(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の薄膜が形成された基板の表面からレジスト残渣を除去するためのポリマー除去方法であって、
基板を所定の温度に加熱する基板加熱工程と、
この基板加熱工程と並行して、上記基板の表面に薬液またはケミカルガスを含む蒸気を供給することによって、当該基板の表面のレジスト残渣を選択的に除去または変質させる蒸気供給工程と、
上記蒸気供給工程の後に、上記基板の表面に対して物理洗浄を施す物理洗浄工程とを含み、
上記物理洗浄工程は、洗浄ブラシによって基板表面をスクラブするブラシ洗浄工程、超音波振動が付与された液体を基板表面に供給して、超音波振動によって基板表面のレジスト残渣を除去する超音波洗浄工程、または気体と液体とが混合されて生成された液滴を基板の表面に噴射して基板表面からレジスト残渣を除去する工程を含むことを特徴とするポリマー除去方法。
【請求項２】
上記基板加熱工程における上記所定の温度が５０℃以上１６０℃以下であることを特徴とする請求項１記載のポリマー除去方法。
【請求項３】
上記蒸気供給工程と並行して、上記基板が置かれた空間を所定の気圧に減圧する減圧工程をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載のポリマー除去方法。
【請求項４】
所定の薄膜が形成された基板の表面からレジスト残渣を除去するためのポリマー除去方法であって、
基板が置かれた空間を所定の気圧に減圧する減圧工程と、
この減圧工程と並行して、上記基板の表面に薬液またはケミカルガスを含む蒸気を供給することによって、当該基板の表面のレジスト残渣を選択的に除去または変質させる蒸気供給工程と、
上記蒸気供給工程の後に、上記基板の表面に対して物理洗浄を施す物理洗浄工程とを含み、
上記物理洗浄工程は、洗浄ブラシによって基板表面をスクラブするブラシ洗浄工程、超音波振動が付与された液体を基板表面に供給して、超音波振動によって基板表面のレジスト残渣を除去する超音波洗浄工程、または気体と液体とが混合されて生成された液滴を基板の表面に噴射して基板表面からレジスト残渣を除去する工程を含むことを特徴とするポリマー除去方法。
【請求項５】
上記所定の薄膜は、銅膜および低誘電率材料を含む絶縁膜のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のポリマー除去方法。
【請求項６】
所定の薄膜が形成された基板の表面からレジスト残渣を除去するためのポリマー除去装置であって、
基板を所定の温度に加熱するための基板加熱手段と、
上記基板の表面のレジスト残渣を選択的に除去または変質させるために、上記基板加熱手段によって所定の温度に加熱されている当該基板の表面に薬液またはケミカルガスを含む蒸気を供給する蒸気供給手段と、
この蒸気供給手段によって処理された後の基板に対して、洗浄ブラシによって基板表面をスクラブするブラシ洗浄工程、超音波振動が付与された液体を基板表面に供給して、超音波振動によって基板表面のレジスト残渣を除去する超音波洗浄工程、または気体と液体とが混合されて生成された液滴を基板の表面に噴射して基板表面からレジスト残渣を除去する工程を含む物理洗浄工程を施す物理洗浄手段とを含むことを特徴とするポリマー除去装置。
【請求項７】
所定の薄膜が形成された基板の表面からレジスト残渣を除去するためのポリマー除去装置であって、
基板が置かれた空間を所定の気圧に減圧する減圧手段と、
上記基板の表面のレジスト残渣を選択的に除去または変質させるために、上記減圧手段によって所定の気圧に減圧された空間に置かれた当該基板の表面に薬液またはケミカルガスを含む蒸気を供給する蒸気供給手段と、
