JP5161819B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Description
また、そのような基板処理方法を実行するためのプログラムを記憶した記憶媒体を提供することを目的とする。
(第1の実施形態の基板処理方法を実施するための基板処理装置の構成)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る基板処理方法を実施するために用いられる基板処理装置の一例を模式的に示す断面図である。ここでは、基板として半導体ウエハ(以下、単にウエハと記す)を用いた場合について説明する(以下の実施形態も同じ)。
次に、このような基板処理装置100を用いて、ウエハW上のCu配線構造におけるCu表面の酸化銅膜と層間絶縁膜に付着したCu含有物残渣を除去してクリーニングする本実施形態の基板処理方法について説明する。
Cu2O+2HCOOH→2Cu(HCOO)+H2O…(1)
ここでCu(HCOO)は揮発性を有するため、Cu含有残渣物209はエッチング除去される。
Cu2O+HCOOH→2Cu+H2O+CO2…(2)
(第2の実施形態の成膜方法を実施するための成膜装置の構成)
図5は、本発明の第2の実施形態に係る基板処理方法を実施するために用いられる基板処理装置の一例を模式的に示す断面図である。
次に、このような処理装置200を用いて、ウエハW上のCu配線構造におけるCu表面の酸化銅膜と層間絶縁膜に付着したCu含有物残渣を除去してクリーニングする本実施形態の基板処理方法について説明する。
(第3の実施形態の成膜方法を実施するための成膜装置の構成)
図7は、本発明の第3の実施形態に係る基板処理方法を実施するために用いられる基板処理装置の一例を模式的に示す断面図である。
次に、以上のように構成された基板処理装置300を用いて、ウエハW上のCu配線構造におけるCu表面の酸化銅膜と層間絶縁膜に付着したCu含有物残渣を除去してクリーニングする本実施形態の基板処理方法について説明する。
(第4の実施形態の成膜方法を実施するための成膜装置の構成)
図9は、本発明の第4の実施形態に係る基板処理方法を実施するために用いられる基板処理装置の一例を模式的に示す断面図である。
次に、このような処理装置400を用いて、ウエハW上のCu配線構造におけるCu表面の酸化銅膜と層間絶縁膜に付着したCu含有物残渣を除去してクリーニングする本実施形態の基板処理方法について説明する。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態においては、処理ガスを構成する有機酸ガスとして蟻酸(HCOOH)に代表されるカルボン酸を単体で用いた例について示したが、 有機酸ガス単体で供給する場合に限らず、有機酸ガスを水素(H2)等の他のガスと混合して供給してもよい。さらに、本発明の基板処理方法を実施する装置としては、上記実施形態に示したものに限らず、種々の装置を採用することができる。さらにまた、被処理基板の構造も図2のものに限るものではなく、被処理基板も半導体ウエハに限るものではない。
3,53;載置台
4,54,135;ヒーター
5,55,141;ヒーター電源
6,56,142;熱電対
7,57,143;ヒーターコントローラ
10,60;シャワーヘッド
22,76,152;処理ガス供給源
26,77,162;不活性ガス供給源
33,83,172;排気装置
40,90,120,180;制御部
65;ヒーター
73;エネルギー媒体ガス供給源
100,200,300,400;基板処理装置
101;Cu含有物残渣除去ユニット
102;酸化銅膜除去ユニット
201,202;Low−k膜(層間絶縁膜)
203;Cu配線層
204;トレンチ
205;ホール(ビア)
209;Cu含有物残渣
210;酸化銅膜
W;半導体ウエハ
Claims (14)
- 基板上のCu配線構造におけるCu表面の酸化銅膜および層間絶縁膜に付着したCu含有物残渣を有機酸含有ガスを用いて除去する基板処理方法であって、
基板温度が相対的に低温の第1の温度になるように基板を加熱しつつ基板に有機酸ガスを含む処理ガスを供給してCu含有物残渣のエッチング除去を行う第1工程と、
基板温度が前記第1の温度よりも高温の第2の温度になるように基板を加熱しつつ基板に有機酸ガスを含む処理ガスを供給して前記Cu表面の酸化銅膜を還元を主体とする反応により除去する第2工程と
を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 前記層間絶縁膜がLow−k膜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。
- 前記有機酸は、カルボン酸であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の基板処理方法。
- 前記カルボン酸は、蟻酸であることを特徴とする請求項3に記載の基板処理方法。
- 前記第1の温度は100〜200℃であり、前記第2の温度は200〜300℃であることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の基板処理方法。
- 基板を収容するチャンバと、前記チャンバ内で基板を載置する載置台と、前記載置台上の基板を加熱する加熱機構と、前記チャンバ内に有機酸ガスを含む処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、前記チャンバ内を排気する排気機構とを有する基板処理装置を用い、
基板を前記載置台に載置し、前記加熱機構により基板を前記第1の温度に加熱して前記第1の工程を実施し、次いで、前記加熱機構により基板の温度を前記第2の温度に上昇させた後、前記第2の工程を実施することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の基板処理方法。 - 基板を収容するチャンバと、前記チャンバ内で基板を載置する載置台と、前記載置台上の基板を加熱する加熱機構と、前記載置台上の基板に加熱されたエネルギー媒体ガスを供給するエネルギー媒体ガス供給機構と、前記チャンバ内に有機酸ガスを含む処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、前記チャンバ内を排気する排気機構とを有する基板処理装置を用い、
