JP2013048127A - Recovery of side wall after ashing - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel process in which a low K thin film is exposed to an environment which is possible to increase effective dielectric constant and limit performance of a device, and then a lower effective dielectric constant is maintained.SOLUTION: A method is provided which lowers an effective dielectric constant present between two conductive components of an integrated circuit. The method accompanies use of selective vapor phase etching on a portion of a low K dielectric layer which is rich in oxygen. The etching speed decreases when the etching process passes a portion which is rich in oxygen with relatively high K and reaches a low K portion. Since a low K portion where a vapor-phase etching process is desired is not easily removed, a timing of etching process can be easily matched.

Description

集積回路の製造方法は、単一のチップ上に何億個ものトランジスタが日常的に形成される段階に達している。新しい世代の製造技術および装置はそれぞれ、さらに小型で高速のトランジスタの工業規模の製造を可能にしつつあるが、さらに小型で高速の回路素子を作製する難しさも増している。回路素子の寸法は小さくなり、今では50nmの閾値を優に下回るが、そのためにチップの設計者は、集積回路の電気的性能を改善する(または単に維持する)新しい低抵抗率の導電性材料および新しい低誘電率(すなわち低k)の絶縁材料を探してきた。   Integrated circuit fabrication methods have reached the stage where hundreds of millions of transistors are routinely formed on a single chip. Each new generation of manufacturing technology and equipment is enabling industrial scale manufacturing of smaller and faster transistors, but the difficulty of fabricating smaller and faster circuit elements is also increasing. The dimensions of the circuit elements have become smaller and now well below the 50 nm threshold, which allows chip designers to improve (or simply maintain) the electrical performance of integrated circuits with new low resistivity conductive materials And new low dielectric constant (ie low k) insulating materials.

面積あたりのトランジスタの数が増加するにつれて、寄生容量が、トランジスタのスイッチング速度に対する重大な障害になる。集積回路内のすべての隣接する電気的に絶縁された導体の間には静電容量が存在し、導電性部分が製造プロセスの流れの「前工程」にあるか「後工程」にあるかに関わらず、スイッチング速度を制限する可能性がある。   As the number of transistors per area increases, parasitic capacitance becomes a significant obstacle to transistor switching speed. There is a capacitance between all adjacent electrically isolated conductors in the integrated circuit, and whether the conductive part is in the “pre-process” or “post-process” of the manufacturing process flow. Nevertheless, there is a possibility of limiting the switching speed.

したがって、隣接する導体間に低k材料を形成する新しい技術および材料が求められている。導体間に低Kの分離をもたらすのに用いられる材料の1つの種類は、カリフォルニア州サンタクララのApplied Materials,Inc.から市販されているBlack Diamond(商標)薄膜などの酸化有機シラン薄膜である。これらの薄膜は、シリコンの酸化物および窒化物のような従来型のスペーサ材料より低い誘電率(例えば約3.5以下)を有する。残念なことに、いくつかの新しいプロセスは、有効誘電率を増大させ、デバイスの性能を制限する可能性がある環境に低K薄膜を曝すことを伴う。   Accordingly, there is a need for new techniques and materials that form low-k materials between adjacent conductors. One type of material used to provide low K separation between conductors is available from Applied Materials, Inc., Santa Clara, California. Oxidized organosilane thin film such as Black Diamond ™ thin film commercially available from These thin films have a lower dielectric constant (eg, about 3.5 or less) than conventional spacer materials such as silicon oxides and nitrides. Unfortunately, some new processes involve exposing low K thin films to environments that can increase the effective dielectric constant and limit device performance.

したがって、こうした環境に低K薄膜を曝した後、より低い有効誘電率を維持する新しいプロセスが求められている。   Therefore, there is a need for new processes that maintain lower effective dielectric constants after exposing low K thin films to such environments.

集積回路の2つの導電性構成要素の間に存在する、有効誘電率を低下させる方法について記述する。その方法は、低K誘電体層の酸素が豊富な部分に対して選択的な気相エッチの使用を伴う。エッチング速度は、エッチプロセスが比較的高Kの酸素が豊富な部分を通過し、低K部分に達すると減じる。気相エッチプロセスが望ましい低K部分を容易に除去することはないため、エッチプロセスのタイミングを簡単に合わせることができる。   A method for reducing the effective dielectric constant present between two conductive components of an integrated circuit is described. The method involves the use of a gas phase etch that is selective to the oxygen rich portion of the low K dielectric layer. The etch rate decreases when the etch process passes through a relatively high K oxygen rich portion and reaches a low K portion. Since the low K portion where a vapor phase etch process is desirable is not easily removed, the timing of the etch process can be easily matched.

本発明の実施形態は、基板処理領域内のパターン形成された基板上の2つのトレンチ間で、低K誘電体材料の有効誘電率を低下させる方法を含む。低K誘電体材料は、2つのトレンチの壁を形成する。その方法は、パターン形成された基板を基板処理領域内に搬送する工程含む。方法は、パターン形成された基板を気相エッチングし、低K誘電体材料から外側の誘電体層を除去することによって低K誘電体材料の平均誘電率を低下させる工程をさらに含む。   Embodiments of the present invention include a method for reducing the effective dielectric constant of a low K dielectric material between two trenches on a patterned substrate in a substrate processing region. The low K dielectric material forms the walls of the two trenches. The method includes transporting a patterned substrate into a substrate processing region. The method further includes lowering the average dielectric constant of the low K dielectric material by vapor phase etching the patterned substrate and removing the outer dielectric layer from the low K dielectric material.

追加の実施形態および特徴は、一部は以下の説明において述べられ、一部は本明細書を検討すると当業者には明らかになるか、または開示される実施形態の実施によって知ることができる。開示される実施形態の特徴および利点は、本明細書に記載される手段、組合せおよび方法によって、実現および達成することができる。   Additional embodiments and features will be set forth in part in the following description, and will be apparent to those skilled in the art upon review of the specification or may be learned by practice of the disclosed embodiments. The features and advantages of the disclosed embodiments may be realized and attained by means of the instrumentalities, combinations and methods described herein.

開示される実施形態の本質および利点のさらなる理解は、本明細書の残りの部分および図面を参照することによって得ることができる。   A further understanding of the nature and advantages of the disclosed embodiments can be obtained by reference to the remaining portions of the specification and the drawings.

開示される実施形態による処置中のギャップの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a gap during treatment according to a disclosed embodiment. 開示される実施形態による処置中のギャップの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a gap during treatment according to a disclosed embodiment. 開示される実施形態による、ギャップを充填するフォトレジストの除去プロセスの流れ図である。5 is a flow diagram of a process for removing a photoresist that fills a gap, according to disclosed embodiments. 開示される実施形態による処理チャンバの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a processing chamber according to disclosed embodiments. 開示される実施形態による処理システムの図である。1 is a diagram of a processing system according to disclosed embodiments. FIG.

添付図面において、同様の構成要素および/または特徴は、同じ参照ラベルを有することがある。さらに、同じタイプのそれぞれ異なる構成要素は、参照ラベルの後に、ダッシュおよび同様の構成要素の間で区別する第2のラベルを続けることによって区別されることがある。本明細書において第1の参照ラベルのみが用いられる場合、その説明は、第2の参照ラベルに関係なく、同じ第1の参照ラベルを有する同様の構成要素の任意のものにあてはまる。   In the accompanying drawings, similar components and / or features may have the same reference label. Further, different components of the same type may be distinguished by following a reference label followed by a dash and a second label that distinguishes between similar components. Where only the first reference label is used herein, the description applies to any of the similar components having the same first reference label, regardless of the second reference label.

集積回路の2つの導電性構成要素の間に存在する、有効誘電率を低下させる方法について記述する。その方法は、低K誘電体層の酸素が豊富な部分に対して選択的な気相エッチの使用を伴う。エッチング速度は、エッチプロセスが比較的高Kの酸素が豊富な部分を通過し、低K部分に達すると減じる。気相エッチプロセスが望ましい低K部分を容易に除去することはないため、エッチプロセスのタイミングを簡単に合わせることができる。気相エッチは、とりわけパターン形成された基板を処理するための液体緩衝式の酸化物エッチに好ましい。気相エッチャントは、液体エッチャントより簡単に閉じ込められた構造から除去される。   A method for reducing the effective dielectric constant present between two conductive components of an integrated circuit is described. The method involves the use of a gas phase etch that is selective to the oxygen rich portion of the low K dielectric layer. The etch rate decreases when the etch process passes through a relatively high K oxygen rich portion and reaches a low K portion. Since the low K portion where a vapor phase etch process is desirable is not easily removed, the timing of the etch process can be easily matched. Vapor phase etch is particularly preferred for liquid buffered oxide etch for processing patterned substrates. Vapor phase etchants are removed from the confined structure more easily than liquid etchants.

