半導体装置の製造方法およびウェハ処理システム
【課題】ドライエッチング加工を行ったウェハにおけるデガスの影響による異物の発生を低減する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、各ウェハ１５０を略水平にして複数のウェハ１５０を上下に並べて収容するとともに、側方に設けられたドア１０４を含む収納容器１００に、ドライエッチング加工が行われた複数のウェハを順次収容する工程と、ドア１０４が開いた状態で、収納容器１００に収容すべきすべてのウェハ１５０が当該収容容器に収容されてから３０秒以上、収納容器１００内のウェハ１５０に対して水平方向からパージガスを吹き付ける工程と、を含む。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、各ウェハ１５０を略水平にして複数のウェハ１５０を上下に並べて収容するとともに、側方に設けられたドア１０４を含む収納容器１００に、ドライエッチング加工が行われた複数のウェハを順次収容する工程と、ドア１０４が開いた状態で、収納容器１００に収容すべきすべてのウェハ１５０が当該収容容器に収容されてから３０秒以上、収納容器１００内のウェハ１５０に対して水平方向からパージガスを吹き付ける工程と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法およびウェハ処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エッチング装置等の製造装置でのウェハへの処理を行う際、所定枚数のウェハがたとえばＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）等の収納容器に収納されて各製造装置間を搬送される。収納容器が対象の製造装置にロードされると、収納容器のドアが開かれ、ウェハが取り出されて製造装置での処理が行われる。製造装置での処理が終了すると、ウェハが順次収納容器に収容される。すべてのウェハが収納されると、収容容器は密閉されて、次の工程の製造装置に搬送される。従来、このような収容容器内に収容されたウェハに対して、清浄ガス等を吹き付ける処理が行われている（たとえば特許文献１（特開２００４−３１１９４０号公報））。
【０００３】
特許文献２（特開２００６−１２８１５３号公報）には、FIMS（Front-opening Interface Mechanical Standard）内部における開口部の上部にガス給気パイプを配置し、該パイプより、ポッド内部に収容されたウェハの上面に対して清浄ガスを吹き付けることによって、ウェハからの汚染物質等の除去を行う構成が記載されている。
【０００４】
特許文献３（特開２００６−３５１８６８号公報）には、基板Ｗを処理する処理部と、複数枚の基板Ｗを収納する収納容器Ｃを載置する載置台とを備え、収納容器Ｃは、収納容器Ｃ内の基板Ｗを略水平にして上下に並べる状態、かつ、収納容器Ｃに基板Ｗを搬入出させるための開口を収納容器Ｃの側方に向けた状態で載置されるようにした構成が記載されている。開口の外側には、ガスを供給する複数のガス供給口が設けられており、各ガス供給口は、収納容器Ｃ内の各基板Ｗ同士の間に向かって略水平方向にガスを供給する方向に指向されている。これにより、キャリア内に付着したパーティクルやキャリア内のウェハに付着したパーティクルを効果的に除去できるとされている。
【０００５】
また、特許文献４（特開２００２−２６１１５９号公報）には、低誘電率絶縁膜を用いた半導体チップの製造工程において、空気中の水分等を取り除くために、空気清浄器または除湿器を備えた基板搬送容器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１１９４０号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８１５３号公報
【特許文献３】特開２００６−３５１８６８号公報
【特許文献４】特開２００２−２６１１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、従来、たとえば、ウェハ上に形成された層間絶縁膜に、窒素を含むエッチング阻止膜をストッパとして、配線溝、ビアホールまたはコンタクトホール等の凹部を形成するようなドライエッチング加工を行った場合に、凹部底部に異物が発生するという問題があった。
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討した結果、このような異物の発生は、ドライエッチング加工で用いるエッチングガスと、被エッチング膜との反応により発生するガス（デガス）の影響であり、デガスの発生直後に他のガスでパージを行って、デガスの濃度を減少させることが異物の低減に効果的であることを見出した。そこで、本発明者らは、エッチング装置での処理が終了して、収容容器に収納されたウェハに対し、パージガスを吹き付ける処理を検討した。
【０００９】
その結果、たとえば特許文献２に記載されたように、上部からパージガスを吹き付ける方法では、全ウェハの表面上に均等にパージガスがかからないため、ウェハからのデガスを充分に希釈できず、ビア底部に異物が発生し、改善が必要であった。また、特許文献３に記載されたように、水平方向からパージガスを導入する方法では、上部からパージガスを吹き付けた場合に比べると、異物の発生が低減できたが、一部のウェハにおいては、依然として異物が発生しており、改善が必要であった。また、引用文献４に記載された方法では、搬送途中での水分は除去できるが、発生直後にデガスの濃度を減少させることは考慮されておらず依然として問題があった。さらに、引用文献４に記載された方法では、別途空気清浄器や除湿器等を容器内に設けなければならず、コストがかかるという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、
各ウェハを略水平にして複数のウェハを上下に並べて収容するとともに、側方に設けられたドアを含む収納容器に、ドライエッチング加工が行われた複数のウェハを順次収容する工程と、
前記ドアが開いた状態で、前記収容容器に収容すべきすべてのウェハが当該収容容器に収容されてから３０秒以上、前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向からパージガスを吹き付ける工程と、
を含む半導体装置の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明によれば、
各ウェハを略水平にして複数のウェハを上下に並べて収容するとともに、側方に設けられたドアを含む収納容器に収容された、ドライエッチング加工が行われた直後の複数のウェハに対して、前記ドアが開いた状態で、前記収容容器に収容すべきすべてのウェハが前記収容容器に収容されてから３０秒以上、当該水平方向から前記パージガスが吹き付けられるように制御する制御部を含むウェハ処理システムが提供される。
【００１２】
従来、特許文献３に記載されたように、ウェハの水平方向からパージガスを導入する方法では、上部からパージガスを吹き付けた場合に比べると、異物の発生が低減できた。しかし、従来は、スループット改善のために、収容容器に収容すべき最後のウェハを収容すると、すぐに収容容器のドアが閉められていた。そのため、収容容器に最後に収容したウェハにおいては、ドライエッチング加工でウェハから発生するデガスの希釈等が充分でなく、異物が発生していた。本発明の構成によれば、ドライエッチング加工が行われた後、収容容器に収容すべき最後のウェハが収容容器に収容されてからも、ウェハに対して水平方向からパージガスが充分吹き付けられるので、ドライエッチング加工でウェハから発生するデガスの希釈や収容容器の雰囲気置換を充分行うことができる。
【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ドライエッチング加工を行ったウェハにおけるデガスの影響による異物の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態におけるウェハ処理システムおよび収納容器の構成を示す平面模式図である。
【図２】図１に示した収納容器の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるエッチング装置が行うドライエッチング加工の一例を示す工程断面図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるエッチング装置が行うドライエッチング加工の他の例を示す工程断面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるエッチング装置が行うドライエッチング加工の他の例を示す工程断面図である。
