專利名稱：基板處理方法和裝置、半導(dǎo)體裝置的制造方法和存儲(chǔ)介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用金屬配線的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體裝置的高性能化的發(fā)展，廣泛普及使用電阻值較小的
Cu來作為半導(dǎo)體裝置的配線材料。但是，因?yàn)镃u具有易于被氧化的 性質(zhì)，所以例如在利用金屬鑲嵌法(damascene)形成Cu的多層配線 結(jié)構(gòu)的工序中，從層間絕緣膜露出的Cu配線有時(shí)會(huì)發(fā)生氧化現(xiàn)象。因 此，為了利用還原法除去(清潔)被氧化的銅，有時(shí)使用NH3、 &等 具有還原性的氣體。
但是，當(dāng)使用NH3、 &時(shí)，有必要提高Cu的還原處理的處理溫 度(例如30(TC以上)，因此，有可能對形成于Cu配線周圍的、由所 謂的Low-k材料構(gòu)成的層間絕緣膜帶來損傷。所以，提出有通過使例 如蟻酸(formic acid)、醋酸(acetic acid)等氣化來用作處理氣體，在 低溫下進(jìn)行Cu的還原的方案。
但是，對于上述蟻酸、醋酸的蒸氣而言，因?yàn)樾纬蔀閱误w(monomer) 和二聚物(dimer)共存的狀態(tài)，所以有可能導(dǎo)致反應(yīng)不穩(wěn)定。例如， 從蟻酸、醋酸形成單體和二聚物的比例，有時(shí)因?yàn)楹苄〉臈l件變化而 變得很大，從而導(dǎo)致Cu的還原反應(yīng)不穩(wěn)定。
專利文獻(xiàn)1:日本專利第3373499號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決上述問題的、新型并 且有用的基板處理方法、半導(dǎo)體裝置的制造方法、基板處理裝置、以 及存儲(chǔ)有該基板處理方法的存儲(chǔ)介質(zhì)。
本發(fā)明的具體課題在于，在半導(dǎo)體裝置的制造工序中，能夠穩(wěn)定 并且高效地除去形成于金屬配線上的氧化膜。在本發(fā)明的第一方面中，利用下述基板處理方法解決上述問題， 該基板處理方法的特征在于該基板處理方法是形成有絕緣膜和金屬 層的被處理基板的基板處理方法，包括向所述被處理基板上供給有 機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽并且同時(shí)對所述被處理基 板進(jìn)行加熱的處理工序。
此外，在本發(fā)明的第二方面中，利用下述半導(dǎo)體裝置的制造方法 解決上述問題，該半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于該制造方法是 含有金屬配線和層間絕緣膜的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括向形成 有所述金屬配線和所述層間絕緣膜的被處理基板上供給有機(jī)酸的金屬 配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽，并且與此同時(shí)對所述被處理基板進(jìn) 行加熱的處理工序。
此外，在本發(fā)明的第三方面中，利用下述基板處理裝置解決上述 問題，該基板處理裝置的特征在于，包括保持被處理基板并且對該 被處理基板進(jìn)行加熱的保持臺(tái)；在內(nèi)部配備所述保持臺(tái)的處理容器； 和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的氣體供給部，其中，所述處理氣 體含有有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽。
此外，在本發(fā)明的第四方面中，利用下述存儲(chǔ)介質(zhì)解決上述問題， 該存儲(chǔ)介質(zhì)的特征在于其存儲(chǔ)有程序，該程序通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行利用 基板處理裝置進(jìn)行的基板處理方法，其中所述基板處理裝置包括保 持被處理基板并且對該被處理基板進(jìn)行加熱的保持臺(tái)；在內(nèi)部配備所 述保持臺(tái)的處理容器；和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的氣體供給
部，所述基板處理方法包括向所述被處理基板上供給包括有機(jī)酸的金 屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽的所述處理氣體并且與此同時(shí)對所 述被處理基板進(jìn)行加熱的處理工序。
根據(jù)本發(fā)明，在半導(dǎo)體裝置的制造工序中，能夠降低當(dāng)去除形成 在金屬配線上的氧化膜時(shí)的金屬污染的影響。


