(57)【要約】【課題】被処理体が大気に暴露されることによって被処理体の表面および内部に生じ得る様々な反応を回避し得る技術を提供する。【解決手段】例示的実施形態に係る処理システムは、真空ポンプによる真空引きを用いて、または、不活性ガスによる置換を用いて移送装置の内部の酸素分圧を１２７[Ｐａ]以下に調整するとともに移送装置の内部の水蒸気分圧を２４．１[Ｐａ]以下に調整する制御部と被処理体に対しエッチング処理を行う第１の処理モジュールと被処理体に対し表面処理を行う第２の処理モジュールと被処理体に対し堆積処理を行う第３の処理モジュールとを含み、第２の処理モジュールは高周波アンテナを用いて生成された水素ラジカルを用いて前記表面処理を行い、高周波アンテナは誘導結合プラズマを生成する平面渦巻きコイル状の形状を有し高周波電源から供給される信号の波長の１／２波長で共振する。【選択図】図１
2019192892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を処理する処理システムであって、
前記被処理体に対して処理を行う複数の処理モジュールと、
複数の前記処理モジュールに接続された移送装置と、
前記移送装置の内部の酸素分圧および水蒸気分圧を調整する制御部と、
を備え、
前記制御部は、真空ポンプによる真空引きを用いて、または、不活性ガスによる置換を用いて、前記移送装置の内部の酸素分圧を１２７[Ｐａ]以下に調整するとともに、該移送装置の内部の水蒸気分圧を２４．１[Ｐａ]以下に調整し、
複数の前記処理モジュールは、
前記被処理体に対しエッチング処理を行う第１の処理モジュールと、
前記被処理体に対し表面処理を行う第２の処理モジュールと、
前記被処理体に対し堆積処理を行う第３の処理モジュールと、
を含み、
前記第２の処理モジュールは、高周波アンテナを用いて生成された水素ラジカルを用いて前記表面処理を行い、
前記高周波アンテナは、誘導結合プラズマを生成する平面渦巻きコイル状の形状を有し、
前記高周波アンテナのアンテナ素子は、両端が開放されるとともに中央部が接地され、当該処理システムに用いられる高周波電源から供給される信号の波長の１／２波長で共振する、
処理システム。
【請求項２】
前記第２の処理モジュールは、水素ラジカルを用いた前記表面処理を行うことによって、前記被処理体の表面のフッ素含有量を、該表面処理の実行前のフッ素含有量の１／１０以下にする、
請求項１に記載の処理システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の処理モジュール、前記第２の処理モジュール、前記第３の処理モジュールを、この順に駆動する、
請求項１または請求項２に記載の処理システム。
【請求項４】
前記移送装置は、第１の移送モジュールと第２の移送モジュールとを備え、
前記制御部は、前記第２の移送モジュールの内部の酸素分圧および水蒸気分圧を、前記第１の移送モジュールの内部の酸素分圧および水蒸気分圧よりも低い状態に調整する、
請求項１〜３の何れか一項に記載の処理システム。
【請求項５】
前記第３の処理モジュールは、前記第２の移送モジュールに接続されている、
請求項４に記載の処理システム。
【請求項６】
前記第１の処理モジュールと前記第２の処理モジュールとは、前記第１の移送モジュールに接続されている、
請求項４または請求項５に記載の処理システム。
【請求項７】
前記移送装置は、前記第１の移送モジュール、前記第２の移送モジュールのそれぞれの内部の酸素分圧および水蒸気分圧の調整に、パージガスおよびクライオポンプの少なくとも一方または両方を用いる、
請求項４〜６の何れか一項に記載の処理システム。
【請求項８】
前記パージガスは、イットリア安定化ジルコニアの管内において生成された極低酸素分圧の不活性ガスを含む、
請求項７に記載の処理システム。
【請求項９】
前記パージガスは、Ｈ２ガスまたはＣＯガスを含む、
請求項７に記載の処理システム。
【請求項１０】
前記第２の処理モジュールは、該第２の処理モジュールの内部に水素ラジカルを供給しつつ互いに異なる二つの圧力が交互に繰り返されるように該第２の処理モジュールの内部の圧力を調整することによって、前記表面処理を行う、
請求項１〜９の何れか一項に記載の処理システム。
【請求項１１】
前記第２の処理モジュールは、該第２の処理モジュールの内部に第１圧力で水素ラジカルを供給する処理と、該第２の処理モジュールの内部への水素ラジカルの供給を停止し該第２の処理モジュールの内部の圧力を該第１圧力よりも低い第２圧力とする処理とを交互に繰り返すことによって、前記表面処理を行う、
請求項１〜９の何れか一項に記載の処理システム。
【請求項１２】
被処理体を処理する処理方法であって、
前記被処理体に対しエッチング処理を行う第１の工程と、
前記被処理体に対し表面処理を行う第２の工程と、
前記被処理体に対し堆積処理を行う第３の工程と、
を備え、
前記第１の工程の終了後から前記第３の工程の開始前までの期間内において、前記被処理体は大気に晒されず、真空ポンプによる真空引きを用いて、または、不活性ガスによる置換を用いて、該被処理体の周囲の酸素分圧を１２７[Ｐａ]以下に調整するとともに、該被処理体の周囲の水蒸気分圧を２４．１[Ｐａ]以下に調整し、
前記第２の工程は、高周波アンテナを用いて生成された水素ラジカルを用いて前記表面処理を行い、
前記高周波アンテナは、誘導結合プラズマを生成する平面渦巻きコイル状の形状を有し、
前記高周波アンテナのアンテナ素子は、
両端が開放されるとともに中央部が接地され、当該処理方法に用いられる高周波電源から供給される信号の波長の１／２波長で共振する、
処理方法。
【請求項１３】
前記第２の工程は、水素ラジカルを用いた前記表面処理を行うことによって、前記被処理体の表面のフッ素含有量を、該表面処理の実行前のフッ素含有量の１／１０以下にする、
請求項１２に記載の処理方法。
【請求項１４】
前記第１の工程、前記第２の工程、前記第３の工程は、この順に実行される、
請求項１２または請求項１３に記載の処理方法。
【請求項１５】
前記第１の工程、前記第２の工程、前記第３の工程の各工程間において、前記被処理体の周囲の酸素分圧および水蒸気分圧の調整に、パージガスおよびクライオポンプの少なくとも一方または両方を用いる、
請求項１２〜１４の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項１６】
前記パージガスは、イットリア安定化ジルコニアの管内において生成された極低酸素分圧の不活性ガスを含む、
請求項１５に記載の処理方法。
【請求項１７】
前記パージガスは、Ｈ２ガスまたはＣＯガスを含む、
請求項１５に記載の処理方法。
【請求項１８】
前記第２の工程は、前記被処理体の周囲に水素ラジカルを供給しつつ互いに異なる二つの圧力が交互に繰り返されるように該被処理体の周囲の圧力を調整することによって、前記表面処理を行う、
請求項１２〜１７の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項１９】
前記第２の工程は、前記被処理体の周囲に第１圧力で水素ラジカルを供給する処理と、該被処理体の周囲への水素ラジカルの供給を停止し該被処理体の周囲の圧力を該第１圧力よりも低い第２圧力とする処理とを交互に繰り返すことによって、前記表面処理を行う、
請求項１２〜１７の何れか一項に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の例示的実施形態は、処理システムおよび処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造には、エッチング、成膜等のプロセス毎に異なる処理装置が用いられ得る（特許文献１〜特許文献１２）。例えば、エッチングに用いられる装置、成膜に用いられる装置が互いに別々の装置の場合に、被処理体としての半導体ウエハを各プロセス内容に応じて各装置間を移送する処理システムが用いられる。また、半導体デバイスの製造においてエッチング後のウエハ表面の洗浄（クリーニング）が行われ得る。特に、エッチング後のウエハ表面にはＦ（フッ素）を含んだポリマーなどの残渣が残っており、通常はウエット洗浄処理によってこれらの残渣を除去してから次の工程にウエハを進めている。
【０００３】
クリーニングのプロセスとして、ドライプロセスである水素のプラズマを用いた還元アッシング処理が利用される場合がある（特許文献１３〜特許文献１９）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０４９７９８号公報
【特許文献２】特開２００９−１７０５４７号公報
【特許文献３】特開２０１６−１７４１４１号公報
【特許文献４】特開２００８−０５３５５０号公報
【特許文献５】特表２０１０−５０３２１０号公報
【特許文献６】国際公開第２０１２／０９８８７１号パンフレット
【特許文献７】特開２０１４−０９９６２７号公報
【特許文献８】特表２０１０−５０３２０５号公報
【特許文献９】特表２０１０−５０３２０４号公報
【特許文献１０】特表２０１０−５０３２０３号公報
【特許文献１１】特表２００７−５３３１３９号公報
【特許文献１２】特開２０１８−０１４４７７号公報
【特許文献１３】特開２００９−０１６４４７号公報
【特許文献１４】特開２００８−２３５６６０号公報
【特許文献１５】特開２００８−０９８４１８号公報
【特許文献１６】特表２００８−５２７７１１号公報
【特許文献１７】特開２００８−２７７８１２号公報
【特許文献１８】特開２００１−２０３１９４号公報
【特許文献１９】特開２００６−０７３７２２号公報
【特許文献２０】特表２００２−５００２７６号公報
【特許文献２１】特開２００９−２２４８０８号公報
【特許文献２２】特開２００１−０８５３３１号公報
【特許文献２３】特表２００５−５０４８８５号公報
【特許文献２４】特開２０１０−２５８３２４号公報
【特許文献２５】特開２００８−３００５６８号公報
【特許文献２６】国際公開第２０１３／１５３７７７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、被処理体が大気に暴露されることによって被処理体の表面および内部に生じ得る様々な反応を回避し得る技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの例示的実施形態においては、処理システムが提供される。この処理システムは、被処理体を処理する処理システムであって、被処理体に対して処理を行う複数の処理モジュールと、複数の処理モジュールに接続された移送装置と、移送装置の内部の酸素分圧および水蒸気分圧を調整する制御部と、を備える。制御部は、真空ポンプによる真空引きを用いて、または、不活性ガスによる置換を用いて、移送装置の内部の酸素分圧を１２７[Ｐａ]以下に調整するとともに移送装置の内部の水蒸気分圧を２４．１[Ｐａ]以下に調整する。複数の処理モジュールは、被処理体に対しエッチング処理を行う第１の処理モジュールと、被処理体に対し表面処理を行う第２の処理モジュールと、被処理体に対し堆積処理を行う第３の処理モジュールとを含む。第２の処理モジュールは、高周波アンテナを用いて生成された水素ラジカルを用いて表面処理を行う。高周波アンテナは、誘導結合プラズマを生成する平面渦巻きコイル状の形状を有する。高周波アンテナのアンテナ素子は、両端が開放されるとともに中央部（中点または中点の近傍）が接地され、処理システムに用いられる高周波電源から供給される信号の波長の１／２波長で共振する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、被処理体が大気に暴露されることによって被処理体の表面および内部に生じ得る様々な反応を回避し得る技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一つの例示的実施形態である第１の実施形態に係る処理システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る処理方法を示す流図である。
【図３】図３は、一つの例示的実施形態である第２の実施形態に係る処理システムの構成を模式的に示す図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る処理方法を示す流図である。
【図５】図５は、一つの例示的実施形態である第３の実施形態に係る処理システムの構成を模式的に示す図である。
【図６】図６は、第３の実施形態に係る処理方法を示す流図である。
【図７】図７は、第３の実施形態の変形例に係る処理システムの構成を模式的に示す図である。
【図８】図８は、一つの例示的実施形態である第４の実施形態に係る処理システムの構成を模式的に示す図である。
【図９】図９は、第４の実施形態に係る処理方法を示す流図である。
【図１０】図１０は、水素ラジカルを用いてウエハに対し表面処理を行う処理モジュールの具体的な構成の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す高周波アンテナを示す図である。
【図１２】図１２は、図１０に示すアンテナ素子の動作を説明するための図である。
【図１３】図１３は、図１０に示すアンテナ素子の動作を説明するための図である。
【図１４】図１４は、図１０に示すアンテナ素子の作用を説明するための図である。
【図１５】図１５は、水素ラジカルを用いてウエハに対し表面処理を行う処理モジュールの具体的な構成の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、図１５に示すスロットアンテナ板の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
被処理体としてのウエハがプロセス内容に応じて各装置間で移送される際に、ウエハが大気（特に、酸素、および、水分）に暴露される場合がある。処理後のウエハの表面が大気中の酸素、水分等に接すると、ウエハの表面および内部において様々な不測の反応が生じ得る。このような反応によって、例えば、抵抗値の上昇、ＲＣ信号遅延、信頼性の劣化等の問題が製造後の半導体デバイスに生じ得る。したがって、被処理体が大気に暴露されることによって被処理体の表面および内部に生じ得る様々な反応を回避し得る技術を提供する。以下、種々の例示的実施形態について説明する。
【００１０】
一つの例示的実施形態においては、処理システムが提供される。この処理システムは、被処理体を処理する処理システムであって、被処理体に対して処理を行う複数の処理モジュールと、複数の処理モジュールに接続された移送装置と、移送装置の内部の酸素分圧および水蒸気分圧を調整する制御部と、を備える。制御部は、真空ポンプによる真空引きを用いて、または、不活性ガスによる置換を用いて、移送装置の内部の酸素分圧を１２７[Ｐａ]以下に調整するとともに移送装置の内部の水蒸気分圧を２４．１[Ｐａ]以下に調整する。複数の処理モジュールは、被処理体に対しエッチング処理を行う第１の処理モジュールと、被処理体に対し表面処理を行う第２の処理モジュールと、被処理体に対し堆積処理を行う第３の処理モジュールとを含む。第２の処理モジュールは、高周波アンテナを用いて生成された水素ラジカルを用いて表面処理を行う。高周波アンテナは、誘導結合プラズマを生成する平面渦巻きコイル状の形状を有する。高周波アンテナのアンテナ素子は、両端が開放されるとともに中央部（中点または中点の近傍）が接地され、処理システムに用いられる高周波電源から供給される信号の波長の１／２波長で共振する。上記処理システムでは、移送装置の内部の酸素分圧および水蒸気分圧を十分に低減して、被処理体に対するエッチング処理、表面処理、堆積処理が、真空一貫で行い得る。このため、第１のモジュールにおいて行われたエッチング処理によって被処理体の表面に生じ得る物質が大気に暴露されることなく、大気に含まれる酸素、水等が十分に低減された状態において表面処理によって除去され得ることとなる。更に、大気に暴露されず酸素、水等が十分に低減された状態が継続されつつ、被処理体の表面に堆積処理が行われ得る。従って、大気に含まれる酸素、水等がエッチング処理後の被処理体の表面に対して作用することによって被処理体の表面および内部に生じ得る不測の反応が、十分に回避され得る。また、発明者は、鋭意研究の結果、酸素分圧、水蒸気分圧のそれぞれを、１２７[Ｐａ]以下、２４．１[Ｐａ]以下に設定することを見出した。この場合、大気に含まれる酸素、水等がエッチング処理後の被処理体の表面に対して作用することによって被処理体の表面および内部に生じ得る不測の反応を、十分に回避し得る。また、酸素分圧または水蒸気分圧の調整は、真空ポンプによる真空引き、または、不活性ガスによる置換によって、実現され得る。なお、より効果を高めるために、真空ポンプによる真空引きと、不活性ガスによる置換を併用することとしてもよい。また、上記の構成の高周波アンテナを用いることによって、比較的に大量の水素ラジカルが生成され得る。
