JP2006156486A - Substrate processing method and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reliable semiconductor device wherein holes, trenches, etc. can be formed with high accuracy without requiring a process such as Ar sputtering which gives heavy damage. <P>SOLUTION: An interlayer dielectric 207 is etched with a resist pattern 208 as a mask, and then an insulation film 206 for preventing Cu diffusion is etched to form a concave portion 220 to expose a lower-layer interconnection 205. Next, a plasma treatment is carried out using a treatment gas containing either hydrogen, nitrogen, or oxygen to delaminate the resist pattern 208 and remove impurities mixed in a surface layer of Cu. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板処理方法および半導体装置の製造方法に関し、詳細には、半導体装置製造において、配線を接続する為のホールや配線溝を形成する工程に特徴を有する基板処理方法および半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a substrate processing method and a semiconductor device manufacturing method, and more particularly, in a semiconductor device manufacturing, a substrate processing method and a semiconductor device manufacturing characterized by forming a hole and a wiring groove for connecting wirings. Regarding the method.

半導体装置の製造に際して、配線接続用のコンタクトプラグや、Cu配線でのビア・配線は、一般に層間絶縁膜にホールや溝を形成後、メタルを埋め込むことによって形成される。特にCu配線の埋込み形成方法は、ダマシンプロセスとして知られている(例えば、特許文献1)。そこで、シングルダマシンプロセスによって配線を形成する場合を例に挙げ、従来の方法について説明する。   In manufacturing a semiconductor device, contact plugs for wiring connection and vias / wirings in Cu wiring are generally formed by forming holes and grooves in an interlayer insulating film and then embedding metal. In particular, a Cu wiring embedding method is known as a damascene process (for example, Patent Document 1). Therefore, a conventional method will be described by taking as an example a case where wiring is formed by a single damascene process.

まず、下層配線上に、SiCやSiN等からなるCu拡散防止用絶縁膜と、層間絶縁膜を堆積し形成する。次に、層間絶縁膜に形成する溝パターンに対応するレジストパターンを、層間絶縁膜上に形成する。その後、このレジストパターンをマスクとして、層間絶縁膜にエッチング加工を施し、層間絶縁膜内に配線用の溝パターンを形成する。この段階では、Cu拡散防止用絶縁膜は除去されていない。   First, a Cu diffusion preventing insulating film made of SiC, SiN or the like and an interlayer insulating film are deposited and formed on the lower layer wiring. Next, a resist pattern corresponding to the groove pattern formed in the interlayer insulating film is formed on the interlayer insulating film. Thereafter, using this resist pattern as a mask, the interlayer insulating film is etched to form a wiring groove pattern in the interlayer insulating film. At this stage, the Cu diffusion preventing insulating film is not removed.

次に、レジストを剥離し、残渣を除去するための洗浄処理をした後に、Cu拡散防止用絶縁膜のエッチングを施し、Cu等から構成される下層配線メタルを露出させる。この後、Cuバリア用絶縁膜のエッチングによって表面に残った残渣を除去する為に洗浄を施し、スパッタ法またはPVD法(Physical Vapor Deposition)や電気めっき法を用いて、バリアメタルとCuを溝パターンに埋め込む。その後、余分なCuを取り除き平坦化処理してメタル配線を形成する。   Next, after removing the resist and performing a cleaning process for removing the residue, etching of the Cu diffusion preventing insulating film is performed to expose the lower wiring metal composed of Cu or the like. Thereafter, cleaning is performed to remove residues remaining on the surface by etching of the Cu barrier insulating film, and a barrier metal and Cu are formed into a groove pattern by sputtering, PVD (Physical Vapor Deposition), or electroplating. Embed in. Thereafter, excess Cu is removed and planarization is performed to form metal wiring.

このように、従来の技術では、Cuなどの下層配線メタルが露出する前にレジスト剥離を行い、レジスト剥離プロセスによって下層配線メタルが酸化する等のダメージを防いでいた。しかし、この手順では、Cu拡散防止用絶縁膜をエッチングした後、露出した下層配線メタルであるCu表面上に残された残渣を除去する処理は、洗浄のみであった。このため、Cu表面に打ち込まれた炭素やフッ素からなる不純物元素が取りきれず、バリアメタルを堆積する処理に先立ち、前処理としてArスパッタ処理等による物理的な衝撃を用いてこれらの不純物を除去する工程が挿入されていた。
特開2000−114368号公報(図11など)
As described above, in the conventional technique, the resist is removed before the lower wiring metal such as Cu is exposed, and damage such as oxidation of the lower wiring metal due to the resist peeling process is prevented. However, in this procedure, after etching the Cu diffusion preventing insulating film, cleaning is the only process for removing the residue left on the Cu surface, which is the exposed lower wiring metal. For this reason, the impurity elements made of carbon and fluorine implanted into the Cu surface cannot be completely removed, and these impurities are removed using a physical impact such as Ar sputtering as a pretreatment prior to the deposition of the barrier metal. The process to do was inserted.
JP 2000-114368 A (FIG. 11 etc.)

従来のダマシン技術においては、以下のような課題があった。
Cu拡散防止用絶縁膜をエッチングした後に、露出した下層配線メタルであるCu上部に残された残渣は、洗浄により除去可能であるが、Cu表層部に打ち込まれた不純物の完全な除去は不可能であるため、バリアメタル堆積前にArスパッタ処理等による物理的な衝撃を用いてCu表面のクリーニングを行う工程が必要となる。このArスパッタ処理工程では、形成したホールや溝パターンの上部が削れる形状劣化(いわゆる、肩落ち)の問題や、削り落とされたパーティクルがCu表面に再付着することでビア抵抗不良を引き起こす原因となるなどの問題があった。また、Arスパッタ処理の際に、下層配線メタルであるCuがスパッタされホールや溝パターンに再付着することで、後に成膜されるバリアメタルの密着性や膜質(配向性など)を劣化させ、配線の信頼性を低下させるという問題も生じていた。Arスパッタ処理工程自体、出来るだけ物理的な衝撃を和らげるような方向で条件の最適化が行われているが、衝撃の緩和と露出した下層配線メタルであるCu表層部に打ち込まれた不純物の除去効率とはトレードオフの関係にあり、最適条件の選択は現実には困難であった。
The conventional damascene technology has the following problems.
After etching the Cu diffusion prevention insulating film, the residue left on the upper part of the Cu, which is the exposed lower wiring metal, can be removed by cleaning, but the impurities implanted in the Cu surface layer cannot be completely removed. Therefore, a process of cleaning the Cu surface using a physical impact such as Ar sputtering treatment before barrier metal deposition is required. In this Ar sputtering process, there is a problem of shape deterioration (so-called shoulder drop) in which the upper part of the formed hole or groove pattern is scraped, and causes of poor via resistance due to reattachment of the scraped particles to the Cu surface. There were problems such as becoming. Also, during the Ar sputtering process, Cu, which is the lower wiring metal, is sputtered and reattached to the hole and groove pattern, thereby deteriorating the adhesion and film quality (orientation, etc.) of the barrier metal to be formed later, There has also been a problem of reducing the reliability of the wiring. The Ar sputter process itself has been optimized in the direction to reduce the physical impact as much as possible, but the impact is alleviated and the impurities implanted in the Cu surface layer that is the exposed lower layer metal are removed. Efficiency has a trade-off relationship, and selection of optimum conditions has been difficult in practice.

また、Arスパッタ処理は、層間絶縁膜に低誘電率絶縁膜を使用している場合は、側壁等に露出している低誘電率層間膜表面の構造を破壊することでダメージを与え、パーティクルの発生、密着性の低下や絶縁膜としての電気的特性劣化を招くという問題があった。   In addition, Ar sputtering treatment, when a low dielectric constant insulating film is used as an interlayer insulating film, causes damage by destroying the structure of the surface of the low dielectric constant interlayer film exposed on the side wall or the like. There has been a problem in that the generation, adhesion, and electrical characteristics of the insulating film are deteriorated.

さらに、レジストパターンを剥離後、拡散防止用絶縁膜をエッチングする工程を行なうため、露出した表面にエッチングによる強固な残渣がそのまま残り、これらを除去するために使用する洗浄薬液も、強力なものが必要となる。従って、この洗浄工程により膜形状の変化が生じたり、特に低誘電率層間絶縁膜を使用している場合は、化学反応による構造の変化のために密着性低下や電気的特性の劣化が起こったりするという問題を招いていた。   Furthermore, after removing the resist pattern, a process for etching the diffusion preventing insulating film is performed, so that a strong residue by etching remains on the exposed surface, and the cleaning chemical used for removing these remains powerful. Necessary. Therefore, the film shape changes due to this cleaning process, and particularly when a low dielectric constant interlayer insulating film is used, the adhesion changes and the electrical characteristics deteriorate due to the structural change due to the chemical reaction. Was inviting problems.

またさらに、レジストパターンの無い状況においてエッチングを行う為に、形成したホールや溝パターンの形状が拡散防止用絶縁膜のエッチング中に劣化してしまい、ホールや溝の形状の精度が損なわれるという問題もある。なお、このパターン劣化の問題は、ダマシンプロセスだけでなく、例えばトランジスタのゲート電極にコンタクト形成を行なう場合などにおいても同様に生ずることがある。   Furthermore, since etching is performed in the absence of a resist pattern, the shape of the formed hole or groove pattern deteriorates during the etching of the diffusion preventing insulating film, and the accuracy of the shape of the hole or groove is impaired. There is also. This problem of pattern deterioration may occur not only in the damascene process but also in the case where, for example, a contact is formed on the gate electrode of a transistor.

本発明は、上記のような問題点を解決すべくなされたものであり、Arスパッタ処理のようなダメージの大きい工程を必要とせず、高精度でホールや溝などを形成することが可能な基板処理方法、並びに信頼性の高い半導体装置を製造可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and does not require a large damage process such as an Ar sputtering process, and can form holes and grooves with high accuracy. It is an object of the present invention to provide a processing method and a manufacturing method of a semiconductor device capable of manufacturing a highly reliable semiconductor device.

上記課題を解決するため、本発明は、以下の(1)〜(24)を提供する。
(1) 少なくとも、基板上の他の部位と接続される被接続部と、その上に形成された被エッチング層と、該被エッチング層上に形成されパターニングされたマスク層と、を有し、前記被エッチング層にはエッチングによって前記マスク層のパターンに対応する凹部が形成され、該凹部において前記被接続部が露出した構造を有する被処理基板に対し、
水素、窒素または酸素の少なくとも1種以上を含むガスのプラズマを用い、前記マスク層を除去するとともに前記被接続部に混入している不純物を除去するプラズマ処理を行なうことを特徴とする、基板処理方法。
(2) 前記被接続部が、前記被エッチング層より下層の配線層に埋め込まれた金属配線であることを特徴とする、上記(1)の基板処理方法。
(3) 前記被接続部が、トランジスタのソース・ドレイン領域またはゲート電極であることを特徴とする、上記(1)の基板処理方法。
(4) 前記プラズマ処理は、被処理基板を載置する支持体に対してバイアス電圧を印加しながら行なうことを特徴とする、上記(1)から(3)のいずれかの基板処理方法。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following (1) to (24).
(1) At least a connected portion connected to another part on the substrate, an etched layer formed thereon, and a mask layer formed on the etched layer and patterned, A concave portion corresponding to the pattern of the mask layer is formed in the etched layer by etching, and the substrate to be processed has a structure in which the connected portion is exposed in the concave portion.
Substrate processing characterized by performing plasma treatment using plasma of a gas containing at least one of hydrogen, nitrogen, and oxygen to remove the mask layer and remove impurities mixed in the connected portion Method.
(2) The substrate processing method according to (1), wherein the connected portion is a metal wiring embedded in a wiring layer below the etching target layer.
(3) The substrate processing method according to (1), wherein the connected portion is a source / drain region or a gate electrode of a transistor.
(4) The substrate processing method according to any one of (1) to (3), wherein the plasma processing is performed while applying a bias voltage to a support on which a substrate to be processed is placed.

