(57)【要約】【解決手段】  基板の上の有機材料を除去する方法が提供される。基板は、プラズマ処理室の中に配置される。プラズマ処理室の中の内側域に、第１のガスが供給される。プラズマ処理室の中の外側域に、第２のガスが供給される。外側域は、内側域を取り囲む領域であり、第２のガスは、第１のガス中の炭素含有成分の濃度を上回る濃度の炭素含有成分を有する。第１のガスおよび第２のガスから同時に、プラズマが発生する。発生したプラズマを使用して、有機材料の一部または全部が除去される。【選択図】図１
2008504683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上の有機材料を除去する方法であって、
前記基板をプラズマ処理室の中に配置し、
前記プラズマ処理室の中の内側域に、第１のガスを供給し、
前記プラズマ処理室の内側域を取り囲む外側域に、前記第１のガス中の炭素含有成分の濃度を上回る濃度の炭素含有成分を有する第２のガスを供給し、
前記第１のガスおよび前記第２のガスから同時に、プラズマを発生させ、
前記発生したプラズマを使用して、前記有機材料の一部を除去すること
を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記内側域は、有機材料除去用のガスを含む、方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、
前記有機材料と前記基板との間には、誘電体層があり、前記有機材料の一部の除去は、前記誘電体層の上の前記有機材料の一部を除去することにより実行される、方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の方法であって、
前記第１のガスは、炭素含有成分を有さない、方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の方法であって、
前記外側域は、前記ウエハのエッジに隣接し、前記内側域は、前記外側域に隣接する前記エッジに取り囲まれた、前記ウエハの内側の領域に隣接する、方法。
【請求項６】
請求項３から５のいずれかに記載の方法であって、
前記誘電体層は、Ｌｏｗ−ｋ（低誘電率）誘電体である、方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の方法であって、
前記炭素含有成分は、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ4、ＣＯ、ＣＨ3Ｆ、ＣＨ2Ｆ2、およびＣＦ4の少なくとも１つである、方法。
【請求項８】
請求項２から７のいずれかに記載の方法であって、
前記有機材料除去用のガスは、Ｏ2、Ｏ2／Ｎ2、Ｏ2／ＣＯ、Ｏ2、ＮＨ3、Ｎ2／Ｈ2、Ｎ2Ｏ、およびＨ2Ｏの少なくとも１つである、方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の方法であって、
前記有機材料は、フォトレジストマスクを形成し、前記有機材料の一部の除去は、前記フォトレジストマスクを剥離させることにより実行される、方法。
【請求項１０】
請求項３から９のいずれかに記載の方法であって、
前記誘電体層は、有機性ケイ酸塩ガラスの層である、方法。
【請求項１１】
請求項３から１０のいずれかに記載の方法であって、
前記誘電体層は、複数のビアを有し、前記有機材料は、ビアプラグを形成し、前記方法は、更に、前記基板をプラズマ処理室の中に配置した後に、前記誘電体層の中に複数のトレンチをエッチングし、前記有機材料の一部の除去は、前記ビアの中の有機性プラグの高さを低減させることにより実行される、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
前記複数のトレンチのエッチングは、フェンス構造を形成し、前記有機材料の一部の除去は、更に、前記フェンス構造を除去する、方法。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載の方法であって、
前記有機材料は、ＢＡＲＣ層であり、前記ＢＡＲＣ層の上には、フォトレジストマスクがあり、前記有機材料の一部の除去は、前記ＢＡＲＣ層を開口させる、方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載の方法であって、
前記有機材料は、ＳｉＬＫ誘電体層であり、前記ＳｉＬＫ誘電体層の上には、フォトレジストマスクがあり、前記ＳｉＬＫの一部の除去は、前記ＳｉＬＫ誘電体層の中に特徴をエッチングする、方法。
【請求項１５】
基板の上のフォトレジストマスクを剥離させる方法であって、