本発明の実施形態は、パターン形成された基板上の低K材料をエッチングして有効誘電率を高め、それによって、デバイスの性能を改善する方法を対象にしている。本明細書に提示される方法から利益を得る例示的なプロセスの流れは、基板に転写された2つの別個のリソ−エッチパターンを伴う。こうしたプロセスは、比較的直線的な垂直壁を有する従来のバイアではないバイアの構造の中に望ましい段を得るために、基板を2回パターン形成するように設計することができる。こうしたプロセスの手順は、フォトレジストが低K材料内のバイアおよび他のギャップに広がるように、パターン形成された基板をフォトレジストで被覆する必要がある場合がある。フォトレジストの除去は通常、アッシング、すなわち構造を酸化型の前駆体に曝すことを伴う。ギャップを充填するフォトレジストを除去する間、アッシング工程はまた、低K材料の薄い外層内の誘電率を増大させるように、ギャップの側壁を変化させる。一部のアッシュは、プラズマ中で励起された酸素を含有する化合物に曝すことを伴う。こうした場合、酸素の処置によって低K材料の表面が酸化され、炭素の含有量に対する酸素の含有量が高まる。本明細書に提示される方法は、誘電率を下げてそのアッシュ前のレベル近くに戻すために、この比較的高Kの材料の薄層を除去する。   Embodiments of the present invention are directed to a method of etching low K material on a patterned substrate to increase the effective dielectric constant, thereby improving device performance. An exemplary process flow that benefits from the methods presented herein involves two separate litho-etch patterns transferred to a substrate. Such a process can be designed to pattern the substrate twice in order to obtain the desired step in a non-conventional via structure with relatively straight vertical walls. Such a process sequence may require that the patterned substrate be coated with photoresist so that the photoresist extends into vias and other gaps in the low K material. Photoresist removal usually involves ashing, ie exposing the structure to an oxidized precursor. While removing the photoresist filling the gap, the ashing process also changes the sidewalls of the gap to increase the dielectric constant in the thin outer layer of low K material. Some ash involves exposure to compounds containing oxygen excited in the plasma. In such a case, the oxygen treatment oxidizes the surface of the low K material, increasing the oxygen content relative to the carbon content. The method presented herein removes this thin layer of relatively high K material to lower the dielectric constant and return it to near its pre-ash level.

本発明をより適切に理解および認識するために、次に、開示される実施形態による処置中のギャップの断面図およびギャップを処置するための流れ図である、図1〜2を参照する。図1Aに示される構造はリソ−エッチ−リソ−エッチの手順によって得られ、その手順において、第2のリソグラフィー−エッチ工程は低誘電率材料110−1の中に広いトレンチを開く。第2のエッチは、トレンチの底部までの経路の一部のみに浸透し、低K材料110−1内に段を残す。段より上および下には、低K材料で形成された実質的に垂直な壁が存在するようになる。壁は、図1A〜1Bに示される理論上垂直な線からそれてもよいが、開示される実施形態では、垂直な状態から10°、5°または2°以内とすることができる。第2のエッチ後、一部のフォトレジスト120がトレンチの底部に向かって残るが、それは、ギャップを金属で充填する前に除去する必要がある。残りのフォトレジスト120を除去するプロセスは、パターン形成された基板が処理チャンバ内に搬送されるときに始まる(工程210)。酸素ラジカルの流れがアッシングチャンバ内へ送られ(工程215)、トレンチの中からフォトレジストを除去する。図1Aに図示される例では、低K材料110−1を下にある材料からの金属拡散から保護するために、炭窒化シリコン(SiCN)層125−1が含まれる。SiCNの層125−1は酸素ラジカルによって、SiCNのトレンチの底部にある部分を除去し、パターン形成されたSiCN層125−2をもたらすように変えられる。例示的なSiCN層は、カリフォルニア州サンタクララのApplied Materialsから入手可能なBlok(商標)である。SiCN層が存在する実施形態もあれば、存在しない実施形態もある。酸素ラジカルの流れは低K材料110の壁も酸化し、望ましくないことに表面(トレンチの壁)付近の誘電率を高める。例示的な低K材料は酸炭化シリコン(SiOC)であり、例示的なSiOC製品は、やはりApplied Materialsから入手可能なBlack Diamond(商標)である。酸素が豊富な(比較的高Kの)表層の形成を無視し、金属によるトレンチのギャップ充填堆積を続けると、完成したデバイスの動作形態を制限することになる。   To better understand and appreciate the present invention, reference is now made to FIGS. 1-2, which are cross-sectional views of a gap during treatment and a flow chart for treating the gap according to the disclosed embodiments. The structure shown in FIG. 1A is obtained by a litho-etch-litho-etch procedure, in which a second lithographic-etch step opens a wide trench in the low dielectric constant material 110-1. The second etch penetrates only part of the path to the bottom of the trench, leaving a step in the low K material 110-1. Above and below the steps, there will be substantially vertical walls made of low K material. The wall may deviate from the theoretically normal line shown in FIGS. 1A-1B, but in the disclosed embodiments can be within 10 °, 5 °, or 2 ° from the vertical state. After the second etch, some of the photoresist 120 remains towards the bottom of the trench, but it needs to be removed before filling the gap with metal. The process of removing the remaining photoresist 120 begins when the patterned substrate is transferred into the processing chamber (step 210). A stream of oxygen radicals is sent into the ashing chamber (step 215) to remove the photoresist from the trench. In the example illustrated in FIG. 1A, a silicon carbonitride (SiCN) layer 125-1 is included to protect the low K material 110-1 from metal diffusion from the underlying material. The SiCN layer 125-1 is altered by oxygen radicals to remove the portion at the bottom of the SiCN trench, resulting in a patterned SiCN layer 125-2. An exemplary SiCN layer is Blok ™ available from Applied Materials, Santa Clara, California. Some embodiments may have a SiCN layer, and some embodiments may not. The flow of oxygen radicals also oxidizes the walls of the low K material 110 and undesirably increases the dielectric constant near the surface (trench walls). An exemplary low K material is silicon oxycarbide (SiOC) and an exemplary SiOC product is Black Diamond ™, also available from Applied Materials. Ignoring the formation of oxygen-rich (relatively high K) surface layers and continuing the gap-fill deposition of the trench with metal would limit the mode of operation of the completed device.

以下の工程を用いて、低K材料110の低減された誘電率を回復させ、アッシング前のレベル近くにすることができる。パターン形成された基板は、次の処理のために処理チャンバの基板エッチング領域へ搬送される(工程220)。アンモニアおよび三フッ化窒素の流れが、処理領域から離れたプラズマ領域内に与えられる(工程222)。その離れたプラズマ領域を本明細書では遠隔プラズマ領域と呼ぶことがあり、処理チャンバ、または処理チャンバ内の区画とは別個のモジュールとすることができる。遠隔プラズマの流出物(遠隔プラズマからの生成物)が処理領域内へ流され、基板表面と相互作用することが可能になる(工程225)。プラズマ流出物の流れは表面と反応して、プラズマ流出物からの材料および影響を受けた低K材料110の壁からの材料を含有する固体の残留物を生成する。このプロセスを理解するのに有用となり得る詳しい化学反応については、例示的な装置の項で提示する。次いで固体の残留物は、パターン形成された基板をその昇華点より高く加熱することによって除去される(工程240)。プロセスは、パターン形成された基板を基板エッチング領域から取り出すこと(工程245)によって完了し、結果として生じる構造を図1Bに示す。   The following steps can be used to restore the reduced dielectric constant of the low K material 110 to near the pre-ash level. The patterned substrate is transferred to the substrate etch area of the processing chamber for subsequent processing (step 220). A flow of ammonia and nitrogen trifluoride is provided in the plasma region remote from the processing region (step 222). The remote plasma region may be referred to herein as a remote plasma region and may be a module separate from the processing chamber or compartment within the processing chamber. The remote plasma effluent (product from the remote plasma) is flowed into the processing region and allowed to interact with the substrate surface (step 225). The plasma effluent stream reacts with the surface to produce a solid residue containing material from the plasma effluent and material from the walls of the affected low K material 110. Detailed chemical reactions that may be useful in understanding this process are presented in the Example Equipment section. The solid residue is then removed by heating the patterned substrate above its sublimation point (step 240). The process is completed by removing the patterned substrate from the substrate etch region (step 245), and the resulting structure is shown in FIG. 1B.

外側の誘電体層のエッチング速度は、外側の誘電体層の内部の比較的低Kの誘電体材料より大きい。本発明の実施形態では、外側の誘電体層の気相エッチング速度は、低K誘電体材料の残りの部分のエッチング速度を25、50または100倍超上回る。外側の誘電体層の厚さは、実施形態において、150Å未満もしくは約150Å、100Å未満もしくは約100Å、または50Å未満もしくは約50Åである。   The etch rate of the outer dielectric layer is greater than the relatively low K dielectric material inside the outer dielectric layer. In embodiments of the invention, the gas phase etch rate of the outer dielectric layer is more than 25, 50, or 100 times greater than the etch rate of the remaining portion of the low K dielectric material. The thickness of the outer dielectric layer is, in embodiments, less than 150 mm or about 150 mm, less than 100 mm or about 100 mm, or less than 50 mm or about 50 mm.

ここで記載した例示的なプロセスは、一般的には同時に存在するフッ素を含有する前駆体および水素を含有する前駆体の流れを伴う、SiConi(商標)エッチの系統のサブセットである。フッ素を含有する前駆体は、異なる実施形態において、三フッ化窒素、フッ化水素、2原子フッ素、単原子フッ素、およびフッ素で置換された炭化水素、またはそれらの組み合わせを含む。水素を含有する前駆体は、異なる実施形態において、原子状水素、2原子水素、アンモニア、炭化水素、不完全にハロゲンで置換された炭化水素、またはそれらの組み合わせを含む。簡潔にするために、本明細書に包含される一部の議論は、アンモニアと三フッ化窒素の組み合わせを用いる例示的なSiConi(商標)エッチに言及することがある。SiConi(商標)エッチはいずれも、記載され図2に示される例示的なものの代わりに用いることができる。フッ素および水素を含有する(ただし、ほとんどまたは本質的に酸素を含有しない)SiConi(商標)エッチはすべて、シリコン酸化物のエッチングに対して強い選択性を示す。このエッチプロセスは、シリコン、ポリシリコンおよび酸炭化シリコンをきわめてゆっくり除去する。結果として、SiConi(商標)は、シリコン酸化物が低K材料110の壁から消費された後にエッチが継続される場合でも本質的に損なわれない、望ましい酸炭化シリコンの低K材料110を残すというさらなる利益を有する。この選択性によって、任意の他の形の終点の決定を用いずに、プロセスのタイミングを合わせることが可能になる。   The exemplary process described herein is a subset of the family of SiConi (TM) etches, typically with concurrent fluorine-containing precursors and hydrogen-containing precursor streams. Fluorine-containing precursors include, in different embodiments, nitrogen trifluoride, hydrogen fluoride, diatomic fluorine, monoatomic fluorine, and hydrocarbons substituted with fluorine, or combinations thereof. The hydrogen-containing precursor includes, in different embodiments, atomic hydrogen, diatomic hydrogen, ammonia, hydrocarbons, incompletely halogenated hydrocarbons, or combinations thereof. For brevity, some discussion included herein may refer to an exemplary SiConi ™ etch using a combination of ammonia and nitrogen trifluoride. Any SiConi ™ etch can be used in place of the exemplary described and shown in FIG. All SiConi ™ etches containing fluorine and hydrogen (but little or essentially no oxygen) exhibit strong selectivity for silicon oxide etching. This etch process removes silicon, polysilicon and silicon oxycarbide very slowly. As a result, the SiConi ™ leaves the desired silicon oxycarbide low K material 110 that remains essentially intact even if the etch continues after the silicon oxide is consumed from the walls of the low K material 110. Has further benefits. This selectivity allows the process to be timed without using any other form of endpoint determination.

