(57)【要約】【課題】ハロゲンによる銅の腐食を生じさせずに銅を異方性エッチングすることができる銅の異方性ドライエッチング方法を提供すること。【解決手段】基板に形成された銅膜を異方的にドライエッチングする銅の異方性ドライエッチング方法は、銅膜に対して異方性酸化処理を施す工程と、酸化処理によって形成された酸化銅をハロゲンを含有しない有機酸によりドライエッチングする工程とを含む。【選択図】  図１
2010027788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成された銅膜を異方的にドライエッチングする銅の異方性ドライエッチング方法であって、
前記銅膜に対して異方性酸化処理を施す工程と、
前記異方性酸化処理によって形成された酸化銅をハロゲンを含有しない有機酸によりドライエッチングする工程と
を含むことを特徴とする銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項２】
前記異方性酸化処理を施す工程と、前記ドライエッチングする工程とは、所定回数繰り返して行うことを特徴とする請求項１に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項３】
前記異方性酸化処理を施す工程および前記ドライエッチングする工程は、真空中で行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項４】
前記銅膜の上にエッチングマスクを形成し、該エッチングマスクを介して酸化処理を行って異方性酸化処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項５】
前記エッチングマスクは、前記銅膜上にマスク層を形成した後、真空中で所定パターンにエッチングして形成され、該エッチングにより前記銅膜表面を露出した後、大気に曝露せずに、真空に保持したまま前記異方性酸化処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項６】
前記銅膜を真空中で成膜した後、大気に曝露せずにエッチングマスクを形成することを特徴とする請求項４に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項７】
銅膜表面の自然酸化銅膜を除去した後にエッチングマスクを形成することを特徴とする請求項４に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項８】
前記異方性酸化処理は、酸素ガスをプラズマ化し、そのプラズマにより銅を酸化することにより行うことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項９】
前記異方性酸化処理は、平行平板型のプラズマ処理装置により酸素のプラズマを生成し、基板側に高周波バイアスをかけてプラズマ中のマイナスイオンを基板側に引き込むことにより行うことを特徴とする請求項８に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項１０】
前記異方性酸化処理は、酸素イオンまたは酸素原子を前記銅膜に注入することにより行われることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項１１】
前記異方性酸化処理を施す工程と、前記ドライエッチングする工程とは、大気曝露することなく行うことを特徴とする請求項３に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項１２】
前記異方性酸化処理を行う真空に保持された酸化処理ユニットと、前記エッチングを行う真空に保持されたエッチングユニットと、前記酸化処理ユニットおよび前記エッチングユニットが連結され、基板を搬送する搬送装置を備え、真空に保持された搬送室とを有する処理装置を用い、
前記酸化処理ユニットで基板に前記異方性酸化処理を施した後、その基板を前記搬送装置により前記エッチングユニットへ搬送し、前記エッチングユニットで基板に前記ドライエッチングを施すことを特徴とする請求項１１に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項１３】
前記異方性酸化処理と前記ドライエッチングとを、同一の処理ユニットで行うことを特徴とする請求項１１に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項１４】
前記ドライエッチング処理は、前記有機酸を２５〜１００℃に加熱して有機酸蒸気を生成し、この有機酸蒸気を１５０〜４００℃に加熱された基板に供給することにより行うことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項１５】
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から請求項１４のいずれか１項に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項１６】
前記有機酸は蟻酸であることを特徴とする請求項１５に記載の銅の異方性ドライエッチング方法。
【請求項１７】
銅膜を有する基板に対して異方性酸化処理を施す異方性酸化ユニットと、
前記酸化処理によって形成された酸化銅を真空中でハロゲンを含有しない有機酸によりドライエッチングするエッチングユニットと
を具備し、
前記酸化処理ユニットで前記銅膜を異方性酸化して酸化銅を形成した後、前記エッチングユニットで前記酸化銅を有機酸によりドライエッチングすることを特徴とする銅の異方性ドライエッチング装置。
【請求項１８】
前記異方性酸化ユニットおよび前記エッチングユニットは、真空中で処理を行うことを特徴とする請求項１７に記載の銅の異方性ドライエッチング装置。
【請求項１９】
前記酸化処理ユニットおよび前記エッチング処理ユニットが連結され、基板を搬送する搬送装置を備え、真空に保持された搬送室をさらに具備し、前記異方性酸化処理ユニットによる処理および前記エッチングユニットによる処理が大気曝露されることなく真空に保持されたまま行われることを特徴とする請求項１８に記載の銅の異方性ドライエッチング装置。
【請求項２０】
銅膜を有する基板が搬入される処理室と、
前記処理室内で前記基板に対して異方性酸化処理を施す異方性酸化機構と、
