JP5233097B2 - Substrate processing method, substrate processing apparatus, and storage medium - Google Patents
Substrate processing method, substrate processing apparatus, and storage medium Download PDFInfo
- Publication number
- JP5233097B2 JP5233097B2 JP2006221671A JP2006221671A JP5233097B2 JP 5233097 B2 JP5233097 B2 JP 5233097B2 JP 2006221671 A JP2006221671 A JP 2006221671A JP 2006221671 A JP2006221671 A JP 2006221671A JP 5233097 B2 JP5233097 B2 JP 5233097B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- processing
- film
- plasma
- processing container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 152
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 98
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 74
- 229940070337 ammonium silicofluoride Drugs 0.000 claims description 40
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 37
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 32
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 15
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 66
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 43
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 15
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 12
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 6
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 ammonium fluorosilicate Chemical compound 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- QKCGXXHCELUCKW-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(dinaphthalen-2-ylamino)phenyl]phenyl]-n-naphthalen-2-ylnaphthalen-2-amine Chemical compound C1=CC=CC2=CC(N(C=3C=CC(=CC=3)C=3C=CC(=CC=3)N(C=3C=C4C=CC=CC4=CC=3)C=3C=C4C=CC=CC4=CC=3)C3=CC4=CC=CC=C4C=C3)=CC=C21 QKCGXXHCELUCKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
本発明は、基板に対してプラズマ処理を行った結果、基板上に生成したケイフッ化アンモニウムを除去する技術に関する。 The present invention relates to a technique for removing ammonium silicofluoride generated on a substrate as a result of performing a plasma treatment on the substrate.
半導体デバイスの製造工程の一つにプラズマを用いて基板のエッチングを行う処理があるが、デバイス構造の複雑化やパターンの微細化に伴って加工技術も益々複雑化している。このため配線を埋め込む凹部の形成などにおいて、複数種類のエッチングガスが連続して用いられる場合が多く、そのために基板上に複合物からなる生成物が生成することがあり、その生成物が基板表面に残留する場合がある。 One of the semiconductor device manufacturing processes is a process of etching a substrate using plasma, but the processing technology is becoming more and more complicated as the device structure becomes more complicated and the pattern becomes finer. For this reason, a plurality of types of etching gases are often used continuously in the formation of recesses for embedding wiring, etc., so that a product made of a composite may be generated on the substrate, and the product may be generated on the substrate surface. May remain.
例えばシリコン酸化膜に代わって誘電率の低い層間絶縁膜として着目されているSi(シリコン)、O(酸素)、C(炭素)及びH(水素)からなるSiOCH膜に対して、Cu配線の埋め込み用の凹部を形成するエッチングプロセスにおいては、SiOCH膜のエッチングガスからCu配線の表面を保護するために、エッチングストップ膜(いわゆるエッチングストッパ)としてSi及びCの化合物である例えばSiC(炭化ケイ素)膜が用いられる場合がある。このSiC膜を例えばCFガスのプラズマによってエッチングする際には、このエッチングによって、Cu配線層の表面にSiを含むCFポリマーが堆積する。この堆積物は、コンタクト抵抗を増大させる要因となるため、除去する必要がある。 For example, Cu wiring is embedded in a SiOCH film made of Si (silicon), O (oxygen), C (carbon) and H (hydrogen), which has been attracting attention as an interlayer insulating film having a low dielectric constant instead of a silicon oxide film. In the etching process for forming recesses for the purpose, for example, a SiC (silicon carbide) film which is a compound of Si and C as an etching stop film (so-called etching stopper) in order to protect the surface of the Cu wiring from the etching gas of the SiOCH film May be used. When this SiC film is etched by, for example, CF gas plasma, a CF polymer containing Si is deposited on the surface of the Cu wiring layer by this etching. This deposit increases the contact resistance and must be removed.
一方、Cu配線をデュアルダマシンにより形成する場合には、上下層を接続するビアホールと各層の配線溝であるトレンチとを同時に形成するために、犠牲膜を用いることが多く、その犠牲膜の一つとして有機膜が用いられている。ある種のデュアルダマシンにおいては、前記SiC膜のエッチングに続いて犠牲膜である有機膜がエッチングされる場合がある。この時、基板の表面に露出しているCu配線の酸化を防止する必要があるため、酸素を含むエッチングガスの使用を避ける必要があり、SiC膜のエッチングガスとして、例えばアンモニアガスを用いてプラズマ処理が行われる。アンモニアガスを用いることにより、前記有機膜のエッチングと同時に既述のCFポリマーもエッチングされ、この点で効率の良いプロセスである。また、SiC膜のエッチングの時に生成したCFポリマーだけを除去する場合においても、例えば洗浄ステーションで洗浄する場合に比べて、SiC膜のエッチングに続くアンモニアガスによる除去処理(プラズマ処理)を行う方が効率的である。 On the other hand, when the Cu wiring is formed by dual damascene, a sacrificial film is often used to simultaneously form a via hole connecting upper and lower layers and a trench which is a wiring groove of each layer. An organic film is used. In some types of dual damascene, the sacrificial organic film may be etched following the SiC film etching. At this time, since it is necessary to prevent the Cu wiring exposed on the surface of the substrate from being oxidized, it is necessary to avoid the use of an etching gas containing oxygen. For example, ammonia gas is used as an etching gas for the SiC film. Processing is performed. By using ammonia gas, the aforementioned CF polymer is also etched simultaneously with the etching of the organic film, and this is an efficient process. Further, even when removing only the CF polymer generated during the etching of the SiC film, it is better to perform a removal process (plasma process) using ammonia gas subsequent to the etching of the SiC film, compared with, for example, the cleaning at the cleaning station. It is efficient.