圖1是表示實(shí)施例1所涉及的基板處理裝置的示意圖。
圖2是表示實(shí)施例2所涉及的基板處理裝置的示意圖。
圖3A是表示實(shí)施例3所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法(基板處理方法)的示意圖(之一)。
圖3B是表示實(shí)施例3所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法(基板處理 方法)的示意圖(之二)。
圖3C是表示實(shí)施例3所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法(基板處理
方法)的示意圖(之三)。
圖3D是表示實(shí)施例3所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法(基板處理 方法)的示意圖(之四)。
圖3E是表示實(shí)施例3所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法(基板處理 方法)的示意圖(之五)。
圖4是表示圖1的基板處理裝置的變形例。
標(biāo)號(hào)說明
100、100A:基板處理裝置
100A:控制單元
100a:溫度控制單元
100b:氣體控制單元
100c:壓力控制單元
100B::計(jì)算機(jī)
100d:CPU
100e:存儲(chǔ)介質(zhì)
100f:輸入單元
100g:存儲(chǔ)器
100h:通信單元
廳顯示單元
101:處理容器
101A::處理空間
102:氣體供給部
102A::氣體孔
102B::反應(yīng)促進(jìn)室
102b:加熱器
103:保持臺(tái)
103A::加熱器104:電源 105:排氣線 105A:壓力調(diào)整閥 106:排氣泵
107、 111:氣體供給線 110:原料供給單元 110a:原料
110A:加熱器 112:水蒸氣發(fā)生器 113、 117:氣體線
108、 114、 118:閥門
109、 115、 119: MFC
116、 120:氣體供給源
具體實(shí)施例方式
接著，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
本發(fā)明的基板處理方法，是形成有絕緣膜和金屬層(例如Cu配線)
的被處理基板的基板處理方法，其特征在于，包括向上述被處理基
板上供給有機(jī)酸的金屬配位化合物(complex)或者有機(jī)酸的金屬鹽并 且同時(shí)對所述被處理基板進(jìn)行加熱的處理工序。
在本發(fā)明所涉及的基板處理方法中，其特征在于使用與現(xiàn)有技
術(shù)中所使用的蟻酸、醋酸相比，能夠穩(wěn)定除去Cu的氧化膜的、有機(jī)酸
的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽。例如，對于蟻酸、醋酸而言，
在基板處理中，因?yàn)樾纬蓡误w(monomer)和二聚物(dimer)雙方， 此外因條件稍有不同它們形成的比例有較大變動(dòng)，所以金屬(Cu)的 還原反應(yīng)有時(shí)不穩(wěn)定。
在本發(fā)明中，替換上述蟻酸、醋酸，使用能夠穩(wěn)定進(jìn)行金屬(Cu) 的還原的有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽，因此，能夠 穩(wěn)定并且有效地實(shí)施金屬的還原。
此外，在本發(fā)明的基板處理方法中，其特征在于使用對于金屬 材料的腐蝕性小的有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽。因此，能夠進(jìn)行抑制對基板處理裝置的配管、基板處理裝置的處理容器 等腐蝕的影響，抑制金屬污染的基板處理。
此外，通過在金屬還原中使用有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī) 酸的金屬鹽，除了金屬的還原處理之外，還能夠得到進(jìn)行金屬配線周 圍所形成的絕緣膜(層間絕緣膜)的脫水處理的效果。
例如，在使用金屬配線的半導(dǎo)體裝置中，為了降低配線的延遲， 優(yōu)選使用Cu以降低配線電阻并且在層間絕緣膜中使用介電率低的所
謂的Low-k材料。
由上述L0W-k材料構(gòu)成的層間絕緣膜，膜中進(jìn)入水分的情況較多， 因此有時(shí)會(huì)導(dǎo)致層間絕緣膜的絕緣性的降低以及介電率的增加。因此， 在本發(fā)明所涉及的基板處理方法中，通過使用有機(jī)酸的金屬配位化合 物或者有機(jī)酸的金屬鹽，能夠在進(jìn)行金屬的還原處理的同時(shí)進(jìn)行層間 絕緣膜的脫水處理。
