JP2011504299A5

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Publication number: JP2011504299A5
Application number: JP2010534950A
Authority: JP
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2028-11-13

Description

図１Ｄは、本発明の一実施形態に従って、背面およびベベルエッジ上の望ましくない銅を除去する処理工程後の基板１０５を示す図である。図１Ｄに示すように、いくつかの銅の島１４０が、ベベルエッジ上に突出している。距離「Ａ」は、基板ごとに異なる。さらに、銅エッチング流体が飛び散って、一部の領域（領域ａおよびｂなど）で銅の厚さが薄くなっている。

図２Ａは、本発明の一実施形態に従って、ベベルエッジ付近がプラズマ１９０に暴露されている基板１０５の断面図を示す。基板１０５は、例えば、図１Ｂで上述した処理を用いて、背面の銅を除去するために湿式エッチングを受けた後である。しかしながら、銅を除去するための湿式エッチングは、主に基板背面上の銅を除去する。ベベルエッジ上の銅は、除去の対象ではない。したがって、銅は、図２Ａに示したように、ベベルエッジの側面および基板の上面だけに存在する。基板１０５は、前面を上に向けて、プラズマチャンバ２００内の基板支持体２１０上に配置されている。基板１０５の上面１１１の中央部分は、プラズマ遮蔽２２０で覆われている。露出されたベベルエッジは、エッジ面１３０から距離「Ｂ」までの部分である。エッジ面１３０で銅表面１３１は、プラズマ１９０に暴露され、プラズマ１９０によって、ＣｕＯ_E、ＣｕＯ_XＦ_Y、または、ＣｕＯ_CＣｌ_Dなどの銅化合物に変換される。Ｅ、Ｘ、Ｙ、Ｃ、および、Ｄは数字である。Ｃｕに対する銅化合物のエッチング選択比が高いエッチング液（クエン酸アンモニウムを含む液体など）によって、銅化合物を湿式エッチングすることができる。エッチング液の他の例としては、ＨＦ、ＨＣｌ、および、クエン酸などがある。

図２Ｂは、本発明の一実施形態に従って、ＣｕＯ_E、ＣｕＯ_XＦ_Y、または、ＣｕＯ_CＣｌ_Dなどの銅化合物を除去するための湿式エッチングを受けた後の基板１０５を示す。ＣｕＯ_E、ＣｕＯ_XＦ_Y、または、ＣｕＯ_CＣｌ_Dなどの銅化合物に変換されていない基板の前面上の銅薄膜だけが、基板上に残っている。ベベルエッジ上の変換されたＣｕＯ_E、ＣｕＯ_XＦ_Y、または、ＣｕＯ_CＣｌ_Dの薄膜は、湿式エッチング剤によってエッチングされている。クエン酸アンモニウムなどのエッチング流体は、銅に対する銅化合物の選択比が高いことから、エッチングされていない島を残すことなく、すべての銅化合物を除去するのに十分な期間、基板表面をエッチング流体に接触させることができる。一実施形態において、湿式エッチングの選択比は、約２０よりも大きく、約２０の選択比とは、銅の湿式エッチング速度に対する材料の湿式エッチング速度の比が、約２０であることを意味する。別の実施形態において、湿式エッチングの選択比は、約５０ないし約１００の間である。