(5) 基板上に、下層金属配線を形成する工程と、
前記下層金属配線の上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に開口パターンを有するレジストを形成する工程と、
前記レジストをマスクとしてエッチングを行い、前記層間絶縁膜に凹部を形成し、前記下層金属配線を露出させる工程と、
前記レジストを除去する工程と、
前記レジストの除去後、基板の表面を洗浄する工程と、
を具備する、半導体装置の製造方法。
(6) 前記レジストを除去する工程では、水素、窒素または酸素の少なくとも1種以上を含むガスのプラズマを用い、前記レジストを除去するとともに前記下層金属配線に混入している不純物を除去するプラズマ処理を行なうことを特徴とする、上記(5)の半導体装置の製造方法。
(7) 前記基板の表面を洗浄する工程の後に、さらに、前記凹部において露出した前記下層金属配線の結晶欠陥を回復する工程を含むことを特徴とする、上記(5)または(6)の半導体装置の製造方法。
(8) 前記下層金属配線の結晶欠陥を回復する工程では、水素または窒素の少なくとも1種以上を含むガスの雰囲気中で100℃〜450℃の温度で熱処理を行なうことを特徴とする、上記(7)の半導体装置の製造方法。
(9) 前記下層金属配線の結晶欠陥を回復する工程の後に、さらに、前記凹部において露出した前記下層金属配線表面を清浄化する工程を含むことを特徴とする、上記(8)の半導体装置の製造方法。
(10) 前記下層金属配線表面を清浄化する工程では、露出した前記下層金属配線表面に形成された酸化膜を還元処理することを特徴とする、上記(9)の半導体装置の製造方法。
(11) 下層金属配線表面を清浄化する工程の後に、さらに、前記層間絶縁膜に形成された凹部に、バリアメタル層と導電体層を堆積して多層金属配線を形成する工程を含むことを特徴とする、上記(10)の半導体装置の製造方法。
(5) forming a lower layer metal wiring on the substrate;
Forming an interlayer insulating film on the lower metal wiring;
Forming a resist having an opening pattern on the interlayer insulating film;
Etching using the resist as a mask, forming a recess in the interlayer insulating film, exposing the lower layer metal wiring,
Removing the resist;
Cleaning the surface of the substrate after removing the resist;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
(6) In the step of removing the resist, plasma treatment is performed in which plasma of a gas containing at least one of hydrogen, nitrogen, and oxygen is used to remove the resist and remove impurities mixed in the lower metal wiring. (5) The method for manufacturing a semiconductor device according to (5) above.
(7) The semiconductor according to (5) or (6) above, further including a step of recovering crystal defects of the lower layer metal wiring exposed in the recess after the step of cleaning the surface of the substrate. Device manufacturing method.
(8) In the step of recovering crystal defects in the lower layer metal wiring, heat treatment is performed at a temperature of 100 ° C. to 450 ° C. in a gas atmosphere containing at least one of hydrogen and nitrogen. 7) A method for manufacturing a semiconductor device.
(9) The semiconductor device according to (8), further including a step of cleaning the surface of the lower layer metal wiring exposed in the concave portion after the step of recovering crystal defects of the lower layer metal wiring. Production method.
(10) The method for manufacturing a semiconductor device according to (9), wherein, in the step of cleaning the surface of the lower metal wiring, the oxide film formed on the exposed surface of the lower metal wiring is reduced.
(11) After the step of cleaning the surface of the lower layer metal wiring, the method further includes the step of forming a multilayer metal wiring by depositing a barrier metal layer and a conductor layer in the recess formed in the interlayer insulating film. The method for manufacturing a semiconductor device according to (10), characterized in that it is characterized in that

(12) 基板上に、下層金属配線を形成する工程と、
前記下層金属配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に開口パターンを有する第1のレジストを形成する工程と、
前記第1のレジストをマスクとしてエッチングを行い、前記層間絶縁膜に第1の凹部を形成し、前記下層金属配線を露出させる工程と、
前記第1のレジストを除去する工程と、
前記層間絶縁膜上に開口パターンを有する第2のレジストを形成する工程と、
前記第2のレジストをマスクとしてエッチングを行い、前記層間絶縁膜に第2の凹部を形成する工程と、
前記第2のレジストを除去する工程と、
前記レジストの除去後、基板の表面を洗浄する工程と、
を具備する、半導体装置の製造方法。
(13) 前記第1のレジストおよび/または前記第2のレジストを除去する工程では、水素、窒素または酸素の少なくとも1種以上を含むガスのプラズマを用い、前記レジストを除去するとともに前記下層金属配線に混入している不純物を除去するプラズマ処理を行なうことを特徴とする、上記(12)の半導体装置の製造方法。
(14) 前記基板の表面を洗浄する工程の後に、さらに、前記第2の凹部において露出した前記下層金属配線の結晶欠陥を回復する工程を含むことを特徴とする、上記(12)または(13)の半導体装置の製造方法。
(15) 前記下層金属配線の結晶欠陥を回復する工程では、水素または窒素の少なくとも1種以上を含むガスの雰囲気中で100℃〜450℃の温度で熱処理を行なうことを特徴とする、上記(14)の半導体装置の製造方法。
(16) 前記下層金属配線の結晶欠陥を回復する工程の後に、さらに、前記第2の凹部において露出した前記下層金属配線表面を清浄化する工程を含むことを特徴とする、上記(15)の半導体装置の製造方法。
(17) 前記下層金属配線表面を清浄化する工程では、露出した前記下層金属配線表面に形成された酸化膜を還元処理することを特徴とする、上記(16)の半導体装置の製造方法。
(18) 下層金属配線表面を清浄化する工程の後に、さらに、前記層間絶縁膜に形成された前記第1の凹部および前記第2の凹部に、バリアメタル層と導電体層を堆積して多層金属配線を形成する工程を含むことを特徴とする、上記(17)の半導体装置の製造方法。
(12) forming a lower layer metal wiring on the substrate;
Forming an interlayer insulating film on the lower metal wiring;
Forming a first resist having an opening pattern on the interlayer insulating film;
Etching using the first resist as a mask, forming a first recess in the interlayer insulating film, and exposing the lower layer metal wiring;
Removing the first resist;
Forming a second resist having an opening pattern on the interlayer insulating film;
Etching using the second resist as a mask to form a second recess in the interlayer insulating film;
Removing the second resist;
Cleaning the surface of the substrate after removing the resist;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
(13) In the step of removing the first resist and / or the second resist, plasma of a gas containing at least one of hydrogen, nitrogen, and oxygen is used to remove the resist and the lower layer metal wiring (12) The method for manufacturing a semiconductor device according to (12), wherein plasma treatment is performed to remove impurities mixed in the semiconductor device.
(14) The step (12) or (13) further comprising a step of recovering crystal defects of the lower layer metal wiring exposed in the second recess after the step of cleaning the surface of the substrate. ) Semiconductor device manufacturing method.
(15) In the step of recovering crystal defects of the lower layer metal wiring, heat treatment is performed at a temperature of 100 ° C. to 450 ° C. in a gas atmosphere containing at least one of hydrogen and nitrogen. 14) A method for manufacturing a semiconductor device.
(16) After the step of recovering crystal defects in the lower layer metal wiring, the method further includes a step of cleaning the surface of the lower layer metal wiring exposed in the second recess. A method for manufacturing a semiconductor device.
(17) The method for manufacturing a semiconductor device according to (16), wherein, in the step of cleaning the surface of the lower metal wiring, the oxide film formed on the exposed surface of the lower metal wiring is reduced.
(18) After the step of cleaning the surface of the lower layer metal wiring, a barrier metal layer and a conductor layer are further deposited in the first recess and the second recess formed in the interlayer insulating film to form a multilayer The method for manufacturing a semiconductor device according to (17), further comprising a step of forming a metal wiring.

(19) プラズマを発生させるプラズマ供給源と、
前記プラズマにより、被処理体に対しプラズマ処理を行なうための処理室を区画する処理容器と、
前記処理容器内で前記被処理体を載置する支持体と、
前記処理容器内を減圧するための排気手段と、
前記処理容器内にガスを供給するためのガス供給手段と、
上記(1)から(4)のいずれかの基板処理方法が行なわれるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする、プラズマ処理装置。
(20) コンピュータ上で動作し、実行時に、上記(1)から(4)のいずれかの基板処理方法が行なわれるようにプラズマ処理装置を制御することを特徴とする、制御プログラム。
(21) コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、上記(1)から(4)のいずれかの基板処理方法に用いられるプラズマ処理装置を制御することを特徴とする、コンピュータ記憶媒体。
(19) a plasma supply source for generating plasma;
A processing container for partitioning a processing chamber for performing plasma processing on an object to be processed by the plasma;
A support for placing the object to be processed in the processing container;
An exhaust means for decompressing the inside of the processing vessel;
Gas supply means for supplying gas into the processing vessel;
A control unit that controls the substrate processing method of any one of (1) to (4) to be performed;
A plasma processing apparatus comprising:
(20) A control program that operates on a computer and controls the plasma processing apparatus so that the substrate processing method according to any one of (1) to (4) is performed at the time of execution.
(21) A computer storage medium storing a control program that runs on a computer,
A computer storage medium characterized in that, when executed, the control program controls a plasma processing apparatus used in any of the substrate processing methods (1) to (4).

(22) 基板に対し、プラズマ処理を行なうプラズマ処理装置と、成膜処理を行なう成膜装置と、レジスト塗布処理および現像処理を行なうレジスト塗布・現像装置と、露光処理を行なう露光装置と、熱処理を行なう熱処理装置と、洗浄処理を行なう洗浄装置と、研磨処理を行なう研磨装置と、これらの装置を用い、上記(5)から(18)のいずれかの半導体装置の製造方法が行なわれるように制御する制御部と、を備えたことを特徴とする、半導体装置製造システム。
(23) コンピュータ上で動作し、実行時に、上記(5)から(18)のいずれかの半導体装置の製造方法が行なわれるように、複数の半導体製造装置を制御することを特徴とする、制御プログラム。
(24) コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、上記(5)から(18)のいずれかの半導体装置の製造方法に用いられる複数の半導体製造装置を制御することを特徴とする、コンピュータ記憶媒体。
(22) A plasma processing apparatus that performs plasma processing on a substrate, a film forming apparatus that performs a film forming process, a resist coating / developing apparatus that performs a resist coating process and a developing process, an exposure apparatus that performs an exposure process, and a heat treatment The semiconductor device manufacturing method according to any one of the above (5) to (18) is performed using the heat treatment apparatus for performing the above, the cleaning apparatus for performing the cleaning process, the polishing apparatus for performing the polishing process, and these apparatuses. And a control unit for controlling the semiconductor device.
(23) Control that operates on a computer and controls a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses so that the semiconductor device manufacturing method according to any one of (5) to (18) is performed at the time of execution. program.
(24) A computer storage medium storing a control program that runs on a computer,
A computer storage medium characterized in that, when executed, the control program controls a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses used in the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of (5) to (18).

本発明では、少なくとも、基板上の他の領域と接続される被接続部と、その上に形成された被エッチング層と、被エッチング層上に形成されパターニングされたレジストなどのマスク層と、を有する被処理基板に対し、まずエッチングによってマスク層のパターンに対応する凹部を形成する段階で被接続部を露出させておき、その後にプラズマ処理を行なうことによって、マスク層を除去すると同時に、エッチング過程で露出した被接続部に打ち込まれ、その表層に混入している不純物を除去することが可能になる。この段階で不純物を除去することによって、後に続く工程で、Arスパッタ処理のような物理的衝撃を伴う手法を必要としない。また、プラズマ処理の過程で飛散したCuなどの付着物は、その後のウエット洗浄によって容易に除去できるので、バリアメタルとの密着性の障害要因になることはなく、洗浄自体も緩やかな条件で実施できる。
従って、例えば、ダマシンプロセスによりビアや配線を形成する際や、トランジスタのソース・ドレインと呼ばれる拡散領域上やゲート電極上にコンタクトを形成する際等に、低抵抗で歩留りが高く、信頼性の高い多層配線形成を行うことが可能となる。また、実質的に総工程数の削減が可能であり、製造コストの低減にも寄与できる。
In the present invention, at least a connected portion connected to another region on the substrate, an etched layer formed thereon, and a mask layer such as a resist formed and patterned on the etched layer, The substrate to be processed is first etched to form a recess corresponding to the pattern of the mask layer, and then the connected portion is exposed, and then the plasma treatment is performed to remove the mask layer and simultaneously perform the etching process. It is possible to remove the impurities mixed in the surface layer by being driven into the connected portion exposed in step (1). By removing impurities at this stage, a method involving physical impact such as Ar sputtering is not required in the subsequent process. Also, Cu and other deposits scattered during the plasma treatment can be easily removed by subsequent wet cleaning, so there is no obstacle to adhesion to the barrier metal, and the cleaning itself is performed under mild conditions. it can.
Therefore, for example, when forming a via or wiring by a damascene process, or when forming a contact on a diffusion region called a source / drain of a transistor or a gate electrode, the resistance is low and the yield is high and the reliability is high. Multi-layer wiring can be formed. Further, the total number of steps can be substantially reduced, which can contribute to a reduction in manufacturing cost.