本明細書に記載される例は、低K誘電体層の二重のパターン形成(LELE)に関するものであるが、低K層内のギャップ内にフォトレジストを堆積させる必要がある他のプロセスの流れも可能である。結果として、提示および請求される方法は、酸化処置による除去に適した任意のギャップ充填材料のアッシングを伴う任意の用途に有用である。アッシング可能なギャップ充填材料は、底部または頂部の反射防止コーティング(BARCまたはTARC)、ならびに様々なフォトレジストおよび他の同様の炭素を含有する材料を含む。開示される実施形態において、アッシング可能なギャップ充填材料には本質的に酸素がない。酸化処置はアッシング可能なギャップ充填材料を除去するが、望ましくないことに壁を変化させ、変化した表層の誘電率を高める。本明細書に記載される方法を用いて、高められた誘電率を下げることができる。トレンチのプロファイルは、図1A〜1Bに示されるようにトレンチの壁に段構造を包含してもよいが、他の開示される実施形態では、本質的に段は存在しない。   The example described herein relates to dual patterning (LELE) of a low K dielectric layer, but other processes that require the deposition of photoresist within the gap in the low K layer. A flow is also possible. As a result, the presented and claimed methods are useful for any application involving ashing of any gap filling material suitable for removal by an oxidative treatment. Ashable gap fill materials include bottom or top antireflective coatings (BARC or TARC), as well as various photoresists and other similar carbon containing materials. In the disclosed embodiment, the ashable gap filling material is essentially free of oxygen. Oxidation treatment removes the ashable gap filling material, but undesirably changes the walls and increases the dielectric constant of the altered surface layer. Using the methods described herein, the increased dielectric constant can be lowered. The trench profile may include a step structure on the walls of the trench as shown in FIGS. 1A-1B, but in other disclosed embodiments, there are essentially no steps.

これまでに記載したように、低K材料内にギャップおよびトレンチが形成される。前述の例示的なギャップには、低K材料内の2つのほぼ垂直な壁の間に段がある(図1参照)。他の実施形態では段が形成されず、低K材料内に単一のほぼ垂直な壁が形成される。開示される実施形態では、単一の垂直な壁は、垂直な状態から10°、5°または2°以内とすることができる。開示される実施形態では、アッシング前(または本明細書に提示される処置の後)、低K材料の誘電率は、3.9、3.7、3.5、3.3または3.1より小さくすることができる。誘電率は、主として酸炭化シリコンの低K層内の炭素の濃度によって決まる。本発明の実施形態によれば、アッシング後に、外側の誘電体層は、3.0、3.2または3.5より大きい誘電率を有する可能性があり、一方、低K誘電体材料の残りの部分はそれぞれ、3.0、3.2または3.5より小さい誘電率を有する。   As described previously, gaps and trenches are formed in the low K material. In the exemplary gap described above, there is a step between two generally vertical walls in the low K material (see FIG. 1). In other embodiments, no steps are formed, and a single substantially vertical wall is formed in the low K material. In disclosed embodiments, a single vertical wall can be within 10 °, 5 °, or 2 ° from the vertical state. In disclosed embodiments, before ashing (or after the treatment presented herein), the dielectric constant of the low K material is 3.9, 3.7, 3.5, 3.3 or 3.1. It can be made smaller. The dielectric constant is primarily determined by the concentration of carbon in the low-K layer of silicon oxycarbide. According to embodiments of the invention, after ashing, the outer dielectric layer may have a dielectric constant greater than 3.0, 3.2 or 3.5, while the rest of the low K dielectric material Each has a dielectric constant less than 3.0, 3.2, or 3.5.

気相エッチング後に、任意選択の工程を用いることができる。ここで記載した気相エッチングは、気相エッチャントの複数部分を含有するエッチ後の残留物を残すことがある。エッチ後の残留物の存在は、隣接する導電性ライン間の漏電につながる恐れがある。漏出は、例えばフッ素を含有するエッチ後の残留物によって引き起こされることがある。したがって、エッチングされた基板は引き続き、エッチ後の残留物の一部を除去し、存在していたであろう漏電を軽減するために、Ar、N、NHおよびHの1つまたは複数を含有するプラズマからのプラズマ流出物で処置することができる。 An optional step can be used after vapor phase etching. The vapor phase etching described herein may leave a post-etch residue containing multiple portions of the vapor phase etchant. The presence of residues after etching can lead to leakage between adjacent conductive lines. Leakage may be caused by a post-etch residue containing, for example, fluorine. Thus, the etched substrate continues to remove one or more of Ar, N 2 , NH 3, and H 2 to remove some of the post-etch residue and mitigate any leakage that may have been present. Can be treated with plasma effluent from a plasma containing.

工程215の間、ギャップを充填するフォトレジスト120を除去するために、酸素ラジカルが用いられる。酸素ラジカルは通常、遠隔プラズマ領域で形成され、基板エッチング領域へ流される。実施形態において、酸素ラジカルは、原子状酸素(O)およびオゾン(O)の1つまたは複数を含む天然の化学種を含有する。しかしながら、エッチング領域には多少のイオン化した化学種が存在する可能性があり、イオン化した化学種は、イオン化していない(天然の)原子状酸素およびイオン化していないオゾンより速く再結合する傾向がある。実施形態において、イオン化した化学種が中和する十分な機会を有することを保証するためには、エッチング領域内のプラズマより遠隔プラズマの方が好ましい。開示される実施形態において、遠隔プラズマからエッチング領域への開口部および経路長は、天然の原子状酸素(O)が基板エッチング領域に移動することができるように選択されることが好ましい。いくつかの実施形態では、側壁を不活性化して酸化を低減するために、SiFが(遠隔プラズマまたはエッチング領域のプラズマを用いて)酸素ラジカルと一緒に同時に流される。やはり低K材料の酸化された領域が生じ、高い誘電率を呈する可能性がある。したがって、こうして作製された構造は、やはり本明細書に開示される方法から利益を得ることができる。 During step 215, oxygen radicals are used to remove the photoresist 120 filling the gap. Oxygen radicals are typically formed in the remote plasma region and flowed to the substrate etch region. In embodiments, the oxygen radical contains a natural chemical species that includes one or more of atomic oxygen (O) and ozone (O 3 ). However, some ionized species may be present in the etched region, and ionized species tend to recombine faster than non-ionized (natural) atomic oxygen and non-ionized ozone. is there. In an embodiment, a remote plasma is preferred over a plasma in the etched region to ensure that the ionized species has sufficient opportunity to neutralize. In the disclosed embodiment, the opening and path length from the remote plasma to the etching region is preferably selected so that natural atomic oxygen (O) can move to the substrate etching region. In some embodiments, SiF 4 is flowed simultaneously with oxygen radicals (using remote plasma or plasma in the etched region) to deactivate the sidewalls and reduce oxidation. Again, an oxidized region of low-K material is produced and can exhibit a high dielectric constant. Thus, the structure thus produced can still benefit from the methods disclosed herein.

これまでは、アッシングおよびSiConi(商標)エッチングに使用するための離れたチャンバについて記載してきた。代替的実施形態では、これらのプロセスが、パターン形成された基板を処理チャンバから取り出すことなく、同じチャンバの中で一連の処理工程によって実施される。   So far, a remote chamber has been described for use in ashing and SiConi ™ etching. In an alternative embodiment, these processes are performed by a series of processing steps in the same chamber without removing the patterned substrate from the processing chamber.

例示的な処理システムについて記載する中で、追加の気相エッチプロセスのパラメータおよびプロセスの詳細について開示する。   In describing an exemplary processing system, additional vapor phase etch process parameters and process details are disclosed.

例示的な処理システム
図3は、本発明の実施形態を実行することができる、説明のための処理チャンバ300を示す部分断面図である。一般的には、アンモニアおよび三フッ化窒素を、1つまたは複数の開口部351を通して(1つまたは複数の)遠隔プラズマ領域361〜363に導入し、プラズマ電源346によって励起することができる。
Exemplary Processing System FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating an exemplary processing chamber 300 in which embodiments of the present invention may be implemented. In general, ammonia and nitrogen trifluoride can be introduced into the remote plasma region (s) 361-363 through one or more openings 351 and excited by the plasma power source 346.

一実施形態では、処理チャンバ300は、チャンバ本体312、蓋組立体302および支持組立体310を含む。蓋組立体302はチャンバ本体312の上端に配設され、支持組立体310は少なくとも部分的にチャンバ本体312内に配設される。処理チャンバ300および関連する機器は、1つまたは複数のプロセスに適合する材料(例えばアルミニウム、ステンレス鋼など)から形成されることが好ましい。   In one embodiment, the processing chamber 300 includes a chamber body 312, a lid assembly 302 and a support assembly 310. The lid assembly 302 is disposed at the upper end of the chamber body 312 and the support assembly 310 is disposed at least partially within the chamber body 312. The processing chamber 300 and associated equipment is preferably formed from a material (eg, aluminum, stainless steel, etc.) that is compatible with one or more processes.

