(57)【要約】      （修正有）【課題】リアクタの金属汚染を低減し、歩留まりを向上させる半導体基板処理方法を提供する。【解決手段】リアクタ２、その内部に設けられた支持体４、及び支持体４と対向して平行に設けられたシャワープレート６を備える基板処理装置１を用いて、半導体基板３を処理する方法は、リアクタ２の内壁面、支持体４の露出面及びシャワープレート６の露出面にプリコート膜を形成する工程と、プリコートした支持体４上に半導体基板３を載置する工程と、半導体基板上に低誘電率の薄膜を形成する工程とを含み、プリコート膜の弾性係数は少なくとも３０ＧＰａである。【選択図】図１
2010272614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクタ、前記リアクタ内部に設けられた支持体、及び前記リアクタ内部にあって前記支持体と対向して平行に設けられたシャワープレートを備える半導体基板処理装置を用いて、前記支持体上に載置された半導体基板を処理する方法であって、
前記リアクタの内壁面、前記支持体の露出面及び前記シャワープレートの露出面にプリコート膜を形成する工程と、
プリコートした前記支持体上に前記半導体基板を載置する工程と、
前記半導体基板上に低誘電率の薄膜を形成する工程と、
を含み、
前記プリコート膜の弾性係数は少なくとも３０ＧＰａであることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記プリコート膜を形成する工程は、
前記支持体の温度を３００℃から５００℃に保持する工程と、
前記リアクタの内壁の温度を１００℃から３００℃に保持する工程と、
前記シャワーヘッドの温度を１００℃から３００℃に保持する工程と、
前記リアクタ内部に所定の流量の原料ガスを導入する工程と、
前記リアクタ内部を１００Ｐａから４００Ｐａの圧力に保持する工程と、
前記リアクタに対して、少なくとも２０００Ｗの高周波電力を印加する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記原料ガスは、ＤＭ-ＤＭＯＳ（ジメチル・ジメトキシシラン）である、ことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
さらに、前記プリコート膜を形成する工程は、添加ガスを導入する工程を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記添加ガスはヘリウムである、ことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記プリコート膜の膜厚は少なくとも３００ｎｍである、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
リアクタ、前記リアクタ内部に設けられた支持体、及び前記リアクタ内部にあって前記支持体と対向して平行に設けられたシャワープレートを備える基板処理装置を用いて、前記支持体上に載置された半導体基板の表面に薄膜を形成する方法であって、
前記リアクタの内壁面、前記支持体の露出面及び前記シャワープレートの露出面に酸素プラズマ処理を施す工程と、
前記リアクタの内壁面、前記支持体の露出面及び前記シャワープレートの露出面にプリコート膜を形成する工程と、
プリコートした前記支持体上に前記半導体基板を載置する工程と、
前記半導体基板上に低誘電率の薄膜を形成する工程と、
を含み、
前記プリコート膜の弾性係数は少なくとも３０ＧＰａであることを特徴とする方法。
【請求項８】
前記酸素プラズマ処理を施す工程は、
前記支持体の温度を３００℃から５００℃に保持する工程と、
前記リアクタの内壁の温度を１００℃から３００℃に保持する工程と、
前記シャワーヘッドの温度を１００℃から３００℃に保持する工程と、
前記リアクタ内部に所定の流量の酸素ガスを導入する工程と、
前記リアクタ内部を１００Ｐａから４００Ｐａの圧力に保持する工程と、
前記リアクタに対して、少なくとも２０００Ｗの高周波電力を印加する工程と、
