[發(fā)明專利]等離子體處理方法以及半導體裝置的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110194328.8
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN102315095A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 田原慈;西村榮一;山下扶美子;富田寬;大巖德久;大口壽史;大村光廣
• 申請（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會社
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/3213
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種等離子體處理方法以及半導體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

以往，在半導體裝置的制造工序中，使用等離子體對半導體晶圓等的基板實施蝕刻處理等的等離子體處理，例如，通過等離子體蝕刻來形成具有含有鈦(Ti)、鎢(W)等金屬的層的層疊而成的圖案結(jié)構(gòu)。此外，對鎢(W)進行蝕刻的技術(shù)例如已知使用對含有氟原子的氣體、含有氯原子的氣體以及氧氣進行混合而成的氣體等(例如參照專利文獻1)。

如上所述，當通過等離子體蝕刻來形成含有鈦(Ti)、鎢(W)等金屬的圖案結(jié)構(gòu)時，有時含有金屬的堆積物(沉積物)殘留在圖案的側(cè)壁。如果在含有該金屬的堆積物殘留的狀態(tài)下直接在后續(xù)工序中進行CVD膜的形成，有時含有金屬的堆積物會成為異常生長的原因(核)。因此，需要去除含有金屬的堆積物。

作為將含有蝕刻金屬膜時產(chǎn)生的金屬的堆積物去除的方法已知一種濕法清洗(Wet?Cleaning)的方法。另外，已知一種通過加熱處理或者使用含有氟的氣體進行氣體處理來去除含有金屬的堆積物的方法(例如參照專利文獻2)。

專利文獻1：日本特開平10-178014號公報

專利文獻1：日本特開2000-82693號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

在將含有蝕刻上述金屬膜時產(chǎn)生的金屬的堆積物去除的方法中的濕法清洗的方法中，存在有可能產(chǎn)生圖案倒塌(Pattern?collapse)這種問題。

另一方面，在通過加熱處理或者使用含有氟的氣體進行的氣體處理的方法中，能夠去除的堆積物受到限制，存在由于堆積物不同而無法去除一些堆積物這種問題。另外，當要通過等離子體來去除在通過加熱處理或者使用含有氟的氣體進行的氣體處理的方法中無法去除的堆積物時，包含在圖案結(jié)構(gòu)中的金屬層被蝕刻(側(cè)面蝕刻)，存在圖案變細這樣的問題。

本發(fā)明是應對上述以往的情況而完成的，要提供一種能夠抑制由于側(cè)面蝕刻而引起的圖案變細的問題的同時，通過干燥處理來高效率地去除含有堆積在圖案側(cè)壁的金屬的堆積物的等離子體處理方法以及半導體裝置的制造方法。

用于解決問題的方案

本發(fā)明的等離子體處理方法的一個方式是經(jīng)過對形成在基板上的金屬層進行等離子體蝕刻的工序來形成層疊結(jié)構(gòu)中具有上述金屬層的圖案之后，去除含有構(gòu)成上述金屬層的金屬的上述圖案的側(cè)壁部堆積的堆積物，該等離子體處理方法的特征在于，具備以下工序：保護層形成工序，在上述金屬層的側(cè)壁部形成上述金屬的氧化物或者氯化物；堆積物去除工序，使含有氟原子的氣體的等離子體發(fā)生作用來去除上述堆積物；以及還原工序，在上述保護層形成工序和上述堆積物去除工序之后，使含有氫的等離子體發(fā)生作用來還原上述金屬的氧化物或者氯化物。

本發(fā)明的半導體裝置的制造方法的一個方式具有堆積物的去除工藝，該堆積物的去除工藝經(jīng)過對形成在基板上的金屬層進行等離子體蝕刻的工序來形成層疊結(jié)構(gòu)中具有上述金屬層的圖案之后，去除含有構(gòu)成上述金屬層的金屬的上述圖案的側(cè)壁部堆積的堆積物，該半導體裝置的制造方法的特征在于，上述堆積物的去除工藝具有以下工序：保護層形成工序，在上述金屬層的側(cè)壁部形成上述金屬的氧化物或者氯化物；堆積物去除工序，使含有氟原子的氣體的等離子體起作用來去除上述堆積物；以及還原工序，在上述保護層形成工序和上述堆積物去除工序之后，使含有氫的等離子體起作用來還原上述金屬的氧化物或者氯化物。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，提供一種能夠抑制由側(cè)面蝕刻而引起的圖案變細的問題的同時，通過干燥處理來高效率地去除含有堆積在圖案側(cè)壁的金屬的堆積物的等離子體處理方法以及半導體裝置的制造方法。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的等離子體處理方法的實施方式所涉及的半導體晶圓的截面結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是表示使用于本發(fā)明的實施方式的等離子體蝕刻裝置的一例的概要結(jié)構(gòu)的圖。

附圖標記說明

W：半導體晶圓；101、107：二氧化硅(SiO₂)層；102、106：鎢(W)層；103、105：氮化鈦(TiN)層；104：多晶硅(Poiy-Si)層；110：堆積物。

具體實施方式