前記基板をプラズマ処理室の中に配置し、
前記プラズマ処理室の中の内側域に、第１のガスを供給し、
前記内側域を取り囲む前記プラズマ処理室の外側域に、前記第１のガスとは異なる第２のガスを供給し、
前記第１のガスおよび前記第２のガスから同時に、プラズマを発生させ、
前記第１のガスおよび前記第２のガスから発生した前記プラズマによって、前記フォトレジストマスクを剥離させること、
を備える方法。
【請求項１６】
基板の上のデュアルダマシン構造のビアの中のプラグを除去する方法であって、
ビアプラグを伴うビアを有する誘電体層を有する前記基板を、前記プラズマ処理室の中に配置し、
前記プラズマ処理室の中の内側域に、第１のガスを供給し、
前記内側域を取り囲む前記プラズマ処理室の外側域に、前記第１のガスとは異なる第２のガスを供給し、
前記第１のガスおよび前記第２のガスから同時に、プラズマを発生させ、
前記第１のガスおよび前記第２のガスから発生した前記プラズマによって、前記ビアプラグの高さを低減させること、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
半導体処理は、金属材料、誘電体材料、および半導体材料の化学的気相成長（ＣＶＤ）、このような材料層のエッチング、並びにフォトレジストマスク層のアッシングなどのデポジションプロセスを含む。このような半導体プロセスは、一般に、真空室内において、プロセスガスを使用して半導体ウエハおよびフラットパネルディスプレイなどの基板を処理することによって実施される。プロセスガスは、シャワーヘッド、ガス分配環、およびガス注入器などのガス分配システムによって真空室内に供給される。様々なガス分配システムを有するリアクタが、米国特許第５，１３４，９６５号、第５，４１５，７２８号、第５，５２２，９３４号、第５，６１４，０５５号、第５，７７２，７７１号、第６，０１３，１５５号、および第６，０４２，６８７号に開示されている。
【０００２】
エッチングに関しては、金属材料、誘電体材料、および半導体材料をエッチングするために、従来からプラズマエッチングが使用されている。プラズマエッチングリアクタは、一般に、シリコンウエハを下方電極の上に支持する台座と、プロセスガスをプラズマ状態に活性化させるエネルギ源と、リアクタにプロセスガスを供給するプロセスガス源とを含む。
【０００３】
集積回路の製造に共通する必要要件は、誘電体材料の中にコンタクトやビアなどの開口をエッチングすることである。誘電体材料には、フッ素化酸化シリコン（ＦＳＧ）などのドープされたシリコン酸化物、二酸化シリコンなどの非ドープのシリコン酸化物、リン酸ホウ素ケイ酸塩ガラス（ＢＰＳＧ）およびリン酸ケイ酸塩ガラス（ＰＳＧ）などのケイ酸塩ガラス、ドープされたまたは非ドープの熱成長シリコン酸化物、並びにＴＥＯＳを堆積されたドープされたまたは非ドープのシリコン酸化物などが含まれる。誘電体のドーパントには、ホウ素、リン、およびヒ素のいずれか一種または複数種が含まれる。誘電体は、多結晶シリコン、アルミニウム、銅、チタン、タングステン、およびモリブデンなどの金属またはそれらの合金、窒化チタンなどの窒化物、並びにケイ化チタン、ケイ化コバルト、ケイ化タングステン、およびケイ化モリブデンなどの金属シリコン化合物などの、導体層または半導体層の上を覆うことができる。シリコン酸化物の中に開口をエッチングするために平行平板型プラズマリアクタを使用するプラズマエッチング技術が、米国特許第５，０１３，３９８号に開示されている。
【０００４】
米国特許第５，７３６，４５７号は、シングルおよびデュアルの「ダマシン」メタライゼーションプロセスについて記載している。「シングルダマシン」手法では、ビアと導線とが別々の工程で形成される。すなわち、導線用またはビア用のメタライゼーションパターンが誘電体層の中にエッチングされ、次いで、誘電体層の中にエッチングされたトレンチまたはビアホールの中に金属層が埋め込まれ、次いで、化学的機械平坦化（ＣＭＰ）またはエッチバックのプロセスによって過剰な金属が除去される。「デュアルダマシン」手法では、ビア用および導線用のメタライゼーションパターンを誘電体層の中にエッチングすること、そしてエッチングされたトレンチおよびビアホールの中に金属を埋め込むことが、金属埋め込みおよび過剰金属除去の単一のプロセスで実施される。
【０００５】
