JP2006253633A - 基板の処理方法、化学機械研磨後洗浄方法、電子デバイスの製造方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ウエハW上の配線114が形成された絶縁膜113を覆うように低誘電率層間絶縁膜115を成膜し(B)、該低誘電率層間絶縁膜115においてビアホール118を加工成形し(C)、低誘電率層間絶縁膜115上に銅からなる導電膜121を成膜すると共に、ビアホール118に銅を充填し(F)、導電膜121をCMPにより研磨して低誘電率層間絶縁膜115を露出させ(G)、削り残し116、反応生成物117、残渣、及び疑似SiO2層124を表面上に有する低誘電率層間絶縁膜115をアンモニアガス及び弗化水素ガスの混合気体の雰囲気に暴露し(H)、さらに、疑似SiO2層124から変質した生成物層123を所定の温度に加熱する(I)。
【選択図】 図8
Description
/Oモジュールを構成し、該I/OモジュールがMC及びスイッチングハブ93を介してEC89に接続されるため、通信系統を簡素化することができる。
(COR処理)
SiO2+4HF → SiF4+2H2O↑
SiF4+2NH3+2HF → (NH4)2SiF6
(PHT処理)
(NH4)2SiF6 → SiF4↑+2NH3↑+2HF↑
上述した化学反応を利用したCOR処理及びPHT処理は、以下の特性を有することが本発明者によって確認されている。尚、PHT処理においては、N2及びH2も若干量発生する。
次いで、削り残し110、反応生成物111及び残渣を表面上に有する絶縁膜106を備えるウエハWを乾燥炉(図示しない)に搬入して絶縁膜106の表面を乾燥し、該表面が乾燥された絶縁膜106を有するウエハWを第2のプロセスユニット34のチャンバ38に収容し、該チャンバ38内の圧力を所定の圧力に調整し、チャンバ38内にアンモニアガス、弗化水素ガス及びアルゴンガスを導入して、チャンバ38内をこれらから成る混合気体の雰囲気とし、絶縁膜106を所定の圧力下において混合気体の雰囲気に暴露する(絶縁膜暴露ステップ)。これにより、絶縁膜106を形成するSiO2、アンモニアガス及び弗化水素ガスから錯体構造を有する生成物を生成して絶縁膜106の上層を生成物からなる生成物層112に変質させる(図7(C))。
膜115をRIE処理によってエッチングし、低誘電率層間絶縁膜115において配線114に達するビア(Via)ホール(接続孔)118を加工成形する(プラズマ加工成形ステップ)(図8(C))。このとき、ビアホール118の表面はRIE処理に起因して炭素濃度が低下したダメージ層119(表面損傷層)によって覆われる。
10,137,160 基板処理装置
11 第1のプロセスシップ
12 第2のプロセスシップ
13 ローダーユニット
17 第1のIMS
18 第2のIMS
25 第1のプロセスユニット
34 第2のプロセスユニット
36 第3のプロセスユニット
37 第2の搬送アーム
38,50,70 チャンバ
39 ESC
40 シャワーヘッド
41 TMP
42,69 APCバルブ
45 第1のバッファ室
46 第2のバッファ室
47,48 ガス通気孔
49 第2のロード・ロック室
51 ステージヒータ
57 アンモニアガス供給管
58 弗化水素ガス供給管
59,66,72 圧力ゲージ
61 第2のプロセスユニット排気系
65,71 窒素ガス供給管
67 第3のプロセスユニット排気系
73 第2のロード・ロックユニット排気系
74 大気連通管
89 EC
90,91,92 MC
93 スイッチングハブ
95 GHOSTネットワーク
97,98,99 I/Oモジュール
100 I/O部
101,110,116 削り残し
102,111,117 反応生成物
103,124 疑似SiO2層
104,104a,106,113 絶縁膜
105,112,123 生成物層
107 配線溝
108 導電膜
109,114 配線
115 低誘電率層間絶縁膜
118 ビアホール
119 ダメージ層
120 導電性バリア膜
121 導電膜
122 ビアフィル
138,163 トランスファユニット
139,140,141,142,161,162 プロセスユニット
170 LAN
171 PC
Claims (20)
- 化学機械研磨によって露出した絶縁膜を備える基板の処理方法であって、
前記露出した絶縁膜を所定の圧力下においてアンモニアと弗化水素を含む混合気体の雰囲気に暴露する絶縁膜暴露ステップと、
前記混合気体の雰囲気に暴露された絶縁膜を所定の温度に加熱する絶縁膜加熱ステップとを有することを特徴とする基板の処理方法。 - 前記露出した絶縁膜は低誘電率絶縁膜であることを特徴とする請求項1記載の基板の処理方法。