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。
まず、本発明をダマシンプロセスに適用する場合を例に挙げ、発明の概略を説明する。図1は、シングルダマシンプロセスの処理フローを示す例である。この例では、シングルダマシンプロセスの代表的な工程としてステップS101〜ステップS111を示している。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the outline of the invention will be described by taking as an example the case where the present invention is applied to a damascene process. FIG. 1 is an example showing a processing flow of a single damascene process. In this example, steps S101 to S111 are shown as typical steps of the single damascene process.

まず、ステップS101では、Cuが埋め込まれ、下層金属配線が形成された状態の半導体基板等にCu拡散防止用絶縁膜を形成する。次に、ステップS102では、Cu拡散防止用絶縁膜の上に層間絶縁膜を形成し、さらにステップS103では、例えばフォトリソグラフィー技術を用いて、ビアや溝に対応するレジストパターンを形成する。   First, in step S101, a Cu diffusion preventing insulating film is formed on a semiconductor substrate or the like in a state where Cu is embedded and a lower metal wiring is formed. Next, in step S102, an interlayer insulating film is formed on the Cu diffusion preventing insulating film, and in step S103, a resist pattern corresponding to a via or a trench is formed using, for example, a photolithography technique.

ステップS104では、ステップS103で形成されたレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜をエッチングして凹部(開口)を形成する。このエッチングは、下層金属配線のCu表面が露出するまで行なう。次に、ステップS105のプラズマ処理工程では、後述するようにプラズマ処理装置を用い、所定の条件でプラズマ処理を行ない、レジストの除去(アッシング)を行なう。このステップS105では、レジストの除去と同時に、露出したCu表面にプラズマが作用することにより、ステップS104のエッチングの際にCu表層に打ち込まれたCやFなどの不純物が除去される。   In step S104, the interlayer insulating film is etched using the resist pattern formed in step S103 as a mask to form a recess (opening). This etching is performed until the Cu surface of the lower layer metal wiring is exposed. Next, in the plasma processing step of step S105, plasma processing is performed under a predetermined condition using a plasma processing apparatus as will be described later, and resist removal (ashing) is performed. In this step S105, simultaneously with the removal of the resist, plasma acts on the exposed Cu surface, so that impurities such as C and F implanted in the Cu surface layer during the etching in step S104 are removed.

続いて、ステップS106ではウエット洗浄を行い、基板表面の付着物を除去する。この際、ステップS105のプラズマ処理におけるスパッタ作用によって凹部の側壁に付着したCuなども除去される。   Subsequently, in step S106, wet cleaning is performed to remove deposits on the substrate surface. At this time, Cu or the like adhering to the side wall of the recess is also removed by the sputtering action in the plasma processing in step S105.

洗浄後、ステップS107ではアニール(熱処理)を実施し、ステップS105のプラズマ処理において生じた下層金属配線の表層の結晶の乱れ(結晶欠陥)を回復させる。さらに、ステップS108では、バリアメタル形成に先だって、下層金属配線の表面に形成された酸化膜を還元処理し、清浄化する。なお、ステップS107、S108は、必要に応じて行なうことができる任意の工程である。   After cleaning, annealing (heat treatment) is performed in step S107 to recover the crystal disorder (crystal defects) in the surface layer of the lower metal wiring generated in the plasma processing in step S105. Further, in step S108, prior to the formation of the barrier metal, the oxide film formed on the surface of the lower layer metal wiring is reduced and cleaned. Steps S107 and S108 are optional steps that can be performed as necessary.

次に、ステップS109では、ステップS104のエッチングにより形成された凹部にバリアメタルを形成し、ステップS110では導電体としてのCuを埋込み、ステップS111では、例えばCMP(化学機械研磨法;Chemical Mechanical Polishing)によって平坦化を実施する。   Next, in step S109, a barrier metal is formed in the recess formed by the etching in step S104. In step S110, Cu as a conductor is embedded. In step S111, for example, CMP (Chemical Mechanical Polishing); Perform planarization by

次に、本発明をデュアルダマシンプロセスに適用する場合を例に挙げて説明する。図2は、デュアルダマシンプロセスの処理フローを示す例である。この例では、デュアルダマシンプロセスの代表的な工程としてステップS201〜ステップS214を示しており、このうちステップS201〜ステップS203までと、ステップS212〜ステップS214までは図1のシングルダマシンプロセスと共通するため、ここでは説明を省略する。   Next, a case where the present invention is applied to a dual damascene process will be described as an example. FIG. 2 is an example showing a processing flow of a dual damascene process. In this example, steps S201 to S214 are shown as typical steps of the dual damascene process. Among these steps, steps S201 to S203 and steps S212 to S214 are common to the single damascene process of FIG. The description is omitted here.

ステップS204では、ステップS203で形成された第1のレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜をエッチングし、第1の凹部(開口)を形成する。このエッチングは、下層金属配線のCu表面が露出するまで行なう。次に、ステップS205の第1のプラズマ処理工程では、後述するようにプラズマ処理装置を用いて所定の条件でプラズマ処理を行ない、レジストの除去(アッシング)を行なう。このステップS205では、レジストの除去と同時に、露出したCu表面にプラズマが作用することにより、ステップS204のエッチングの際にCu表層に打ち込まれたCやFなどの不純物が除去される。   In step S204, the interlayer insulating film is etched using the first resist pattern formed in step S203 as a mask to form a first recess (opening). This etching is performed until the Cu surface of the lower layer metal wiring is exposed. Next, in the first plasma processing step of step S205, plasma processing is performed under a predetermined condition using a plasma processing apparatus as will be described later, and resist removal (ashing) is performed. In this step S205, simultaneously with the removal of the resist, plasma acts on the exposed Cu surface, thereby removing impurities such as C and F implanted into the Cu surface layer during the etching in step S204.

続いて、ステップS206では、フォトリソグラフィーによりビアや溝に対応する第2のレジストパターンを形成する。次に、ステップS207では、ステップS206で形成された第2のレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜をエッチングして第2の凹部(開口)を形成する。通常、この第2の凹部は、断面視略T字形に形成される。
次に、ステップS208の第2のプラズマ処理工程では、後述するようにプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行ない、所定の条件でレジストの剥離(アッシング)を行なう。このステップS208では、レジストの除去だけでなく、露出したCu表面にプラズマが作用することにより、ステップS207のエッチングの際にCu表層に打ち込まれたCやFなどの不純物が除去される。
Subsequently, in step S206, a second resist pattern corresponding to the via and the groove is formed by photolithography. Next, in step S207, the interlayer insulating film is etched using the second resist pattern formed in step S206 as a mask to form a second recess (opening). Usually, this 2nd recessed part is formed in cross sectional view substantially T-shape.
Next, in the second plasma processing step of step S208, plasma processing is performed using a plasma processing apparatus as will be described later, and the resist is stripped (ashed) under predetermined conditions. In step S208, not only the resist is removed, but also plasma acts on the exposed Cu surface, so that impurities such as C and F implanted in the Cu surface layer during the etching in step S207 are removed.

続いて、ステップS209ではウエット洗浄を行い、基板表面の付着物を除去する。この際、ステップS208の第2のプラズマ処理におけるスパッタ作用によって凹部の側壁に付着したCuなども除去される。   Subsequently, in step S209, wet cleaning is performed to remove deposits on the substrate surface. At this time, Cu or the like adhering to the side wall of the recess is also removed by the sputtering action in the second plasma processing in step S208.

洗浄後、ステップS210ではアニール(熱処理)を実施し、ステップS205およびステップS208のプラズマ処理において生じた下層金属配線表層の結晶の乱れ(結晶欠陥)を回復させる。さらに、ステップS211では、バリアメタル形成に先だって、下層金属配線の表面に形成された酸化膜を還元処理し、清浄化する。なお、ステップS210、S211は、必要に応じて行なうことができる任意の工程である。   After cleaning, annealing (heat treatment) is performed in step S210 to recover crystal disorder (crystal defects) in the lower metal wiring surface layer generated in the plasma processing in steps S205 and S208. Furthermore, in step S211, prior to the formation of the barrier metal, the oxide film formed on the surface of the lower metal wiring is reduced and cleaned. Steps S210 and S211 are optional steps that can be performed as necessary.

次に、ステップS212では、以上のように形成された第2の凹部にバリアメタルを形成し、ステップS213では導電体としてのCuを埋込み、ステップS214では、例えばCMPによって平坦化を実施する。以上の一連の工程によりデュアルダマシンプロセスが実施される。   Next, in step S212, a barrier metal is formed in the second recess formed as described above. In step S213, Cu as a conductor is buried, and in step S214, planarization is performed by, for example, CMP. The dual damascene process is performed through the above series of steps.

このように、本発明は、シングルダマシンプロセスと同様に、デュアルダマシンプロセスにも適用できる。なお、ここではCu膜を埋め込むダマシンプロセスを例に挙げたが、Al膜やW膜などの他の金属を用いるプロセスにも適用できる。   Thus, the present invention can be applied to a dual damascene process as well as a single damascene process. Here, a damascene process for embedding a Cu film is taken as an example, but the present invention can also be applied to a process using other metals such as an Al film and a W film.

図3は、例えば図1や図2に示す手順に従い、本発明方法をダマシンプロセスに適用する上で好適に利用できる半導体装置製造システム100の構成を示す図面である。この半導体装置製造システム100は、半導体基板に対し、プラズマによるエッチング処理を行なうエッチング装置とアッシングを行なうアッシング装置を兼用したプラズマ処理装置101、スパッタ法、PVD法、CVD法、電気めっき法などによる成膜を行なう成膜装置102、フォトリソグラフィー工程でレジスト塗布・現像を行なうためのコーターやディベロッパーを備えたレジスト塗布・現像装置103、同様にフォトリソグラフィー工程で露光処理を行なうための露光装置104、熱処理(アニールやベーク)を行なうための熱処理装置105、薬液によるウエット洗浄を行なうための洗浄装置106、CMPを行なうための研磨装置107を備えた処理部110と、プロセスコントローラ111、ユーザーインターフェース112、記憶部113を含むメイン制御部120を備えている。
なお、プラズマ処理装置101、成膜装置102、レジスト塗布・現像装置103、露光装置104、熱処理装置105、洗浄装置106、研磨装置107としては、特に制限なく既知の構成の装置を利用できる。また、処理部110の各装置は、それぞれ単一の装置を意味するものではなく、例えば成膜装置101であれば、プラズマCVD装置と熱CVD、PVD装置、電気めっき装置というように、複数の装置を含む意味で用いる。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device manufacturing system 100 that can be suitably used in applying the method of the present invention to a damascene process, for example, according to the procedure shown in FIGS. 1 and 2. The semiconductor device manufacturing system 100 includes a plasma processing apparatus 101 that combines an etching apparatus that performs etching with plasma and an ashing apparatus that performs ashing on a semiconductor substrate, a sputtering method, a PVD method, a CVD method, an electroplating method, and the like. A film forming apparatus 102 for performing a film, a resist coating / developing apparatus 103 having a coater and a developer for performing resist coating / developing in a photolithography process, an exposure apparatus 104 for performing exposure processing in a photolithography process, and heat treatment A heat treatment apparatus 105 for performing (annealing or baking), a cleaning apparatus 106 for performing wet cleaning with a chemical solution, a processing unit 110 including a polishing apparatus 107 for performing CMP, a process controller 111, and a user interface 1 2, and a main control unit 120 including a storage unit 113.
In addition, as a plasma processing apparatus 101, a film forming apparatus 102, a resist coating / developing apparatus 103, an exposure apparatus 104, a heat treatment apparatus 105, a cleaning apparatus 106, and a polishing apparatus 107, apparatuses having known configurations can be used without any particular limitation. In addition, each device of the processing unit 110 does not mean a single device. For example, in the case of the film forming device 101, a plurality of devices such as a plasma CVD device, a thermal CVD, a PVD device, and an electroplating device are used. Used to include devices.

