本发明专利技术提供一种等离子体处理方法以及半导体装置的制造方法，能够抑制由侧面蚀刻而引起的图案变细的问题并且通过干燥处理来高效率地去除含有堆积在图案侧壁的金属的堆积物。该等离子处理方法经过对形成在基板上的金属层进行等离子体蚀刻的工序来形成层叠结构中具有金属层的图案之后，去除含有构成金属层的金属的图案并在侧壁部堆积的堆积物，具备以下工序：保护层形成工序，在金属层的侧壁部形成该金属的氧化物或者氯化物；堆积物去除工序，使含有氟原子的气体的等离子体发生作用来去除堆积物；以及还原工序，在保护层形成工序和堆积物去除工序之后，使含有氢的等离子体发生作用来还原金属的氧化物或者氯化物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
以往，在半导体装置的制造工序中，使用等离子体对半导体晶圆等的基板实施蚀刻处理等的等离子体处理，例如，通过等离子体蚀刻来形成具有含有钛(Ti)、钨(W)等金属的层的层叠而成的图案结构。此外，对钨(W)进行蚀刻的技术例如已知使用对含有氟原子的气体、含有氯原子的气体以及氧气进行混合而成的气体等(例如参照专利文献1)。如上所述，当通过等离子体蚀刻来形成含有钛(Ti)、钨(W)等金属的图案结构时， 有时含有金属的堆积物(沉积物)残留在图案的侧壁。如果在含有该金属的堆积物残留的状态下直接在后续工序中进行CVD膜的形成，有时含有金属的堆积物会成为异常生长的原因(核)。因此，需要去除含有金属的堆积物。作为将含有蚀刻金属膜时产生的金属的堆积物去除的方法已知一种湿法清洗 (Wet Cleaning)的方法。另外，已知一种通过加热处理或者使用含有氟的气体进行气体处理来去除含有金属的堆积物的方法(例如参照专利文献2)。专利文献1 日本特开平10-178014号公报专利文献1 日本特开2000-拟693号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在将含有蚀刻上述金属膜时产生的金属的堆积物去除的方法中的湿法清洗的方法中，存在有可能产生图案倒塌(Pattern collapse)这种问题。另一方面，在通过加热处理或者使用含有氟的气体进行的气体处理的方法中，能够去除的堆积物受到限制，存在由于堆积物不同而无法去除一些堆积物这种问题。另外，当要通过等离子体来去除在通过加热处理或者使用含有氟的气体进行的气体处理的方法中无法去除的堆积物时，包含在图案结构中的金属层被蚀刻(侧面蚀刻)，存在图案变细这样的问题。本专利技术是应对上述以往的情况而完成的，要提供一种能够抑制由于侧面蚀刻而引起的图案变细的问题的同时，通过干燥处理来高效率地去除含有堆积在图案侧壁的金属的堆积物的。用于解决问题的方案本专利技术的等离子体处理方法的一个方式是经过对形成在基板上的金属层进行等离子体蚀刻的工序来形成层叠结构中具有上述金属层的图案之后，去除含有构成上述金属层的金属的上述图案的侧壁部堆积的堆积物，该等离子体处理方法的特征在于，具备以下工序保护层形成工序，在上述金属层的侧壁部形成上述金属的氧化物或者氯化物；堆积物去除工序，使含有氟原子的气体的等离子体发生作用来去除上述堆积物；以及还原工序，在上述保护层形成工序和上述堆积物去除工序之后，使含有氢的等离子体发生作用来还原上述金属的氧化物或者氯化物。本专利技术的半导体装置的制造方法的一个方式具有堆积物的去除工艺，该堆积物的去除工艺经过对形成在基板上的金属层进行等离子体蚀刻的工序来形成层叠结构中具有上述金属层的图案之后，去除含有构成上述金属层的金属的上述图案的侧壁部堆积的堆积物，该半导体装置的制造方法的特征在于，上述堆积物的去除工艺具有以下工序保护层形成工序，在上述金属层的侧壁部形成上述金属的氧化物或者氯化物；堆积物去除工序，使含有氟原子的气体的等离子体起作用来去除上述堆积物；以及还原工序，在上述保护层形成工序和上述堆积物去除工序之后，使含有氢的等离子体起作用来还原上述金属的氧化物或者氯化物。专利技术的效果根据本专利技术，提供一种能够抑制由侧面蚀刻而引起的图案变细的问题的同时，通过干燥处理来高效率地去除含有堆积在图案侧壁的金属的堆积物的。附图说明图1是表示本专利技术的等离子体处理方法的实施方式所涉及的半导体晶圆的截面结构的图。图2是表示使用于本专利技术的实施方式的等离子体蚀刻装置的一例的概要结构的图。附图标记说明W 半导体晶圆；101、107 二氧化硅(SiO2)层；102、106 钨(W)层；103、105 氮化钛(TiN)层；104 多晶硅(Poiy-Si)层；110 堆积物。具体实施例方式下面，参照附图说明本专利技术的实施方式。图1是放大作为本实施方式所涉及的等离子体处理方法中的被处理基板的半导体晶圆的截面结构并进行表示的图。另外，图2是示意性地表示作为使用于本实施方式的等离子体处理装置的等离子体蚀刻装置的截面概要结构的图。首先，参照图2说明等离子体蚀刻装置的结构。等离子体蚀刻装置1构成为电极板上下平行地相向并连接有等离子体形成用电源的电容耦合型平行平板蚀刻装置。等离子体蚀刻装置1具有呈圆筒形状的真空处理室2，该真空处理室2例如由表面被阳极氧化处理而成的铝等形成，该真空处理室2接地。通过陶瓷等绝缘板3在真空处理室2内的底部设置有用于载置被处理基板(例如半导体晶圆W)的大致呈圆柱状的基座支承台4。