【００１１】
一つの例示的実施形態では、第２の処理モジュールは、水素ラジカルを用いた表面処理を行うことによって、被処理体の表面のフッ素含有量を、表面処理の実行前のフッ素含有量の１／１０以下にする。このように、発明者は、水素ラジカルを用いることによって、エッチング処理後の被処理体の表面処理が効果的に行い得ることを見出した。
【００１２】
一つの例示的実施形態では、制御部は、第１の処理モジュール、第２の処理モジュール、第３の処理モジュールを、この順に駆動する。
【００１３】
一つの例示的実施形態では、移送装置は、第１の移送モジュールと第２の移送モジュールとを備える。制御部は、第２の移送モジュールの内部の酸素分圧および水蒸気分圧を、第１の移送モジュールの内部の酸素分圧および水蒸気分圧よりも低い状態に調整する。このように、移送装置内においても、二通りの気圧が同時に設定され得る。
【００１４】
一つの例示的実施形態では、第３の処理モジュールは、第２の移送モジュールに接続されている。一つの例示的実施形態では、第１の処理モジュールと第２の処理モジュールとは、第１の移送モジュールに接続されている。このように、堆積処理を行う第３のモジュールへの被処理体の移送は、移送装置内において最も低い気圧のもとで行われる。
【００１５】
一つの例示的実施形態では、移送装置は、第１の移送モジュール、第２の移送モジュールのそれぞれの内部の酸素分圧および水蒸気分圧の調整に、パージガスおよびクライオポンプの少なくとも一方または両方を用いる。
【００１６】
一つの例示的実施形態では、パージガスは、イットリア安定化ジルコニアの管内において生成された極低酸素分圧の不活性ガスを含む。
【００１７】
一つの例示的実施形態では、パージガスは、Ｈ２ガスまたはＣＯガスを含む。
【００１８】
一つの例示的実施形態では、第２の処理モジュールは、第２の処理モジュールの内部に水素ラジカルを供給しつつ互いに異なる二つの圧力が交互に繰り返されるように第２の処理モジュールの内部の圧力を調整することによって、表面処理を行う。
【００１９】
一つの例示的実施形態にでは、第２の処理モジュールは、二つの処理を交互に繰り返す。一つの処理は、第２の処理モジュールの内部に第１圧力で水素ラジカルを供給する処理である。他の一つの処理は、第２の処理モジュールの内部への水素ラジカルの供給を停止し第２の処理モジュールの内部の圧力を該第１圧力よりも低い第２圧力とする処理である。第２の処理モジュールは、このような二つの処理を交互に繰り返すことによって、表面処理を行う。
【００２０】
一つの例示的実施形態においては、処理方法が提供される。この処理方法は、被処理体を処理する処理方法である。処理方法は、被処理体に対しエッチング処理を行う第１の工程と、被処理体に対し表面処理を行う第２の工程と、被処理体に対し堆積処理を行う第３の工程と、を備える。処理方法は、第１の工程の終了後から第３の工程の開始前までの期間内において、被処理体は大気に晒されず、真空ポンプによる真空引きを用いて、または、不活性ガスによる置換を用いて、次のような調整を行う。すなわち、処理方法は、被処理体の周囲の酸素分圧を１２７[Ｐａ]以下に調整するとともに、被処理体の周囲の水蒸気分圧を２４．１[Ｐａ]以下に調整する。第２の工程は、高周波アンテナを用いて生成された水素ラジカルを用いて表面処理を行う。高周波アンテナは、誘導結合プラズマを生成する平面渦巻きコイル状の形状を有する。高周波アンテナのアンテナ素子は、両端が開放されるとともに中央部（中点または中点の近傍）が接地され、処理方法に用いられる高周波電源から供給される信号の波長の１／２波長で共振する。上記処理方法では、第１の工程の終了後から第３の工程の開始前までの期間内において、被処理体は大気に晒されず、被処理体の周囲の酸素分圧および水蒸気分圧を十分に低減して、被処理体に対するエッチング処理、表面処理、堆積処理が、真空一貫で行い得る。このため、第１の工程において行われたエッチング処理によって被処理体の表面に生じ得る物質が大気に暴露されることなく、大気に含まれる酸素、水等が十分に低減された状態において表面処理によって除去され得ることとなる。更に、大気に暴露されず酸素、水等が十分に低減された状態が継続されつつ、被処理体の表面に堆積処理が行われ得る。従って、大気に含まれる酸素、水等がエッチング処理後の被処理体の表面に対して作用することによって被処理体の表面および内部に生じ得る不測の反応が、十分に回避され得る。また、発明者は、鋭意研究の結果、酸素分圧、水蒸気分圧のそれぞれを、１２７[Ｐａ]以下、２４．１[Ｐａ]以下に設定することを見出した。この場合、大気に含まれる酸素、水等がエッチング処理後の被処理体の表面に対して作用することによって被処理体の表面および内部に生じ得る不測の反応を、十分に回避し得る。また、酸素分圧または水蒸気分圧の調整は、真空ポンプによる真空引き、または、不活性ガスによる置換によって、実現され得る。なお、より効果を高めるために、真空ポンプによる真空引きと、不活性ガスによる置換を併用することとしてもよい。また、上記の構成の高周波アンテナを用いることによって、比較的に大量の水素ラジカルが生成され得る。
【００２１】
一つの例示的実施形態では、第２の工程は、水素ラジカルを用いた表面処理を行うことによって、被処理体の表面のフッ素含有量を、表面処理の実行前のフッ素含有量の１／１０以下にする。このように、発明者は、水素ラジカルを用いることによって、エッチング処理後の被処理体の表面処理が効果的に行われ得ることを見出した。
【００２２】
一つの例示的実施形態では、第１の工程、第２の工程、第３の工程は、この順に実行される。
【００２３】
一つの例示的実施形態では、第１の工程、第２の工程、第３の工程の各工程間において、被処理体の周囲の酸素分圧および水蒸気分圧の調整に、パージガスおよびクライオポンプの少なくとも一方または両方を用いる。
【００２４】
一つの例示的実施形態では、パージガスは、イットリア安定化ジルコニアの管内において生成された極低酸素分圧の不活性ガスを含む。
【００２５】
一つの例示的実施形態では、パージガスは、Ｈ２ガスまたはＣＯガスを含む。
【００２６】
一つの例示的実施形態では、第２の工程は、被処理体の周囲に水素ラジカルを供給しつつ互いに異なる二つの圧力が交互に繰り返されるように被処理体の周囲の圧力を調整することによって、表面処理を行う。
【００２７】
一つの例示的実施形態では、第２の工程は、被処理体の周囲に第１圧力で水素ラジカルを供給する処理と、被処理体の周囲への水素ラジカルの供給を停止し被処理体の周囲の圧力を第１圧力よりも低い第２圧力とする処理とを交互に繰り返す。第２の工程は、このような二つの処理を繰り返すことによって、表面処理を行う。
【００２８】
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２９】
以下で説明する処理システム１は、被処理体（以下、ウエハＷという場合がある）を処理する。以下で説明する方法ＭＴは、ウエハＷを処理する処理方法である。
【００３０】
処理システム１および方法ＭＴは、一例としてデュアルダマシン（dual-damascene）法に基づくＢＥＯＬ（Back  End  Of  Line）の配線形成のプロセスに用いられるが、他の種類のプロセスにおいても利用され得る。
【００３１】
処理システム１および方法ＭＴは、第１の実施形態〜第４の実施形態において説明される。第１の実施形態〜第４の実施形態のそれぞれに係る処理システム１および方法ＭＴは、何れも、デュアルダマシン法に基づくＢＥＯＬの配線形成のプロセスにおいて用いられる。
【００３２】
具体的に、第１の実施形態〜第４の実施形態のそれぞれにおいて、まず、ヴィア（via）孔および配線溝が形成されるようにフォトリソグラフィ法によって設けられたパターンを用いて、層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）をエッチングする。引き続き、当該エッチングによって露出された層間絶縁膜の表面にバリア層等を形成した後に、ヴィア孔、配線溝のそれぞれに金属を充填する。ＳｉＯｘ系（ｘは正の数であり、以下同様。）の層間絶縁膜の場合、当該層間絶縁膜に対するエッチングには、フルオロカーボン系ガスが用いられ得る。
【００３３】
（第１の実施形態）
本第１の実施形態では、図１および図２が参照される。図１は、第１の実施形態に係る処理システム１の構成を模式的に示す図である。図２は、第１の実施形態に係る方法ＭＴを示す流図である。図２に示す方法ＭＴの一部は、図１に示す処理システム１を用いて実行され得る。
【００３４】
処理システム１は、複数の収容容器ＬＰ、ローダモジュールＬＭ、移送装置ＴＤ、気圧調整システムＡＣ、制御部Ｃｎｔ、複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｃ、処理モジュール１０ｄ）を備える。
【００３５】
移送装置ＴＤは、複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ等）に接続されており、複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ等）のそれぞれにウエハＷを移送する。移送装置ＴＤは、ロードロックモジュールＬＬＭａ、トランスファーモジュールＴＭａ（第１の移送モジュール）、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、トランスファーモジュールＴＭｂ（第２の移送モジュール）を備える。
【００３６】
複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ等）は、ウエハＷに対してそれぞれ個別に処理を行う。移送装置ＴＤの内部から複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ等）のそれぞれの内部に亘る空間は、気密に封止されている。
【００３７】
制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、図１に示す処理システム１の各部を統括的に制御する。制御部Ｃｎｔは、図２の流図に示す方法ＭＴの各工程において図１に示す処理システム１の各部を制御するためのコンピュータプログラム（入力されたレシピに基づくプログラム）に従って動作し、制御信号を送出する。制御部Ｃｎｔは、制御部Ｃｎｔからの制御信号により、図１に示す処理システム１の各部を制御することによって、図２の流図に示す方法ＭＴの一部を実行する。制御部Ｃｎｔの記憶部には、図２の流図に示す方法ＭＴの一部を実行するためのコンピュータプログラム、および、方法ＭＴの一部の実行に用いられる各種のデータが、読出し自在に格納されている。
【００３８】
制御部Ｃｎｔは、移送装置ＴＤの内部から複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ等）のそれぞれの内部に亘る空間内の気圧を調整する。制御部Ｃｎｔは、方法ＭＴの実行時において、移送装置ＴＤの内部から複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ等）のそれぞれの内部に亘る空間内の気圧を大気圧よりも低い気圧、例えば６００[Ｐａ]以下となるように調整する。制御部Ｃｎｔは、方法ＭＴの実行時において、トランスファーモジュールＴＭｂの内部の気圧を、トランスファーモジュールＴＭａの内部の気圧（例えば６００[Ｐａ]）よりも低い気圧（酸素分圧および水蒸気分圧）（例えば１[Ｐａ]）に調整する。トランスファーモジュールＴＭａ、トランスファーモジュールＴＭｂのそれぞれの内部の気圧は、酸素分圧および水蒸気分圧を意味する。
【００３９】
本開示において、トランスファーモジュールＴＭａは、ドライポンプおよびメカニカルブースターポンプを備える。トランスファーモジュールＴＭａにおける到達真空度は、例えば５[Ｐａ]程度であり得る。トランスファーモジュールＴＭｂは、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプおよびターボ分子ポンプを備える。トランスファーモジュールＴＭｂの到達真空度は、例えば５Ｅ−４（＝５／１００００）[Ｐａ]程度であり得る。移送装置ＴＤの全体を比較的に高い真空にするには比較的に高いコストが必要となる。従って、必要最低限の真空度が得られるよう、移送装置ＴＤをトランスファーモジュールＴＭａとトランスファーモジュールＴＭｂとに分け、互いに異なるポンプ構成を設けることによって、コストを低減し得る。トランスファーモジュールＴＭａの内部気圧、トランスファーモジュールＴＭｂの内部気圧は互いに異なるので、それぞれの内部の酸素分圧または水蒸気分圧も、当該内部気圧に従って異なる。より具体的に、トランスファーモジュールＴＭｂの方がトランスファーモジュールＴＭａよりも、内部気圧、酸素分圧、水蒸気分圧は低い。
【００４０】
制御部Ｃｎｔは、方法ＭＴの実行時において、移送装置ＴＤの内部から複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ等）のそれぞれの内部に亘る空間内の酸素分圧を、１２７[Ｐａ]以下に調整する。制御部Ｃｎｔは、少なくとも移送装置ＴＤの内部の酸素分圧を、１２７［Ｐａ］以下に調整する。制御部Ｃｎｔは、方法ＭＴの実行時において、移送装置ＴＤの内部から複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ等）のそれぞれの内部に亘る空間内の水蒸気分圧を、２４．１[Ｐａ]以下に調整する。制御部Ｃｎｔは、少なくとも移送装置ＴＤの内部の水蒸気分圧を、２４．１［Ｐａ］以下に調整する。
【００４１】
制御部Ｃｎｔは、気圧調整システムＡＣが備える図示しない真空ポンプによる真空引きを用いて、または、気圧調整システムＡＣが備える図示しないガス供給システムを用いた不活性ガスによる置換を用いる。制御部Ｃｎｔは、当該真空引きまたは置換によって移送装置ＴＤの内部から複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ等）のそれぞれの内部に亘る空間内の酸素分圧または水蒸気分圧を調整する。
【００４２】
なお、気圧調整システムＡＣは、移送装置ＴＤ、複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ等）のそれぞれの内部の空間の気圧を測定し、測定結果を、制御部Ｃｎｔに送信する。制御部Ｃｎｔは、気圧調整システムＡＣから送信された気圧に係る測定結果に基づいて、移送装置ＴＤ、複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ等）のそれぞれの内部の空間の気圧を調整する。
【００４３】
複数の収容容器ＬＰは、ローダモジュールＬＭの一縁に沿って配列されている。それぞれの収容容器ＬＰ内には、ウエハＷが収容され得る。
【００４４】
ローダモジュールＬＭ内には、図示しない搬送ロボットが設けられている。ローダモジュールＬＭ内の搬送ロボットは、収容容器ＬＰに収容されているウエハＷを取り出して、ウエハＷをロードロックモジュールＬＬＭａに搬送する。
【００４５】
ロードロックモジュールＬＬＭａは、ローダモジュールＬＭの別の一縁に沿って設けられており、ローダモジュールＬＭに接続されている。ロードロックモジュールＬＬＭａは、予備減圧室を構成している。ロードロックモジュールＬＬＭａは、トランスファーモジュールＴＭａに接続されている。
【００４６】
トランスファーモジュールＴＭａには、ロードロックモジュールＬＬＭａ、処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２が接続されている。トランスファーモジュールＴＭａは減圧可能なチャンバであり、トランスファーモジュールＴＭａ内には図示しない搬送ロボットが設けられている。トランスファーモジュールＴＭａ内の搬送ロボットは、トランスファーモジュールＴＭａを介して、ウエハＷを自在に移動させ得る。ウエハＷは、当該搬送ロボットによって、ロードロックモジュールＬＬＭａ、処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２のそれぞれの間を移動され得る。
【００４７】
ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２は、同様の構成を備える。ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２は、トランスファーモジュールＴＭａとトランスファーモジュールＴＭｂとに接続されている。ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２は、ウエハＷがロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２内にある場合に、当該ウエハＷの温度制御（冷却もしくは加熱）が可能である。