ダマシンメタライゼーションプロセスなど各種の半導体処理方法は、フォトレジストマスクの剥離、有機性下層反射防止膜（ＢＡＲＣ）のエッチング、ビアプラグの除去、または有機性誘電体層のエッチングなど、基板の上の有機材料を除去するための各種の方法を必要としている。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の上記の目的を実現するため、そして本発明の上記の目的にしたがって、基板の上の有機材料を除去する方法が提供される。基板は、プラズマ処理室の中に配置される。プラズマ処理室の中の内側域に、第１のガスが供給される。プラズマ処理室の外側域に、第２のガスが供給される。外側域は、内側域を取り囲み、第２のガスは、第１のガス中の炭素含有成分の濃度を上回る濃度の炭素含有成分を有する。第１のガスおよび第２のガスから同時に、プラズマが発生する。発生したプラズマを使用して、一部の有機材料が除去される。
【０００７】
本発明は、また、基板の上のフォトレジストマスクを剥離させる方法を提供する。基板は、プラズマ処理室の中に配置される。プラズマ処理室の中の内側域に、第１のガスが供給される。プラズマ処理室の外側域に、第２のガスが供給される。外側域は、内側域を取り囲み、第１のガスは、第２のガスと異なる。第１のガスおよび第２のガスから同時に、プラズマが発生する。第１のガスおよび第２のガスから発生したプラズマによって、フォトレジストマスクが剥離される。
【０００８】
本発明は、また、基板の上のデュアルダマシン構造のビアの中のプラグを除去する方法を提供する。ビアプラグを伴うビアを有する誘電体層を有する基板が、プラズマ処理室の中に配置される。プラズマ処理室の中の内側域に、第１のガスが供給される。プラズマ処理室の外側域に、第２のガスが供給される。外側域は、内側域を取り囲み、第１のガスは、第２のガスと異なる。第１のガスおよび第２のガスから同時に、プラズマが発生する。第１のガスおよび第２のガスから発生したプラズマによって、ビアプラグが除去される。
【０００９】
以下の本発明の詳細な説明では、添付の図面を参照にして、本発明の上記のおよびその他の特徴がより詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では、添付の図面に例示されるいくつかの好ましい実施形態を参照にして、本発明が説明される。以下の説明では、本発明の完全な理解を可能にするために、多くの詳細が特定されている。しかしながら、当業者ならば明らかなように、本発明は、これらの一部または全部の詳細を特定しなくても実施されうる。また、本発明が不必要に不明瞭になるのを避けるため、周知のプロセス工程、または周知の構造、またはその両方に関する詳細な説明は省略される。
【００１１】
理解を容易にするため、図１は、本発明の一実施形態のハイレベルなフローチャートである。基板の上に、有機材料が配置される（工程１０８）。有機材料は、フォトレジスト、ＢＡＲＣ、ビアプラグ、または有機性の誘電体層であってよい。有機材料がフォトレジスト、ＢＡＲＣ、またはビアプラグである場合は、その有機材料と基板との間に誘電体層が存在する。基板は、プラズマ処理室の中に配置される（工程１１２）。プラズマ処理室の内側域に、第１のガスが供給される（工程１１６）。プラズマ処理室の外側域に、第２のガスが供給される（工程１２０）。外側域は、内側域を取り囲む。第２のガスは、炭素含有成分を有する。第２のガスの炭素含有成分の濃度は、第１のガスの炭素含有成分の濃度を上回る。第１のガスからプラズマを発生させるとともに第２のガスからプラズマを発生させることによって、第１のガスおよび第２のガスから同時にプラズマが発生する（工程１２４）。プラズマは、有機材料の一部を除去する（工程１２８）。第１のガスの供給（工程１１６）および第２の工程の供給（工程１２０）は、順番に生じるものとして示されているが、これらの工程は、逆の順序で行われてもよいし、または同時に行われてもよい。
【００１２】
明細書および特許請求の範囲において、第１のガスは、単一成分のガスまたは複数成分からなるガス混合として定義される。第１のガスおよび第２のガスは、互いに異なる成分を有する場合、または同じ成分を異なる成分比で有する場合のみ、互いに異なるとみなされる。同じ成分を同じ成分比で有し、流量のみが異なる場合は、互いに異なるとみなされない。
【００１３】
本発明の好ましい一実施形態において、プラズマ処理室は、プラズマをウエハ上方の領域に閉じ込めるプラズマ閉じ込めシステムを使用する。このようなプラズマ閉じ込めシステムは、２０００年２月１日発行の、Ｅｒｉｃ  Ｌｅｎｚによる米国特許第６，０１９，０６０号「ＣＡＭ−ＢＡＳＥＤ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴ  ＦＯＲ  ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ  ＣＯＮＦＩＮＥＭＥＮＴ  ＲＩＮＧＳ  ＩＮ  Ａ  ＰＬＡＳＭＡ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＣＨＡＭＢＥＲ」（プラズマ処理室の中に閉じ込め環を位置づけるためのカムベースの構成）に記載されるように、閉じ込め環を使用してよい。該文献は、引用によって本明細書に組み込まれるものとする。このようなプラズマ閉じ込めシステムは、米国カリフォルニア州フリーモント所在のラム・リサーチ社による２３００  Ｅｘｅｌａｎ  ｃｈａｍｂｅｒで使用されている。