処理部110の各装置は、CPUを備えたプロセスコントローラ111に接続されて制御される構成となっている。プロセスコントローラ111には、工程管理者が処理部110の各装置を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、処理部110の各装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース112と、処理部110で実行される各種処理をプロセスコントローラ111の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部113と、が接続されている。   Each device of the processing unit 110 is connected to and controlled by a process controller 111 having a CPU. The process controller 111 includes a keyboard that allows a process manager to input commands to manage each device of the processing unit 110, a display that visualizes and displays the operating status of each device of the processing unit 110, and the like. A user interface 112 is connected to a storage unit 113 that stores a recipe in which a control program and processing condition data for realizing various processes executed by the processing unit 110 are controlled by the process controller 111. ing.

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース112からの指示等を受けて、任意のレシピを記憶部113から呼び出してプロセスコントローラ111に実行させることで、プロセスコントローラ111の制御下で、処理部110において所望の各種処理が行われる。また、前記レシピは、例えば、CD−ROM、ハードディスク、フレキシブルディスク、不揮発性メモリなどの読み出し可能な記憶媒体に格納された状態のものを利用したり、あるいは、処理部110の各装置間、あるいは外部の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
なお、メイン制御部120による全体的な制御は行なわず、あるいは、メイン制御部120による全体的な制御と重畳的に、処理部110の各装置毎にプロセスコントローラ、ユーザーインターフェースおよび記憶部を含む制御部を個別に配備する構成を採用することもできる。
Then, if necessary, the processing unit 110 receives an instruction from the user interface 112, calls an arbitrary recipe from the storage unit 113, and causes the process controller 111 to execute the desired recipe under the control of the process controller 111. Various processes are performed. In addition, for example, the recipe may be stored in a readable storage medium such as a CD-ROM, a hard disk, a flexible disk, or a nonvolatile memory, or between recipes in the processing unit 110, or It is also possible to transmit the data from an external device as needed via, for example, a dedicated line and use it online.
Note that the overall control by the main control unit 120 is not performed, or a control including a process controller, a user interface, and a storage unit for each device of the processing unit 110 in a manner superimposed on the overall control by the main control unit 120. It is also possible to adopt a configuration in which the parts are individually deployed.

本発明は、例えば図1および図2の処理手順において、エッチング工程の後に行なわれるプラズマ処理工程に特徴を有している。そこで、以下では、これらエッチング工程とプラズマ処理工程について、プラズマ処理装置101の構成とともに詳細に説明する。
図4は、本発明方法におけるエッチング工程(例えば、図1のステップS104、図2のステップS204、ステップS207)と、プラズマ処理工程(例えば、図1のステップS105、図2のステップS205、ステップS208)の実施に好適に使用可能なプラズマ処理装置の構成例を模式的に示すものである。このプラズマ処理装置101は、電極板が上下平行に対向し、双方に高周波電源が接続された容量結合型平行平板方式のプラズマ処理装置として構成されている。
The present invention is characterized by a plasma processing step performed after the etching step in the processing procedure of FIGS. 1 and 2, for example. Therefore, hereinafter, the etching process and the plasma processing process will be described in detail together with the configuration of the plasma processing apparatus 101.
4 shows an etching process (for example, step S104 in FIG. 1, step S204 in FIG. 2, step S207) and a plasma processing process (for example, step S105 in FIG. 1, step S205 in FIG. 2, step S208) in the method of the present invention. ) Schematically shows a configuration example of a plasma processing apparatus that can be suitably used for the implementation of (1). The plasma processing apparatus 101 is configured as a capacitively coupled parallel plate type plasma processing apparatus in which electrode plates face each other in parallel in the vertical direction and a high frequency power source is connected to both of them.

このプラズマ処理装置101は、例えば表面がアルマイト処理(陽極酸化処理)されたアルミニウムからなる円筒形状に成形されたチャンバー2を有しており、このチャンバー2は接地されている。チャンバー2内には、例えばシリコンからなり、その上に被処理基板として、所定の膜が形成されたウエハWを水平に載置し、下部電極として機能するサセプタ5がサセプタ支持台4に支持された状態で設けられている。このサセプタ5にはハイパスフィルター(HPF)6が接続されている。   The plasma processing apparatus 101 has a chamber 2 formed into a cylindrical shape made of, for example, aluminum whose surface is anodized (anodized), and the chamber 2 is grounded. In the chamber 2, a wafer W made of, for example, silicon and having a predetermined film formed thereon as a substrate to be processed is horizontally placed, and a susceptor 5 that functions as a lower electrode is supported by the susceptor support 4. It is provided in the state. A high pass filter (HPF) 6 is connected to the susceptor 5.

サセプタ支持台4の内部には、温度調節媒体室7が設けられており、導入管8を介して温度調節媒体室7に温度調節媒体が導入、循環され、サセプタ5を所望の温度に制御できるようになっている。   A temperature control medium chamber 7 is provided inside the susceptor support 4, and the temperature control medium is introduced into the temperature control medium chamber 7 through the introduction pipe 8 and circulated so that the susceptor 5 can be controlled to a desired temperature. It is like that.

サセプタ5は、その上中央部が凸状の円板状に成形され、その上にウエハWと略同形の静電チャック11が設けられている。静電チャック11は、絶縁材の間に電極12が介在された構成となっており、電極12に接続された直流電源13から例えば1.5kVの直流電圧が印加されることにより、クーロン力によってウエハWを静電吸着する。   The upper center portion of the susceptor 5 is formed into a convex disk shape, and an electrostatic chuck 11 having substantially the same shape as the wafer W is provided thereon. The electrostatic chuck 11 has a configuration in which an electrode 12 is interposed between insulating materials. When a DC voltage of, for example, 1.5 kV is applied from a DC power source 13 connected to the electrode 12, the electrostatic chuck 11 is subjected to Coulomb force. The wafer W is electrostatically adsorbed.

そして、絶縁板3、サセプタ支持台4、サセプタ5、さらには静電チャック11には、被処理基板であるウエハWの裏面に、伝熱媒体、例えばHeガスなどを所定圧力(バックプレッシャー)にて供給するためのガス通路14が形成されており、この伝熱媒体を介してサセプタ5とウエハWとの間の熱伝達がなされ、ウエハWが所定の温度に維持されるようになっている。   The insulating plate 3, the susceptor support 4, the susceptor 5, and the electrostatic chuck 11 are heated to a predetermined pressure (back pressure) with a heat transfer medium, such as He gas, on the back surface of the wafer W, which is the substrate to be processed. A gas passage 14 is formed for supply, and heat transfer is performed between the susceptor 5 and the wafer W via the heat transfer medium so that the wafer W is maintained at a predetermined temperature. .

サセプタ5の上端周縁部には、静電チャック11上に載置されたウエハWを囲むように、環状のフォーカスリング15が配置されている。このフォーカスリング15は、セラミックスあるいは石英などの絶縁性材料からなり、プラズマ処理の均一性を向上させるように作用する。   An annular focus ring 15 is disposed at the upper peripheral edge of the susceptor 5 so as to surround the wafer W placed on the electrostatic chuck 11. The focus ring 15 is made of an insulating material such as ceramics or quartz and acts to improve the uniformity of the plasma processing.

サセプタ5の上方には、このサセプタ5と平行に対向して上部電極21が設けられている。この上部電極21は、絶縁材22を介して、チャンバー2の上部に支持されており、サセプタ5との対向面を構成し、多数の吐出孔23を有する、例えばアルミニウムからなる電極板24と、この電極板24を支持する導電性材料、例えば表面がアルマイト処理されたアルミニウムからなる電極支持体25とによって構成されている。なお、サセプタ5と上部電極21との間隔は、調節可能とされている。   An upper electrode 21 is provided above the susceptor 5 so as to face the susceptor 5 in parallel. The upper electrode 21 is supported on the upper portion of the chamber 2 via an insulating material 22, constitutes a surface facing the susceptor 5, and has a number of discharge holes 23, for example, an electrode plate 24 made of aluminum, The electrode plate 24 is composed of a conductive material, for example, an electrode support 25 made of aluminum whose surface is anodized. The interval between the susceptor 5 and the upper electrode 21 can be adjusted.

上部電極21における電極支持体25の中央には、ガス導入口26が設けられ、さらにこのガス導入口26には、ガス供給管27が接続されており、さらにこのガス供給管27には、バルブ28並びにマスフローコントローラ29を介して、処理ガス供給源30が接続され、この処理ガス供給源30から、エッチングやレジスト剥離(アッシング)のための処理ガスが供給されるようになっている。なお、図4では、一つの処理ガス供給源30のみを代表的に図示しているが、処理ガス供給源30は複数設けられており、複数種類のガスを、それぞれ独立に流量制御して、チャンバー2内に供給できるよう構成されている。ここで、エッチング用ガスとしては、例えば、C、C、CF、CHF、CH、CHF等や、これらとN、Ar、O、He等との混合ガス等を用いることができる。また、アッシング用ガスとしては、例えば水素、窒素または酸素を含むガス、具体的には、CO、CO、N、H、O、NH等やこれらの混合ガス、さらには上記したガスとHe、Ar等の混合ガス等を用いることができる。 A gas introduction port 26 is provided at the center of the electrode support 25 in the upper electrode 21, and a gas supply pipe 27 is connected to the gas introduction port 26. Further, a valve is connected to the gas supply pipe 27. 28 and a mass flow controller 29 are connected to a processing gas supply source 30, and a processing gas for etching and resist stripping (ashing) is supplied from the processing gas supply source 30. In FIG. 4, only one processing gas supply source 30 is representatively illustrated. However, a plurality of processing gas supply sources 30 are provided, and a plurality of types of gases are independently flow controlled, It is configured so that it can be supplied into the chamber 2. Here, as the etching gas, for example, C 4 F 8 , C 5 F 8 , CF 4 , CHF 3 , CH 2 F 2 , CH 3 F, etc., and these, N 2 , Ar, O 2 , He, etc. A mixed gas or the like can be used. As the ashing gas, for example, a gas containing hydrogen, nitrogen, or oxygen, specifically, CO, CO 2 , N 2 , H 2 , O 2 , NH 3, or a mixed gas thereof, or the above-described gas A gas and a mixed gas of He, Ar, or the like can be used.

チャンバー2の底部には排気管31が接続されており、この排気管31には排気装置35が接続されている。排気装置35はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これによりチャンバー2内を所定の減圧雰囲気、例えば1Pa以下の所定の圧力まで真空引き可能なように構成されている。また、チャンバー2の側壁には、ゲートバルブ32が設けられており、このゲートバルブ32を開にした状態でウエハWが隣接するロードロック室(図示せず)との間で搬送されるようになっている。   An exhaust pipe 31 is connected to the bottom of the chamber 2, and an exhaust device 35 is connected to the exhaust pipe 31. The exhaust device 35 includes a vacuum pump such as a turbo molecular pump, and is configured so that the inside of the chamber 2 can be evacuated to a predetermined reduced pressure atmosphere, for example, a predetermined pressure of 1 Pa or less. Further, a gate valve 32 is provided on the side wall of the chamber 2 so that the wafer W is transferred to and from an adjacent load lock chamber (not shown) with the gate valve 32 opened. It has become.

上部電極21には、第1の高周波電源40が接続されており、その給電線には整合器41が設けられている。また、上部電極21にはローパスフィルター(LPF)42が接続されている。この第1の高周波電源40は、50〜150MHzの範囲の周波数を有しており、このように高い周波数を印加することにより、チャンバー2内に好ましい解離状態で、かつ高密度のプラズマを形成することができ、低圧条件下でのプラズマ処理が可能となる。この第1の高周波電源40の周波数は、50〜80MHzが好ましく、典型的には図4中に示すように60MHzまたはその近傍の条件が採用される。   A first high frequency power supply 40 is connected to the upper electrode 21, and a matching unit 41 is provided on the feeder line. Further, a low pass filter (LPF) 42 is connected to the upper electrode 21. The first high-frequency power supply 40 has a frequency in the range of 50 to 150 MHz, and forms a high-density plasma in a preferable dissociated state in the chamber 2 by applying such a high frequency. And plasma processing under low-pressure conditions is possible. The frequency of the first high frequency power supply 40 is preferably 50 to 80 MHz, and typically, a condition of 60 MHz or the vicinity thereof is adopted as shown in FIG.