を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記プリコート膜を形成する工程は、
前記リアクタ内部を真空排気する工程と、
前記リアクタ内部に所定の流量の原料ガスを導入する工程と、
前記リアクタ内部を１００Ｐａから４００Ｐａの圧力に保持する工程と、
前記リアクタに対して、少なくとも２０００Ｗの高周波電力を印加する工程と、
を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記原料ガスは、ＤＭ-ＤＭＯＳ（ジメチル・ジメトキシシラン）である、ことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
さらに、前記プリコート膜を形成する工程は、添加ガスを導入する工程を含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記添加ガスはヘリウムである、ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記プリコート膜の膜厚は少なくとも３００ｎｍである、ことを特徴とする請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、半導体基板処理方法に関し、特に、リアクタの金属汚染を低減する半導体基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの微細化に伴い、低誘電率膜(Low-k膜：比誘電率＜３．０)がＬＳＩ配線用の層間絶縁膜材料として使用されている。層間絶縁膜に低誘電率膜を用いることで、デバイスの微細化により隣接する配線間の電気的容量を減少させることができ、配線の信号遅延を改善することができる。低誘電率膜は、多孔質の膜構造を有する場合が多く、そのような多孔質膜は、層間絶縁膜として広く使用されるＴＥＯＳ酸化膜などに比べ、膜密度が低いため機械的強度が小さい。
【０００３】
従来のＣＶＤプロセスでは、リアクタのコンディショニング、パーティクル及び金属汚染の低減のため、基板をリアクタに搬入する前に、成膜材料と同じ材料を使ってリアクタ内部を被覆（プリコート）する方法が用いられてきた（例えば、国際公開ＷＯ05/098922参照）。
【０００４】
しかし、低誘電率膜によりプリコートした場合には、膜密度が低いため、被覆性能が充分ではなく金属汚染を抑制するのが困難であるという問題が生じていた。
【０００５】
また、プリコート膜の膜厚を大きくすると、及びパーティクルの増加が懸念される。
【特許文献１】ＷＯ05/098922公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願発明の目的は、リアクタの金属汚染を低減し、成膜プロセスの安定性と歩留まりを向上させる半導体基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のひとつの態様に従い、リアクタ、前記リアクタ内部に設けられた支持体、及び前記リアクタ内部にあって前記支持体と対向して平行に設けられたシャワープレートを備える基板処理装置を用いて、前記支持体上に載置された半導体基板を処理する方法は、
前記リアクタの内壁面、前記支持体の露出面及び前記シャワープレートの露出面にプリコート膜を形成する工程と、
プリコートした前記支持体上に前記半導体基板を載置する工程と、
前記半導体基板上に低誘電率の薄膜を形成する工程と、
を含み、
前記プリコート膜の弾性係数は少なくとも３０ＧＰａであることを特徴とする。
本発明の他の態様に従い、リアクタ、前記リアクタ内部に設けられた支持体、及び前記リアクタ内部にあって前記支持体と対向して平行に設けられたシャワープレートを備える基板処理装置を用いて、前記支持体上に載置された半導体基板を処理する方法は、
前記リアクタの内壁面、前記支持体の露出面及び前記シャワープレートの露出面に酸素プラズマ処理を施す工程と、
前記リアクタの内壁面、前記支持体の露出面及び前記シャワープレートの露出面にプリコート膜を形成する工程と、