しかしながら、このようにCF系のガスを用いたプラズマ処理(この例ではSiC膜のエッチング)を行うと、処理容器内にCF系の堆積物が付着するため、続いてアンモニアガスを用いたプラズマ処理を行うと、CF系の堆積物がプラズマによって分解してフッ素が処理雰囲気に放出され、この結果基板のシリコン含有膜の表面に例えば基板の表面全体にケイフッ化アンモニウムが生成する。この化合物は人体に有害であるため、この化合物が基板に付着した状態で処理装置の外の作業雰囲気に基板が搬出されると、作業者の健康に悪影響を及ぼす懸念を拭いきれない。また、この化合物は吸湿性を有しており、誘電率の高い水を吸収することによって、ウェハの誘電率が上昇するおそれがあると共に、バリアメタルや配線材料が酸化するおそれがあり、従ってこの化合物を基板の表面から除去する必要がある。 However, when plasma processing using a CF-based gas (in this example, etching of a SiC film) is performed in this way, CF-based deposits adhere to the processing container, so that plasma processing using ammonia gas is subsequently performed. As a result, the CF-based deposit is decomposed by the plasma and fluorine is released into the processing atmosphere. As a result, for example, ammonium silicofluoride is generated on the entire surface of the silicon-containing film of the substrate. Since this compound is harmful to the human body, if the substrate is carried out to the working atmosphere outside the processing apparatus with this compound attached to the substrate, the concern of adversely affecting the health of the worker cannot be wiped out. Further, this compound has a hygroscopic property, and by absorbing water having a high dielectric constant, the dielectric constant of the wafer may be increased, and the barrier metal and wiring material may be oxidized. The compound needs to be removed from the surface of the substrate.
特許文献1には、この化合物の吸湿性(水への溶解性)を利用して、水やアルコールなどを用いてウェハの洗浄を行う技術が記載されているが、洗浄に用いた水などがSiOCH膜中に入り込んだ場合、誘電率の上昇の原因になり、また配線金属が露出している場合には配線金属の表面が酸化してしまう。
また、特許文献2には、チャンバーの内部に付着したケイフッ化アンモニウムを三フッ化窒素ガスと酸素ガスとを用いてクリーニングする方法が記載されているが、基板に付着したケイフッ化アンモニウムの除去については記載されていない。
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、プラズマ処理によって基板上に生成した有害なケイフッ化アンモニウムを除去して、人体への悪影響を防止することのできる技術を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technology capable of removing harmful ammonium fluorosilicate generated on a substrate by plasma treatment and preventing adverse effects on the human body. It is to provide.
本発明の基板処理方法は、エッチングにより形成された基板上における膜の凹部の底部であって、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に、当該基板を、処理容器内にてフッ素を含む処理ガスをプラズマ化して生成されたプラズマに晒す工程(a)と、
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に、前記工程(a)を行った前記処理容器内にて、窒素及び水素を含む処理ガスをプラズマ化して生成されたプラズマに晒すことにより、基板上にケイフッ化アンモニウムが生成する工程(b)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。
他の発明の基板処理方法は、凹部内にシリコンと炭素を含む膜が露出する基板に対して処理容器内にてフッ素を含む処理ガスによるプラズマ処理を行い、これにより前記シリコンと炭素を含む膜をエッチングすると共に前記凹部内にシリコンを含むCF系の堆積物が生成する工程(a)と、
次いで処理容器内にて前記基板に対して窒素及び水素を含む処理ガスのプラズマにより、前記凹部内の前記堆積物を除去すると共に、前記凹部内表面にケイフッ化アンモニウムを形成する工程(b)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てケイフッ化アンモニウムの分解温度以上に加熱して除去する工程(c)と、を含むことを特徴とする。
In the substrate processing method of the present invention, in order to remove the etching stop film containing silicon and carbon formed on the surface of the metal wiring at the bottom of the concave portion of the film on the substrate formed by etching, the substrate is processed. A step (a) of exposing a processing gas containing fluorine in a processing container to plasma generated by plasma;
In order to remove the organic film formed as a by-product on the metal wiring in the step (a), the processing gas containing nitrogen and hydrogen is converted into plasma in the processing vessel in which the step (a) is performed. A step (b) in which ammonium silicofluoride is produced on the substrate by exposure to the plasma produced in the step;
Next, before the substrate is placed in a clean room atmosphere, the substrate is heated in the processing container to a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the ammonium silicofluoride.
In another substrate processing method of the present invention, plasma processing is performed with a processing gas containing fluorine in a processing container on a substrate in which a film containing silicon and carbon is exposed in a recess, whereby the film containing silicon and carbon is obtained. And a step (a) of generating a CF-based deposit containing silicon in the recess,
Next, a step (b) of removing the deposits in the concave portion and forming ammonium silicofluoride on the inner surface of the concave portion by plasma of a processing gas containing nitrogen and hydrogen with respect to the substrate in the processing container. ,
Then, before the substrate is placed in a clean room atmosphere, the substrate is heated and removed in the processing container to a temperature higher than or equal to the decomposition temperature of ammonium silicofluoride (c) .
