(57)【要約】【課題】【解決手段】低誘電体層（ｋ＜３．０）に形状を形成するための方法が提供されている。低誘電体層が、基板の上に配置される。パターニングされたフォトレジストマスクが、低誘電体層の上に配置される。少なくとも１つの形状が、低誘電体層にエッチングされる。ＣＯ2を含む剥離ガスが供給される。ＣＯ2を含む剥離ガスから、プラズマが形成される。ＣＯ2を含む剥離ガスから形成されたプラズマを用いて、パターニングされたフォトレジストマスクが剥離される。【選択図】図１
2008508743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低誘電体層に形状を形成するための方法であって、
低誘電体層を基板の上に配置する工程と、
パターニングされたフォトレジストマスクを前記低誘電体層の上に配置する工程と、
前記低誘電体層に少なくとも１つの形状をエッチングする工程と、
ＣＯ2を含む剥離ガスを供給する工程と、
ＣＯ2を含む前記剥離ガスからプラズマを形成する工程と、
ＣＯ2を含む前記剥離ガスから形成された前記プラズマからの生成物を用いて、前記パターニングされたフォトレジストマスクを剥離する工程と
を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記剥離ガスから形成された前記プラズマからの生成物を用いる工程は、前記剥離ガスからの前記プラズマ生成物に前記フォトレジストマスクをさらす方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の方法であって、前記剥離ガスは、全流速を有し、前記ＣＯ2は、前記剥離ガスの前記全流速の０．１％よりも大きい流速を有する方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法であって、前記低誘電体層を前記基板の上に配置する工程は、有機ケイ酸塩ガラス層を前記基板の上に配置する工程を備える方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記低誘電体層を前記基板の上に配置する工程は、さらに、前記有機ケイ酸塩ガラス層を多孔質にする工程を備える方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の方法であって、
さらに、前記パターニングされたフォトレジストマスクを前記低誘電体層の上に配置する工程の前に、反射防止膜を前記低誘電体層の上に形成する工程を備える方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の方法であって、
前記剥離ガスから形成された前記プラズマからの前記生成物を用いて、前記パターニングされたフォトレジストマスクを剥離する工程は、前記少なくとも１つの形状をエッチングする工程が実行されるのと同じエッチングチャンバ内で、その場で実行され、前記ＣＯ2は、前記剥離ガスの前記全流速の２５％より大きい流速を有し、前記剥離ガスから形成された前記プラズマからの生成物を用いる工程は、前記剥離ガスから形成された前記プラズマに前記フォトレジストマスクをさらす方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の方法であって、
さらに、前記フォトレジストマスクを配置する工程の前に、少なくとも１つのキャップ層を前記低誘電体層の上に配置する工程を備え、前記フォトレジストマスクは、前記キャップ層の上に配置される方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の方法によって形成された半導体素子。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の方法を実行するための装置。
【請求項１１】
有機ケイ酸塩ガラス層に形状を形成するための方法であって、
有機ケイ酸塩ガラス層を基板の上に配置する工程と、
パターニングされたフォトレジストマスクを前記有機ケイ酸塩ガラス層の上に配置する工程と、
前記有機ケイ酸塩ガラス層に少なくとも１つの形状をエッチングする工程と、