【００１４】
理論に縛られることは望ましくないが、基板の上の有機材料を除去するにあたっては、基板の中心部と比べて基板の縁部で消費できる有機材料が不足するゆえに、基板のエッジでローディング効果が生じるので、結果、基板のエッジ近くの有機材料が速く除去され、有機材料の除去が不均一になると考えられる。このため、有機材料の下の層のエッチングが不均一になる、または有機材料の下の層が損傷を受ける可能性がある。有機材料の除去をより均一にする方法として、より高濃度の炭素含有成分を基板のエッジに供給する方法が見いだされている。
【００１５】
本発明で使用されうる炭素含有成分の例として、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ4、ＣＯ、ＣＨ3Ｆ、ＣＨ2Ｆ2、およびＣＦ4が挙げられる。用途によっては、フッ素を含まない炭素含有成分を使用することが好ましい場合がある。
【００１６】
有機材料を除去するのに有用なガスの例として、Ｏ2、Ｏ2／Ｎ2、Ｏ2／ＣＯ、Ｏ2、ＮＨ3、Ｎ2／Ｈ2、Ｎ2Ｏ、およびＨ2Ｏが挙げられる。
【００１７】
剥離
本発明によるプロセスの一実施例は、フォトレジストの均一な剥離を提供する。図２は、本実施例で使用されるプロセスのフローチャートである。本実施例では、好ましくは有機性ケイ酸塩ガラスである低誘電率の（Ｌｏｗ−ｋ）誘電体層が、基板の上に形成される。図３（ａ）〜（ｃ）は、図２のプロセスにしたがったＬｏｗ−ｋ誘電体層（ｋ＜３．０）の側面図である。図３（ａ）に示されるように、基板３０８の上に、Ｌｏｗ−ｋ誘電体層３０４が堆積される（工程２０４）。基板３０８は、シリコンウエハもしくは別の材料であってもよいし、またはウエハの上の層の一部であってもよい。Ｌｏｗ−ｋ誘電体層３０４の上に、キャップ層３１２が形成される。キャップ層３１２は、シリコン酸化物であってよい。一般に、キャップ層３１２は、誘電体材料の保護層である。キャップ層３１２は、化学的機械研磨（ＣＭＰ）およびその他のプロセスを通してＬｏｗ−ｋ誘電体層３０４を保護する。キャップ層３１２は、最終生産物の一部を構成するので、Ｌｏｗ−ｋ誘電体であってよい。キャップ層は、好ましくは、シリコン酸化物をベースにした材料であってよい。キャップ層３１２の上には、反射防止膜（ＡＲＣ）３１４が堆積される。反射防止膜（ＡＲＣ）３１４は、有機性下層反射防止膜（ＢＡＲＣ）または無機性反射防止絶縁膜（ＤＡＲＣ）であってよい。ＡＲＣ３１４の上に、パターン形成されたフォトレジストマスク３１６が提供される（工程２０８）。パターン形成されたフォトレジストマスク３１６は、開き３２０を有する。パターン形成されたフォトレジストマスクは、フォトレジストの層を配置し、光のパターンを照射し、次いでエッチングすることによって形成されてよい。パターン形成されたフォトレジストマスクの形成には、その他の方法も使用されうる。基板３０８は、コンタクト３０９および障壁層３１０を有してよい。
【００１８】
基板３０８は、Ｌｏｗ−ｋ誘電体層３０４のエッチングが実施される処理室の中に配置される（工程２１２）。
【００１９】
この発明のこの実施形態のこの実施例では、前述のように、米国カリフォルニア州フリーモント所在のラム・リサート社による２３００  Ｅｘｅｌｅｎ  ｃｈａｍｂｅｒが、２００ｍｍウエハのためのエッチング処理室として使用され、調整用のガスを伴う二重ガス分配が採用される。図５は、このようなシステム５００を示した図である。この実施例では、プラズマ処理室５００は、閉じ込め環５０２と、ガス分配板５０４と、下方電極５０８と、ガス源５１０と、排気ポンプ５２０とを備える。プラズマ処理室５００の中では、誘電体層を上に堆積された基板ウエハ３０８が、下方電極６０８の上に配置される。下方電極５０８は、基板ウエハ３０８を保持するための適切な基板チャック機構（例えば静電的または機械的な留め具など）を含んでいる。リアクタの上面５２８は、下方電極５０８の真向かいに配置されたガス分配板５０４を含んでいる。ガス分配板５０４は上方電極を形成し、接地されている。ガス分配板５０４、下方電極５０８、および閉じ込め環５０２は、プラズマ閉じ込め空間５４０を形成する。