前記処理室内で前記酸化処理によって形成された酸化銅をハロゲンを含有しない有機酸によりドライエッチングするエッチング機構と
を具備し、
前記酸化処理機構で前記銅膜を異方性酸化して酸化銅を形成した後、前記エッチング機構で前記酸化銅を有機酸によりドライエッチングすることを特徴とする銅の異方性ドライエッチング装置。
【請求項２１】
前記処理室は真空に保持可能であり、前記異方性酸化機構による異方性酸化処理、および前記エッチング機構によるドライエッチングを真空中で行うことを特徴とする請求項２０に記載の銅のドライエッチング装置。
【請求項２２】
コンピュータ上で動作し、銅のドライエッチング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１６の銅のドライエッチング方法が行われるようにコンピュータに前記銅のドライエッチング装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板に形成された銅膜を異方的にドライエッチングする銅の異方性ドライエッチング方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、半導体デバイスの高速化、配線パターンの微細化、高集積化の要求に対応して、配線間の容量の低下ならびに配線の導電性向上およびエレクトロマイグレーション耐性の向上が求められており、それに対応した技術として、配線材料にアルミニウム（Ａｌ）やタングステン（Ｗ）よりも導電性が高くかつエレクトロマイグレーション耐性に優れている銅（Ｃｕ）を用い、層間絶縁膜としてＣｕ配線間の容量が低減されるように低誘電率膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）を用いたＣｕ多層配線技術が注目されている。
【０００３】
Ｃｕ配線層を形成する方法として、アルミニウム配線層と同様の異方性エッチングが試みられている。Ｃｕ配線層を異方性エッチングする技術としては、Ｃｕを異方的に酸化した後、気体状のＨｈｆａｃ（ここで、ｈｆａｃはヘキサフルオロアセチルアセトネートである）を曝すことで、Ｃｕ含有気相生成物を生成して、Ｃｕを異方的にエッチングする方法が知られている（例えば特許文献１）。
【０００４】
しかしながらＨｈｆａｃはハロゲン元素であるフッ素を含んでいるので、異方性エッチングの後のＣｕ側壁に残留したフッ素成分によりＣｕが腐食される可能性がある。
【特許文献１】特開２００１−３１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、ハロゲンによる銅の腐食を生じさせずに銅を異方性エッチングすることができる銅の異方性ドライエッチング方法および装置を提供することを目的とする。また、そのような銅の異方性ドライエッチング方法を実施するためのプログラムが記憶された記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、基板に形成された銅膜を異方的にドライエッチングする銅の異方性ドライエッチング方法であって、前記銅膜に対して異方性酸化処理を施す工程と、前記異方性酸化処理によって形成された酸化銅をハロゲンを含有しない有機酸によりドライエッチングする工程とを含むことを特徴とする銅の異方性ドライエッチング方法を提供する。
【０００７】
上記第１の観点において、前記異方性酸化処理を施す工程と、前記ドライエッチングする工程とは、所定回数繰り返して行うようにすることができる。また、前記異方性酸化処理を施す工程および前記ドライエッチングする工程は、真空中で行うようにすることが好ましい。さらに、前記銅膜の上にエッチングマスクを形成し、該エッチングマスクを介して酸化処理を行って異方性酸化処理を行うことができる。この場合に、前記エッチングマスクは、前記銅膜上にマスク層を形成した後、真空中で所定パターンにエッチングして形成され、該エッチングにより前記銅膜表面を露出した後、大気に曝露せずに、真空中で前記異方性酸化処理を行うようにすることができる。また、前記銅膜を真空中で成膜した後、大気に曝露せずにエッチングマスクを形成するようにすることができる。さらに、銅膜表面の自然酸化銅膜を除去した後にエッチングマスクを形成するようにすることができる。
【０００８】
前記異方性酸化処理は、酸素ガスをプラズマ化し、そのプラズマにより銅を酸化することにより行うことができ、その場合に、平行平板型のプラズマ処理装置により酸素のプラズマを生成し、基板側に高周波バイアスをかけてプラズマ中のマイナスイオンを基板側に引き込むことにより行うことができる。前記酸化処理は、酸素イオンまたは酸素原子を前記銅膜に注入することにより行ってもよい。
【０００９】
前記異方性酸化処理を施す工程と、前記ドライエッチングする工程とは、大気曝露することなく行うことが好ましい。この場合に、前記異方性酸化処理を行う真空に保持された酸化処理ユニットと、前記エッチングを行う真空に保持されたエッチングユニットと、前記酸化処理ユニットおよび前記エッチングユニットが連結され、基板を搬送する搬送装置を備え、真空に保持された搬送室とを有する処理装置を用い、前記酸化処理ユニットで基板に前記異方性酸化処理を施した後、その基板を前記搬送装置により前記エッチングユニットへ搬送し、前記エッチングユニットで基板に前記ドライエッチングを施すようにすることができる。また、前記酸化処理と前記エッチング処理とを、同一の処理ユニットで行うようにしてもよい。
【００１０】
前記エッチング処理は、前記有機酸を２５〜１００℃に加熱して有機酸蒸気を生成し、この有機酸蒸気を１５０〜４００℃に加熱された基板に供給することにより行うことができる。
【００１１】
前記有機酸としてはカルボン酸を用いることができ、その中でも蟻酸が好適である。
【００１２】
本発明の第２の観点では、銅膜を有する基板に対して異方性酸化処理を施す異方性酸化ユニットと、前記酸化処理によって形成された酸化銅を真空中でハロゲンを含有しない有機酸によりドライエッチングするエッチングユニットとを具備し、前記酸化処理ユニットで前記銅膜を異方性酸化して酸化銅を形成した後、前記エッチングユニットで前記酸化銅を有機酸によりドライエッチングすることを特徴とする銅の異方性ドライエッチング装置を提供する。
【００１３】
上記第２の観点において、前記異方性酸化ユニットおよび前記エッチングユニットは、真空中で処理を行うものであることが好ましい。前記異方性酸化処理ユニットおよび前記エッチング処理ユニットが連結され、基板を搬送する搬送装置を備え、真空に保持された搬送室をさらに具備し、前記酸化処理ユニットによる処理および前記エッチングユニットによる処理が大気曝露されることなく真空に保持されたまま行われることが好ましい。
