[发明专利]基板处理方法及基板处理装置

说明书

本发明提供一种基板处理方法与装置，对表面具有金属层的基板进行处理。此基板处理方法包括：氧化金属层形成工序，通过对所述基板的表面供给氧化流体而在所述金属层的表层形成包含1个原子层或多个原子层的氧化金属层；及氧化金属层去除工序，通过对所述基板的表面供给蚀刻液而将所述氧化金属层从所述基板的表面选择性地去除。

技术领域

本发明涉及一种处理基板的基板处理方法及基板处理装置。在作为处理对象的基板中，例如，包括半导体晶片、液晶显示装置用基板、有机电致发光(Electroluminescence，EL)显示装置等平板显示器(Flat Panel Display，FPD)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩膜用基板、陶瓷基板、太阳能电池用基板等基板。

背景技术

在半导体装置等的制造工序中，在半导体晶片的表面形成多层金属配线的工序被称作后端工艺(back end process)(后端线(BEOL：Back End of the line))等。BEOL中形成着微细的金属配线、插塞(plug)、通孔(via)等(例如参照美国专利申请公开第2016/293447号说明书)。

发明内容

BEOL中，可能存在要求以纳米以下的精度对金属层进行蚀刻的情况。例如，在被称作全自对准通孔(FSAV：Fully Self-Aligned Via)的工艺中存在如下情况：在形成于绝缘膜的沟槽(trench)内埋入金属层后，欲通过湿式蚀刻将所述金属层的表面部分去除数十纳米厚，从而使金属层表面后退于沟槽内。通过形成所述后退的通孔，可实现此通孔与附近配线之间的距离的最小化。在这种情况下，需要能以1个原子层～多个原子层的级别(order)进行湿式蚀刻的方法。

因此，本发明的一个目的在于提供一种在对表面具有金属层的基板进行处理的构成中，能以纳米以下的精度控制金属层的蚀刻量的基板处理方法及基板处理装置。

本发明提供一种基板处理方法，其对表面具有金属层的基板进行处理，所述基板处理方法包括：氧化金属层形成工序，通过对所述基板的表面供给氧化流体而在所述金属层的表层形成包含1个原子层或多个原子层的氧化金属层；及氧化金属层去除工序，通过对所述基板的表面供给蚀刻液而将所述氧化金属层从所述基板的表面选择性地去除。

根据所述方法，在氧化金属层形成工序中形成包含1个原子层或多个原子层的氧化金属层。金属和氧化金属的1个原子层的厚度为1nm以下(例如0.3nm～0.4nm)。因此，通过在氧化金属层去除工序中选择性地去除氧化金属层，能以纳米以下的精度控制金属层的蚀刻量。

像这样，将以1个原子层或多个原子层为单位对金属层进行蚀刻的方法称作原子层湿式蚀刻(Atomic Layer Wet Etching，ALWE)。所谓多个原子层是指2个原子层至10个原子层。

本发明的一实施方式中，交替地多次执行所述氧化金属层形成工序和所述氧化金属层去除工序。通过将氧化金属层形成工序和氧化金属层去除工序各执行一次，所蚀刻的金属层的厚度大致一定。因此，通过调节反复执行氧化金属层形成工序和氧化金属层去除工序的次数，可达成所期望的蚀刻量。

本发明的一实施方式中，为了形成所述氧化金属层，所述氧化金属层形成工序也可以包括将过氧化氢水、过氯酸、硝酸、氨过氧化氢水混合液、臭氧溶存水、氧溶存水、干空气、臭氧气体中的至少一种供给于所述基板的表面的工序。

在氧化金属层形成工序中所形成的氧化金属层的厚度依赖于氧化流体的氧化力。pH越高，即碱性越高，则氧化流体的氧化力变得越高。过氧化氢水由于pH为6～8，因此具有适于形成1个原子层～多个原子层的氧化金属层的氧化力。因而，为了形成氧化金属层，若为将过氧化氢水供给于基板的表面的方法，则可形成纳米以下的厚度的氧化金属层。