下部電極としてのサセプタ5には、第2の高周波電源50が接続されており、その給電線には整合器51が設けられている。この第2の高周波電源50は、数百kHz〜十数MHzの範囲の周波数を有しており、このような範囲の周波数の電力を印加することにより、ウエハWに対してダメージを与えることなく適切なイオン作用を与えることができる。第2の高周波電源50の周波数は、例えば図4に示すように13.56MHz、または800KHz等の条件が採用される。   A second high frequency power supply 50 is connected to the susceptor 5 as the lower electrode, and a matching unit 51 is provided on the power supply line. The second high-frequency power supply 50 has a frequency in the range of several hundreds kHz to several tens of MHz. By applying power having a frequency in such a range, the wafer W is not damaged. Appropriate ion action can be provided. As the frequency of the second high frequency power supply 50, for example, a condition such as 13.56 MHz or 800 KHz is adopted as shown in FIG.

次に、このように構成されるプラズマ処理装置101によって、ウエハWに対しエッチングとアッシングを続けて実施することができる。
まず、エッチング工程(図1のステップS104、図2のステップS204、ステップS207)では、ウエハWを、ゲートバルブ32を開放して、図示しないロードロック室からチャンバー2内へ搬入し、静電チャック11上に載置する。そして、直流電源13から直流電圧を印加することによって、ウエハWを静電チャック11上に静電吸着する。
Next, the plasma processing apparatus 101 configured as described above can continuously perform etching and ashing on the wafer W.
First, in the etching process (step S104 in FIG. 1, step S204, step S207 in FIG. 2), the wafer W is loaded into the chamber 2 from a load lock chamber (not shown) with the gate valve 32 opened, and an electrostatic chuck. 11 is mounted. The wafer W is electrostatically adsorbed on the electrostatic chuck 11 by applying a DC voltage from the DC power source 13.

次いで、ゲートバルブ32を閉じ、排気装置35によって、チャンバー2内を所定の真空度まで真空引きする。その後、バルブ28を開放し、処理ガス供給源30から、エッチング用の処理ガスとして、例えばCFをマスフローコントローラ29によって所定の流量に調整しつつ、処理ガス供給管27、ガス導入口26、上部電極21の中空部へと導入し、電極板24の吐出孔23を通じて、図4に矢印で示すように、ウエハWに対して均一に吐出させる。 Next, the gate valve 32 is closed, and the inside of the chamber 2 is evacuated to a predetermined vacuum level by the exhaust device 35. Thereafter, the valve 28 is opened, and, for example, CF 4 is adjusted as a processing gas for etching from the processing gas supply source 30 to a predetermined flow rate by the mass flow controller 29, while the processing gas supply pipe 27, the gas inlet 26, It is introduced into the hollow portion of the electrode 21 and is uniformly discharged onto the wafer W through the discharge holes 23 of the electrode plate 24 as indicated by arrows in FIG.

このエッチング工程において、チャンバー2内の圧力は所定の圧力に維持し、第1の高周波電源40から上部電極21に、また第2の高周波電源50から下部電極としてのサセプタ5に、それぞれ所定の高周波電力を印加し、処理ガスをプラズマ化してウエハW上に形成されたパターンに基づきエッチングを行なう。   In this etching step, the pressure in the chamber 2 is maintained at a predetermined pressure, and a predetermined high frequency is supplied from the first high frequency power supply 40 to the upper electrode 21 and from the second high frequency power supply 50 to the susceptor 5 as the lower electrode. Etching is performed based on a pattern formed on the wafer W by applying electric power and turning the processing gas into plasma.

次に、アッシング処理(図1のステップS105のプラズマ処理、図2のステップS205の第1のプラズマ処理、ステップS208の第2のプラズマ処理)では、バルブ28を開放し、処理ガス供給源30からアッシング用のガスとして、少なくとも水素、窒素または酸素を含むガス、例えばNとHを、マスフローコントローラ29によって所定の流量に調整しつつ、処理ガス供給管27、ガス導入口26、上部電極21の中空部へと導入し、電極板24の吐出孔23を通じて、図4に矢印で示すように、ウエハWに対して均一に吐出させる。 Next, in the ashing process (the plasma process in step S105 in FIG. 1, the first plasma process in step S205 in FIG. 2, and the second plasma process in step S208), the valve 28 is opened and the process gas supply source 30 is used. As the ashing gas, a gas containing at least hydrogen, nitrogen, or oxygen, for example, N 2 and H 2 is adjusted to a predetermined flow rate by the mass flow controller 29, and the processing gas supply pipe 27, the gas inlet 26, the upper electrode 21 are adjusted. And is uniformly discharged onto the wafer W through the discharge holes 23 of the electrode plate 24 as indicated by arrows in FIG.

このアッシング処理において、チャンバー2内の圧力は、所定の圧力に維持し、第1の高周波電源40から上部電極21に、また第2の高周波電源50から下部電極としてのサセプタ5に、それぞれ所定の高周波電力を印加し、アッシングガスをプラズマ化してレジストの剥離を行う。この際、サセプタ5に高周波電力を印加することによって、発生した自己バイアス電圧により、プラズマから生成されたイオンを加速してウエハWに引き込むようにすることが好ましい。これによって、下層金属配線の露出面に対するスパッタ作用を強め、エッチングの過程で金属中に混入したC、Fなどの不純物を効率よく除去できる。   In this ashing process, the pressure in the chamber 2 is maintained at a predetermined pressure, and a predetermined pressure is applied from the first high-frequency power source 40 to the upper electrode 21 and from the second high-frequency power source 50 to the susceptor 5 as a lower electrode. The resist is peeled off by applying high-frequency power and converting the ashing gas into plasma. At this time, it is preferable that high-frequency power is applied to the susceptor 5 so that ions generated from the plasma are accelerated and drawn into the wafer W by the generated self-bias voltage. As a result, the sputtering effect on the exposed surface of the lower layer metal wiring is strengthened, and impurities such as C and F mixed in the metal during the etching process can be efficiently removed.

次に、さらに具体的な実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらによって制約されるものではない。
<第1実施形態>
図5は本技術をシングルダマシンプロセスに適用した実施例である。
図5(a)に示すように、Si基板201上には、例えばSiOなどの層間絶縁膜202、低誘電率膜のHSQ(Hydrogen Silisesquioxane)などからなる配線層203が積層され、この配線層203には、TiN膜などのバリアメタル204を介してCuの下層配線205が形成されている。まず、上層配線を形成すべく、配線層203の上にシリコン窒化膜などのCu拡散防止用絶縁膜206を形成し、その上に層間絶縁膜207を堆積する。これらの工程は、成膜装置102により行なわれる。
層間絶縁膜207としては、例えば、SiOや、SiOにフッ素を添加し低誘電率化したFSG(Fluorinated Silicate Glass)、または低誘電率層間絶縁膜などが用いられる。ここで低誘電率層間膜には、例えば、SiOに炭素を添加したCDO(Carbon Doped Oxide)やSiLK(登録商標;Dow Chemical社製)等の有機膜があり、有機膜を使用する場合は、層間絶縁膜上に、更に加工の為のハードマスク(SiOやSiN、SiC等)を堆積することが行なわれる。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to more specific embodiments, but the present invention is not limited thereto.
<First Embodiment>
FIG. 5 shows an embodiment in which the present technology is applied to a single damascene process.
As shown in FIG. 5A, a wiring layer 203 made of, for example, an interlayer insulating film 202 such as SiO 2 and a low dielectric constant film HSQ (Hydrogen Siliconesquioxane) is laminated on the Si substrate 201. In 203, a Cu lower layer wiring 205 is formed through a barrier metal 204 such as a TiN film. First, in order to form an upper layer wiring, a Cu diffusion preventing insulating film 206 such as a silicon nitride film is formed on the wiring layer 203, and an interlayer insulating film 207 is deposited thereon. These steps are performed by the film forming apparatus 102.
As the interlayer insulating film 207, for example, SiO 2 , FSG (Fluorinated Silicate Glass) obtained by adding fluorine to SiO 2 to reduce the dielectric constant, or a low dielectric constant interlayer insulating film is used. Here, examples of the low dielectric constant interlayer film include organic films such as CDO (Carbon Doped Oxide) obtained by adding carbon to SiO 2 and SiLK (registered trademark; manufactured by Dow Chemical Co.). Further, a hard mask (SiO 2 , SiN, SiC, etc.) for further processing is deposited on the interlayer insulating film.

次に図5(b)に示すように、前記層間絶縁膜207上にビアパターンに対応するレジストパターン208を形成する。レジストパターン208の形成は、レジスト塗布・現像装置103、露光装置104、熱処理装置105などを用いてフォトリソグラフィー技術により行なうことができる。   Next, as shown in FIG. 5B, a resist pattern 208 corresponding to the via pattern is formed on the interlayer insulating film 207. The resist pattern 208 can be formed by a photolithography technique using the resist coating / developing apparatus 103, the exposure apparatus 104, the heat treatment apparatus 105, and the like.

図5(c)に示すように前記レジストパターン208をマスクとして、層間絶縁膜207をエッチングし、さらにCu拡散防止用絶縁膜206をエッチングして凹部220を形成し、下層配線205を露出する。この時点でウエハW上にはエッチングによる副生成物が残渣として存在しており、残渣はパターンを構成する凹部220の側壁や露出したCu表面に付着している。また、エッチングにより露出したCuの表層部にはある深さをもって炭素やフッ素等の不純物が混入している。   As shown in FIG. 5C, using the resist pattern 208 as a mask, the interlayer insulating film 207 is etched, and the Cu diffusion preventing insulating film 206 is further etched to form a recess 220, thereby exposing the lower wiring 205. At this time, a by-product due to etching exists as a residue on the wafer W, and the residue adheres to the side wall of the recess 220 constituting the pattern and the exposed Cu surface. Further, impurities such as carbon and fluorine are mixed with a certain depth in the surface layer portion of Cu exposed by etching.

続いて図5(d)に示すように、レジストパターン208を剥離する。プラズマ処理工程は、例えばプラズマ処理装置101を用い、水素、窒素または酸素のいずれかの元素を含む処理ガスを用いて行なうことができる。また、前記したように、これらのガスで構成されるプラズマ中のイオンがウエハW上に引き込まれるようなバイアス条件で実施することが好ましい。
また、処理ガス中に、少なくとも酸素を含む場合は、露出しているCuの表面が酸化しないような低圧、低温の条件を選ぶことが重要である。
Subsequently, as shown in FIG. 5D, the resist pattern 208 is peeled off. The plasma treatment process can be performed using, for example, a plasma treatment apparatus 101 and a treatment gas containing any element of hydrogen, nitrogen, or oxygen. Further, as described above, it is preferable to carry out under a bias condition that ions in the plasma composed of these gases are drawn onto the wafer W.
Further, when the process gas contains at least oxygen, it is important to select low pressure and low temperature conditions so that the exposed Cu surface is not oxidized.

このようにプラズマ処理を行なうことにより、レジストパターン208を剥離すると同時に露出した下層配線205のCu表層部に打ち込まれた不純物を除去することが可能となる。レジストを剥離すると同時に、露出したCuがスパッタされて側壁に付着するが、これらは続く洗浄工程で除去することができる。   By performing the plasma treatment in this manner, it is possible to remove impurities implanted in the Cu surface layer portion of the exposed lower layer wiring 205 at the same time as the resist pattern 208 is peeled off. At the same time as the resist is stripped, the exposed Cu is sputtered and adheres to the sidewalls, which can be removed in a subsequent cleaning step.