ＣＯ2を含む剥離ガスを供給する工程と、
ＣＯ2を含む前記剥離ガスからプラズマを形成する工程と、
ＣＯ2を含む前記剥離ガスから形成された前記プラズマを用いて、前記パターニングされたフォトレジストマスクを剥離する工程と、を備える方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記剥離ガスは、全流速を有し、前記ＣＯ2は、前記剥離ガスの前記全流速の０．１％よりも大きい流速を有する方法。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２記載の方法であって、前記有機ケイ酸塩ガラス層を前記基板の上に配置する工程は、さらに、前記有機ケイ酸塩ガラス層を多孔質にする工程を備える方法。
【請求項１４】
請求項１１ないし請求項１３のいずれかに記載の方法であって、
前記剥離ガスから形成された前記プラズマを用いて、前記パターニングされたフォトレジストマスクを剥離する工程は、前記少なくとも１つの形状をエッチングする工程が実行されるのと同じエッチングチャンバ内で、その場で実行され、前記剥離ガスは、全流速を有し、前記ＣＯ2は、前記剥離ガスの前記全流速の２５％より大きい流速を有し、前記剥離ガスから形成された前記プラズマを用いる工程は、前記剥離ガスから形成された前記プラズマに前記フォトレジストマスクをさらす方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造に関する。特に、本発明は、低誘電体層を有する半導体素子を加工する改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子（例えば、集積回路やフラットパネルディスプレイ）の製造では、銅導体材料と組み合わせて、デュアルダマシン構造を用いることにより、前の世代の技術で用いられていたアルミニウムベースの材料における信号伝搬のＲＣ遅延を低減することができる。デュアルダマシンでは、導体材料をエッチングする代わりに、ビアやトレンチを誘電体材料にエッチングして、それらを銅で満たしてよい。化学機械研磨（ＣＭＰ）によって、余分な銅を除去することにより、ビアによって接続された信号伝達用の銅線を残すことができる。さらにＲＣ遅延を低減するために、多孔質または非多孔質の低誘電率材料を用いてもよい。本明細書および特許請求の範囲では、低誘電率とは、ｋ＜３．０を示すこととする。
【０００３】
多孔質および非多孔質（緻密質）低誘電率材料としては、有機ケイ酸塩ガラス（ＯＳＧ）材料（炭素ドープしたケイ酸塩とも呼ばれる）が挙げられる。ＯＳＧ材料は、メチル基などの有機成分をドープされた二酸化ケイ素であってよい。ＯＳＧガラス材料では、二酸化ケイ素の格子内に炭素および水素の原子が組み込まれており、それによって、材料の誘電率が低くなる。しかしながら、ＯＳＧ材料は、剥離プラズマ内でフォトレジストすなわちフッ素を剥離するために用いられるＯ2、Ｈ2、Ｎ2、および、ＮＨ3のガスにさらされた際に損傷を受けやすい。かかる損傷は、低誘電体からの炭素の除去によって、誘電率が上昇すると共に、材料が水を吸収しやすくなって水分を保持するようになることから引き起こされると考えられる。水分の保持によって、金属バリアが付着する問題が引き起こされるか、もしくは、その他のバリアに関する問題が起こりうる。
【０００４】
剥離プラズマによる損傷の影響は、緻密質材料よりも、多孔質材料の方が深くまで及ぶ。多孔質のＯＳＧ材料（ｋ＜２．５）は、レジストや側壁の剥離に用いられるプラズマにさらされることで引き起こされる有機成分の除去による損傷を非常に受けやすい場合がある。プラズマは、多孔質のＯＳＧ層の孔の中に拡散して、ＯＳＧ層の内部３００ｎｍの範囲まで損傷を引き起こしうる。プラズマによって引き起こされた損傷の一部は、損傷領域からの炭素および水素の除去であり、それによって、ＯＳＧは、二酸化ケイ素に近くなり、誘電率が高くなる。損傷は、ＦＴＩＲ分析からＯＳＧ層のＳｉＣ／ＳｉＯ比の変化を測定することによって定量化できる。典型的なトレンチエッチングの用途では、トレンチの側壁におけるＯＳＧの変化が３−５ｎｍを超えると、許容できない。