Claims

基板のベベルエッジ上の銅薄膜を処理して、前記銅薄膜を、湿式エッチングによって除去される銅化合物に変換する方法であって、
プラズマ処理チャンバ内の基板支持体上に前記基板を配置する工程と、
前記基板支持体から離間して配置されたガス分配プレートに組み込まれたガス供給部を通して処理ガスを流す工程と、
前記基板の前記ベベルエッジ付近で処理プラズマを生成して、前記基板の前記ベベルエッジ上の前記銅薄膜を銅化合物に変換する工程であって、前記生成された処理プラズマは、前記基板のエッジ面から約２ｍｍ未満の範囲にある銅薄膜を前記銅化合物に変換する、工程と、
湿式エッチング流体を含む湿式エッチング装置内に前記基板を配置して、前記ベベルエッジ上の前記銅化合物を除去する工程と、を備える、方法。
請求項１に記載の方法であって、前記ベベルエッジ上の前記銅化合物が前記湿式エッチング流体によって前記ベベルエッジからエッチングされる際の前記銅薄膜に対する湿式エッチング選択比は、約２０：１より大きい、方法。
請求項２に記載の方法であって、前記銅化合物は、ＣｕＯ_E、ＣｕＯ_XＦ_Y、および、ＣｕＯ_CＣｌ_Dからなる群から選択され、Ｅ、Ｘ、Ｙ、Ｃ、および、Ｄは数字である、方法。
請求項１に記載の方法であって、前記処理ガスは、酸素含有ガスと、フッ素含有ガスまたは塩素含有ガスのいずれかと、を含む、方法。
請求項１に記載の方法であって、前記湿式エッチング流体は、クエン酸アンモニウム、フッ化水素、硝酸、および、クエン酸からなる群から選択されたエッチャントを含む、方法。
請求項１に記載の方法であって、前記生成された処理プラズマは、前記基板の前記エッジ面から約１ｍｍ以下の範囲にある銅薄膜を＋／−約０．１ｍｍの空間制御で前記銅化合物に変換する、方法。
請求項１に記載の方法であって、前記基板は、バリア層と、前記バリア層の上の銅シード層と、前記銅シード層の上のメッキ銅層とを有し、前記銅薄膜は、前記銅シード層および前記メッキ銅層の両方を含む、方法。
請求項１に記載の方法であって、さらに、
前記プラズマ処理チャンバ内に前記基板を配置する前に、前記基板の背面上の前記銅薄膜を除去する工程を備える、方法。
請求項１に記載の方法であって、前記ベベルエッジ付近の前記処理プラズマは、前記プラズマ処理チャンバ内の前記基板支持体を囲む下側エッジ電極、および、前記基板支持体に対向する前記ガス分配プレートを囲む上側エッジ電極によって、容量的または誘導的に生成される、方法。
請求項９に記載の方法であって、前記上側エッジ電極および前記下側エッジ電極の間の距離は、約１．５ｃｍ未満であり、前記処理プラズマを閉じ込める、方法。
請求項１に記載の方法であって、前記処理ガスは、前記基板の中央付近もしくは前記基板の前記ベベルエッジ付近に配置されたガス供給部によって、または、前記基板の前記中央付近に配置されたガス供給部および前記基板の前記ベベルエッジ付近に配置された追加のガス供給部によって、前記プラズマ処理チャンバに供給される、方法。
請求項９に記載の方法であって、前記ガス分配プレートと、前記分配プレートに対向する前記基板の表面と、の間の距離は、プラズマが前記ガス分配プレートと前記基板の前記表面との間に生成されることを防ぐように、約０．６ｍｍ未満である、方法。
請求項２に記載の方法であって、前記ベベルエッジ上の前記銅化合物が前記湿式エッチング流体によって前記ベベルエッジからエッチングされる際の前記銅薄膜に対する湿式エッチング選択比は、約１００：１より大きい、方法。
基板のベベルエッジ上の銅薄膜を処理して、前記銅薄膜を、湿式エッチングによって除去される銅化合物に変換する方法であって、
前記基板の背面上の前記銅薄膜を除去する工程と、
前記基板の前記背面上の前記銅薄膜を除去した後、プラズマ処理チャンバ内の基板支持体上に前記基板を配置する工程と、
前記基板支持体から離間して配置されたガス分配プレートに組み込まれたガス供給部を通して処理ガスを流す工程と、
前記基板の前記ベベルエッジ付近で処理プラズマを生成して、前記基板の前記ベベルエッジ上の前記銅薄膜を銅化合物に変換する工程であって、前記生成された処理プラズマは、前記基板のエッジ面から約２ｍｍ未満の範囲にある銅薄膜を前記銅化合物に変換する、工程と、
湿式エッチング流体を含む湿式エッチング装置内に前記基板を配置して、前記ベベルエッジ上の前記銅化合物を除去する工程と、
を備え、
前記ベベルエッジ上の前記銅化合物が前記湿式エッチング流体によって前記ベベルエッジからエッチングされる際の前記銅薄膜に対する湿式エッチング選択比は、約２０：１より大きい、方法。
請求項１４に記載の方法であって、前記銅化合物は、ＣｕＯ_E、ＣｕＯ_XＦ_Y、および、ＣｕＯ_CＣｌ_Dからなる群から選択され、Ｅ、Ｘ、Ｙ、Ｃ、および、Ｄは数字である、方法。
請求項１４に記載の方法であって、前記処理ガスは、酸素含有ガスと、フッ素含有ガスまたは塩素含有ガスのいずれかと、を含む、方法。
請求項１４に記載の方法であって、前記湿式エッチング流体は、クエン酸アンモニウム、フッ化水素、硝酸、および、クエン酸からなる群から選択されたエッチャントを含む、方法。
請求項１４に記載の方法であって、前記生成された処理プラズマは、前記基板の前記エッジ面から約１ｍｍ以下の範囲にある銅薄膜を約０．１ｍｍの空間制御で前記銅化合物に変換する、方法。
請求項１４に記載の方法であって、前記ベベルエッジ付近の前記処理プラズマは、前記プラズマ処理チャンバ内の前記基板支持体を囲む下側エッジ電極、および、前記基板支持体に対向する前記ガス分配プレートを囲む上側エッジ電極によって、容量的または誘導的に生成される、方法。
請求項１４に記載の方法であって、前記ベベルエッジ上の前記銅化合物が前記湿式エッチング流体によって前記ベベルエッジからエッチングされる際の前記銅薄膜に対する湿式エッチング選択比は、約１００：１より大きい、方法。