プリコートした前記支持体上に前記半導体基板を載置する工程と、
前記半導体基板上に低誘電率の薄膜を形成する工程と、
を含み、
前記プリコート膜の弾性係数は少なくとも３０ＧＰａであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明により、リアクタの金属汚染が低減し、成膜プロセスの安定性と歩留まりの向上した半導体基板処理方法が与えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明に係る半導体基板処理方法を実行するための半導体処理装置を概略的に示したものである。
【図２】図２は、本発明に係る半導体基板処理方法のフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に従う前処理工程を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に従う前処理工程を示すフローチャートである。
【図５】図５は、プリコート膜の弾性係数と薄膜中のＣｕ元素濃度の関係を比較した実験結果を示すグラフである。
【図６】図６は、プリコート膜の膜厚と薄膜中のＣｕ元素濃度との関係を比較した実験結果を示すグラフである。
【図７】図７は、前処理工程として、酸素プラズマ処理とプリコート膜形成を組み合わせた場合と、プリコート膜形成のみの場合とで、薄膜中のＣｕ元素濃度を比較した実験結果を示すグラフである。
【図８】図８は、活性ガスが酸素の場合とヘリウムの場合とで、薄膜中のＣｕ元素濃度を比較した実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本願発明を詳細に説明する。まず、本発明に係る半導体基板処理方法で使用する半導体基板処理装置について説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る方法で使用する半導体処理装置を概略的に示したものである。半導体処理装置１は、リアクタ２と、該リアクタ２の内部に設置され半導体基板３を支持するためのサセプタ４と、リアクタ２内部にあって、該サセプタ４と対向しそれと平行に配置されたシャワープレート６とを備えて構成されている。
【００１２】
サセプタ４は、昇降機構７と結合されており、垂直方向に上下移動することが可能である。半導体処理装置１がプラズマＣＶＤ装置である場合には、サセプタ４は電気的に接地８されており、プラズマ放電のための一方の電極を画成する。サセプタ４の内部には、例えば抵抗加熱型ヒータ１６が埋設されており、半導体基板３を所望の温度に加熱保持する。
【００１３】
リアクタ２には、ゲートバルブ９を介して、搬送室１０が結合されている。搬送室１０の内部には、ロードロックチャンバ（図示せず）からリアクタ２内部へ半導体基板３を搬送するための搬送ロボット５が設置されている。搬送ロボット５は、例えば薄いアーム式のロボットにより構成されている。リアクタ２の内壁面は温度制御器（図示せず）により所望の温度に制御されている。
【００１４】
シャワープレート６は反応ガス導入管１２を介して、ガス供給装置（図示せず）と結合されている。シャワープレート６には、該ガス供給装置からの原料ガス及び添加ガスをリアクタ２内部の反応領域に均一に噴射するための多数の細孔（図示せず）が設けられている。半導体処理装置１がプラズマＣＶＤ装置である場合には、シャワープレート６が高周波発振器１３（例えば、１３．５６MHzの高周波電力、または低周波電力と高周波電力の組み合わせ）と電気的に接続されており、プラズマ放電のもう一方の電極を画成する。シャワープレート６には加熱装置（図示せず）が接続されており、シャワープレートのプラズマ露出面の温度は、所望の温度に制御される。
【００１５】
リアクタ２の底部には、リアクタ２内部のガスを排気するための排気口１４が設けられている。排気口１４はガス制御バルブ１５を通じて真空排気装置（図示せず）と結合されており、リアクタ２内部は所望の圧力に制御される。
【００１６】