【０００５】
そのため、剥離処理における低誘電率（ｋ＜３．０）誘電体層の損傷を低減することが望まれる。
【発明の開示】
【０００６】
上述およびその他の目的を実現するために、本発明の趣旨に従って、低誘電体層に形状を形成するための方法が提供されている。低誘電体層が、基板の上に配置される。パターニングされたフォトレジストマスクが、低誘電体層の上に配置される。少なくとも１つの形状が、低誘電体層にエッチングされる。ＣＯ2を含む剥離ガスが供給される。ＣＯ2を含む剥離ガスから、プラズマが形成される。ＣＯ2を含む剥離ガスから形成されたプラズマからの生成物を用いて、パターニングされたフォトレジストマスクが剥離される。
【０００７】
本発明の別の実施形態では、有機ケイ酸塩ガラス層に形状を形成するための方法が提供されている。有機ケイ酸塩ガラスが、基板の上に配置される。パターニングされたフォトレジストマスクが、有機ケイ酸塩ガラス層の上に配置される。少なくとも１つの形状が、有機ケイ酸塩ガラス層にエッチングされる。ＣＯ2を含む剥離ガスが供給される。ＣＯ2を含む剥離ガスから、プラズマが形成される。ＣＯ2を含む剥離ガスから形成されたプラズマからの生成物を用いて、パターニングされたフォトレジストマスクが剥離される。
【０００８】
添付の図面を参照しつつ行う本発明の詳細な説明において、本発明の上述の特徴およびその他の特徴を詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では、添付図面に例示されたいくつかの好ましい実施形態を参照して、本発明の詳しい説明を行う。以下の説明では、本発明の完全な理解を促すために、数多くの具体的な詳細事項が示されている。しかしながら、当業者にとって明らかなように、本発明は、これらの具体的な詳細事項の一部または全てがなくとも実施することが可能である。そのほか、本発明が不必要に不明瞭となるのを避けるため、周知の処理工程および／または構造については、詳細な説明を省略した。
【００１０】
理論に縛られることはないが、剥離工程は、有機レジスト材料を除去するだけでなく、低誘電体から炭素を除去する傾向があるため、低誘電体層への損傷のほとんどは、剥離工程中に起きると考えられる。さらに、トレンチの方が、密集しており、互いの間での静電容量が大きいため、ビアの剥離よりもトレンチの剥離の結果として生じる損傷の方が顕著であると考えられる。また、かかる損傷は、大きい形状よりも小さい形状で大きな問題になると考えられる。さらに、かかる損傷は、トレンチの底部よりもトレンチの側壁で大きな問題になると考えられる。
【００１１】
説明を容易にするために、本発明の一実施形態で用いる低誘電体層のエッチング処理のフローチャートを図１に示す。低誘電体層は、有機ケイ酸塩ガラス（ＯＳＧ）であることが好ましい。図２Ａ−Ｃは、図１の処理における低誘電体層を示す側面図である。図２Ａに示すように、低誘電体層２０４が、基板２０８上に蒸着されてよい（工程２０４）。基板２０８は、シリコンウエハまたは別の種類の材料であってよく、また、ウエハの上の層の一部であってもよい。低誘電体層２０４の上には、キャップ層２１２が形成される（工程１０８）。キャップ層２１２は、酸化ケイ素または炭化ケイ素であってよい。一般に、キャップ層は、誘電体材料の保護層である。キャップ層２１２は、化学機械研磨（ＣＭＰ）やその他の処理の際に、低誘電体層２０４を保護する。キャップ層２１２は、最終生産物の一部であるため、低誘電体であってよい。キャップ層は、酸化ケイ素または炭化ケイ素を基材とすることが好ましい。別の実施形態では、２以上のキャップ層が設けられてもよいし、キャップ層がなくてもよい。キャップ層２１２の上には、反射防止膜（ＡＲＣ）２１４が蒸着される（工程１１２）。反射防止膜（ＡＲＣ）２１４は、有機物の下部反射防止膜（ＢＡＲＣ）であってもよいし、無機物の絶縁性反射防止膜（ＤＡＲＣ）であってもよい。ＡＲＣ２１４の上には、パターニングされたレジストマスク２１６が形成される（工程１１６）。パターニングされたレジストマスク２１６は、開口部２２０を有する。パターニングされたレジストマスクは、フォトレジストの層を配置することによって形成されてよく、次いで、光パターンに露出された後にエッチングされる。他の方法を用いて、パターニングされたレジストマスクを形成してもよい。基板２０８は、コンタクト２０９とバリア層２１０とを有してよい。
