができるので、効率良い
作業が可能となる。In the etching method using the copper film forming apparatus described above, as in the case of the first embodiment, when the Cu wiring buried in the surface of the substrate 3 is provided, the substrate is kept in the same atmosphere. Since the temperature of 3 is controlled to be higher than the ambient temperature and Cl 2 gas plasma (raw material gas plasma) 14 is used,
There is no need to mechanically grind using a grinding fluid containing chemicals. This eliminates the need for processing in a bad environment (exposure to chemicals, etc.) and allows the surface of the substrate 3 to be accurately and accurately produced in a good environment without causing defects.
It becomes possible to form a wiring in which Cu is embedded. Further, since Cu film formation and etching for wiring can be performed in one chamber 1, efficient work can be performed.
【００４３】また、被エッチング部材３１は、リング部
３２の内周側に突起部３３が円周方向に複数設けられ、
突起部３３の間で形成される切欠部３５（空間）が存在
しているので、被エッチング部材３１に生じる誘導電流
は基板３側からみてプラズマアンテナ３４の電気の流れ
と同一方向の流れとなる。これにより、導電体である被
エッチング部材３１がプラズマアンテナ３４の下に存在
していても、プラズマアンテナ３４から電磁波がチャン
バ１内に確実に入射し、被エッチング部材３１の下側に
Cl2 ガスプラズマ１４を安定して発生させることが可能
となる。In the member to be etched 31, a plurality of protrusions 33 are provided in the circumferential direction on the inner peripheral side of the ring portion 32,
Since the notch 35 (space) formed between the protrusions 33 exists, the induced current generated in the member to be etched 31 has a flow in the same direction as the electric current of the plasma antenna 34 when viewed from the substrate 3 side. . As a result, even if the member to be etched 31 which is a conductor exists below the plasma antenna 34, the electromagnetic wave from the plasma antenna 34 surely enters the chamber 1 and the member to be etched 31 is located below the member to be etched 31.
The Cl 2 gas plasma 14 can be stably generated.
【００４４】図７、図８に基づいて本発明の第３実施形
態例に係るエッチング装置及びエッチング方法を説明す
る。図７には本発明の第３実施形態例に係る銅成膜装置
の概略側面、図８には図７中のVIII-VIII 線矢視を示し
てある。尚、図１及び図４に示した部材と同一部材には
同一符号を付して重複する説明は省略してある。An etching apparatus and an etching method according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 is a schematic side view of the copper film forming apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a view taken along the line VIII-VIII in FIG. The same members as those shown in FIGS. 1 and 4 are designated by the same reference numerals, and duplicate description is omitted.
【００４５】チャンバ１の上部の開口部は、例えば、セ
ラミックス製（絶縁材料製）の天井板３０によって塞が
れている。天井板３０の下面には金属製（銅製：Cu製）
の被エッチング部材４１が設けられ、被エッチング部材
４１は四角錐形状となっている。チャンバ１の筒部の周
囲の４箇所には、スリット状の開口部４２が形成され、
開口部４２には筒状の通路４３の一端がそれぞれ固定さ
れている。通路４３の途中部には絶縁体製の筒状の励起
室４４が設けられ、励起室４４の周囲にはコイル状のプ
ラズマアンテナ４５が設けられ、プラズマアンテナ４５
には整合器４８及び電源４９に接続されて給電が行われ
る。プラズマアンテナ４５、整合器４８及び電源４９に
よりプラズマ発生手段が構成されている。The upper opening of the chamber 1 is closed by a ceiling plate 30 made of ceramics (insulating material), for example. The lower surface of the ceiling plate 30 is made of metal (copper: Cu)
The member to be etched 41 is provided, and the member to be etched 41 has a quadrangular pyramid shape. Slit-shaped openings 42 are formed at four locations around the cylindrical portion of the chamber 1,
One ends of tubular passages 43 are fixed to the openings 42, respectively. A cylindrical excitation chamber 44 made of an insulator is provided in the middle of the passage 43, and a coil-shaped plasma antenna 45 is provided around the excitation chamber 44.
Is connected to a matching unit 48 and a power source 49 to supply power. The plasma antenna 45, the matching device 48, and the power supply 49 constitute plasma generating means.
【００４６】通路４３の他端側には流量制御器４６が接
続され、流量制御器４６を介して通路４３内に塩素を含
有する原料ガス（He，Ar等で塩素濃度が≦50% 、好まし
くは10% 程度に希釈されたCl2 ガス）が供給される。プ
ラズマアンテナ４５から電磁波を励起室４４の内部に入
射することで、Cl2 ガスがイオン化されてCl2 ガスプラ
ズマ（原料ガスプラズマ）４７が発生する。つまり、塩
素を含有する原料ガスをチャンバ１と隔絶した励起室４
４で励起する励起手段が構成されている。Cl2ガスプラ
ズマ４７の発生により励起塩素が開口部４２からチャン
バ１内に送られ、被エッチング部材４１が励起塩素によ
りエッチングされる。A flow rate controller 46 is connected to the other end of the passage 43, and a source gas containing chlorine (He, Ar, etc., having a chlorine concentration of ≤50%, preferably in the passage 43 via the flow rate controller 46, is preferable. Is supplied with Cl 2 gas diluted to about 10%). By injecting electromagnetic waves into the excitation chamber 44 from the plasma antenna 45, Cl 2 gas is ionized and Cl 2 gas plasma (source gas plasma) 47 is generated. That is, the excitation chamber 4 that isolates the source gas containing chlorine from the chamber 1
Excitation means for excitation at 4 is configured. Excited chlorine is sent into the chamber 1 through the opening 42 due to the generation of the Cl 2 gas plasma 47, and the member 41 to be etched is etched by the excited chlorine.