この蒸気供給手段によって処理された後の基板に対して、洗浄ブラシによって基板表面をスクラブするブラシ洗浄工程、超音波振動が付与された液体を基板表面に供給して、超音波振動によって基板表面のレジスト残渣を除去する超音波洗浄工程、または気体と液体とが混合されて生成された液滴を基板の表面に噴射して基板表面からレジスト残渣を除去する工程を含む物理洗浄工程を施す物理洗浄手段とを含むことを特徴とするポリマー除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レジスト残渣（ポリマー）を基板の表面から選択的に除去するためのポリマー除去方法およびポリマー除去装置に関する。処理対象となる基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板等が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路素子の高集積化および高速度化は、市場の要求である。この要求に応えるために、従来から用いられてきたアルミニウム配線に代えて、より低抵抗の銅配線が用いられるようになってきた。銅配線を、低誘電率絶縁膜（いわゆるＬｏｗ−ｋ膜。比誘電率が酸化シリコンよりも小さな材料からなる絶縁膜をいう。）と組み合わせて多層配線を形成すれば、極めて高速で動作する集積回路素子を実現できる。
【０００３】
異なる層の銅配線間の接続は、層間絶縁膜に形成されたヴィアに埋め込まれた銅プラグによって達成される。微細な配線パターンを形成するためには、高いアスペクト比のヴィアが要求されるから、ヴィアの形成には、反応性イオンエッチングに代表されるドライエッチング法が適用される。
しかし、このドライエッチング法では、処理対象の膜だけでなくレジストも腐食されていき、その一部は、変質してポリマー（レジスト残渣）として、基板表面に残留する。配線パターンが微細であるがゆえに、次工程までに、このポリマーを基板上から確実に除去しておかなければならない。
【０００４】
ポリマーの除去は、現状では、基板上にポリマー除去液を供給して、ポリマーを選択的にエッチングすることによって行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ポリマー除去液は、複雑な組成の有機溶剤混合物からなっていて、その組成の維持が困難であり、高価である。また、安全面の問題もある。
そこで、この発明の目的は、より安価なプロセスでポリマーを確実に選択除去することができるポリマー除去方法およびポリマー除去装置を提供することである。
【０００６】
また、この発明の他の目的は、より安全なプロセスでポリマーを確実に選択除去することができるポリマー除去方法およびポリマー除去装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、所定の薄膜（３，５）が形成された基板（Ｗ）の表面からレジスト残渣（１０）を除去するためのポリマー除去方法であって、基板を所定の温度に加熱する基板加熱工程と、この基板加熱工程と並行して、上記基板の表面に薬液またはケミカルガスを含む蒸気を供給することによって、当該基板の表面のレジスト残渣を選択的に除去または変質させる蒸気供給工程と、上記蒸気供給工程の後に、上記基板の表面に対して物理洗浄を施す物理洗浄工程とを含み、上記物理洗浄工程は、洗浄ブラシによって基板表面をスクラブするブラシ洗浄工程、超音波振動が付与された液体（たとえば純水）を基板表面に供給して、超音波振動によって基板表面のレジスト残渣を除去する超音波洗浄工程、または気体と液体（たとえば純水）とが混合されて生成された液滴を基板の表面に噴射（噴霧）して基板表面からレジスト残渣を除去する工程を含むことを特徴とするポリマー除去方法である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００８】
上記薬液は、ふっ酸、硝酸、酢酸、塩酸および硫酸などの酸を含む薬液であってもよい。また、上記薬液はアンモニア等のアルカリを含む薬液であってもよい。さらに、上記薬液は、これらの酸またはアルカリに、過酸化水素水やオゾン等の酸化剤、またはメタノール等の有機溶剤を加えた混合液であってもよい。さらに、上記薬液は、ポリマー除去用有機溶剤混合液であってもよい。なお、薬液を含む蒸気とは、薬液そのものの蒸気（薬液蒸気）であってもよいし、この薬液蒸気を不活性ガスなどのキャリアガス中に混合させたものであってもよい。
【０００９】
また、上記ケミカルガスは、無水ふっ酸ガス、アンモニアガス、塩化水素ガス、二酸化窒素ガス、およびＳＯ3ガスのうちのいずれか１つを含むガス、あるいはこれらのうちの２以上のガスの混合ガスであってもよい。なお、ケミカルガスを含む蒸気とは、ケミカルガスと水蒸気とが混合されたものであってもよいし、ケミカルガスとメタノールなどの有機溶剤の蒸気とが混合されたものであってもよく、また、これらをさらに不活性ガスなどのキャリアガス中に混合させたものであってもよい。