- 前記絶縁膜暴露ステップは、前記基板にプラズマレスエッチング処理を施すことを特徴とする請求項1又は2記載の基板の処理方法。
- 前記絶縁膜暴露ステップは、前記基板に乾燥洗浄処理を施すことを特徴とする請求項1又は2記載の基板の処理方法。
- 前記混合気体における前記アンモニアに対する前記弗化水素の体積流量比は1〜1/2であり、前記所定の圧力は6.7×10−2〜4.0Paであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の基板の処理方法。
- 前記所定の温度は80〜200℃であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の基板の処理方法。
- 前記露出した絶縁膜の形状を測定し、該測定された形状に応じて前記混合気体における前記アンモニアに対する前記弗化水素の体積流量比、及び前記所定の圧力の少なくとも1つを決定する生成物生成条件決定ステップを、さらに有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の基板の処理方法。
- 前記露出した絶縁膜は前記化学機械研磨によって生じた削り残しを有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の基板の処理方法。
- 前記露出した絶縁膜は前記化学機械研磨において用いられた研磨剤に起因する反応生成物を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の基板の処理方法。
- 前記絶縁膜は炭素濃度が低下した表面損傷層を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の基板の処理方法。
- 基板の表面に成膜された絶縁膜上に形成された導電膜を化学機械研磨によって研磨した後に前記基板に施される化学機械研磨後洗浄方法であって、
前記化学機械研磨によって露出した前記絶縁膜を所定の圧力下においてアンモニアと弗化水素を含む混合気体の雰囲気に暴露する絶縁膜暴露ステップと、
前記混合気体の雰囲気に暴露された前記絶縁膜を所定の温度に加熱する絶縁膜加熱ステップとを有することを特徴とする化学機械研磨後洗浄方法。 - 前記露出した前記絶縁膜を前記混合気体の雰囲気に暴露する前に、前記露出した絶縁膜の表面を乾燥する絶縁膜乾燥ステップを有することを特徴とする請求項11記載の化学機械研磨後洗浄方法。
- 半導体基板の表面に成膜された第1の絶縁膜に第1の導電性材料からなる配線を形成する配線形成ステップと、
前記第1の絶縁膜上に、前記配線を覆う第2の絶縁膜を成膜する第2の絶縁膜成膜ステップと、
前記成膜された第2の絶縁膜上に所定のパターンのフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成ステップと、
該形成されたフォトレジスト層を用いてプラズマ処理により前記第2の絶縁膜において前記配線に達する接続孔を加工成形するプラズマ加工成形ステップと、
前記フォトレジスト層を除去するアッシングステップと、
前記第2の絶縁膜上に、第2の導電性材料からなる導電膜を成膜して前記接続孔に前記第2の導電性材料を充填する接続孔充填ステップと、
前記成膜された導電膜を化学機械研磨によって研磨する導電膜研磨ステップと、
前記化学機械研磨によって露出した前記第2の絶縁膜を所定の圧力下においてアンモニアと弗化水素を含む混合気体の雰囲気に暴露する第2の絶縁膜暴露ステップと、
前記混合気体の雰囲気に暴露された前記第2の絶縁膜を所定の温度に加熱する第2の絶縁膜加熱ステップとを有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記加工成形された接続孔の表面を所定の圧力下においてアンモニアと弗化水素を含む混合気体の雰囲気に暴露する接続孔表面暴露ステップと、
前記混合気体の雰囲気に暴露された接続孔の表面を所定の温度に加熱する接続孔表面加熱ステップとを有することを特徴とする請求項13記載の電子デバイスの製造方法。 - 前記所定の温度に加熱された接続孔の表面を導電性バリアで被膜する接続孔被膜ステップを、さらに有することを特徴とする請求項14記載の電子デバイスの製造方法。
- 半導体基板の表面に成膜された第1の絶縁膜に第1の導電性材料からなる配線を形成する配線形成ステップと、
前記第1の絶縁膜上に、前記配線を覆う第2の絶縁膜を成膜する第2の絶縁膜成膜ステップと、
前記成膜された第2の絶縁膜上に所定のパターンのフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成ステップと、