［発明の第１の実施形態］
図２は、本発明に係る半導体基板処理方法を概略的に示したフローチャートである。本発明に係る方法は、前処理工程と、半導体基板搬入工程と、薄膜形成処理工程と、半導体基板搬出工程から成る。
【００１７】
まず、ステップ２０において、リアクタ２の内壁面、サセプタ４のプラズマ露出面、及びシャワープレート６のプラズマ露出面に対して、以下で詳細に説明する前処理を施す。
【００１８】
次に、ステップ２１において、ゲートバルブ９を通じて、搬送ロボット５によって搬送室１０から半導体基板３をリアクタ２の内部に搬入し、サセプタ４上に載置する。
【００１９】
次いで、ステップ２２において、半導体基板３の表面に薄膜形成処理を実行し、所望の低誘電率の薄膜を堆積する。
【００２０】
最後に、ステップ２３において、処理済みの半導体基板３を、搬送ロボット５によって搬送室１０へ搬出する。
【００２１】
本発明の第１の実施形態において、上記前処理工程ステップ２０は、プリコート膜の形成工程から成る。図３は、本発明の第１の実施形態に従うプリコート膜の形成方法を概略的に示すフローチャートである。
【００２２】
まず、ステップ３０において、リアクタ２の内壁面の温度、サセプタ４の表面温度、及びシャワープレート６のプラズマ露出面の温度を所望の温度に制御する。ここで、リアクタ２の内壁面の温度は、５０℃から４００℃、好ましくは１００℃から３００℃、より好ましくは１００℃から２００℃の範囲に制御する。サセプタ４の表面温度は、５０℃から６００℃、好ましくは３００℃から５００℃、より好ましくは４００℃から５００℃の範囲に制御する。シャワープレート６のプラズマ露出面の温度は、５０℃から４００℃、好ましくは１００℃から３００℃、より好ましくは１００℃から２００℃の範囲に制御する。
【００２３】
次いで、ステップ３１において、原料ガスをシャワープレート６を通じてリアクタ２内部に導入する。ここで、原料ガスは、半導体基板上に低誘電率薄膜を形成するのに使用されるガスと同じであり、例えば、ＤＭ-ＤＭＯＳ（ジメチル・ジメトキシシラン）を使用することができる。原料ガスの流量は、１０sccmから５００sccm、好ましくは１００sccmから４００sccm、より好ましくは２００sccmから３００sccmの範囲に制御する。
【００２４】
次いで、ステップ３２において、添加ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）ガスをリアクタ２内部に導入する。添加するＨｅガスの流量は、１００sccmから１０００sccm、好ましくは２００sccmから７００sccm、より好ましくは３００sccmから５００sccmの範囲に制御する。
【００２５】
次いで、ステップ３３において、リアクタ２内部の圧力を、５０Ｐａから５００Ｐａ、好ましくは１００Ｐａから４００Ｐａ、より好ましくは１５０Ｐａから３００Ｐａの範囲に制御する。
【００２６】
次いで、ステップ３４において、高周波発振器１３によりシャワープレート６に高周波電力を印加する。印加する高周波電力は、例えば１３．５６MHzで、１０００Ｗから６０００Ｗ、好ましくは２０００Ｗから５０００Ｗ、より好ましくは２０００Ｗから４０００Ｗの範囲に制御する。他に、低周波電力と高周波電力を重畳的に印加してもよい。
【００２７】
最後に、ステップ３５において、所定の時間経過後に、リアクタ２の内壁面、サセプタ３の露出面、及びシャワープレート６のプラズマ露出面にプリコート膜を形成する。該プリコート膜の膜厚は１００ｎｍから７００ｎｍ、好ましくは３００ｎｍから６００ｎｍ、より好ましくは３００ｎｍから５００ｎｍの範囲に制御する。また該プリコート膜の弾性係数（ＥＭ）は、１５ＧＰａから７５ＧＰａ、好ましくは３０ＧＰａから６０ＧＰａ、より好ましくは３０ＧＰａから５０ＧＰａの範囲に制御する。さらに、該プリコート膜の誘電率は、２．０から９．０、好ましくは、２．０から８．０、より好ましくは２．０から７．０の範囲に制御する。
【００２８】