【００１０】
このような薬液またはケミカルガスを含む蒸気によるエッチングでは、エッチングレートの温度依存性が極めて大きい。そこで、レジスト残渣のエッチングレートが大きく、基板表面に形成された所定の薄膜のエッチングレートが小さくなるように基板を所定の温度に加熱した状態で、蒸気を基板表面に導くことよって、レジスト残渣を選択的に除去または変質させることができる。
蒸気を用いたエッチングでは、薬液またはケミカルガスの消費量が少ないので、プロセスのコストを著しく抑制することができる。また、エッチングレートの温度依存性が極めて大きいことから、良好な選択性でレジスト残渣を基板表面から除去または変質させることができるので、基板表面にレジスト残渣を残すことなく確実に除去することができる。
そして、薬液またはケミカルガスを含む蒸気を基板表面に供給することによって基板表面のレジスト残渣を完全に除去できない場合でも、それに続く物理洗浄工程におけるブラシ洗浄、超音波洗浄または液滴噴射洗浄によって、基板表面からレジスト残渣を完全に除去できる。薬液またはケミカルガスを含む蒸気の作用によって、レジスト残渣は変質しており、基板に対する付着力をほとんど失っているから、物理洗浄工程によって、レジスト残渣を完全に除去することができる。
【００１１】
また、必ずしも有機溶剤系の薬液を用いる必要がないから、安全なプロセスでポリマーを選択的に除去できる。
請求項２記載の発明は、上記基板加熱工程における上記所定の温度が５０℃以上１６０℃以下であることを特徴とする請求項１記載のポリマー除去方法である。
このような温度条件を設定することによって、基板表面のレジスト残渣を良好な選択性で除去できる。とくに、請求項５に記載のように上記薄膜が銅膜または低誘電率材料を含む絶縁膜のうちの少なくともいずれかを含む場合に、このような温度条件を設定することが有効である。
【００１２】
請求項３記載の発明は、上記蒸気供給工程と並行して、上記基板が置かれた空間を所定の気圧（たとえば、１００〜３００Torr）に減圧する減圧工程をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載のポリマー除去方法である。
薬液またはケミカルガスを含む蒸気によるエッチングにおけるエッチングレートは、温度依存性が高いばかりでなく、基板がおかれる空間の気圧に対する依存性も大きい。そこで、蒸気を用いたエッチングを行う際に、基板が置かれた空間を所定の気圧に減圧することによって、エッチング選択性をより高めることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、所定の薄膜（３，５）が形成された基板（Ｗ）の表面からレジスト残渣（１０）を除去するためのポリマー除去方法であって、基板が置かれた空間を所定の気圧に減圧する減圧工程と、この減圧工程と並行して、上記基板の表面に薬液またはケミカルガスを含む蒸気を供給することによって、当該基板の表面のレジスト残渣を選択的に除去または変質させる蒸気供給工程と、上記蒸気供給工程の後に、上記基板の表面に対して物理洗浄を施す物理洗浄工程とを含み、上記物理洗浄工程は、洗浄ブラシによって基板表面をスクラブするブラシ洗浄工程、超音波振動が付与された液体を基板表面に供給して、超音波振動によって基板表面のレジスト残渣を除去する超音波洗浄工程、または気体と液体とが混合されて生成された液滴を基板の表面に噴射して基板表面からレジスト残渣を除去する工程を含むことを特徴とするポリマー除去方法である。
【００１４】
上述のとおり、薬液またはケミカルガスを含む蒸気を用いたエッチングのエッチングレートは、基板が置かれた空間の気圧に大きく依存する。そこで、基板が置かれた空間を所定の気圧（たとえば、１００〜３００Torr）に減圧することによって、基板表面の所定の薄膜をほとんどエッチングしたり変質させたりすることなく、基板表面のレジスト残渣を良好な選択性で除去または変質させることができる。
そして、薬液またはケミカルガスを含む蒸気を基板表面に供給することによって基板表面のレジスト残渣を完全に除去できない場合でも、それに続く物理洗浄工程におけるブラシ洗浄、超音波洗浄または液滴噴射洗浄によって、基板表面からレジスト残渣を完全に除去できる。薬液またはケミカルガスを含む蒸気の作用によって、レジスト残渣は変質しており、基板に対する付着力をほとんど失っているから、物理洗浄工程によって、レジスト残渣を完全に除去することができる。