プラズマ処理工程の後、洗浄装置106を用いてウエット洗浄による洗浄工程を実施する。本発明においては、直前にエッチング工程が入らないので、ウエット洗浄は緩やかな条件で実施でき、薬液等の種類は特に限定されるものではない。従って、強力な薬液を使用しなくてもよく、洗浄工程により膜形状の変化が生じたり、特に低誘電率層間絶縁膜を使用している場合に、化学反応による構造変化により密着性低下や電気的特性の劣化が起こったりするという問題を回避できる。   After the plasma treatment process, a cleaning process by wet cleaning is performed using the cleaning device 106. In the present invention, since the etching process is not performed immediately before, the wet cleaning can be performed under mild conditions, and the type of the chemical solution is not particularly limited. Therefore, it is not necessary to use a strong chemical solution. When the film shape changes due to the cleaning process, or when a low dielectric constant interlayer insulating film is used, the adhesion change or electrical It is possible to avoid the problem of deterioration of the physical characteristics.

また、下層配線205のCu表層部に導入された結晶欠陥を回復すべく、洗浄工程に続いてアニールを行うことが好ましい。アニールは、熱処理装置105を用い、例えば水素や窒素を含むガス雰囲気中で、100℃〜450℃の温度にて行うことができる。水素や窒素を含むガスとしては、例えばNとHとの混合ガスや、NH、N、H等を挙げることができる。 Further, in order to recover crystal defects introduced into the Cu surface layer portion of the lower layer wiring 205, it is preferable to perform annealing following the cleaning step. Annealing can be performed at a temperature of 100 ° C. to 450 ° C. using a heat treatment apparatus 105 in a gas atmosphere containing, for example, hydrogen or nitrogen. Examples of the gas containing hydrogen and nitrogen include a mixed gas of N 2 and H 2 , NH 3 , N 2 , and H 2 .

次に、バリアメタル209の成膜に先立ち、酸化した下層配線205のCu表面に還元処理を施し、清浄なCu表面を準備することが好ましい。この際、下層配線205のCu表面は酸化しているが、不純物はすでに除かれているので、従来技術におけるArスパッタ処理のような物理的衝撃を伴う手法を必要としない。従って、本実施形態では、形成したビアパターンの形状劣化を引き起こすことなく、また露出した下層配線25のCuをスパッタして凹部220の側壁に再付着させることなく、酸化した下層配線205のCuの還元を行なうことができる。
下層配線205のCu表面の清浄化処理(還元処理)の方法としては、例えば、水素やNH雰囲気の100℃〜450℃程度の高温中で還元する手法や、NH、HF等との化学的反応によって酸化銅を還元する手法等が挙げられる。なお、層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜を使用している場合は、これらの膜にダメージを及ぼさない手法、例えば100℃〜400℃程度の高温中で還元雰囲気にさらす手法や、He、H等のガスからなるプラズマ雰囲気にさらす手法などを選択することが好ましい。
Next, prior to the formation of the barrier metal 209, it is preferable to perform a reduction treatment on the Cu surface of the oxidized lower wiring 205 to prepare a clean Cu surface. At this time, the Cu surface of the lower layer wiring 205 is oxidized, but since the impurities have already been removed, a method involving physical impact like the Ar sputtering process in the prior art is not required. Therefore, in this embodiment, the Cu of the oxidized lower layer wiring 205 is not caused without causing deterioration of the shape of the formed via pattern and without being sputtered and reattached to the side wall of the recess 220 by Cu of the exposed lower layer wiring 25. Reduction can be performed.
As a method of cleaning treatment (reduction treatment) of the Cu surface of the lower layer wiring 205, for example, a method of reducing in a high temperature of about 100 ° C. to 450 ° C. in a hydrogen or NH 3 atmosphere, a chemistry with NH 3 , HF or the like For example, a technique of reducing copper oxide by a chemical reaction. In the case where low dielectric constant insulating films are used as the interlayer insulating film, a technique that does not damage these films, for example, a technique that exposes to a reducing atmosphere at a high temperature of about 100 ° C. to 400 ° C., He, H It is preferable to select a method of exposing to a plasma atmosphere made of a gas such as 2 .

そして、図5(e)に示すように、成膜装置102を用い、スパッタ法、PVD法、電気めっき法などにより、ビアパターンとしての凹部220にバリアメタル209を成膜し、さらにCu膜210を埋め込み、最後に図5(f)に示すようにCMPによる平坦化を行うことにより、ビアを形成した多層配線構造が形成される。   Then, as shown in FIG. 5E, a barrier metal 209 is formed in the concave portion 220 as a via pattern by a sputtering method, a PVD method, an electroplating method or the like using a film forming apparatus 102, and further a Cu film 210 Then, finally, planarization by CMP is performed as shown in FIG. 5F, thereby forming a multilayer wiring structure in which vias are formed.

図5に示す実施形態では、シングルダマシン法によってビア形成する場合を例示したが、これはあくまでも本発明の適用例の1つであって、シングルダマシン法によって配線を形成する場合にも同様に適用可能である。また、層間絶縁膜207上にハードマスクを積層した場合でも同様に実施可能である。さらに、下層配線205の表面にメタル拡散防止層を形成した場合や、Cu拡散防止用絶縁膜206を設けない場合でも同様のプロセスを実施できる。   In the embodiment shown in FIG. 5, the case where vias are formed by a single damascene method is illustrated, but this is only one example of application of the present invention, and the same applies to the case where wiring is formed by a single damascene method. Is possible. Further, even when a hard mask is stacked on the interlayer insulating film 207, the same can be implemented. Further, the same process can be performed even when a metal diffusion prevention layer is formed on the surface of the lower wiring 205 or when the Cu diffusion prevention insulating film 206 is not provided.

<第2実施形態>
図6は、本発明をデュアルダマシンプロセスに適した実施例である。なお、図5のシングルダマシンプロセスと共通する事項については、適宜説明を省略する。
図6(a)に示すように、Si基板201上には、層間絶縁膜202、配線層203が積層され、この配線層203には、バリアメタル204を介してCuの下層配線205が形成されている。まず、上層配線を形成すべく、配線層203の上にCu拡散防止用絶縁膜206を形成し、その上に層間絶縁膜207を堆積する。
Second Embodiment
FIG. 6 shows an embodiment in which the present invention is suitable for a dual damascene process. Note that description of matters common to the single damascene process of FIG. 5 is omitted as appropriate.
As shown in FIG. 6A, an interlayer insulating film 202 and a wiring layer 203 are laminated on a Si substrate 201, and a Cu lower layer wiring 205 is formed on the wiring layer 203 through a barrier metal 204. ing. First, in order to form an upper layer wiring, a Cu diffusion preventing insulating film 206 is formed on the wiring layer 203, and an interlayer insulating film 207 is deposited thereon.

次に図6(b)に示すように、前記層間絶縁膜207上にビアパターンに対応するレジストパターン208を形成する。レジストパターン208の形成は、フォトリソグラフィー技術により行なうことができる。   Next, as shown in FIG. 6B, a resist pattern 208 corresponding to the via pattern is formed on the interlayer insulating film 207. The resist pattern 208 can be formed by a photolithography technique.

図6(c)に示すように前記レジストパターン208をマスクとして、層間絶縁膜207をエッチングし、さらにCu拡散防止用絶縁膜206をエッチングして凹部221を形成し、下層配線205を露出する。この時点でウエハW上にはエッチングによる副生成物が残渣として存在しており、残渣はパターンを構成する凹部221の側壁や露出したCu表面に付着している。また、エッチングにより露出したCuの表層部にはある深さをもって炭素やフッ素等の不純物が混入している。   As shown in FIG. 6C, using the resist pattern 208 as a mask, the interlayer insulating film 207 is etched, and further, the Cu diffusion preventing insulating film 206 is etched to form a recess 221 to expose the lower layer wiring 205. At this time, a by-product due to etching exists as a residue on the wafer W, and the residue adheres to the side wall of the recess 221 constituting the pattern and the exposed Cu surface. Further, impurities such as carbon and fluorine are mixed with a certain depth in the surface layer portion of Cu exposed by etching.

続いて図6(d)に示すように、レジストパターン208を剥離する。プラズマ処理工程は、例えばプラズマ処理装置101を用い、水素、窒素または酸素のいずれかの元素を含むガスを用いて行なうことができ、これらのガスで構成されるプラズマ中のイオンがウエハW上に引き込まれるような条件で実施することが好ましい。
また、処理ガス中に、少なくとも酸素を含む場合は、露出しているCuの表面が酸化しないような低圧、低温の条件を選ぶことが重要である。これによりレジストパターン208を剥離すると同時に露出した下層配線205のCu表層部に打ち込まれた不純物を除去することが可能となる。
Subsequently, as shown in FIG. 6D, the resist pattern 208 is peeled off. The plasma processing step can be performed using, for example, the plasma processing apparatus 101 and using a gas containing any element of hydrogen, nitrogen, or oxygen, and ions in the plasma composed of these gases are formed on the wafer W. It is preferable to carry out the conditions so as to be drawn.
Further, when the process gas contains at least oxygen, it is important to select low pressure and low temperature conditions so that the exposed Cu surface is not oxidized. As a result, it is possible to remove the impurities implanted in the Cu surface layer portion of the lower wiring 205 exposed at the same time as the resist pattern 208 is peeled off.

続いて、図6(e)に示すようにトレンチパターンに対応するレジストパターン211を形成する。なお、レジストパターン211を形成する前に、例えばSi−Oなどの無機材料からなる犠牲膜(図示せず)を凹部221に埋込んでおくこともできる。このようにすると、次の工程でエッチングをした際に層間絶縁膜207に形成される新たな凹部222(後述)の底部を平坦な形状にすることができる。   Subsequently, as shown in FIG. 6E, a resist pattern 211 corresponding to the trench pattern is formed. Note that a sacrificial film (not shown) made of an inorganic material such as Si—O may be embedded in the recess 221 before the resist pattern 211 is formed. In this way, the bottom of a new recess 222 (described later) formed in the interlayer insulating film 207 when etching is performed in the next step can be made flat.

その後、レジストパターン211をマスクとしてエッチングを実施し、図6(f)に示すように層間絶縁膜207に凹部222を形成する。続いて、図6(g)に示すようにレジストパターン211を除去する。この工程は、例えばプラズマ処理装置101を用い、例えば水素、窒素または酸素のいずれかの元素を含むガスを用いて行なうことができる。また、前記したように、プラズマ中のイオンがウエハW上に引き込まれるような条件で実施することが好ましい。また、処理ガス中に、少なくとも酸素を含む場合は、露出しているCuの表面が酸化しないような低圧、低温の条件を選ぶことが重要である。これによりレジストパターン211を剥離すると同時に露出した下層配線205のCu表層部に打ち込まれた不純物を除去することが可能となる。レジストパターン211を剥離すると同時に、露出したCuがスパッタされて側壁に付着するが、これらは続く洗浄工程で除去すればよい。   Thereafter, etching is performed using the resist pattern 211 as a mask to form a recess 222 in the interlayer insulating film 207 as shown in FIG. Subsequently, the resist pattern 211 is removed as shown in FIG. This step can be performed, for example, using the plasma processing apparatus 101, for example, using a gas containing any element of hydrogen, nitrogen, or oxygen. Further, as described above, it is preferable to carry out the process under such a condition that ions in the plasma are attracted onto the wafer W. Further, when the process gas contains at least oxygen, it is important to select low pressure and low temperature conditions so that the exposed Cu surface is not oxidized. As a result, it is possible to remove the impurities implanted into the Cu surface layer portion of the lower layer wiring 205 exposed at the same time as the resist pattern 211 is peeled off. At the same time as the resist pattern 211 is peeled off, the exposed Cu is sputtered and adheres to the side walls, but these may be removed in a subsequent cleaning step.

プラズマ処理工程の後、洗浄装置106を用い、ウエット洗浄などの洗浄工程を実施する。また、下層配線205のCu表層部に導入された結晶欠陥を回復すべく、洗浄工程に続いて熱処理装置105を用いてアニールを行うことが好ましい。   After the plasma treatment process, a cleaning process such as wet cleaning is performed using the cleaning apparatus 106. Further, in order to recover crystal defects introduced into the Cu surface layer portion of the lower layer wiring 205, it is preferable to perform annealing using the heat treatment apparatus 105 following the cleaning step.