此外，使用有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽的金屬
還原處理以及層間絕緣膜的脫水處理是能夠在低溫(30(TC以下)進(jìn)行 的處理，優(yōu)選適用于使用易于在高溫下受到損傷的由Low-k材料構(gòu)成 的層間絕緣膜的半導(dǎo)體裝置的形成中。
接著，基于附圖，以下對上述基板處理方法、適用于該基板處理 方法的半導(dǎo)體裝置的制造方法、實(shí)施該基板處理方法的基板處理裝置、 以及存儲(chǔ)有該基板處理方法的存儲(chǔ)介質(zhì)的具體例子進(jìn)行說明。
實(shí)施例1
圖1是模式表示本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的基板處理裝置的結(jié)構(gòu) 例的示意圖。參照圖1，本實(shí)施例所涉及的基板處理裝置IOO具有在內(nèi) 部劃分有處理空間101A的處理容器101。在上述處理空間101A內(nèi)設(shè) 置有保持臺(tái)103，該保持臺(tái)103用于保持被處理基板W并且設(shè)置有對 該被處理基板W進(jìn)行加熱的加熱器103A。上述加熱器103A與電源 104連接，構(gòu)成為能夠?qū)⑸鲜霰惶幚砘錡加熱至規(guī)定溫度。
此外，上述處理空間101A從與上述處理容器101連接的排氣線 105真空排氣而被保持在減壓狀態(tài)。上述排氣線105經(jīng)由壓力調(diào)整閥 105A與排氣泵106連接，能夠使上述處理空間成為規(guī)定壓力的減壓狀此外，在處理容器101的、與上述保持臺(tái)103相對一側(cè)，例如配
置有由噴淋頭結(jié)構(gòu)構(gòu)成的氣體供給部102。上述氣體供給部102與氣體 供給線107連接，從該氣體供給線107供給例如由有機(jī)酸的金屬配位 化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽構(gòu)成的處理氣體。
供給至上述氣體供給部102的處理氣體，從形成于上述氣體供給 部102上的多個(gè)氣體孔102A而被供給至上述處理空間101A。供給至 上述處理空間101A內(nèi)的處理氣體，到達(dá)通過上述加熱器103A而被加 熱至規(guī)定溫度的上述被處理基板W，進(jìn)行例如形成于該被處理基板W 上的Cu配線的氧化膜的去除(Cu的還原)或者形成于該被處理基板 W上的絕緣膜(層間絕緣膜)的脫水處理。
在上述氣體供給線107上設(shè)置有閥門108、質(zhì)量流量控制器(MFC) 109，而且其與用于保持由有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬 鹽構(gòu)成的原料110a的原料供給單元110連接。在上述原料供給單元110 中設(shè)置有加熱器IIOA，上述原料110a通過該加熱器IIOA加熱而氣化 或者升華。氣化或者升華的上述原料110a從上述氣體供給線107被供 給至上述處理空間IOIA。
此外，當(dāng)使上述原料110a氣化或者升華時(shí)，或者向上述處理空間 IOIA供給氣化或者升華的上述原料110a (處理氣體)時(shí)，也可以使用 例如Ar、 N2或者He等的載體氣體，將該載體氣體與處理氣體一起供 給至上述處理空間IOIA。此外，也可以通過使用利用所謂的液體噴射 (liquid injection)進(jìn)行的氣化器的方法使原料氣化。
此外，上述基板處理裝置100的涉及基板處理的動(dòng)作，由控制單 元100A所控制，而且該控制單元100A構(gòu)成為基于存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)100B 中的程序而被控制。其中，在圖示中省略它們的配線。
上述控制單元100A具有溫度控制單元100a、氣體控制單元100b、 以及壓力控制單元100c。上述溫度控制單元100a通過控制上述電源 104來控制上述保持臺(tái)103的溫度，對通過該保持臺(tái)103而被加熱的上 述被處理基板W的溫度進(jìn)行控制。
上述氣體控制單元100b—并(總括)控制上述閥門108的開閉、 由上述MFC109進(jìn)行的流量控制，從而對供給至上述處理空間101A的 處理氣體的狀態(tài)進(jìn)行控制。而且，上述壓力控制單元100c對上述排氣泵106以及上述壓力調(diào)整閥105A的開度進(jìn)行控制，使上述處理空間
101A成為規(guī)定壓力。
此外，上述控制單元100A由計(jì)算機(jī)100B所控制，上述基板處理 裝置100通過該計(jì)算機(jī)100B而動(dòng)作。上述計(jì)算機(jī)100B包括CPU100d、 存儲(chǔ)介質(zhì)100e、輸入單元100f、存儲(chǔ)器100g、通信單元100h、以及顯 示單元100i。例如，基板處理所涉及的基板處理方法的程序被存儲(chǔ)在 存儲(chǔ)介質(zhì)100e中，基板處理基于該程序進(jìn)行。此外，該程序可以從上 述通信單元100h輸入，也可以通過上述輸入單元100f輸入。