【００１５】
たとえば、請求項５記載のように上記薄膜が銅膜および低誘電率材料を含む絶縁膜のうちの少なくともいずれかを含むものである場合には、基板が置かれた空間を約２００Ｔｏｒｒに減圧することによって、レジスト残渣を良好な選択性で除去または変質させることができる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、所定の薄膜（３，５）が形成された基板（Ｗ）の表面からレジスト残渣（１０）を除去するためのポリマー除去装置であって、基板を所定の温度に加熱するための基板加熱手段（４５）と、上記基板の表面のレジスト残渣を選択的に除去または変質させるために、上記基板加熱手段によって所定の温度に加熱されている当該基板の表面に薬液またはケミカルガスを含む蒸気を供給する蒸気供給手段（３１〜３４，３６，３７，４３，５２〜５４）と、この蒸気供給手段によって処理された後の基板に対して、洗浄ブラシによって基板表面をスクラブするブラシ洗浄工程、超音波振動が付与された液体を基板表面に供給して、超音波振動によって基板表面のレジスト残渣を除去する超音波洗浄工程、または気体と液体とが混合されて生成された液滴を基板の表面に噴射して基板表面からレジスト残渣を除去する工程を含む物理洗浄工程を施す物理洗浄手段（６０）とを含むことを特徴とするポリマー除去装置である。
【００１９】
これにより、請求項１の発明に関連して述べた効果と同様な効果を達成できる。
請求項７記載の発明は、所定の薄膜（３，５）が形成された基板（Ｗ）の表面からレジスト残渣（１０）を除去するためのポリマー除去装置であって、基板が置かれた空間を所定の気圧に減圧する減圧手段（４９，５５）と、上記基板の表面のレジスト残渣を選択的に除去または変質させるために、上記減圧手段によって所定の気圧に減圧された空間に置かれた当該基板の表面に薬液またはケミカルガスを含む蒸気を供給する蒸気供給手段（３１〜３４，３６，３７，４３，５２〜５４）と、この蒸気供給手段によって処理された後の基板に対して、洗浄ブラシによって基板表面をスクラブするブラシ洗浄工程、超音波振動が付与された液体を基板表面に供給して、超音波振動によって基板表面のレジスト残渣を除去する超音波洗浄工程、または気体と液体とが混合されて生成された液滴を基板の表面に噴射して基板表面からレジスト残渣を除去する工程を含む物理洗浄工程を施す物理洗浄手段（６０）とを含むことを特徴とするポリマー除去装置である。
【００２０】
これにより、請求項４の発明に関連して述べたのと同様な作用効果を達成できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るポリマー除去装置によって処理される基板の一例である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗの表面の状態を説明するための断面図である。ウエハＷ上には、層間絶縁膜１が形成されており、この層間絶縁膜１上にバリアメタル膜２が形成され、さらにその上に銅配線膜３が形成されている。この銅配線膜３上には、窒化シリコン膜４を挟んで、配線間絶縁膜５が積層されている。
【００２２】
配線間絶縁膜５には、銅配線を埋め込むための配線溝６が形成されており、さらに、この配線溝６の底面の所定箇所には、銅配線膜３との層間配線のためのヴィア７が形成されている。配線溝６およびヴィア７には、一括して銅が埋め込まれることになる。このようにして、いわゆるデュアルダマシン法によって、銅の多層配線が形成される。
配線溝６およびヴィア７の形成は、配線間絶縁膜５上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしたドライエッチングによって行われる。このドライエッチングの際に、レジストの変質物がポリマー１０となって、配線溝６およびヴィア７の底面および側壁面に付着する。
【００２３】
この発明の一実施形態では、配線間絶縁膜５および銅配線膜３への損傷を最小限に抑制しつつ、ポリマー１０が選択的に除去される。
半導体集積回路素子の高速化のためには、銅配線の使用による配線の低抵抗化を図るとともに、層間絶縁膜１および配線間絶縁膜５の材料に低誘電率材料を用いて配線容量を下げなければならない。そこで、層間絶縁膜１および配線間絶縁膜５には、いわゆるＬｏｗ−ｋ絶縁膜が適用される。