【００４７】上述した銅成膜装置では、流量制御器４６
を介して通路４３内に原料ガスを供給して励起室４４に
原料ガスを送り込む。プラズマアンテナ４５から電磁波
を励起室４４の内部に入射することで、Cl2 ガスがイオ
ン化されてCl2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１６
が発生する。真空装置１７によりチャンバ１内の圧力と
励起室４４の圧力とに所定の差圧が設定されているた
め、励起室４４のCl2 ガスプラズマ４７の励起塩素が開
口部４２からチャンバ１内の被エッチング部材４１に送
られる。励起塩素により被エッチング部材４１にエッチ
ング反応が生じ、チャンバ１の内部で前駆体（CuxCly）
１５が生成される。このとき、被エッチング部材４１は
天井板７に設けられたヒータ５０により基板３の温度よ
りも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に
維持されている。In the above copper film forming apparatus, the flow rate controller 46
The raw material gas is supplied to the inside of the passage 43 through the pump to feed the raw material gas to the excitation chamber 44. By injecting electromagnetic waves from the plasma antenna 45 into the excitation chamber 44, the Cl 2 gas is ionized and the Cl 2 gas plasma (source gas plasma) 16
Occurs. Since a predetermined differential pressure is set between the pressure in the chamber 1 and the pressure in the excitation chamber 44 by the vacuum device 17, the excited chlorine in the Cl 2 gas plasma 47 in the excitation chamber 44 enters the chamber 1 from the opening 42. It is sent to the etching member 41. The excited chlorine causes an etching reaction on the member 41 to be etched, and the precursor (CuxCly) is generated inside the chamber 1.
15 is generated. At this time, the member to be etched 41 is maintained at a predetermined temperature (for example, 200 ° C. to 400 ° C.) higher than the temperature of the substrate 3 by the heater 50 provided on the ceiling plate 7.
【００４８】チャンバ１の内部で生成された前駆体（Cu
xCly）１５は、被エッチング部材４１よりも低い温度に
制御された基板３に運ばれ、還元反応によりCuイオンの
みとされて基板３に当てられ、配線用の凹部が形成され
た基板３の表面にCu薄膜１６が生成される。Precursor (Cu
xCly) 15 is carried to the substrate 3 whose temperature is controlled to be lower than that of the member 41 to be etched, and only Cu ions are applied by the reduction reaction to the substrate 3, and the surface of the substrate 3 having a recess for wiring is formed. A Cu thin film 16 is formed on the surface.
【００４９】基板３の凹部及び凹部を覆う表面にCu薄膜
１６が成膜された後、凹部だけにCu薄膜１６を残して配
線を形成するために、凹部を覆う部位のCu薄膜１６がエ
ッチングにより除去されるようになっている。即ち、被
エッチング部材４１のヒータ５０及び支持台２側の温度
制御手段６が制御手段２１により制御され、基板３の凹
部及び凹部を覆う表面にCu薄膜１６が成膜された後、基
板３の温度が被エッチング部材４１よりも高くなるよう
に（例えば、２００℃乃至４００℃）制御される。After the Cu thin film 16 is formed on the concave portion of the substrate 3 and the surface covering the concave portion, the Cu thin film 16 in the portion covering the concave portion is etched by etching to form the wiring while leaving the Cu thin film 16 only in the concave portion. It is supposed to be removed. That is, the heater 50 of the member 41 to be etched and the temperature control means 6 on the support base 2 side are controlled by the control means 21, and after the Cu thin film 16 is formed on the concave portion of the substrate 3 and the surface covering the concave portion, the substrate 3 is The temperature is controlled to be higher than that of the member to be etched 41 (for example, 200 ° C. to 400 ° C.).
【００５０】この状態で流量制御器４６を介して通路４
３内に原料ガスを供給して励起室４４に原料ガスを送り
込み、プラズマアンテナ４５から電磁波を励起室４４の
内部に入射することで、Cl2 ガスがイオン化されてCl2
ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１６が発生する。真
空装置１７によりチャンバ１内の圧力と励起室４４の圧
力とに所定の差圧が設定されているため、励起室４４の
Cl2 ガスプラズマ４７の励起塩素が開口部４２からチャ
ンバ１内に送られ、基板３にエッチング反応が生じ凹部
を覆う部位のCu薄膜１６がエッチングされる。エッチン
グ状態は検出装置２２で検出され、所定の状態になる
と、即ち、凹部を覆う部位のCu薄膜１６がエッチングさ
れると原料ガスの供給及びプラズマアンテナ４５への給
電が停止される。これにより、凹部だけにCu薄膜１６が
存在して配線が形成された基板３とされる。反応に関与
しないガス及びエッチング生成物は排気口１７から排気
される。In this state, the passage 4 is passed through the flow rate controller 46.