本発明の第1実施形態において、薄膜形成処理ステップ２２は、半導体基板３を所望の温度に保持する工程と、原料ガスをリアクタ２内部に導入する工程と、リアクタ２内部を所望の圧力に保持する工程と、シャワープレート６に高周波発振器１３により高周波電力を印加する工程と、半導体基板３上に所望の低誘電率の薄膜を形成する工程とを含む。
【００２９】
半導体基板３の温度は、サセプタ４に埋設されたヒータ１６により、５０℃から６００℃、好ましくは３００℃から５００℃、より好ましくは４００℃から５００℃の範囲に制御する。
【００３０】
原料ガスは、例えば、ＤＭ-ＤＭＯＳが使用される。原料ガスの流量は、１０sccmから５００sccm、好ましくは１００sccmから４００sccm、より好ましくは２００sccmから３００sccmの範囲に制御する。他に、Ｈｅ等の不活性ガスを添加ガスとして用いても良い。Ｈｅ添加ガスの流量は、１０sccmから５００sccm、好ましくは１００sccmから４００sccm、より好ましくは２００sccmから３００sccmの範囲に制御する。
【００３１】
リアクタ２の内部の圧力は、５０Ｐａから１０００Ｐａ、好ましくは２００Ｐａから８００Ｐａ、より好ましくは３００Ｐａから６００Ｐａの範囲に制御する。
【００３２】
シャワープレート６には、高周波発振器１３により、例えば、１３．５６MHzの高周波電力を印加する。ここで、高周波電力は、１０００Ｗから６０００Ｗ、好ましくは２０００Ｗから５０００Ｗ、より好ましくは２０００Ｗから４０００Ｗの範囲に制御する。他に、４００kHz程度の低周波電力と、２７MHz程度の高周波電力を重畳して印加してもよい。
【００３３】
リアクタ２内部のプラズマ反応領域においてプラズマ励起された活性種が半導体基板３表面上で化学反応を起こし、低誘電率の薄膜が堆積される。所望の低誘電率は、２．０から５．０、好ましくは２．０から４．０、より好ましくは２．０から３．０である。
【００３４】
本発明の第1実施形態によれば、前処理工程として、機械的強度が高くかつ誘電率が低いプリコート膜を形成することができる。結果として、低誘電率膜成膜プロセスの安定性が向上する。また、リアクタ内部の金属汚染濃度が低減され、半導体装置製造の歩留まりが向上する。
【００３５】
［発明の第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に従う半導体基板処理方法について説明する。第２実施形態に係る方法は、プリコート膜の形成処理の前に、活性ガスとして酸素（Ｏ２）ガスを用いたプラズマ処理を行う点で、第１実施形態と異なる。
図４は、本発明の第２の実施形態に従う方法の前処理工程を概略的に示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に従う前処理工程は、酸素プラズマ処理工程及びプリコート膜形成工程から成る。
【００３６】
まず、ステップ４０において、リアクタ２の内壁面の温度、サセプタ４の表面温度、及びシャワープレート６のプラズマ露出面の温度を所望の温度に制御する。ここで、リアクタ２の内壁面の温度は、５０℃から４００℃、好ましくは１００℃から３００℃、より好ましくは１００℃から２００℃の範囲に制御する。サセプタ４の表面温度は、５０℃から６００℃、好ましくは３００℃から５００℃、より好ましくは４００℃から５００℃の範囲に制御する。シャワープレート６のプラズマ露出面の温度は、５０℃から４００℃、好ましくは１００℃から３００℃、より好ましくは１００℃から２００℃の範囲に制御する。
【００３７】
次いで、ステップ４１において、リアクタ２の内部にシャワープレート６を通じて酸素ガスを導入する。酸素ガスの流量は、１００sccmから１０００sccmの範囲に制御する。
【００３８】
次いで、ステップ４２において、リアクタ２内部の圧力は、１３３Ｐａから４００Ｐａの範囲に制御する。
【００３９】
次いで、ステップ４３において、高周波発振器１３によりシャワープレート６に高周波電力を印加する。印加する高周波電力は、例えば１３．５６MHzで、１００Ｗから５００Ｗの範囲に制御する。他に、低周波電力と高周波電力を重畳的に印加してもよい。
【００４０】