本発明の基板処理装置は、凹部内にシリコンと炭素を含む膜が露出する基板に対して処理を行う基板処理装置であって、
処理容器内にて前記基板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い、これにより前記シリコンと炭素を含む膜をエッチングすると共に前記凹部内にシリコンを含むCF系の堆積物が生成する工程(a)と、
次いで処理容器内にて前記基板に対して窒素及び水素を含む処理ガスのプラズマにより、前記凹部内の前記堆積物を除去すると共に、前記凹部内表面にケイフッ化アンモニウムを形成する工程(b)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、前記基板を処理容器内にてケイフッ化アンモニウムの分解温度以上に加熱して除去する工程(c)と、を実行するように制御信号を出力する制御部を備えたことを特徴とする。
The substrate processing apparatus of the present invention is a substrate processing apparatus for performing processing on a substrate in which a film containing silicon and carbon is exposed in a recess,
A step of performing plasma treatment with a treatment gas containing fluorine on the substrate in a treatment container, thereby etching the film containing silicon and carbon and generating a CF-based deposit containing silicon in the recess. (A) and
Next, a step (b) of removing the deposits in the concave portion and forming ammonium silicofluoride on the inner surface of the concave portion by plasma of a processing gas containing nitrogen and hydrogen with respect to the substrate in the processing container. ,
Next, before the substrate is placed in a clean room atmosphere , a control signal is output so as to perform the step (c) of removing the substrate by heating it to a temperature higher than the decomposition temperature of ammonium silicofluoride in the processing container. It has the part.
本発明の記憶媒体は、
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。
The storage medium of the present invention is
A storage medium storing a computer program used on a substrate processing apparatus for processing a substrate in a processing container and operating on a computer,
In the computer program, steps are set so as to perform the above-described substrate processing method.
本発明は、シリコンを含む膜が形成された基板に対して、プラズマ処理を行うことにより、基板上にケイフッ化アンモニウムが生成した後、基板が大気雰囲気に置かれる前に、基板を加熱処理して有害なケイフッ化アンモニウムを除去しているため、人体に悪影響を及ぼすおそれがなく、またケイフッ化アンモニウムを簡便に除去できる。 In the present invention, a plasma treatment is performed on a substrate on which a film containing silicon is formed, and after the ammonium silicofluoride is generated on the substrate, the substrate is subjected to a heat treatment before being placed in an air atmosphere. Since harmful ammonium silicofluoride is removed, there is no possibility of adversely affecting the human body, and ammonium silicofluoride can be easily removed.
本発明における基板処理方法を実施するための基板処理装置の一例について、図1を参照して説明する。図1に示した基板処理装置11は、後述のプラズマ処理や加熱処理を行うためのクラスターツールあるいはマルチチャンバなどと呼ばれており、キャリア室12a〜12c、第1の搬送室13、ロードロック室14、15、第2の搬送室16、プラズマ処理装置51〜53及び加熱装置54を備えている。また、第1の搬送室13の側面には、アライメント室19が設けられている。ロードロック室14、15には、図示しない真空ポンプとリーク弁とが設けられており、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えらるように構成されている。
An example of a substrate processing apparatus for carrying out the substrate processing method of the present invention will be described with reference to FIG. The
第1の搬送室13及び第2の搬送室16には、それぞれ第1の搬送手段17及び第2の搬送手段18が設けられている。第1の搬送手段17は、キャリア室12a〜12cとロードロック室14、15との間及び第1の搬送室13とアライメント室19との間でウェハWの受け渡しを行うための搬送アームであり、図中左右方向に移動可能に構成されている。第2の搬送手段18は、ロードロック室14、15とプラズマ処理装置51〜53及び加熱装置54との間でウェハWの受け渡しを行うための搬送アームであり、例えば2枚のアームが第2の搬送室16の略中心を軸に回転及び伸縮できるように構成されている。
The
前記プラズマ処理装置51は、図2に示すように、真空チャンバからなる処理容器21と、この処理容器21内の底面中央に配設された載置台3と、処理容器21の上面部に設けられた上部電極4と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
前記処理容器21は電気的に接地されており、また処理容器21の底面の排気口22には排気管24を介して真空ポンプ等を含む排気装置23が接続されている。処理容器21の壁面にはウェハWの搬送口25が設けられており、この搬送口25はゲートバルブ26によって開閉可能となっている。
The processing container 21 is electrically grounded, and an