3 in the raw material gas is supplied to the feed raw material gas to the excitation chamber 44, by entering from the plasma antenna 45 an electromagnetic wave inside the excitation chamber 44, Cl 2 gas is ionized Cl 2
A gas plasma (raw material gas plasma) 16 is generated. Since a predetermined differential pressure is set between the pressure in the chamber 1 and the pressure in the excitation chamber 44 by the vacuum device 17,
Excited chlorine of Cl 2 gas plasma 47 is sent into the chamber 1 through the opening 42, and an etching reaction occurs on the substrate 3 to etch the Cu thin film 16 in the portion covering the recess. The etching state is detected by the detection device 22, and when it reaches a predetermined state, that is, when the Cu thin film 16 in the portion covering the recess is etched, supply of the source gas and power supply to the plasma antenna 45 are stopped. As a result, the substrate 3 is formed in which the Cu thin film 16 exists only in the recesses and the wiring is formed. Gases and etching products that do not participate in the reaction are exhausted from the exhaust port 17.
【００５１】上述した銅成膜装置を用いたエッチング方
法では、第１、第２実施形態例と同様に、基板３の表面
に埋め込まれた状態のCuの配線を施す際にも、同一の雰
囲気中で基板３の温度を周囲の温度より高く制御してい
るため、化学薬品を含んだ研削液を用いて機械的に研削
を行なう必要がなくなる。これにより、環境が悪い状況
（化学薬品等に晒される）の中での加工が必要なくな
り、欠陥が生じることがなく良好な環境で精度よく基板
３の表面にCuが埋め込まれた状態の配線を形成すること
が可能になる。また、Cuの成膜と配線のためのエッチン
グとを一つのチャンバ１内で実施することができるの
で、効率良い作業が可能となる。In the etching method using the above-described copper film forming apparatus, as in the first and second embodiments, the same atmosphere is used when the Cu wiring buried in the surface of the substrate 3 is applied. Since the temperature of the substrate 3 is controlled to be higher than the ambient temperature, it is not necessary to mechanically grind using a grinding liquid containing a chemical. This eliminates the need for processing in a bad environment (exposure to chemicals, etc.), and does not cause defects, so that wiring with Cu embedded on the surface of the substrate 3 with good accuracy in a good environment can be obtained. Can be formed. Further, since Cu film formation and etching for wiring can be performed in one chamber 1, efficient work can be performed.
【００５２】また、チャンバ１と隔絶した励起室４４で
Cl2 ガスプラズマ４７を発生させるようにしているの
で、基板３がプラズマに晒されることがなくなり、基板
３にプラズマによる損傷が生じることがない。例えば、
前工程で別材料の膜（バリアメタル層等）が成膜された
基板３では、前工程で成膜された材料の膜に損傷が生じ
ることがなくなる。In addition, in the excitation chamber 44 isolated from the chamber 1.
Since the Cl 2 gas plasma 47 is generated, the substrate 3 is not exposed to the plasma, and the substrate 3 is not damaged by the plasma. For example,
In the substrate 3 on which the film of another material (barrier metal layer or the like) is formed in the previous step, the film of the material formed in the previous step is not damaged.
【００５３】尚、励起室４４でCl2 ガスプラズマ１５を
発生させる手段、即ち、原料ガスを励起して励起原料と
する手段としては、マイクロ波、レーザ、電子線、放射
光等を用いることも可能であり、銅フィラメントを高温
に加熱して前駆体を生成することも可能である。また、
Cl2 ガスプラズマ１５を基板３と隔絶する構成は、通路
４３に励起室４４を設ける構成の他に、例えば、チャン
バ１を隔絶する等、他の構成とすることも可能である。As a means for generating the Cl 2 gas plasma 15 in the excitation chamber 44, that is, a means for exciting the raw material gas as an excitation raw material, a microwave, a laser, an electron beam, synchrotron radiation or the like may be used. It is possible and it is also possible to heat the copper filament to a high temperature to produce the precursor. Also,
The structure for isolating the Cl 2 gas plasma 15 from the substrate 3 may be, in addition to the structure in which the excitation chamber 44 is provided in the passage 43, other structures such as, for example, isolating the chamber 1.
【００５４】図９に基づいて本発明のエッチング装置及
びエッチング方法の第４実施形態例を説明する。図９に
は本発明の第４実施形態例に係る銅成膜装置の概略側面
を示してある。本実施例のエッチング装置は、図１に示
した銅成膜装置に対して銅板部材７自身をプラズマ発生
用の電極として適用した例である。このため、図１に示
した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明
は省略してある。A fourth embodiment of the etching apparatus and the etching method of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows a schematic side view of a copper film forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The etching apparatus of this embodiment is an example in which the copper plate member 7 itself is applied as an electrode for plasma generation to the copper film forming apparatus shown in FIG. Therefore, the same members as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the duplicate description is omitted.