【００１４】
本発明の第３の観点では、銅膜を有する基板が搬入される処理室と、前記処理室内で前記基板に対して異方性酸化処理を施す異方性酸化機構と、前記処理室内で前記酸化処理によって形成された酸化銅をハロゲンを含有しない有機酸によりドライエッチングするエッチング機構とを具備し、前記酸化処理機構で前記銅膜を異方性酸化して酸化銅を形成した後、前記エッチング機構で前記酸化銅を有機酸によりドライエッチングすることを特徴とする銅の異方性ドライエッチング装置を提供する。
【００１５】
上記第３の観点において、前記処理室は真空に保持可能であり、前記異方性酸化機構による異方性酸化処理、および前記エッチング機構によるドライエッチングを真空中で行うことが好ましい。
【００１６】
本発明の第４の観点では、コンピュータ上で動作し、銅のドライエッチング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、上記第１の観点の銅のドライエッチング方法が行われるようにコンピュータに前記銅のドライエッチング装置を制御させることを特徴とする記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、銅膜を異方性酸化処理して酸化銅を形成した後、その酸化銅をハロゲンを含有しない有機酸によりエッチングするので、銅の腐食を生じさせずに銅の異方性エッチングを行うことができる。この場合に、これらの処理を大気曝露せずに真空を保持したまま行うことにより、等方酸化を抑制することができ、より異方性の高いエッチングを行うことができる。また、これら異方性酸化処理と有機酸によるエッチングを所定回数繰り返すことにより、所望の厚さで銅をエッチングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る銅の異方性ドライエッチング方法を示すフローチャート、図２および図３はその工程の工程断面図である。
【００１９】
まず、基板である半導体ウエハ（以下単にウエハと記す）のＣｕブランケット膜上にパターニングされたマスクを形成する（工程１）。
【００２０】
このようなマスク形成の典型的な例としては、以下のようなものを挙げることができる。まず、図２（ａ）に示すように、ウエハＷに形成された下地１０の上にＣｕ膜１１を形成し、そのＣｕ膜１１上に、例えばＳｉＮ、ＳｉＣ等からなるＣｕバリア絶縁膜１２を成膜し、その上に例えばＳｉＯ２等からなる耐酸化性膜１３を成膜する。次いで、図２（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー技術により、耐酸化性膜１３上に所定パターンのレジストマスク１４を形成する。そして、図２（ｃ）に示すように、レジストマスク１４をマスクとして耐酸化性膜１３およびＣｕバリア絶縁膜１２をプラズマエッチングにより異方性エッチングして下地のＣｕ膜１１を露出させる。その後、図２（ｄ）に示すように、残存するレジストマスク１４をアッシング除去した後、ウエット洗浄によりエッチング・アッシング残渣を除去する。
【００２１】
このようにしてマスク（エッチングマスク）を形成する際、Ｃｕ膜１１の表面に酸化銅が形成されないようにすることが好ましい。そのための手法としては、Ｃｕ膜１１上にＣｕバリア絶縁膜１２および耐酸化性膜１３を形成した後、レジストマスク１４により真空中で所定パターンでこれらをエッチングして、Ｃｕ膜１１表面を露出した後、大気に曝露せずに真空に保持したまま次の異方性酸化処理を行うことを挙げることができる。また、Ｃｕ膜１１の成膜を真空中で行った後、大気曝露せずにマスクを形成してもよい。さらに、Ｃｕ膜１１表面の自然酸化銅膜を除去した後にマスク形成を行うようにしてもよい。この際の除去手法としては、Ａｒ逆スパッタ、Ｈ２アニール、Ｈ２プラズマ、ＮＨ３プラズマ、有機酸ドライクリーニング等を挙げることができる。
【００２２】
次に、耐酸化性膜１３およびＣｕバリア絶縁膜１２をマスクとして、Ｃｕ膜１１に異方性酸化処理を施す（工程２）。これにより、図３（ａ）に示すように、Ｃｕ膜１１の表面部分を酸化して酸化銅膜１５を形成する。この処理は、大気に触れると等方酸化になるため、真空中で行われる。
【００２３】
異方性酸化処理の手法としては、以下のようなものを挙げることができる。
(1)Ｏ２をプラズマによりプラスイオン化し、基板であるウエハＷに負電位を印加して酸素イオンを引き込む。このような処理は、平行平板型のプラズマ処理装置によって行うことができる。
(2)Ｏ２をイオン注入する。
(3)中性酸素原子からなる異方性ビームにより酸素を注入する。
(4)ガスクラスターイオンビーム（ＧＣＩＢ）によりＯ２を注入する。
これらのうち、(2)〜(4)は酸化に必要な酸素量を供給するために多大の時間とエネルギーが必要なため、(1)の手法が好ましい。(1)の手法は、例えば平行平板型のプラズマ処理装置により行うことができる。
【００２４】
このようにして異方性酸化処理を行った後、等方酸化が生じないように、真空を破ることなく（大気曝露することなく）、図３（ｂ）に示すように、気体状の有機酸（有機酸蒸気）を使用したエッチングを行って酸化銅膜１５を除去する（工程３）。
【００２５】
この工程では、ハロゲンを含まない有機酸ガスを加熱したウエハに供給し、酸化銅膜１５と反応させて気体成分として除去する。有機酸の気化は２５〜１００℃に加熱することにより行われる。また、ウエハの加熱温度は１００〜４００℃が好ましい。ハロゲンを含まない有機酸としてはカルボン酸を好適に用いることができる。カルボン酸としては、蟻酸（ＨＣＯＯＨ）、酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）、プロピオン酸（ＣＨ３ＣＨ２ＣＯＯＨ）、酪酸（ＣＨ３（ＣＨ２）２ＣＯＯＨ）、吉草酸（ＣＨ３（ＣＨ２）３ＣＯＯＨ）などを挙げることができ、これらの中では蟻酸（ＨＣＯＯＨ）、酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）、プロピオン酸（ＣＨ３ＣＨ２ＣＯＯＨ）が好ましく、蟻酸（ＨＣＯＯＨ）が特に好ましい。蟻酸を用いた場合には、以下の（１）式により酸化銅膜１５をエッチング除去する。
Ｃｕ２Ｏ＋２ＨＣＯＯＨ→２Ｃｕ（ＨＣＯＯ）↑＋Ｈ２Ｏ↑  …（１）
【００２６】