【００４８】
トランスファーモジュールＴＭｂは、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、処理モジュール１０ｃ、処理モジュール１０ｄに接続されている。トランスファーモジュールＴＭｂは減圧可能なチャンバであり、トランスファーモジュールＴＭｂ内には図示しない搬送ロボットが設けられている。トランスファーモジュールＴＭｂ内の搬送ロボットは、トランスファーモジュールＴＭｂを介して、ウエハＷを自在に移動させ得る。ウエハＷは、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、処理モジュール１０ｃ、処理モジュール１０ｄのそれぞれの間を移動され得る。
【００４９】
トランスファーモジュールＴＭａ内およびトランスファーモジュールＴＭｂ内のいずれにおいても、１時間のＱ−ｔｉｍｅを１週間に伸ばす場合に必要となり得る酸素分圧および水蒸気分圧のそれぞれについては、次のようになる。すなわち、例えば、酸素分圧は１２７[Ｐａ]以下であり、水蒸気分圧は２４．１[Ｐａ]以下である。１時間のＱ−ｔｉｍｅとは、一の工程の終了時から次の工程の実行開始時までの時間である。
【００５０】
処理システム１では、ウエハＷは、方法ＭＴに従って、図１に示す経路Ｐ１ａ〜経路Ｐ１ｅの順に移送される。
【００５１】
処理モジュール１０ａ（第１の処理モジュール）は、ウエハＷに対しエッチング処理を行う。より具体的に、処理モジュール１０ａは、ウエハＷに対しＲＩＥ（Reactive  Ion  Etching）法が行えるプラズマ処理装置である。処理モジュール１０ａによって行われるＲＩＥ法は、ドライプロセスである。処理モジュール１０ａによって行われるＲＩＥ法では、ＣＦ系ガス（ＣとＦとを含むガスであり、例えば、Ｃ４Ｆ８ガス、Ｃ５Ｆ８ガス、Ｃ４Ｆ６ガスなどである。）およびＣＨＦ系ガス（ＣとＨとＦとを含むガスであり、例えば、ＣＨＦ３ガス、ＣＨ２Ｆ２ガスなどである。）を含む混合ガスのプラズマが用いられ得る。これにより、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜のエッチングが行われる。さらに、エッチングのマスクとして用いられるフォトレジスト膜など、カーボンを含んだ膜の除去（アッシング処理）が引き続いておこなわれ得る。その際には、Ｏ系ガス（Ｏを含むガスであり、例えばＯ２ガス、ＣＯガス、ＣＯ２ガスなどである。）を含む混合ガスのプラズマが用いられ得る。処理モジュール１０ａによって行われるアッシング処理は、ドライプロセスである。
【００５２】
処理モジュール１０ｂ（第２の処理モジュール）は、水素ラジカルを用いて、ウエハＷに対し表面処理を行う。より具体的に、処理モジュール１０ｂは、ウエハＷに対して水素ラジカルを用いたクリーニング処理が行えるプラズマ処理装置である。処理モジュール１０ｂによって行われるクリーニング処理は、ドライプロセスである。処理モジュール１０ｂは、ＩＣＰ、ＣＣＰ、リモートプラズマ、ホットフィラメントの少なくとも一つを用いて、表面処理に用いる水素ラジカルを生成する。ＩＣＰ（Inductively  Coupled  Plasma）は誘導結合プラズマであり、ＣＣＰ（Capacitively  Coupled  Plasma）は容量結合プラズマである。処理モジュール１０ｂは、水素ラジカルを用いた表面処理を行うことによって、ウエハＷの表面のフッ素含有量を、当該表面処理の実行前のフッ素含有量の１／１０以下にする。
【００５３】
処理モジュール１０ｃ（第３の処理モジュール）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、処理モジュール１０ｃは、ウエハＷに対して、イオン化ＰＶＤ（Physical  Vapor  Deposition）法によって、バリア（barrier）層の形成処理が行えるプラズマ処理装置である。処理モジュール１０ｃによって行われるバリア層の形成処理は、ドライプロセスである。処理モジュール１０ｃは、Ｔａ／ＴａＮのバリア層を形成し得る。
【００５４】
処理モジュール１０ｄ（第３の処理モジュール）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、処理モジュール１０ｄは、ウエハＷに対して、イオン化ＰＶＤ法によって、シード（seed）層の形成処理が行えるプラズマ処理装置である。処理モジュール１０ｄによって行われるシード層の形成処理は、ドライプロセスである。処理モジュール１０ｄは、Ｃｕのシード層を形成し得る。
【００５５】
制御部Ｃｎｔは、処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｃ、処理モジュール１０ｄを、この順に駆動する。
【００５６】
処理モジュール１０ａと処理モジュール１０ｂとは、トランスファーモジュールＴＭａに接続されている。処理モジュール１０ｃと処理モジュール１０ｄとは、トランスファーモジュールＴＭｂに接続されている。
【００５７】
図２に示す方法ＭＴの一部は、図１に示す処理システム１を用いて実行される。方法ＭＴは、工程ＳＴ１ａ、工程ＳＴ１ｂ、工程ＳＴ１ｃを備える。工程ＳＴ１ｂは、工程ＳＴ１ｂ１（第１の工程）、工程ＳＴ１ｂ２（第２の工程）、工程ＳＴ１ｂ３（第３の工程）、工程ＳＴ１ｂ４（第３の工程）を備える。工程ＳＴ１ｂは、図１に示す処理システム１において実行される。方法ＭＴの工程ＳＴ１ｂにおいて、工程ＳＴ１ｂ１、工程ＳＴ１ｂ２、工程ＳＴ１ｂ３、工程ＳＴ１ｂ４は、この順に実行される。より具体的に、工程ＳＴ１ｂでは、まず工程ＳＴ１ｂ１が実行され、引き続き工程ＳＴ１ｂ２が実行され、引き続き工程ＳＴ１ｂ３が実行され、引き続き工程ＳＴ１ｂ４が実行される。ウエハＷは、工程ＳＴ１ｂの実行中に、処理システム１の外部に露出されることがなく、よって、大気に暴露されることがない。
【００５８】
より具体的に、工程ＳＴ１ａでは、デュアルダマシン法を実行するために、ヴィア孔および配線溝を形成するためのパターンを、フォトリソグラフィ法を用いて形成する。工程ＳＴ１ａは、処理システム１とは別の処理システムが用いられ得る。
【００５９】
工程ＳＴ１ａの後、ウエハＷは、処理システム１に移送され、当該処理システム１において、工程ＳＴ１ａに引き続く工程ＳＴ１ｂが実行される。工程ＳＴ１ｂは、処理システム１内において、ドライプロセスのみが、真空一貫の環境のもとで実行される。工程ＳＴ１ｂは、工程ＳＴ１ｂ１〜工程ＳＴ１ｂ４を備える。
【００６０】
処理システム１に移送されたウエハＷは、経路Ｐ１ａに沿って収容容器ＬＰ、ローダモジュールＬＭ、ロードロックモジュールＬＬＭａ、トランスファーモジュールＴＭａを順次経て、処理モジュール１０ａに移送される。処理モジュール１０ａに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ａによって、工程ＳＴ１ｂ１が実行される。
【００６１】
工程ＳＴ１ｂ１（第１の工程）は、ウエハＷに対しエッチング処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ１ｂ１では、処理モジュール１０ａは、ウエハＷに対して、工程ＳＴ１ａにおいて形成されたパターンに従ってウエハＷの層間絶縁膜（シリコン酸化膜を主成分とするもの）をＲＩＥ法によってエッチング処理する。工程ＳＴ１ｂ１のエッチング処理では、ＣＦ系ガス（ＣとＦからなるガス。例えば、Ｃ４Ｆ８ガス、Ｃ５Ｆ８ガス、Ｃ４Ｆ６ガスなど）、またはＣＨＦ系ガス（ＣとＨとＦからなるガス。例えば、ＣＨＦ３ガス、ＣＨ２Ｆ２ガスなど）のプラズマが用いられ得る。さらに、エッチングのマスクとして用いられるフォトレジスト膜など、カーボンを含んだ膜の除去（アッシング処理）が引き続いておこなわれ得る。その際には、Ｏ系ガス（Ｏを含んだガス。例えばＯ２ガス、ＣＯガス、ＣＯ２ガスなど）を含む混合ガスのプラズマが用いられ得る。なお、エッチング対象膜やマスクの種類、必要とするエッチング選択比に応じて、ＣＦ系ガスとＣＨＦ系ガスを含む混合ガスのプラズマを用いることとしてもよい。
【００６２】
工程ＳＴ１ｂ１のエッチング処理後のウエハＷは、経路Ｐ１ｂに沿って処理モジュール１０ａから真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、処理モジュール１０ｂに移送される。
【００６３】
処理モジュール１０ａから処理モジュール１０ｂへのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、真空一貫の環境において行われる。処理モジュール１０ｂに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｂによって、工程ＳＴ１ｂ２が実行される。
【００６４】
工程ＳＴ１ｂ２（第２の工程）は、ウエハＷに対し表面処理を行う。工程ＳＴ１ｂ２は、ウエハＷに対し、水素ラジカルを用いて表面処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ１ｂ２では、処理モジュール１０ｂは、ウエハＷに対して、水素ラジカルを用いたアッシングを行うことによって、ウエハＷの表面をクリーニングする。この場合のアッシングは水素を用いた還元アッシングであり、工程ＳＴ１ｂ１において行われる得る上記したＯ系ガスを用いた酸化アッシングとは異なる。工程ＳＴ１ｂ２のアッシングによって、工程ＳＴ１ｂ１のエッチング処理後にウエハＷの表面に残留したフッ素、ＣＦ系ポリマー等が十分に除去され得る。処理モジュール１０ｂにおける工程ＳＴ１ｂ２は、デガス（degas）も兼ねており、ウエハＷを加熱することによってウエハＷの表面近傍に存在する水分を除去することができる。工程ＳＴ１ｂ２は、誘導結合プラズマ、容量結合プラズマ、リモートプラズマ、ホットフィラメントの少なくとも一つを用いて、表面処理に用いる水素ラジカルを生成する。工程ＳＴ１ｂ２は、水素ラジカルを用いた表面処理を行うことによって、ウエハＷの表面のフッ素含有量を、当該表面処理の実行前のフッ素含有量の１／１０以下にする。
【００６５】
工程ＳＴ１ｂ２によるクリーニング後のウエハＷは、経路Ｐ１ｃに沿って処理モジュール１０ｃに移送される。この場合、処理モジュール１０ｃへのウエハＷの移送は、処理モジュール１０ｂから真空状態のトランスファーモジュールＴＭａ、真空状態のロードロックモジュールＬＬＭｂ１、真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを順次介して行われる。
【００６６】
処理モジュール１０ｂから処理モジュール１０ｃへのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空一貫の環境において行われる。当該移送は、真空状態のトランスファーモジュールＴＭａ、真空状態のロードロックモジュールＬＬＭｂ１、真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを順次介して行われる。ロードロックモジュールＬＬＭｂ１においては、ウエハＷを載置する載置台の温度を予め低くしておくことによって、クリーニング時に加熱されたウエハＷの温度を下げることも可能である。工程ＳＴ１ｂ２によるクリーニング時のウエハＷの温度は約３００℃であるが、工程ＳＴ１ｂ３におけるバリア層の形成ではウエハＷの温度は室温付近である。このように、工程ＳＴ１ｂ２の実行時の温度と工程ＳＴ１ｂ３の実行時の温度との温度差は比較的に大きいので、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１において冷却されることが良好である。処理モジュール１０ｃに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｃによって、工程ＳＴ１ｂ３が実行される。
【００６７】
工程ＳＴ１ｂ３（第３の工程）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ１ｂ３では、処理モジュール１０ｃは、ウエハＷに対して、イオン化ＰＶＤ法を用いて、Ｔａ／ＴａＮのバリア層を形成する。
【００６８】
工程ＳＴ１ｂ３によるバリア層の形成後のウエハＷは、経路Ｐ１ｄに沿って処理モジュール１０ｃから真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを介して、処理モジュール１０ｄに移送される。
【００６９】
処理モジュール１０ｃから処理モジュール１０ｄへのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを介して、真空一貫の環境において行われる。処理モジュール１０ｄに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｄによって、工程ＳＴ１ｂ４が実行される。
【００７０】
工程ＳＴ１ｂ４（第３の工程）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ１ｂ４では、処理モジュール１０ｄは、ウエハＷに対して、イオン化ＰＶＤ法を用いて、Ｃｕのシード層を形成する。
【００７１】
方法ＭＴでは、エッチング処理を行う工程の実行開始から堆積処理を行う工程の実行終了までの期間内において、ウエハＷは大気に晒されず、ウエハＷの周囲の気圧は大気圧よりも低く設定される。
【００７２】
エッチング処理を行う工程の実行開始から堆積処理を行う工程の実行終了までの期間内において、ウエハＷの周囲の酸素分圧は、１２７[Ｐａ]以下である。エッチング処理を行う工程の実行開始から堆積処理を行う工程の実行終了までの期間内において、ウエハＷの周囲の水蒸気分圧は、２４．１[Ｐａ]以下である。
【００７３】
エッチング処理を行う工程の実行開始から堆積処理を行う工程の実行終了までの期間内において、被処理体の周囲の酸素分圧または水蒸気分圧は、真空ポンプによる真空引きを用いて、または、不活性ガスによる置換を用いて、調整される。なお、真空引きとガス置換とを併用して分圧調整をおこなうこととしてもよい。不活性ガスとしては、Ａｒガスなどの希ガスやＮ２ガスを用いることができる。
【００７４】
そして、工程ＳＴ１ｂ４が終了すると、処理システム１において、ウエハＷが経路Ｐ１ｅに沿って収容容器ＬＰに移送される。この場合、ウエハＷは、処理モジュール１０ｄから、トランスファーモジュールＴＭｂ、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、トランスファーモジュールＴＭａ、ロードロックモジュールＬＬＭａ、ローダモジュールＬＭを順次介して、収容容器ＬＰに移送される。この後、ウエハＷは更に他の処理システムに移行され、工程ＳＴ１ｃが実行される。
【００７５】
工程ＳＴ１ｂ４の後、すなわち工程ＳＴ１ｂに引き続く工程ＳＴ１ｃでは、Ｃｕの電解めっきを行うことによって、ウエハＷのヴィア孔および配線溝にＣｕが埋め込まれる。なお、工程ＳＴ１ｃの実行は、図１に示す処理システム１とは別の処理システムで行われ得る。この場合、ウエハＷは、工程ＳＴ１ｂの後に図１に示す処理システム１から外部に搬出され、図１に示す処理システム１とは別の処理システムに搬入される。
【００７６】
なお、第１の実施形態において、少なくとも第１の工程の終了後から第３の工程の開始前までの期間内において、ウエハＷは大気に晒されず、ウエハＷの周囲の気圧は大気圧よりも低く設定されている。少なくとも第１の工程の終了後から第３の工程の開始前までの期間内において、被処理体の周囲の酸素分圧は、１２７[Ｐａ]以下である。少なくとも第１の工程の終了後から第３の工程の開始前までの期間内において、ウエハＷの周囲の水蒸気分圧は、２４．１[Ｐａ]以下である。少なくとも第１の工程の終了後から第３の工程の開始前までの期間内において、ウエハＷの周囲の酸素分圧または水蒸気分圧は、真空ポンプによる真空引きを用いて、または、不活性ガスによる置換を用いて、調整される。後述する第２〜第４の実施形態においても同様である。
【００７７】
処理システム１では、移送装置ＴＤの内部の気圧が大気圧よりも低い気圧に調整可能であり、移送装置ＴＤの内部の気圧を十分に低減して、ウエハＷに対するエッチング処理、表面処理、堆積処理が、真空一貫で行い得る。換言すれば、方法ＭＴでは、エッチング処理を行う工程の終了後から堆積処理を行う工程の開始前までの期間内において、ウエハＷは大気に晒されず、ウエハＷの周囲の気圧は大気圧よりも低く設定される。よって、ウエハＷの周囲の気圧を十分に低減して、ウエハＷに対するエッチング処理、表面処理、堆積処理が、真空一貫で行い得る。このため、エッチング処理によってウエハＷの表面に生じ得る物質が、大気に暴露されることなく、大気に含まれる酸素、水等が十分に低減された状態において表面処理によって除去され得ることとなる。更に、大気に暴露されず酸素、水等が十分に低減された状態が継続されつつ、ウエハＷの表面に堆積処理が行われ得る。従って、大気に含まれる酸素、水等がエッチング処理後のウエハＷの表面に対して作用することによってウエハＷの表面および内部に生じ得る不測の反応を、十分に回避し得る。処理システム１の上記構成は、大気暴露によってウエハＷに生じ得る現象を引き起こす要素は水とフッ素の二つでありこのどちらかが無ければ当該現象による影響を低減し得る、との考えに基づいている。従来はウエット洗浄によって大半のフッ素を除去しているが、大気暴露とウエット処理のために酸素と水の影響を受けていた。本開示のドライプロセスによれば、大気暴露させない（つまり、酸素と水の影響を排除する）ことによって、ｋ値上昇や銅配線の腐食といった現象の回避が期待される。