【００２０】
図６は、ガス分配板５０４の底面図である。ガス分配板は、内側域板５１２と、外側域板５１６とを含む。内側域板５１２および外側域板５１６は、複数のポート５１８を形成されている。ポート５１８は、様々な配置をとってよく、図示された配置は、内側域用および外側域用の各板が複数のポート５１８を有することを示すことを主目的としたものである。内側域板５１２および外側域板５１６は、下方電極５０８の上のウエハ５８０の向かい側の離れた位置にある。ガス源５１０は、内側域板５１６および外側域板５１８にそれぞれ異なるガスを供給する任意のガス源であってよい。
【００２１】
ガスは、ガス源５１０によって、内側域板５１２および外側域板５１６のポート５１８を通してプラズマ閉じ込め空間に供給され、排気ポンプ５２０によって、閉じ込め環５０２および排気ポートを通してプラズマ閉じ込め空間から排出される。排気ポンプ５２０は、プラズマ処理室のためのガス出口を形成する。下方電極５０８には、ＲＦ源５４８が電気的に接続される。処理室の壁５５２は、閉じ込め環５０２、ガス分配板５０４、および下方電極５０８を内側に配置されたプラズマの囲いを形成する。ＲＦ源５４８は、２７ＭＨｚで動作する高周波電源と、２ＭＨｚで動作する低周波電源とを含んでよい。ガス分配板５０４は、接地されてよい。ＲＦ電力を電極に接続する形態として、異なる組み合わせも可能である。ＲＦ源５４８、排気ポンプ５２０、ガス源５１０には、制御可能な方式でコントローラ５３５が接続される。
【００２２】
図４は、コントローラ５３５としての使用に適したコンピュータシステム８００を示している。図４（ａ）は、コントローラ３４０用に使用されうるコンピュータシステムとして考えられる一物理的形態を示している。コンピュータシステムは、集積回路、プリント配線板、および小型携帯端末などから巨大なスーパーコンピュータに至る多くの物理的形態をとりうる。コンピュータシステム８００は、モニタ８０２と、ディスプレイ８０４と、筐体８０６と、ディスクドライブ８０８と、キーボード８１０と、マウス８１２とを含む。ディスク８１４は、コンピュータシステム８００との間でデータをやりとりするために使用されるコンピュータ可読メディアである。
【００２３】
図４（ｂ）は、コンピュータシステムのブロック図の一例である。システムバス８２０には、様々なサブシステムが取り付けられる。メモリ８２４を含む記憶装置には、１つまたは複数のプロセッサ８２２（中央処理装置、すなわちＣＰＵとも称される）が結合される。メモリ８２４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）とを含む。当該分野で周知のように、ＲＯＭは、データおよび命令をＣＰＵへと一方向に伝送する働きをし、ＲＡＭは、一般に、データおよび命令を双方向に伝送するのに使用される。いずれのタイプのメモリも、後述される任意のコンピュータ可読メディアを含みうる。ＣＰＵ８２２には、固定ディスク８２６もやはり双方向的に結合される。固定ディスク８２６は、追加のデータ記憶容量を提供するものであり、やはり、後述される任意のコンピュータ可読メディアを含みうる。固定ディスク８２６は、プログラムやデータなどを格納するために使用されてよく、一般に、一次記憶装置より低速の二次記憶媒体（ハードディスクなど）である。なお、固定ディスク８２６に保持される情報は、適切だと思われる場合には、標準的な方式で、仮想メモリとしてメモリ８２４に取り込むことが可能である。取り外し可能ディスク８１４は、後述される任意のコンピュータ可読メディアの形態をとりうる。
【００２４】
ＣＰＵ８２２は、ディスプレイ８０４、キーボード８１０、マウス８１２、およびスピーカ８３０など様々な入出力装置にも結合される。一般に、入出力装置は、ビデオディスプレイ、トラックボール、マウス、キーボード、マイクロフォン、タッチセンサ式ディスプレイ、トランスデューサカードリーダ、磁気もしくは紙テープリーダ、タブレット、スタイラス、音声もしくは筆跡認識装置、バイオメトリクスリーダ、または他のコンピュータの任意であってよい。ＣＰＵ８２２は、ネットワークインターフェース８４０を使用して、別のコンピュータまたは通信ネットワークに随意に結合してよい。このようなネットワークインターフェースがあれば、ＣＰＵは、上述された方法の工程を実施する際にネットワークから情報を取得したりネットワークに情報を出力したりできると考えられる。更に、本発明による方法の実施形態は、専らＣＰＵ８２２で実行されてもよいし、または処理の一部を共有するリモートＣＰＵと連携してインターネットなどのネットワークを通じて実行されてもよい。
【００２５】