【図６】本実施の形態におけるウェハ処理システムの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図３を参照して説明したシリコン基板等の基板上に形成された層間絶縁膜にデュアルダマシン配線溝を形成する手順を行った際のビアホール底部の下層銅配線上面における異物の発生状況を観察した結果を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるエッチング装置の構成の他の例を示す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１７】
図１は、本実施の形態におけるウェハ処理システム２００および収納容器１００の構成を示す平面模式図である。ウェハ処理システム２００は、エッチング装置２０２と、パージガス噴出管２１０と、ドア移動機構２２０と、ガス流量制御部２３０と、および制御部２４０とを含む。図２は、収納容器１００およびパージガス噴出管２１０の構成を示す断面図である。
【００１８】
収納容器１００は、側方が解放された収納室１０２と、収納室１０２の側方に設けられたドア１０４とを含む。ドア１０４は、上下方向にスライドして開閉される構成となっている。収納容器１００は、収納室１０２に、各ウェハ１５０を略水平にして複数のウェハ１５０（図２の「１」〜「２４」）を上下に並べて収容する。ウェハ１５０は、収納室１０２の側方から出し入れされる。収納容器１００は、一般的にＦＯＵＰといわれるウェハキャリアとすることができる。
【００１９】
エッチング装置２０２は、ウェハ１５０に対してドライエッチング加工を行う。エッチング装置２０２は、ウェハローダ（不図示）を付帯しており、収納容器１００は、当該ウェハローダにロードされている。ドア移動機構２２０は、ウェハローダにロードされた収納容器１００のドア１０４の開閉を制御する。本実施の形態において、エッチング装置２０２において各ウェハ１５０にドライエッチング加工が行われると、各ウェハは順次収納容器１００に回収される。
【００２０】
図２に示した例では、「１」のウェハ１５０から順にドライエッチング加工が行われて順次収納容器１００内に回収され、最後に「２４」のウェハ１５０のドライエッチング加工が行われて収納容器１００内に回収される。また、エッチング装置２０２におけるドライエッチング加工は、一度に複数枚のウェハ１５０に同時に行うようにすることもでき、その場合は、それらのウェハ１５０が同時に収納容器１００内に回収される。
【００２１】
パージガス噴出管２１０は、ウェハローダにロードされた収納容器１００内のウェハ１５０に対して水平方向からパージガスを吹き付ける構成となっている。本実施の形態において、パージガス噴出管２１０には、複数のパージガス噴出口２１２が設けられた構成とすることができる。各パージガス噴出口２１２は、収納容器１００内に収容される複数のウェハ１５０それぞれの上面にパージガスが供給されるような配置とすることができる。ガス流量制御部２３０は、パージガス噴出管２１０から噴出されるパージガスの流量を制御する。
【００２２】
制御部２４０は、ドア移動機構２２０やガス流量制御部２３０等、ウェハ処理システム２００の各構成要素の制御を行う。制御部２４０の機能については後述する。
【００２３】
次に、本実施の形態において、エッチング装置２０２が行うドライエッチング加工を説明する。本実施の形態において、ドライエッチング加工は、ウェハ１５０上に形成された層間絶縁膜に、窒素を含むエッチング阻止膜をストッパとして、配線溝、ビアホールまたはコンタクトホール等の凹部を形成する工程を含むことができる。また、他の例として、本実施の形態において、ドライエッチング加工は、ウェハ１５０上に形成されたアルミニウム膜を所定形状にパターニングする工程を含むことができる。
【００２４】
図３は、エッチング装置２０２が行うドライエッチング加工の一例を示す工程断面図である。ここでは、銅配線を形成するために、シリコン基板等の基板（ウェハ１５０）上に形成された層間絶縁膜３０６にデュアルダマシン配線溝３２６を形成する手順を示す。
【００２５】
半導体装置３００は、基板（不図示）、当該基板上に形成された層間絶縁膜３０２、下層銅配線３２０、さらに層間絶縁膜３０２および下層銅配線３２０上にこの順で形成されたエッチング阻止膜３０４、層間絶縁膜３０６、および保護絶縁膜３０８を含む。エッチング阻止膜３０４は、たとえばＳｉＣＮ膜とすることができる。ここで、層間絶縁膜３０６および保護絶縁膜３０８には、ビアホール３２２が形成されている。
【００２６】
このような半導体装置３００に、配線溝を形成するために、保護絶縁膜３０８上に有機膜３１０、中間膜３１２、反射防止膜３１４、および上層レジスト膜３１６により構成された多層レジスト膜を形成する。中間膜３１２は、たとえばシリコン酸化膜とすることができる。上層レジスト膜３１６には、配線形成用開口部３２４が形成されている（図３（ａ））。
【００２７】
上層レジスト膜３１６を用いて、反射防止膜３１４、中間膜３１２、有機膜３１０、保護絶縁膜３０８、および層間絶縁膜３０６を順次ドライエッチングして、保護絶縁膜３０８および層間絶縁膜３０６に配線溝を形成する。また、ビアホール３２２底部のエッチング阻止膜３０４をドライエッチングにより除去する。エッチング終了後、アッシングにより、多層レジスト膜を除去する。これにより、エッチング阻止膜３０４、層間絶縁膜３０６、および保護絶縁膜３０８内に、下層銅配線３２０に達するデュアルダマシン配線溝３２６が形成される（図３（ｂ））。ここで、エッチングガスとしては、フッ素を含有するガスをプラズマ励起して用いることができる。
【００２８】
ところで、フッ素を含有するエッチングガスを用いて、ＳｉＣＮ膜等窒素を含む膜をエッチングした場合、たとえば下層銅配線３２０表面に異物が発生することがある。これは、エッチングガスのフッ素と窒素、さらに水の存在によってフッ化アンモニウムが形成され、フッ化アンモニウムによって下層銅配線３２０表面が汚染されることが原因と考えられる。
【００２９】
図４は、エッチング装置２０２が行うドライエッチング加工の他の例を示す工程断面図である。
ここでは、コンタクトを形成するために、シリコン基板等の基板３４２（ウェハ１５０）上に形成された層間絶縁膜３４６にコンタクトホール３５８を形成する手順を示す。
【００３０】
半導体装置３４０は、基板３４２、基板３４２上に形成されたエッチング阻止膜３４４、および層間絶縁膜３４６を含む。このような半導体装置３４０に、コンタクトホールを形成するために、層間絶縁膜３４６上に有機膜３４８、中間膜３５０、反射防止膜３５２、および上層レジスト膜３５４により構成された多層レジスト膜を形成する。中間膜３５０は、たとえばシリコン酸化膜とすることができる。上層レジスト膜３５４には、コンタクトホール形成用開口部３５６が形成されている（図４（ａ））。
【００３１】
上層レジスト膜３５４を用いて、反射防止膜３５２、中間膜３５０、有機膜３４８、および層間絶縁膜３４６を順次ドライエッチングして、層間絶縁膜３４６にコンタクトホール３５８を形成する。また、コンタクトホール３５８底部のエッチング阻止膜３４４をドライエッチングにより除去する。エッチング終了後、アッシングにより、多層レジスト膜を除去する。これにより、エッチング阻止膜３４４およびコンタクトホール３５８内に、基板３４２に達するコンタクトホール３５８が形成される（図４（ｂ））。ここで、エッチングガスとしては、フッ素を含有するガスをプラズマ励起して用いることができる。
【００３２】
このような場合も、エッチング後に、たとえば基板３４２表面に異物が発生することがある。これは、エッチングガスのフッ素と窒素、さらに水の存在によってフッ化アンモニウムが形成され、フッ化アンモニウムによって基板３４２表面が汚染されることが原因と考えられる。
【００３３】
図５は、エッチング装置２０２が行うドライエッチング加工の他の例を示す工程断面図である。
ここでは、アルミニウム配線を形成する手順を示す。
【００３４】
半導体装置３７０は、基板（ここでは不図示、ウェハ１５０に対応）、当該基板上に形成された層間絶縁膜３７２、ＴｉＮ／Ｔｉ膜３７４、Ａｌ膜３７６、およびＴｉＮ膜３７８を含む。このような半導体装置３７０において、ＴｉＮ膜３７８、Ａｌ膜３７６、およびＴｉＮ／Ｔｉ膜３７４を配線形状にパターニングするために、ＴｉＮ膜３７８上に反射防止膜３８０およびレジスト膜３８２を形成する。レジスト膜３８２は、配線形状に形成されている（図５（ａ））。
【００３５】
層間絶縁膜３７２を用いて、反射防止膜３８０、ＴｉＮ膜３７８、Ａｌ膜３７６、およびＴｉＮ／Ｔｉ膜３７４を順次ドライエッチングして、ＴｉＮ膜３７８、Ａｌ膜３７６、およびＴｉＮ／Ｔｉ膜３７４を配線形状にパターニングする（図５（ｂ））。ここで、エッチングガスとしては、塩素を含有するガスをプラズマ励起して用いることができる。
【００３６】
このような場合も、エッチング後に、たとえばＡｌ膜３７６に異物が発生することがある。これは、エッチングガスの塩素とアルミニウム、さらに水の存在によってＨＣｌが形成され、ＨＣｌによってＡｌ膜３７６が溶解したことが原因と考えられる。
【００３７】