實(shí)施例2
此外，上述實(shí)施例1所涉及的基板處理裝置，也可以變更成如下 所示的結(jié)構(gòu)。圖2是模式表示本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的基板處理裝 置IOOX的示意圖。其中，在圖中對于上述已經(jīng)說明過的部分標(biāo)注相同 的參考標(biāo)號(hào)并且省略其說明。此外，沒有特別說明的部分與實(shí)施例1 的基板處理裝置相同。
參照圖2，在本實(shí)施例所涉及的基板處理裝置IOOX中，其構(gòu)造為 除了供給有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽之外，還供給 作為處理氣體的水蒸氣(H20)。在本實(shí)施例所涉及的基板處理裝置 100X中，設(shè)置有與上述氣體供給部102連接的氣體混合部102A,而 且構(gòu)成為能夠從水蒸氣發(fā)生器112向該氣體混合部102A供給水蒸氣 (H20)。
此時(shí)，水蒸氣從氣體供給線111被供給至設(shè)置在上述氣體供給部 102外側(cè)的反應(yīng)促進(jìn)室102B。上述反應(yīng)促進(jìn)室102B，與上述氣體供給 線107連接的同時(shí)還與上述氣體供給線111連接，有機(jī)酸的金屬配位 化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽與H20被供給在其中而混合?；旌系挠袡C(jī) 酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽和H20經(jīng)由上述氣體供給部 102而被供給至上述處理空間IOIA。此外，在上述反應(yīng)促進(jìn)室102B 的外側(cè)設(shè)置有加熱器102b，構(gòu)成為能夠?qū)⒂袡C(jī)酸的金屬配位化合物或 者有機(jī)酸的金屬鹽和H20的混合氣體加熱至規(guī)定溫度(該規(guī)定溫度也 可以比被處理基板的溫度高)。
此外，上述氣體供給線111與水蒸氣發(fā)生器112連接，分別從氣 體線113、氣體線117向上述水蒸氣發(fā)生器112供給02、 H2以生成水蒸氣。上述氣體線113設(shè)置有閥門114、 MFC115，與02供給源116連 接。同樣，上述氣體線117設(shè)置有閥門118、 MFC119，與H2供給源 120連接。上述氣體控制單元100b進(jìn)行上述閥門114、 118的開閉、上 述MFC115、 119的控制、以及上述水蒸氣發(fā)生器112的控制，進(jìn)行從 上述氣體供給線111供給的H20的控制。
通過使用上述基板處理裝置進(jìn)行基板處理，除了能夠向上述處理 空間101A供給有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽之外，還 能夠供給H20，能夠使Cu的還原處理進(jìn)一步穩(wěn)定，因此是優(yōu)選的。
實(shí)施例3
接著，基于圖3A 圖3E，按照順序?qū)κ褂蒙鲜龌逄幚硌b置100 或者基板處理裝置100X的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子進(jìn)行說 明。
首先，在圖3A所示工序的半導(dǎo)體裝置中，以覆蓋由硅構(gòu)成的半導(dǎo) 體基板(上述被處理基板W)上所形成的MOS晶體管等元件(圖未示 出)的方式形成絕緣膜例如硅氧化膜201。形成與該元件電氣連接的例 如由W (鴇)構(gòu)成的配線層(圖未示出)和與其連接的例如由Cu構(gòu)成 的配線層202。
此外，在上述硅氧化膜201上，以覆蓋配線層202的方式形成有 第一絕緣膜(層間絕緣膜)203。在上述第一絕緣膜203上形成有槽部 204a以及孔部204b。在上述槽部204a以及孔部204b上形成有通過Cu 形成的、由管溝(trench)配線和通道(via)配線等構(gòu)成的配線部204， 其構(gòu)成為與上述配線層202電氣連接。
此外，在上述第-一絕緣層203和上述配線部204之間形成有Cu擴(kuò) 散防止膜204c。上述Cu擴(kuò)散防止膜204c具有防止Cu從上述配線部 204向上述第一絕緣層203擴(kuò)散的功能。而且，以覆蓋上述配線部204 以及上述第一絕緣層203上面的方式形成有絕緣層205 (Cu擴(kuò)散防止 膜)以及第二絕緣層(層間絕緣膜)206。
以下，對在上述第二絕緣層206上使用上述說明的基板處理方法 形成Cu的配線從而形成半導(dǎo)體裝置的方法進(jìn)行說明。其中，關(guān)于上述 配線部204，能夠按照與以下說明的方法相同的方法形成。