【００１２】
基板２０８は、エッチングチャンバ内に配置され（工程１１８）、そこで、低誘電体層２０４がエッチングされる（工程１２０）。低誘電体層２０４のエッチングには、プラズマドライエッチングが用いられてよく、それにより、図２Ｂに示すように、パターニングされたレジストマスク２１６の開口部の下に孔２２４が形成される。パターニングされたレジストマスク２１６の一部は、低誘電体層のエッチングの際に除去される。かかる低誘電体エッチング処理は、フッ素ベースのエッチャントを用いてよい。例えば、エッチング処理は、ＣＦ4／Ｎ2やＣ4Ｆ8／Ｎ2のような原料ガスの混合物を用いてよい。結果として、形状の側壁がエッチングされうる。さらに、かかるエッチング処理は、ポリマを蒸着することがある。
【００１３】
低誘電体のエッチングが完了した後、ＣＯ2を含む剥離ガスが、エッチングチャンバに供給される（工程１２４）。ＣＯ2を含む剥離ガスから、プラズマが生成される（工程１２８）。次いで、ＣＯ2を含む剥離ガスから生成されたプラズマからの生成物を用いて、図２Ｃに示すように、フォトレジスト２１６が剥離される（工程１３２）。生成物には、Ｏ2+のようなイオン、ＯやＯ2*（準安定原子）のような中性原子が含まれる。
【００１４】
本発明の一部の実施形態では、バリア層２１０は、フォトレジスト２１６の剥離前または剥離後に開口されてよい。
【００１５】
図３は、形状をエッチングした後にその場でフォトレジストを剥離するために利用可能なプラズマ処理チャンバ３００を示す説明図である。プラズマ処理チャンバ３００は、閉じ込めリング３０２と、上側電極３０４と、下側電極３０８と、ガス源３１０と、排気ポンプ３２０とを備える。ガス源３１０は、エッチャントガス源３１２と剥離ガス源３１８とを備える。ガス源３１０は、さらなるガス源を備えてもよい。プラズマ処理チャンバ３００内で、基板２０８は、下側電極３０８の上に配置される。下側電極３０８は、基板２０８を保持するのに適切な基板保持機構（例えば、静電チャック、機械的クランプなど）を備える。リアクタ上部３２８は、下側電極３０８のちょうど反対側に配置された上側電極３０４を備える。上側電極３０４、下側電極３０８、および、閉じ込めリング３０２は、閉じ込めプラズマ容積を規定する。ガスは、ガス源３１０によって、閉じ込めプラズマ容積に供給され、排気ポンプ３２０によって、閉じ込めリング３０２および排気口を通って、閉じ込めプラズマ容積から排気される。上側電極３０４には、第１のＲＦ電源３４４が、電気的に接続されている。下側電極３０８には、第２のＲＦ電源３４８が、電気的に接続されている。チャンバ壁３５２が、閉じ込めリング３０２、上側電極３０４、および、下側電極３０８を取り囲んでいる。第１のＲＦ電源３４４および第２のＲＦ電源３４８は両方とも、２７ＭＨｚから６０ＭＨｚの電源と２ＭＨｚの電源とを備えてよい。様々な組み合わせで、様々な周波数のＲＦ電源を上側および下側電極に接続することが可能である。本発明の好ましい実施形態では、カリフォルニア州フレモントのＬａｍ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（商標）が製造するＥｘｅｌａｎ  ２３００（商標）を用いてよい。Ｅｘｅｌａｎ  ２３００では、第２の電源３４８は、２７ＭＨｚ電源と２ＭＨｚとの両方を備える。上側電極３０４は、接地されている。
【００１６】
図４Ａおよび４Ｂは、本発明の実施形態で用いられる制御部３３５の実施に適したコンピュータシステム１３００を示す図である。図４Ａは、コンピュータシステムの物理的形状の一例を示す。もちろん、コンピュータシステムは、集積回路、プリント基板、および、小型携帯デバイスから大型スーパコンピュータまで、多くの物理的形状を有してよい。コンピュータシステム１３００は、モニタ１３０２と、ディスプレイ１３０４と、筐体１３０６と、ディスクドライブ１３０８と、キーボード１３１０と、マウス１３１２とを備える。ディスク１３１４は、コンピュータシステム１３００とデータをやり取りするために用いられるコンピュータ読み取り可能な媒体である。