【００５５】図に示すように、チャンバ１の筒部の周囲
にはプラズマアンテナ９が設けられておらず、銅板部材
７に整合器１０及び電源１１が接続されて銅板部材７に
給電が行われる。As shown in the figure, the plasma antenna 9 is not provided around the cylindrical portion of the chamber 1, and the matching unit 10 and the power source 11 are connected to the copper plate member 7 to supply power to the copper plate member 7. .
【００５６】上述した銅成膜装置では、チャンバ１の内
部にノズル１２から原料ガスを供給し、銅板部材７から
電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Cl2 ガス
がイオン化されてCl2 ガスプラズマ（原料ガスプラズ
マ）１４が発生する。Cl2 ガスプラズマ１４により、銅
板部材７にエッチング反応が生じ、前駆体（CuxCly）１
５が生成される。このとき、銅板部材７は図示しない温
度制御手段により基板３の温度よりも高い温度（例え
ば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。[0056] In the above-mentioned copper film forming apparatus, a raw material gas was supplied from the nozzle 12 into the chamber 1, an electromagnetic wave from the copper plate member 7 by into the chamber 1, Cl 2 gas is ionized Cl 2 A gas plasma (source gas plasma) 14 is generated. The Cl 2 gas plasma 14 causes an etching reaction on the copper plate member 7, and the precursor (CuxCly) 1
5 is generated. At this time, the copper plate member 7 is maintained at a temperature higher than the temperature of the substrate 3 (for example, 200 ° C. to 400 ° C.) by a temperature control means (not shown).
【００５７】チャンバ１の内部で生成された前駆体（Cu
xCly）１５は、銅板部材７よりも低い温度に制御された
基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（CuxCly）
１５は還元反応によりCuイオンのみとされて基板３に当
てられ、基板３の表面にCu薄膜１６が生成される。基板
３の表面には配線用の凹部が形成され、Cu薄膜１６は凹
部及び凹部を覆う表面に生成される。Precursors (Cu
The xCly) 15 is carried to the substrate 3 whose temperature is controlled to be lower than that of the copper plate member 7. Precursor delivered to substrate 3 (CuxCly)
15 is converted into only Cu ions by a reduction reaction and applied to the substrate 3, and a Cu thin film 16 is formed on the surface of the substrate 3. A recess for wiring is formed on the surface of the substrate 3, and the Cu thin film 16 is formed on the recess and the surface covering the recess.
【００５８】基板３の凹部及び凹部を覆う表面にCu薄膜
１６が成膜された後、凹部だけにCu薄膜１６を残して配
線を形成するために、凹部を覆う部位のCu薄膜１６がエ
ッチングにより除去されるようになっている。即ち、銅
板部材７側の温度制御手段（図示省略）及び支持台２側
の温度制御手段６は制御手段２１により制御され、基板
３の凹部及び凹部を覆う表面にCu薄膜１６が成膜された
後、基板３の温度が銅板部材７よりも高くなるように
（例えば、２００℃乃至４００℃）制御される。After the Cu thin film 16 is formed on the concave portion of the substrate 3 and the surface covering the concave portion, the Cu thin film 16 in the portion covering the concave portion is etched by etching in order to form the wiring while leaving the Cu thin film 16 only in the concave portion. It is supposed to be removed. That is, the temperature control means (not shown) on the copper plate member 7 side and the temperature control means 6 on the support base 2 side are controlled by the control means 21, and the Cu thin film 16 is formed on the concave portion of the substrate 3 and the surface covering the concave portion. After that, the temperature of the substrate 3 is controlled to be higher than that of the copper plate member 7 (for example, 200 ° C. to 400 ° C.).
【００５９】この状態でチャンバ１の内部にノズル１２
から原料ガスを供給し、銅板部材７から電磁波をチャン
バ１の内部に入射することで、Cl2 ガスがイオン化され
てCl 2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４が発生し
Cl2 ガスプラズマ１４により、基板３にエッチング反応
が生じ凹部を覆う部位のCu薄膜１６がエッチングされ
る。エッチング状態は検出装置２２で検出され、所定の
状態になると、即ち、凹部を覆う部位のCu薄膜１６がエ
ッチングされると原料ガスの供給及びプラズマアンテナ
９への給電が停止される。これにより、凹部だけにCu薄
膜１６が存在して配線が形成された基板３とされる。反
応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口１７
から排気される。In this state, the nozzle 12 is placed inside the chamber 1.
The raw material gas is supplied from the copper plate member 7 and the copper plate member 7 emits electromagnetic waves.
By entering the inside of bar 1, Cl2Gas is ionized
Cl 2Gas plasma (raw material gas plasma) 14 is generated
Cl2Etching reaction on the substrate 3 by the gas plasma 14
Occurs, the Cu thin film 16 in the portion covering the recess is etched
It The etching state is detected by the detection device 22 and
In this state, that is, the Cu thin film 16 in the portion covering the recess is
Supply of raw material gas and plasma antenna
The power supply to 9 is stopped. As a result, only a thin Cu
The substrate 3 is formed with the film 16 and the wiring formed thereon. Anti
The gas and etching products not involved in the reaction are exhausted through the exhaust port 17
Exhausted from.