次に、バリアメタル209の成膜に先立ち、酸化した下層配線205のCu表面に還元処理を施し、清浄なCu表面を準備することが好ましい。この際、下層配線205のCu表面は酸化しているが、不純物はすでに除かれているので、従来技術におけるArスパッタ処理のような物理的衝撃を伴う手法を必要としない。従って、本実施形態では、形成したビアパターンの形状劣化を引き起こすことなく、また露出した下層配線25のCuをスパッタによって凹部222の側壁に再付着させることなく、酸化した下層配線205のCuの還元を行なうことができる。
下層配線205のCu表面の清浄化処理(還元処理)は、前記と同様である。
Next, prior to the formation of the barrier metal 209, it is preferable to perform a reduction treatment on the Cu surface of the oxidized lower wiring 205 to prepare a clean Cu surface. At this time, the Cu surface of the lower layer wiring 205 is oxidized, but since the impurities have already been removed, a method involving physical impact like the Ar sputtering process in the prior art is not required. Therefore, in the present embodiment, reduction of Cu in the oxidized lower layer wiring 205 without causing deterioration of the shape of the formed via pattern and without reattaching Cu in the exposed lower layer wiring 25 to the sidewall of the recess 222 by sputtering. Can be performed.
The Cu surface cleaning process (reduction process) of the lower layer wiring 205 is the same as described above.

次に図6(h)に示すように、成膜装置102を用い、スパッタ法、PVD法、電気めっきなどにより、凹部222にバリアメタル209を成膜し、さらにCu膜210を埋め込み、CMPによる平坦化を行うことにより、上層配線とビアを形成した多層配線構造が形成される。
ここに記載した方法は本技術の実施例の一例であって、例えばトレンチ溝を先に形成した後にビアを形成するようなデュアルダマシンの形成方法等にも適用可能である。また、層間絶縁膜207上にハードマスクを積層した場合も同様に実施可能である。さらに、下層配線205のCu表面にメタル拡散防止膜を形成した場合や、Cu拡散防止用絶縁膜206を設けない場合でも同様に実施できる。
Next, as shown in FIG. 6 (h), a barrier metal 209 is formed in the recess 222 by sputtering, PVD, electroplating, etc., using a film forming apparatus 102, and a Cu film 210 is embedded, followed by CMP. By performing the planarization, a multilayer wiring structure in which an upper layer wiring and a via are formed is formed.
The method described here is an example of an embodiment of the present technology, and can be applied to, for example, a dual damascene forming method in which a via is formed after forming a trench groove first. Further, a case where a hard mask is stacked on the interlayer insulating film 207 can be similarly implemented. Further, the present invention can be similarly implemented even when a metal diffusion preventing film is formed on the Cu surface of the lower layer wiring 205 or when the Cu diffusion preventing insulating film 206 is not provided.

<第3実施形態>
図7は、本発明をゲート電極のコンタクト形成に適用した実施例である。図7(a)に示すように、Si基板301には、ソース302およびドレイン303が形成され、さらにSiOなどのゲート絶縁膜304、ポリシリコンなどのゲート電極305が形成されてトランジスタを構成している。この半導体基板上にシリコン窒化膜306を堆積し、その上に層間絶縁膜としてシリコン酸化膜307を堆積する。なお、ここでは、ソース302およびドレイン303、ゲート電極305が被接続部となる。
<Third Embodiment>
FIG. 7 shows an embodiment in which the present invention is applied to contact formation of a gate electrode. As shown in FIG. 7A, a source 302 and a drain 303 are formed on a Si substrate 301, and a gate insulating film 304 such as SiO 2 and a gate electrode 305 such as polysilicon are formed to constitute a transistor. ing. A silicon nitride film 306 is deposited on the semiconductor substrate, and a silicon oxide film 307 is deposited thereon as an interlayer insulating film. Note that here, the source 302, the drain 303, and the gate electrode 305 are connected portions.

次に、図7(b)に示すように、シリコン酸化膜307上にコンタクトホールに対応するレジストパターン308を形成する。次に、図7(c)に示すようにレジストパターン308をマスクとしてシリコン酸化膜307とシリコン窒化膜306をエッチングし、凹部320および凹部321を形成し、トランジスタの拡散領域であるソース302(ドレイン303でもよい。以下同様である。)およびゲート電極305の表面を露出させる。この時点ではウエハW上にはエッチングによる副生成物が残渣として存在しており、残渣はパターンを構成する凹部320,321の側壁や、露出したソース302(ドレイン303)の表面、ゲート電極305の表面に付着している。
また、エッチングにより露出したソース302(ドレイン303)の表層部やゲート電極305の表層部には、ある深さをもって炭素やフッ素等の不純物が混入している。
Next, as shown in FIG. 7B, a resist pattern 308 corresponding to the contact hole is formed on the silicon oxide film 307. Next, as shown in FIG. 7C, the silicon oxide film 307 and the silicon nitride film 306 are etched using the resist pattern 308 as a mask to form a recess 320 and a recess 321, and a source 302 (drain) which is a diffusion region of the transistor. 303. The same applies hereinafter) and the surface of the gate electrode 305 is exposed. At this time, by-products due to etching are present as residues on the wafer W. The residues are the side walls of the recesses 320 and 321 constituting the pattern, the exposed surface of the source 302 (drain 303), and the gate electrode 305. Adhering to the surface.
Further, impurities such as carbon and fluorine are mixed with a certain depth in the surface layer portion of the source 302 (drain 303) and the surface layer portion of the gate electrode 305 exposed by etching.

続いて図7(d)に示すようにレジストパターン308を剥離する。このプラズマ処理工程は、例えば、プラズマ処理装置101を用い、水素、窒素または酸素のいずれかの元素を含むガスを用いてプラズマ中で行い、これらのガスで構成されるイオンがウエハW上にバイアスで引き込まれる条件で行なうことが好ましい。また、少なくとも酸素を含む場合は、露出しているソース302(ドレイン303)の表面やゲート電極305の表面が酸化しないような低圧・低温の条件を選ぶことが必要である。これによりレジストパターン308を剥離すると同時に露出したソース302(ドレイン303)の表層部やゲート電極305の表層部に打ち込まれた不純物を除去することが可能となる。   Subsequently, the resist pattern 308 is removed as shown in FIG. This plasma processing step is performed, for example, in plasma using a plasma processing apparatus 101 using a gas containing any one element of hydrogen, nitrogen, or oxygen, and ions composed of these gases are biased on the wafer W. It is preferable to carry out under the condition of being pulled in. In the case of containing at least oxygen, it is necessary to select low-pressure and low-temperature conditions so that the exposed surface of the source 302 (drain 303) and the surface of the gate electrode 305 are not oxidized. As a result, it is possible to remove impurities implanted in the surface layer portion of the source 302 (drain 303) and the surface layer portion of the gate electrode 305 which are exposed at the same time as the resist pattern 308 is peeled off.

レジストを剥離すると同時に、露出したソース302(ドレイン303)の表面やゲート電極305の表面に成膜されている金属原子や金属化合物、例えばSi、Ti、TiSix、Co、CoSix、Ni、NiSix、W、WSi、WNx、Ta、TaNx、TaSixNy等がスパッタされて凹部320,321の側壁に付着するが、これらは続く洗浄工程で除去することができる。   At the same time as removing the resist, metal atoms and metal compounds formed on the exposed surface of the source 302 (drain 303) and the surface of the gate electrode 305, for example, Si, Ti, TiSix, Co, CoSix, Ni, NiSix, W , WSi, WNx, Ta, TaNx, TaSixNy and the like are sputtered and adhere to the side walls of the recesses 320 and 321, and these can be removed in the subsequent cleaning step.

プラズマ処理工程の後、ウエット洗浄などの洗浄工程を実施する。洗浄工程の後は、ソース302(ドレイン303)の表層部やゲート電極305の表層部に導入された結晶欠陥を回復すべく、洗浄に続いてアニールを行うことが好ましい。アニールは水素もしくは窒素の少なくともいずれか1つを含むガス雰囲気中で、例えば200℃〜650℃の温度にて行うことができる。
アニール温度やアニール時間の設定は、ソース302(ドレイン303)やゲート電極305に堆積されているシリサイド(Silicide)やメタルを十分低抵抗化する条件に設定する。
After the plasma treatment process, a cleaning process such as wet cleaning is performed. After the cleaning step, annealing is preferably performed after the cleaning in order to recover crystal defects introduced into the surface layer portion of the source 302 (drain 303) and the surface layer portion of the gate electrode 305. The annealing can be performed in a gas atmosphere containing at least one of hydrogen and nitrogen, for example, at a temperature of 200 ° C. to 650 ° C.
The annealing temperature and annealing time are set to conditions for sufficiently reducing the resistance of silicide and metal deposited on the source 302 (drain 303) and the gate electrode 305.

続いて、図7(e)に示すように、形成したコンタクトホール(凹部320,321)内に、例えばタングステン(W)等のメタル309を埋め込むことにより、コンタクトプラグを形成することができる。
なお、本実施形態は、本発明を適用した一例であって、例えばコンタクトプラグを形成するメタルは、タングステンにかぎらず、他のメタル埋め込んだ場合でも適用可能である。
Subsequently, as shown in FIG. 7E, a contact plug can be formed by embedding a metal 309 such as tungsten (W) in the formed contact hole (recessed portion 320, 321).
This embodiment is an example to which the present invention is applied. For example, the metal for forming the contact plug is not limited to tungsten, and can be applied even when another metal is embedded.

以上、本発明の実施形態を述べたが、本発明は上記実施形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、プラズマ処理装置101として、上部電極21と下部電極としてのサセプタ5にそれぞれ高周波電力を印加する容量結合型の平行平板型プラズマ処理装置を用いたが、例えば上部電極のみ、あるいは下部電極のみに高周波電力を印加するプラズマ処理装置を使用してもよい。また、プラズマ処理装置としては、平行平板型の装置に限らず、例えば誘導結合方式(Inductive Coupling Plasma)を利用するプラズマ処理装置や、複数のスロットを有する平面アンテナ、特にRLSA(Radial Line
Slot Antenna;ラジアルラインスロットアンテナ)にて処理室内にマイクロ波を導入してプラズマを発生させることにより、高密度かつ低電子温度のマイクロ波プラズマを発生させ得るRLSAマイクロ波プラズマ処理装置などを利用することもできる。
また、上記実施形態では、エッチングとレジスト剥離のためのプラズマ処理を同一のプラズマ処理装置101で行なう構成としたが、別々の装置で行なうこともできる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not restrict | limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible.
For example, in the above embodiment, as the plasma processing apparatus 101, a capacitively coupled parallel plate type plasma processing apparatus that applies high frequency power to the upper electrode 21 and the susceptor 5 as the lower electrode, respectively, is used. Alternatively, a plasma processing apparatus that applies high-frequency power only to the lower electrode may be used. In addition, the plasma processing apparatus is not limited to a parallel plate type apparatus, for example, a plasma processing apparatus using an inductive coupling method, a planar antenna having a plurality of slots, particularly RLSA (Radial Line).
Utilizing a RLSA microwave plasma processing apparatus that can generate microwave plasma with high density and low electron temperature by introducing microwaves into the processing chamber using a slot antenna (radial line slot antenna). You can also.
Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which performs the plasma processing for an etching and resist peeling with the same plasma processing apparatus 101, it can also be performed with a separate apparatus.