【００１７】
図４Ｂは、コンピュータ１３００のブロック図の一例である。システムバス１３２０には、様々なサブシステムが取り付けられている。１または複数のプロセッサ１３２２（中央処理装置（ＣＰＵ）とも呼ぶ）が、メモリ１３２４などの記憶装置に接続されている。メモリ１３２４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含む。当技術分野で周知のように、ＲＯＭは、ＣＰＵに対して単方向的にデータや命令を転送するよう機能し、ＲＡＭは、通例、双方向的にデータや命令を転送するために用いられる。これらの種類のメモリは両方とも、後に示す任意の適切なコンピュータ読み取り可能媒体を備えてよい。ＣＰＵ１３２２には、さらに、固定ディスク１３２６が、双方向的に接続されており、さらなるデータ記憶容量を提供している。固定ディスク１３２６は、後に示すコンピュータ読み取り可能媒体のいずれを備えてもよい。固定ディスク１３２６は、プログラムやデータなどを格納するために用いられてよく、通例は、一次記憶装置よりも遅い二次記憶媒体（ハードディスクなど）である。固定ディスク１３２６内に保持された情報は、必要に応じて、メモリ１３２４内の仮想メモリとして標準的な方法で組み込まれてよいことを理解されたい。リムーバブルディスク１３１４は、後に示すコンピュータ読み取り可能媒体のいずれかの形態を取ってよい。
【００１８】
ＣＰＵ１３２２は、さらに、ディスプレイ１３０４、キーボード１３１０、マウス１３１２、および、スピーカ１３３０など、様々な入力／出力装置に接続されている。一般に、入力／出力装置は、ビデオディスプレイ、トラックボール、マウス、キーボード、マイク、タッチセンサ式ディスプレイ、トランスデューサ式カードリーダ、磁気または紙テープリーダ、タブレット、スタイラス、音声または手書き認識装置、バイオメトリクスリーダ、または、他のコンピュータの内のいずれであってもよい。ＣＰＵ１３２２は、必要に応じて、ネットワークインターフェース１３４０を用いて、他のコンピュータや電気通信ネットワークに接続されてもよい。かかるネットワークインターフェースを用いれば、ＣＰＵは、上述の方法の工程を実行する途中で、ネットワークから情報を受信、または、ネットワークに情報を出力できるようになる。さらに、本発明の方法の実施形態は、ＣＰＵ１３２２単体で実行されてもよいし、インターネットなどのネットワーク上で、処理の一部を分担する遠隔ＣＰＵと協調して実行されてもよい。
【００１９】
さらに、本発明の実施形態は、様々なコンピュータによる動作を実行するためのコンピュータコードを有するコンピュータ読み取り可能な媒体を備えたコンピュータストレージ製品に関する。媒体およびコンピュータコードは、本発明のために、特別に設計および構成されてもよいし、コンピュータソフトウェア分野における当業者にとって周知および利用可能なものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体の例としては、ハードディスク、フレキシブルディスク、磁気テープなどの磁気媒体；ＣＤ−ＲＯＭ、ホログラフィック素子などの光学媒体；フロプティカルディスクなどの光磁気媒体；特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）、ＲＯＭおよびＲＡＭなど、プログラムコードを格納および実行するよう特別に構成されたハードウェア装置、が挙げられるが、それらに限定されない。コンピュータコードの例としては、コンパイラによって生成されたコードなどのマシンコードや、インタープリタを用いてコンピュータによって実行される高級言語コードを含むファイルが挙げられる。コンピュータ読み取り可能な媒体は、搬送波で具現化されたコンピュータデータ信号によって転送されると共にプロセッサが実行可能な一連の命令を表すコンピュータコードであってもよい。
【００２０】