チャンバ本体312は、処理チャンバ300の内部への進入路を形成するために、その側壁に形成されたスリット弁開口360を含む。スリット弁開口360は、ウェハハンドリングロボット(図示せず)によるチャンバ本体312の内部への出入りを可能にするように、選択的に開閉される。一実施形態において、ウェハは、処理チャンバ300の中に、また処理チャンバ300からスリット弁開口360を通して、隣接する搬送チャンバおよび/もしくはロードロックチャンバ、またはクラスタツール内の他のチャンバまで運ぶことができる。図4には、処理チャンバ300を含むことができる例示的なクラスタツールを示す。   The chamber body 312 includes a slit valve opening 360 formed in a sidewall thereof to form an entry path into the processing chamber 300. The slit valve opening 360 is selectively opened and closed to allow access to the interior of the chamber body 312 by a wafer handling robot (not shown). In one embodiment, the wafer can be carried into the processing chamber 300 and through the slit valve opening 360 from the processing chamber 300 to an adjacent transfer chamber and / or load lock chamber, or other chamber in the cluster tool. . FIG. 4 illustrates an exemplary cluster tool that can include a processing chamber 300.

1つまたは複数の実施形態では、チャンバ本体312は、熱伝達流体をチャンバ本体312を通して流すためにチャンバ本体の流路313を含む。熱伝達流体は、加熱流体または冷却液とすることができ、処理および基板搬送の間、チャンバ本体312の温度を制御するために用いられる。チャンバ本体312の温度は、好ましくないガスの凝縮またはチャンバ壁上の副生成物を防止するために重要である。例示的な熱伝達流体は、水、エチレングリコールまたはそれらの混合物を含む。例示的な熱伝達流体は、窒素ガスを含むこともできる。支持組立体310は、熱伝達流体を支持組立体310を通して流すために支持組立体の流路304を有することができ、それによって基板の温度に影響を及ぼす。   In one or more embodiments, the chamber body 312 includes a chamber body flow path 313 for flowing heat transfer fluid through the chamber body 312. The heat transfer fluid can be a heating fluid or a coolant and is used to control the temperature of the chamber body 312 during processing and substrate transfer. The temperature of the chamber body 312 is important to prevent unwanted gas condensation or by-products on the chamber walls. Exemplary heat transfer fluids include water, ethylene glycol or mixtures thereof. An exemplary heat transfer fluid may also include nitrogen gas. The support assembly 310 can have a support assembly flow path 304 for flowing heat transfer fluid through the support assembly 310, thereby affecting the temperature of the substrate.

チャンバ本体312は、支持組立体310を囲むライナ333をさらに含むことができる。ライナ333は、修理および清浄化のために取り外し可能であることが好ましい。ライナ333は、アルミニウムなどの金属またはセラミック材料で作製することができる。しかしながら、ライナ333はプロセスに適合する任意の材料でもよい。ライナ333は、その上に配設される任意の材料の付着を高めるためにビードブラストすることが可能であり、それによって、処理チャンバ300の汚染をもたらす材料の剥離を防止する。1つまたは複数の実施形態では、ライナ333は、1つまたは複数の開口部335、およびその内部に形成され、真空システムに流体連通するポンピング流路329を含む。開口部335は、ポンピング流路329内へのガスの流れの経路を形成し、ポンピング流路329は、処理チャンバ300内のガスに対する出口を形成する。   The chamber body 312 can further include a liner 333 that surrounds the support assembly 310. The liner 333 is preferably removable for repair and cleaning. The liner 333 can be made of a metal such as aluminum or a ceramic material. However, the liner 333 can be any material compatible with the process. The liner 333 can be bead blasted to enhance adhesion of any material disposed thereon, thereby preventing delamination of the material that results in contamination of the processing chamber 300. In one or more embodiments, the liner 333 includes one or more openings 335 and a pumping channel 329 formed therein and in fluid communication with the vacuum system. The opening 335 forms a path for gas flow into the pumping flow path 329, and the pumping flow path 329 forms an outlet for the gas in the processing chamber 300.

真空システムは、処理チャンバ300を通るガスの流れを調節するために、真空ポンプ325および絞り弁327を含むことができる。真空ポンプ325は、チャンバ本体312に配設された真空ポート331に結合され、したがって、ライナ333内に形成されたポンピング流路329と流体連通する。「(1つの)ガス」および「(複数の)ガス」という用語は、別段の言及がない限り交換可能に使用され、1つまたは複数の反応物、触媒、担体、パージ、清浄化、それらの組み合わせ、ならびにチャンバ本体312に導入される任意の他の流体を指す。「前駆体」という用語は、表面から材料を除去するまたは堆積させる反応に関係する任意のプロセスガスを指すのに用いられる   The vacuum system can include a vacuum pump 325 and a throttle valve 327 to regulate the flow of gas through the processing chamber 300. The vacuum pump 325 is coupled to a vacuum port 331 disposed in the chamber body 312 and is therefore in fluid communication with a pumping flow path 329 formed in the liner 333. The terms “(one) gas” and “(multiple) gas” are used interchangeably unless otherwise stated, and include one or more reactants, catalysts, supports, purges, cleanings, Refers to the combination as well as any other fluid introduced into the chamber body 312. The term “precursor” is used to refer to any process gas involved in a reaction that removes or deposits material from a surface.

開口部335によって、ポンピング流路329がチャンバ本体312内の処理領域340と流体連通することが可能になる。処理領域340は、蓋組立体302の下面および支持組立体310の上面よって画定され、ライナ333によって囲まれる。開口部335は均一な大きさに定められ、ライナ333の周りに等間隔に配置することができる。しかしながら、以下にさらに詳しく論じるように、任意の数、位置、大きさまたは形の開口部を用いることが可能であり、そうした設計パラメータのそれぞれは、基板を受け入れる面を横断するガスの所望の流れパターンに応じて変わる可能性がある。加えて、開口部335の大きさ、数および位置は、処理チャンバ300を出るガスの均一な流れを得るように構成される。さらに、開口部の大きさおよび配置は、チャンバ300からのガスの迅速な排出を容易にするために、迅速なまたは高容量のポンピングを可能にするように構成することができる。例えば、真空ポート331に極めて近い開口部335の数および大きさは、真空ポート331からさらに離れて位置決めされた開口部335の大きさより小さくすることができる。   The opening 335 allows the pumping flow path 329 to be in fluid communication with the processing region 340 in the chamber body 312. The processing area 340 is defined by the lower surface of the lid assembly 302 and the upper surface of the support assembly 310 and is surrounded by the liner 333. The openings 335 are defined to have a uniform size and can be arranged around the liner 333 at equal intervals. However, as will be discussed in more detail below, any number, location, size or shape of openings can be used, each of which is a desired flow of gas across the surface receiving the substrate. It may change depending on the pattern. In addition, the size, number and location of the openings 335 are configured to obtain a uniform flow of gas exiting the processing chamber 300. Further, the size and arrangement of the openings can be configured to allow rapid or high volume pumping to facilitate rapid exhaust of gas from the chamber 300. For example, the number and size of the openings 335 very close to the vacuum port 331 can be smaller than the size of the openings 335 positioned further away from the vacuum port 331.

(1つまたは複数の)プロセスガスを1つまたは複数の開口部351を通して処理チャンバ300に提供するために、通常はガス供給パネル(図示せず)が使用される。使用される(1つまたは複数の)特定のガスは、チャンバ300内で実施される(1つまたは複数の)プロセスによって決まる。説明のためのガスは、それだけに限らないが、1つまたは複数の前駆体、還元剤、触媒、担体、パージ、清浄化、またはそれらの任意の混合物もしくは組み合わせを含むことができる。通常、処理チャンバ300に導入された1つまたは複数のガスは、頂部プレート350内の(1つまたは複数の)開口部351を通してプラズマのボリューム361に流入する。別法としてまたは組み合わせとして、処理用ガスをさらに直接的に、(1つまたは複数の)開口部352を通して処理領域340に導入することができる。(1つまたは複数の)開口部352は遠隔プラズマの励起を省略し、プラズマ励起を必要としないガスを伴うプロセス、または追加のガスの励起から利益を得ることがないプロセスに有用である。遠隔プラズマ内で生成された反応性酸素は、領域361、362および363を通過することなく、(1つまたは複数の)開口部を通して処理領域340に導入することができる。ガス供給部から処理チャンバ300内へのガスの流れを制御するために、電子的に操作される弁および/または流れ制御メカニズム(図示せず)を使用することができる。プロセスに応じて、任意の数のガスを処理チャンバ300へ送出することが可能であり、そのガスは、処理チャンバ300の中で、またはガスを処理チャンバ300へ送出する前に混合することができる。   A gas supply panel (not shown) is typically used to provide process gas (es) to processing chamber 300 through one or more openings 351. The particular gas (s) used depends on the process (es) performed in the chamber 300. The illustrative gas can include, but is not limited to, one or more precursors, reducing agents, catalysts, supports, purges, cleanings, or any mixture or combination thereof. Typically, one or more gases introduced into the processing chamber 300 flow into the plasma volume 361 through the opening (s) 351 in the top plate 350. Alternatively or alternatively, process gas may be introduced more directly into process region 340 through opening (s) 352. The opening (s) 352 may be useful for processes involving gases that do not require plasma excitation or that do not benefit from excitation of additional gases, by omitting remote plasma excitation. Reactive oxygen generated in the remote plasma can be introduced into the processing region 340 through the opening (s) without passing through the regions 361, 362, and 363. Electronically operated valves and / or flow control mechanisms (not shown) can be used to control the flow of gas from the gas supply into the processing chamber 300. Depending on the process, any number of gases can be delivered to the processing chamber 300 and the gases can be mixed in the processing chamber 300 or prior to delivering the gases to the processing chamber 300. .