図１および図２戻り、本実施の形態においては、エッチング装置２０２でのドライエッチング加工が行われた直後のウェハ１５０が収納容器１００に収容されると、ドア１０４が開いた状態で、ウェハ１５０に対して水平方向からパージガスを吹き付ける。ウェハ１５０の水平方向からパージガスが吹き付けられると、図中破線の矢印で示したように、パージガスがウェハ１５０の上面を移動して、パージガス噴出管２１０が設けられた箇所とは反対側から排出される。これにより、ウェハ１５０表面のデガスを均等に除去することができる。
【００３８】
本実施の形態において、パージガスとしては、水分濃度が充分小さい、乾燥空気、乾燥酸素、乾燥水素、またはＡｒ、Ｈｅ、窒素等の不活性ガスの乾燥ガスを用いることができる。デガスは大気中に存在する水分との反応により発生するケースが多いため、パージガスとして、水分の少ない乾燥ガスを使用することにより、ウェハ１５０近傍または収納容器１００内部の水分を減少させ、デガスそのものの発生を抑制、異物の発生低減を実現できる。また、パージガスを吹き付けることにより、デガスを希釈することもできる。パージガスの流量は、とくに限定されないが、たとえば、１０Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎ程度とすることができる。
【００３９】
パージガスの吹きつけは、収納容器１００に収容すべきすべてのウェハ１５０が収納容器１００に収容されてから所定の時間以上行うことができる。これにより、ウェハ１５０表面のデガスを希釈することができる。具体的には、本実施の形態において、収納容器１００のドア１０４が開いた状態で、パージガス噴出管２１０から収納容器１００内のウェハ１５０に対して水平方向からパージガスを吹き付けた状態で、ドア移動機構２２０がドア１０４を閉じるタイミングを制御することにより、パージガスを吹き付ける時間を制御する。
【００４０】
ここで、制御部２４０によりこの制御を行うことができる。制御部２４０は、エッチング装置２０２でのドライエッチング加工が行われた直後の複数のウェハ１５０に対して、ドア１０４が開いた状態で、収納容器１００に収容すべきすべてのウェハ１５０が収納容器１００に収容されてから所定の時間以上、収納容器１００内のウェハ１５０に対して水平方向からパージガスが吹き付けられるように制御する。本実施の形態において、所定の時間は、たとえば３０秒とすることができる。これにより、ドライエッチング加工でウェハから発生するデガスの希釈や収容容器の雰囲気置換を充分行うことができる。また、所定の時間は、より好ましくは５分とすることができる。これにより、歩留まりを一層向上させることができる。
【００４１】
具体的には、本実施の形態において、制御部２４０は、パージガス噴出管２１０から収納容器１００内のウェハ１５０に対して水平方向からパージガスを吹き付けた状態で、ドア移動機構２２０がドア１０４を閉じるタイミングを制御することにより、パージガスを吹き付ける時間を制御する。
【００４２】
制御部２４０は、コンピュータをこのような手段として機能させるプログラムをコンピュータにインストールすることにより実現することができる。たとえば、制御部２４０の機能は、ドア開閉信号を出力するソフトウェアのタイマ設定を変更することにより、実現することができる。
【００４３】
ウェハ処理システム２００の制御部２４０は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶ユニット、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。
【００４４】
図６は、本実施の形態におけるウェハ処理システム２００の処理手順を示すフローチャートである。
まず、エッチング装置２０２のウェハローダに収納容器１００がロードされる（ステップＳ１００）。次いで、制御部２４０の制御により、ドア移動機構２２０が収納容器１００のドア１０４を開く（ステップＳ１０２）。なお、本実施の形態においては、少なくともステップＳ１００の収納容器１００がエッチング装置２０２のウェハローダにロードされてから、ステップＳ１１６のアンロードまでの間、パージガス噴出管２１０からウェハ１５０に対して水平方向からパージガスが流された状態とすることができる。
【００４５】
つづいて、エッチング装置２０２のウェハ移動機構（不図示）により、収納容器１００内のウェハ１５０が順次取り出され（ステップＳ１０４）、エッチング装置２０２においてドライエッチング加工が行われる（ステップＳ１０６）。ドライエッチング加工が行われたウェハ１５０は、順次収納容器１００内に収容される（ステップＳ１０８）。ここでは、図２に示した「１」のウェハ１５０から順に、「２４」のウェハまでの処理が行われる。
【００４６】
制御部２４０は、収納容器１００内に収容すべきすべてのウェハ１５０が収容されたか否かを判断し（ステップＳ１１０）、最後のウェハ１５０が収容されると（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、収納容器１００内に収容すべきすべてのウェハ１５０が収容されてから所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１１２）。ここで、所定時間は、３０秒以上とすることができる。所定時間経過した場合（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、制御部２４０は、ドア移動機構２２０を制御して、ドア移動機構２２０が収納容器１００のドア１０４を閉じる（ステップＳ１１４）。この後、収納容器１００は、ウェハローダからアンロードされ（ステップＳ１１６）、次の工程を行う製造装置に移動される。
【００４７】
次に、本実施の形態における半導体装置の製造手順の効果を説明する。
図７は、図３を参照して説明したシリコン基板等の基板（ウェハ１５０）上に形成された層間絶縁膜３０６にデュアルダマシン配線溝３２６を形成する手順を行った際のビアホール３２２底部の下層銅配線３２０上面における異物の発生状況を観察した結果を示す図である。図中、「×」は異物の発生が見られ、「××」は「×」よりも異物の発生状況が大きく、「○」は異物の発生が見られなかったことを示す。
【００４８】
ここでは、「Slot 1」〜「Slot 24」のウェハ１５０を、この順でエッチング装置２０２においてドライエッチング加工を行い、順に収納容器１００に回収した。各ウェハ１５０へのドライエッチング加工は、約５分程度であった。
【００４９】
ここで、「なし」とは、ウェハ１５０のドライエッチング加工中、最初からずっとパージガスを流さなかった場合を示す。また、最後の「Slot 24」のウェハ１５０を収納容器１００に回収後、約２秒でドア１０４を閉じた。
【００５０】
また、「あり」の場合は、ウェハ１５０のドライエッチング加工中、ウェハ１５０に対して水平方向からパージガスを流した場合を示す。「あり」の「２ｓｅｃ」、「３０ｓｅｃ」、「５ｍｉｎ」、「７ｍｉｎ」は、それぞれ、収納容器１００内に収容すべきすべてのウェハ１５０が収容されてからさらにドア１０４を開けたままでパージガスを継続して流した時間を示す。各時間の経過後、ドア１０４を閉じることにより、パージガスの供給も終了とした。つまり、「あり」の場合、「Slot 1」のウェハ１５０は、最初にドライエッチング加工が行われ、他のウェハ１５０へのドライエッチング加工が行われている間ずっとパージガスが吹き付けられていることになる。
【００５１】
図示したように、パージガスを最初から流さなかった「なし」の場合は、「slot 1」のウェハ１５０においても、ビアホール３２２底部の下層銅配線３２０上面における異物の発生が見られた。また、「slot 24」のウェハ１５０においては、ビアホール３２２底部の下層銅配線３２０上面における異物の発生が大きく見られた。これは、ウェハ１５０を収納容器１００に回収した後、すぐにドア１０４を閉じたことにより、最後のウェハではデガスの希釈が全く行われず、異物の発生が大きくなったと考えられる。
【００５２】
また、パージガスをウェハ１５０の水平方向から吹き付けた「あり」の場合でも、最後のウェハ１５０回収後２秒しかパージガスの供給を行わなかった場合は、最後に回収された「slot 24」のウェハ１５０において、ビアホール３２２底部の下層銅配線３２０上面における異物の発生が見られた。これは、ウェハ１５０を収納容器１００に回収した後、すぐにパージガスの供給を停止し、ドア１０４を閉じたことにより、最後のウェハではデガスの希釈が充分に行われず、異物が発生したと考えられる。
【００５３】
一方、パージガスをウェハ１５０の水平方向から吹き付けた「あり」の場合、最後のウェハ１５０回収後３０秒以上パージガスの供給を行った場合は、最後に回収された「slot 24」のウェハ１５０においても、ビアホール３２２底部の下層銅配線３２０上面における異物の発生が見られなかった。
【００５４】