そして、上記工程２と工程３とを複数回、例えば１０回程度繰り返すことにより、図３（ｃ）に示すように、Ｃｕ膜１１のエッチングが終了する。この際の繰り返し数は、Ｃｕ膜１１の厚さに応じて適宜決定すればよい。工程２は１回に５〜５００ｎｍ程度酸化することができるので、Ｃｕ膜１１の厚さがこの範囲内であれば工程２および工程３を繰り返すことなく１回ずつでエッチングを終了することができる。
【００２７】
有機酸としてカルボン酸を用いた場合のエッチング条件例を以下に示す。
・ウエハ温度：１００〜４００℃
・カルボン酸分圧：１Ｐａ〜１０１．３ｋＰａ
・カルボン酸流量：１〜１０００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）
・エッチング時間：１０〜６００ｓｅｃ
【００２８】
工程３のエッチング工程では、気体状の有機酸に異方性を持たせるため、工程２の(1)と同様の手法で有機酸をプラズマ化してもよい。
【００２９】
このようにして真空雰囲気でＣｕ膜１１を異方性酸化処理して酸化銅を形成した後、大気曝露することなく真空中でハロゲンを含有しない有機酸により酸化銅のエッチング処理を行うので、ハロゲンによるＣｕの腐食を生じさせず、かつ良好な異方性をもって、銅の異方性エッチングを行うことができる。
【００３０】
次に、本実施形態の方法を実施するための装置について説明する。図４は、Ｃｕ膜の異方性ドライエッチング方法を実施するための処理装置の一例を示す概略構成図である。
【００３１】
この処理装置は、被処理基板であるウエハＷに形成されたＣｕ膜に異方性酸化処理を施す酸化処理ユニット２１と、酸化処理ユニット２１での酸化処理の後でハロゲンを含まない有機酸により酸化銅をエッチングするエッチングユニット２２とを備えており、これらの酸化処理ユニット２１およびエッチングユニット２２は八角形をなす搬送室２５の２つの辺にそれぞれ対応して設けられている。また、搬送室２５の他の２つの辺にはそれぞれロードロック室２６，２７が設けられている。これらロードロック室２６，２７の搬送室２５と反対側には搬入出室２８が設けられており、搬入出室２８のロードロック室２６，２７と反対側には被処理基板としてのウエハＷを収容可能な３つのキャリアＣを取り付けるポート２９，３０，３１が設けられている。
【００３２】
上記搬送室２５ならびに酸化処理ユニット２１およびエッチングユニット２２の内部は真空雰囲気に保持され、搬入出室２８は大気雰囲気に保持されるようになっている。また、ロードロック室２６，２７は、大気雰囲気と真空雰囲気との間で切り換え可能となっている。
【００３３】
酸化処理ユニット２１およびエッチングユニット２２は、同図に示すように、搬送室２５の各辺にゲートバルブＧを介して接続され、これらは対応するゲートバルブＧを開放することにより搬送室２５と連通され、対応するゲートバルブＧを閉じることにより搬送室２５から遮断される。また、ロードロック室２６，２７は、搬送室２５の対応する辺に第１のゲートバルブＧ１を介して接続され、また、搬入出室２８に第２のゲートバルブＧ２を介して接続されている。そして、ロードロック室２６，２７は、第１のゲートバルブＧ１を開放することにより搬送室２５に連通され、第１のゲートバルブＧ１を閉じることにより搬送室２５から遮断される。また、第２のゲートバルブＧ２を開放することにより搬入出室２８に連通され、第２のゲートバルブＧ２を閉じることにより搬入出室２８から遮断される。
【００３４】
搬送室２５内には、酸化処理ユニット２１およびエッチングユニット２２、ロードロック室２６，２７に対して、ウエハＷの搬入出を行う搬送装置３２が設けられている。この搬送装置３２は、搬送室２５の略中央に配設されており、回転および伸縮可能な回転・伸縮部３３の先端にウエハＷを支持する２つの支持アーム３４ａ，３４ｂを有しており、これら２つの支持アーム３４ａ，３４ｂは互いに反対方向を向くように回転・伸縮部３３に取り付けられている。
【００３５】
搬入出室２８のウエハ収納容器であるフープ（ＦＯＵＰ；Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）取り付け用の３つのポート２９，３０、３１にはそれぞれ図示しないシャッターが設けられており、これらポート２９，３０，３１にウエハＷを収容した、または空のフープＦがステージＳに載置された状態で直接取り付けられ、取り付けられた際にシャッターが外れて外気の侵入を防止しつつ搬入出室２８と連通するようになっている。また、搬入出室２８の側面にはアライメントチャンバ３５が設けられており、そこで半導体ウエハＷのアライメントが行われる。
【００３６】
搬入出室２８内には、フープＦに対する半導体ウエハＷの搬入出およびロードロック室２６，２７に対する半導体ウエハＷの搬入出を行う搬送装置３６が設けられている。この搬送装置３６は、多関節アーム構造を有しており、フープＦの配列方向に沿ってレール３８上を走行可能となっていて、その先端の支持アーム３７上に半導体ウエハＷを載せてその搬送を行う。
【００３７】
この処理装置は、制御部４０を有しており、制御部４０は、プロセスコントローラ４１と、ユーザーインターフェース４２と、記憶部４３とを有している。プロセスコントローラ４１には、処理装置の各構成部、例えば搬送装置３２の駆動系、酸化処理ユニット２１およびエッチングユニット２２のガス供給系、搬送室２５、ユニット２１および２２、ロードロック室２６，２７の真空排気系、ゲートバルブＧの駆動系等が接続されており、これらがプロセスコントローラ４１により制御される。
【００３８】
ユーザーインターフェース４２は、プロセスコントローラ４１に接続されており、オペレータが処理装置を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなる。
【００３９】
記憶部４３は、プロセスコントローラ４１に接続されており、処理装置で実行される各種処理をプロセスコントローラ４１の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて処理装置の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわち処理レシピが格納されている。処理レシピは記憶部４３の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクのような固定的なものであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介して処理レシピを適宜伝送させるようにしてもよい。
