JP2008047686A - 基板処理方法、基板処理装置及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アンモニアガスを用いてプラズマ処理を行った後に、プラズマ処理を行った処理室内あるいはプラズマ処理を行った処理室に接続され、クリーンルーム雰囲気と隔絶された処理容器内において、基板をケイフッ化アンモニウムの分解温度以上の温度に加熱して、ケイフッ化アンモニウムを分解させる。
【選択図】図4
Description
基板上のシリコンを含む膜に対してフッ素を含む処理ガスによるプラズマ処理を行う工程(a)と前記基板に対して窒素及び水素を含む処理ガスによるプラズマ処理を行う工程(b)とを同一処理容器内にて行うことにより、基板上にケイフッ化アンモニウムが生成する工程と、
次いで前記基板がクリーンルーム雰囲気に置かれる前に、当該基板を処理容器内において前記ケイフッ化アンモニウムの分解温度以上に加熱する工程と、を含むことを特徴とする。
前記工程(b)は、前記工程(a)の後に行われるようにすることが好ましい。
前記工程(a)は、基板に形成された金属配線の表面に形成されたシリコン及び炭素を含むエッチングストップ膜を除去するための処理であることが好ましい。
前記工程(b)は、金属配線の上層に形成された炭素を含む有機絶縁膜を除去するための処理及び/または前記工程(a)によって金属配線上に副生成物として形成された有機膜を除去するための処理であることが好ましい。
また、前記基板を加熱する工程は、前記工程(a)及び前記工程(b)が行われる処理容器とは異なる処理容器で行われることが好ましい。
前記フッ素を含む処理ガスは、フッ素及び炭素を含むガスであることが好ましい。
前記窒素及び水素を含む処理ガスは、アンモニアガスであることが好ましい。
基板上のシリコンを含む膜に対してフッ素を含む処理ガスによるプラズマ処理を行う工程(a)と前記基板に対して窒素及び水素を含む処理ガスによるプラズマ処理を行う工程(b)とを同一処理容器内で行うためのプラズマ処理装置と、
このプラズマ処理装置におけるプラズマ処理によって基板上に形成されたケイフッ化アンモニウムを分解するために、処理容器内において基板をケイフッ化アンモニウムの分解温度以上に加熱する加熱装置と、を備えたことを特徴とする。
前記プラズマ処理装置は、前記工程(a)に続いて前記工程(b)を行うように構成されていることが好ましい。
前記プラズマ処理装置における処理容器と加熱装置における処理容器とは互いに異なる処理容器であり、これら処理容器は、基板搬送手段を備えた真空雰囲気の搬送室に気密に接続されていることが好ましい。
基板を処理容器内で処理する基板処理装置に用いられ、コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の基板処理方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする。
載置台3内には所定の温調媒体が通る温調流路37が形成されており、温調媒体によってウェハWの温度が所望の温度に調整されるように構成されている。
また下部電極31の外周縁には静電チャック34を囲むようにフォーカスリング39が配置され、プラズマ発生時にこのフォーカスリング39を介してプラズマが載置台3上のウェハWに集束するように構成されている。
上部電極4に接続された高周波電源4aからの高周波は、処理ガスをプラズマ化するためのものであり、下部電極31に接続された高周波電源31aからの高周波は、ウェハWにバイアス電力を印加することでプラズマ中のイオンをウェハW表面に引き込むものである。
排気装置23により排気管24を介して処理容器21内の真空排気を行い、処理容器21内を所定の真空度に保持した後、ガス供給系46より処理ガスとして例えばCF4ガスを供給する。続いて周波数が60MHzの高周波を上部電極4に供給して、前記処理ガスをプラズマ化すると共に、バイアス用の高周波として周波数が2MHzの高周波を下部電極31に供給する。
SiC膜74のエッチング終了後、高周波電源4a、31aからの給電を止めて処理容器21内におけるプラズマの発生を停止した後、ガス供給系46からのガスの供給を止める。次に排気装置23により処理容器21内を排気して残存しているガスを除去して処理容器21内を所定の真空度に保持する。
(ステップ3:加熱工程)
次に、ウェハWを加熱装置54内の載置台92に載置し、ガス源94から処理容器91内に窒素ガスを供給しながら、真空ポンプ97によって処理容器91内を所定の真空度に保持する。次いで、載置台92に埋設されたヒーター98によって、ウェハWを例えば150℃に昇温して、150秒保持する。この熱処理によって、図4(d)に示すように、ウェハWの表面に堆積していた既述のケイフッ化アンモニウム81が分解して、例えばフッ化水素(HF)やフッ化シリコン(SiF4)などが生成する。これらの生成物は、窒素ガスと共に真空ポンプ97を介して図示しない除害装置に吸引されて、無害化される。この例では上記のように熱処理温度を設定したが、ケイフッ化アンモニウム81が分解する温度以上で層間絶縁膜(この例ではSiOCH膜75)の耐熱温度(400℃程度)以下であれば特に制限はなく、また、保持時間についても、ケイフッ化アンモニウム81が十分に分解する時間であれば良い。
その後、搬入された順序と逆の順序でウェハWを基板処理装置11から搬出する。
また、加熱装置54は、ロードロック室14、15に組み合わせて設けるようにしても良く、この場合ロードロック室14、15内の図示しない載置台にヒーターを設けたり、ロードロック室14、15内の天壁に赤外線ランプを設けたりするなどして、更にパージガスを供給できる構造とすればよい。