載置台3は、下部電極31とこの下部電極31を下方から支持する支持体32とからなり、処理容器21の底面に絶縁部材33を介して配設されている。載置台3の上部には静電チャック34が設けられており、高圧直流電源35から電圧が印加されることによって、載置台3上にウェハWが静電吸着される。
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。
The mounting table 3 includes a
A temperature
また、載置台3の内部にはHe(ヘリウム)ガス等の熱伝導性ガスをバックサイドガスとして供給するガス流路38が形成されており、このガス流路38は載置台3の上面の複数箇所で開口している。これらの開口部は静電チャック34に設けられた前記貫通孔34aと連通している。
In addition, a
前記下部電極31はハイパスフィルタ(HPF)3aを介して接地されており、また下部電極31には例えば周波数が2MHzの高周波電源31aが整合器31bを介して接続されている。
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。
The
A
上部電極4は中空状に形成されており、その下面には処理容器21内へ処理ガスを分散供給するための多数の孔41が例えば均等に配置されてガスシャワーヘッドを構成している。また上部電極4の上面中央にはガス導入管42が設けられ、このガス導入管42は絶縁部材27を介して処理容器21の上面中央を貫通している。そしてこのガス導入管42は上流側において5本に分岐して分岐管42A〜42Eを形成し、バルブ43A〜43Eと流量制御部44A〜44Eとを介してガス供給源45A〜45Eに接続されている。このバルブ43A〜43E、流量制御部44A〜44Eはガス供給系46を構成している。
The
上部電極4はローパスフィルタ(LPF)47を介して接地されており、またこの上部電極4には高周波電源31aの高周波よりも周波数の高い高周波例えば60MHzのプラズマ発生手段である高周波電源4aが整合器4bを介して接続されている。
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。
The
The high frequency from the high frequency power source 4a connected to the
前記加熱装置54は、図3に示すように、処理容器91及び加熱手段であるヒーター98が埋設された載置台92を備えている。ヒーター98は、ウェハWを上述のケイフッ化アンモニウム81の分解温度例えば100℃以上の温度に昇温することができる。処理容器91の下面には吸引口96が形成されており、その上流側に接続された排気手段をなす真空ポンプ97によって処理容器91内の雰囲気が排気されるように構成されている。また、真空ポンプ97には、真空ポンプ97の排気ガスが流入するように、図示しない除害装置が接続されており、ウェハWの加熱処理によって分解した後述のケイフッ化アンモニウム81のガスなどを無害化するように構成されている。処理容器91の上面におけるウェハWと対向する位置には、ガス供給口95が形成されており、ガス源94から例えば窒素ガスなどを処理容器91内に供給できるように構成されている。処理容器91の側面には、ウェハWの搬出入を行うための開口部93aが形成されており、ゲートバルブ93bによって開閉される。
As shown in FIG. 3, the
また、図1に示したように、この基板処理装置11には例えばコンピュータからなる制御部2Aが設けられており、この制御部2Aはプログラム、メモリ、CPUからなるデータ処理部などを備えており、前記プログラムには制御部2Aから基板処理装置11の各部に制御信号を送り、後述の各ステップを進行させることでウェハWの処理や搬送を行うように命令が組み込まれている。また、例えばメモリには処理圧力、処理温度、処理時間、ガス流量または電力値などの処理パラメータの値が書き込まれる領域を備えており、CPUがプログラムの各命令を実行する際これらの処理パラメータが読み出され、そのパラメータ値に応じた制御信号がこの基板処理装置11の各部位に送られることになる。このプログラム(処理パラメータの入力操作や表示に関するプログラムも含む)は、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、MO(光磁気ディスク)などの記憶部2Bに格納されて制御部2Aにインストールされる。
Further, as shown in FIG. 1, the
次に、この基板処理装置11を用いた本発明の基板処理方法の一例について説明する。まず、ウェハWの搬送容器であるキャリアをゲートドアGTを介して大気側からキャリア室12a〜12cのいずれかに搬入した後、ウェハWを第1の搬送手段17を介して第1の搬送室13内に搬入する。次いでウェハWを第1の搬送手段17を介してアライメント室19に搬送して、ウェハWの向きの調整を行った後、ロードロック室14(または15)に搬送する。このロードロック室14内の雰囲気を減圧した後、ウェハWを第2の搬送手段18によってロードロック室14から第2の搬送室16とゲートバルブ26とを介してプラズマ処理装置51に搬送する。
Next, an example of the substrate processing method of this invention using this
ウェハWを処理容器21内の載置台3上に水平に載置した後、第2の搬送手段18が処理容器21から退去してゲートバルブ26が閉じられる。引き続きガス流路38からバックサイドガスを供給して、ウェハWを所定の温度に調整する。その後以下のステップを行う。
After the wafer W is horizontally mounted on the mounting table 3 in the processing container 21, the second transfer means 18 moves away from the processing container 21 and the
ここで、ウェハWの表面部の構造を図4(a)に示す。このウェハWは、本発明の第1の実施の形態の膜の構造を表しており、同図(a)は、n(nは1以上の整数)番目の層であるSiO2膜71及び有機膜72からなる絶縁膜と、その内部に形成された銅配線73と、の上に、(n+1)番目の配線層を形成する工程の途中段階の例を示している。尚、同図中、n番目の層における(n−1)番目と接続するための銅配線については、省略している。銅配線73の上には、エッチングストップ膜であるSiC膜74、層間絶縁膜であるSiOCH膜75、有機膜76及びハードマスクであるSiO2膜77が下からこの順番で成膜されている。SiOCH膜75及び有機膜76とには、ビアホールを抜くための凹部79が形成されている。この凹部79は、従来の手法例えばフォトレジストマスクなどを用いたドライエッチング法によって形成されているが、ここではその説明を省略する。
Here, the structure of the surface portion of the wafer W is shown in FIG. This wafer W represents the structure of the film according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A shows the n-th layer (n is an integer of 1 or more), the
(ステップ1:SiC膜74のエッチング工程)
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。
(Step 1: Etching process of SiC film 74)
After exhausting the inside of the processing vessel 21 through the
このプラズマ中には、炭素とフッ素との化合物の活性種が含まれており、SiC膜74がこれら活性種雰囲気に曝されると、膜中の原子と反応した化合物が生成され、これにより図4(b)に示すようにSiC膜74がエッチングされる。この時、銅配線73の表面には、SiC膜74のエッチングによってSiC膜74と処理ガスとの反応生成物である、シリコンを含むCF系のポリマー(堆積物)80が堆積する。また、この時のエッチングによって、処理容器21の内壁にもCF系のポリマーが堆積する。