【００４０】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース４２からの指示等にて任意のレシピを記憶部４３から呼び出してプロセスコントローラ４１に実行させることで、プロセスコントローラ４１の制御下で、処理装置での所望の処理が行われる。
【００４１】
次に、上記酸化処理ユニット２１について説明する。
図５は酸化処理ユニット２１の概略構成を示す断面図である。この酸化処理ユニット２１は、上述したように、Ｃｕ膜に対して異方性酸化処理を行うものであり、平行平板型のプラズマ処理装置として構成されている。この酸化処理ユニット２１は、図５に示すように、略円筒状に形成されたチャンバ５１を具備し、その内部の底部には、絶縁板５３を介して、サセプタ５５が配置されている。サセプタ５５は下部電極を兼ねたものであり、その上面に静電チャック６０を介してウエハＷが載置されるようになっている。符号５６はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）である。
【００４２】
サセプタ５５の内部には温度調節媒体が循環する温度調節媒体室５７が設けられ、これによりサセプタ５５が所望の温度に調整される。温度調節媒体室５７には導入管５８および排出管５９が接続されている。
【００４３】
静電チャック６０は絶縁材６１の間に電極６２が配置された構造となっており、電極６２に直流電源６３から直流電圧が印加されることによって、ウエハＷが静電チャック６０上に静電吸着される。サセプタ５５の上端周縁部には、静電チャック６０上に載置されたウエハＷの周囲を囲むように、環状のフォーカスリング６５が配置されている。
【００４４】
サセプタ５５の上方には、サセプタ５５と対向して、絶縁材７２を介してプラズマ処理チャンバ５１の内部に支持された状態で上部電極７１が設けられている。上部電極７１は、多数の吐出口７３を有する電極板７４と、この電極板７４を支持する電極支持体７５とから構成されており、シャワー状をなしており、シャワーヘッドとしても機能する。
【００４５】
電極支持体７５の中央には、ガス導入口７６が設けられ、そこにガス供給管７７が接続されている。ガス供給管７７には酸化処理のための処理ガスとして酸素ガスを供給する処理ガス供給源８０が接続されている。ガス供給管７７には、バルブ７８およびマスフローコントローラ７９が設けられている。
【００４６】
チャンバ５１の底部には、排気装置８１が設けられている。排気装置８１は排気管８２と、この排気管８２を介してチャンバ５１内を排気する真空ポンプ８３と、排気管８２に設けられた圧力調整バルブ８４とを有している。チャンバ５１の側壁部分には、搬入出口８５が形成されており、上述したゲートバルブＧにより開閉可能となっている。
【００４７】
上部電極７１には、第１の整合器８６を介してプラズマ生成用の高周波電力を供給する第１の高周波電源８７が接続されている。また、上部電極７１にはローパスフィルタ（ＬＰＦ）８８が接続されている。下部電極としてのサセプタ５５には、第２の整合器８９を介してプラズマ中の酸素イオンを引き込むための第２の高周波電源９０が接続されている。
【００４８】
このように構成された酸化処理ユニット２１では、処理ガス供給源８０から異方性酸化処理のための処理ガスとしてＯ２ガスをチャンバ５１内に導入し、第１の高周波電源８７からの高周波電力によりＯ２ガスをプラズマ化し、かつ第２の高周波電源９０からサセプタ５５に高周波電力を印加することによりプラズマ中のプラスイオンをウエハＷに引き込んでＣｕ膜に対して異方性酸化処理を施す。
【００４９】
この際の条件は、以下のようなものが例示される。
・ウエハ温度：２５〜５０℃
・チャンバ内圧力：１〜１００Ｐａ
・酸素ガス流量  ：１０〜１０００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）
・第１の高周波電源
周波数：１３．５６〜１００ＭＨｚ
出力：１０〜１０００Ｗ
・第２の高周波電源
周波数：２〜６０ＭＨｚ
出力：１０〜１０００Ｗ
・酸化時間：１０〜６００ｓｅｃ
【００５０】
次に、上記エッチングユニット２２について説明する。
図６はエッチングユニット２２の概略構成を示す断面図である。エッチングユニット２２は、ウエハＷを収容して真空保持可能なチャンバ１０１と、チャンバ１０１内に蟻酸蒸気を供給する蟻酸供給機構１０２と、希釈ガスとして例えば窒素ガスやアルゴンガスをチャンバ１０１内に供給する希釈ガス供給機構１０３と、チャンバ１０１内を真空排気する排気機構１０４とを備えている。
【００５１】
チャンバ１０１内の底部には、収容したウエハＷを載置するための載置台１０５が設けられ、この載置台１０５の内部には、ウエハＷを加熱するためのヒーター１０６が設けられている。チャンバ１０１の側壁には、ウエハＷを搬入出するための搬入出口１０７が形成されており、この搬入出口１０７はゲートバルブＧにより開閉される。
【００５２】
チャンバ１０１の上部には、載置台１０５に対向するようにシャワーヘッド１１０が設けられている。シャワーヘッド１１０は、蟻酸供給機構１０２から供給された蟻酸（ＨＣＯＯＨ）および希釈ガス供給機構１０３から供給された希釈ガスを拡散させる拡散空間１１１を内部に有するとともに、載置台１０５との対向面に、蟻酸蒸気または希釈ガスをチャンバ１０１内に吐出するための複数の吐出孔１１２が形成されている。
【００５３】
チャンバ１０１の底壁には排気口１１９が形成されており、上記排気機構１０４は、排気口１１９に接続された排気管１１６と、この排気管１１６を介してチャンバ１０１内を排気する真空ポンプ１１７と、排気管１１６に設けられた圧力調整バルブ１１８とを有している。
【００５４】
蟻酸供給機構１０２は、液体状の蟻酸が貯留された蟻酸貯留部１２１と、蟻酸貯留部１２１内の蟻酸を蒸気化するためのヒーター１２２と、蒸気化された蟻酸をシャワーヘッド１１０の拡散空間１１１内に導く蟻酸蒸気供給ライン１２３と、蟻酸蒸気供給ライン１２３を流通する蟻酸蒸気の流量を調整する流量調整機構としてのマスフローコントローラ１２４と、蟻酸蒸気供給ライン１２３を開閉する開閉バルブ１２５とを有している。
【００５５】
希釈ガス供給機構１０３は、希釈ガス、例えば窒素ガスやアルゴンガスを供給する希釈ガス供給源１２６と、希釈ガスをシャワーヘッド１１０の拡散空間１１１内に導く希釈ガス供給ライン１２７と、希釈ガス供給ライン１２７を流通する窒素ガスの流量を調整する流量調整機構としてのマスフローコントローラ１２８と、希釈ガス供給ライン１２７を開閉する開閉バルブ１２９とを有している。