また、パージガスをウェハ１５０の水平方向から吹き付けた「あり」の場合で、最後のウェハ１５０回収後５分以上パージガスの供給を行った場合は、歩留まりが大きく改善された。これは、パージガスの供給を５分以上行うことで、すべてのビアホール３２２底部において、安定的に充分デガスを希釈することができたためである。また、最後のウェハ１５０回収後のパージガスの吹きつけ時間を、各ウェハ１５０へのドライエッチング加工時間と同程度の時間確保することにより、ウェハ間の製造安定性のばらつきも低減することができ、安定的に良好な性能の半導体装置を得ることができる。
【００５５】
なお、ここでは図示していないが、パージガスをウェハ１５０の上方から吹き付けた場合は、最後のウェハ１５０回収後３０秒以上パージガスの吹きつけを行っても、ビアホール３２２底部の下層銅配線３２０上面における異物の発生が部分的に見られた。
【００５６】
以上のように、本実施の形態における構成によれば、ドライエッチング加工が行われた後、収容容器に収容すべき最後のウェハが収容容器に収容されてからも、ウェハに対して水平方向からパージガスが充分吹き付けられるので、ドライエッチング加工でウェハから発生するデガスの希釈や収容容器の雰囲気置換を充分行うことができる。
【００５７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００５８】
以上の実施の形態においては、パージガス噴出管２１０が固定された例を示したが、パージガス噴出管２１０は、水平方向や垂直方向に移動可能に構成することができる。たとえば、パージガス噴出管２１０は、収納容器１００のドア１０４が解放されている際に、収納容器１００に対して水平方向に移動可能に構成することができる。これにより、ガス流が右から左に動作する構成とすることができる。
【００５９】
さらに、ウェハ処理システム２００は、複数個のパージガス噴出管２１０を含む構成とすることができる。この場合、複数個のパージガス噴出管２１０から同時にパージガスが噴出されるような構成とすることもできる。
【００６０】
また、パージガス噴出管２１０は、収納容器１００に収容されるすべてのウェハ１５０に対応する数のパージガス噴出口２１２が設けられていない構成とすることもできる。この場合も、パージガス噴出管２１０を、上下方向（垂直方向）に移動させて、エッチング装置２０２におけるドライエッチング加工が行われて収納容器１００内に収容されたウェハ１５０に順にパージガスが噴出されるようにすることができる。
【００６１】
さらに、ウェハ処理システム２００は、複数個のパージガス噴出管２１０を含み、複数個のパージガス噴出管２１０から同時にパージガスが噴出されるような構成とすることもできる。
【００６２】
また、パージガス噴出管２１０に複数のパージガス噴出口２１２が設けられている場合、最後のウェハ１５０が収納容器１００に収容された後、当該最後に収容されたウェハ１５０付近のガス流量のみ増大し、パージの効率を増大させるような構成とすることもできる。
【００６３】
また、制御部２４０は、ドア移動機構２２０を制御して収納容器１００のドア１０４が閉じられるタイミングで、ガス流量制御部２３０も制御して、パージガス噴出管２１０からのパージガスの噴出を停止するようにすることもできる。これにより、パージガスの使用量を抑制することができる。
【００６４】
また、以上では、収納容器１００のドア１０４の開閉タイミングを制御することにより、パージガスを吹き付ける時間制御を行う例を示したが、ガス流量制御部２３０の制御により、パージガスを吹き付ける時間を制御することもできる。
【００６５】
また、エッチング装置２０２は、図８に示したように、複数の収納容器１００を同時にロード可能な構成とすることもできる。このような構成とした場合、一の収納容器１００内に収容された複数のウェハ１５０へのドライエッチング加工が終了し、当該収納容器１００内のウェハ１５０にパージガスを吹き付けている間に、他の収納容器１００内に収容された複数のウェハ１５０へのドライエッチング加工を行うようにすれば、スループットの低下を防ぎつつ、良好な半導体装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 収納容器
１０２ 収納室
１０４ ドア
１５０ ウェハ
２００ ウェハ処理システム
２０２ エッチング装置
２１０ パージガス噴出管
２１２ パージガス噴出口
２２０ ドア移動機構
２３０ ガス流量制御部
２４０ 制御部
３００ 半導体装置
３０２ 層間絶縁膜
３０４ エッチング阻止膜
３０６ 層間絶縁膜
３０８ 保護絶縁膜
３１０ 有機膜
３１２ 中間膜
３１４ 反射防止膜
３１６ 上層レジスト膜
３２０ 下層銅配線
３２２ ビアホール
３２４ 配線形成用開口部
３２６ デュアルダマシン配線溝
３４０ 半導体装置
３４２ 基板
３４４ エッチング阻止膜
３４６ 層間絶縁膜
３４８ 有機膜
３５０ 中間膜
３５２ 反射防止膜
３５４ 上層レジスト膜
３５６ コンタクトホール形成用開口部
３５８ コンタクトホール
３７０ 半導体装置
３７２ 層間絶縁膜
３７４ ＴｉＮ／Ｔｉ膜
３７６ Ａｌ膜
３７８ ＴｉＮ膜
３８０ 反射防止膜
３８２ レジスト膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法およびウェハ処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エッチング装置等の製造装置でのウェハへの処理を行う際、所定枚数のウェハがたとえばＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）等の収納容器に収納されて各製造装置間を搬送される。収納容器が対象の製造装置にロードされると、収納容器のドアが開かれ、ウェハが取り出されて製造装置での処理が行われる。製造装置での処理が終了すると、ウェハが順次収納容器に収容される。すべてのウェハが収納されると、収容容器は密閉されて、次の工程の製造装置に搬送される。従来、このような収容容器内に収容されたウェハに対して、清浄ガス等を吹き付ける処理が行われている（たとえば特許文献１（特開２００４−３１１９４０号公報））。
【０００３】
特許文献２（特開２００６−１２８１５３号公報）には、FIMS（Front-opening Interface Mechanical Standard）内部における開口部の上部にガス給気パイプを配置し、該パイプより、ポッド内部に収容されたウェハの上面に対して清浄ガスを吹き付けることによって、ウェハからの汚染物質等の除去を行う構成が記載されている。
【０００４】
特許文献３（特開２００６−３５１８６８号公報）には、基板Ｗを処理する処理部と、複数枚の基板Ｗを収納する収納容器Ｃを載置する載置台とを備え、収納容器Ｃは、収納容器Ｃ内の基板Ｗを略水平にして上下に並べる状態、かつ、収納容器Ｃに基板Ｗを搬入出させるための開口を収納容器Ｃの側方に向けた状態で載置されるようにした構成が記載されている。開口の外側には、ガスを供給する複数のガス供給口が設けられており、各ガス供給口は、収納容器Ｃ内の各基板Ｗ同士の間に向かって略水平方向にガスを供給する方向に指向されている。これにより、キャリア内に付着したパーティクルやキャリア内のウェハに付着したパーティクルを効果的に除去できるとされている。
【０００５】
また、特許文献４（特開２００２−２６１１５９号公報）には、低誘電率絶縁膜を用いた半導体チップの製造工程において、空気中の水分等を取り除くために、空気清浄器または除湿器を備えた基板搬送容器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１１９４０号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８１５３号公報
【特許文献３】特開２００６−３５１８６８号公報
【特許文献４】特開２００２−２６１１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、従来、たとえば、ウェハ上に形成された層間絶縁膜に、窒素を含むエッチング阻止膜をストッパとして、配線溝、ビアホールまたはコンタクトホール等の凹部を形成するようなドライエッチング加工を行った場合に、凹部底部に異物が発生するという問題があった。
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討した結果、このような異物の発生は、ドライエッチング加工で用いるエッチングガスと、被エッチング膜との反応により発生するガス（デガス）の影響であり、デガスの発生直後に他のガスでパージを行って、デガスの濃度を減少させることが異物の低減に効果的であることを見出した。そこで、本発明者らは、エッチング装置での処理が終了して、収容容器に収納されたウェハに対し、パージガスを吹き付ける処理を検討した。
【０００９】
