[發(fā)明專(zhuān)利]基板處理方法和存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110462711.7
• 申請(qǐng)日: 2011-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102593045A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西村榮一
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/768
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/768;H01L21/3213;C23F4/00
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用等離子體對(duì)銅進(jìn)行蝕刻的基板處理方法和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體裝置中利用等離子體對(duì)多用作配線材料的銅(Cu)進(jìn)行蝕刻時(shí)，作為處理氣體在高溫環(huán)境下使用鹵素氣體或鹵素化合物的氣體、再者在這些氣體中添加有氨(NH₃)氣或氮(N₂)氣的氣體。但是，由于鹵素氣體或鹵素化合物的氣體產(chǎn)生強(qiáng)酸，因此具有在高溫環(huán)境下促進(jìn)基板處理裝置的構(gòu)成部件的腐蝕的問(wèn)題。

于是，近年來(lái)提案有作為處理氣體不使用鹵素氣體而利用等離子體對(duì)由銅構(gòu)成的配線層(下面，稱(chēng)為“銅部件”)進(jìn)行蝕刻的方法。在該方法中，作為處理氣體只使用氫氣，通過(guò)在氫等離子體發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的波長(zhǎng)約100nm的真空紫外線(Vacuum?Ultraviolet)的照射來(lái)促進(jìn)氫等離子體和銅的化學(xué)反應(yīng)，生成銅和氫的化合物，再通過(guò)使該生成的該化合物蒸發(fā)，來(lái)進(jìn)行銅的蝕刻(例如，參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

非專(zhuān)利文獻(xiàn)1：Fangyu?Wu，Galit?Levitin，and?Dennis?W.Hess，“Low-Temperature?Etching?of?Cu?by?Hydrogen-Based?Plasmas”，ACS?APPLIED?MATERIALS?INTERFACES，VOL.2，NO.8，2175-2179，2010，2010年7月16日發(fā)行。

發(fā)明要解決的課題

但是，在上述方法中存在銅部件的蝕刻率低，不能供于實(shí)用的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的在于提供不使用鹵素氣體就可以提高銅部件的蝕刻率的基板處理方法和存儲(chǔ)介質(zhì)。

解決課題的手段

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，技術(shù)方案1記載的基板處理方法是在對(duì)基板實(shí)施等離子體蝕刻處理的基板處理裝置中執(zhí)行的基板處理方法，其特征在于，具有從在氫氣中添加了碳化合物的氣體的處理氣體生成等離子體，并利用該等離子體對(duì)所述基板所具備的銅部件進(jìn)行蝕刻的主蝕刻步驟。

技術(shù)方案2記載的基板處理方法的特征在于，在技術(shù)方案1記載的基板處理方法中，具有在所述主蝕刻步驟前對(duì)所述基板所具備的含有氧的層進(jìn)行蝕刻的含氧層蝕刻步驟。

技術(shù)方案3記載的基板處理方法的特征在于，在技術(shù)方案2記載的基板處理方法中，在所述含氧層蝕刻和所述主蝕刻步驟之間，還具有除去所述銅部件表面存在的異物的異物除去步驟。

技術(shù)方案4記載的基板處理方法的特征在于，在技術(shù)方案3記載的基板處理方法中，在所述異物除去步驟中，從在氫氣中添加了稀有氣體的處理氣體生成等離子體。

技術(shù)方案5記載的基板處理方法的特征在于，在技術(shù)方案4記載的基板處理方法中，所述稀有氣體為氬氣。

技術(shù)方案6記載的基板處理方法的特征在于，在技術(shù)方案1～5中任一項(xiàng)記載的基板處理方法中，所述碳化合物為甲烷或一氧化碳。

技術(shù)方案7記載的基板處理方法的特征在于，在技術(shù)方案1～6中任一項(xiàng)記載的基板處理方法中，所述基板處理裝置為具備互相平行且相對(duì)的兩個(gè)電極的電容耦合型基板處理裝置，在所述兩個(gè)電極之間生成等離子體，使用該生成的等離子體對(duì)載置在一個(gè)所述電極上的所述基板實(shí)施所述等離子體蝕刻處理。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，利用從在氫氣中添加了碳化合物氣體的處理氣體生成的等離子體來(lái)蝕刻銅部件。從而，在蝕刻銅部件時(shí)，由于除了氫等離子體之外還存在碳游離基，所以從銅部件產(chǎn)生大量含有銅原子的有機(jī)酸的絡(luò)合物。由于有機(jī)酸的絡(luò)合物容易氣化，所以結(jié)果是能從銅部件除去大量的銅原子，由此不使用鹵素氣體就能夠提高銅部件的蝕刻率。

附圖說(shuō)明

圖1是概略性地表示執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施方式的基板處理方法的基板處理裝置的構(gòu)成的圖；

圖2是概略性地表示通過(guò)圖1的基板處理裝置實(shí)施等離子體蝕刻處理的基板的構(gòu)成的局部剖面圖，圖2(A)表示實(shí)施等離子體蝕刻處理前的基板的構(gòu)成，圖2(B)表示實(shí)施了等離子體蝕刻處理后的基板的構(gòu)成；

圖3是表示在Cu層表面存在的有機(jī)物和氧化物的除去處理的工序圖；

圖4是表示Cu層的主蝕刻處理的工序圖；

圖5是用于說(shuō)明基板處理裝置的等離子體的產(chǎn)生狀況的圖，圖5(A)表示電容耦合型的基板處理裝置的等離子體的產(chǎn)生狀況，圖5(B)表示電感耦合型的基板處理裝置的等離子體的產(chǎn)生狀況；

圖6是表示作為本實(shí)施方式的基板處理方法的、即Cu層蝕刻處理的流程圖。

符號(hào)說(shuō)明

W?晶片

10?基板處理裝置

11?腔室