理論に縛られることはないが、酸化剥離処理は、還元剥離処理よりも速くて完全な剥離を実現すると考えられる。さらに、酸素ラジカルが、ＯＳＧ損傷の唯一の原因であると、一般的に考えられていた。予想に反して、励起Ｏ2分子と誘電体の損傷との間に相関があることがわかった。酸化剥離プラズマのための酸素源としてＯ2の代わりにＣＯ2を供給することにより、励起Ｏ2の量は、低減または排除される。その結果、酸化剤の利点のいくつかを有しつつ、ＯＳＧへの損傷が低減された剥離工程が実現される。本発明の処理は、損傷しやすい低誘電率材料の存在下でフォトレジストを剥離する方法を提供し、その方法は、低誘電率材料への損傷を最小限に抑えつつ、高いフォトレジスト除去速度と、酸化剥離剤の効果的な残留物除去の利点とを提供すると考えられる。
【００２１】
〈実施例〉
本発明の実施例では、エッチングチャンバは、Ｅｘｅｌａｎ  ２３００を用いた。エッチングチャンバに、１２ｍＴｏｒｒの低圧力を提供した。２７ＭＨｚで４００ワットの電力を供給した。１００ｓｃｃｍのＣＯ2を供給した。エッチングチャンバの温度は、約２０℃に維持した。ＣＯ2から生成されたプラズマを用いて、フォトレジストマスクを剥離する。
【００２２】
図５Ａおよび５Ｂは、上記の実施例の剥離処理を用いて剥離されたウエハの断面を示す顕微鏡写真である。積層膜は、２．２の誘電率を有する多孔質ＯＳＧ材料を備える。損傷したＯＳＧ膜は、希ＨＦ溶液によって除去される。ＨＦへの浸漬の前後のトレンチ形状の顕微鏡写真を比較することにより、側壁において損傷された膜の厚さを測定することができる。剥離前の結果と比較することにより、剥離のみによって引き起こされた損傷の程度を決定することができる。この例では、剥離によって引き起こされた側壁の損傷は、多孔質ＯＳＧについて、非常に低く、いくつかの異なる幅およびピッチのトレンチ形状について、〜７−１１ｎｍ／側面であった。
【００２３】
上述の実施例は、本発明の一実施形態を代表するものであり、剥離処理は、エッチング構成を用いて実行されるため、ウエハは、荷電粒子など、プラズマの影響に直接さらされる。一部の例では、バイアスＲＦ電力が、ウエハに印加される。理論に縛られることはないが、このバイアス電力は、イオン衝撃のエネルギを増大させるため、フォトレジストの除去速度と残留物除去の効率とを増大させると考えられる。本発明の本実施形態では、以下のように、処理の条件が規定される。
【００２４】
剥離ガスは、少なくとも２５％のＣＯ2を含むことが好ましい。剥離ガスは、少なくとも５０％のＣＯ2を含むことが、より好ましい。剥離ガスは、少なくとも７５％のＣＯ2を含むことが、最も好ましい。例えば、ＣＯ2を含む剥離ガス混合物としては、ＣＯ2＋Ｏ2、ＣＯ2＋ＣＯ、ＣＯ2＋ＣＯ＋Ｏ2、ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＋Ｏ2、ＣＯ2＋ＣＯ＋Ｈ2Ｏ、ＣＯ2＋Ｎ2、および、ＣＯ2＋Ｈ2の組み合わせが挙げられる。これらの混合物またはＣＯ2に対して、様々な不活性ガスを追加してもよい。
【００２５】
本発明の剥離処理は、０．１から６００ｍＴｏｒｒの間のチャンバ圧力で実行されることが好ましい。本発明の剥離処理は、１から２００ｍＴｏｒｒの間のチャンバ圧力で実行されることが、より好ましい。本発明の剥離処理は、５から１００ｍＴｏｒｒの間のチャンバ圧力で実行されることが、最も好ましい。
【００２６】
本発明の剥離処理は、１０から２０００ワットの間の入力電力で実行されることが好ましい。本発明の剥離処理は、５０から１２００ワットの間の入力電力で実行されることが、より好ましい。本発明の剥離処理は、１００から１０００ワットの間の入力電力で実行されることが、最も好ましい。
【００２７】
別の実施形態では、本発明の一実施形態を実施するために、下流側剥離装置を用いてもよい。本実施形態では、ウエハは、ＣＯ2プラズマに直接さらされず、ＣＯ2プラズマからの中性生成物だけにさらされる。したがって、本実施形態では、ＣＯ2プラズマからの中性生成物だけが、剥離工程に用いられる。下流側剥離装置では、処理パラメータは、別の実施形態について、上述したパラメータと大幅に異なってもよい。本発明の下流側実施形態では、以下のように、処理の条件が規定される。
【００２８】