蓋組立体302は、蓋組立体302内の反応性の化学種のプラズマを発生させるために、電極345をさらに含むことができる。一実施形態では、電極345は頂部プレート350によって支持され、酸化アルミニウム、または任意の他の絶縁性がありかつプロセスに適合する材料から作製された、(1つまたは複数の)電気的絶縁用のリング347を挿入することによって頂部プレート350から電気的に絶縁される。1つまたは複数の実施形態では、電極345は電源346に結合され、蓋組立体302のその他の部分はアースに接続される。それに応じて、電極345と環状の取付けフランジ322の間にボリューム361、362および/または363で構成される遠隔プラズマ領域内に、1つまたは複数のプロセスガスのプラズマを発生させることができる。実施形態において、環状の取付けフランジは、ガス送出プレート320を備えるまたは支持する。例えば、プラズマは、電極345とブロッカ組立体330の一方または両方のブロッカプレートとの間に与え、維持することができる。あるいは、ブロッカ組立体330がないときには、プラズマを電極345とガス送出プレート320との間に当て、収容することができる。どちらの実施形態でも、プラズマは、蓋組立体302の中に適切に閉じ込められるまたは収容される。それに応じて、活性プラズマがチャンバ本体312内に配置された基板に直接接触しないため、プラズマは「遠隔プラズマ」である。結果として、プラズマが基板表面から隔てられるため、プラズマによる基板の損傷を回避することができる。   The lid assembly 302 can further include an electrode 345 to generate a plasma of reactive chemical species within the lid assembly 302. In one embodiment, the electrode 345 is supported by the top plate 350 and is made of aluminum oxide or any other insulating and process compatible material for electrical insulation (s). Electrical isolation from top plate 350 is achieved by inserting ring 347. In one or more embodiments, the electrode 345 is coupled to a power source 346 and the rest of the lid assembly 302 is connected to ground. In response, one or more process gas plasmas may be generated in a remote plasma region comprised of volumes 361, 362 and / or 363 between the electrode 345 and the annular mounting flange 322. In an embodiment, the annular mounting flange comprises or supports the gas delivery plate 320. For example, plasma can be provided and maintained between electrode 345 and one or both blocker plates of blocker assembly 330. Alternatively, when the blocker assembly 330 is not present, plasma can be applied between the electrode 345 and the gas delivery plate 320 and housed. In either embodiment, the plasma is suitably confined or contained within the lid assembly 302. Accordingly, the plasma is a “remote plasma” because the active plasma does not directly contact the substrate disposed within the chamber body 312. As a result, since the plasma is separated from the substrate surface, damage to the substrate due to the plasma can be avoided.

幅広い種類の電源346によって、アンモニアガスおよび三フッ化窒素ガスを活性化し、反応性の化学種にすることが可能である。例えば、無線周波数(RF)、直流(DC)またはマイクロ波(MW)ベースの電力放電技術を用いることができる。活性化は、熱ベースの技術、ガス絶縁破壊技術、高強度光源(例えばUVエネルギー)、またはX線源への暴露によって生じさせてもよい。あるいは、遠隔プラズマ発生器などの遠隔の活性化源を用いて反応性の化学種のプラズマを発生させ、次いで、そのプラズマをチャンバ300内へ送出する。例示的な遠隔プラズマ発生器は、MKS Instruments,Inc.およびAdvanced Energy Industries,Inc.などの供給業者から入手可能である。例示的な処理システムでは、RF電源が電極345に結合される。より高出力のマイクロ波電源346は、反応性酸素も電源346を用いて生成される場合に有益である。   A wide variety of power sources 346 can activate ammonia gas and nitrogen trifluoride gas into reactive chemical species. For example, radio frequency (RF), direct current (DC) or microwave (MW) based power discharge technologies can be used. Activation may be caused by exposure to heat-based techniques, gas breakdown techniques, high intensity light sources (eg UV energy), or X-ray sources. Alternatively, a plasma of reactive species is generated using a remote activation source, such as a remote plasma generator, which is then delivered into the chamber 300. Exemplary remote plasma generators are available from MKS Instruments, Inc. And Advanced Energy Industries, Inc. Available from such suppliers. In the exemplary processing system, an RF power source is coupled to electrode 345. A higher power microwave power source 346 is beneficial when reactive oxygen is also generated using the power source 346.

プロセスチャンバ本体312および基板の温度はそれぞれ、熱伝達媒体をそれぞれチャンバ本体の流路313および支持組立体の流路304を通して流すことによって、制御することができる。支持組立体の流路304は、熱エネルギーの移動を容易にするために支持組立体310の中に形成することができる。チャンバ本体312および支持組立体310は、独立して冷却または加熱することができる。例えば、一方を通して加熱流体を流すことができ、他方を通して冷却流体が流される。   The temperature of the process chamber body 312 and the substrate can each be controlled by flowing a heat transfer medium through the chamber body flow path 313 and the support assembly flow path 304, respectively. A support assembly flow path 304 may be formed in the support assembly 310 to facilitate the transfer of thermal energy. The chamber body 312 and the support assembly 310 can be cooled or heated independently. For example, heated fluid can flow through one and cooling fluid can flow through the other.

基板の温度を制御するために、他の方法を用いることができる。基板は、支持組立体310(またはペデスタルなどその一部)を、抵抗加熱器を用いてまたはいくつかの他の手段で加熱することによって加熱することができる。他の構成では、ガス送出プレート320を基板より高い温度に維持することができ、基板の温度を高めるために、基板を上げることができる。この場合、基板は、放射によって、または熱をガス送出プレート320から基板へ伝えるガスを用いることによって加熱される。基板は、支持組立体310を上昇させることによって、またはリフトピンを使用することによって上げることができる。   Other methods can be used to control the temperature of the substrate. The substrate can be heated by heating the support assembly 310 (or a portion thereof, such as a pedestal) using a resistance heater or by some other means. In other configurations, the gas delivery plate 320 can be maintained at a higher temperature than the substrate, and the substrate can be raised to increase the temperature of the substrate. In this case, the substrate is heated by radiation or by using a gas that transfers heat from the gas delivery plate 320 to the substrate. The substrate can be raised by raising the support assembly 310 or by using lift pins.

本明細書に記載されるエッチプロセスの間、チャンバ本体312は、異なる実施形態において、50℃から80℃の間、55℃から75℃の間、または60℃から70℃の間の適当な温度範囲内に維持することができる。プラズマ流出物および/または酸化剤に曝す間、基板は、異なる実施形態において、約100℃未満、約65℃未満、約15℃から約50℃の間、または約22℃から約40℃の間に維持することができる。   During the etch process described herein, the chamber body 312 may have a suitable temperature in different embodiments between 50 ° C. and 80 ° C., between 55 ° C. and 75 ° C., or between 60 ° C. and 70 ° C. Can be kept within range. During exposure to plasma effluent and / or oxidant, the substrate, in different embodiments, is less than about 100 ° C., less than about 65 ° C., between about 15 ° C. and about 50 ° C., or between about 22 ° C. and about 40 ° C. Can be maintained.

プラズマ流出物は、様々な分子、分子の断片およびイオン化した化学種を含む。SiConi(商標)エッチングについて現在考慮されている理論上のメカニズムは、完全に適正である場合もそうでない場合もあるが、プラズマ流出物は、本明細書に記載される低温の基板と容易に反応するNHFおよびNHF.HFを含むと考えられる。プラズマ流出物は、シリコン酸化物の表面と反応して、(NHSiF、NHおよびHOの生成物を形成することができる。NHおよびHOは、本明細書に記載される処理条件の下では蒸気であり、真空ポンプ325によって処理領域340から除去することができる。基板表面上に、(NHSiFの固体副生成物の薄い連続または不連続な層が残される。 The plasma effluent contains various molecules, molecular fragments and ionized species. Although the theoretical mechanism currently considered for SiConi ™ etching may or may not be perfectly adequate, the plasma effluent easily reacts with the cold substrate described herein. NH 4 F and NH 4 F. It is thought to contain HF. The plasma effluent can react with the surface of the silicon oxide to form (NH 4 ) 2 SiF 6 , NH 3 and H 2 O products. NH 3 and H 2 O are vapors under the processing conditions described herein and can be removed from the processing region 340 by a vacuum pump 325. A thin continuous or discontinuous layer of (NH 4 ) 2 SiF 6 solid byproduct is left on the substrate surface.

プラズマ流出物への暴露、および(段付きのトレンチを含む)トレンチの垂直壁上の関連する固体副生成物の蓄積の後、比較的高Kの薄い膜が低K材料から除去されると、基板を加熱して副生成物を除去することができる。実施形態において、ガス送出プレート320は、ガス送出プレート320の中または近くに加熱要素370を組み込むことによって加熱可能になる。基板は、基板と加熱されるガス送出プレートとの間の距離を低減することによって加熱することができる。ガス送出プレート320は、異なる実施形態において、約100℃から150℃の間、約110℃から140℃の間、または約120℃から130℃の間まで加熱することができる。基板と加熱されるガス送出プレートとの間の隔たりを小さくすることによって、基板を、異なる実施形態において、約75℃超、約90℃超、約100℃超、または約115℃から約150℃の間まで加熱することができる。ガス送出プレート320から基板へ放射される熱は、基板上の固体の(NHSiFが解離または昇華して、処理領域340からポンプで汲み出して除くことができる揮発性のSiF、NHおよびHFの生成物になるのに十分なものとすべきである。 After exposure to the plasma effluent and accumulation of associated solid byproducts on the vertical walls of the trench (including stepped trenches), when the relatively high K thin film is removed from the low K material, The substrate can be heated to remove by-products. In embodiments, the gas delivery plate 320 can be heated by incorporating a heating element 370 in or near the gas delivery plate 320. The substrate can be heated by reducing the distance between the substrate and the heated gas delivery plate. The gas delivery plate 320 can be heated to between about 100 ° C. and 150 ° C., between about 110 ° C. and 140 ° C., or between about 120 ° C. and 130 ° C. in different embodiments. By reducing the separation between the substrate and the heated gas delivery plate, the substrate is in different embodiments above about 75 ° C, above about 90 ° C, above about 100 ° C, or from about 115 ° C to about 150 ° C. It can be heated up to between. The heat radiated from the gas delivery plate 320 to the substrate is volatile SiF 4 , which can be pumped away from the processing region 340 as solid (NH 4 ) 2 SiF 6 on the substrate dissociates or sublimes. It should be sufficient to be the product of NH 3 and HF.