その結果、たとえば特許文献２に記載されたように、上部からパージガスを吹き付ける方法では、全ウェハの表面上に均等にパージガスがかからないため、ウェハからのデガスを充分に希釈できず、ビア底部に異物が発生し、改善が必要であった。また、特許文献３に記載されたように、水平方向からパージガスを導入する方法では、上部からパージガスを吹き付けた場合に比べると、異物の発生が低減できたが、一部のウェハにおいては、依然として異物が発生しており、改善が必要であった。また、引用文献４に記載された方法では、搬送途中での水分は除去できるが、発生直後にデガスの濃度を減少させることは考慮されておらず依然として問題があった。さらに、引用文献４に記載された方法では、別途空気清浄器や除湿器等を容器内に設けなければならず、コストがかかるという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、
各ウェハを略水平にして複数のウェハを上下に並べて収容するとともに、側方に設けられたドアを含む収納容器に、ドライエッチング加工が行われた複数のウェハを順次収容する工程と、
前記ドアが開いた状態で、前記収容容器に収容すべきすべてのウェハが当該収容容器に収容されてから３０秒以上、前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向からパージガスを吹き付ける工程と、
を含む半導体装置の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明によれば、
各ウェハを略水平にして複数のウェハを上下に並べて収容するとともに、側方に設けられたドアを含む収納容器に収容された、ドライエッチング加工が行われた直後の複数のウェハに対して、前記ドアが開いた状態で、前記収容容器に収容すべきすべてのウェハが前記収容容器に収容されてから３０秒以上、当該水平方向から前記パージガスが吹き付けられるように制御する制御部を含むウェハ処理システムが提供される。
【００１２】
従来、特許文献３に記載されたように、ウェハの水平方向からパージガスを導入する方法では、上部からパージガスを吹き付けた場合に比べると、異物の発生が低減できた。しかし、従来は、スループット改善のために、収容容器に収容すべき最後のウェハを収容すると、すぐに収容容器のドアが閉められていた。そのため、収容容器に最後に収容したウェハにおいては、ドライエッチング加工でウェハから発生するデガスの希釈等が充分でなく、異物が発生していた。本発明の構成によれば、ドライエッチング加工が行われた後、収容容器に収容すべき最後のウェハが収容容器に収容されてからも、ウェハに対して水平方向からパージガスが充分吹き付けられるので、ドライエッチング加工でウェハから発生するデガスの希釈や収容容器の雰囲気置換を充分行うことができる。
【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ドライエッチング加工を行ったウェハにおけるデガスの影響による異物の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態におけるウェハ処理システムおよび収納容器の構成を示す平面模式図である。
【図２】図１に示した収納容器の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるエッチング装置が行うドライエッチング加工の一例を示す工程断面図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるエッチング装置が行うドライエッチング加工の他の例を示す工程断面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるエッチング装置が行うドライエッチング加工の他の例を示す工程断面図である。
【図６】本実施の形態におけるウェハ処理システムの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図３を参照して説明したシリコン基板等の基板上に形成された層間絶縁膜にデュアルダマシン配線溝を形成する手順を行った際のビアホール底部の下層銅配線上面における異物の発生状況を観察した結果を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるエッチング装置の構成の他の例を示す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１７】
図１は、本実施の形態におけるウェハ処理システム２００および収納容器１００の構成を示す平面模式図である。ウェハ処理システム２００は、エッチング装置２０２と、パージガス噴出管２１０と、ドア移動機構２２０と、ガス流量制御部２３０と、および制御部２４０とを含む。図２は、収納容器１００およびパージガス噴出管２１０の構成を示す断面図である。
【００１８】
収納容器１００は、側方が解放された収納室１０２と、収納室１０２の側方に設けられたドア１０４とを含む。ドア１０４は、上下方向にスライドして開閉される構成となっている。収納容器１００は、収納室１０２に、各ウェハ１５０を略水平にして複数のウェハ１５０（図２の「１」〜「２４」）を上下に並べて収容する。ウェハ１５０は、収納室１０２の側方から出し入れされる。収納容器１００は、一般的にＦＯＵＰといわれるウェハキャリアとすることができる。
【００１９】
エッチング装置２０２は、ウェハ１５０に対してドライエッチング加工を行う。エッチング装置２０２は、ウェハローダ（不図示）を付帯しており、収納容器１００は、当該ウェハローダにロードされている。ドア移動機構２２０は、ウェハローダにロードされた収納容器１００のドア１０４の開閉を制御する。本実施の形態において、エッチング装置２０２において各ウェハ１５０にドライエッチング加工が行われると、各ウェハは順次収納容器１００に回収される。
【００２０】
図２に示した例では、「１」のウェハ１５０から順にドライエッチング加工が行われて順次収納容器１００内に回収され、最後に「２４」のウェハ１５０のドライエッチング加工が行われて収納容器１００内に回収される。また、エッチング装置２０２におけるドライエッチング加工は、一度に複数枚のウェハ１５０に同時に行うようにすることもでき、その場合は、それらのウェハ１５０が同時に収納容器１００内に回収される。
【００２１】
パージガス噴出管２１０は、ウェハローダにロードされた収納容器１００内のウェハ１５０に対して水平方向からパージガスを吹き付ける構成となっている。本実施の形態において、パージガス噴出管２１０には、複数のパージガス噴出口２１２が設けられた構成とすることができる。各パージガス噴出口２１２は、収納容器１００内に収容される複数のウェハ１５０それぞれの上面にパージガスが供給されるような配置とすることができる。ガス流量制御部２３０は、パージガス噴出管２１０から噴出されるパージガスの流量を制御する。
【００２２】
制御部２４０は、ドア移動機構２２０やガス流量制御部２３０等、ウェハ処理システム２００の各構成要素の制御を行う。制御部２４０の機能については後述する。
【００２３】
次に、本実施の形態において、エッチング装置２０２が行うドライエッチング加工を説明する。本実施の形態において、ドライエッチング加工は、ウェハ１５０上に形成された層間絶縁膜に、窒素を含むエッチング阻止膜をストッパとして、配線溝、ビアホールまたはコンタクトホール等の凹部を形成する工程を含むことができる。また、他の例として、本実施の形態において、ドライエッチング加工は、ウェハ１５０上に形成されたアルミニウム膜を所定形状にパターニングする工程を含むことができる。
【００２４】
図３は、エッチング装置２０２が行うドライエッチング加工の一例を示す工程断面図である。ここでは、銅配線を形成するために、シリコン基板等の基板（ウェハ１５０）上に形成された層間絶縁膜３０６にデュアルダマシン配線溝３２６を形成する手順を示す。
【００２５】
半導体装置３００は、基板（不図示）、当該基板上に形成された層間絶縁膜３０２、下層銅配線３２０、さらに層間絶縁膜３０２および下層銅配線３２０上にこの順で形成されたエッチング阻止膜３０４、層間絶縁膜３０６、および保護絶縁膜３０８を含む。エッチング阻止膜３０４は、たとえばＳｉＣＮ膜とすることができる。ここで、層間絶縁膜３０６および保護絶縁膜３０８には、ビアホール３２２が形成されている。
【００２６】
このような半導体装置３００に、配線溝を形成するために、保護絶縁膜３０８上に有機膜３１０、中間膜３１２、反射防止膜３１４、および上層レジスト膜３１６により構成された多層レジスト膜を形成する。中間膜３１２は、たとえばシリコン酸化膜とすることができる。上層レジスト膜３１６には、配線形成用開口部３２４が形成されている（図３（ａ））。
【００２７】
上層レジスト膜３１６を用いて、反射防止膜３１４、中間膜３１２、有機膜３１０、保護絶縁膜３０８、および層間絶縁膜３０６を順次ドライエッチングして、保護絶縁膜３０８および層間絶縁膜３０６に配線溝を形成する。また、ビアホール３２２底部のエッチング阻止膜３０４をドライエッチングにより除去する。エッチング終了後、アッシングにより、多層レジスト膜を除去する。これにより、エッチング阻止膜３０４、層間絶縁膜３０６、および保護絶縁膜３０８内に、下層銅配線３２０に達するデュアルダマシン配線溝３２６が形成される（図３（ｂ））。ここで、エッチングガスとしては、フッ素を含有するガスをプラズマ励起して用いることができる。