基板を前記載置台に載置し、前記加熱機構により基板を前記第1の温度に加熱して前記第1の工程を実施し、次いで、前記載置台上の基板に前記エネルギー媒体ガス供給機構から加熱されたエネルギー媒体ガスを供給して基板の温度を前記第2の温度に上昇させた後、前記第2の工程を実施することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の基板処理方法。 - 載置された基板を前記第1の温度に加熱可能な温度に保持された載置台を有し、前記載置台上の基板に前記処理ガスを供給可能な第1の処理部と、載置された基板を前記第2の温度に加熱可能な温度に保持された載置台を有し、前記載置台上の基板に処理ガスを供給可能な第2の処理部とを有する基板処理装置を用い、
前記第1の処理部の載置台に基板を載置し、基板を前記第1の温度に加熱して前記第1の工程を実施し、次いで前記第2の処理部の載置台に基板を載置し、基板を前記第2の温度に加熱して前記第2の工程を実施することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の基板処理方法。 - 基板を処理する処理容器と、前記処理容器内で複数の基板を保持する基板保持部と、前記処理容器内の複数の基板を加熱する加熱機構と、前記処理容器内に有機酸ガスを含む処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、前記処理容器内を排気する排気機構とを有する基板処理装置を用い、
前記保持手段に保持された基板を前記処理容器内に収容し、前記加熱機構により複数の基板を前記第1の温度に加熱して前記第1の工程を実施し、次いで、前記加熱機構により複数の基板の温度を前記第2の温度に上昇させた後、前記第2の工程を実施することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の基板処理方法。 - 基板上のCu配線構造におけるCu表面の酸化銅膜および層間絶縁膜に付着したCu含有物残渣を有機酸含有ガスを用いて除去する基板処理装置であって、
基板を収容するチャンバと、
前記チャンバ内で基板を載置する載置台と、
前記載置台上の基板を加熱する加熱機構と、
前記チャンバ内に有機酸ガスを含む処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記チャンバ内を排気する排気機構と、
前記載置台に基板が載置された状態で、前記加熱機構により基板を相対的に低温の第1の温度に加熱しつつ基板に有機酸ガスを含む処理ガスを供給してCu含有物残渣のエッチング除去を行わせ、次いで、前記加熱機構により基板の温度を前記第1の温度よりも高温の第2の温度に上昇させた後、基板に有機酸ガスを含む処理ガスを供給して前記Cu表面の酸化銅膜を還元を主体とする反応により除去させるように制御する制御機構と
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 基板上のCu配線構造におけるCu表面の酸化銅膜および層間絶縁膜に付着したCu含有物残渣を有機酸含有ガスを用いて除去する基板処理装置であって、
基板を収容するチャンバと、
前記チャンバ内で基板を載置する載置台と、
前記載置台上の基板を加熱する加熱機構と、
前記載置台上の基板に加熱されたエネルギー媒体ガスを供給するエネルギー媒体ガス供給機構と、
前記チャンバ内に有機酸ガスを含む処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記チャンバ内を排気する排気機構と、
前記載置台に基板が載置された状態で、前記加熱機構により基板を相対的に低温の第1の温度に加熱しつつ基板に有機酸ガスを含む処理ガスを供給してCu含有物残渣のエッチング除去を行わせ、次いで、前記載置台上の基板に加熱されたエネルギー媒体ガスを供給して基板の温度を前記第1の温度よりも高温の第2の温度に上昇させた後、基板に有機酸ガスを含む処理ガスを供給して前記Cu表面の酸化銅膜を還元を主体とする反応により除去させるように制御する制御機構と
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 基板上のCu配線構造におけるCu表面の酸化銅膜および層間絶縁膜に付着したCu含有物残渣を有機酸含有ガスを用いて除去する基板処理装置であって、
載置された基板を前記第1の温度に加熱可能な温度に保持された載置台を有し、前記載置台上の基板に前記処理ガスを供給可能な第1の処理部と、
載置された基板を前記第2の温度に加熱可能な温度に保持された載置台を有し、前記載置台上の基板に処理ガスを供給可能な第2の処理部と、
前記第1の処理部と前記第2の処理部との間で基板を搬送する搬送機構と、
前記第1の処理部の載置台に基板を載置させ、基板を前記の第1の温度に加熱しつつ基板に有機酸ガスを含む処理ガスを供給してCu含有物残渣のエッチング除去を行わせ、次いで、前記搬送機構により基板を前記第2の処理部の載置台に搬送させ、基板を前記第2の温度に加熱しつつ基板に有機酸ガスを含む処理ガスを供給して前記Cu表面の酸化銅膜を還元を主体とする反応により除去させるように制御する制御機構と
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 基板上のCu配線構造におけるCu表面の酸化銅膜および層間絶縁膜に付着したCu含有物残渣を有機酸含有ガスを用いて除去する基板処理装置であって、
基板を処理する処理容器と、
前記処理容器内で複数の基板を保持する基板保持部と、
前記処理容器内の複数の基板を加熱する加熱機構と、
前記処理容器内に有機酸ガスを含む処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
複数の基板が保持された状態の前記基板保持部を前記処理容器内に収容させた状態で、前記加熱機構により複数の基板を相対的に低温の第1の温度に加熱しつつ複数の基板に有機酸ガスを含む処理ガスを供給してCu含有物残渣のエッチング除去を行わせ、次いで、前記加熱機構により複数の基板の温度を前記第1の温度よりも高温の第2の温度に上昇させた後、複数の基板に有機酸ガスを含む処理ガスを供給して前記Cu表面の酸化銅膜を還元を主体とする反応により除去させるように制御する制御機構と
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - コンピュータ上で動作し、基板処理装置を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、請求項1から請求項9のいずれかの基板処理方法が行われるように、コンピュータに前記基板処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。
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