アンモニア(または一般的には水素を含有する前駆体)は、異なる実施形態において、約50sccmから約300sccmの間、約75sccmから約250sccmの間、約100sccmから約200sccmの間、または約120sccmから約170sccmの間の速度で遠隔プラズマのボリューム361に流入させることができる。三フッ化窒素(または一般的にはフッ素を含有する前駆体)は、異なる実施形態において、約25sccmから約150sccmの間、約40sccmから約175sccmの間、約50sccmから約100sccmの間、または約60sccmから約90sccmの間の速度で遠隔プラズマのボリューム361に流入させることができる。水素を含有する前駆体およびフッ素を含有する前駆体の遠隔プラズマ領域内への合計流量は、ガス混合物全体の体積に対して0.05%から約20%になるようにすることが可能であり、残りはキャリヤガスである。一実施形態では、遠隔プラズマ領域内の圧力を安定化するために、反応性のガスの前に、まずパージガスまたはキャリヤガスが遠隔プラズマ領域内に与えられる。   Ammonia (or a precursor containing hydrogen in general), in different embodiments, is between about 50 seem and about 300 seem, between about 75 seem and about 250 seem, between about 100 seem and about 200 seem, or about 120 seem. The remote plasma volume 361 can be flowed at a rate between 170 sccm. Nitrogen trifluoride (or generally a fluorine-containing precursor), in different embodiments, is between about 25 sccm and about 150 sccm, between about 40 sccm and about 175 sccm, between about 50 sccm and about 100 sccm, or about The remote plasma volume 361 can be flowed at a rate between 60 sccm and about 90 sccm. The total flow rate of the hydrogen-containing precursor and fluorine-containing precursor into the remote plasma region can be from 0.05% to about 20% with respect to the total volume of the gas mixture. The rest is carrier gas. In one embodiment, a purge gas or carrier gas is first provided in the remote plasma region prior to the reactive gas to stabilize the pressure in the remote plasma region.

蓋組立体302のその他の部分に関しては、プラズマの出力を電極345に適用することによって、ボリューム361、362および/または363の中にプラズマ流出物の生成が起こる。プラズマの出力は、様々な周波数または複数の周波数の組み合わせとすることができる。例示的な処理システムでは、プラズマは、電極345へ送出されるRF出力によって提供される。RF出力は、異なる実施形態において、約1Wから約1000Wの間、約5Wから約600Wの間、約10Wから約300Wの間、または約20Wから約100Wの間とすることができる。例示的な処理システムに適用されるRF周波数は、異なる実施形態において、約200kHz未満、約150kHz未満、約120kHz未満、または約50kHzから約90kHzの間とすることができる。   With respect to the other parts of the lid assembly 302, application of plasma power to the electrode 345 results in the production of plasma effluent in the volumes 361, 362 and / or 363. The power of the plasma can be various frequencies or a combination of frequencies. In the exemplary processing system, the plasma is provided by an RF power delivered to electrode 345. The RF power can be between about 1 W and about 1000 W, between about 5 W and about 600 W, between about 10 W and about 300 W, or between about 20 W and about 100 W in different embodiments. The RF frequency applied to the exemplary processing system can be less than about 200 kHz, less than about 150 kHz, less than about 120 kHz, or between about 50 kHz and about 90 kHz in different embodiments.

アッシングプロセスの間、処理チャンバの外側、またはエッチャントガスを励起するのに用いられる同じチャンバ(361〜362)の中に、反応性酸素を形成することができる。実施形態において、反応性酸素は、より安定した分子状酸素(O)と共に流される原子状酸素(O)およびオゾン(O)を含有することができ、その組み合わせを本明細書では反応性酸素と呼ぶ。反応性酸素の流量は、異なる実施形態において、約1slmから約50slmの間、約2slmから約30slmの間、または約5slmから約10slmの間とすることができる。反応性酸素の流れは、(1つまたは複数の)開口部352を通して処理領域340に入る前に、追加の比較的不活性なガス(例えばHe、Ar)の流れと組み合わせることができる。プラズマの密度の増加を含めた様々な利益のために、比較的不活性なキャリヤガスを含めることができる。 During the ashing process, reactive oxygen can be formed outside the processing chamber or in the same chamber (361-362) used to excite the etchant gas. In embodiments, the reactive oxygen can contain atomic oxygen (O) and ozone (O 3 ) that are flowed with more stable molecular oxygen (O 2 ), the combination of which is reactive herein. Called oxygen. The reactive oxygen flow rate can be between about 1 slm and about 50 slm, between about 2 slm and about 30 slm, or between about 5 slm and about 10 slm in different embodiments. The reactive oxygen stream can be combined with an additional relatively inert gas (eg, He, Ar) stream prior to entering the processing region 340 through the opening (s) 352. A relatively inert carrier gas can be included for various benefits, including increased plasma density.

オゾン、酸素、キャリヤガスおよび/またはプラズマ流出物が処理領域340に流入する間、処理領域340を様々な圧力に維持することができる。圧力は、異なる実施形態において、約500ミリトルから約30トルの間、約1トルから約10トルの間、または約3トルから約6トルの間に維持することができる。処理領域340内でさらに低い圧力を用いることもできる。圧力は、異なる実施形態において、500ミリトル未満もしくは約500ミリトル、250ミリトル未満もしくは約250ミリトル、100ミリトル未満もしくは約100ミリトル、50ミリトル未満もしくは約50ミリトル、または20ミリトル未満もしくは約20ミリトルに維持することができる。   While ozone, oxygen, carrier gas and / or plasma effluent flows into the processing region 340, the processing region 340 can be maintained at various pressures. The pressure may be maintained between about 500 millitorr to about 30 torr, between about 1 torr and about 10 torr, or between about 3 torr and about 6 torr in different embodiments. Even lower pressures can be used in the processing region 340. The pressure is maintained at less than 500 millitorr, less than 250 millitorr or less than about 250 millitorr, less than 100 millitorr or less than about 100 millitorr, less than 50 millitorr or less than about 50 millitorr, or less than 20 millitorr or about 20 millitorr in different embodiments can do.

1つまたは複数の実施形態では、処理チャンバ300は、カリフォルニア州サンタクララにあるApplied Materials,Inc.から入手可能なProducer(商標)GT、Centura(商標)APおよびEndura(商標)プラットフォームを含めた、様々なマルチ処理用プラットフォームに統合することができる。そうした処理用プラットフォームは、真空を中断することなく、いくつかの処理操作を実施することが可能である。   In one or more embodiments, the processing chamber 300 is available from Applied Materials, Inc., located in Santa Clara, California. It can be integrated into a variety of multiprocessing platforms, including Producer ™ GT, Centura ™ AP and Endura ™ platform available from: Such processing platforms can perform several processing operations without interrupting the vacuum.

図4は、説明のためのマルチチャンバ処理システム400の概略的な上面図である。システム400は、基板をシステム400の内外へ搬送するために、1つまたは複数のロードロックチャンバ402、404を含むことができる。通常、システム400は真空下にあるため、ロードロックチャンバ402、404は、システム400に導入された基板を「ポンプダウン」することができる。第1のロボット410は、基板を、ロードロックチャンバ402、404と、第1の組の1つまたは複数の基板処理チャンバ412、414、416、418(4つが示されている)との間で搬送することができる。各処理チャンバ412、414、416、418は、周期的層堆積(CLD)、原子層堆積(ALD)、化学気相成長(CVD)、物理蒸着(PVD)、エッチ、前洗浄、脱ガス、配向および他の基板プロセスに加えて本明細書に記載されるドライエッチプロセスを含めた、いくつかの基板処理工程を実施するようにすることができる。   FIG. 4 is a schematic top view of an illustrative multi-chamber processing system 400. The system 400 can include one or more load lock chambers 402, 404 to transport substrates into and out of the system 400. Since the system 400 is typically under vacuum, the load lock chambers 402, 404 can “pump down” substrates introduced into the system 400. The first robot 410 moves the substrate between the load lock chambers 402, 404 and the first set of one or more substrate processing chambers 412, 414, 416, 418 (four are shown). Can be transported. Each processing chamber 412, 414, 416, 418 is periodic layer deposition (CLD), atomic layer deposition (ALD), chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), etch, preclean, degas, orient. A number of substrate processing steps may be performed, including the dry etch process described herein in addition to and other substrate processes.