本発明をシングルダマシンプロセスに適用した工程例を示すフローチャート。The flowchart which shows the process example which applied this invention to the single damascene process. 本発明をデュアルダマシンプロセスに適用した工程例を示すフローチャート。The flowchart which shows the process example which applied this invention to the dual damascene process. 本発明の実施に用いる処理システムの構成例を示す図面。The figure which shows the structural example of the processing system used for implementation of this invention. 本発明の実施に用いるプラズマ処理装置の概要を示す図面。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Drawing which shows the outline | summary of the plasma processing apparatus used for implementation of this invention. 本発明の第1実施形態の工程を説明するためウエハ断面の構成を模式的に示す図面。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Drawing which shows the structure of a wafer cross section typically in order to demonstrate the process of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の工程を説明するためウエハ断面の構成を模式的に示す図面。The figure which shows typically the structure of a wafer cross section in order to demonstrate the process of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の工程を説明するためウエハ断面の構成を模式的に示す図面。The figure which shows typically the structure of a wafer cross section in order to demonstrate the process of 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2;チャンバー
101;プラズマ処理装置
111;プロセスコントローラ
112;ユーザーインターフェース
113;記憶部
201:Si基板
202:層間絶縁膜
203:配線層
204:バリアメタル
205:下層配線
206:Cu拡散防止用絶縁膜
207:層間絶縁膜
208:レジストパターン
209:バリアメタル
210:Cu膜
211:レジストパターン
220,221,222:凹部
2; chamber 101; plasma processing apparatus 111; process controller 112; user interface 113; storage unit 201: Si substrate 202: interlayer insulating film 203: wiring layer 204: barrier metal 205: lower layer wiring 206: insulating film for preventing Cu diffusion 207 : Interlayer insulating film 208: Resist pattern 209: Barrier metal 210: Cu film 211: Resist pattern 220, 221, 222: Recess

Claims (24)

少なくとも、基板上の他の部位と接続される被接続部と、その上に形成された被エッチング層と、該被エッチング層上に形成されパターニングされたマスク層と、を有し、前記被エッチング層にはエッチングによって前記マスク層のパターンに対応する凹部が形成され、該凹部において前記被接続部が露出した構造を有する被処理基板に対し、
水素、窒素または酸素の少なくとも1種以上を含むガスのプラズマを用い、前記マスク層を除去するとともに前記被接続部に混入している不純物を除去するプラズマ処理を行なうことを特徴とする、基板処理方法。
At least a connected portion connected to another part on the substrate, a layer to be etched formed thereon, and a patterned mask layer formed on the layer to be etched; A concave portion corresponding to the pattern of the mask layer is formed in the layer by etching, and the substrate to be processed having a structure in which the connected portion is exposed in the concave portion,
Substrate processing characterized by performing plasma treatment using plasma of a gas containing at least one of hydrogen, nitrogen, and oxygen to remove the mask layer and remove impurities mixed in the connected portion Method.
前記被接続部が、前記被エッチング層より下層の配線層に埋め込まれた金属配線であることを特徴とする、請求項1に記載の基板処理方法。   The substrate processing method according to claim 1, wherein the connected portion is a metal wiring embedded in a wiring layer below the layer to be etched. 前記被接続部が、トランジスタのソース・ドレイン領域またはゲート電極であることを特徴とする、請求項1に記載の基板処理方法。   The substrate processing method according to claim 1, wherein the connected portion is a source / drain region or a gate electrode of a transistor. 前記プラズマ処理は、被処理基板を載置する支持体に対してバイアス電圧を印加しながら行なうことを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の基板処理方法。   The substrate processing method according to claim 1, wherein the plasma processing is performed while applying a bias voltage to a support on which a substrate to be processed is placed. 基板上に、下層金属配線を形成する工程と、
前記下層金属配線の上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に開口パターンを有するレジストを形成する工程と、
前記レジストをマスクとしてエッチングを行い、前記層間絶縁膜に凹部を形成し、前記下層金属配線を露出させる工程と、
前記レジストを除去する工程と、
前記レジストの除去後、基板の表面を洗浄する工程と、
を具備する、半導体装置の製造方法。
Forming a lower layer metal wiring on the substrate;
Forming an interlayer insulating film on the lower metal wiring;
Forming a resist having an opening pattern on the interlayer insulating film;
Etching using the resist as a mask, forming a recess in the interlayer insulating film, exposing the lower layer metal wiring,
Removing the resist;
Cleaning the surface of the substrate after removing the resist;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記レジストを除去する工程では、水素、窒素または酸素の少なくとも1種以上を含むガスのプラズマを用い、前記レジストを除去するとともに前記下層金属配線に混入している不純物を除去するプラズマ処理を行なうことを特徴とする、請求項5に記載の半導体装置の製造方法。   In the step of removing the resist, plasma of a gas containing at least one of hydrogen, nitrogen, and oxygen is used, and plasma treatment is performed to remove the resist and remove impurities mixed in the lower metal wiring. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein: 前記基板の表面を洗浄する工程の後に、さらに、前記凹部において露出した前記下層金属配線の結晶欠陥を回復する工程を含むことを特徴とする、請求項5または請求項6に記載の半導体装置の製造方法。   The semiconductor device according to claim 5, further comprising a step of recovering crystal defects of the lower layer metal wiring exposed in the recess after the step of cleaning the surface of the substrate. Production method. 前記下層金属配線の結晶欠陥を回復する工程では、水素または窒素の少なくとも1種以上を含むガスの雰囲気中で100℃〜450℃の温度で熱処理を行なうことを特徴とする、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。   8. The heat treatment is performed at a temperature of 100 ° C. to 450 ° C. in an atmosphere of a gas containing at least one of hydrogen and nitrogen in the step of recovering crystal defects in the lower layer metal wiring. Semiconductor device manufacturing method. 前記下層金属配線の結晶欠陥を回復する工程の後に、さらに、前記凹部において露出した前記下層金属配線表面を清浄化する工程を含むことを特徴とする、請求項8に記載の半導体装置の製造方法。   9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, further comprising a step of cleaning the surface of the lower metal wiring exposed in the recess after the step of recovering crystal defects of the lower metal wiring. . 前記下層金属配線表面を清浄化する工程では、露出した前記下層金属配線表面に形成された酸化膜を還元処理することを特徴とする、請求項9に記載の半導体装置の製造方法。   10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein, in the step of cleaning the surface of the lower metal wiring, a reduction process is performed on the oxide film formed on the exposed surface of the lower metal wiring. 下層金属配線表面を清浄化する工程の後に、さらに、前記層間絶縁膜に形成された凹部に、バリアメタル層と導電体層を堆積して多層金属配線を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項10に記載の半導体装置の製造方法。   After the step of cleaning the lower surface metal wiring surface, the method further includes a step of forming a multilayer metal wiring by depositing a barrier metal layer and a conductor layer in the recess formed in the interlayer insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10. 基板上に、下層金属配線を形成する工程と、
前記下層金属配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に開口パターンを有する第1のレジストを形成する工程と、
前記第1のレジストをマスクとしてエッチングを行い、前記層間絶縁膜に第1の凹部を形成し、前記下層金属配線を露出させる工程と、
前記第1のレジストを除去する工程と、
前記層間絶縁膜上に開口パターンを有する第2のレジストを形成する工程と、
前記第2のレジストをマスクとしてエッチングを行い、前記層間絶縁膜に第2の凹部を形成する工程と、
前記第2のレジストを除去する工程と、
前記レジストの除去後、基板の表面を洗浄する工程と、
を具備する、半導体装置の製造方法。
Forming a lower layer metal wiring on the substrate;
Forming an interlayer insulating film on the lower metal wiring;
Forming a first resist having an opening pattern on the interlayer insulating film;
Etching using the first resist as a mask, forming a first recess in the interlayer insulating film, and exposing the lower layer metal wiring;
Removing the first resist;
Forming a second resist having an opening pattern on the interlayer insulating film;
Etching using the second resist as a mask to form a second recess in the interlayer insulating film;
Removing the second resist;
Cleaning the surface of the substrate after removing the resist;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第1のレジストおよび/または前記第2のレジストを除去する工程では、水素、窒素または酸素の少なくとも1種以上を含むガスのプラズマを用い、前記レジストを除去するとともに前記下層金属配線に混入している不純物を除去するプラズマ処理を行なうことを特徴とする、請求項12に記載の半導体装置の製造方法。   In the step of removing the first resist and / or the second resist, plasma of a gas containing at least one of hydrogen, nitrogen, and oxygen is used to remove the resist and mix with the lower metal wiring. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein plasma treatment for removing impurities is performed. 前記基板の表面を洗浄する工程の後に、さらに、前記第2の凹部において露出した前記下層金属配線の結晶欠陥を回復する工程を含むことを特徴とする、請求項12または請求項13に記載の半導体装置の製造方法。   14. The method according to claim 12, further comprising a step of recovering crystal defects of the lower layer metal wiring exposed in the second recess after the step of cleaning the surface of the substrate. A method for manufacturing a semiconductor device. 前記下層金属配線の結晶欠陥を回復する工程では、水素または窒素の少なくとも1種以上を含むガスの雰囲気中で100℃〜450℃の温度で熱処理を行なうことを特徴とする、請求項14に記載の半導体装置の製造方法。   The step of recovering crystal defects of the lower layer metal wiring is characterized in that heat treatment is performed at a temperature of 100 ° C. to 450 ° C. in a gas atmosphere containing at least one of hydrogen and nitrogen. Semiconductor device manufacturing method. 前記下層金属配線の結晶欠陥を回復する工程の後に、さらに、前記第2の凹部において露出した前記下層金属配線表面を清浄化する工程を含むことを特徴とする、請求項15に記載の半導体装置の製造方法。   16. The semiconductor device according to claim 15, further comprising a step of cleaning the surface of the lower metal wiring exposed in the second recess after the step of recovering crystal defects in the lower metal wiring. Manufacturing method. 前記下層金属配線表面を清浄化する工程では、露出した前記下層金属配線表面に形成された酸化膜を還元処理することを特徴とする、請求項16に記載の半導体装置の製造方法。   17. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein, in the step of cleaning the surface of the lower metal wiring, the oxide film formed on the exposed surface of the lower metal wiring is reduced. 下層金属配線表面を清浄化する工程の後に、さらに、前記層間絶縁膜に形成された前記第1の凹部および前記第2の凹部に、バリアメタル層と導電体層を堆積して多層金属配線を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項17に記載の半導体装置の製造方法。   After the step of cleaning the lower surface metal wiring surface, a multilayer metal wiring is further formed by depositing a barrier metal layer and a conductor layer in the first recess and the second recess formed in the interlayer insulating film. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 17, comprising a forming step. プラズマを発生させるプラズマ供給源と、
前記プラズマにより、被処理体に対しプラズマ処理を行なうための処理室を区画する処理容器と、
前記処理容器内で前記被処理体を載置する支持体と、
前記処理容器内を減圧するための排気手段と、
前記処理容器内にガスを供給するためのガス供給手段と、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載された基板処理方法が行なわれるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする、プラズマ処理装置。
A plasma source for generating plasma;
A processing container that divides a processing chamber for performing plasma processing on an object to be processed by the plasma;
A support for placing the object to be processed in the processing container;
An exhaust means for decompressing the inside of the processing vessel;
Gas supply means for supplying gas into the processing vessel;
A controller that controls the substrate processing method according to any one of claims 1 to 4 to be performed;
A plasma processing apparatus comprising:
コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の基板処理方法が行なわれるようにプラズマ処理装置を制御することを特徴とする、制御プログラム。   A control program which operates on a computer and controls the plasma processing apparatus so that the substrate processing method according to any one of claims 1 to 4 is performed at the time of execution. コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の基板処理方法に用いられるプラズマ処理装置を制御することを特徴とする、コンピュータ記憶媒体。
A computer storage medium storing a control program that runs on a computer,
5. The computer storage medium according to claim 1, wherein the control program controls a plasma processing apparatus used in the substrate processing method according to claim 1 at the time of execution.
基板に対し、プラズマ処理を行なうプラズマ処理装置と、成膜処理を行なう成膜装置と、レジスト塗布処理および現像処理を行なうレジスト塗布・現像装置と、露光処理を行なう露光装置と、熱処理を行なう熱処理装置と、洗浄処理を行なう洗浄装置と、研磨処理を行なう研磨装置と、これらの装置を用い、請求項5から請求項18のいずれか1項に記載された半導体装置の製造方法が行なわれるように制御する制御部と、を備えたことを特徴とする、半導体装置製造システム。   Plasma processing apparatus for performing plasma processing on substrate, film forming apparatus for performing film forming process, resist coating / developing apparatus for performing resist coating process and developing process, exposure apparatus for performing exposure process, and heat treatment for performing heat treatment The semiconductor device manufacturing method according to any one of claims 5 to 18 is performed using the apparatus, the cleaning apparatus that performs the cleaning process, the polishing apparatus that performs the polishing process, and these apparatuses. And a control unit for controlling the semiconductor device. コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項5から請求項18のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法が行なわれるように、複数の半導体製造装置を制御することを特徴とする、制御プログラム。   A control which operates on a computer and controls a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses so that the semiconductor device manufacturing method according to any one of claims 5 to 18 is performed at the time of execution. program. コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項5から請求項18のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法に用いられる複数の半導体製造装置を制御することを特徴とする、コンピュータ記憶媒体。
A computer storage medium storing a control program that runs on a computer,
A computer storage medium characterized in that, when executed, the control program controls a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses used in the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 5 to 18.
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