以上が、酸素プラズマ処理工程である。続いて、第１の実施形態と同様のプレコート膜処理工程が続く。
【００４１】
リアクタ２内部を真空排気した後、ステップ４４において、原料ガスをシャワープレート６を通じてリアクタ２内部に導入する。ここで、原料ガスは、半導体基板上に低誘電率薄膜を形成するのに使用されるガスと同じであり、例えば、ＤＭ-ＤＭＯＳ（ジメチル・ジメトキシシラン）を使用することができる。原料ガスの流量は、１０sccmから５００sccm、好ましくは１００sccmから４００sccm、より好ましくは２００sccmから３００sccmの範囲に制御する。
【００４２】
次いで、ステップ４５において、添加ガスとしてＨｅガスをリアクタ２内部に導入する。添加するＨｅガスの流量は、１００sccmから１０００sccm、好ましくは２００sccmから７００sccm、より好ましくは３００sccmから５００sccmの範囲に制御する。
【００４３】
次いで、ステップ４６において、リアクタ２内部の圧力を、５０Ｐａから５００Ｐａ、好ましくは１００Ｐａから４００Ｐａ、より好ましくは１５０Ｐａから３００Ｐａの範囲に制御する。
【００４４】
次いで、ステップ４７において、高周波発振器１３によりシャワープレート６に高周波電力を印加する。印加する高周波電力は、例えば１３．５６MHzで、１０００Ｗから６０００Ｗ、好ましくは２０００Ｗから５０００Ｗ、より好ましくは２０００Ｗから４０００Ｗの範囲に制御する。他に、低周波電力と高周波電力を重畳的に印加してもよい。
【００４５】
最後に、ステップ４８において、所定の時間経過後に、リアクタ２の内壁面、サセプタ３の露出面、及びシャワープレート６のプラズマ露出面にプリコート膜を形成する。該プリコート膜の膜厚は１００ｎｍから６００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍから５００ｎｍ、より好ましくは２００ｎｍから３００ｎｍの範囲に制御する。また該プリコート膜の弾性係数（ＥＭ）は、１５ＧＰａから７５ＧＰａ、好ましくは３０ＧＰａから６０ＧＰａ、より好ましくは３０ＧＰａから５０ＧＰａの範囲に制御する。さらに、該プリコート膜の誘電率は、２．０から９．０、好ましくは、２．０から８．０、より好ましくは２．０から７．０の範囲に制御する。
【００４６】
薄膜形成処理工程については、第1実施形態と同様なので説明を省略する。
本発明の第２実施形態によれば、前処理工程として、酸素プラズマ処理とプリコート膜形成処理を組み合わせることで、低誘電率薄成膜プロセス安定性がより一層向上するとともに、リアクタ内部の金属汚染濃度がさらに低減され、半導体装置製造の歩留まりがより一層向上する。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明に係る半導体基板処理方法を用いて実験を行ったので説明する。
【００４８】
表１は、本発明に係る半導体基板処理方法で用いるプリコート膜の成膜条件を示したものである。実験には、半導体処理装置としてEagle-12（商標）（日本エー・エス・エム社製）を使用した。
【００４９】
【表１】
2010272614.tif 000003
表２は、表１のプリコート成膜条件で成膜したプリコート膜の膜特性を示したものである。
【００５０】
【表２】
2010272614.tif 000004
表２の結果より、表１の成膜条件で成膜したプリコート膜は、低誘電率でかつ機械的強度が高い膜であることがわかる。
【００５１】
次に、表１の条件でプリコート膜を成膜したリアクタを用いて、半導体基板上に薄膜を成膜し、その特性を調べる実験を行ったので説明する。実験には、半導体処理装置としてEagle-12（商標）（日本エー・エス・エム社製）を使用した。
表３は薄膜成膜条件を示したものである。
【００５２】
【表３】
2010272614.tif 000005
表４は、表３の薄膜成膜条件で成膜した薄膜の膜特性を示したものである。
【００５３】
【表４】
2010272614.tif 000006