【００７８】
具体的に、デュアルダマシン法に基づくＢＥＯＬの配線形成のプロセスにおいて、ウエハＷの層間絶縁膜がＳｉＯｘ系のＬｏｗ−ｋ膜の場合にフルオロカーボン系ガスを用いて当該層間絶縁膜に対しエッチング処理が行われる。この場合、エッチング処理後のウエハＷの表面にはＦ（フッ素）を含有するポリマーの残渣が生じ得る。ここで、フルオロカーボン系ガスは、ＣＦ系ガス、またはＣＨＦ系ガスである。さらに、エッチング処理および酸化アッシング処理によってＬｏｗ−ｋ膜に対してＳｉ−ＣＨ３結合の減少およびＳｉ−ＯＨ、Ｓｉ−Ｈ結合の増加が生じて、ウエハＷの表面において撥水性が低減され得る（つまり、より親水性となる）。このため、エッチング処理および酸化アッシング処理の後にウエハＷが大気に暴露されると、大気中の酸素、水等と、ウエハＷの表面におけるＦ含有のポリマーの残渣と低減された撥水性とによって、ウエハＷの表面において吸湿が進む。そして、当該ポリマーの除去が阻害されると共に、エッチング加工後にヴィア底に露出した下層の金属配線（例えば銅）の酸化・腐食が生じ、更に、Ｆ含有の不導体膜（例えばＣｕＦ２など）が形成され得る。水のｋ値は室温で８０ほどもあることから、吸湿の進行はｋ値の上昇を招いて金属配線におけるキャパシティの増加を招き得る。Ｆ含有のポリマーの残渣は、Ｆの供給源となり、更に、層間絶縁膜とバリア膜との密着を阻害し得る。金属配線の酸化・腐食およびＦ含有の不導体膜の形成は、ヴィア抵抗の上昇を招き、ＲＣ遅延、信頼性劣化の一因となり得る。また、製品歩留まりの点で厳しいＱ−ｔｉｍｅの管理が要求され得る。これに対し、処理システム１および方法ＭＴによれば、ウエハＷに対するエッチング処理、表面処理、堆積処理が真空一貫で行い得るので、大気に暴露されずにウエハＷの表面と大気中の酸素、水等との接触が十分に抑制され得る。また、エッチング処理後のウエハＷに対してドライプロセスによる表面処理を行うことによって、エッチングによりウエハＷの表面に生じたＦ（フッ素）を含有するフルオロカーボン系ポリマーの残渣のほとんどを炭化水素やＨＦに変換して除去し得る。当該表面処理は、還元アッシングによるクリーニングである。この場合に推定される反応式の例としては、ＣＦ４＋８Ｈ→ＣＨ４＋４ＨＦがある。従って、大気に含まれる酸素、水等がエッチング処理後のウエハＷの表面に対して作用することによってウエハＷの表面および内部に生じ得る様々な不測の反応を、十分に回避し得る。製品歩留まりが向上されると共に、Ｑ−ｔｉｍｅの管理が緩和され得る。
【００７９】
また、発明者は、鋭意研究の結果、酸素分圧、水蒸気分圧のそれぞれを１２７[Ｐａ]以下、２４．１[Ｐａ]以下に設定すれば、ウエハＷの表面および内部に生じ得る不測の反応を十分に回避し得ることを見出した。当該不測の反応は、大気に含まれる酸素、水等がエッチング処理後のウエハＷの表面に対して作用することによって生じ得る反応である。例えば１時間のＱ−ｔｉｍｅを１週間（１６８時間）に伸ばした場合と同等の効果を１時間のＱ−ｔｉｍｅ管理で実現する場合を考える。この場合、酸素分圧、水蒸気分圧を共に１／１６８倍にする必要がある。大気圧を１０１３２５[Ｐａ]とし、大気中に酸素、水蒸気の占める割合をそれぞれ２１％、４％とする。この場合、酸素分圧は、１０１３２５[Ｐａ]×２１％×（１／１６８）＝１２７[Ｐａ]となる。水蒸気分圧は、１０１３２５[Ｐａ]×４％×（１／１６８）＝２４．１[Ｐａ]となる。従って、酸素分圧、水蒸気分圧のそれぞれを、１２７[Ｐａ]以下、２４．１[Ｐａ]以下に設定すれば、ウエハＷの表面および内部に生じ得る不測の反応を十分に回避し得る。当該不測の反応は、大気に含まれる酸素、水等がエッチング処理後のウエハＷの表面に対して作用することによって生じ得る反応である。
【００８０】
（第２の実施形態）
本第２の実施形態では、図３および図４が参照される。図３は、第２の実施形態に係る処理システム１の構成を模式的に示す図である。図４は、第２の実施形態に係る方法ＭＴを示す流図である。図４に示す方法ＭＴの一部は、図３に示す処理システム１を用いて実行され得る。以下、第２の実施形態における各構成部の説明において、第１の実施形態に含まれる構成についての説明は、説明の重複を避けるために、省略されている。
【００８１】
図３に示す処理システム１は、複数の収容容器ＬＰ、ローダモジュールＬＭ、移送装置ＴＤ、気圧調整システムＡＣ、制御部Ｃｎｔ、複数の処理モジュールを備える。複数の処理モジュールは、処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｃ１、処理モジュール１０ｅ、処理モジュール１０ｆを含む。移送装置ＴＤは、ロードロックモジュールＬＬＭａ、トランスファーモジュールＴＭａ、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、トランスファーモジュールＴＭｂを備える。
【００８２】
制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、図３に示す処理システム１の各部を統括的に制御する。制御部Ｃｎｔは、図４の流図に示す方法ＭＴの各工程において図３に示す処理システム１の各部を制御するためのコンピュータプログラム（入力されたレシピに基づくプログラム）に従って動作し、制御信号を送出する。制御部Ｃｎｔは、制御部Ｃｎｔからの制御信号により、図３に示す処理システム１の各部を制御することによって、図４の流図に示す方法ＭＴの一部を実行する。制御部Ｃｎｔの記憶部には、図４の流図に示す方法ＭＴの一部を実行するためのコンピュータプログラム、および、図４の流図に示す方法ＭＴの一部の実行に用いられる各種のデータが、読出し自在に格納されている。
【００８３】
トランスファーモジュールＴＭｂは、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、処理モジュール１０ｃ１、処理モジュール１０ｅ、処理モジュール１０ｆに接続されている。トランスファーモジュールＴＭｂ内の搬送ロボットは、トランスファーモジュールＴＭｂを介して、ウエハＷを自在に移動させ得る。この場合、ウエハＷは、当該搬送ロボットによって、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、処理モジュール１０ｃ１、処理モジュール１０ｅ、処理モジュール１０ｆのそれぞれの間を移動され得る。
【００８４】
第２の実施形態に係る処理システム１では、ウエハＷは、図４の流図に示す方法ＭＴに従って、図３に示す経路Ｐ２ａ〜経路Ｐ２ｆの順に移送される。
【００８５】
処理モジュール１０ｃ１（第３の処理モジュール）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、処理モジュール１０ｃ１は、ウエハＷに対して、イオン化ＰＶＤ法によって、バリア層の形成処理が行えるプラズマ処理装置である。処理モジュール１０ｃ１によって行われるバリア層の形成処理は、ドライプロセスである。処理モジュール１０ｃ１は、ＴａＮのバリア層を形成し得る。
【００８６】
処理モジュール１０ｅ（第３の処理モジュール）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、処理モジュール１０ｅは、ウエハＷに対して、ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法によって、ライナー（liner）層の形成処理が行えるプラズマ処理装置である。処理モジュール１０ｅによって行われるライナー層の形成処理は、ドライプロセスである。処理モジュール１０ｅは、Ｒｕのライナー層を形成し得る。
【００８７】
処理モジュール１０ｆ（第３の処理モジュール）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、処理モジュール１０ｆは、ウエハＷに対して、イオン化ＰＶＤ法によって、Ｃｕの充填処理が行えるプラズマ処理装置である。処理モジュール１０ｆによって行われるＣｕの充填処理は、ドライプロセスである。
【００８８】
制御部Ｃｎｔは、処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｃ１、処理モジュール１０ｅ、処理モジュール１０ｆを、この順に駆動する。
【００８９】
処理モジュール１０ａと処理モジュール１０ｂとは、トランスファーモジュールＴＭａに接続されている。処理モジュール１０ｃ１と処理モジュール１０ｅと処理モジュール１０ｆとは、トランスファーモジュールＴＭｂに接続されている。
【００９０】
図４に示す方法ＭＴの一部は、図３に示す処理システム１を用いて実行される。図４に示す方法ＭＴは、工程ＳＴ２ａ、工程ＳＴ２ｂ、工程ＳＴ２ｃを備える。工程ＳＴ２ｂは、工程ＳＴ２ｂ１（第１の工程）、工程ＳＴ２ｂ２（第２の工程）、工程ＳＴ２ｂ３（第３の工程）、工程ＳＴ２ｂ４（第３の工程）、工程ＳＴ２ｂ５（第３の工程）を備える。工程ＳＴ２ｂは図３に示す一の処理システム１において実行される。方法ＭＴの工程ＳＴ２ｂにおいて、工程ＳＴ２ｂ１、工程ＳＴ２ｂ２、工程ＳＴ２ｂ３、工程ＳＴ２ｂ４、工程ＳＴ２ｂ５は、この順に実行される。より具体的に、工程ＳＴ２ｂでは、まず工程ＳＴ２ｂ１が実行され、引き続き工程ＳＴ２ｂ２が実行される。工程ＳＴ２ｂ２に引き続き工程ＳＴ２ｂ３が実行され、引き続き工程ＳＴ２ｂ４が実行され、引き続き工程ＳＴ２ｂ５が実行される。ウエハＷは、工程ＳＴ２ｂの実行中に、処理システム１の外部に露出されることがなく、よって、大気に暴露されることがない。
【００９１】
なお、図４に示す工程ＳＴ２ａ、工程ＳＴ２ｂ１、工程ＳＴ２ｂ２、工程ＳＴ２ｃのそれぞれは、図２に示す工程ＳＴ１ａ、工程ＳＴ１ｂ１、工程ＳＴ１ｂ２、工程ＳＴ１ｃのそれぞれと同様である。
【００９２】
工程ＳＴ２ａの後、ウエハＷは処理システム１に移送され、当該処理システム１において、工程ＳＴ２ａに引き続く工程ＳＴ２ｂが実行される。工程ＳＴ２ｂは、処理システム１内において、ドライプロセスのみが、真空一貫の環境のもとで実行される。工程ＳＴ２ｂは、工程ＳＴ２ｂ１〜工程ＳＴ２ｂ５を備える。
【００９３】
処理システム１に移送されたウエハＷは、経路Ｐ２ａに沿って収容容器ＬＰ、ローダモジュールＬＭ、ロードロックモジュールＬＬＭａ、トランスファーモジュールＴＭａ内を順次介して、処理モジュール１０ａに移送される。処理モジュール１０ａに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ａによって、工程ＳＴ２ｂ１（ＲＩＥ法によるエッチング処理）が実行される。
【００９４】
工程ＳＴ２ｂ１のエッチング処理後のウエハＷは、経路Ｐ２ｂに沿って処理モジュール１０ａから真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、処理モジュール１０ｂに移送される。処理モジュール１０ａから処理モジュール１０ｂへのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、真空一貫の環境において行われる。処理モジュール１０ｂに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｂによって、工程ＳＴ２ｂ２（クリーニング）が実行される。
【００９５】
工程ＳＴ２ｂ２によるクリーニング後のウエハＷは、経路Ｐ２ｃに沿って処理モジュール１０ｃ１に移送される。この場合、ウエハＷは、処理モジュール１０ｂから真空状態のトランスファーモジュールＴＭａ、真空状態のロードロックモジュールＬＬＭｂ１、真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを順次介して、処理モジュール１０ｃ１に移送され得る。処理モジュール１０ｂから処理モジュール１０ｃ１へのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空一貫の環境において行われる。この場合、ウエハＷの移送は、真空状態のトランスファーモジュールＴＭａ、真空状態のロードロックモジュールＬＬＭｂ１、真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを順次介して、行われる。
処理モジュール１０ｃ１に移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｃ１によって、工程ＳＴ２ｂ３が実行される。
【００９６】
工程ＳＴ２ｂ３（第３の工程）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ２ｂ３では、処理モジュール１０ｃ１は、ウエハＷに対して、イオン化ＰＶＤ法を用いて、ＴａＮのバリア層を形成する。
【００９７】
工程ＳＴ２ｂ３によるバリア層の形成後のウエハＷは、経路Ｐ２ｄに沿って処理モジュール１０ｃ１から真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを介して、処理モジュール１０ｅに移送される。処理モジュール１０ｃ１から処理モジュール１０ｅへのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを介して、真空一貫の環境において行われる。処理モジュール１０ｅに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｅによって、工程ＳＴ２ｂ４が実行される。
【００９８】
工程ＳＴ２ｂ４（第３の工程）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ２ｂ４では、処理モジュール１０ｅは、ウエハＷに対して、ＣＶＤ法を用いて、Ｒｕのライナー層を形成する。
【００９９】
工程ＳＴ２ｂ４によるライナー層の形成後のウエハＷは、経路Ｐ２ｅに沿って処理モジュール１０ｅから真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを介して、処理モジュール１０ｆに移送される。処理モジュール１０ｅから処理モジュール１０ｆへのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを介して、真空一貫の環境において行われる。処理モジュール１０ｆに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｆによって、工程ＳＴ２ｂ５が実行される。
【０１００】
工程ＳＴ２ｂ５（第３の工程）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ２ｂ５では、処理モジュール１０ｆは、ウエハＷに対して、イオン化ＰＶＤ法を用いて、Ｃｕの充填を行う。なお、Ｃｕの充填を効果的におこなうため、イオン化ＰＶＤにおいてウエハＷを２５０℃から３５０℃の範囲で加熱して、Ｃｕのリフロー現象を併用することとしてもよい。
【０１０１】
そして、工程ＳＴ２ｂ５が終了すると、処理システム１において、ウエハＷが経路Ｐ２ｆに沿って収容容器ＬＰに移送される。この場合、ウエハＷは、処理モジュール１０ｆからトランスファーモジュールＴＭｂ、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、トランスファーモジュールＴＭａ、ロードロックモジュールＬＬＭａ、ローダモジュールＬＭを順次介して、収容容器ＬＰに移送される。この後、ウエハＷは更に他の処理システムに移行され、工程ＳＴ２ｃが実行される。
【０１０２】
工程ＳＴ２ｂ５の後、すなわち工程ＳＴ２ｂに引き続く工程ＳＴ２ｃでは、Ｃｕの電解めっきを行うことによって、ウエハＷの配線溝等にＣｕが埋め込まれる。なお、工程ＳＴ２ｃの実行は、図３に示す処理システム１とは別の処理システムで行われ得る。この場合、ウエハＷは、工程ＳＴ２ｂの後に図３に示す処理システム１から外部に搬出され、図３に示す処理システム１とは別の処理システムに搬入される。
【０１０３】
上記した第２の実施形態に係る処理システム１および方法ＭＴは、第１の実施形態の場合と同様の作用効果を奏し得る。さらに、第２の実施形態の場合には、微細配線への適用性が向上され得る。
【０１０４】