また、本発明の実施形態は、更に、各種のコンピュータ実行操作を実施するためのコンピュータコードを記録されたコンピュータ可読メディアを伴うコンピュータストレージ製品に関する。コンピュータ可読メディアおよびコンピュータコードは、本発明の目的のために特別に設計され構成されたものであってもよいし、またはコンピュータソフトウェアの分野の当業者にとって周知で入手可能なものであってもよい。コンピュータ可読媒体の例としては、ハードディスク、フロッピィディスク、および磁気テープなどの磁気メディア、ＣＤ−ＲＯＭおよびホログラフィデバイスなどの光メディア、フロプティカルディスクなどの光磁気メディア、並びに例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、ＲＯＭおよびＲＡＭデバイスなどプログラムコードの格納および実行のために特別に構成されたハードウェアデバイスなどが挙げられるが、こ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るなどのマシンコード、およびインタープリタを使用してコンピュータによって実行される高水準コードを含むファイルなどが挙げられる。コンピュータ可読メディアは、また、搬送波に載せられたコンピュータ信号によって伝送され、且つプロセッサによって実行可能な命令シーケンスを表している、コンピュータコードであってもよい。
【００２６】
Ｌｏｗ−ｋ誘電体層３０４のエッチングには、プラズマドライエッチングが使用されてよく、図３（ｂ）に示されるように、パターン形成されたフォトレジストマスク３１６の開き３２０の下に、開口３２４が形成される。パターン形成されたフォトレジストマスク３１６の一部は、Ｌｏｗ−ｋ誘電体層のエッチングの最中に除去される。このようなＬｏｗ−ｋ誘電体のエッチングでは、フッ素ベースのエッチャントを使用するなどの化学エッチングが使用されてよい。
【００２７】
次いで、Ｌｏｗ−ｋ誘電体層を損なうことなくフォトレジストマスク３１６を除去する均一な剥離プロセスが提供される。均一な剥離プロセスを提供するため、内側域５１２に第１のガスが供給される（工程２１６）。この実施例では、第１のガスは純Ｏ2である。外側域５１６に第２のガスが提供される（工程２２０）。この実施例では、第２のガスは、剥離のためのＯ2と、炭素含有ガスとしてのＣ2Ｈ4との混合である。第１のガスおよび第２のガスから、プラズマが発生する（工程２２４）。プラズマは、均一なフォトレジスト剥離を可能にするために提供される（工程２２８）。
【００２８】
したがって、この実施例では、内側域は、炭素含有ガスの直接供給を全く受けない。この一実施形態では、二重ガス供給によって、内側域と外側域とにＯ2の流量が分割される。次いで、外側域にのみ、調整用のガスＣ2Ｈ4が追加される。レシピの一例では、室圧が２０ミリトールに設定される。下方電極は、２７ＭＨｚで６００ワットを、２ＭＨｚで０ワットを供給する。３００ｓｃｃｍのＯ2が処理室に供給され、外側域にのみ調整用のガスＣ2Ｈ4が追加される。これは、６０秒間維持される。
【００２９】
好ましい一剥離プロセスは、室圧が０〜１，０００ミリトールで、低周波（すなわち２ＭＨｚ）の電力が０〜１，０００ワットで、高周波（すなわち２７ＭＨｚ）の電力が５０〜１，０００ワットで、Ｏ2の流量が２０〜２，０００ｓｃｃｍで、外側領域にのみ追加されるガスＣ2Ｈ4が１０〜２，０００ｓｃｃｍである。
【００３０】
より好ましい一剥離プロセスは、室圧が０〜５００ミリトールで、低周波（すなわち２ＭＨｚ）の電力が０〜５００ワットで、高周波（すなわち２７ＭＨｚ）の電力が１００〜９００ワットで、Ｏ2の流量が１００〜１，０００ｓｃｃｍで、外側領域にのみ追加されるガスＣ2Ｈ4が２０〜１，０００ｓｃｃｍである。
【００３１】
別の一実施形態では、第１のガスが純Ｏ2で、第２のガスが純Ｃ2Ｈ4である。ローディングが十分であるので、十分な量のＯ2が内側域から外側域へと移動し、フォトレジストを均一に剥離させる。
【００３２】
エッチングプロセスによっては、エッチング残留物を再堆積させる場合があるので、このようなエッチング残留物を除去できるように、少量のフッ素を供給することが望ましい。このような場合の炭素含有成分は、ＣＨ3Ｆであってよい。好ましい一実施形態では、外側域にのみＣＨ3Ｆが供給される。ＣＨ3Ｆからフッ素の直接供給を受けるのは外側域のみであるが、十分な量のフッ素が外側域から内側域に移動し、マスクの形成を低減させる。
【００３３】
エッチバック