表４の結果より、表１に示す成膜条件でプリコートしたリアクタを用いて、表３に示す成膜条件で半導体基板上に薄膜を成膜すると、誘電率が低く、優れた特性の薄膜を安定的に形成することができることがわかる。
【００５４】
次に、本発明に係る半導体基板処理方法に従うプリコート膜と金属汚染濃度との関係を調べる実験を行ったので説明する。
【００５５】
図５は、プリコート膜の弾性係数とＣｕ元素の膜中濃度との関係を示すグラフである。実験には、膜厚２００ｎｍで、弾性係数の異なる４種類のプリコート膜を使用した。図５のグラフより、プリコート膜の弾性係数が大きくなるほど、Ｃｕ元素濃度が減少するのがわかる。低誘電率デバイスで要求されるＣｕ元素濃度（＜1E10atoms/cm2）を実現するには、プリコート膜の弾性係数は少なくとも３０ＧＰａであることが好ましいと言える。
【００５６】
図６は、プリコート膜の膜厚とＣｕ元素の膜中濃度との関係を示すグラフである。実験には、弾性係数１５ＧＰａで、膜厚の異なる４種類のプリコート膜を使用した。図６のグラフより、プリコート膜の膜厚が増加するに従い、Ｃｕ元素の膜中濃度は減少するのがわかる。低誘電率デバイスで要求されるＣｕ元素濃度（＜1E10atoms/cm2）を実現するには、プリコート膜の膜厚は少なくとも３００ｎｍであることが好ましいと言える。
【００５７】
図５及び図６の実験結果より、弾性係数が少なくとも３０ＧＰａでかつ膜厚が少なくとも３００ｎｍのプリコート膜を成膜することにより、半導体基板上に堆積される薄膜の金属汚染を低減させることが可能であることがわかった。
【００５８】
次に、本発明に係る半導体基板処理方法の前処理工程として、酸素プラズマ処理及びプリコート膜形成を組み合わせた場合と、プリコート膜形成のみの場合とで金属汚染濃度の違いを調べる実験を行ったので説明する。
【００５９】
図７は、弾性係数１５ＧＰａで膜厚２００ｎｍのプリコート膜と、弾性係数７０ＧＰａで膜厚２００ｎｍのプリコート膜を用いて、酸素プラズマ処理を施した場合と、施さなかった場合とで、Ｃｕ元素の膜中濃度を比較した棒グラフを示している。図７の結果より、酸素プラズマ処理を施した場合の方が、施さなかった場合に比べ、Ｃｕ元素の膜中濃度が低減していることがわかる。そして、この傾向は、プリコート膜の機械的強度に依存しないこともわかる。
【００６０】
したがって、この実験結果から、前処理工程として、酸素プラズマ処理及びプリコート膜形成処理を組み合わせることで、半導体基板上の薄膜の金属汚染をより一層低減させる効果が得られることがわかった。
【００６１】
次に、前処理工程に使用する活性ガスが酸素の場合と、ヘリウムの場合とで、Ｃｕ元素の膜中含有量を比較する実験を行ったので説明する。
【００６２】
図８は、弾性係数１５ＧＰａで膜厚２００ｎｍのプリコート膜を用いて、前処理として、酸素プラズマ処理とプリコート膜形成を組み合わせた場合と、Ｈｅプラズマ処理とプリコート膜形成を組み合わせた場合とで、半導体基板上の薄膜中のＣｕ元素濃度を比較したグラフである。図８の結果より、活性ガスとしてＨｅを使用した場合に比べ、Ｏ２を使用した場合の方がＣｕ元素濃度を低減させる効果が得られることがわかる。
【００６３】
したがって、この実験結果より、金属汚染濃度を低減させるためには、Ｏ２を活性ガスとして使用したプラズマ処理が効果的であることがわかった。
【００６４】
［その他］
以上、本発明の特定の実施形態について説明してきたが、ここに開示される方法は例示に過ぎず、特許請求の範囲に記載された本発明の思想から離れることなく、さまざまな修正及び変更が可能であることは当業者の知るところである。
【００６５】
例えば、プリコート膜の種類は上記のものに限定されず、同等の効果を達成できる任意の膜を使用することができる。また、活性ガスは酸素に限定されず、同等の効果を達成できる他の種類のガスを使用することもできる。
【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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