【００５６】
このように構成されたエッチングユニット２２では、蟻酸供給機構１０２の蟻酸貯留部１２１に貯留された液体状の蟻酸をヒーター１２２で気化させ、生成された蟻酸蒸気を希釈ガスとともにチャンバ１０１内に導入し、ヒーター１０６によりウエハＷを加熱することにより、上記（１）に示す反応を生じさせウエハＷに形成された酸化銅をエッチングする。
【００５７】
この際の条件は、以下のものが例示される。
・ウエハ温度：１５０〜３００℃
・チャンバ内圧力：１０〜１０００Ｐａ
・蟻酸ガス流量  ：１０〜５００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）
・希釈ガス流量  ：０〜５０００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）
・エッチング時間：１０〜６００ｓｅｃ
【００５８】
次に、このように構成された処理装置により、本発明の銅の異方性エッチングを実施する手順について説明する。
まず、搬入出室２８の搬送装置３６により、いずれかのフープＦからウエハＷを取り出し、ロードロック室２６または２７に搬送し、その中を真空雰囲気にした後、搬送室２５の搬送装置３２によりそのウエハＷを取り出して、酸化処理ユニット２１に搬入する。酸化処理ユニット２１においては、ゲートバルブＧを開いた状態で搬入出口８５からチャンバ５１内に搬入したウエハＷをサセプタ５５上の静電チャック６０に載置した後、ゲートバルブＧを閉じてチャンバ５１内を密閉する。
【００５９】
そして、排気機構８１によってチャンバ５１内を所定の真空度に調整し、処理ガス供給源８０から酸素ガスをチャンバ５１内に導入し、第１の高周波電源８７からの高周波電力により酸素ガスのプラズマを生成して、酸素ガスをプラスイオン化し、第２の高周波電源９０からサセプタ５５に高周波電力を印加することによりプラスイオンをウエハＷ側に引き込んで、ウエハＷのＣｕ膜に対し異方性酸化処理を施す。これにより、Ｃｕ膜表面に酸化銅が形成される。
【００６０】
この酸化処理ユニット２１での異方性酸化処理の後、搬送装置３２によりウエハＷを酸化処理ユニット１から取り出し、真空を破ることなくエッチングユニット２２へ搬送する。エッチングユニット２２においては、ゲートバルブＧを開いた状態で搬入出口１０７からチャンバ１０１内に搬入したウエハＷを載置台１０５に載置した後、ゲートバルブＧを閉じてチャンバ１０１内を密閉する。
【００６１】
そして、排気機構１０４によってチャンバ１０１内を所定の真空度に調整し、蟻酸供給機構１０２の蟻酸貯留部１２１に貯留された液体状の蟻酸をヒーター１２２で気化させ、生成された蟻酸蒸気を希釈ガスとともにチャンバ１０１内に導入し、載置台１０５上のウエハＷをヒーター１０６により加熱して、上記（１）式の反応を生じさせ、酸化銅のドライエッチングを行う。
【００６２】
このような酸化処理ユニット２１での異方性酸化処理と、エッチングユニット２２でのエッチングとを必要な回数繰り返すことにより、Ｃｕ膜のエッチングが終了する。
【００６３】
このように、酸化処理ユニット２１によるＣｕ膜の異方性酸化処理と、エッチングユニット２２による酸化銅のエッチング処理とを、大気曝露することなく真空中で連続して行うことができるので、等方酸化が生じずに良好な異方性をもって異方性酸化処理を行うことができ、また、フッ素等のハロゲンを含有しない有機酸でエッチングするので、ハロゲンによる銅の腐食を生じさせずに良好な異方性をもって銅を異方性エッチングすることができる。
【００６４】
なお、上記処理装置の酸化処理ユニット２１として平行平板型のプラズマ処理装置を用いたが、これに限らず、上述した、Ｏ２をイオン注入する装置、中性酸素原子からなる異方性ビームにより酸素を注入する装置、または、ガスクラスターイオンビーム（ＧＣＩＢ）によりＯ２を注入する装置等、他の装置を適用することもできる。また、エッチングユニット２２において、有機酸として蟻酸を用いた例を示したが、ハロゲンを含有しない他の有機酸を用いることができる。
【００６５】
異方性酸化処理とエッチングとは、同一の処理ユニット（同一チャンバ）で行うこともできる。この場合には、異方性酸化処理とエッチングとの間で大気曝露のおそれを一層小さくすることができ、より高精度の異方性エッチングを実現することができる。
【００６６】
このようなことを実現可能な処理装置としては、図７に示すように、図５のサセプタ５５の内部に温度調節媒体室５７の他にヒーター１４０を設け、このヒーター１４０によりサセプタ５５上のウエハＷを加熱可能にし、かつ蟻酸蒸気を供給する蟻酸供給機構１５０を設け、チャンバ５１内に蟻酸蒸気を供給可能にしたものを挙げることができる。蟻酸供給機構１５０は、液体状の蟻酸が貯留された蟻酸貯留部１５１と、蟻酸貯留部１５１内の蟻酸を蒸気化するためのヒーター１５２と、蒸気化された蟻酸をシャワーヘッド７５に導く蟻酸蒸気供給ライン１５３と、蟻酸蒸気供給ライン１５３を流通する蟻酸蒸気の流量を調整する流量調整機構としてのマスフローコントローラ１５４と、蟻酸蒸気供給ライン１５３を開閉する開閉バルブ１５５とを有している。
【００６７】
このような構成により、異方性酸化処理は、酸化処理ユニット２１と全く同様に行うことができ、その後のエッチング処理はエッチング処理ユニット２２と同様、ヒーター１４０によりウエハＷを加熱しながら蟻酸蒸気を供給することにより行うことができる。なお、この装置の場合にも蟻酸の代わりにハロゲンを含有しない他の有機酸を用いることができる。
【００６８】
ただし、このように同一チャンバで異方性酸化処理とエッチング処理を行う場合には、低温で異方性酸化処理を行った後、ウエハＷを加熱してエッチング処理を行うため、これらを繰り返す際に昇降温に時間がかかり処理のスループットが低下してしまう。したがって、処理のスループットを重視する場合には、図４のようなマルチチャンバタイプの処理装置が好ましい。
【００６９】
次に、本発明の銅の異方性ドライエッチングを銅配線構造の形成に適用した例について説明する。
図８は、そのような銅配線構造を形成する第１の手順のフローを説明する工程断面図である。
【００７０】