【００６０】上記構成の銅成膜装置では、Cl2 ガスプラ
ズマ（原料ガスプラズマ）１４を用いているため、反応
効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原料
ガスとしてCl2 ガスを用いているため、コストを大幅に
減少させることができる。また、温度制御手段６を用い
て基板３を銅板部材７よりも低い温度に制御しているの
で、Cu薄膜１６中に塩素等の不純物の残留を少なくする
ことができ、高品質なCu薄膜１６を生成することが可能
になる。Since the Cl 2 gas plasma (raw material gas plasma) 14 is used in the copper film forming apparatus having the above structure, the reaction efficiency is greatly improved and the film forming speed is increased. Further, since Cl 2 gas is used as the source gas, the cost can be significantly reduced. Further, since the temperature of the substrate 3 is controlled to be lower than that of the copper plate member 7 by using the temperature control means 6, it is possible to reduce impurities such as chlorine remaining in the Cu thin film 16 and to obtain a high quality Cu thin film 16. Can be generated.
【００６１】そして、銅成膜装置を用いたエッチング方
法では、基板３の表面に埋め込まれた状態のCuの配線を
施す際にも、同一の雰囲気中で基板３の温度を周囲の温
度より高く制御してCl2 ガスプラズマ（原料ガスプラズ
マ）１４を用いているため、化学薬品を含んだ研削液を
用いて機械的に研削を行なう必要がなくなる。これによ
り、環境が悪い状況（化学薬品等に晒される）の中での
加工が必要なくなり、欠陥が生じることがなく良好な環
境で精度よく基板３の表面にCuが埋め込まれた状態の配
線を形成することが可能になる。また、Cuの成膜と配線
のためのエッチングとを一つのチャンバ１内で実施する
ことができるので、効率良い作業が可能となる。また、
銅板部材７自身をプラズマ発生用の電極として適用して
いるので、チャンバ１の筒部の周囲にプラズマアンテナ
９が不要となり、周囲の構成の自由度を増すことができ
る。In the etching method using the copper film forming apparatus, the temperature of the substrate 3 is set higher than the ambient temperature in the same atmosphere even when the Cu wiring buried in the surface of the substrate 3 is provided. Since the Cl 2 gas plasma (raw material gas plasma) 14 is controlled and used, it is not necessary to mechanically grind using a grinding liquid containing a chemical. This eliminates the need for processing in a bad environment (exposure to chemicals, etc.), and does not cause defects, so that wiring with Cu embedded on the surface of the substrate 3 with good accuracy in a good environment can be obtained. Can be formed. Further, since Cu film formation and etching for wiring can be performed in one chamber 1, efficient work can be performed. Also,
Since the copper plate member 7 itself is applied as an electrode for plasma generation, the plasma antenna 9 is not required around the cylindrical portion of the chamber 1, and the degree of freedom of the surrounding configuration can be increased.
【００６２】尚、上述した実施形態例では、成膜機能を
有する銅成膜装置で基板３の凹部を覆う部位のCu薄膜１
６をエッチングする例を挙げて説明したが、成膜装置と
エッチング装置とを別の装置とすることも当然可能であ
る。In the embodiment described above, the copper thin film 1 having a film forming function is used to form the Cu thin film 1 at the portion covering the concave portion of the substrate 3.
Although the example of etching 6 has been described, the film forming apparatus and the etching apparatus can of course be different apparatuses.
【００６３】[0063]
【発明の効果】本発明のエッチング方法は、配線部及び
配線部を覆って金属が成膜された基板が収容されるチャ
ンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供給し、チャン
バの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ
原料ガスプラズマで配線部を覆った部位の金属をエッチ
ングすることで基板の表面に金属製の配線部を形成する
ようにしたので、化学薬品を含んだ研削液を用いて機械
的に研削を行なう必要がなく原料ガスプラズマにより配
線部を覆った部位の金属を除去することができる。この
結果、環境が悪い状況（化学薬品等に晒される）の中で
の加工が必要なくなり、欠陥が生じることがなく良好な
環境で精度よく基板の表面に金属が埋め込まれた状態の
配線を形成することが可能になる。According to the etching method of the present invention, a source gas containing halogen is supplied into a chamber in which a wiring part and a substrate on which a metal film is formed so as to cover the wiring part are accommodated and plasma is generated inside the chamber. To generate the source gas plasma and etch the metal in the area where the source gas plasma covers the wiring part to form the metal wiring part on the surface of the substrate, so using a grinding fluid containing chemicals It is not necessary to mechanically grind the metal, and the metal in the portion covering the wiring portion can be removed by the source gas plasma. As a result, it is not necessary to process in a bad environment (exposure to chemicals), and defects are not generated, and the wiring with the metal embedded accurately on the surface of the substrate is formed in a good environment. It becomes possible to do.