【００２８】
ところで、フッ素を含有するエッチングガスを用いて、ＳｉＣＮ膜等窒素を含む膜をエッチングした場合、たとえば下層銅配線３２０表面に異物が発生することがある。これは、エッチングガスのフッ素と窒素、さらに水の存在によってフッ化アンモニウムが形成され、フッ化アンモニウムによって下層銅配線３２０表面が汚染されることが原因と考えられる。
【００２９】
図４は、エッチング装置２０２が行うドライエッチング加工の他の例を示す工程断面図である。
ここでは、コンタクトを形成するために、シリコン基板等の基板３４２（ウェハ１５０）上に形成された層間絶縁膜３４６にコンタクトホール３５８を形成する手順を示す。
【００３０】
半導体装置３４０は、基板３４２、基板３４２上に形成されたエッチング阻止膜３４４、および層間絶縁膜３４６を含む。このような半導体装置３４０に、コンタクトホールを形成するために、層間絶縁膜３４６上に有機膜３４８、中間膜３５０、反射防止膜３５２、および上層レジスト膜３５４により構成された多層レジスト膜を形成する。中間膜３５０は、たとえばシリコン酸化膜とすることができる。上層レジスト膜３５４には、コンタクトホール形成用開口部３５６が形成されている（図４（ａ））。
【００３１】
上層レジスト膜３５４を用いて、反射防止膜３５２、中間膜３５０、有機膜３４８、および層間絶縁膜３４６を順次ドライエッチングして、層間絶縁膜３４６にコンタクトホール３５８を形成する。また、コンタクトホール３５８底部のエッチング阻止膜３４４をドライエッチングにより除去する。エッチング終了後、アッシングにより、多層レジスト膜を除去する。これにより、エッチング阻止膜３４４およびコンタクトホール３５８内に、基板３４２に達するコンタクトホール３５８が形成される（図４（ｂ））。ここで、エッチングガスとしては、フッ素を含有するガスをプラズマ励起して用いることができる。
【００３２】
このような場合も、エッチング後に、たとえば基板３４２表面に異物が発生することがある。これは、エッチングガスのフッ素と窒素、さらに水の存在によってフッ化アンモニウムが形成され、フッ化アンモニウムによって基板３４２表面が汚染されることが原因と考えられる。
【００３３】
図５は、エッチング装置２０２が行うドライエッチング加工の他の例を示す工程断面図である。
ここでは、アルミニウム配線を形成する手順を示す。
【００３４】
半導体装置３７０は、基板（ここでは不図示、ウェハ１５０に対応）、当該基板上に形成された層間絶縁膜３７２、ＴｉＮ／Ｔｉ膜３７４、Ａｌ膜３７６、およびＴｉＮ膜３７８を含む。このような半導体装置３７０において、ＴｉＮ膜３７８、Ａｌ膜３７６、およびＴｉＮ／Ｔｉ膜３７４を配線形状にパターニングするために、ＴｉＮ膜３７８上に反射防止膜３８０およびレジスト膜３８２を形成する。レジスト膜３８２は、配線形状に形成されている（図５（ａ））。
【００３５】
層間絶縁膜３７２を用いて、反射防止膜３８０、ＴｉＮ膜３７８、Ａｌ膜３７６、およびＴｉＮ／Ｔｉ膜３７４を順次ドライエッチングして、ＴｉＮ膜３７８、Ａｌ膜３７６、およびＴｉＮ／Ｔｉ膜３７４を配線形状にパターニングする（図５（ｂ））。ここで、エッチングガスとしては、塩素を含有するガスをプラズマ励起して用いることができる。
【００３６】
このような場合も、エッチング後に、たとえばＡｌ膜３７６に異物が発生することがある。これは、エッチングガスの塩素とアルミニウム、さらに水の存在によってＨＣｌが形成され、ＨＣｌによってＡｌ膜３７６が溶解したことが原因と考えられる。
【００３７】
図１および図２戻り、本実施の形態においては、エッチング装置２０２でのドライエッチング加工が行われた直後のウェハ１５０が収納容器１００に収容されると、ドア１０４が開いた状態で、ウェハ１５０に対して水平方向からパージガスを吹き付ける。ウェハ１５０の水平方向からパージガスが吹き付けられると、図中破線の矢印で示したように、パージガスがウェハ１５０の上面を移動して、パージガス噴出管２１０が設けられた箇所とは反対側から排出される。これにより、ウェハ１５０表面のデガスを均等に除去することができる。
【００３８】
本実施の形態において、パージガスとしては、水分濃度が充分小さい、乾燥空気、乾燥酸素、乾燥水素、またはＡｒ、Ｈｅ、窒素等の不活性ガスの乾燥ガスを用いることができる。デガスは大気中に存在する水分との反応により発生するケースが多いため、パージガスとして、水分の少ない乾燥ガスを使用することにより、ウェハ１５０近傍または収納容器１００内部の水分を減少させ、デガスそのものの発生を抑制、異物の発生低減を実現できる。また、パージガスを吹き付けることにより、デガスを希釈することもできる。パージガスの流量は、とくに限定されないが、たとえば、１０Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎ程度とすることができる。
【００３９】
パージガスの吹きつけは、収納容器１００に収容すべきすべてのウェハ１５０が収納容器１００に収容されてから所定の時間以上行うことができる。これにより、ウェハ１５０表面のデガスを希釈することができる。具体的には、本実施の形態において、収納容器１００のドア１０４が開いた状態で、パージガス噴出管２１０から収納容器１００内のウェハ１５０に対して水平方向からパージガスを吹き付けた状態で、ドア移動機構２２０がドア１０４を閉じるタイミングを制御することにより、パージガスを吹き付ける時間を制御する。
【００４０】
ここで、制御部２４０によりこの制御を行うことができる。制御部２４０は、エッチング装置２０２でのドライエッチング加工が行われた直後の複数のウェハ１５０に対して、ドア１０４が開いた状態で、収納容器１００に収容すべきすべてのウェハ１５０が収納容器１００に収容されてから所定の時間以上、収納容器１００内のウェハ１５０に対して水平方向からパージガスが吹き付けられるように制御する。本実施の形態において、所定の時間は、たとえば３０秒とすることができる。これにより、ドライエッチング加工でウェハから発生するデガスの希釈や収容容器の雰囲気置換を充分行うことができる。また、所定の時間は、より好ましくは５分とすることができる。これにより、歩留まりを一層向上させることができる。
【００４１】
具体的には、本実施の形態において、制御部２４０は、パージガス噴出管２１０から収納容器１００内のウェハ１５０に対して水平方向からパージガスを吹き付けた状態で、ドア移動機構２２０がドア１０４を閉じるタイミングを制御することにより、パージガスを吹き付ける時間を制御する。
【００４２】
制御部２４０は、コンピュータをこのような手段として機能させるプログラムをコンピュータにインストールすることにより実現することができる。たとえば、制御部２４０の機能は、ドア開閉信号を出力するソフトウェアのタイマ設定を変更することにより、実現することができる。
【００４３】
ウェハ処理システム２００の制御部２４０は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶ユニット、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。
【００４４】
図６は、本実施の形態におけるウェハ処理システム２００の処理手順を示すフローチャートである。
まず、エッチング装置２０２のウェハローダに収納容器１００がロードされる（ステップＳ１００）。次いで、制御部２４０の制御により、ドア移動機構２２０が収納容器１００のドア１０４を開く（ステップＳ１０２）。なお、本実施の形態においては、少なくともステップＳ１００の収納容器１００がエッチング装置２０２のウェハローダにロードされてから、ステップＳ１１６のアンロードまでの間、パージガス噴出管２１０からウェハ１５０に対して水平方向からパージガスが流された状態とすることができる。
【００４５】
つづいて、エッチング装置２０２のウェハ移動機構（不図示）により、収納容器１００内のウェハ１５０が順次取り出され（ステップＳ１０４）、エッチング装置２０２においてドライエッチング加工が行われる（ステップＳ１０６）。ドライエッチング加工が行われたウェハ１５０は、順次収納容器１００内に収容される（ステップＳ１０８）。ここでは、図２に示した「１」のウェハ１５０から順に、「２４」のウェハまでの処理が行われる。
【００４６】
制御部２４０は、収納容器１００内に収容すべきすべてのウェハ１５０が収容されたか否かを判断し（ステップＳ１１０）、最後のウェハ１５０が収容されると（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、収納容器１００内に収容すべきすべてのウェハ１５０が収容されてから所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１１２）。ここで、所定時間は、３０秒以上とすることができる。所定時間経過した場合（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、制御部２４０は、ドア移動機構２２０を制御して、ドア移動機構２２０が収納容器１００のドア１０４を閉じる（ステップＳ１１４）。この後、収納容器１００は、ウェハローダからアンロードされ（ステップＳ１１６）、次の工程を行う製造装置に移動される。