并且，在该基座支承台4上设置有构成下部电极的基座(载置台)5。在该基座 5上连接有高通滤波器(HPF) 6。在基座支承台4内部设置有制冷室7，制冷剂通过制冷剂导入管8被导入该制冷室 7中进行循环并从制冷剂排出管9排出。并且，其冷热通过基座5向半导体晶圆W传热，由此将半导体晶圆W控制为期望的温度。基座5的上侧中央部成形为凸状的圆板状，在该中央部上形成与半导体晶圆W相同的圆形，设置有与半导体晶圆W具有大致相同直径的静电卡盘11。静电卡盘11构成为在绝缘材料之间配置电极12。并且，由与电极12相连接的直流电源13施加例如1. 5kV的直流电压，由此例如通过库仑力对半导体晶圆W进行静电吸附。在绝缘板3、基座支承台4、基座5以及静电卡盘11中，在半导体晶圆W的背面形成有用于提供传热介质(例如He气体等)的气体通路14，基座5的冷热通过该传热介质被传递给半导体晶圆W并且半导体晶圆W被维持在规定温度。以包围载置于静电卡盘11上的半导体晶圆W的方式在基座5的上端周缘部配置有环状的聚焦环15。该聚焦环15具有提高蚀刻的面内均勻性的作用。在基座5上方以与该基座5平行相向的方式设置有上部电极21。该上部电极21 通过绝缘材料22被支承在真空处理室2的上部。上部电极21由电极板对以及电极支承体25构成，该电极支承体25由支承该电极板M的导电性材料形成。电极板M例如由导电体或者半导体形成，具有多个排出孔23。该电极板M形成与基座5相向的相向面。在上部电极21的电极支承体25的中央设置有气体导入口沈，该气体导入口沈与气体提供管27相连接。并且，在该气体提供管27上通过阀观以及质量流量控制器四连接有处理气体提供源30。从处理气体提供源30提供用于等离子体处理的处理气体。在真空处理室2的底部连接有排气管31，在该排气管31上连接有排气装置35。排气装置35具备涡轮分子泵等真空泵，构成为能够对真空处理室2内进行真空排气以减压到规定的减压气氛例如IPa以下的规定的压力。另外，在真空处理室2的侧壁上设置有闸阀 32，在打开该闸阀32的状态下在真空处理室2与相邻的加载互锁室(未图示)之间输送半导体晶圆W。在上部电极21上连接有第一高频电源40，在其供电线上插入匹配器41。另外，在上部电极21上连接有低通滤波器(LPF)42。该第一高频电源40例如构成为提供50MHz至 150MHz频率范围的高频电力。这样通过施加频率较高的高频电力，在真空处理室2内在较佳的离解状态下能够形成高密度等离子体。在作为下部电极的基座5上连接有第二高频电源50，在其供电线上插入匹配器 51。该第二高频电源50构成为提供频率范围低于第一高频电源40的高频电力。通过施加这种频率范围的高频电力，不会本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种等离子体处理方法，经过对形成在基板上的金属层进行等离子体蚀刻的工序来形成层叠结构中具有上述金属层的图案之后，去除含有构成上述金属层的金属并在上述图案的侧壁部堆积的堆积物，该等离子体处理方法的特征在于，具备以下工序：保护层形成工序，在上述金属层的侧壁部形成上述金属的氧化物或者氯化物；堆积物去除工序，使含有氟原子的气体的等离子体发生作用来去除上述堆积物；以及还原工序，在上述保护层形成工序和上述堆积物去除工序之后，使含有氢的等离子体发生作用来还原上述金属的氧化物或者氯化物。
【技术特征摘要】
2010.07.09 JP 2010-156543;2011.06.10 JP 2011-129791.一种等离子体处理方法，经过对形成在基板上的金属层进行等离子体蚀刻的工序来形成层叠结构中具有上述金属层的图案之后，去除含有构成上述金属层的金属并在上述图案的侧壁部堆积的堆积物，该等离子体处理方法的特征在于，具备以下工序保护层形成工序，在上述金属层的侧壁部形成上述金属的氧化物或者氯化物； 堆积物去除工序，使含有氟原子的气体的等离子体发生作用来去除上述堆积物；以及还原工序，在上述保护层形成工序和上述堆积物去除工序之后，使含有氢的等离子体发生作用来还原上述金属的氧化物或者氯化物。2.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其特征在于，在上述保护层形成工序中，使氧气的等离子体发生作用来形成上述金属的氧化物，或者使氯气的等离子体发生作用来形成上述金属的氯化物，交替地多次反复进行该保护层形成工序和上述堆积物去除工序，之后进行上述还原工序。3.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其特征在于，在上述保护层形成工序中，使氧气的等离子体发生作用来形成上述金属的氧化物，或者使氯气的等离子体发生作用来形成上述金属的氯化物，将该保护层形成工序和上述堆积物去除工序同时进行，...
【专利技术属性】
技术研发人员：田原慈，西村荣一，山下扶美子，富田宽，大岩德久，大口寿史，大村光广，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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