【００６４】また、本発明のエッチング方法は、配線用
の凹部を表面に有する基板と金属製の被エッチング部材
との間におけるチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガ
スを供給し、チャンバの内部をプラズマ化して原料ガス
プラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部
材をエッチングすることにより被エッチング部材の金属
成分と原料ガスとの前駆体を生成し、基板側の温度を被
エッチング部材側の温度よりも低くすることで前駆体の
金属成分を基板に成膜させると共に、成膜後に基板側の
温度を高くして原料ガスプラズマにより凹部を覆う部位
に成膜された金属成分をエッチングすることで基板の表
面に埋め込まれた状態の金属製の配線部を形成するよう
にしたので、金属の成膜と配線のためのエッチングとを
一つのチャンバ内で実施することができ、化学薬品を含
んだ研削液を用いて機械的に研削を行なう必要がなく原
料ガスプラズマにより配線部を覆った部位の金属を除去
することができる。この結果、環境が悪い状況（化学薬
品等に晒される）の中での加工が必要なくなり、欠陥が
生じることがなく良好な環境で精度よく、しかも効率良
く基板の表面に金属が埋め込まれた状態の配線を形成す
ることが可能になる。Further, in the etching method of the present invention, a halogen-containing source gas is supplied into the chamber between the substrate having the wiring recesses on the surface and the metallic member to be etched, and the inside of the chamber is plasma-treated. To generate a precursor gas plasma and to etch the member to be etched with the source gas plasma to generate a precursor of the metal component of the member to be etched and the source gas, so that the temperature on the substrate side is higher than the temperature on the member side to be etched. By lowering it, the metal component of the precursor is deposited on the substrate, and after the deposition, the temperature of the substrate is raised to etch the metal component deposited on the portion covering the concave portion by the source gas plasma. Since the metal wiring part embedded in the surface is formed, metal film formation and etching for wiring are performed in one chamber. Can be carried out, it can be removed mechanically sites of metal covering the wiring portion from a source gas plasma is not necessary to perform grinding with a grinding fluid containing chemicals. As a result, there is no need to process in a bad environment (exposure to chemicals, etc.), defects are not generated, and in a good environment, the metal is embedded on the surface of the substrate accurately and efficiently. Wiring can be formed.
【００６５】本発明のエッチング装置は、配線部及び配
線部を覆って金属が成膜された基板が収容されるチャン
バと、チャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供給
する原料ガス供給手段と、チャンバの内部をプラズマ化
して原料ガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段
と、プラズマ発生手段で発生された原料ガスプラズマに
より基板に成膜された配線部を覆った部位の金属をエッ
チングさせる制御手段とを備えたので、化学薬品を含ん
だ研削液を用いて機械的に研削を行なう必要がなく原料
ガスプラズマにより配線部を覆った部位の金属を除去す
ることができる。この結果、環境が悪い状況（化学薬品
等に晒される）の中での加工が必要なくなり、欠陥が生
じることがなく良好な環境で精度よく基板の表面に金属
が埋め込まれた状態の配線を形成することが可能にな
る。The etching apparatus of the present invention comprises a chamber for accommodating a wiring part and a substrate on which a metal film is formed so as to cover the wiring part, and a source gas supply means for supplying a source gas containing halogen into the chamber. Plasma generating means for generating plasma of the source gas by converting the inside of the chamber into plasma, and control means for etching the metal of the portion covering the wiring part formed on the substrate by the source gas plasma generated by the plasma generating means. Since it is provided, it is not necessary to mechanically grind using a grinding liquid containing a chemical, and it is possible to remove the metal in the portion covering the wiring portion by the raw material gas plasma. As a result, it is not necessary to process in a bad environment (exposure to chemicals), and defects are not generated, and the wiring with the metal embedded accurately on the surface of the substrate is formed in a good environment. It becomes possible to do.
【００６６】また、本発明のエッチング装置は、配線用
の凹部を表面に有する基板が収容されるチャンバと、基
板に対向する位置におけるチャンバに設けられる金属製
の被エッチング部材と、基板と被エッチング部材との間
におけるチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供
給する原料ガス供給手段と、チャンバの内部をプラズマ
化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで
被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチ
ング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生
成するプラズマ発生手段と、基板側の温度を被エッチン
グ部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板
の表面に成膜させる温度制御手段と、成膜後に基板側の
温度を高くして原料ガスプラズマにより凹部を覆う部位
に成膜された金属をエッチングさせる制御手段とを備え
たので、金属の成膜と配線のためのエッチングとを一つ
のチャンバ内で実施することができ、化学薬品を含んだ
研削液を用いて機械的に研削を行なう必要がなく原料ガ
スプラズマにより配線部を覆った部位の金属を除去する
ことができる。この結果、環境が悪い状況（化学薬品等
に晒される）の中での加工が必要なくなり、欠陥が生じ
ることがなく良好な環境で精度よく、しかも効率良く基
板の表面に金属が埋め込まれた状態の配線を形成するこ
とが可能になる。Further, the etching apparatus of the present invention includes a chamber for accommodating a substrate having a recess for wiring on its surface, a metal member to be etched provided in the chamber at a position facing the substrate, the substrate and the member to be etched. A source gas supply means for supplying a source gas containing halogen into the chamber between the member and the member, and an etching target by etching the member to be etched with the source gas plasma by plasmaizing the inside of the chamber to generate the source gas plasma Plasma generating means for generating a precursor of the metal component contained in the member and the source gas, and the temperature of the substrate side is made lower than the temperature of the member to be etched to form the metal component of the precursor on the surface of the substrate. The temperature control means and the metal formed on the portion covering the recess by the source gas plasma by raising the temperature on the substrate side after the film formation. Since the control means for etching is provided, metal film formation and etching for wiring can be performed in one chamber, and it is necessary to mechanically grind using a grinding liquid containing a chemical. It is possible to remove the metal in the portion where the wiring portion is covered by the source gas plasma. As a result, there is no need to process in a bad environment (exposure to chemicals, etc.), defects are not generated, and in a good environment, the metal is embedded on the surface of the substrate accurately and efficiently. Wiring can be formed.