まず、Ｌｏｗ−ｋ膜またはＳｉＯ２膜からなる層間絶縁膜２０１中にバリア膜（バリアメタルまたはバリア絶縁膜）２０２を介してＷ、Ａｌ、Ｃｕ等からなる配線２０３が形成され、これら層間絶縁膜２０１および配線２０３の上にバリア膜（バリアメタル）２０４を介してＣｕ膜２０５が形成された構造を準備し、次いで、Ｃｕ膜２０５の上に例えばＳｉＮ、ＳｉＣ等からなるＣｕバリア絶縁膜２０６を成膜し、その上に例えばＳｉＯ２等からなる耐酸化性膜２０７を形成し、これらを所定のパターンでエッチングすることによりパターニングされたマスクを形成する（図８（ａ））。この際のマスク形成は、例えば上述した図２に示す手法によって行うことができる。なお、バリア膜２０２，２０４としては、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｒｕ等の金属または金属化合物を用いることができる。以下に示す同様の目的のバリア膜についても同様の材料を用いることができる。
【００７１】
次に、Ｃｕバリア絶縁膜２０６および耐酸化性膜２０７からなるマスクをエッチングマスクとして、上記図１に示した手順にてＣｕ膜２０５に異方性エッチングを施し、配線パターンを形成する（図８（ｂ））。
【００７２】
その後、バリア膜（バリアメタル）２０４のエッチングを行う（図８（ｃ））。この際のエッチングは、例えばＡｒ逆スパッタ、ガスクラスターイオンビーム（ＧＣＩＢ）により行うことができる。ＧＣＩＢによるバリアメタルのエッチングは、例えば特表２００５−５１２３１２号公報に記載されている。ただし、Ｃｕの腐食を防止する観点から、ＧＣＩＢガスとしてハロゲンを含まないものを用いる。
【００７３】
次に、全面にＳｉＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＮ等からなるバリア絶縁膜２０８を形成し、その上にＬｏｗ−ｋ膜またはＳｉＯ２膜からなる層間絶縁膜２０９を成膜する（図８（ｄ））。
【００７４】
次に、層間絶縁膜２０９、バリア絶縁膜２０８、耐酸化性膜２０７およびＣｕバリア絶縁膜２０６にＣＭＰを施し、Ｃｕ膜２０５を露出させるとともに平坦化し、Ｃｕ配線（トレンチ）を有する第１配線層２１０を形成する（図８（ｅ））。
【００７５】
次に、第１配線層２１０の上にバリア膜（バリアメタル）２１１を介してビア形成用のＣｕ膜２１２を形成し、その上に例えばＳｉＮ、ＳｉＣ等からなるＣｕバリア絶縁膜２１３を成膜し、その上に例えばＳｉＯ２等からなる耐酸化性膜２１４を形成し、図８（ａ）と同様に、これらを所定のパターンでエッチングすることによりビア用にパターニングされたマスクを形成する（図８（ｆ））。
【００７６】
次に、図８（ｂ）と同様に、上記図１に示した手順にてＣｕ膜２１２に異方性エッチングを施してビアパターンを形成し、引き続き図８（ｃ）と同様にバリア膜（バリアメタル）２１１をエッチングする（図８（ｇ））。
【００７７】
次に、全面にＳｉＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＮ等からなるバリア絶縁膜２１５を形成し、その上にＬｏｗ−ｋ膜またはＳｉＯ２膜からなる層間絶縁膜２１６を成膜し、さらに、層間絶縁膜２１６およびバリア絶縁膜２１５にＣＭＰを施し、Ｃｕ膜２１２を露出させるとともに平坦化し、Ｃｕ膜２１２からなるビアを有するビア層２１７を形成する（図８（ｈ））。
【００７８】
次に、ビア層２１７の上にバリア膜（バリアメタル）２１８を介して第２配線形成用のＣｕ膜２１９を形成し、図８（ａ）〜（ｅ）と同様の手順でＣｕ配線（トレンチ）を有する第２配線層２２０を形成する（図８（ｉ））。なお、符号２２１はＳｉＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＮ等からなるバリア絶縁膜であり、２２２はＬｏｗ−ｋ膜またはＳｉＯ２膜からなる層間絶縁膜である。
【００７９】
以下同様の手順でＣｕ配線層を順次形成することにより、所望の数のＣｕ配線層を形成することができる。
なお、本発明の銅の異方性エッチングを配線層の形成およびビア層の形成のいずれかだけに適用してもよい。また、バリア膜（バリアメタル）２０４のエッチングを行った後にバリア絶縁膜２０８の成膜を行うのではなく、バリア絶縁膜２０８の成膜の後にバリア膜（バリアメタル）２０４のエッチングを行ってもよい。
【００８０】
次に、第２の手順について説明する。
図９は第２の手順のフローを説明する工程断面図である。
【００８１】
上記第１の手順の図８（ａ）、（ｂ）と同様にして、Ｃｕバリア絶縁膜２０６および耐酸化性膜２０７からなるマスクを形成し、これをエッチングマスクとしてＣｕ膜２０５に異方性エッチングを施し、配線パターンを形成する（図９（ａ））。
【００８２】
次に、耐酸化性膜２０７およびＣｕバリア絶縁膜２０６をエッチングする（図９（ｂ））。この場合に、Ｃｕの腐食を防止する観点から、エッチャントとしてはハロゲンを含まない物質を用いる必要がある。
【００８３】
その後、図８（ｃ）と同様にしてバリア膜（バリアメタル）２０４のエッチングを行い（図９（ｃ））、次いで、全面にＳｉＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＮ等からなるバリア絶縁膜２０８およびＬｏｗ−ｋ膜またはＳｉＯ２膜からなる層間絶縁膜２０９を成膜する（図９（ｄ））。
【００８４】
次に、層間絶縁膜２０９およびバリア絶縁膜２０８にＣＭＰを施し、Ｃｕ膜２０５を露出させるとともに平坦化し、図８（ｅ）と同様、Ｃｕ配線（トレンチ）を有する第１配線層２１０を形成する（図９（ｅ））。
【００８５】
以下、同様にしてビア層２１７、第２配線層２２０等を形成し、所望の銅配線構造を形成する。
【００８６】
この第２の手順は、Ｃｕ層２０５上にＣｕバリア絶縁膜２０６および耐酸化性膜２０７が存在しない状態でバリア絶縁膜２０８および層間絶縁膜２０９を成膜するため、これらの成膜時におけるアスペクト比が小さくなり、ステップカバレッジおよび埋込性の点で有利になる。ただし、Ｃｕバリア絶縁膜２０６および耐酸化性膜２０７をエッチングする工程が増えてしまうデメリットがある。
【００８７】
なお、図９（ｂ）のＣｕバリア絶縁膜２０６および耐酸化性膜２０７のエッチングと図９（ｃ）のバリア膜（バリアメタル）２０４のエッチングとの順序は逆でもよい。ただし、この場合には、下層の配線２０１のバリア膜（バリアメタル）２０２のエッチングを抑制する必要があるため、バリア膜（バリアメタル）２０２に対して高選択比がとれるように材料およびプロセス条件を選択する。また、耐酸化性膜２０７のみをエッチングした後、バリア膜（バリアメタル）２０４をエッチングし、その後Ｃｕバリア絶縁膜２０６をエッチングしてもよい。