（第３の実施形態）
本第３の実施形態では、図５および図６が参照される。図５は、第３の実施形態に係る処理システム１の構成を模式的に示す図である。図６は、第３の実施形態に係る方法ＭＴを示す流図である。図６に示す方法ＭＴの一部は、図５に示す処理システム１を用いて実行され得る。以下、第３の実施形態における各構成部の説明において、第１の実施形態および第２の実施形態に含まれる構成についての説明は、説明の重複を避けるために、省略されている。
【０１０５】
図５に示す処理システム１は、複数の収容容器ＬＰ、ローダモジュールＬＭ、移送装置ＴＤ、気圧調整システムＡＣ、制御部Ｃｎｔ、複数の処理モジュールを備える。複数の処理モジュールは、処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｃ２、処理モジュール１０ｅ、処理モジュール１０ｇ、処理モジュール１０ｆを含む。移送装置ＴＤは、ロードロックモジュールＬＬＭａ、トランスファーモジュールＴＭａ、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、トランスファーモジュールＴＭｂを備える。
【０１０６】
制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、図５に示す処理システム１の各部を統括的に制御する。制御部Ｃｎｔは、図６の流図に示す方法ＭＴの各工程において図５に示す処理システム１の各部を制御するためのコンピュータプログラム（入力されたレシピに基づくプログラム）に従って動作し、制御信号を送出する。制御部Ｃｎｔは、制御部Ｃｎｔからの制御信号により、図５に示す処理システム１の各部を制御することによって、図６の流図に示す方法ＭＴの一部を実行する。制御部Ｃｎｔの記憶部には、図６の流図に示す方法ＭＴの一部を実行するためのコンピュータプログラム、および、図６の流図に示す方法ＭＴの一部の実行に用いられる各種のデータが、読出し自在に格納されている。
【０１０７】
トランスファーモジュールＴＭａは、ロードロックモジュールＬＬＭａ、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｃ２に接続されている。トランスファーモジュールＴＭａ内の搬送ロボットは、トランスファーモジュールＴＭａを介して、ウエハＷを、ロードロックモジュールＬＬＭａ、処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｃ２のそれぞれの間を自在に移動させ得る。
【０１０８】
トランスファーモジュールＴＭｂは、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、処理モジュール１０ｇ、処理モジュール１０ｅ、処理モジュール１０ｆに接続されている。トランスファーモジュールＴＭｂ内の搬送ロボットは、トランスファーモジュールＴＭｂを介して、ウエハＷを自在に移動させ得る。この場合、ウエハＷは、当該搬送ロボットによって、ロードロックモジュールＬＬＭｂ１、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、処理モジュール１０ｇ、処理モジュール１０ｅ、処理モジュール１０ｆのそれぞれの間を移動され得る。
【０１０９】
第３の実施形態に係る処理システム１では、ウエハＷは、図６の流図に示す方法ＭＴに従って、図５に示す経路Ｐ３１ａ〜経路Ｐ３１ｇの順に移送される。
【０１１０】
処理モジュール１０ｃ２（第３の処理モジュール）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、処理モジュール１０ｃ２は、ウエハＷに対して、ＡＬＤ（Atomic  Layer  Deposition）法によって、バリア層の形成処理が行える熱処理装置である。処理モジュール１０ｃ２によって行われるバリア層の形成処理は、ドライプロセスである。処理モジュール１０ｃ２は、ＭｎＯｘ（ｘは正の数であり、以下同様。）のバリア層を形成し得る。
【０１１１】
処理モジュール１０ｇは、ウエハＷに対しバリア層の表面還元処理を行う。より具体的に、処理モジュール１０ｇは、ＭｎＯｘのバリア層に対し表面還元処理が行えるプラズマ処理装置である。処理モジュール１０ｇによって行われる表面還元処理は、ドライプロセスである。
【０１１２】
制御部Ｃｎｔは、処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｃ２、処理モジュール１０ｇ、処理モジュール１０ｅ、処理モジュール１０ｆを、この順に駆動する。
【０１１３】
処理モジュール１０ａと処理モジュール１０ｂと処理モジュール１０ｃ２とは、トランスファーモジュールＴＭａに接続されている。処理モジュール１０ｇと処理モジュール１０ｅと処理モジュール１０ｆとは、トランスファーモジュールＴＭｂに接続されている。
【０１１４】
図６に示す方法ＭＴの一部は、図５に示す処理システム１を用いて実行される。図６に示す方法ＭＴは、工程ＳＴ３ａ、工程ＳＴ３ｂ、工程ＳＴ３ｃを備える。工程ＳＴ３ｂは、工程ＳＴ３ｂ１（第１の工程）、工程ＳＴ３ｂ２（第２の工程）、工程ＳＴ３ｂ３（第３の工程）、工程ＳＴ３ｂ４（第２の工程）、工程ＳＴ３ｂ５（第３の工程）、工程ＳＴ３ｂ６（第３の工程）を備える。工程ＳＴ３ｂは図５に示す一の処理システム１において実行される。方法ＭＴの工程ＳＴ３ｂにおいて、工程ＳＴ３ｂ１、工程ＳＴ３ｂ２、工程ＳＴ３ｂ３、工程ＳＴ３ｂ４、工程ＳＴ３ｂ５、工程ＳＴ３ｂ６は、この順に実行される。より具体的に、工程ＳＴ３ｂでは、まず工程ＳＴ３ｂ１が実行され、引き続き工程ＳＴ３ｂ２が実行される。工程ＳＴ３ｂ２に引き続き工程ＳＴ３ｂ３が実行され、引き続き工程ＳＴ３ｂ４が実行される。工程ＳＴ３ｂ４に引き続き工程ＳＴ３ｂ５が実行され、引き続き工程ＳＴ３ｂ６が実行される。ウエハＷは、工程ＳＴ３ｂの実行中に、処理システム１の外部に露出されることがなく、よって、大気に暴露されることがない。
【０１１５】
なお、図６に示す工程ＳＴ３ａ、工程ＳＴ３ｂ１、工程ＳＴ３ｂ２、工程ＳＴ３ｃのそれぞれは、図２に示す工程ＳＴ１ａ、工程ＳＴ１ｂ１、工程ＳＴ１ｂ２、工程ＳＴ１ｃのそれぞれと同様である。なお、図６に示す工程ＳＴ３ｂ５、工程ＳＴ３ｂ６のそれぞれは、図４に示す工程ＳＴ２ｂ４、工程ＳＴ２ｂ５のそれぞれと同様である。
【０１１６】
工程ＳＴ３ａの後、ウエハＷは処理システム１に移送され、当該処理システム１において、工程ＳＴ３ａに引き続く工程ＳＴ３ｂが実行される。工程ＳＴ３ｂは、処理システム１内において、ドライプロセスのみが、真空一貫の環境のもとで実行される。工程ＳＴ３ｂは、工程ＳＴ３ｂ１〜工程ＳＴ３ｂ６を備える。
【０１１７】
処理システム１に移送されたウエハＷは、経路Ｐ３１ａに沿って収容容器ＬＰ、ローダモジュールＬＭ、ロードロックモジュールＬＬＭａ、トランスファーモジュールＴＭａを順次介して、処理モジュール１０ａに移送される。処理モジュール１０ａに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ａによって、工程ＳＴ３ｂ１（ＲＩＥ法によるエッチング処理）が実行される。
【０１１８】
工程ＳＴ３ｂ１のエッチング処理後のウエハＷは、経路Ｐ３１ｂに沿って処理モジュール１０ａから真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、処理モジュール１０ｂに移送される。処理モジュール１０ａから処理モジュール１０ｂへのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、真空一貫の環境において行われる。処理モジュール１０ｂに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｂによって、工程ＳＴ３ｂ２（クリーニング）が実行される。
【０１１９】
工程ＳＴ３ｂ２によるクリーニング後のウエハＷは、経路Ｐ３１ｃに沿って処理モジュール１０ｂから真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、処理モジュール１０ｃ２に移送される。処理モジュール１０ｂから処理モジュール１０ｃ２へのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、真空一貫の環境において行われる。処理モジュール１０ｃ２に移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｃ２によって、工程ＳＴ３ｂ３が実行される。
【０１２０】
工程ＳＴ３ｂ３（第３の工程）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ３ｂ３では、処理モジュール１０ｃ２は、ウエハＷに対して、ＡＬＤ法を用いて、ＭｎＯｘのバリア層を形成する。
【０１２１】
工程ＳＴ３ｂ３によるバリア層の形成後のウエハＷは、経路Ｐ３１ｄに沿って処理モジュール１０ｇに移送される。この場合、ウエハＷは、処理モジュール１０ｃ２から真空状態のトランスファーモジュールＴＭａ、真空状態のロードロックモジュールＬＬＭｂ１、真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを順次介して、処理モジュール１０ｇに移送され得る。処理モジュール１０ｃ２から処理モジュール１０ｇへのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空一貫の環境において行われる。この場合、ウエハＷの移送は、真空状態のトランスファーモジュールＴＭａ、真空状態のロードロックモジュールＬＬＭｂ１、真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを順次介して、行われる。処理モジュール１０ｇに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｇによって、工程ＳＴ３ｂ４が実行される。
【０１２２】
工程ＳＴ３ｂ４（第２の工程）は、ウエハＷに対し表面還元処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ３ｂ４では、処理モジュール１０ｇは、ウエハＷに対して、水素ラジカルを用いて、ＭｎＯｘのバリア層に対し表面還元処理を行う。この表面還元処理によって、ＭｎＯｘ層の表面は還元されて金属Ｍｎとなり、その後のＣＶＤ法によるＲｕライナー層の形成を容易にする。このとき、表面還元処理時にウエハＷは約３００℃に加熱される。これにより、ＭｎＯｘ層と下地の層間絶縁膜とが反応してシリケート層を形成する。このシリケート層は膜厚が数ｎｍと薄いにもかかわらず良好なバリア性を示すことが知られており、好都合である。
【０１２３】
工程ＳＴ３ｂ４による表面還元処理後のウエハＷは、経路Ｐ３１ｅに沿って処理モジュール１０ｇから真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを介して、処理モジュール１０ｅに移送される。処理モジュール１０ｇから処理モジュール１０ｅへのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを介して、真空一貫の環境において行われる。処理モジュール１０ｅに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｅによって、工程ＳＴ３ｂ５が実行される。
【０１２４】
工程ＳＴ３ｂ５（第３の工程）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ３ｂ５では、処理モジュール１０ｅは、ウエハＷに対して、ＣＶＤ法を用いて、Ｒｕのライナー層を形成する。
【０１２５】
工程ＳＴ３ｂ５によるライナー層の形成後のウエハＷは、経路Ｐ３１ｆに沿って処理モジュール１０ｅから真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを介して、処理モジュール１０ｆに移送される。処理モジュール１０ｅから処理モジュール１０ｆへのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空状態のトランスファーモジュールＴＭｂを介して、真空一貫の環境において行われる。処理モジュール１０ｆに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｆによって、工程ＳＴ３ｂ６が実行される。
【０１２６】
工程ＳＴ３ｂ６（第３の工程）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ３ｂ６では、処理モジュール１０ｆは、ウエハＷに対して、イオン化ＰＶＤ法を用いて、Ｃｕの充填を行う。
【０１２７】
そして、工程ＳＴ３ｂ６が終了すると、処理システム１において、ウエハＷが経路Ｐ３１ｇに沿って収容容器ＬＰに移送される。この場合、ウエハＷは、処理モジュール１０ｆからトランスファーモジュールＴＭｂ、ロードロックモジュールＬＬＭｂ２、トランスファーモジュールＴＭａ、ロードロックモジュールＬＬＭａ、ローダモジュールＬＭを順次介して、収容容器ＬＰに移送される。この後、ウエハＷは更に他の処理システムに移行され、工程ＳＴ３ｃが実行される。
【０１２８】
工程ＳＴ３ｂ６の後、すなわち工程ＳＴ３ｂに引き続く工程ＳＴ３ｃでは、Ｃｕの電解めっきを行うことによって、ウエハＷの配線溝等にＣｕが埋め込まれる。なお、工程ＳＴ３ｃの実行は、図５に示す処理システム１とは別の処理システムで行われ得る。この場合、ウエハＷは、工程ＳＴ３ｂの後に図５に示す処理システム１から外部に搬出され、図５に示す処理システム１とは別の処理システムに搬入される。
【０１２９】
上記した第３の実施形態に係る処理システム１および方法ＭＴは、第１の実施形態の場合と同様の作用効果を奏し得る。さらに、第３の実施形態の場合には、バリア層の薄膜化と微細配線への適用性が向上され得る。
【０１３０】
（第３の実施形態の変形例）
本変形例では、図７が参照される。本変形例に係る処理システム１は、図７に示すように、図５に示す処理システム１の処理モジュール１０ａ〜処理モジュール１０ｆが、二つの処理システム（処理システム１ａ、処理システム１ｂ）に割り当てられている。
【０１３１】
図５において、トランスファーモジュールＴＭａに接続された処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｃ２は図７に示す処理システム１ａに設けられる。図５において、トランスファーモジュールＴＭｂに接続された処理モジュール１０ｇ、処理モジュール１０ｅ、処理モジュール１０ｆは図７に示す処理システム１ｂに設けられている。
【０１３２】
すなわち、図６の流図に示す方法ＭＴの一部は、図５に示す処理システム１を用いるが、図７に示す処理システム１を用いることもできる。図７に示す処理システム１の移送装置ＴＤは、処理システム１ａにおけるロードロックモジュールＬＬＭａ、トランスファーモジュールＴＭａと、処理システム１ｂにおけるロードロックモジュールＬＬＭａ、トランスファーモジュールＴＭｂとを備える。
【０１３３】
図６の流図に示す方法ＭＴの一部を図７に示す処理システム１を用いて実行する場合を考える。この場合、ウエハＷは、経路Ｐ３２ａに沿って、収容容器ＬＰ、ローダモジュールＬＭ、ロードロックモジュールＬＬＭａからトランスファーモジュールＴＭａを介して処理モジュール１０ａに移送される。そして処理モジュール１０ａにおいて工程ＳＴ３ｂ１が行われる。
【０１３４】
工程ＳＴ３ｂ１が終了すると、ウエハＷが経路Ｐ３２ｂに沿って処理モジュール１０ａからトランスファーモジュールＴＭａを介して処理モジュール１０ｂに移送され、処理モジュール１０ｂにおいて工程ＳＴ３ｂ２が行われる。
【０１３５】
工程ＳＴ３ｂ２が終了すると、ウエハＷが経路Ｐ３２ｃに沿って処理モジュール１０ｂからトランスファーモジュールＴＭａを介して処理モジュール１０ｃ２に移送され、処理モジュール１０ｃ２において工程ＳＴ３ｂ３が行われる。
【０１３６】
工程ＳＴ３ｂ３が終了すると、処理システム１ａにおいて、ウエハＷが経路Ｐ３２ｄ１に沿って処理モジュール１０ｃ２からトランスファーモジュールＴＭａを介してロードロックモジュールＬＬＭａ、ローダモジュールＬＭ、収容容器ＬＰに順次移送される。更にこの後、経路Ｐ３２ｄ２に沿って処理システム１ａの収容容器ＬＰから処理システム１ｂの収容容器ＬＰに大気暴露の環境下においてウエハＷが移送される。
【０１３７】
処理システム１ｂの収容容器ＬＰに移送されたウエハＷは、処理システム１ｂにおいて、経路Ｐ３２ｄ３に沿ってローダモジュールＬＭ、ロードロックモジュールＬＬＭａ、トランスファーモジュールＴＭｂを順次介して、処理モジュール１０ｇに移送される。そして、処理モジュール１０ｇにおいて工程ＳＴ３ｂ４が行われる。
【０１３８】