【図１】本発明の第１実施形態例に係る銅成膜装置の概
略側面図。FIG. 1 is a schematic side view of a copper film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】エッチング方法の工程説明図。FIG. 2 is a process explanatory diagram of an etching method.
【図３】検出機能を表す概略構成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a detection function.
【図４】本発明の第２実施形態例に係る銅成膜装置の概
略側面図。FIG. 4 is a schematic side view of a copper film forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図５】図４中のV-V 線矢視図。5 is a view taken along the line V-V in FIG.
【図６】図５中のVI-VI 線矢視図。6 is a view taken along the line VI-VI in FIG.
【図７】本発明の第３実施形態例に係る銅成膜装置の概
略側面図。FIG. 7 is a schematic side view of a copper film forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図８】図７中のVIII-VIII 線矢図。8 is a view taken along the line VIII-VIII in FIG.
【図９】本発明の第４実施形態例に係る銅成膜装置の概
略側面図。FIG. 9 is a schematic side view of a copper film forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
１ チャンバ ２ 支持台 ３ 基板 3a 凹部 3b 部位 ４，５０ ヒータ ５ 冷媒流通手段 ６ 温度制御手段 ７ 銅板部材 ８ 真空装置 ９，３４，４５ プラズマアンテナ １０，４８ 整合器 １１，４９ 電源 １２ ノズル １３，４６ 流量制御器 １４，４７ Cl2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ） １５ 前駆体（CuxCly） １６ Cu薄膜 １７ 排気口 ２０ バリアメタル層 ２１ 制御手段 ２２ 検出装置 ２３ 入射窓 ２４ 出射窓 ２５ レーザ光発振装置 ２６ レーザ光 ２７ 反射レーザ光 ２８ レーザ光受信装置 ３０ 天井板 ３１，４１ 被エッチング部材 ３２ リング部材 ３３ 突起部 ３５ 切欠部 ４２ 開口部 ４３ 通路 ４４ 励起室1 Chamber 2 Support 3 Substrate 3a Recess 3b Site 4, 50 Heater 5 Refrigerant flow means 6 Temperature control means 7 Copper plate member 8 Vacuum device 9, 34, 45 Plasma antenna 10, 48 Matching device 11, 49 Power supply 12 Nozzle 13, 46 Flow rate controller 14, 47 Cl 2 gas plasma (source gas plasma) 15 precursor (CuxCly) 16 Cu thin film 17 exhaust port 20 barrier metal layer 21 control means 22 detection device 23 entrance window 24 exit window 25 laser light oscillation device 26 laser Light 27 Reflected laser light 28 Laser light receiver 30 Ceiling plate 31, 41 Member to be etched 32 Ring member 33 Projection 35 Cutout 42 Opening 43 Passage 44 Excitation chamber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K057 DA01 DA14 DB04 DB06 DB08 DC10 DD01 DE01 DG02 DJ07 DM02 DM37 DM38 DM39 DN01 5F004 BA03 BA20 BB26 BD04 CA04 CB02 CB09 DA04 DA29 DB01 DB08 DB10 EA27 EB02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 4K057 DA01 DA14 DB04 DB06 DB08 DC10 DD01 DE01 DG02 DJ07 DM02 DM37 DM38 DM39 DN01 5F004 BA03 BA20 BB26 BD04 CA04 CB02 CB09 DA04 DA29 DB01 DB08 DB10 EA27 EB02
Claims (14)
れた基板が収容されるチャンバ内にハロゲンを含有する
原料ガスを供給し、チャンバの内部をプラズマ化して原
料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで配線部を
覆った部位の金属をエッチングすることで基板の表面に
金属製の配線部を形成することを特徴とするエッチング
方法。1. A source gas containing halogen is supplied into a chamber that accommodates a wiring part and a substrate on which a metal film is formed to cover the wiring part, and plasma is generated inside the chamber to generate a source gas plasma. An etching method characterized in that a metal wiring portion is formed on a surface of a substrate by etching a metal in a portion covering the wiring portion with a source gas plasma.
製の被エッチング部材との間におけるチャンバ内にハロ
ゲンを含有する原料ガスを供給し、チャンバの内部をプ
ラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラ
ズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被
エッチング部材の金属成分と原料ガスとの前駆体を生成
し、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低
くすることで前駆体の金属成分を基板に成膜させると共
に、成膜後に基板側の温度を高くして原料ガスプラズマ
により凹部を覆う部位に成膜された金属成分をエッチン
グすることで基板の表面に埋め込まれた状態の金属製の
配線部を形成することを特徴とするエッチング方法。2. A source gas containing halogen is supplied into a chamber between a substrate having a recess for wiring on the surface and a member to be etched made of metal, and the inside of the chamber is turned into plasma to generate source gas plasma. Then, the precursor of the metal component of the member to be etched and the source gas is generated by etching the member to be etched with the source gas plasma, and the temperature of the substrate side is made lower than the temperature of the member to be etched. After the metal component is deposited on the substrate, the temperature on the substrate side is increased after the deposition to etch the metal component deposited on the portion covering the recess by the source gas plasma, so that the state of being embedded in the surface of the substrate An etching method comprising forming a metal wiring part.