該形成されたフォトレジスト層を用いてプラズマ処理により前記第2の絶縁膜において前記配線に達する接続孔を加工成形するプラズマ加工成形ステップと、
前記第2の絶縁膜上に、第2の導電性材料からなる導電膜を成膜して前記接続孔に前記第2の導電性材料を充填する接続孔充填ステップと、
前記フォトレジスト層及び前記成膜された導電膜を化学機械研磨によって研磨する導電膜研磨ステップと、
前記化学機械研磨によって露出した前記第2の絶縁膜を所定の圧力下においてアンモニアと弗化水素を含む混合気体の雰囲気に暴露する第2の絶縁膜暴露ステップと、
前記混合気体の雰囲気に暴露された前記第2の絶縁膜を所定の温度に加熱する第2の絶縁膜加熱ステップとを有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 化学機械研磨によって露出した絶縁膜を備える基板の処理方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記露出した絶縁膜を所定の圧力下においてアンモニアと弗化水素を含む混合気体の雰囲気に暴露する絶縁膜暴露モジュールと、
前記混合気体の雰囲気に暴露された絶縁膜を所定の温度に加熱する絶縁膜加熱モジュールとを有することを特徴とするプログラム。 - 基板の表面に成膜された絶縁膜上に形成された導電膜を化学機械研磨によって研磨した後に前記基板に施される化学機械研磨後洗浄方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記化学機械研磨によって露出した前記絶縁膜を所定の圧力下においてアンモニアと弗化水素を含む混合気体の雰囲気に暴露する絶縁膜暴露モジュールと、
前記混合気体の雰囲気に暴露された前記絶縁膜を所定の温度に加熱する絶縁膜加熱モジュールとを有することを特徴とするプログラム。 - 電子デバイスの製造方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
半導体基板の表面に成膜された第1の絶縁膜に第1の導電性材料からなる配線を形成する配線形成モジュールと、
前記第1の絶縁膜上に、前記配線を覆う第2の絶縁膜を成膜する第2の絶縁膜成膜モジュールと、
前記成膜された第2の絶縁膜上に所定のパターンのフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成モジュールと、
該形成されたフォトレジスト層を用いてプラズマ処理により前記第2の絶縁膜において前記配線に達する接続孔を加工成形するプラズマ加工成形モジュールと、
前記フォトレジスト層を除去するアッシングモジュールと、
前記第2の絶縁膜上に、第2の導電性材料からなる導電膜を成膜して前記接続孔に前記第2の導電性材料を充填する接続孔充填モジュールと、
前記成膜された導電膜を化学機械研磨によって研磨する導電膜研磨モジュールと、
前記化学機械研磨によって露出した前記第2の絶縁膜を所定の圧力下においてアンモニアと弗化水素を含む混合気体の雰囲気に暴露する第2の絶縁膜暴露モジュールと、
前記混合気体の雰囲気に暴露された前記第2の絶縁膜を所定の温度に加熱する第2の絶縁膜加熱モジュールとを有することを特徴とするプログラム。 - 電子デバイスの製造方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
半導体基板の表面に成膜された第1の絶縁膜に第1の導電性材料からなる配線を形成する配線形成モジュールと、
前記第1の絶縁膜上に、前記配線を覆う第2の絶縁膜を成膜する第2の絶縁膜成膜モジュールと、
前記成膜された第2の絶縁膜上に所定のパターンのフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成モジュールと、
該形成されたフォトレジスト層を用いてプラズマ処理により前記第2の絶縁膜において前記配線に達する接続孔を加工成形するプラズマ加工成形モジュールと、
前記第2の絶縁膜上に、第2の導電性材料からなる導電膜を成膜して前記接続孔に前記第2の導電性材料を充填する接続孔充填モジュールと、
前記フォトレジスト層及び前記成膜された導電膜を化学機械研磨によって研磨する導電膜研磨モジュールと、
前記化学機械研磨によって露出した前記第2の絶縁膜を所定の圧力下においてアンモニアと弗化水素を含む混合気体の雰囲気に暴露する第2の絶縁膜暴露モジュールと、
前記混合気体の雰囲気に暴露された前記第2の絶縁膜を所定の温度に加熱する第2の絶縁膜加熱モジュールとを有することを特徴とするプログラム。
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