工程ＳＴ３ｂ４が終了すると、ウエハＷが経路Ｐ３２ｅに沿って処理モジュール１０ｇからトランスファーモジュールＴＭｂを介して処理モジュール１０ｅに移送され、処理モジュール１０ｅにおいて工程ＳＴ３ｂ５が行われる。
【０１３９】
工程ＳＴ３ｂ５が終了すると、ウエハＷが経路Ｐ３２ｆに沿って処理モジュール１０ｅからトランスファーモジュールＴＭｂを介して処理モジュール１０ｆに移送され、処理モジュール１０ｆにおいて工程ＳＴ３ｂ６が行われる。
【０１４０】
そして、工程ＳＴ３ｂ６が終了すると、処理システム１ｂにおいて、ウエハＷが経路Ｐ３２ｇに沿って処理モジュール１０ｆからトランスファーモジュールＴＭｂ、ロードロックモジュールＬＬＭａ、ローダモジュールＬＭを介して、収容容器ＬＰに移送される。この後、ウエハＷは他の処理システムに移行され、工程ＳＴ３ｃが実行される。
【０１４１】
上記した第３の実施形態の変形例に係る処理システム１および方法ＭＴは、第１の実施形態の場合と同様の作用効果を奏し得る。さらに、第３の実施形態の変形例の場合には、比較的に安価な搬送系、既存の搬送系の使用が可能となる。ここで、第３の実施形態の変形例において、処理システム１を処理システム１ａと処理システム１ｂとに分割できる理由について補足する。処理モジュール１０ｃ２で形成されるＭｎＯｘのバリア層は酸化膜であり、大気曝露してもそれ以上酸化は進まない。仮に大気暴露によってＭｎＯｘの酸化が進んだとしても、その後に行われる処理モジュール１０ｇでの処理は表面還元処理であり大気暴露の影響を除去できる。このような点で当該分割は好ましい。また、デバイスがＭｎＯｘで覆われておりキャップ膜として機能するため、大気暴露しても内部のＬｏｗ−ｋ膜やＣｕが大気に触れないという点でも当該分割は好ましい。
【０１４２】
（第４の実施形態）
本第４の実施形態では、図８および図９が参照される。図８は、第４の実施形態に係る処理システム１の構成を模式的に示す図である。図９は、第４の実施形態に係る方法ＭＴを示す流図である。図９に示す方法ＭＴの一部は、図８に示す処理システム１を用いて実行され得る。以下、第４の実施形態における各構成部の説明において、第１の実施形態、第２の実施形態、および第３の実施形態に含まれる構成についての説明は、説明の重複を避けるために、省略されている。
【０１４３】
図８に示す処理システム１は、複数の収容容器ＬＰ、ローダモジュールＬＭ、移送装置ＴＤ、気圧調整システムＡＣ、制御部Ｃｎｔ、複数の処理モジュール（処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｈ、処理モジュール１０ｆ１）を備える。移送装置ＴＤは、ロードロックモジュールＬＬＭａ、トランスファーモジュールＴＭａを備える。
【０１４４】
制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、図８に示す処理システム１の各部を統括的に制御する。制御部Ｃｎｔは、図９の流図に示す方法ＭＴの各工程において図８に示す処理システム１の各部を制御するためのコンピュータプログラム（入力されたレシピに基づくプログラム）に従って動作し、制御信号を送出する。制御部Ｃｎｔは、制御部Ｃｎｔからの制御信号により、図８に示す処理システム１の各部を制御することによって、図９の流図に示す方法ＭＴの一部を実行する。制御部Ｃｎｔの記憶部には、図９の流図に示す方法ＭＴの一部を実行するためのコンピュータプログラム、および、図９の流図に示す方法ＭＴの一部の実行に用いられる各種のデータが、読出し自在に格納されている。
【０１４５】
トランスファーモジュールＴＭａは、ロードロックモジュールＬＬＭａ、処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｈ、処理モジュール１０ｆ１に接続されている。トランスファーモジュールＴＭａ内の搬送ロボットは、トランスファーモジュールＴＭａを介して、ウエハＷを、自在に移動させ得る。この場合、ウエハＷは、当該搬送ロボットによって、ロードロックモジュールＬＬＭａ、処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｈ、処理モジュール１０ｆ１のそれぞれの間を移動され得る。
【０１４６】
第４の実施形態に係る処理システム１では、ウエハＷは、図９の流図に示す方法ＭＴに従って、図８に示す経路Ｐ４ａ〜経路Ｐ４ｅの順に移送される。
【０１４７】
処理モジュール１０ｈ（第３の処理モジュール）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、処理モジュール１０ｈは、ウエハＷに対して、ＣＶＤ法によって、核生成処理が行えるプラズマ処理装置である。処理モジュール１０ｈによって行われる核生成処理は、ドライプロセスである。
【０１４８】
処理モジュール１０ｆ１（第３の処理モジュール）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、処理モジュール１０ｆ１は、ウエハＷに対して、ＣＶＤ法によって、Ｒｕの充填処理が行えるプラズマ処理装置である。処理モジュール１０ｆ１によって行われるＲｕの充填処理は、ドライプロセスである。
【０１４９】
制御部Ｃｎｔは、処理モジュール１０ａ、処理モジュール１０ｂ、処理モジュール１０ｈ、処理モジュール１０ｆ１を、この順に駆動する。
【０１５０】
処理モジュール１０ａと処理モジュール１０ｂと処理モジュール１０ｈと処理モジュール１０ｆ１とは、何れも、トランスファーモジュールＴＭａに接続されている。
【０１５１】
図９に示す方法ＭＴの一部は、図８に示す処理システム１を用いて実行される。図９に示す方法ＭＴは、工程ＳＴ４ａ、工程ＳＴ４ｂ、工程ＳＴ４ｃを備える。工程ＳＴ４ｂは、工程ＳＴ４ｂ１（第１の工程）、工程ＳＴ４ｂ２（第２の工程）、工程ＳＴ４ｂ３（第３の工程）、工程ＳＴ４ｂ４（第３の工程）を備える。工程ＳＴ４ｂは図８に示す一の処理システム１において実行される。方法ＭＴの工程ＳＴ４ｂにおいて、工程ＳＴ４ｂ１、工程ＳＴ４ｂ２、工程ＳＴ４ｂ３、工程ＳＴ４ｂ４は、この順に実行される。より具体的に、工程ＳＴ４ｂでは、まず工程ＳＴ４ｂ１が実行され、引き続き工程ＳＴ４ｂ２が実行される。工程ＳＴ４ｂ２に引き続き工程ＳＴ４ｂ３が実行され、引き続き工程ＳＴ４ｂ４が実行される。ウエハＷは、工程ＳＴ４ｂの実行中に、処理システム１の外部に露出されることがなく、よって、大気に暴露されることがない。
【０１５２】
なお、図９に示す工程ＳＴ４ａ、工程ＳＴ４ｂ１、工程ＳＴ４ｂ２、工程ＳＴ４ｃのそれぞれは、図２に示す工程ＳＴ１ａ、工程ＳＴ１ｂ１、工程ＳＴ１ｂ２、工程ＳＴ１ｃのそれぞれと同様である。
【０１５３】
工程ＳＴ４ａの後、ウエハＷは処理システム１に移送され、当該処理システム１において、工程ＳＴ４ａに引き続く工程ＳＴ４ｂが実行される。工程ＳＴ４ｂは、処理システム１内において、ドライプロセスのみが、真空一貫の環境のもとで実行される。工程ＳＴ４ｂは、工程ＳＴ４ｂ１〜工程ＳＴ４ｂ４を備える。
【０１５４】
処理システム１に移送されたウエハＷは、経路Ｐ４ａに沿って収容容器ＬＰ、ローダモジュールＬＭ、ロードロックモジュールＬＬＭａ、トランスファーモジュールＴＭａを順次経て、まず処理モジュール１０ａに移送される。処理モジュール１０ａに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ａによって、工程ＳＴ４ｂ１（ＲＩＥ法によるエッチング処理）が実行される。
【０１５５】
工程ＳＴ４ｂ１のエッチング処理後のウエハＷは、経路Ｐ４ｂに沿って処理モジュール１０ａから真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、処理モジュール１０ｂに移送される。処理モジュール１０ａから処理モジュール１０ｂへのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、真空一貫の環境において行われる。処理モジュール１０ｂに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｂによって、工程ＳＴ４ｂ２（クリーニング）が実行される。
【０１５６】
工程ＳＴ４ｂ２によるクリーニング後のウエハＷは、経路Ｐ４ｃに沿って処理モジュール１０ｂから真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、処理モジュール１０ｈに移送される。処理モジュール１０ｂから処理モジュール１０ｈへのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、真空一貫の環境において行われる。処理モジュール１０ｈに移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｈによって、工程ＳＴ４ｂ３が実行される。
【０１５７】
工程ＳＴ４ｂ３（第３の工程）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ４ｂ３では、処理モジュール１０ｈは、ウエハＷに対して、ＣＶＤ法を用いて、核生成処理を行う。この核生成処理においては、金属を島状に成長させればよいので、連続膜でなくてもよい。この処理により、ウエハＷの表面には数ｎｍ程度の金属の核が形成される。核付け金属の種類としては、低真空でも酸化し難いものであって既存デバイスでの導入実績があるものが好ましく、その具体例としては、ＴｉＮ、ＭｎＮ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｗ、ＷＳｉｘ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔなどが挙げられる。金属核の存在により、その後のＣＶＤ法によるライナー層の形成が容易になる。
【０１５８】
工程ＳＴ４ｂ３による核生成処理後のウエハＷは、経路Ｐ４ｄに沿って処理モジュール１０ｈから真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、処理モジュール１０ｆ１に移送される。処理モジュール１０ｈから処理モジュール１０ｆ１へのウエハＷの移送は、ウエハＷを大気に暴露することなく、真空状態のトランスファーモジュールＴＭａを介して、真空一貫の環境において行われる。処理モジュール１０ｆ１に移送されたウエハＷには、処理モジュール１０ｆ１によって、工程ＳＴ４ｂ４が実行される。
【０１５９】
工程ＳＴ４ｂ４（第３の工程）は、ウエハＷに対し堆積処理を行う。より具体的に、工程ＳＴ４ｂ４では、処理モジュール１０ｆ１は、ウエハＷに対して、ＣＶＤ法を用いて、配線材料の充填を行う。配線材料としては、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｎｉが挙げられる。本開示では、一例としてＲｕの充填を行う。
【０１６０】
そして、工程ＳＴ４ｂ４が終了すると、処理システム１において、ウエハＷが経路Ｐ４ｅに沿って処理モジュール１０ｆ１からトランスファーモジュールＴＭａ、ロードロックモジュールＬＬＭａ、ローダモジュールＬＭを順次介して、収容容器ＬＰに移送される。この後、ウエハＷは更に他の処理システムに移行され、工程ＳＴ４ｃが実行される。
【０１６１】
工程ＳＴ４ｂ４の後、すなわち工程ＳＴ４ｂに引き続く工程ＳＴ４ｃでは、Ｃｕの電解めっきを行うことによって、ウエハＷの配線溝等にＣｕが埋め込まれる。なお、工程ＳＴ４ｃの実行は、図８に示す処理システム１とは別の処理システムで行われ得る。この場合、ウエハＷは、工程ＳＴ４ｂの後に図８に示す処理システム１から外部に搬出され、図８に示す処理システム１とは別の処理システムに搬入される。
【０１６２】
上記した第４の実施形態に係る処理システム１および方法ＭＴは、第１の実施形態の場合と同様の作用効果を奏し得る。さらに、第４の実施形態の場合には、ウエハＷにおいてバリア層を含まない構成に対応可能であり、配線抵抗を下げることが可能になる。また、構成される処理モジュール（ウエハＷに対し堆積処理を行うもの）はスパッタ装置ではなくＣＶＤ装置であるため、トランスファーモジュールの真空度は高真空である必要がなく、ターボ分子ポンプを必要としないため経済的である。
【０１６３】
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、および変更がなされてもよい。また、異なる例示的実施形態における要素を組み合わせて他の例示的実施形態を形成することが可能である。
【０１６４】
例えば、処理モジュール１０ｂについては、水素によるアッシングを効率よく行い得る構成を有するプラズマ処理装置を用いることができる。処理モジュール１０ｂは、高周波アンテナを用いて生成された水素ラジカルを用いて表面処理を行う。このようなプラズマ処理装置は、リモートプラズマではない高密度プラズマと、大流量水素による大量の水素ラジカルとを供給し得る。高密度プラズマの生成には、例えば、図１０〜図１４に示すプラズマ処理装置１００、図１５、図１６に示すマイクロ波プラズマ処理装置１１、等が用いられ得る。
【０１６５】
プラズマ処理装置１００は、ＩＣＰ装置の一種であり、特開２０１０−２５８３２４図１に記載のプラズマ処理装置である。プラズマ処理装置１００は、ＩＣＰ装置であるにも関わらず比較的に高い圧力のもとでプラズマを発生し得るので、より多くの水素ラジカルを生成し得る。
【０１６６】
マイクロ波プラズマ処理装置１１は、Radial  Line  Slot  Antennaを備える。Radial  Line  Slot  Antennaは、マイクロ波プラズマを生成する。
【０１６７】
プラズマ処理装置１００、および、マイクロ波プラズマ処理装置１１、の何れにおいても、天板とウエハＷとの間を十分に離間することによって、比較的に低い電子温度と比較的に大きなラジカル/イオン比とを有するラジカルリッチな領域を形成し得る。このようなラジカルリッチな領域を用いることによって、処理モジュール１０ｂはイオントラップレス構造を有し得る。
【０１６８】
処理モジュール１０ｂには、ＩＣＰ装置であるプラズマ処理装置１００およびRadial  Line  Slot  Antennaを有するマイクロ波プラズマ処理装置１１の他に、以下のようなプラズマ処理装置が用いられ得る。すなわち、処理モジュール１０ｂには、ＥＣＲ（Electron  Cyclotron  Resonance）プラズマ装置、ヘリコン波（Helicon  Wave）プラズマ装置、等が用いられ得る。
【０１６９】
更に、処理モジュール１０ｂは、比較的に排気速度の大きなポンプを有することができる。この場合、処理モジュール１０ｂは、当該ポンプを用いることによって、処理モジュール１０ｂ内の処理プロセスによって生成される物質の排出を比較的に高速の排気によって促進し得る。このため、処理モジュール１０ｂによる処理プロセスにおいて生じ得る化学反応の進行が促進される。
【０１７０】
また、処理モジュール１０ｂ（第２の工程）は、処理モジュール１０ｂの内部（ウエハＷの周囲）に水素ラジカルを供給しつつ互いに異なる二つの圧力が交互にくりかえされるように処理モジュール１０ｂの内部の圧力を調整することができる。このような調整が行われることによって表面処理が行われ得る。処理モジュール１０ｂは、処理モジュール１０ｂの内部に第１圧力で水素ラジカルを供給する処理と、処理モジュール１０ｂの内部への水素ラジカルの供給を停止し、処理モジュール１０ｂの内部の圧力を第２圧力とする処理とを交互に繰り返すことができる。第２の圧力は、第１の圧力よりも低い。このような二つの処理が繰り返されることによって、表面処理が行われ得る。処理モジュール１０ｂの内部の圧力の調整は、例えば、自動圧力制御（APC：Adaptive  Pressure  Control）装置の排気開度を調整することによって行い得る。このような圧力変動を伴う表面処理を行うことによって、ウエハＷのパターン内に生成される副産物の排出が促進され得る。特に、処理モジュール１０ｂにプラズマ処理装置１００またはマイクロ波プラズマ処理装置１１は、このような圧力変動が生じる環境においても、水素ラジカルを十分に供給し得る（すなわち圧力変動があってもプラズマが失活しにくい）。
【０１７１】
また、移送装置ＴＤは、下記の排気系（ポンプおよびパージガス）の構成を備え得る。移送装置ＴＤは、トランスファーモジュールＴＭａ、トランスファーモジュールＴＭｂのそれぞれの内部の酸素分圧および水蒸気分圧の調整に、パージガスおよびクライオポンプの少なくとも一方または両方を用い得る。換言すれば、方法ＭＴは、第１の工程、第２の工程、第３の工程の各工程間において、ウエハＷの周囲の酸素分圧および水蒸気分圧の調整に、パージガスおよびクライオポンプの少なくとも一方または両方を用い得る。第１の工程は、工程ＳＴ１ｂ１、工程ＳＴ２ｂ１、工程ＳＴ３ｂ１、工程ＳＴ４ｂ１の何れかを意味する。第２の工程は、工程ＳＴ１ｂ２、工程ＳＴ２ｂ２、工程ＳＴ３ｂ２、工程ＳＴ３ｂ４、工程ＳＴ４ｂ２の何れかを意味する。第３の工程は、工程ＳＴ１ｂ３、工程ＳＴ１ｂ４、工程ＳＴ２ｂ３、工程ＳＴ２ｂ４、工程ＳＴ２ｂ５、工程ＳＴ３ｂ３、工程ＳＴ３ｂ５、工程ＳＴ３ｂ６、工程ＳＴ４ｂ３、工程ＳＴ４ｂ４の何れかを意味する。