【００４７】
次に、本実施の形態における半導体装置の製造手順の効果を説明する。
図７は、図３を参照して説明したシリコン基板等の基板（ウェハ１５０）上に形成された層間絶縁膜３０６にデュアルダマシン配線溝３２６を形成する手順を行った際のビアホール３２２底部の下層銅配線３２０上面における異物の発生状況を観察した結果を示す図である。図中、「×」は異物の発生が見られ、「××」は「×」よりも異物の発生状況が大きく、「○」は異物の発生が見られなかったことを示す。
【００４８】
ここでは、「Slot 1」〜「Slot 24」のウェハ１５０を、この順でエッチング装置２０２においてドライエッチング加工を行い、順に収納容器１００に回収した。各ウェハ１５０へのドライエッチング加工は、約５分程度であった。
【００４９】
ここで、「なし」とは、ウェハ１５０のドライエッチング加工中、最初からずっとパージガスを流さなかった場合を示す。また、最後の「Slot 24」のウェハ１５０を収納容器１００に回収後、約２秒でドア１０４を閉じた。
【００５０】
また、「あり」の場合は、ウェハ１５０のドライエッチング加工中、ウェハ１５０に対して水平方向からパージガスを流した場合を示す。「あり」の「２ｓｅｃ」、「３０ｓｅｃ」、「５ｍｉｎ」、「７ｍｉｎ」は、それぞれ、収納容器１００内に収容すべきすべてのウェハ１５０が収容されてからさらにドア１０４を開けたままでパージガスを継続して流した時間を示す。各時間の経過後、ドア１０４を閉じることにより、パージガスの供給も終了とした。つまり、「あり」の場合、「Slot 1」のウェハ１５０は、最初にドライエッチング加工が行われ、他のウェハ１５０へのドライエッチング加工が行われている間ずっとパージガスが吹き付けられていることになる。
【００５１】
図示したように、パージガスを最初から流さなかった「なし」の場合は、「slot 1」のウェハ１５０においても、ビアホール３２２底部の下層銅配線３２０上面における異物の発生が見られた。また、「slot 24」のウェハ１５０においては、ビアホール３２２底部の下層銅配線３２０上面における異物の発生が大きく見られた。これは、ウェハ１５０を収納容器１００に回収した後、すぐにドア１０４を閉じたことにより、最後のウェハではデガスの希釈が全く行われず、異物の発生が大きくなったと考えられる。
【００５２】
また、パージガスをウェハ１５０の水平方向から吹き付けた「あり」の場合でも、最後のウェハ１５０回収後２秒しかパージガスの供給を行わなかった場合は、最後に回収された「slot 24」のウェハ１５０において、ビアホール３２２底部の下層銅配線３２０上面における異物の発生が見られた。これは、ウェハ１５０を収納容器１００に回収した後、すぐにパージガスの供給を停止し、ドア１０４を閉じたことにより、最後のウェハではデガスの希釈が充分に行われず、異物が発生したと考えられる。
【００５３】
一方、パージガスをウェハ１５０の水平方向から吹き付けた「あり」の場合、最後のウェハ１５０回収後３０秒以上パージガスの供給を行った場合は、最後に回収された「slot 24」のウェハ１５０においても、ビアホール３２２底部の下層銅配線３２０上面における異物の発生が見られなかった。
【００５４】
また、パージガスをウェハ１５０の水平方向から吹き付けた「あり」の場合で、最後のウェハ１５０回収後５分以上パージガスの供給を行った場合は、歩留まりが大きく改善された。これは、パージガスの供給を５分以上行うことで、すべてのビアホール３２２底部において、安定的に充分デガスを希釈することができたためである。また、最後のウェハ１５０回収後のパージガスの吹きつけ時間を、各ウェハ１５０へのドライエッチング加工時間と同程度の時間確保することにより、ウェハ間の製造安定性のばらつきも低減することができ、安定的に良好な性能の半導体装置を得ることができる。
【００５５】
なお、ここでは図示していないが、パージガスをウェハ１５０の上方から吹き付けた場合は、最後のウェハ１５０回収後３０秒以上パージガスの吹きつけを行っても、ビアホール３２２底部の下層銅配線３２０上面における異物の発生が部分的に見られた。
【００５６】
以上のように、本実施の形態における構成によれば、ドライエッチング加工が行われた後、収容容器に収容すべき最後のウェハが収容容器に収容されてからも、ウェハに対して水平方向からパージガスが充分吹き付けられるので、ドライエッチング加工でウェハから発生するデガスの希釈や収容容器の雰囲気置換を充分行うことができる。
【００５７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００５８】
以上の実施の形態においては、パージガス噴出管２１０が固定された例を示したが、パージガス噴出管２１０は、水平方向や垂直方向に移動可能に構成することができる。たとえば、パージガス噴出管２１０は、収納容器１００のドア１０４が解放されている際に、収納容器１００に対して水平方向に移動可能に構成することができる。これにより、ガス流が右から左に動作する構成とすることができる。
【００５９】
さらに、ウェハ処理システム２００は、複数個のパージガス噴出管２１０を含む構成とすることができる。この場合、複数個のパージガス噴出管２１０から同時にパージガスが噴出されるような構成とすることもできる。
【００６０】
また、パージガス噴出管２１０は、収納容器１００に収容されるすべてのウェハ１５０に対応する数のパージガス噴出口２１２が設けられていない構成とすることもできる。この場合も、パージガス噴出管２１０を、上下方向（垂直方向）に移動させて、エッチング装置２０２におけるドライエッチング加工が行われて収納容器１００内に収容されたウェハ１５０に順にパージガスが噴出されるようにすることができる。
【００６１】
さらに、ウェハ処理システム２００は、複数個のパージガス噴出管２１０を含み、複数個のパージガス噴出管２１０から同時にパージガスが噴出されるような構成とすることもできる。
【００６２】
また、パージガス噴出管２１０に複数のパージガス噴出口２１２が設けられている場合、最後のウェハ１５０が収納容器１００に収容された後、当該最後に収容されたウェハ１５０付近のガス流量のみ増大し、パージの効率を増大させるような構成とすることもできる。
【００６３】
また、制御部２４０は、ドア移動機構２２０を制御して収納容器１００のドア１０４が閉じられるタイミングで、ガス流量制御部２３０も制御して、パージガス噴出管２１０からのパージガスの噴出を停止するようにすることもできる。これにより、パージガスの使用量を抑制することができる。
【００６４】
また、以上では、収納容器１００のドア１０４の開閉タイミングを制御することにより、パージガスを吹き付ける時間制御を行う例を示したが、ガス流量制御部２３０の制御により、パージガスを吹き付ける時間を制御することもできる。
【００６５】
また、エッチング装置２０２は、図８に示したように、複数の収納容器１００を同時にロード可能な構成とすることもできる。このような構成とした場合、一の収納容器１００内に収容された複数のウェハ１５０へのドライエッチング加工が終了し、当該収納容器１００内のウェハ１５０にパージガスを吹き付けている間に、他の収納容器１００内に収容された複数のウェハ１５０へのドライエッチング加工を行うようにすれば、スループットの低下を防ぎつつ、良好な半導体装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 収納容器
１０２ 収納室
１０４ ドア
１５０ ウェハ
２００ ウェハ処理システム
２０２ エッチング装置
２１０ パージガス噴出管
２１２ パージガス噴出口
２２０ ドア移動機構
２３０ ガス流量制御部
２４０ 制御部
３００ 半導体装置
３０２ 層間絶縁膜
３０４ エッチング阻止膜
３０６ 層間絶縁膜
３０８ 保護絶縁膜
３１０ 有機膜
３１２ 中間膜
３１４ 反射防止膜
３１６ 上層レジスト膜
３２０ 下層銅配線
３２２ ビアホール
３２４ 配線形成用開口部
３２６ デュアルダマシン配線溝
３４０ 半導体装置
３４２ 基板
３４４ エッチング阻止膜
３４６ 層間絶縁膜
３４８ 有機膜
３５０ 中間膜
３５２ 反射防止膜
３５４ 上層レジスト膜
３５６ コンタクトホール形成用開口部
３５８ コンタクトホール
３７０ 半導体装置
３７２ 層間絶縁膜
３７４ ＴｉＮ／Ｔｉ膜
３７６ Ａｌ膜
３７８ ＴｉＮ膜
３８０ 反射防止膜
３８２ レジスト膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各ウェハを略水平にして複数のウェハを上下に並べて収容するとともに、側方に設けられたドアを含む収納容器に、ドライエッチング加工が行われた複数のウェハを順次収容する工程と、