第1のロボット410は、基板を、1つまたは複数の搬送チャンバ422、424へ、または1つまたは複数の搬送チャンバ422、424から搬送することもできる。搬送チャンバ422、424を用いて超高真空条件を維持すると同時に、基板をシステム400内で搬送することが可能になる。第2のロボット430は基板を、搬送チャンバ422、424と、第2の組の1つまたは複数の処理チャンバ432、434、436、438との間で搬送することができる。処理チャンバ412、414、416、418と同様に、処理チャンバ432、434、436、438は、例えば周期的層堆積(CLD)、原子層堆積(ALD)、化学気相成長(CVD)、物理蒸着(PVD)、エッチ、前洗浄、脱ガスおよび配向に加えて本明細書に記載されるドライエッチプロセスを含めた、様々な基板処理工程を実施するようにすることができる。システム400によって実施される特定のプロセスに必要でない場合には、基板処理チャンバ412、414、416、418、432、434、436、438の任意のものをシステム400から除いてもよい。ガスは、例示的な処理チャンバへの送出前に、ガスハンドリングシステム455によって提供し、経路指定し、混合することができる。   The first robot 410 can also transfer the substrate to or from one or more transfer chambers 422, 424. The substrate can be transported within the system 400 while maintaining ultra high vacuum conditions using the transport chambers 422, 424. The second robot 430 can transfer substrates between the transfer chambers 422, 424 and the second set of one or more processing chambers 432, 434, 436, 438. Similar to process chambers 412, 414, 416, 418, process chambers 432, 434, 436, 438 can be, for example, periodic layer deposition (CLD), atomic layer deposition (ALD), chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition, and the like. Various substrate processing steps may be performed including (PVD), etch, preclean, degas and align as well as the dry etch process described herein. Any of the substrate processing chambers 412, 414, 416, 418, 432, 434, 436, 438 may be omitted from the system 400 if not required for a particular process performed by the system 400. The gas can be provided, routed, and mixed by the gas handling system 455 prior to delivery to the exemplary processing chamber.

システムコントローラ457を用いて、モータ、弁、流れコントローラ、電源、および本明細書に記載されるプロセスのレシピを実行するのに必要な他の機能を制御する。システムコントローラ457は、移動可能な機械的組立体の位置を決定および調整するために、光センサからのフィードバックに依存することがある。機械的組立体は、システムコントローラ457の制御下でモータによって動かすロボット、絞り弁およびサセプタを含むことができる。   The system controller 457 is used to control motors, valves, flow controllers, power supplies, and other functions necessary to perform the process recipes described herein. The system controller 457 may rely on feedback from the optical sensor to determine and adjust the position of the movable mechanical assembly. The mechanical assembly can include a robot, throttle valve and susceptor that are moved by a motor under the control of the system controller 457.

例示的な実施形態では、システムコントローラ457は、ハードディスクドライブ(メモリ)、USBポート、フロッピーディスクドライブおよびプロセッサを含む。システムコントローラ457は、アナログおよびデジタルの入力/出力ボード、インターフェースボード、ならびにステッパモータコントローラボードを含む。処理チャンバ300を包含するマルチチャンバ処理システム400の様々な部分が、システムコントローラ457によって制御される。システムコントローラは、ハードディスク、フロッピーディスクまたはフラッシュメモリサムドライブなどのコンピュータ可読媒体に記憶された、コンピュータプログラムの形のシステム制御ソフトウェアを実行する。他のタイプのメモリを用いることもできる。コンピュータプログラムは、タイミング、ガスの混合、チャンバ圧力、チャンバ温度、RF出力レベル、サセプタの位置、および特定のプロセスの他のパラメータを指示する命令の組を含む。   In the exemplary embodiment, system controller 457 includes a hard disk drive (memory), a USB port, a floppy disk drive, and a processor. The system controller 457 includes analog and digital input / output boards, interface boards, and stepper motor controller boards. Various parts of the multi-chamber processing system 400 including the processing chamber 300 are controlled by a system controller 457. The system controller executes system control software in the form of a computer program stored on a computer readable medium such as a hard disk, floppy disk or flash memory thumb drive. Other types of memory can also be used. The computer program includes a set of instructions that indicate timing, gas mixing, chamber pressure, chamber temperature, RF power level, susceptor position, and other parameters of a particular process.

基板上に薄膜を堆積させるプロセス、またはチャンバ15を清浄化するプロセスは、コントローラによって実行されるコンピュータプログラム製品を用いて実施することができる。コンピュータプログラムコードは、例えば68000アセンブリ言語、C、C++、Pascal、Fortranまたは他のものなど、任意の従来型のコンピュータ可読のプログラミング言語で書くことができる。適切なプログラムコードが、従来型のテキストエディタを用いて単一のファイルまたは複数のファイルに入力され、コンピュータのメモリシステムなどコンピュータが利用可能な媒体に記憶される、または組み入れられる。入力されたコードテキストが高級言語である場合、コードはコンパイルされ、次いで、結果として生じるコンパイラコードが、あらかじめコンパイルされたMicrosoft Windows(登録商標)のライブラリルーチンのオブジェクトコードとリンクされる。リンクされたコンパイル済みのオブジェクトコードを実行するために、システムのユーザはオブジェクトコードを呼び出し、コンピュータシステムにコードをメモリ内にロードさせる。次いで、CPUがコードを読み込み実行して、プログラムで識別されるタスクを行う。   The process of depositing a thin film on the substrate or cleaning the chamber 15 can be performed using a computer program product executed by the controller. The computer program code can be written in any conventional computer readable programming language such as, for example, 68000 assembly language, C, C ++, Pascal, Fortran or others. Appropriate program code is entered into a single file or multiple files using a conventional text editor and stored or incorporated in a computer-usable medium, such as a computer memory system. If the entered code text is a high-level language, the code is compiled and the resulting compiler code is then linked with the object code of a precompiled Microsoft Windows library routine. To execute the linked compiled object code, the system user calls the object code and causes the computer system to load the code into memory. The CPU then reads and executes the code to perform the task identified by the program.

ユーザとコントローラの間のインターフェースは、接触式モニタを介することができ、またマウスおよびキーボードを含むこともできる。一実施形態では、2つのモニタが用いられ、一方はオペレータ用にクリーンルームの壁に取り付けられ、他方はサービス技術者用に壁の裏側に取り付けられる。2つのモニタは同時に同じ情報を表示することができるが、その場合、一度に一方のみが入力を受け付けるように構成される。特定のスクリーンまたは機能を選択するために、オペレータは、指またはマウスで表示スクリーン上の指示された範囲に触れる。触れられた範囲がその強調された色を変えるか、または新しいメニューもしくはスクリーンが表示され、オペレータの選択を確認する。   The interface between the user and the controller can be via a touch monitor and can also include a mouse and keyboard. In one embodiment, two monitors are used, one attached to the clean room wall for the operator and the other attached to the back of the wall for the service technician. The two monitors can display the same information at the same time, in which case only one is configured to accept input at a time. To select a particular screen or function, the operator touches the indicated area on the display screen with a finger or mouse. The touched area changes its highlighted color or a new menu or screen is displayed to confirm the operator's selection.

本明細書で使用するとき、「基板」とは、その上に形成された層の有無に関わらず、支持基板とすることができる。支持基板は、絶縁体、または様々なドーピング濃度およびプロファイルの半導体とすることができ、例えば、集積回路の製造に用いられるタイプの半導体基板でもよい。「シリコン酸化物」の層は、シリコンおよび酸素を含有する材料に対する、またそれと交換可能な簡略化した表現として用いられる。したがって、シリコン酸化物は、窒素、水素、炭素など、ある濃度の他の元素成分を含むことができる。いくつかの実施形態では、シリコン酸化物は、本質的にシリコンおよび酸素からなる。「励起状態」のガスは、ガス分子の少なくとも一部が振動する形で励起され、解離され、かつ/またはイオン化された状態であるガスを表す。ガスは、2つ以上のガスの組み合わせとすることができる。「トレンチ」および「ギャップ」という用語は、全体を通して、エッチングされた形状が大きい水平方向のアスペクト比を有することを含意せずに用いられる。表面より上から見ると、トレンチおよびギャップは、円形、楕円形、多角形、長方形または様々な他の形に見えることがある。「バイア」という用語は、(上から見たとき)低い水平方向のアスペクト比のトレンチを指すのに用いられ、垂直方向の電気的な接続を形成するために金属で充填されていても充填されていなくてもよい。   As used herein, a “substrate” can be a support substrate with or without a layer formed thereon. The support substrate can be an insulator or a semiconductor of various doping concentrations and profiles, and can be, for example, a type of semiconductor substrate used in the manufacture of integrated circuits. The “silicon oxide” layer is used as a simplified representation for and interchangeable with materials containing silicon and oxygen. Thus, silicon oxide can contain certain concentrations of other elemental components such as nitrogen, hydrogen, and carbon. In some embodiments, the silicon oxide consists essentially of silicon and oxygen. An “excited state” gas refers to a gas that is excited, dissociated, and / or ionized, such that at least some of the gas molecules oscillate. The gas can be a combination of two or more gases. The terms “trench” and “gap” are used throughout without implying that the etched shape has a large horizontal aspect ratio. When viewed from above the surface, the trenches and gaps may appear circular, oval, polygonal, rectangular, or various other shapes. The term “via” is used to refer to a trench with a low horizontal aspect ratio (when viewed from above) and filled even if filled with metal to form a vertical electrical connection. It does not have to be.

いくつかの実施形態を開示してきたが、開示された実施形態の趣旨から逸脱することなく、様々な変更形態、代替的構造および等価物を用いることが可能であることが当業者には認識されるであろう。さらに、本発明を不必要に分かりにくくすることを避けるために、いくつかのよく知られたプロセスおよび要素は記述していない。したがって、前述の説明は本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。   While several embodiments have been disclosed, those skilled in the art will recognize that various modifications, alternative constructions and equivalents may be used without departing from the spirit of the disclosed embodiments. It will be. In addition, in order to avoid unnecessarily obscuring the present invention, some well-known processes and elements are not described. Accordingly, the above description should not be taken as limiting the scope of the invention.