【００２４】
Ｌｏｗ−ｋ絶縁膜は、従来から用いられてきた酸化シリコン膜よりも誘電率が低い絶縁膜である。また、Ｌｏｗ−ｋ絶縁膜に用いられるＬｏｗ−ｋ材料（低誘電率絶縁膜材料）としては、ＳｉＯ2にふっ素を添加したＦＳＧ（ふっ化珪酸塩ガラス）膜、ＳｉＬＫ（Dow Chemical社製）、ＣまたはＨを含んだＳｉＯ2膜（ＳｉＯＣ、多孔性シリカなど）、ＰＴＦＥなどのふっ素樹脂、ＦＬＡＲＥ（Honeywell社製）、ＢＣＢ、水素含有ＳＯＧ（多孔質ＨＳＱ）、有機ＳＯＧ（ＨＳＧ Ｒ７：日立化成工業製）、ふっ素化αカーボン等が該当する。
【００２５】
図２は、この発明の一実施形態に係るポリマー除去装置の構成を説明するための図解的な断面図である。この装置は、ウエハＷの表面からレジスト残渣（ポリマー）を選択的にエッチング除去するための装置である。
この装置は、ハウジング４１内に、薬液としての酸を含む水溶液の一例であるふっ酸水溶液４２を密閉状態で貯留するふっ酸蒸気発生容器４３を備えている。このふっ酸蒸気発生容器４３の下方には、ふっ酸蒸気を下方に向かって放出するための貫通孔が多数形成されたパンチングプレート４４が設けられている。
【００２６】
パンチングプレート４４の下方に、処理対象のウエハＷをパンチングプレート４４に対向させた状態で水平に保持するホットプレート４５が配置されている。このホットプレート４５は、モータ等を含む回転駆動機構４６によって鉛直軸線まわりに回転される回転軸４７の上端に固定されている。
ホットプレート４５の平面視における外方側には、ハウジング４１の底面４１ａに対して上下に収縮するベローズ４８が設けられている。このベローズ４８は、上端縁をパンチングプレート４４の周囲に当接させて、ホットプレート４５の周縁の空間を密閉して処理チャンバを形成する密閉位置（図２において実線で示す位置）と、その上端縁がホットプレート４５の上面４５ａによりも下方に退避した退避位置（図２において破線で示す位置）との間で、図示しない駆動機構によって伸長／収縮駆動されるようになっている。
【００２７】
ベローズ４８の内部空間は、ハウジング４１の底面４１ａに接続された排気配管４９を介して、排気手段５５により排気されるようになっている。この排気手段５５は、排気ブロワまたはエジェクタなどの強制排気機構であってもよいし、当該基板表面処理装置が設置されるクリーンルームに備えられた排気設備であってもよい。
ホットプレート４５の側方には、ウエハＷを搬入するための搬入用開口２１、およびウエハＷを排出するための搬出用開口２２が、ハウジング４１の側壁に形成されている。これらの開口２１，２２には、それぞれシャッタ３８，３９が配置されている。ウエハＷの搬入時には、ベローズ４８が退避位置（図２の破線の位置）に下降させられるとともに、シャッタ３８が開成され、図示しない搬送ロボットによって、ホットプレート４５にウエハＷが受け渡される。また、ウエハＷの搬出時には、ベローズ４８が退避位置とされるとともに、シャッタ３９が開成されて、ホットプレート４５上のウエハＷが別の搬送ロボット（図示せず）に受け渡されて搬出される。
【００２８】
ふっ酸蒸気発生容器４３には、ふっ酸水溶液４２の液面の上方の空間３５に、キャリアガスとしての窒素ガスを供給する窒素ガス供給配管５４が接続されている。また、この空間３５は、バルブ３７を介して、パンチングプレート４４へとふっ酸蒸気を導くためのふっ酸蒸気供給路３６に接続することができるようになっている。ふっ酸蒸気供給路３６には、窒素ガス供給源３１からの窒素ガスが、流量コントローラ（ＭＦＣ）３２、バルブ３３および窒素ガス供給配管３４を介して供給されるようになっている。
【００２９】
また、窒素ガス供給源３１からの窒素ガスは、流量コントローラ５２およびバルブ５３を介して、窒素ガス供給配管５４に与えられるようになっている。
ふっ酸蒸気発生容器４３内に貯留されるふっ酸水溶液４２は、いわゆる擬似共弗組成となる濃度（たとえば、１気圧、室温（２０℃）のもとで、約３９．６％）に調製されている。この擬似共弗組成のふっ酸水溶液４２は、水とふっ化水素との蒸発速度が等しく、そのため、バルブ３７からふっ酸蒸気供給路３６を介してパンチングプレート４４にふっ酸蒸気が導かれることによってふっ酸蒸気発生容器４３内のふっ酸水溶液４２が減少したとしても、ふっ酸蒸気供給路３６に導かれるふっ酸蒸気の濃度は不変に保持される。