剥離ガスは、少なくとも０．１％のＣＯ2を含むことが好ましい。剥離ガスは、少なくとも１％のＣＯ2を含むことが、より好ましい。剥離ガスは、少なくとも５％のＣＯ2を含むことが、最も好ましい。例えば、ＣＯ2を含む剥離ガス混合物としては、ＣＯ2＋Ｏ2、ＣＯ2＋ＣＯ、ＣＯ2＋ＣＯ＋Ｏ2、ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＋Ｏ2、ＣＯ2＋ＣＯ＋Ｈ2Ｏ、ＣＯ2＋Ｎ2、および、ＣＯ2＋Ｈ2の組み合わせが挙げられる。これらの混合物またはＣＯ2に対して、様々な不活性ガスを追加してもよい。
【００２９】
本発明の剥離処理は、１００から１００００ｍＴｏｒｒの間のチャンバ圧力で実行されることが好ましい。本発明の剥離処理は、２５０から５０００ｍＴｏｒｒの間のチャンバ圧力で実行されることが、より好ましい。本発明の剥離処理は、５００から３０００ｍＴｏｒｒの間のチャンバ圧力で実行されることが、最も好ましい。
【００３０】
本発明の剥離処理は、１０から５０００ワットの間の入力電力で実行されることが好ましい。本発明の剥離処理は、１００から３０００ワットの間の入力電力で実行されることが、より好ましい。本発明の剥離処理は、５００から２５００ワットの間の入力電力で実行されることが、最も好ましい。
【００３１】
以上、いくつかの好ましい実施形態を参照しつつ本発明について説明したが、本発明の範囲内で、様々な代替物、置換物、および等価物が存在する。また、本発明の方法および装置を実施する他の態様が数多く存在することにも注意されたい。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨および範囲内に含まれる代替物、置換物、変形物、および等価物の全てを網羅するものとして解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態で用いられる処理工程を示すフローチャートである。
【図２Ａ】図１の処理に従って、エッチングされる多孔質低誘電体層を示す側面図である。
【図２Ｂ】図１の処理に従って、エッチングされる多孔質低誘電体層を示す側面図である。
【図２Ｃ】図１の処理に従って、エッチングされる多孔質低誘電体層を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態で利用可能な処理チャンバを示す説明図である。
【図４Ａ】制御部として利用可能なコンピュータシステムを示す説明図である。
【図４Ｂ】制御部として利用可能なコンピュータシステムを示す説明図である。
【図５Ａ】本発明の処理を用いて剥離されたウエハ構造の顕微鏡写真を示す説明図である。
【図５Ｂ】本発明の処理を用いて剥離されたウエハ構造の顕微鏡写真を示す説明図である。
【図１】
2008508743.tif 000003
【図２Ａ】
2008508743.tif 000004
【図２Ｂ】
2008508743.tif 000005
【図２Ｃ】
2008508743.tif 000006
【図３】
2008508743.tif 000007
【図４Ａ】
2008508743.tif 000008
【図４Ｂ】
2008508743.tif 000009
【図５Ａ】
2008508743.tif 000010
【図５Ｂ】
2008508743.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月2日(2007.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質有機ケイ酸塩ガラスの低誘電体層に形状を形成するための方法であって、
多孔質有機ケイ酸塩ガラスの低誘電体層を基板の上に配置する工程と、
パターニングされたフォトレジストマスクを前記低誘電体層の上に配置する工程と、
前記低誘電体層に少なくとも１つの形状をエッチングする工程と、
ＣＯ2を含む剥離ガスを供給する工程であって、前記剥離ガスは、全流速を有し、前記ＣＯ2の流速は、前記全流速の少なくとも２５％である工程と、
ＣＯ2を含む前記剥離ガスからプラズマを形成する工程と、