This plasma contains active species of a compound of carbon and fluorine. When the
尚、この例ではCF4ガスを用いたが、炭素とフッ素とからなるガス例えばC2F6ガスなどの他のCF系ガスを用いても良い。また、エッチングストップ膜としては、SiC膜74に限られず、シリコンと炭素とを含む膜例えばSiCN膜などでも良い。CF4ガスには窒素ガスなどの不活性ガスを混合するようにしても良い。
In this example, CF4 gas is used, but other CF gas such as C2F6 gas such as carbon and fluorine gas may be used. Further, the etching stop film is not limited to the
(ステップ2:アンモニア処理工程)
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。
(Step 2: Ammonia treatment process)
After the
次いで、ガス供給系46より窒素と水素とを含むガス例えばアンモニアガスを供給して処理容器21内を所定の圧力に保持した後、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。
Next, a gas containing nitrogen and hydrogen, for example, ammonia gas is supplied from the
このプラズマによって、図4(c)に示すように、銅配線73の表面に堆積していたポリマー80が除去されると共に、SiO2膜77をマスクとして有機膜76がエッチングされて、銅配線を埋め込む溝(トレンチ)が形成される。尚、この工程において、例えば酸素ガスを用いずに、アンモニアガスを用いたのは、ポリマー80の除去によってウェハWの表面に露出する銅配線73の酸化を抑えると共に、銅配線73の表面に形成された僅かな酸化膜の還元を行うためである。
As shown in FIG. 4C, the plasma removes the
この処理を行うことによって、ウェハWの表面に白色の粉末状の生成物が堆積する。この生成物は、シリコン、フッ素、窒素及び水素を含む化合物であり、例えば化学式が(NH4)2SiF6などで表されるケイフッ化アンモニウム81である。
By performing this treatment, a white powdery product is deposited on the surface of the wafer W. This product is a compound containing silicon, fluorine, nitrogen and hydrogen, for example,
このケイフッ化アンモニウム81は、次のように生成すると推測される。即ち、SiC膜74のエッチングを行うことにより、既述のように処理容器21の内壁にCF系のポリマーが堆積することから、引き続いてアンモニアガスをプラズマ化すると、そのプラズマによってCF系のポリマーが解離してフッ素が発生する。そしてこのフッ素がウェハWの表面に付着し、ウェハWの表面の膜中のシリコン及びアンモニアガスと反応して、ケイフッ化アンモニウム81がウェハWの表面全体に生成する。
This ammonium silicofluoride 81 is presumed to be produced as follows. That is, the etching of the
ここで、ケイフッ化アンモニウム81とは、各構成元素の化学量論比が上述の化学式に限られるものではなく、この化合物が持つ特性(毒性、吸湿性及び熱分解温度)が同程度の化合物であっても良い。また、この例では窒素と水素とを含むガスとしてアンモニアガスを用いたが、例えばヒドラジン系のガスを用いても良い。
Here, the
次に、アンモニア処理を終えたウェハWを再び第2の搬送手段18によって第2の搬送室16に取り出して、加熱装置54に搬送する。
(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。
Next, the wafer W that has been subjected to the ammonia treatment is again taken out into the second transfer chamber 16 by the second transfer means 18 and transferred to the
(Step 3: heating process)
Next, the wafer W is mounted on a mounting table 92 in the
Thereafter, the wafers W are unloaded from the
上述の実施の形態によれば、SiC膜74のエッチング処理であるCF4ガスを用いたプラズマ処理に続いて、このエッチング処理時の残渣物であるCF系のポリマー80の除去と有機膜76の除去とを行うために、アンモニアガスを用いたプラズマ処理を行っているため、ウェハWの表面に有害なケイフッ化アンモニウム81が生成するが、基板処理装置11内において熱処理により除去してからウェハWを基板処理装置11の外部の大気雰囲気(クリーンルーム雰囲気)に搬出しているため、ケイフッ化アンモニウム81によりクリーンルーム内が汚染されるおそれがないし、またオペレータに直接ケイフッ化アンモニウム81が付着する可能性もなくなり、従って半導体製造プロセス中に生成した有害物による人体への悪影響を確実に防止できる。
According to the above-described embodiment, following the plasma treatment using CF4 gas, which is the etching treatment of the
また、吸湿性の高いケイフッ化アンモニウム81を除去することによって、吸湿による銅配線73などの酸化を抑えることができると共に、誘電率の高い水がウェハW内に吸収されることを防止できるので、誘電率の上昇を抑えることができる。
Further, by removing the highly
ケイフッ化アンモニウム81の除去を行う方法として、水などによる洗浄ではなく、加熱処理を施しているため、簡便な方法でケイフッ化アンモニウム81を除去することができると共に、ポーラス体であるSiOCH膜75の内部へ洗浄に使用する水が入り込まないので、誘電率の上昇を抑えることができ、ウェハW内に入り込んだ水の除去工程を行う必要もない。
As a method for removing the
尚、この例ではプラズマ処理と加熱処理とを別個の処理容器21、91内で行っているが、プラズマ処理装置51内の載置台3にヒーターを設けて、処理容器21を熱処理が行われる処理容器91として兼用するように、同一処理容器21内で両方の処理を行うようにしても良い。また、ウェハWを加熱する加熱手段としては、ヒーター98に限られず、例えば赤外線ランプなどであってもよい。
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。
In this example, the plasma treatment and the heat treatment are performed in the
The
また、SiC膜74のエッチング時の残渣物であるポリマー80の除去工程では、有機膜76をエッチングして、トレンチの溝である凹部79の一部を形成する工程も同時に行っているが、有機膜76の除去工程を伴わない処理であっても良い。また、フッ素を含むガスによるプラズマ処理としては、SiC膜74のエッチングに限られるものではなく、他のプラズマ処理であっても良く、そのプラズマ処理に続いて、アンモニアガスを用いたプラズマ処理であるシリコンを含む有機膜76のエッチングを行うようにしても良い。前者の例について、図5及び図6を参照して説明する。