【００３０】
ウエハＷの表面のレジスト残渣（ポリマー）を選択除去する時には、ベローズ４８はパンチングプレート４４の周縁に密着した密着位置（図２の実線の位置）まで上昇させられるとともに、バルブ３３，５３，３７が開かれる。これによって、ふっ酸蒸気発生容器４３内の空間３５において生成されたふっ酸蒸気は、窒素ガス供給配管５４からの窒素ガスによって、バルブ３７を介し、ふっ酸蒸気供給路３６へと押し出される。このふっ酸蒸気は、さらに、窒素ガス供給配管３４からの窒素ガスによって、パンチングプレート４４へと運ばれる。そして、このパンチングプレート４４に形成された貫通孔を介して、ウエハＷの表面へと供給される。
【００３１】
図３は、ふっ酸水溶液の蒸気を用いた気相エッチングにおける、ＦＳＧ膜、窒化シリコン膜および銅膜のエッチングレートの温度依存性を示す特性図である。ポリマーは、ふっ酸水溶液の蒸気を用いた気相エッチングにおいては、大きな温度依存性を示すことなく、高いエッチングレートでエッチングされる。したがって、ＦＳＧ膜、窒化シリコン膜および銅膜のエッチングレートがいずれも１００Å／分以下であれば、ウエハＷ上のポリマーを良好に選択除去できる。
【００３２】
図３から、ウエハＷの温度を５０℃以上とすればよいことがわかる。さらに、銅膜はほとんどエッチングされないことが好ましいから、６０℃以上であれば、より好ましいといえる。温度範囲の上限は、ホットプレート４５の仕様によって定まるが、概ね１６０℃程度である。
一方、気相エッチング処理におけるエッチングレートは、ウエハＷが置かれた空間の気圧にも依存する。具体的には、約２００Ｔｏｒｒの減圧雰囲気下においては、ウエハＷ上の他の膜に損傷を与えることなくポリマーを選択除去することができる。
【００３３】
そこで、この実施形態においては、ホットプレート４５は、たとえば、ウエハＷの温度を約６０℃に保持することができるように制御される。また、排気手段５５は、ホットプレート４５上の空間のウエハＷの周囲の気圧が約２００Ｔｏｒｒの減圧雰囲気となるように制御される。この状態で、ウエハＷの表面に、ふっ酸水溶液の蒸気が導かれる。これによって、ＦＳＧ膜等からなる層間絶縁膜１および配線間絶縁膜５、窒化シリコン膜４ならびに銅配線膜３に損傷を与えることなく、ウエハＷ上のポリマーを選択的に除去することができる。
【００３４】
また、気相エッチング処理では、薬液（ふっ酸水溶液）の消費量が少ないので、コストを抑制することがない。また、ふっ酸水溶液のような単純な組成の薬液を用いることができるから、薬液の組成維持が容易であり、また、有機溶剤系の薬液を用いる場合に比較して、安全性も高い。
図２に示されているように、気相エッチング処理後のウエハＷは、別のチャンバ６０に搬送されて、さらに物理洗浄工程が施される。この場合、物理洗浄工程は、スクラブブラシによってウエハＷの表面をブラシ洗浄する工程であってもよいし、超音波ノズルから超音波振動が付与された純水をウエハＷの表面に供給する超音波洗浄工程であってもよいし、二流体ノズル等から純水の微小液滴をウエハＷの表面に噴霧する工程（ソフトスプレー工程）であってもよい。
【００３５】
このような物理洗浄工程を追加することによって、気相エッチング処理後にウエハＷ上に若干量のポリマーが残留していたとしても、このようなポリマーを完全に除去できる。気相エッチング処理によって、ウエハＷ上のポリマーは変質していて、ウエハＷに対する付着力をほとんど失っているから、物理洗浄工程によって、残留しているポリマーをウエハＷの表面から容易に除去することができる。
【００３６】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上述の実施形態では、ふっ酸水溶液を用いた気相エッチング処理によってウエハＷ上のポリマーを選択除去する工程について説明したが、気相エッチング処理のために使用される薬液は、ふっ酸のほかにも、硝酸、酢酸、塩酸、硫酸などの酸を含む薬液であってもよい。また、気相エッチング処理のために使用される薬液は、アンモニア等のアルカリを含む薬液であってもよい。さらに、これらの酸またはアルカリに、過酸化水素水、オゾン等の酸化剤、またはメタノール等の有機溶剤を加えた混合液であってもよい。
【００３７】