在圖3B所示的工序中，在上述第二絕緣層206上例如通過干式蝕
12刻法等形成槽部207a以及孔部207b (該孔部206也貫通上述絕緣層 205)。此處，由Cu構(gòu)成的上述配線部204的一部分從形成于上述第二 絕緣層206的開口部露出。在露出的上述配線部204的表層形成氧化 膜(圖未示出)。
接著，在圖3C所示的工序中，使用上述基板處理裝置IOO或者上 述基板處理裝置IOOX，使用上述說明的基板處理方法，進(jìn)行露出的 Cu配線的氧化膜的去除(Cu的還原處理)。此時(shí)，在向被處理基板上 供給氣化或者升華的有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽的 同時(shí)，加熱被處理基板，進(jìn)行Cu氧化膜的去除。
此時(shí)，被處理基板的溫度與使用H2、 NH3進(jìn)行還原處理時(shí)相比能 夠?yàn)榈蜏?，例如能夠?yàn)?0(TC以下。此外，例如當(dāng)層間絕緣膜含有易于 受到熱損傷的Lmv-k材料(低介電率材料)的情況下，本實(shí)施例的能 夠在300。C以下的低溫進(jìn)行的基板處理是非常優(yōu)選的。
此外，因?yàn)楸惶幚砘宓臏囟热暨^低則不能充分地促進(jìn)還原反應(yīng)， 所以優(yōu)選溫度為IO(TC以上。BP，被處理基板的溫度優(yōu)選為100°C 300 。C。
此外，如上述已經(jīng)說明的，在本工序中，在進(jìn)行Cu的還原處理的 同時(shí)，還能夠進(jìn)行層間絕緣膜的脫水處理。此時(shí)，通過向上述第二絕 緣層206供給有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽并使其加 熱，來促進(jìn)上述第二絕緣層206的脫水處理，能夠得到使該第二絕緣 層206的電氣特性變得良好(例如介電率的降低、耐電壓的提高等) 的效果。
這種因脫水處理得到的電氣特性的改善的效果，例如當(dāng)上述第二 絕緣層206為硅氧化膜(Si02膜)時(shí)也能得到，當(dāng)該第二絕緣層206 由吸水性大、Low-k材料構(gòu)成時(shí)，其效果特別的大。作為這種低介電 率材料(低介電率層間絕緣膜)的例子，例如有多孔質(zhì)膜或者含氟的膜等。
此外，為了穩(wěn)定并且有效地進(jìn)行Cu的氧化膜去除的處理，使用上 述基板處理裝置IOOX，在本工序中，也可以向被處理基板上供給H20。 此外，此時(shí)，鑒于層間絕緣膜的脫水效果，優(yōu)選適當(dāng)控制被供給的H20 的量。即，當(dāng)層間絕緣膜的吸水性更大時(shí)，被供給的&0的量小(或者為0)，當(dāng)層間絕緣膜的吸水性變小時(shí)，考慮到Cu的還原處理的穩(wěn) 定只要增多被供給的H20的量即可。
上述金屬鹽或者金屬配位化合物由Ma (RCOO) b (M為金屬原子， a、 b為自然數(shù)，R為氫原子或者烴基或者構(gòu)成烴基的氫原子的至少一 部分被鹵素(halogen)原子所取代的官能基)來表示。作為具體的烴 基，可以列舉有垸基(alkyl)、烯基(alkenyl)、炔基(alkynyl)、芳基 (aryl)等。作為具體的鹵素原子，可以列舉有氟、氯、溴、碘(iodine)。
此外，作為構(gòu)成上述有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬 鹽的金屬元素，例如有鈦、釕、Cu (銅)、硅、鈷、鋁等。此外，作為 構(gòu)成上述有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽的有機(jī)酸，有 羧酸(carboxylicacid)，作為羧酸的例子，有蟻酸、醋酸、丙酸、丁酸 (butyric acid)、戊酸(valeric acid)等。即，作為上述有機(jī)酸的金屬 配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽，通過該金屬和該有機(jī)酸的組合形成 的是其中一個(gè)例子。
例如，作為上述有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽的 例子，若以有機(jī)酸為蟻酸的情況為例，則有蟻酸鈦、蟻酸釕、蟻酸銅、 蟻酸硅、蟻酸鈷、蟻酸鋁等。同樣，在有機(jī)酸為醋酸的情況下，為醋 酸鈦、醋酸釕、醋酸銅、醋酸硅、醋酸鈷、醋酸鋁，當(dāng)有機(jī)酸為丙酸 (propionic acid)的情況下，為丙酸鈦、丙酸釕、丙酸銅、丙酸硅、丙 酸鈷、丙酸鋁等。