In addition, in the process of removing the
本発明の第2の実施の形態では、図5に示すように、銅配線110の上には、エッチングストップ膜であるSiC膜103、層間絶縁膜であるSiOCH膜104、ハードマスクであるSiO2膜105及び犠牲膜である有機膜107が下からこの順番で成膜されている。SiOCH膜104、SiO2膜105及び有機膜107にはトレンチの溝106aが形成されており、この溝106aは、例えばSiOCH膜104の半分程度の深さまで穿たれている。また、SiOCH膜104には、溝106aからSiC膜103に連通するようにホール106bが形成されており、このホール106bには、既述の有機膜107と同じ材質である有機膜107aが埋め込まれている。
In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, an
この場合には、ウェハWを処理容器21内の載置台3に載置し、処理ガスとしてO2ガスまたはアンモニアガスを用いて上述と同様のプラズマ処理を行い、図6(a)に示すように、ウェハWの表面の有機膜107とホール106b内の有機膜107aとをエッチングする。続いて、同様にしてCF4ガスを用いたプラズマ処理によって、図6(b)に示すように、SiC膜103をエッチングし、更に同様にしてアンモニアガスを用いたプラズマ処理により、図6(c)に示すように、銅配線110の表面に堆積しているSiC膜103のエッチング時の残渣物であるポリマー80を除去する。この場合にも、既述の通り、ウェハWの表面にケイフッ化アンモニウム81が生成する。
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。
In this case, the wafer W is mounted on the mounting table 3 in the processing container 21, and plasma processing similar to that described above is performed using O2 gas or ammonia gas as the processing gas, as shown in FIG. Then, the organic film 107 on the surface of the wafer W and the
Next, the wafer W is carried into the
Also in this embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.
また、本発明の基板処理方法を適用する他の基板処理装置の一例について、図7を参照して簡単に説明する。
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。
An example of another substrate processing apparatus to which the substrate processing method of the present invention is applied will be briefly described with reference to FIG.
The
搬送室123には、第1の搬送手段127が設けられており、この第1の搬送手段127は、キャリア室122a〜122cとロードロック室124、125との間及び搬送室123とアライメント室129との間でウェハWの受け渡しを行うための搬送アームであり、図中左右方向に移動可能に構成されている。また、ロードロック室124、125には、図8に示すように、それぞれ第2の搬送手段128a、128bが設けられており、この第2の搬送手段128a、128bは、第1の搬送手段127とプラズマ処理装置51、52との間でウェハWの受け渡しを行うための搬送アームである。また、ロードロック室124、125の上方には、加熱手段である赤外線ランプ135が設けられており、ガラス等からなる透明窓136を介してロードロック室124、125内のウェハWに赤外線を照射して、ウェハWをケイフッ化アンモニウム81の分解温度以上の温度例えば100℃以上に加熱できるように構成されている。
The transfer chamber 123 is provided with a first transfer means 127. The first transfer means 127 is provided between the
ロードロック室124、125には、それぞれ排気管130a、130bを介して排気手段である真空ポンプ131a、131bが接続されており、ロードロック室124、125内を排気可能に構成されている。真空ポンプ131a、131bの上流側には、図示しない除害装置が接続されており、ロードロック室124、125から発生するケイフッ化アンモニウム81の分解によるガスを無害化できるように構成されている。また、ロードロック室124、125にはガス供給管132a、132bを介して例えば窒素ガスを供給可能なガス源134に接続されており、ロードロック室124、125それぞれに対してガスを供給できるように構成されている。また、ロードロック室124、125は、図示しないリーク弁を備えており、このリーク弁と既述の真空ポンプ131a、131bとによって、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えられるように構成されている。ロードロック室124、125には、例えば冷却ガス源とガス供給路とを含む冷却手段が接続されており、熱処理後のウェハWを冷却できるように構成されているが、ここでは省略している。尚、図8はロードロック室124を例示している。
The
この基板処理装置121においては、ウェハWは、キャリア室122a(122b、122c)から、搬送室123、アライメント室129、搬送室123、ロードロック室124(または125)、プラズマ処理装置51(52)の順に搬送されて、既述のプラズマ処理が行われ、その後第2の搬送手段128a(128b)によりロードロック室124(125)に搬入される。そして、赤外線ランプ135によってウェハWを例えば100℃以上に加熱して、ウェハWの表面のケイフッ化アンモニウム81を分解する。その後、図示しないリーク弁からロードロック室124(125)内に大気が流入して、ウェハWは、ロードロック室124(125)内に搬入された順序と逆の順序で基板処理装置121内から搬出される。
In the
次に、本発明の基板処理方法について行った実験について説明する。実験には、図9に示すように、実験用のベアシリコンウェハ上に膜厚が100nmとなるようにSiC膜83を成膜したウェハWに対して、基板処理装置11を用いて、各例毎に以下に示す処理を行った。その後、飛行時間型2次イオン質量分析装置(ToF−SIMS:Time of Flight − Secondary Ion Mass Spectroscopy)を用いて、金イオンでウェハWの表面をスパッタして、析出した化合物の成分を分析した。
Next, an experiment performed on the substrate processing method of the present invention will be described. In the experiment, as shown in FIG. 9, each example is performed using a
尚、ウェハWに対して処理を行う場合は、以下の条件を用いた。
(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。
Note that the following conditions were used when processing the wafer W.