【０１７２】
まず、移送装置ＴＤは、水の排気速度が比較的に速いクライオポンプを備え得る。移送装置ＴＤは、トランスファーモジュールＴＭａ、トランスファーモジュールＴＭｂのそれぞれの内部の水蒸気をクライオポンプによって排気し得る。換言すれば、方法ＭＴは、第１の工程、第２の工程、第３の工程の各工程間において、ウエハＷの周囲の水蒸気をクライオポンプによって排気する。
【０１７３】
クライオポンプの動作圧力範囲は比較的に広く、１０〜１０−８［Ｐａ］である。従って、クライオポンプを用いる場合にはＴＭＰ（ターボ分子ポンプ）の設置は任意である。なお、移送装置ＴＤにおいて水のみの排気を行う場合、移送装置ＴＤは、凝集面の温度が８０〜１３０［Ｋ］程度のウォーターポンプを用い得る。
【０１７４】
また、移送装置ＴＤにおいて用いるパージガスは、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）の管内で生成された極低酸素分圧（例えば１０−１９［Ｐａ］以下の範囲）の不活性ガスであり得る。この場合、移送装置ＴＤは、ＹＳＺの配管を備える。このようなパージガスを用いることによって、露出したＣｕ配線の酸化が十分に抑制され得る。
【０１７５】
移送装置ＴＤにおいて用いるパージガスは、還元作用のある比較的に微量のＨ２ガスまたはＣＯガスを含み得る。このようなパージガスを用いることによって、露出したＣｕ配線の酸化が十分に抑制され得る。
【０１７６】
図１０〜図１４を参照して、プラズマ処理装置１００の構成を説明する。プラズマ処理装置１００は、第２の工程が行われる処理モジュール１０ｂの一例である。第２の工程は、工程ＳＴ１ｂ２、工程ＳＴ２ｂ２、工程ＳＴ３ｂ２、工程ＳＴ３ｂ４、工程ＳＴ４ｂ２の何れかを意味する。
【０１７７】
プラズマ処理装置１００は、平面状の高周波アンテナに高周波電力を印加して処理室内に励起した処理ガスのプラズマによって、ウエハＷに所定のプラズマ処理を施すＩＣＰ装置である。プラズマ処理装置１００は、高周波アンテナ１４０を備える。高周波アンテナ１４０は、ＩＣＰを生成する平面渦巻きコイル状の形状を有する。高周波アンテナ１４０の内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂのそれぞれは、両端が開放されるとともに中央部（中点または中点の近傍）が接地される。内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂのそれぞれは、高周波電源１５０Ａ、高周波電源１５０Ｂのそれぞれから供給される比較的に高周波の信号の波長の１／２波長で共振する。なお、図１０〜図１４に示すプラズマ処理装置１００の場合、高周波アンテナ１４０は二つのコイルを有しているが、高周波アンテナ１４０は単一のコイルを有していてもよい。
【０１７８】
プラズマ処理装置１００は、金属製（例えばアルミニウム製）の筒状（例えば円筒状）に形成された処理室１０２を備える。処理室１０２の形状は、円筒状に限られるものではなく、例えば角筒状（例えば箱状）であり得る。
【０１７９】
処理室１０２の底部には、ウエハＷを載置するための載置台１１０が設けられている。載置台１１０は、アルミニウムなどによって略柱状（例えば円柱状）に成形されている。なお、載置台１１０の形状は、円柱状に限られない。例えば、載置台１１０の形状は、角柱状（例えば多角柱状）であり得る。なお、図示はしないが、載置台１１０は、静電チャックおよび温度調整機構等、必要に応じて様々な機能を有し得る。静電チャックは、ウエハＷをクーロン力により吸着保持する。温度調整機構は、ヒータ、冷媒流路等を有し得る。
【０１８０】
処理室１０２の天井部には、板状誘電体１０４が載置台１１０に対向するように設けられている。板状誘電体１０４の材料は、例えば石英ガラスやセラミックなどであり得る。板状誘電体１０４は、例えば円板状に形成される。板状誘電体１０４は、処理室１０２の天井部に形成された開口を塞ぐように気密に取り付けられている。
【０１８１】
処理室１０２には、ガス供給部１２０が設けられている。ガス供給部１２０は、ウエハＷを処理するための処理ガス等を供給する。ガス供給部１２０は、例えば図１０に示すように構成される。処理室１０２の側壁部には、ガス導入口１２１が形成されている。ガス導入口１２１には、ガス供給配管１２３を介してガス供給源１２２が接続されている。ガス供給配管１２３の途中には、マスフローコントローラ１２４、開閉バルブ１２６が介在している。マスフローコントローラ１２４（ＭＦＣ）は、例えば、処理ガスの流量を制御する流量制御器の一例である。ガス供給部１２０によれば、ガス供給源１２２からの処理ガスは、マスフローコントローラ１２４により所定の流量に制御されて、ガス導入口１２１から処理室１０２内に供給される。
【０１８２】
図１０では説明を簡単にするため、ガス供給部１２０を一系統のガスラインで表現しているが、ガス供給部１２０は単一のガス種の処理ガスを供給する場合に限られるものではなく、複数のガス種を処理ガスとして供給するものであってもよい。この場合、ガス供給部１２０には、複数のガス供給源と、複数系統のガスラインと、各ガスラインに設けられるマスフローコントローラとが設けられ得る。また、図１０ではガス供給部１２０を処理室１０２の側壁部からガスを供給するように構成した場合を例に挙げているが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば処理室１０２の天井部からガスを供給するように構成してもよい。この場合には、例えば板状誘電体１０４の例えば中央部にガス導入口を形成し、そのガス導入口からガスを供給するようにしてもよい。
【０１８３】
処理室１０２の底部には、排気部１３０が排気管１３２を介して接続されている。排気部１３０は、処理室１０２内の雰囲気を排出する。排気部１３０は、例えば真空ポンプを備える。排気部１３０は、処理室１０２内を所定の圧力まで減圧し得る。処理室１０２の側壁部には、ウエハ搬出入口１３４が形成される。ウエハ搬出入口１３４には、ゲートバルブ１３６が設けられている。例えばウエハＷの搬入する際には、ゲートバルブ１３６を開いて図示しない搬送アームなどの搬送機構によってウエハＷを処理室１０２内の載置台１１０上に載置し、ゲートバルブ１３６を閉じてウエハＷの処理を行う。
【０１８４】
処理室１０２の天井部には、平面状の高周波アンテナ１４０と、シールド部材１６０とが配設されている。高周波アンテナ１４０は、板状誘電体１０４の上側面（外側面）に配置されている。シールド部材１６０は、高周波アンテナ１４０を覆う。高周波アンテナ１４０は、内側アンテナ素子１４２Ａと、外側アンテナ素子１４２Ｂとを備える。内側アンテナ素子１４２Ａは、板状誘電体１０４の中央部に配置されている。外側アンテナ素子１４２Ｂは、内側アンテナ素子１４２Ａの外周を囲むように配置されている。内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂのそれぞれは、例えば銅、アルミニウム、ステンレス等の導体を有し得る。内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂのそれぞれは、例えば渦巻きコイル状に形成され得る。
【０１８５】
内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂは、ともに、複数の挟持体１４４によって挟持される。これにより、内側アンテナ素子１４２Ａと外側アンテナ素子１４２Ｂとは、一体に設けられ得る。挟持体１４４は、例えば図１１に示すように棒状の形状を有する。挟持体１４４は、内側アンテナ素子１４２Ａの中央付近から外側アンテナ素子１４２Ｂの外側に張り出すように放射線状に配置され得る。図１１に示す内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂは、一例として、３つの挟持体１４４によって挟持されている。
【０１８６】
シールド部材１６０は、筒状の内側シールド壁１６２Ａと、筒状の外側シールド壁１６２Ｂとを備える。内側シールド壁１６２Ａは、内側アンテナ素子１４２Ａを囲むように、内側アンテナ素子１４２Ａと外側アンテナ素子１４２Ｂとの間に設けられている。外側シールド壁１６２Ｂは、外側アンテナ素子１４２Ｂを囲むように設けられている。これにより、板状誘電体１０４の上側面は、中央部（中央ゾーン）と、周縁部（周縁ゾーン）とに分けられる。板状誘電体１０４の上側面の中央部は、内側シールド壁１６２Ａの内側に配置されている。板状誘電体１０４の上側面の周縁部は、内側シールド壁１６２Ａと外側シールド壁１６２Ｂとの間に配置されている。
【０１８７】
内側アンテナ素子１４２Ａ上には、円板状の内側シールド板１６４Ａが設けられている。内側シールド板１６４Ａは、内側シールド壁１６２Ａの開口を塞ぐように設けられている。外側アンテナ素子１４２Ｂ上には、ドーナツ板状の外側シールド板１６４Ｂが設けられている。外側シールド板１６４Ｂは、内側シールド壁１６２Ａと外側シールド壁１６２Ｂとの間の開口を塞ぐように設けられている。
【０１８８】
なお、シールド部材１６０の形状は、円筒状に限られるものではない。シールド部材１６０の形状を例えば角筒状など他の形状にしてもよいが、処理室１０２の形状に合わせることが好ましい。ここでは、例えば処理室１０２を略円筒状としているので、それに合わせてシールド部材１６０も略円筒状に形成している。また、処理室１０２が略角筒状であれば、シールド部材１６０も略角筒状とするのが好ましい。
【０１８９】
内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂのそれぞれには、高周波電源１５０Ａ、高周波電源１５０Ｂのそれぞれが接続されている。これにより、内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂには、同じ周波数または異なる周波数の高周波を、印加できる。
【０１９０】
例えば内側アンテナ素子１４２Ａに高周波電源１５０Ａから所定の周波数（例えば４０［ＭＨｚ］）の高周波を所定のパワーで供給する場合を考える。この場合、処理室１０２内に形成された誘導磁界によって処理室１０２内に導入された処理ガスが励起され、ウエハＷ上の中央部にドーナツ型のプラズマが生成される。
【０１９１】
また、外側アンテナ素子１４２Ｂに高周波電源１５０Ｂから所定の周波数（例えば６０［ＭＨｚ］）の高周波を所定のパワーで供給する場合を考える。この場合、処理室１０２内に形成された誘導磁界によって処理室１０２内に導入された処理ガスが励起され、ウエハＷ上の周縁部に別のドーナツ型のプラズマが生成される。
【０１９２】
これらのプラズマによって、アッシング処理、エッチング処理、成膜処理等、ウエハに対する所定のプラズマ処理が実行される。高周波電源１５０Ａ、高周波電源１５０Ｂから出力される高周波は、上述した周波数に限られるものではない。高周波電源１５０Ａ、高周波電源１５０Ｂから出力される高周波は、例えば１３．５６［ＭＨｚ］、２７［ＭＨｚ］、４０［ＭＨｚ］、６０［ＭＨｚ］等の様々な周波数の高周波であり得る。但し、高周波電源１５０Ａ、高周波電源１５０Ｂから出力される高周波に応じて、内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂの電気的長さを調整する必要がある。
【０１９３】
また、内側シールド板１６４Ａ、外側シールド板１６４Ｂのそれぞれは、アクチュエータ１６８Ａ、アクチュエータ１６８Ｂのそれぞれによって高さが調整され得る。
【０１９４】
プラズマ処理装置１００には、制御部２００が接続されている。制御部２００は、プラズマ処理装置１００の各部の動作を制御する。制御部２００には、キーボードと操作部２１０とが接続されている。キーボードは、オペレータによって、プラズマ処理装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等が行われる。操作部２１０は、ディスプレイ等を有する。ディスプレイは、プラズマ処理装置１００の稼働状況を可視化して表示する。
【０１９５】
制御部２００には、記憶部２２０が接続されている。記憶部２２０は、プログラムおよびレシピデータ等が記憶される。プログラムは、プラズマ処理装置１００において実行される各種処理を制御部２００の制御によって実現し得るコンピュータプログラムである。
【０１９６】
レシピデータは、プログラムを実行するために必要なデータである。レシピデータは、例えばウエハＷのプロセス処理を実行させるための複数のプロセス処理レシピの他に、処理室１０２内のクリーニング処理など必要な処理を行うためのレシピを含む。これらのレシピは、プラズマ処理装置１００の各部を制御する制御パラメータと、設定パラメータなどの複数のパラメータ値とを含む。プロセス処理レシピは、例えば処理ガスの流量比、処理室１０２内の圧力、内側アンテナ素子１４２Ａおよび外側アンテナ素子１４２Ｂに印加する高周波の周波数やパワー、等のパラメータ値を有する。
【０１９７】
なお、これらのレシピはハードディスクや半導体メモリに記憶されていてもよく、またＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で記憶部２２０の所定位置にセットするようになっていてもよい。制御部２００は、操作部２１０からの指示等に基づいて所望のプロセス処理レシピを記憶部２２０から読み出してプラズマ処理装置１００の各部を制御することによって、プラズマ処理装置１００において所望の処理を実行する。
【０１９８】
制御部２００と、制御部２００に接続される操作部２１０、記憶部２２０等の各種構成とは、制御部Ｃｎｔに含まれ得る。
【０１９９】
高周波アンテナ１４０の具体的構成例について図面を参照しながら説明する。高周波アンテナ１４０は、図１１に示すように、内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂを備える。内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂのそれぞれの両端を自由端ａ、ｂとする。内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂのそれぞれは、巻き方向の長さの中央部（中点または中点の近傍）を接地点（グラウンド）とする１／２波長の定在波を形成できるように構成されている。
【０２００】
すなわち、内側アンテナ素子１４２Ａは、高周波電源１５０Ａから供給される所定の基準周波数の１／２波長で共振（半波長モードで共振）するように、長さ、巻径、巻回ピッチ、巻数が設定される。内側アンテナ素子１４２Ａにおける基準周波数は、例えば４０［ＭＨｚ］であり得る。例えば内側アンテナ素子１４２Ａの電気的長さは、基準周波数の１／２倍によって共振する長さ、すなわち基準周波数における１波長の１／２倍の長さである。
【０２０１】
また、外側アンテナ素子１４２Ｂは、高周波電源１５０Ｂから供給される所定の基準周波数の１／２波長で共振（半波長モードで共振）するように、長さ、巻径、巻回ピッチ、巻数が設定される。外側アンテナ素子１４２Ｂにおける基準周波数は、例えば６０［ＭＨｚ］であり得る。例えば外側アンテナ素子１４２Ｂの電気的長さは、基準周波数の１／２倍によって共振する長さ、すなわち基準周波数における１波長の１／２倍の長さである。
【０２０２】
なお、内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂのそれぞれは、パイプ状、線状、板状等の形状を有し得る。内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂのそれぞれは、巻回ピッチが同じ場合には、導体間距離が大きい方が耐電圧を大きくとれる点で有利である。従って、内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂの形状は耐電圧の観点からは、厚みが大きいパイプ状にするよりも、厚みが小さい板状にした方が導体間距離を大きくとれる点で有利である。内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂの巻回ピッチをより狭くしたい場合も耐電圧の観点からは板状にした方が有利である。
【０２０３】
この場合、高周波電源１５０Ａ、高周波電源１５０Ｂからの高周波を供給する給電ポイントは、接地点よりも内側であっても外側であってもよく、例えばインピーダンスが５０［Ω］となる点であることが好ましい。給電ポイントは可変にしてもよい。この場合、モータなどにより給電ポイントを自動で変更できるようにしてもよい。
【０２０４】