本発明によるプロセスの別の一実施例は、均一なビアプラグ除去のプロセスを提供する。図７は、本実施例で使用されるプロセスのフローチャートである。基板の上に誘電体層が堆積され、誘電体層の中にビアが形成される（工程７０４）。基板は、シリコンウエハもしくは他の材料であってもよいし、またはウエハの上の層の一部であってもよい。ビアの中に、有機材料のビアプラグが形成される（工程７０８）。次いで、誘電体層の上に、トレンチパターンを形成されたフォトレジストマスクが配置される。
【００３４】
基板は、誘電体層のエッチングが実施される処理室の中に配置される（工程７１２）。上述されたプラズマ処理室、またはその他のプラズマ処理室が使用されてよい。誘電体層をエッチングしてトレンチを形成するために、プラズマドライエッチングが使用される。ビアプラグは、トレンチエッチング中のファセット形成を低減させるために使用される。トレンチエッチング中は、ビア頂部の周りにフェンス構造が形成されうる。パターンを形成されたフォトレジストマスクの一部は、トレンチエッチング中に除去される。
【００３５】
ビアプラグの高さを低減させるために、エッチバックプロセスが使用される。ビアプラグを正しい高さにすれば、トレンチエッチング中における、フェンス構造の形成およびビアのファセット形成が低減される、または排除される。したがって、ビアプラグの高さを低減させるプロセスは、ビアのエッチングおよび有機性ＢＡＲＣの埋め込み後、トレンチパターンの形成前に行われる。エッチバックプロセスを提供するため、内側域に第１のガスが供給される（工程７１６）。この実施例では、第１のガスは純Ｏ2である。外側域に第２のガスが供給される（工程７２０）。この実施例では、第２のガスは純Ｃ2Ｈ4である。第１のガスおよび第２のガスから、プラズマが発生する（工程７２４）。プラズマは、ビアプラグを除去するために使用される（工程７２８）。このプロセスは、残りのフォトレジストを剥離させるためにも使用されうる。
【００３６】
このプロセスは、均一なプラグ除去を提供にする。これは、デュアルダマシン構造の中に、フェンスおよびファセットのないビアを一貫して形成できるという利点を提供する。
【００３７】
したがって、この実施例では、内側域は、炭素含有ガスの直接供給を全く受けない。この一実施形態では、二重ガス供給によって、内側域と外側域とにＯ2の流量が分割される。次いで、外側域にのみ、調整用のガスＣ2Ｈ4が追加される。レシピの一例では、室圧が４００ミリトールに設定される。下方電極は、２７ＭＨｚで０ワットを、２ＭＨｚで６００ワットを供給する。３００ｓｃｃｍのＯ2が処理室に供給され、外側域にのみ調整用のガスＣ2Ｈ4が追加される。これは、６０秒間維持される。
【００３８】
好ましい均一な一プラグ除去プロセスは、室圧が０〜１，０００ミリトールで、低周波（すなわち２ＭＨｚ）の電力が５０〜１，０００ワットで、高周波（すなわち２７ＭＨｚ）の電力が０〜１，０００ワットで、Ｏ2の流量が２０〜２，０００ｓｃｃｍで、外側領域にのみ追加されるガスＣ2Ｈ4が１０〜２，０００ｓｃｃｍである。
【００３９】
より好ましい均一な一プラグ除去プロセスは、室圧が１〜５００ミリトールで、低周波（すなわち２ＭＨｚ）の電力が０〜５００ワットで、高周波（すなわち２７ＭＨｚ）の電力が１００〜９００ワットで、Ｏ2の流量が１００〜１，０００ｓｃｃｍで、外側領域にのみ追加されるガスＣ2Ｈ4が２０〜１，０００ｓｃｃｍである。
【００４０】
ＢＡＲＣ開口
本発明によるプロセスの別の一実施例は、均一なＢＡＲＣ開口プロセスを提供する。図８は、本実施例で使用されるプロセスのフローチャートである。本実施例では、基板の上に誘電体層が形成される。誘電体層は、基板の上に堆積される（工程８０４）。基板は、シリコンウエハもしくは他の材料であってもよいし、またはウエハの上の層の一部であってもよい。誘電体層の上に、ＢＡＲＣ層が形成される（工程８０８）。次いで、ＢＡＲＣ層の上に、パターン形成されたマスクが配置される（工程８１０）。
【００４１】
基板は、処理室の中に配置される（工程８１２）。上述されたプラズマ処理室、またはその他のプラズマ処理室が使用されてよい。次いで、ＢＡＲＣ層を開口させるために、均一なＢＡＲＣ開口プロセスが提供される。均一なＢＡＲＣ開口プロセスを提供するため、内側域に第１のガスが供給される（工程８１６）。この実施例では、第１のガスはＮ2／Ｈ2である。外側域に第２のガスが供給される（工程８２０）。この実施例では、第２のガスは純Ｃ2Ｈ4である。第１のガスおよび第２のガスから、プラズマが発生する（工程８２４）。プラズマは、ＢＡＲＣ層を均一に開口させるために使用される（工程８２８）。
【００４２】