次に、ウェハWを加熱装置54に搬入し、同様の加熱処理を行う。
この実施の形態においても、上述の実施の形態と同様の効果が得られる。
図7に示した基板処理装置121は、キャリア室122a〜122c、搬送室123、ロードロック室124、125及びプラズマ処理装置51、52を備えている。また、搬送室123の側面には、アライメント室129が設けられている。
(SiC膜83のエッチング)
処理圧力 :6Pa(45mTorr)
処理ガス :CF4=100sccm
処理時間 :15sec
尚、このエッチングは、SiC膜83の表面にレジスト膜などを形成せずに行った。
(アンモニア処理)
処理圧力 :40Pa(300mTorr)
処理ガス :アンモニア=700sccm
処理時間 :40sec
(加熱処理)
加熱温度 :150℃
真空度 :1.3Pa(100mTorr)
保持時間 :150秒
(実施例1)
ウェハWに対して、上述のSiC膜83のエッチング、アンモニア処理及び加熱処理を上述のステップに従って施した。
(実施例2)
ウェハWに対して、実施例1と同じ処理を施した。ただし、大気中の水分等による影響がどの程度か確かめるため、プラズマ処理装置51においてSiC膜83のエッチング及びアンモニア処理を行った後、一度大気雰囲気であるキャリア室12aにウェハWを戻して、再度ウェハWを加熱装置54に搬送し、加熱処理を施した。
(比較例)
ウェハWに対して、上述のSiC膜83のエッチング及びアンモニア処理をこの順番で施した。
(参考例)
ウェハWに対して、上述のSiC膜83のエッチングを施した。
(実験結果)
この実験結果を図10に示す。
13 第1の搬送室
14 ロードロック室
16 第2の搬送室
17 第1の搬送手段
18 第2の搬送手段
21 処理容器
51 プラズマ処理装置
54 加熱装置
73 銅配線
74 SiC膜
76 有機膜
80 堆積物
81 ケイフッ化アンモニウム
Claims (13)
- 基板上のシリコンを含む膜に対してフッ素を含む処理ガスによるプラズマ処理を行う工程(a)と前記基板に対して窒素及び水素を含む処理ガスによるプラズマ処理を行う工程(b)とを同一処理容器内にて行うことにより、基板上にケイフッ化アンモニウムが生成する工程と、
次いで前記基板がクリーンルーム雰囲気に置かれる前に、当該基板を処理容器内において前記ケイフッ化アンモニウムの分解温度以上に加熱する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 前記工程(b)は、前記工程(a)の後に行われることを特徴とする請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記工程(a)は、基板に形成された金属配線の表面に形成されたシリコン及び炭素を含むエッチングストップ膜を除去するための処理であることを特徴とする請求項1または2に記載の基板処理方法。
- 前記工程(b)は、金属配線の上層に形成された炭素を含む有機絶縁膜を除去するための処理及び/または前記工程(a)によって金属配線上に副生成物として形成された有機膜を除去するための処理であることを特徴とする請求項2に記載の基板処理方法。
- 前記基板を加熱する工程は、前記工程(a)及び前記工程(b)が行われる処理容器とは異なる処理容器で行われることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載の基板処理方法。
- 前記フッ素を含む処理ガスは、フッ素及び炭素を含むガスであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一つに記載の基板処理方法。
- 前記窒素及び水素を含む処理ガスは、アンモニアガスであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一つに記載の基板処理方法。
- 基板上のシリコンを含む膜に対してフッ素を含む処理ガスによるプラズマ処理を行う工程(a)と前記基板に対して窒素及び水素を含む処理ガスによるプラズマ処理を行う工程(b)とを同一処理容器内で行うためのプラズマ処理装置と、
このプラズマ処理装置におけるプラズマ処理によって基板上に形成されたケイフッ化アンモニウムを分解するために、処理容器内において基板をケイフッ化アンモニウムの分解温度以上に加熱する加熱装置と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 前記プラズマ処理装置は、前記工程(a)に続いて前記工程(b)を行うように構成されていることを特徴とする請求項8に記載の基板処理装置。
- 前記プラズマ処理装置における処理容器と加熱装置における処理容器とは互いに異なる処理容器であり、これら処理容器は、基板搬送手段を備えた真空雰囲気の搬送室に気密に接続されていることを特徴とする請求項8まはた9に記載の基板処理装置。
- 前記フッ素を含むガスは、フッ素及び炭素を含むガスであることを特徴とする請求項8または9に記載の基板処理装置。
- 前記窒素及び水素を含む処理ガスは、アンモニアガスであることを特徴とする請求項8または9に記載の基板処理装置。
- 基板を処理容器内で処理する基板処理装置に用いられ、コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項1ないし7のいずれか一つに記載の基板処理方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
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