ＣＯ2を含む前記剥離ガスから形成された前記プラズマからの生成物を用いて、前記パターニングされたフォトレジストマスクを剥離する工程と、を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記剥離ガスから形成された前記プラズマからの生成物を用いる工程は、前記剥離ガスからの前記プラズマ生成物に前記フォトレジストマスクをさらす方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の方法であって、前記剥離ガスは、基本的に、不活性ガスとＣＯ2とからなる方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の方法であって、前記剥離ガスは、基本的に、ＣＯ2からなる方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の方法であって、前記ＣＯ2の流速は、前記全流速の少なくとも５０％である方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の方法であって、さらに、前記パターニングされたフォトレジストマスクを前記低誘電体層の上に配置する工程の前に、反射防止膜を前記低誘電体層の上に形成する工程を備える方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の方法であって、前記剥離ガスから形成された前記プラズマからの前記生成物を用いて、前記パターニングされたフォトレジストマスクを剥離する工程は、前記少なくとも１つの形状をエッチングする工程が実行されるのと同じエッチングチャンバ内で、その場で実行され、前記剥離ガスから形成された前記プラズマからの生成物を用いる工程は、前記剥離ガスから形成された前記プラズマに前記フォトレジストマスクをさらす方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の方法であって、さらに、前記フォトレジストマスクを配置する工程の前に、少なくとも１つのキャップ層を前記低誘電体層の上に配置する工程を備え、前記フォトレジストマスクは、前記キャップ層の上に配置される方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の方法によって形成された半導体素子。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の方法を実行するための装置。
【請求項１１】
多孔質有機ケイ酸塩ガラス層に形状を形成するための方法であって、
多孔質有機ケイ酸塩ガラス層を基板の上に配置する工程と、
パターニングされたフォトレジストマスクを前記多孔質有機ケイ酸塩ガラス層の上に配置する工程と、
前記多孔質有機ケイ酸塩ガラス層に少なくとも１つの形状をエッチングする工程と、
ＣＯ2を含む剥離ガスを供給する工程であって、前記剥離ガスは、全流速を有し、前記ＣＯ2の流速は、前記全流速の少なくとも２５％である工程と、
ＣＯ2を含む前記剥離ガスからプラズマを形成する工程と、
ＣＯ2を含む前記剥離ガスから形成された前記プラズマを用いて、前記パターニングされたフォトレジストマスクを剥離する工程と、を備える方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記剥離ガスは、基本的に、不活性ガスとＣＯ2とからなる方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、前記剥離ガスは、基本的に、ＣＯ2からなる方法。
【請求項１４】
請求項１１ないし請求項１３のいずれかに記載の方法であって、前記剥離ガスから形成された前記プラズマを用いて、前記パターニングされたフォトレジストマスクを剥離する工程は、前記少なくとも１つの形状をエッチングする工程が実行されるのと同じエッチングチャンバ内で、その場で実行され、前記剥離ガスから形成された前記プラズマを用いる工程は、前記剥離ガスから形成された前記プラズマに前記フォトレジストマスクをさらす方法。
【国際調査報告】
2008508743.tif 000012
2008508743.tif 000013