在上述圖3C的工序中，例如有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸 的金屬鹽的流量為1 1000sccm，上述處理空間101A的壓力為l 1000Pa，被處理基板的溫度為100 300°C，處理時(shí)間為1 180秒，以 此來進(jìn)行上述處理。此外，當(dāng)使用水蒸氣時(shí)，優(yōu)選水蒸氣的流量為l 1000sccm。此外，上述反應(yīng)促進(jìn)室102B的溫度優(yōu)選比被處理基板的溫 度咼。
接著，在圖3D所示的工序中，在含有上述槽部207a以及上述孔 部207b的內(nèi)壁面的上述第二絕緣膜206上以及上述配線部204的露出 面上進(jìn)行Cu擴(kuò)散防止膜207c的成膜。上述Cu擴(kuò)散防止膜207c例如 由高熔點(diǎn)金屬膜、它們的氮化膜、或者高熔點(diǎn)金屬膜和氮化膜的層疊 膜形成。例如，該Cu擴(kuò)散防止膜207c可以由Ta/TaN膜、WN膜或者TiN膜等構(gòu)成，通過噴濺法或者CVD法等方法形成。此外，這種Cu 擴(kuò)散防止膜也可以通過所謂的ALD法形成。
此外，在圖3C所說明的工序中作為處理氣體使用的有機(jī)酸的金屬 配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽所含有的金屬元素，優(yōu)選與上述圖3D 的工序中形成的構(gòu)成Cu擴(kuò)散防止膜207c的金屬元素相同。此時(shí)，在 圖3C的工序之后，因?yàn)榫哂行纬珊性摻饘僭氐哪さ膱D3D的工序， 所以使得該金屬元素因金屬污染所產(chǎn)生的問題的可能性變小。
例如，當(dāng)通過TiN膜等形成Cu擴(kuò)散防止膜207c時(shí)，在圖3C的 工序中所使用的、有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽所含 有的金屬元素優(yōu)選為Ti，此時(shí)，例如處理氣體優(yōu)選為蟻酸鈦或者醋酸 鈦。
接著，在圖3E所示的工序中，在含有上述槽部207a以及上述孔 部207b的、上述Cu擴(kuò)散防止膜207c上，形成由Cu構(gòu)成的配線部207。 此時(shí)，例如當(dāng)通過噴濺法或者CVD法形成由Cu構(gòu)成的種子(seed) 層之后，可以利用Cu的電鍍，形成上述配線部207。此外，也可以通 過CVD法或者ALD法形成上述配線部207。
在形成配線部207之后，利用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)法使基板表 面平坦化。
此外，在本工序之后，進(jìn)一步在上述第二絕緣層的上部形成第2 + n (n為自然數(shù))的絕緣層，分別在各個(gè)絕緣層上利用上述方法形成 由Cu構(gòu)成的配線部，能夠形成具有多層配線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置。
此外，在本實(shí)施例中，以使用雙重金屬鑲嵌法(dual damascene) 形成Cu的多層配線結(jié)構(gòu)的情況為例進(jìn)行了說明，但是不言而喻，使用 單金屬鑲嵌法形成Cu的多層配線構(gòu)造的情況下也適用于上述方法。
此外，在本實(shí)施例中，作為在絕緣層上形成的金屬配線主要以Cu 配線為例進(jìn)行了說明，但是并不局限于此。例如，除了Cu之外，對于 Ag、 W、 Co、 Ru、 Ti、 Ta等金屬(配線)也能夠適用于本實(shí)施例。
此外，能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的基板處理裝置，并不局限于在上述實(shí)施 例1和實(shí)施例2中所說明的基板處理裝置，能夠進(jìn)行各種變形變更。 例如，圖4是作為實(shí)施例1中所記載的基板處理裝置100的變形例的 基板處理裝置100Y。其中，在圖中，對于上述已經(jīng)說明的部分標(biāo)注相同的參考標(biāo)號(hào)并省略其說明。
參照圖4，在上述基板處理裝置100Y中，替換設(shè)置在上述基板處
理裝置100上的上述原料供給單元110，設(shè)置原料供給單元310。上述 原料供給單元310能夠利用所謂的起泡方式(bubbling method)使上述 原料110a氣化或者升華，并且從上述氣體供給線107供給至上述處理 空間IOIA。
從氣體線311向上述原料供給單元310供給作為載體氣體的不活 潑性氣體(例如He等)，氣化或者升華的原料氣體與該載體氣體一起 被供給至處理容器。
這樣，在本實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，能夠穩(wěn)定 并且有效地除去Cu上所形成的氧化膜的去除，并且能夠在進(jìn)行Cu的 氧化膜的去除的同時(shí)能夠進(jìn)行層間絕緣膜的脫水處理。因此，在上述 方法中，能夠?qū)嵸|(zhì)上同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)有技術(shù)中在各個(gè)獨(dú)立的工序中進(jìn)行的 Cu的氧化膜去除和層間絕緣膜的脫水處理，從而使半導(dǎo)體裝置的制造 工序單純化。