原料ガスは、塩素を含有する原料ガスであることを特徴
とするエッチング方法。3. The etching method according to claim 2, wherein the source gas containing halogen is a source gas containing chlorine.
は、銅製であることを特徴とするエッチング方法。4. The etching method according to claim 2, wherein the member to be etched is made of copper.
は、ハロゲン化物形成金属であるタンタンルもしくはタ
ングステンもしくはチタンもしくはシリコンであること
を特徴とするエッチング方法。5. The etching method according to claim 2, wherein the member to be etched is tantalum, tungsten, titanium, or silicon which is a halide-forming metal.
れた基板が収容されるチャンバと、チャンバ内にハロゲ
ンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発
生させるプラズマ発生手段と、プラズマ発生手段で発生
された原料ガスプラズマにより基板に成膜された配線部
を覆った部位の金属をエッチングさせる制御手段とを備
えたことを特徴とするエッチング装置。6. A chamber for accommodating a wiring part and a substrate on which a metal film is formed to cover the wiring part, and a source gas supply means for supplying a source gas containing halogen into the chamber.
Plasma generating means for generating plasma of the source gas by converting the inside of the chamber into plasma, and control means for etching the metal of the portion covering the wiring part formed on the substrate by the source gas plasma generated by the plasma generating means. An etching device characterized by being provided.
されるチャンバと、基板に対向する位置におけるチャン
バに設けられる金属製の被エッチング部材と、基板と被
エッチング部材との間におけるチャンバ内にハロゲンを
含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、チャ
ンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生さ
せ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングす
ることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原
料ガスとの前駆体を生成するプラズマ発生手段と、基板
側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前
駆体の金属成分を基板の表面に成膜させる温度制御手段
と、成膜後に基板側の温度を高くして原料ガスプラズマ
により凹部を覆う部位に成膜された金属をエッチングさ
せる制御手段とを備えたことを特徴とする金属成膜機能
を有するエッチング装置。7. A chamber for accommodating a substrate having a recess for wiring on its surface, a metal member to be etched provided in the chamber at a position facing the substrate, and a chamber between the substrate and the member to be etched. And a metal component contained in the member to be etched by etching the member to be etched with the source gas plasma by plasmaizing the inside of the chamber to generate the source gas plasma. Plasma generation means for generating a precursor with a source gas, temperature control means for forming a metal component of the precursor on the surface of the substrate by lowering the temperature on the substrate side than the temperature on the etched member side, and forming a film And a control means for increasing the temperature of the substrate side and etching the metal formed on the portion covering the recess by the source gas plasma. An etching apparatus having a metal film forming function characterized by the above.
を覆う部位の銅のエッチングが終了したことを検出する
検出機能が備えられていることを特徴とする金属成膜機
能を有するエッチング装置。8. The etching apparatus having a metal film forming function according to claim 7, wherein the control means is provided with a detection function for detecting completion of etching of copper in a portion covering the recess. .
は、チャンバの周囲に配されるコイル状巻線アンテナを
含むことを特徴とする金属成膜機能を有するエッチング
装置。9. The etching apparatus having a metal film forming function according to claim 7, wherein the plasma generating means includes a coil-shaped winding antenna arranged around the chamber.
は、チャンバの天井面の上に配される平面状巻線アンテ
ナを含むことを特徴とする金属成膜機能を有するエッチ
ング装置。10. The etching apparatus having a metal film forming function according to claim 7, wherein the plasma generating means includes a planar winding antenna disposed on the ceiling surface of the chamber.
は、チャンバのとは隔絶してプラズマを発生させる手段
を含むことを特徴とする金属成膜機能を有するエッチン
グ装置。11. The etching apparatus having a metal film forming function according to claim 7, wherein the plasma generating means includes means for generating plasma while being isolated from the chamber.
る原料ガスは、塩素を含有する原料ガスであることを特
徴とする金属成膜機能を有するエッチング装置。12. The etching apparatus having a metal film forming function according to claim 7, wherein the halogen-containing source gas is a chlorine-containing source gas.
項において、被エッチング部材を銅製とすることにより
前駆体としてCuxClyを生成することを特徴とする金属成
膜機能を有するエッチング装置。13. The etching apparatus having a metal film forming function according to claim 7, wherein the member to be etched is made of copper to generate CuxCly as a precursor.
項において、被エッチング部材は、ハロゲン化物形成金
属であるタンタンルもしくはタングステンもしくはチタ
ンもしくはシリコンであることを特徴とする金属成膜機
能を有するエッチング装置。14. The metal film forming function according to claim 7, wherein the member to be etched is tantalum, tungsten, titanium, or silicon which is a halide-forming metal. Etching equipment.
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