【００８８】
次に、第３の手順について説明する。
図１０は第３の手順のフローを説明するための工程断面図である。
【００８９】
上記第１の手順の図８（ａ）、（ｂ）と同様にして、Ｃｕバリア絶縁膜２０６および耐酸化性膜２０７からなるマスクを形成し、これをエッチングマスクとしてＣｕ膜２０５に異方性エッチングを施し、配線パターンを形成する（図１０（ａ））。
【００９０】
次に、耐酸化性膜２０７およびバリア膜（バリアメタル）２０４をエッチングする（図１０（ｂ））。この場合に、Ｃｕの腐食を防止する観点から、エッチャントとしてはハロゲンを含まない物質を用いる必要がある。この場合に、エッチングの順序はどちらが先でも構わない。
【００９１】
次に、全面にＳｉＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＮ等からなるバリア絶縁膜２０８およびＬｏｗ−ｋ膜またはＳｉＯ２膜からなる層間絶縁膜２０９を成膜する（図１０（ｃ））。
【００９２】
次に、層間絶縁膜２０９、バリア絶縁膜２０８およびＣｕバリア絶縁膜２０６にＣＭＰを施し、Ｃｕ膜２０５を露出させるとともに平坦化し、図８（ｅ）と同様、Ｃｕ配線（トレンチ）を有する第１配線層２１０を形成する（図１０（ｄ））。
【００９３】
以下、同様にしてビア層２１７、第２配線層２２０等を形成し、所望の銅配線構造を形成する。
【００９４】
この第３の手順は、耐酸化性膜２０７が存在しない状態でバリア絶縁膜２０８および層間絶縁膜２０９を成膜するため、第１の手順に比べてステップカバレッジおよび埋込性の点で有利になる。
【００９５】
次に、第４の手順について説明する。
図１１は第４の手順のフローを説明するための工程断面図である。
上記第１の手順の図８（ａ）、（ｂ）と同様にして、Ｃｕバリア絶縁膜２０６および耐酸化性膜２０７からなるマスクを形成し、これをエッチングマスクとしてＣｕ膜２０５に異方性エッチングを施し、配線パターンを形成する（図１１（ａ））。
【００９６】
次に、全面にバリア膜（バリアメタル）２２３を形成する（図１１（ｂ））。
バリア膜（バリアメタル）２２３としては、上述したＴａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｒｕ等の金属または金属化合物を用いることができる。バリア膜（バリアメタル）２２３の成膜にはＣＶＤやＡＬＤを用いることができるが、この場合にはＣｕの腐食を防止する観点から原料としてハロゲンを含まないものを用いる必要がある。また、ＰＶＤによって成膜してもよい。バリア膜（バリアメタル）２２３を成膜する前に耐酸化性膜２０７、または耐酸化性膜２０７およびＣｕバリア絶縁膜２０６をエッチング除去しても構わない。ただし、Ｃｕの腐食を防止する観点から、エッチャントとしてはハロゲンを含まない物質を用いる必要がある。なお、既に成膜されているバリア膜（バリアメタル）２０４とこのバリア膜（バリアメタル）２２３は同一材料であっても、異なる材料であってもよい。また、バリア膜（バリアメタル）２２３の成膜に先立って、既に成膜されているバリア膜（バリアメタル）２０４をエッチングにより除去してもよい。
【００９７】
次に、バリア膜（バリアメタル）２０４、２２３をエッチング除去する（図１１（ｃ））。このとき、耐酸化性膜２０７の上のバリア膜（バリアメタル）２２３は残っていても残っていなくてもよい。
【００９８】
次に、全面にＬｏｗ−ｋ膜またはＳｉＯ２膜からなる層間絶縁膜２０９を形成する（図１１（ｄ））。
【００９９】
次に、層間絶縁膜２０９、バリア膜（バリアメタル）２２３、耐酸化性膜２０７およびＣｕバリア絶縁膜２０６にＣＭＰを施し、Ｃｕ膜２０５を露出させるとともに平坦化し、Ｃｕ配線（トレンチ）を有する第１配線層２１０を形成する（図１１（ｅ））。
【０１００】
以下、同様にしてビア層２１７、第２配線層２２０等を形成し、所望の銅配線構造を形成する。
【０１０１】
この第４の手順は、Ｃｕ膜２０５の側壁と層間絶縁膜２０９の側壁との間にバリア膜（バリアメタル）２２３のある構造を作成することができる（一般的なダマシン法で形成されるＣｕ配線とほぼ同一の構造を作成することができる）という利点を有する。
【０１０２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく本発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、有機酸の気化方法として加熱により蒸発させる手法を用いたが、バブリング等、他の気化方法を採用してもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態では、基板として半導体ウエハを用いた場合を例にとって説明したが、ＦＰＤのガラス基板等、他の基板であっても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の一実施形態に係る銅の異方性ドライエッチング方法を示すフローチャート。
【図２】図１のフローチャートに示す工程の工程断面図。
【図３】図１のフローチャートに示す工程を説明するための工程断面図。
【図４】本発明の方法を実施するための装置の一例を示す平面図。
【図５】図４の処理装置に搭載された酸化処理ユニットの概略構成を示す断面図。
【図６】図４の処理装置に搭載されたエッチングユニットの概略構成を示す断面図。
【図７】本発明の方法を実施するための装置の他の例を示す断面図。
【図８】本発明の銅の異方性ドライエッチングを適用して銅配線構造を形成する第１の手順のフローを説明する工程断面図。
【図９】本発明の銅の異方性ドライエッチングを適用して銅配線構造を形成する第２の手順のフローを説明する工程断面図。
【図１０】本発明の銅の異方性ドライエッチングを適用して銅配線構造を形成する第３の手順のフローを説明する工程断面図。
【図１１】本発明の銅の異方性ドライエッチングを適用して銅配線構造を形成する第４の手順のフローを説明する工程断面図。
【符号の説明】
【０１０５】
１１；Ｃｕ膜
１２；Ｃｕバリア絶縁膜
１５；酸化銅膜
２１；酸化処理ユニット
２２；エッチングユニット
２５；搬送室
２６，２７；ロードロック室
２８；搬入出室
３２，３６；搬送装置
Ｇ；ゲートバルブ
Ｗ；半導体ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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