此外，在上述實(shí)施例中所說明的基板處理方法(圖3C的工序中所 說明的處理工序)也能夠應(yīng)用于其它的應(yīng)用中。例如，可以應(yīng)用于Cap 金屬(無電解電鍍)的前處理、Cap絕緣膜的前處理或者利用電鍍以及 CVD形成Cu的情況下的前處理等中。此時(shí)，為了降低金屬污染的影 響，優(yōu)選適當(dāng)選擇有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽所含 有的金屬元素。
此外，在上述實(shí)施例中，以同時(shí)進(jìn)行金屬層的氧化膜的去除和層 間絕緣層的脫水處理為例進(jìn)行說明，但是本發(fā)明并不局限于此。例如， 也可以實(shí)質(zhì)上不進(jìn)行金屬層的氧化膜的去除而只進(jìn)行層間絕緣膜的脫 水處理。此時(shí)，作為處理氣體，可以使用在上述實(shí)施例中記載的金屬 鹽或者金屬配位化合物。此時(shí)，對于基板處理方法、以及基板處理裝 置而言，可以使用上述實(shí)施例中所記載的情況相同的方法、裝置同樣 地進(jìn)行。
以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不局限 于上述特定的實(shí)施例，在權(quán)利要求的范圍所記載的要旨內(nèi)可以進(jìn)行種 種變形和變更。例如，在上述實(shí)施例中，去除從對絕緣層進(jìn)行蝕刻形成的開口部 露出的下層配線的Cu表面氧化膜，對于該工序適用于本發(fā)明的基板處 理方法，但是在其它工序中去除Cu的表面氧化膜的情況下也適用于本 發(fā)明。例如，對于在形成種子層或者配線層之后或者進(jìn)行CMP之后也可 以使用本發(fā)明。工業(yè)可利用性根據(jù)本發(fā)明，在半導(dǎo)體裝置的制造工序中，能夠降低當(dāng)去除形成 在金屬配線上的氧化膜時(shí)的金屬污染的影響。本國際申請主張基于2006年3月27日申請的日本專利申請2006 一086566號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在本國際申請中引用日本專利申請2006 — 086566號(hào)的全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種基板處理方法，該基板處理方法是形成有絕緣膜和金屬層的被處理基板的基板處理方法，其特征在于，包括向所述被處理基板上供給有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽并且與此同時(shí)對所述被處理基板進(jìn)行加熱的處理工序。
2. 如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于 所述金屬層由Cu構(gòu)成。
3. 如權(quán)利要求2所述的基板處理方法，其特征在于所述處理工序的所述被處理基板的溫度為10(TC 30(TC。
4. 如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于在所述處理工序中，除去形成于所述金屬層上的氧化膜。
5. 如權(quán)利要求4所述的基板處理方法，其特征在于在所述處理工序中，進(jìn)行所述絕緣膜的脫水處理。
6. 如權(quán)利要求5所述的基板處理方法，其特征在于所述絕緣膜包括多孔質(zhì)膜或者含氟膜的任一種。
7. 如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于 在所述處理工序中，在向所述被處理基板上供給有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽的同時(shí)供給H20。
8. 如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于還包括在所述處理工序之后，形成含有有機(jī)酸的金屬配位化合物 或者有機(jī)酸的金屬鹽所含有的金屬元素的膜的工序。
9. 一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，該制造方法是含有金屬配線和層間絕緣膜的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括向形成有所述金屬配線和所述層間絕緣膜的被處理基板上供給有 機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽，并且與此同時(shí)對所述被 處理基板進(jìn)行加熱的處理工序。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于 所述金屬配線由Cu構(gòu)成。