値の範囲が与えられる場合、文脈上別段の明確な指示がない限り、その範囲の上限と下限の間では、間にあるそれぞれの値も、下限の単位の十分の一まで具体的に開示されるものと理解される。明記された範囲内の任意の明記された値または間にある値と、その明記された範囲内の任意の他の明記された値または間にある値との間のさらに小さい範囲それぞれが包含される。こうしたさらに小さい範囲の上限および下限は独立に、その範囲に含まれても除外されてもよく、またそのさらに小さい範囲に限界値のいずれかが含まれる、いずれも含まれない、または両方が含まれる範囲もそれぞれ、明記された範囲内で具体的に除外される任意の限界値を条件として本発明に包含される。明記された範囲が限界値の一方または両方を含む場合、それらの含まれる限界値のいずれかまたは両方を除外する範囲も含まれる。   Where a range of values is given, each value between the upper and lower limits of the range is also specifically disclosed to the tenth of the lower limit unit unless the context clearly dictates otherwise. Understood. Each smaller range between any specified value or values within the specified range and any other specified value or values within the specified range is included. The The upper and lower limits of these smaller ranges may independently be included or excluded from the range, and the smaller ranges may include any of the limit values, none of them, or both. Each of the ranges to be included in the present invention is subject to any limit value specifically excluded within the stated range. Where the stated range includes one or both of the limit values, ranges excluding either or both of those included limit values are also included.

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるとき、単数形の「1つの(a、an)」および「その(the)」は、文脈上別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば「1つのプロセス」に対する言及は複数のそうしたプロセスを含み、「その誘電体材料」に対する言及は、1つまたは複数の誘電体材料および当業者に知られているその等価物などへの言及を含む。   As used in this specification and the appended claims, the singular forms “a, an” and “the”, unless the context clearly indicates otherwise. Includes the target. Thus, for example, a reference to “a process” includes a plurality of such processes, and a reference to “the dielectric material” includes one or more dielectric materials and equivalents thereof known to those skilled in the art, and the like. Includes mention.

また、「備える(comprise)」、「備えている(comprising)」、「含む(include)」、「含んでいる(including)」および「含む(includes)」という単語は、本明細書および以下の特許請求の範囲で使用されるとき、明記された特徴、完全体、構成要素または工程の存在を指定することが意図されるが、それらは1つまたは複数の他の特徴、完全体、構成要素、工程、行為もしくはグループの存在または追加を排除するものではない。   Also, the words “comprise”, “comprising”, “include”, “including” and “includes” are used herein and in the following. When used in the claims, it is intended to specify the presence of a specified feature, whole body, component, or process, which may be one or more other features, whole body, component. Does not exclude the presence or addition of processes, acts or groups.

110−1 低誘電率材料
120 フォトレジスト
125−1 炭窒化シリコン(SiCN)層
125−2 パターン形成されたSiCN層
300 処理チャンバ
302 蓋組立体
304 支持組立体の流路
310 支持組立体
312 チャンバ本体
313 チャンバ本体の流路
320 ガス送出プレート
325 真空ポンプ
327 絞り弁
329 ポンピング流路
330 ブロッカ組立体
331 真空ポート
322 環状の取付けフランジ
333 ライナ
335 開口部
340 処理領域
345 電極
346 プラズマ電源
347 電気的絶縁用のリング
350 頂部プレート
351 開口部
352 開口部
360 スリット弁開口
361 遠隔プラズマ領域、プラズマのボリューム、ボリューム、チャンバ
362 遠隔プラズマ領域、ボリューム、チャンバ
363 遠隔プラズマ領域、ボリューム
370 加熱要素
400 マルチチャンバ処理システム
402、404 ロードロックチャンバ
410 第1のロボット
412、414、416、418 基板処理チャンバ
422、424 搬送チャンバ
430 第2のロボット
432、434、436、438 処理チャンバ
455 ガスハンドリングシステム
457 システムコントローラ
110-1 Low dielectric constant material 120 Photoresist 125-1 Silicon carbonitride (SiCN) layer 125-2 Patterned SiCN layer 300 Processing chamber 302 Lid assembly 304 Flow path of support assembly 310 Support assembly 312 Chamber body 313 Chamber flow path 320 Gas delivery plate 325 Vacuum pump 327 Throttle valve 329 Pumping flow path 330 Blocker assembly 331 Vacuum port 322 Annular mounting flange 333 Liner 335 Opening 340 Processing area 345 Electrode 346 Plasma power supply 347 For electrical insulation Ring 350 top plate 351 opening 352 opening 360 slit valve opening 361 remote plasma region, plasma volume, volume, chamber 362 remote plasma region, volume, chamber 3 63 Remote plasma region, volume 370 Heating element 400 Multi-chamber processing system 402, 404 Load lock chamber 410 First robot 412, 414, 416, 418 Substrate processing chamber 422, 424 Transfer chamber 430 Second robot 432, 434, 436 438 Processing chamber 455 Gas handling system 457 System controller

Claims (15)

基板処理領域内のパターン形成された基板上の2つのトレンチ間で、低K誘電体材料の有効誘電率を低下させる方法であって、低K誘電体材料が2つのトレンチの壁を形成し、
パターン形成された基板を基板処理領域内に搬送する工程と、
パターン形成された基板を気相エッチングし、低K誘電体材料から外側の誘電体層を除去することによって低K誘電体材料の平均誘電率を低下させる工程と
を含む方法。
A method of reducing the effective dielectric constant of a low K dielectric material between two trenches on a patterned substrate in a substrate processing region, wherein the low K dielectric material forms the walls of the two trenches,
Transporting the patterned substrate into the substrate processing region;
Reducing the average dielectric constant of the low K dielectric material by gas phase etching the patterned substrate and removing the outer dielectric layer from the low K dielectric material.
気相エッチングする工程が、
基板処理領域に流体連結する第1の遠隔プラズマ領域に、フッ素を含有する前駆体および水素を含有する前駆体を流入させると同時に、第1の遠隔プラズマ領域内でプラズマを形成してプラズマ流出物を生成する工程と、
プラズマ流出物を基板処理領域に流入させることによって、パターン形成された基板をエッチングすると同時に、基板の表面上に固体副生成物を形成する工程と、
基板の温度を高めて固体副生成物の昇華温度より高くすることによって、固体副生成物を昇華させる工程と
を含む、請求項1に記載の方法。
The gas phase etching step is
A fluorine-containing precursor and a hydrogen-containing precursor are flowed into a first remote plasma region that is fluidly connected to the substrate processing region, and at the same time, a plasma is formed in the first remote plasma region to form a plasma effluent. Generating
Etching the patterned substrate by flowing plasma effluent into the substrate processing region and simultaneously forming a solid by-product on the surface of the substrate;
And sublimating the solid by-product by raising the temperature of the substrate above the sublimation temperature of the solid by-product.
フッ素を含有する前駆体が、三フッ化窒素、フッ化水素、2原子フッ素、単原子フッ素、およびフッ素で置換された炭化水素からなる群から選択される少なくとも1つの前駆体を含む、請求項2に記載の方法。   The fluorine-containing precursor comprises at least one precursor selected from the group consisting of nitrogen trifluoride, hydrogen fluoride, diatomic fluorine, monoatomic fluorine, and hydrocarbons substituted with fluorine. 2. The method according to 2. 水素を含有する前駆体が、原子状水素、分子状水素、アンモニア、炭化水素、および不完全にハロゲンで置換された炭化水素からなる群から選択される少なくとも1つの前駆体を含む、請求項2に記載の方法。   The hydrogen-containing precursor comprises at least one precursor selected from the group consisting of atomic hydrogen, molecular hydrogen, ammonia, hydrocarbons, and incompletely halogen-substituted hydrocarbons. The method described in 1. 固体副生成物を昇華させる工程の間、100℃超または約100℃まで基板の温度を上げる、請求項2に記載の方法。   The method of claim 2, wherein the temperature of the substrate is raised above 100 ° C. or to about 100 ° C. during the step of sublimating the solid by-product. 外側の誘電体層が3.0超の誘電率を有し、低K誘電体材料の残りの部分が3.0未満の誘電率を有する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the outer dielectric layer has a dielectric constant greater than 3.0 and the remaining portion of the low K dielectric material has a dielectric constant less than 3.0. 外側の誘電体層の比較的高い誘電率がプラズマアッシングによって得られる、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein a relatively high dielectric constant of the outer dielectric layer is obtained by plasma ashing. 気相エッチングする工程の前にパターン形成された基板をアッシングする工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising ashing the patterned substrate prior to the vapor phase etching step. 外側の誘電体層を2つのトレンチの壁から除去する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the outer dielectric layer is removed from the walls of the two trenches. パターン形成された基板をアッシングする工程を、パターン形成された基板を基板処理領域内に搬送する工程の後に行う請求項8に記載の方法。   9. The method of claim 8, wherein the step of ashing the patterned substrate is performed after the step of transporting the patterned substrate into the substrate processing region. パターン形成された基板をプラズマアッシングする工程を、パターン形成された基板を基板処理領域内に搬送する工程の前に行う、請求項8に記載の方法。   9. The method of claim 8, wherein the step of plasma ashing the patterned substrate is performed prior to the step of transporting the patterned substrate into the substrate processing region. 外側の誘電体層の厚さが150Å未満もしくは約150Åである、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the thickness of the outer dielectric layer is less than about 150 mm or about 150 mm. 外側の誘電体層のエッチング速度が、気相エッチング中、低K誘電体材料の残りの部分のエッチング速度を50倍超上回る、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the etch rate of the outer dielectric layer exceeds the etch rate of the remaining portion of the low K dielectric material by more than 50 times during vapor phase etching. パターン形成された基板を気相エッチングする工程に続いて、アルゴン、窒素(N)、アンモニア(NH)または水素(H)の少なくとも1つを含有する雰囲気中で、パターン形成された基板をプラズマ処置し、エッチ後の残留物を除去する、請求項1に記載の方法。 Following the step of vapor phase etching the patterned substrate, the patterned substrate in an atmosphere containing at least one of argon, nitrogen (N 2 ), ammonia (NH 3 ), or hydrogen (H 2 ) The method of claim 1, wherein plasma is treated to remove post-etch residues. エッチ後の残留物がフッ素を含有する、請求項14に記載の方法。   The method of claim 14, wherein the post-etch residue contains fluorine.
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