さらには、ポリマー除去液を薬液として用いてもよい。ポリマー除去液は、一般に高価であるが、気相エッチングにおける消費量はわずかであるので、処理に要するコストが過度に高くなることはない。また、ポリマー除去液を用いる場合には、このポリマー除去液を含む蒸気をウエハＷの表面に供給してポリマーを変質させた後、この変質したポリマーを物理洗浄工程によってウエハＷの表面から除去するように処理することが好ましい。
【００３８】
ポリマー除去液としては、有機アルカリ液を含む液体、無機酸を含む液体、ふっ化アンモン系物質を含む液体のうちの少なくともいずれか１つが使用できる。そのうち、有機アルカリ液を含む液体としては、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、ヒドロキシルアミンのうちの少なくともいずれか１つが挙げられる。また、無機酸を含む液体としてはふっ酸および燐酸のうちの少なくともいずれか１つが挙げられる。その他、ポリマー除去液としては、１−メチル−２ピロリドン、テトラヒドロチオフェン１．１−ジオキシド、イソプロパノールアミン、モノエタノールアミン、２−（２アミノエトキシ）エタノール、カテコール、Ｎ−メチルピロリドン、アロマティックジオール、パーフレン、フェノールを含む液体などのうちの少なくともいずれか１つがあり、より具体的には、１−メチル−２ピロリドンとテトラヒドロチオフェン１．１−ジオキシドとイソプロパノールアミンとの混合液、ジメチルスルホキシドとモノエターノルアミンとの混合液、２−（２アミノエトキシ）エタノールとヒドロキシアミンとカテコールとの混合液、２−（２アミノエトキシ）エタノールとＮ−メチルピロリドンとの混合液、モノエタノールアミンと水とアロマティックジオールとの混合液、パーフレンとフェノールとの混合液などのうちの少なくともいずれか１つが挙げられる。
【００３９】
また、上述の実施形態では、薬液（ふっ酸）を含む蒸気を用いた気相エッチング処理について説明したが、薬液を含む蒸気の代わりに、ケミカルガスを含む蒸気を用いてもよい。ここでいうケミカルガスは、無水ふっ酸ガス、アンモニアガス、塩化水素ガス、二酸化窒素ガス、およびＳＯ3ガスのうちのいずれか１つを含むガス、あるいはこれらのうちの２以上のガスの混合ガスであってもよい。なお、ケミカルガスを含む蒸気とは、ケミカルガスと水蒸気とが混合されたものであってもよいし、ケミカルガスとメタノールなどの有機溶剤の蒸気とが混合されたものであってもよく、また、これらをさらに不活性ガスなどのキャリアガス中に混合させたものであってもよい。
【００４０】
なお、混合組成の薬液やケミカルガスを用いる代わりに、このような薬液やケミカルガスの各成分ごとの蒸気源を設け、各蒸気源からの蒸気をウエハＷの表面に導くようにして、ウエハＷ近傍において複数の蒸気を混合させてもよい。
蒸気源には、薬液やケミカルガスを補充したり、薬液やケミカルガスの濃度を維持したりするために薬液やケミカルガスの供給機構が付設されることが好ましい。
【００４１】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るポリマー除去処理が適用されるウエハの表面の構造を説明するための断面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係るポリマー除去装置の構成を示す図解的な断面図である。
【図３】ふっ酸水溶液の蒸気を用いた気相エッチング処理における各種の膜のエッチグレートの温度依存性を示す特性図である。
【符号の説明】
１      層間絶縁膜
２      バリアメタル膜
３      銅配線膜
４      窒化シリコン膜
５      配線間絶縁膜
６      配線溝
７      ヴィア
１０    ポリマー
３１    窒素ガス供給源
３６    ふっ酸蒸気供給路
４１    ハウジング
４２    ふっ酸水溶液
４３    ふっ酸蒸気発生容器
４４    パンチングプレート
４５    ホットプレート
４６    回転駆動機構
４８    ベローズ
４９    排気配管
５５    排気手段
Ｗ      ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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