したがって、この実施例では、内側域は、炭素含有ガスの直接供給を全く受けない。この一実施形態では、二重ガス供給によって、内側域と外側域とにＯ2の流量が分割される。次いで、外側域にのみ、調整用のガスＣ2Ｈ4が追加される。レシピの一例では、室圧が６０ミリトールに設定される。下方電極は、２７ＭＨｚで６００ワットを、２ＭＨｚで０ワットを供給する。３００ｓｃｃｍのＯ2が処理室に供給され、外側域にのみ調整用のガスＣ2Ｈ4が追加される。これは、６０秒間維持される。
【００４３】
好ましい一ＢＡＲＣ開口プロセスは、室圧が０〜１，０００ミリトールで、低周波（すなわち２ＭＨｚ）の電力が０〜１，０００ワットで、高周波（すなわち２７ＭＨｚ）の電力が５０〜１，０００ワットで、Ｏ2の流量が２０〜２，０００ｓｃｃｍで、外側領域にのみ追加されるガスＣ2Ｈ4が１０〜２，０００ｓｃｃｍである。
【００４４】
より好ましい一ＢＡＲＣ開口プロセスは、室圧が１〜５００ミリトールで、低周波（すなわち２ＭＨｚ）の電力が０〜５００ワットで、高周波（すなわち２７ＭＨｚ）の電力が１００〜９００ワットで、Ｏ2の流量が１００〜１，０００ｓｃｃｍで、外側領域にのみ追加されるガスＣ2Ｈ4が２０〜１，０００ｓｃｃｍである。
【００４５】
他の実施例では、より高濃度の炭素含有ガスを外側域に提供することによって、本発明によるプロセスを、ＳｉＬＫ層の均一なエッチングのために使用することが可能である。これは、結果としてトレンチの均一性を向上させ、トレンチの均一性の向上は、ビアの場合にオーバーエッチングを低減させることができる。
【００４６】
ローディングを低減させ、ウエハの外側部分のエッチングを低速化することによって、より均一なエッチングを可能にする炭素含有成分に代わるものとして、他の成分を見いだすことが可能である。
【００４７】
その他の実施形態では、内側域に第１のガスを供給し、内側域を取り囲む外側域に第１のガスと異なる第２のガスを供給するために、他のガス分配形態を使用することが可能である。例えば、第１のガスを第２のガスと異ならせるために、外側域のポートから互い違いに異なるガス成分を供給し、それらを合わせて外側域に供給される第２のガスを構成し、それとともに、またはその代わりに、内側域のポートから互い違いに異なるガス成分を供給し、それらを合わせて内側域に供給される第１のガスを構成することが可能である。しかしながら、第１のガスのガス成分は、第１のガスが処理室内に供給される前にガス分配システム内で混合され、第２のガスのガス成分は、第２のガスが処理室内に供給される前にガス分配システム内で混合されることが好ましい。
【００４８】
以上では、いくつかの好ましい実施形態に基づいて発明の説明を行ってきたが、そのほかにも、本発明の範囲内で、代替、変更、置換、および代わりとなる等価など各種の形態が存在する。なお、本発明による方法および装置は、多くの代替的方法によって実現することができる。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に含まれる、このようなあらゆる代替、置換、および等価の形態を含むものと解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態のフローチャートである。
【図２】剥離のための、本発明の一実施形態のフローチャートである。
【図３Ａ】図２に示されたプロセスにしたがって処理される基板の側面図である。
【図３Ｂ】図２に示されたプロセスにしたがって処理される基板の側面図である。
【図３Ｃ】図２に示されたプロセスにしたがって処理される基板の側面図である。
【図４Ａ】コントローラとして使用されうるコンピュータシステムの説明図である。
【図４Ｂ】コントローラとして使用されうるコンピュータシステムの説明図である。
【図５】本発明を実施するのに使用されうる処理室の概略図である。
【図６】ガス分配板の底面図である。
【図７】ビアプラグを除去するための、本発明の一実施形態のフローチャートである。
【図８】ＢＡＲＣ層を開口させるための、本発明の一実施形態のフローチャートである。
【図１】
2008504683.tif 000003
【図２】
2008504683.tif 000004
【図３Ａ】
2008504683.tif 000005
【図３Ｂ】
2008504683.tif 000006
【図３Ｃ】
2008504683.tif 000007
【図４Ａ】
2008504683.tif 000008
【図４Ｂ】
2008504683.tif 000009
【図５】
2008504683.tif 000010
【図６】
2008504683.tif 000011
【図７】
2008504683.tif 000012
【図８】
2008504683.tif 000013
【国際調査報告】
2008504683.tif 000014
2008504683.tif 000015