前記ドアが開いた状態で、前記収容容器に収容すべきすべてのウェハが当該収容容器に収容されてから３０秒以上、前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向からパージガスを吹き付ける工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記パージガスを吹き付ける工程において、前記収容容器の外部から前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向から前記パージガスを吹き付けた状態で、前記ドアを閉めることにより、前記パージガスを吹き付ける時間を制御する半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ドライエッチング加工は、前記ウェハ上の層間絶縁膜に、窒素を含むエッチング阻止膜をストッパとして凹部を形成する工程を含む半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
前記凹部を形成する工程において、エッチングガスがフッ素を含有する半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の半導体装置の製造方法において、
前記凹部は、配線溝、ビアホールまたはコンタクトホールである半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５いずれに記載の半導体装置の製造方法において、
前記ドライエッチング加工は、前記ウェハ上に形成されたアルミニウム膜を所定形状にパターニングする工程を含む半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記アルミニウム膜を所定形状にパターニングする工程において、前記エッチングガスが塩素を含有する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
各ウェハを略水平にして複数のウェハを上下に並べて収容するとともに、側方に設けられたドアを含む収納容器に収容された、ドライエッチング加工が行われた直後の複数のウェハに対して、前記ドアが開いた状態で、前記収容容器に収容すべきすべてのウェハが前記収容容器に収容されてから３０秒以上、当該水平方向から前記パージガスが吹き付けられるように制御する制御部を含むウェハ処理システム。
【請求項９】
請求項８に記載のウェハ処理システムにおいて、
前記ドアの開閉を制御するドア移動機構と、
前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向から前記パージガスを吹き付けるパージガス噴出管と、
をさらに含み、
前記制御部は、前記パージガス噴出管から前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向から前記パージガスを吹き付けた状態で、前記ドア移動機構が前記ドアを閉じるタイミングを制御することにより、前記パージガスを吹き付ける時間を制御するウェハ処理システム。
【請求項１０】
コンピュータを、
各ウェハを略水平にして複数のウェハを上下に並べて収容するとともに、側方に設けられたドアを含む収納容器に収容された、ドライエッチング加工が行われた直後の複数のウェハに対して、前記ドアが開いた状態で、前記収容容器に収容すべきすべてのウェハが前記収容容器に収容されてから３０秒以上、前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向から前記パージガスが吹き付けられるように制御する制御手段として機能させるプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムにおいて、
前記制御手段は、前記収容容器の外部から前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向から前記パージガスを吹き付けた状態で、前記収容容器の前記ドアを閉じるタイミングを制御することにより、前記パージガスを吹き付ける時間を制御するプログラム。
【請求項１】
各ウェハを略水平にして複数のウェハを上下に並べて収容するとともに、側方に設けられたドアを含む収納容器に、ドライエッチング加工が行われた複数のウェハを順次収容する工程と、
前記ドアが開いた状態で、前記収容容器に収容すべきすべてのウェハが当該収容容器に収容されてから３０秒以上、前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向からパージガスを吹き付ける工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記パージガスを吹き付ける工程において、前記収容容器の外部から前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向から前記パージガスを吹き付けた状態で、前記ドアを閉めることにより、前記パージガスを吹き付ける時間を制御する半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ドライエッチング加工は、前記ウェハ上の層間絶縁膜に、窒素を含むエッチング阻止膜をストッパとして凹部を形成する工程を含む半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
前記凹部を形成する工程において、エッチングガスがフッ素を含有する半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の半導体装置の製造方法において、
前記凹部は、配線溝、ビアホールまたはコンタクトホールである半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５いずれに記載の半導体装置の製造方法において、
前記ドライエッチング加工は、前記ウェハ上に形成されたアルミニウム膜を所定形状にパターニングする工程を含む半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記アルミニウム膜を所定形状にパターニングする工程において、前記エッチングガスが塩素を含有する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
各ウェハを略水平にして複数のウェハを上下に並べて収容するとともに、側方に設けられたドアを含む収納容器に収容された、ドライエッチング加工が行われた直後の複数のウェハに対して、前記ドアが開いた状態で、前記収容容器に収容すべきすべてのウェハが前記収容容器に収容されてから３０秒以上、当該水平方向から前記パージガスが吹き付けられるように制御する制御部を含むウェハ処理システム。
【請求項９】
請求項８に記載のウェハ処理システムにおいて、
前記ドアの開閉を制御するドア移動機構と、
前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向から前記パージガスを吹き付けるパージガス噴出管と、
をさらに含み、
前記制御部は、前記パージガス噴出管から前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向から前記パージガスを吹き付けた状態で、前記ドア移動機構が前記ドアを閉じるタイミングを制御することにより、前記パージガスを吹き付ける時間を制御するウェハ処理システム。
【請求項１０】
コンピュータを、
各ウェハを略水平にして複数のウェハを上下に並べて収容するとともに、側方に設けられたドアを含む収納容器に収容された、ドライエッチング加工が行われた直後の複数のウェハに対して、前記ドアが開いた状態で、前記収容容器に収容すべきすべてのウェハが前記収容容器に収容されてから３０秒以上、前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向から前記パージガスが吹き付けられるように制御する制御手段として機能させるプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムにおいて、
前記制御手段は、前記収容容器の外部から前記収容容器内の前記ウェハに対して水平方向から前記パージガスを吹き付けた状態で、前記収容容器の前記ドアを閉じるタイミングを制御することにより、前記パージガスを吹き付ける時間を制御するプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１６５９４３（Ｐ２０１０−１６５９４３Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８１０２（Ｐ２００９−８１０２）
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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