11..如權(quán)利要求IO所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述處理工序的所述被處理基板的溫度為10(TC 30(TC。
12. 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在所述處理工序中，除去形成于所述金屬配線上的氧化膜。
13. 如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在所述處理工序中，進(jìn)行所述層間絕緣膜的脫水處理。
14. 如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述層間絕緣膜包括多孔質(zhì)膜或者含氟膜的任一種。
15. 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在所述處理工序中，在向所述被處理基板上供給有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽的同時(shí)供給H20。
16. 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于還包括在所述處理工序之后，形成含有有機(jī)酸的金屬配位化合物 或者有機(jī)酸的金屬鹽所含有的金屬元素的膜的工序。
17. 如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于含有所述金屬元素的膜為Cu的擴(kuò)散防止膜。
18. —種基板處理裝置，包括保持被處理基板并且對該被處理基板進(jìn)行加熱的保持臺(tái)；在內(nèi)部配備所述保持臺(tái)的處理容器；和向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的氣體供給部，其特征在于 所述處理氣體含有有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬
19. 如權(quán)利要求18所述的基板處理裝置，其特征在于-在所述被處理基板上形成有金屬層和絕緣膜。
20. 如權(quán)利要求19所述的基板處理裝置，其特征在于 通過向所述處理容器內(nèi)供給所述處理氣體，除去在所述金屬層上所形成的氧化膜。
21. 如權(quán)利要求20所述的基板處理裝置，其特征在于 通過向所述處理容器內(nèi)供給所述處理氣體，進(jìn)行所述絕緣膜的脫水處理。
22. 如權(quán)利要求18所述的基板處理裝置，其特征在于 還包括向所述處理容器內(nèi)供給H20的H20供給單元。
23. 如權(quán)利要求22所述的基板處理裝置，其特征在于 所述H20供給單元包括水蒸氣發(fā)生器。
24. —種存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有程序，該程序通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行利用基 板處理裝置進(jìn)行的基板處理方法，其中所述基板處理裝置包括保持被處理基板并且對該被處理基板進(jìn)行加熱的保持臺(tái)； 在內(nèi)部配備所述保持臺(tái)的處理容器；和 向所述處理容器內(nèi)供給處理氣體的氣體供給部， 所述存儲(chǔ)介質(zhì)的特征在于所述基板處理方法包括向所述被處理基板上供給包括有機(jī)酸的金 屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽的所述處理氣體并且與此同時(shí)對所 述被處理基板進(jìn)行加熱的處理工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板處理方法和裝置、半導(dǎo)體裝置的制造方法和存儲(chǔ)介質(zhì)，基板處理裝置(100)包括保持被處理基板(W)并且對該被處理基板(W)進(jìn)行加熱的保持臺(tái)(103)；在內(nèi)部配備所述保持臺(tái)(103)的處理容器(101)；和向所述處理容器(101)內(nèi)供給處理氣體的氣體供給部(102)，其特征在于所述處理氣體含有有機(jī)酸的金屬配位化合物或者有機(jī)酸的金屬鹽。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK101410953SQ20078001094
公開日2009年4月15日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者三好秀典 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社