(Etching of SiC film 83)
Processing pressure: 6 Pa (45 mTorr)
Processing gas: CF4 = 100 sccm
Processing time: 15 sec
This etching was performed without forming a resist film or the like on the surface of the
(Ammonia treatment)
Processing pressure: 40 Pa (300 mTorr)
Processing gas: Ammonia = 700 sccm
Processing time: 40 sec
(Heat treatment)
Heating temperature: 150 ° C
Degree of vacuum: 1.3 Pa (100 mTorr)
Holding time: 150 seconds (Example 1)
Etching, ammonia treatment, and heat treatment of the
(Example 2)
The same processing as in Example 1 was performed on the wafer W. However, in order to ascertain the extent of the influence of moisture in the atmosphere, after etching the
(Comparative example)
Etching of the
(Reference example)
The
(Experimental result)
The result of this experiment is shown in FIG.
上の各例において、ケイフッ化アンモニウム81の分解に起因すると考えられる様々な化合物(図中の凡例の番号1〜14)の生成が確認された。これらの化合物は、実施例1、2においても確認されたが、参考例の結果とほぼ同程度のレベルの生成量であったため、実施例1、2におけるこれらの生成物は、ウェハW中に含まれる不純物や、環境中の元素との反応物などに起因するものと考えられる。
In each of the above examples, it was confirmed that various compounds (
一方、比較例においては、上述のケイフッ化アンモニウム81の分解に起因する化合物の量が実施例1、2の10倍程度確認されたことから、分析前のウェハW上には、明らかにケイフッ化アンモニウム81が堆積していたと考えられる。
On the other hand, in the comparative example, since the amount of the compound resulting from the decomposition of the above-described
尚、実施例1と実施例2との間において、生成物の量がほぼ同程度であることから、アンモニア処理の後、加熱処理の前にウェハWを大気雰囲気に晒しても構わないことが分かった。 In addition, since the amount of the product is substantially the same between Example 1 and Example 2, the wafer W may be exposed to the air atmosphere after the ammonia treatment and before the heat treatment. I understood.
11 基板処理装置
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
DESCRIPTION OF
Claims (14)
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に、前記工程(a)を行った前記処理容器内にて、窒素及び水素を含む処理ガスをプラズマ化して生成されたプラズマに晒すことにより、基板上にケイフッ化アンモニウムが生成する工程(b)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。 In order to remove the etching stop film containing silicon and carbon formed on the surface of the metal wiring at the bottom of the concave portion of the film on the substrate formed by etching, the substrate is treated with fluorine in a processing container. A step (a) of exposing a processing gas containing plasma to plasma generated by plasma;
In order to remove the organic film formed as a by-product on the metal wiring in the step (a), the processing gas containing nitrogen and hydrogen is converted into plasma in the processing vessel in which the step (a) is performed. A step (b) in which ammonium silicofluoride is produced on the substrate by exposure to the plasma produced in the step;
Then, before the substrate is placed in a clean room atmosphere, the substrate is heated in the processing container to a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the ammonium silicofluoride.
前記工程(b)を行うことにより、前記副生成物として形成された有機膜と共に前記犠牲膜が除去さ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。 A sacrificial film made of an organic film exposed on the surface of the film is provided on the substrate on which the step (a) is performed,
The substrate processing method according to claim 1, wherein the sacrificial film is removed together with the organic film formed as the by-product by performing the step (b).
次いで処理容器内にて前記基板に対して窒素及び水素を含む処理ガスのプラズマにより、前記凹部内の前記堆積物を除去すると共に、前記凹部内表面にケイフッ化アンモニウムを形成する工程(b)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てケイフッ化アンモニウムの分解温度以上に加熱して除去する工程(c)と、を含むことを特徴とする基板処理方法。 Plasma treatment with a processing gas containing fluorine is performed in a processing container on the substrate in which the film containing silicon and carbon is exposed in the recess, thereby etching the film containing silicon and carbon and silicon in the recess A step (a) in which a CF-based deposit containing
Next, a step (b) of removing the deposits in the concave portion and forming ammonium silicofluoride on the inner surface of the concave portion by plasma of a processing gas containing nitrogen and hydrogen with respect to the substrate in the processing container. ,
Then, before the substrate is placed in a clean room atmosphere, the substrate is heated to a temperature higher than the decomposition temperature of ammonium silicofluoride in the processing container and removed (c).