このような高周波アンテナ１４０による作用を以下に説明する。内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂのそれぞれに高周波電源１５０Ａ、高周波電源１５０Ｂのそれぞれからの基準周波数の高周波を印加して半波長モードで共振させる。すると、図１２、図１３に示すように、ある瞬間では内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂに印加される電圧Ｖのそれぞれは、中央部（接地点）がゼロとなり、一方の端部が正のピークとなり、他方の端部が負のピークとなるような波形になる。これに対して、内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂに印加される電流Ｉのそれぞれは、電圧波形と９０度位相がずれるため、中央部（接地点）が最大となり、両端部がゼロとなるような波形になる。
【０２０５】
このような定在波によって図１４に示すように内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂを構成する渦巻きコイルの略中央にそれぞれの最大強度を有する垂直磁場ＨＡ、ＨＢが発生する。従って、処理室１０２内にはその垂直磁場ＨＡ、ＨＢを中心とする円形電場ＥＡ、ＥＢがほぼ同じ平面内に励起される。これにより、内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂのそれぞれの接地点の下方あたりにそれぞれドーナツ型のプラズマＰＡ、プラズマＰＢが生成される。しかも、内側アンテナ素子１４２Ａ、外側アンテナ素子１４２Ｂに印加される平均電圧は非常に小さいので、容量結合度が極めて弱いため、それぞれ電位の低いプラズマを生成できる。
【０２０６】
図１５、図１６を参照して、マイクロ波プラズマ処理装置１１の構成を説明する。マイクロ波プラズマ処理装置１１は、第２の工程が行われる処理モジュール１０ｂの一例である。第２の工程は、工程ＳＴ１ｂ２、工程ＳＴ２ｂ２、工程ＳＴ３ｂ２、工程ＳＴ３ｂ４、工程ＳＴ４ｂ２の何れかを意味する。
【０２０７】
図１５および図１６に示すように、マイクロ波プラズマ処理装置１１は、マイクロ波をプラズマ源とするプラズマ処理装置である。マイクロ波プラズマ処理装置１１は、処理容器１２、ガス供給機構１３、保持台１４、マイクロ波発生器１５、導波管１６、同軸導波管１７、遅波板１８、スロットアンテナ板２０、誘電体窓２１、および、制御部（制御部Ｃｎｔに含まれ得る）を備える。
【０２０８】
処理容器１２は、ウエハＷにプラズマ処理を行う処理空間を有する。ガス供給機構１３は、処理容器１２内にプラズマ処理用のプロセスガス等を供給する。保持台１４は、処理容器１２内に設けられ、ウエハＷを保持する。マイクロ波発生器１５は、処理容器１２の外部に接続して設けられ、プラズマ励起用のマイクロ波を発生させる。
【０２０９】
導波管１６および同軸導波管１７は、マイクロ波発生器１５により発生させたマイクロ波を処理容器１２内に導入する。遅波板１８は、同軸導波管１７の下方端部に連結されており、同軸導波管１７によって導入されたマイクロ波を径方向に伝播する誘電体を備える。スロットアンテナ板２０は、遅波板１８の下方側に配置されており、遅波板１８によって伝播されたマイクロ波を放射するスロット１９を複数有する。誘電体窓２１は、スロットアンテナ板２０の下方側に配置されており、スロット１９から放射されたマイクロ波を処理容器１２内に透過させる。
【０２１０】
制御部は、マイクロ波プラズマ処理装置１１の全体を制御する。制御部は、ガス供給機構１３におけるガス流量、処理容器１２内の圧力等、ウエハＷをプラズマ処理するためのプロセス条件を制御する。
【０２１１】
処理容器１２は、ウエハＷを収容可能な構成となっている。処理容器１２は、保持台１４の下方側に位置する底部２２と、底部２２の外周から上方向に延びる側壁２３と含む。側壁２３は、円筒状である。処理容器１２の底部２２には、排気用の排気孔２５が設けられている。排気孔２５には、排気管２５ａを介して排気装置２５ｂが接続されている。排気装置２５ｂは、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有している。排気装置２５ｂにより、処理容器１２の内部を所望の真空度まで減圧することができる。
【０２１２】
側壁２３の上端部は、開口を形成している。側壁２３の上端部には、誘電体窓２１を支持する支持部材２４が設けられている。支持部材２４は、側壁２３の上端部の一部を構成する。支持部材２４の内周側には、誘電体窓２１の外周面を収容するための凹部２４ａが形成されている。
【０２１３】
支持部材２４は、誘電体窓２１の外周面が支持部材２４の凹部２４ａに収容された状態で側壁２３の上端部の開口を塞ぐように、処理容器１２に気密に取り付けられている。誘電体窓２１の外周面と、支持部材２４の凹部２４ａの表面のうち誘電体窓２１の外周面と対向する表面との間には、隙間２１−１が設けられている。
【０２１４】
誘電体窓２１と、支持部材２４の凹部２４ａとの間には、Ｏリング３１が介在している。誘電体窓２１は、Ｏリング３１を介して支持部材２４の凹部２４ａに収容支持される。誘電体窓２１およびＯリング３１によって、処理容器１２は密封される。
【０２１５】
側壁２３には、開口部２３ａが形成される。開口部２３ａには、開口部２３ａを開閉するゲートバルブ２６が設けられる。マイクロ波プラズマ処理装置１１は、ゲートバルブ２６を開にしてウエハＷを搬出入する。
【０２１６】
保持台１４は、円板状のウエハＷをその上に載置するようにして保持する。保持台１４には、ＲＦ（Radio  Frequency）バイアス用のバイアス用高周波電源４３がマッチングユニット４４および給電棒４５を介して電気的に接続されている。バイアス用高周波電源４３は、ウエハＷに引き込むイオンのエネルギーを制御するのに適した一定の周波数、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波を後述する所定のパワーで出力する。マッチングユニット４４は、バイアス用高周波電源４３側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、処理容器１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容している。この整合器の中には、自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。
【０２１７】
保持台１４の上面には、静電チャック１４ａが設けられている。静電チャック１４ａは、ウエハＷを静電吸着力で保持する。静電チャック１４ａは、絶縁膜１４ｂおよび電極１４ｃを含んでいる。電極１４ｃは、導電膜によって構成されており、絶縁膜１４ｂの内部に埋め込まれている。電極１４ｃには、直流電源１４ｄがスイッチ１４ｅおよび被覆線１４ｆを介して電気的に接続されている。静電チャック１４ａは、直流電源１４ｄから印加される直流電圧により発生するクーロン力を用いて、ウエハＷを吸着保持することができる。
【０２１８】
マイクロ波発生器１５は、中心導体２９ａおよび外周導体２９ｂから構成される同軸導波管１７およびモード変換器３０を介して、マイクロ波を導入する導波管１６の上流側に接続されている。同軸導波管１７を構成し、いずれも円筒状である中心導体２９ａおよび外周導体２９ｂは、径方向の中心を一致させ、中心導体２９ａの外径面と、外周導体２９ｂの内径面との間隔を開けるようにして、図１５中の紙面上下方向に延びるようにして配置される。
【０２１９】
スロットアンテナ板２０は、薄板状であって、例えば銅材にニッケルめっきした円板状である。スロットアンテナ板２０の板厚方向の両面は、それぞれ平坦である。スロットアンテナ板２０には、板厚方向に貫通する複数のスロット１９が複数設けられている。スロット１９は、一方方向に長い第一のスロット１９ａと、第一のスロット１９ａと直交する方向に長い第二のスロット１９ｂとが、隣り合って一対となるように形成されている。具体的には、隣り合う２つのスロット（第一のスロット１９ａ、第二のスロット１９ｂ）が一対となって、略ハ字状となるように配置されて構成されている。すなわち、スロットアンテナ板２０は、一方方向に延びる第一のスロット１９ａおよび一方方向に対して垂直な方向に延びる第二のスロット１９ｂから構成されるスロット対３２を有する構成である。なお、スロット対３２の一例については、図１５中の点線で示す領域で図示している。スロットアンテナ板２０の径方向の中央には、貫通孔３３が設けられている。スロットアンテナ板２０は、径方向の中心を基準とした回転対称性を有する。
【０２２０】
誘電体窓２１は、略円板状であって、所定の板厚を有する。誘電体窓２１は、たとえば石英やアルミナ等といった誘電体から構成されている。誘電体窓２１は、下側を処理容器１２の支持部材２４の上に載せて、スロットアンテナ板２０と共に固定部材(図示してない)で固定して取り付けられる。誘電体窓２１の径方向の中央には、板厚方向、すなわち、図１５中の紙面上下方向に貫通する貫通孔３４が設けられている。貫通孔３４は、上側領域の径が下側領域の径よりも大きくなるように形成されている。
【０２２１】
誘電体窓２１のうち、マイクロ波プラズマ処理装置１１に備えられた際にプラズマを生成する側となる下面３５の径方向外側領域を考える。この径方向外側領域には、環状に連なっており、誘電体窓２１の板厚方向内方側に（図１５における紙面上方向に向かって）テーパ状に凹む誘電体窓凹部３６が設けられている。誘電体窓凹部３６より内側にデンプル状の溝を複数設けても良い。
【０２２２】
処理容器１２内には、ガス供給機構１３によりプラズマ処理用のプロセスガスが供給される。マイクロ波プラズマ処理装置１１においては、制御部により、ウエハＷの温度が、例えば−２０〜２５０［℃］の範囲で処理に適した温度に設定される。マイクロ波発生器１５により発生させたマイクロ波は、同軸導波管１７を通って、遅波板１８に伝播され、スロットアンテナ板２０に設けられた複数のスロット１９から誘電体窓２１に放射される。
【０２２３】
誘電体窓２１を透過したマイクロ波は、誘電体窓２１の直下に電界を生じさせ、処理容器１２内にプラズマを生成させる。誘電体窓２１の直下で生成されたプラズマは、誘電体窓２１から離れる方向、すなわち、保持台１４に向かう方向に拡散していく。そして、拡散したプラズマによって、保持台１４に載置されたウエハＷを含む領域に、プラズマ拡散領域が、形成される。
【０２２４】
ウエハＷに対してプラズマエッチング等のプラズマ処理を行う。マイクロ波プラズマ処理装置１１において処理に供されるマイクロ波プラズマは、比較的に低電子温度例えば１．０［eＶ］程度のプラズマを生成することができるため、ウエハＷへのプラズマダメージを低減させることができる。上記した構成のスロットアンテナ板２０および遅波板１８を含む構成のアンテナは、Radial  Line  Slot  Antennaの一例である。
【０２２５】
処理容器１２内にプラズマ処理用のプロセスガスを供給するガス供給機構１３の構成について説明する。ガス供給機構１３は、インジェクター３８、アウターガス流路４０を備える。インジェクター３８は、処理容器１２内の中央に配置され、ウエハＷの中央領域に向かってプロセスガスを供給するガス供給口３７を有するセンターガス供給部材である。アウターガス流路４０は、上記の中央領域とは異なる周縁領域から径方向内側に向けてプロセスガスを噴出するガス供給口３９を有する。
【０２２６】
センターガス供給部材は、同軸導波管１７を構成する中空状の中心導体２９ａの中空部分を、ガスの供給路としている。インジェクター３８は、誘電体窓２１の内方側に配置されている。具体的には、誘電体窓２１に設けられた貫通孔３４のうち、径の小さな下側領域はインジェクター３８におけるガス供給口３７となり、径の大きな上側領域はインジェクター３８を載置するようにして受け入れる受け入れ凹部４１となる。
【０２２７】
アウターガス流路４０は、処理容器１２の側壁２３に形成された流路である。アウターガス流路４０は、導管４０ａを介してアウターガス供給源４０ｂに接続されている。アウターガス供給源４０ｂは、ウエハＷを処理するための所定のプロセスガスを導管４０ａに供給する。
【０２２８】
インジェクター３８およびアウターガス流路４０はそれぞれ、処理容器１２外から処理容器１２内にプラズマ処理用のプロセスガス等を供給する。すなわち、処理容器１２内に供給されるプロセスガスは、インジェクター３８によってウエハＷの中央領域に供給され、アウターガス流路４０によってウエハＷの周縁領域に供給される。上記の制御部によって、インジェクター３８およびアウターガス流路４０から供給されるプロセスガスの種類や流量比を制御することが可能となっている。
【０２２９】
以上の説明から、本開示の種々の例示的実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲および主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の例示的実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【符号の説明】
【０２３０】
１…処理システム、１０ａ…処理モジュール、１０ｂ…処理モジュール、１０ｃ…処理モジュール、１０ｃ１…処理モジュール、１０ｃ２…処理モジュール、１０ｄ…処理モジュール、１０ｅ…処理モジュール、１０ｆ…処理モジュール、１０ｆ１…処理モジュール、１０ｇ…処理モジュール、１０ｈ…処理モジュール、１ａ…処理システム、１ｂ…処理システム、ＡＣ…気圧調整システム、Ｃｎｔ…制御部、ＬＬＭａ…ロードロックモジュール、ＬＬＭｂ１…ロードロックモジュール、ＬＬＭｂ２…ロードロックモジュール、ＬＭ…ローダモジュール、ＬＰ…収容容器、ＭＴ…方法、Ｐ１ａ…経路、Ｐ１ｂ…経路、Ｐ１ｃ…経路、Ｐ１ｄ…経路、Ｐ１ｅ…経路、Ｐ２ａ…経路、Ｐ２ｂ…経路、Ｐ２ｃ…経路、Ｐ２ｄ…経路、Ｐ２ｅ…経路、Ｐ２ｆ…経路、Ｐ３１ａ…経路、Ｐ３１ｂ…経路、Ｐ３１ｃ…経路、Ｐ３１ｄ…経路、Ｐ３１ｅ…経路、Ｐ３１ｆ…経路、Ｐ３１ｇ…経路、Ｐ３２ａ…経路、Ｐ３２ｂ…経路、Ｐ３２ｃ…経路、Ｐ３２ｄ１…経路、Ｐ３２ｄ２…経路、Ｐ３２ｄ３…経路、Ｐ３２ｅ…経路、Ｐ３２ｆ…経路、Ｐ３２ｇ…経路、Ｐ４ａ…経路、Ｐ４ｂ…経路、Ｐ４ｃ…経路、Ｐ４ｄ…経路、Ｐ４ｅ…経路、ＴＤ…移送装置、ＴＭａ…トランスファーモジュール、ＴＭｂ…トランスファーモジュール、Ｗ…ウエハ。１００…プラズマ処理装置、１０２…処理室、１０４…板状誘電体、１１０…載置台、１２０…ガス供給部、１２１…ガス導入口、１２２…ガス供給源、１２３…ガス供給配管、１２４…マスフローコントローラ、１２６…開閉バルブ、１３０…排気部、１３２…排気管、１３４…ウエハ搬出入口、１３６…ゲートバルブ、１４０…高周波アンテナ、１４２Ａ…内側アンテナ素子、１４２Ｂ…外側アンテナ素子、１４４…挟持体、１５０Ａ…高周波電源、１５０Ｂ…高周波電源、１６０…シールド部材、１６２Ａ…内側シールド壁、１６２Ｂ…外側シールド壁、１６４Ａ…内側シールド板、１６４Ｂ…外側シールド板、１６８Ａ…アクチュエータ、１６８Ｂ…アクチュエータ、２００…制御部、２１０…操作部、２２０…記憶部。１１…マイクロ波プラズマ処理装置、１２…処理容器、１３…ガス供給機構、１４…保持台、１４ａ…静電チャック、１４ｂ…絶縁膜、１４ｃ…電極、１４ｄ…直流電源、１４ｅ…スイッチ、１４ｆ…被覆線、１５…マイクロ波発生器、１６…導波管、１７…同軸導波管、１８…遅波板、１９…スロット、１９ａ…第一のスロット、１９ｂ…第二のスロット、２０…スロットアンテナ板、２１…誘電体窓、２１−１…隙間、２２…底部、２３…側壁、２３ａ…開口部、２４…支持部材、２４ａ…凹部、２５…排気孔、２５ａ…排気管、２５ｂ…排気装置、２６…ゲートバルブ、２９ａ…中心導体、２９ｂ…外周導体、３０…モード変換器、３１…Ｏリング、３２…スロット対、３３…貫通孔、３４…貫通孔、３５…下面、３６…誘電体窓凹部、３７…ガス供給口、３８…インジェクター、３９…ガス供給口、４０…アウターガス流路、４０ａ…導管、４０ｂ…アウターガス供給源、４１…受け入れ凹部、４３…バイアス用高周波電源、４４…マッチングユニット、４５…給電棒。
【図１】
2019192892.tif 000003
【図２】
2019192892.tif 000004
【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】
2019192892.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2019192892.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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