前記コンピュータプログラムは、請求項1ないし10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。 A storage medium storing a computer program used on a substrate processing apparatus for processing a substrate in a processing container and operating on a computer,
A storage medium characterized in that the computer program includes steps so as to implement the substrate processing method according to any one of claims 1 to 10.
処理容器内にて前記基板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い、これにより前記シリコンと炭素を含む膜をエッチングすると共に前記凹部内にシリコンを含むCF系の堆積物が生成する工程(a)と、
次いで処理容器内にて前記基板に対して窒素及び水素を含む処理ガスのプラズマにより、前記凹部内の前記堆積物を除去すると共に、前記凹部内表面にケイフッ化アンモニウムを形成する工程(b)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、前記基板を処理容器内にてケイフッ化アンモニウムの分解温度以上に加熱して除去する工程(c)と、を実行するように制御信号を出力する制御部を備えたことを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for processing a substrate in which a film containing silicon and carbon is exposed in a recess,
A step of performing plasma treatment with a treatment gas containing fluorine on the substrate in a treatment container, thereby etching the film containing silicon and carbon and generating a CF-based deposit containing silicon in the recess. (A) and
Next, a step (b) of removing the deposits in the concave portion and forming ammonium silicofluoride on the inner surface of the concave portion by plasma of a processing gas containing nitrogen and hydrogen with respect to the substrate in the processing container. ,
Next, before the substrate is placed in a clean room atmosphere , a control signal is output so as to perform the step (c) of removing the substrate by heating it to a temperature higher than the decomposition temperature of ammonium silicofluoride in the processing container. A substrate processing apparatus comprising a section.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006221671A JP5233097B2 (en) | 2006-08-15 | 2006-08-15 | Substrate processing method, substrate processing apparatus, and storage medium |
US11/889,582 US20080045030A1 (en) | 2006-08-15 | 2007-08-14 | Substrate processing method, substrate processing system and storage medium |
US13/098,748 US8492287B2 (en) | 2006-08-15 | 2011-05-02 | Substrate processing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006221671A JP5233097B2 (en) | 2006-08-15 | 2006-08-15 | Substrate processing method, substrate processing apparatus, and storage medium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008047686A JP2008047686A (en) | 2008-02-28 |
JP5233097B2 true JP5233097B2 (en) | 2013-07-10 |
Family
ID=39181135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006221671A Active JP5233097B2 (en) | 2006-08-15 | 2006-08-15 | Substrate processing method, substrate processing apparatus, and storage medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5233097B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5465897B2 (en) * | 2009-03-05 | 2014-04-09 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device |
JP5629098B2 (en) * | 2010-01-20 | 2014-11-19 | 東京エレクトロン株式会社 | Pattern repair method on silicon substrate |
JP6239365B2 (en) * | 2013-12-11 | 2017-11-29 | 東京エレクトロン株式会社 | Method for etching a silicon layer |
JP7372073B2 (en) | 2019-08-02 | 2023-10-31 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing method, substrate processing device and cleaning device |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2874263B2 (en) * | 1990-03-26 | 1999-03-24 | ソニー株式会社 | Etching method of film to be etched composed of silicon compound |
JPH0697123A (en) * | 1992-09-14 | 1994-04-08 | Sony Corp | Dry etching method |
JP2002289594A (en) * | 2001-03-28 | 2002-10-04 | Nec Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
-
2006
- 2006-08-15 JP JP2006221671A patent/JP5233097B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008047686A (en) | 2008-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8492287B2 (en) | Substrate processing method | |
TWI624024B (en) | Methods for pre-cleaning conductive interconnect structures | |
US7374696B2 (en) | Method and apparatus for removing a halogen-containing residue | |
TW201300567A (en) | Dielectric recovery of plasma damaged low-k films by UV-assisted photochemical deposition | |
JP4716370B2 (en) | Low dielectric constant film damage repair method and semiconductor manufacturing apparatus | |
JP6041709B2 (en) | Method for etching a metal layer | |
JP2008198659A (en) | Plasma etching method | |
KR102534100B1 (en) | Methods for Chemical Etching of Silicon | |
JP4946138B2 (en) | Etching method | |
JP4924245B2 (en) | Semiconductor manufacturing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and storage medium | |
JP5544893B2 (en) | Substrate processing method and storage medium | |
JP5233097B2 (en) | Substrate processing method, substrate processing apparatus, and storage medium | |
US6566269B1 (en) | Removal of post etch residuals on wafer surface | |
US20130330920A1 (en) | Method and apparatus for substrate preclean with hydrogen containing high frequency rf plasma | |
JP4471243B2 (en) | Etching method and plasma processing method | |
US5110394A (en) | Apparatus for forming interconnection pattern | |
US7055532B2 (en) | Method to remove fluorine residue from bond pads | |
KR100289740B1 (en) | Method for removal of photoresist mask used for etching metal layers | |
TWI751326B (en) | Self-aligned via process flow | |
JP3104840B2 (en) | Sample post-treatment method | |
JPH06302565A (en) | Plasma cleaning method for chamber | |
JPH0290521A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JP3403595B2 (en) | Processing method of wiring material | |
KR19990069348A (en) | Manufacturing Method of Semiconductor Device | |
JPH0653186A (en) | Dry etching method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090702 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091027 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120228 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120501 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121002 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121203 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130226 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130311 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5233097 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160405 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |