特開 2023-46423 成膜方法及び成膜装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023046423

(43)【公開日】2023-04-05

(54)【発明の名称】成膜方法及び成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/455 20060101AFI20230329BHJP

   C23C 16/16 20060101ALI20230329BHJP

   H01L 21/285 20060101ALI20230329BHJP

【ＦＩ】

C23C16/455

C23C16/16

H01L21/285 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021154983

(22)【出願日】2021-09-24

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002756

【氏名又は名称】弁理士法人弥生特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】板谷 剛司

(72)【発明者】

【氏名】津田 栄之輔

(72)【発明者】

【氏名】武田 聡

(72)【発明者】

【氏名】石坂 忠大

【テーマコード（参考）】

4K030

4M104

【Ｆターム（参考）】

4K030AA03

4K030AA12

4K030BA01

4K030CA04

4K030CA12

4K030DA02

4K030DA08

4K030EA03

4K030EA11

4K030FA01

4K030FA10

4K030GA12

4K030HA01

4K030KA41

4K030KA49

4K030LA15

4M104BB04

4M104DD43

4M104DD44

4M104DD45

4M104HH20

(57)【要約】

【課題】ルテニウム膜を基板の表面に成膜するにあたり、成膜後における基板の周囲の環境のルテニウムによる汚染を防止すること。
【解決手段】基板の表面に成膜ガスを供給してルテニウム膜を形成する成膜方法において、処理容器内に設けられるステージに処理ガスを供給して、当該処理ガスを吸着させる工程と、前記ステージに前記基板を載置して当該ステージ上の前記処理ガスを当該基板の裏面に吸着させて前記成膜ガスの吸着を阻害するための吸着阻害層を形成する工程と、
前記ステージに載置されると共に前記吸着阻害層が形成された前記基板の表面に前記成膜ガスを供給して、前記ルテニウム膜を成膜する成膜工程と、を行う。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の表面に成膜ガスを供給してルテニウム膜を形成する成膜方法において、
処理容器内に設けられるステージに処理ガスを供給して、当該処理ガスを吸着させる工程と、
前記ステージに前記基板を載置して当該ステージ上の前記処理ガスを当該基板の裏面に吸着させて前記成膜ガスの吸着を阻害するための吸着阻害層を形成する工程と、
前記ステージに載置されると共に前記吸着阻害層が形成された前記基板の表面に前記成膜ガスを供給して、前記ルテニウム膜を成膜する成膜工程と、
を含む成膜方法。

【請求項2】

前記吸着阻害層を形成する工程及び前記成膜工程は、
押圧部材により、前記ステージに対して前記基板の裏面を相対的に押圧する工程を含む請求項１記載の成膜方法。

【請求項3】

前記成膜工程と共に、前記ステージに載置された前記基板の裏面に対して、当該ステージに設けられるガス供給口から前記処理ガスを供給する裏面処理工程が行われる請求項１または２記載の成膜方法。

【請求項4】

前記裏面処理工程において供給される処理ガスは、前記基板と前記ステージとの間で伝熱するための伝熱ガスまたは前記基板の裏面と前記ステージとの間において前記成膜ガスをパージするためのパージガスを兼ねる請求項３記載の成膜方法。

【請求項5】

前記成膜工程の後に前記吸着阻害層を除去する工程を含む請求項１ないし４のいずれか一つに記載の成膜方法。

【請求項6】

基板の表面に成膜ガスを供給してルテニウム膜を形成する成膜装置において、
前記基板を載置するためのステージを内部に備えた処理容器と、
前記ステージに載置された前記基板の裏面に処理ガスが吸着されて前記成膜ガスの吸着を阻害する吸着阻害層が形成されるように、当該ステージに当該処理ガスを供給して吸着させるための処理ガス供給部と、
前記ステージに載置された前記基板の表面に前記成膜ガスを供給して、前記ルテニウム膜を成膜するための成膜ガス供給部と、
を備える成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置を製造するにあたり、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に対して、ＣＶＤによりルテニウム膜を形成する場合が有る。特許文献１では絶縁膜により構成されたウエハの凹部にＣｌ_２ガスを供給し、凹部の上部よりも下部に高密度で塩素を吸着させた後にＣＶＤを行うことで、凹部内に良好にルテニウム膜が埋め込む技術について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１-１４６１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、ルテニウム膜を基板の表面に成膜するにあたり、成膜後における基板の周囲の環境のルテニウムによる汚染を防止することができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の成膜方法は、基板の表面に成膜ガスを供給してルテニウム膜を形成する成膜方法において、
処理容器内に設けられるステージに処理ガスを供給して、当該処理ガスを吸着させる工程と、
前記ステージに前記基板を載置して当該ステージ上の前記処理ガスを当該基板の裏面に吸着させて前記成膜ガスの吸着を阻害するための吸着阻害層を形成する工程と、
前記ステージに載置されると共に前記吸着阻害層が形成された前記基板の表面に前記成膜ガスを供給して、前記ルテニウム膜を成膜する成膜工程と、
を含む。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、ルテニウム膜を基板の表面に成膜するにあたり、成膜後における基板の周囲の環境のルテニウムによる汚染を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の一実施形態に係る成膜装置の縦断側面図である。

【図2】前記成膜装置の動作を示す説明図である。

【図3】前記成膜装置の動作を示す説明図である。

【図4】前記成膜装置の動作を示す説明図である。

【図5】前記成膜装置の動作を示す説明図である。

【図6】前記成膜装置の動作を示す説明図である。

【図7】前記成膜装置を備える基板処理装置の平面図である。

【図8】前記成膜装置に設けられる後処理モジュールの縦断側面図である。

【図9】評価試験の結果を示すグラフ図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示の成膜方法の一実施形態を行うための成膜装置１について、縦断側面図である図１を参照して説明する。成膜装置１の構成の概略を述べると、この成膜装置１はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により、円形の基板であるウエハＷの表面にＲｕ（ルテニウム）膜を成膜する。なお、ここでいうウエハＷの表面とは、基板の２つの主面のうちの一方の主面の意味であり、より具体的には半導体デバイスの形成面の意味である。以降も特に記載無い限り、ウエハＷの表面については一方の主面の意味として用いる。そして成膜装置１はこの表面へのＲｕ膜の成膜前に、ウエハＷの裏面にＣｌ_２ガスを吸着させて、吸着阻害層Ｌを形成するように構成されている。

【0009】

この吸着阻害層Ｌは、上記のＣＶＤで用いるＲｕの前駆体を含む成膜ガスについて、当該ウエハＷの裏面への吸着を阻害する。このウエハＷの裏面における吸着阻害層Ｌの形成は、ウエハＷを載置するステージ２１上へＣｌ_２ガスの供給と、それに続くウエハＷのステージ２１への載置による当該Ｃｌ_２ガスのウエハＷの裏面への吸着と、によってなされる。なお、成膜装置１に搬送されるウエハＷは例えばＳｉ（シリコン）により構成されている。従ってウエハＷの裏面の表層は、当該Ｓｉが自然酸化されることでＳｉＯｘ（酸化シリコン）層として構成されている。

【0010】

以下、成膜装置１の構成について具体的に説明する。成膜装置１は処理容器１１を備えている。この成膜装置１における処理容器１１は第１の処理容器に相当し、当該処理容器１１の側壁に設けられる搬送口がゲートバルブ１２により開閉自在とされる。また、処理容器１１には排気機構１３が接続されており、当該排気機構１３による排気によって処理容器１１内が、所望の圧力の真空雰囲気に保たれる。

【0011】

処理容器１１内には既述したステージ２１が設けられている。ステージ２１は円形であり、その上面には円形の凹部２２が形成されている。当該凹部２２の底面がウエハＷの載置面２３を形成し、当該載置面２３上にウエハＷが水平に載置される。ステージ２１にはヒーター２０が埋設されており、当該ヒーター２０によって載置面２３上のウエハＷが所望の温度になるように加熱される。

【0012】

ステージ２１の下面中央には支柱２５の上端が接続されており、支柱２５の下端は処理容器１１の底部に設けられる開口部１４を介して、処理容器１１の外部に設けられる昇降機構２６に接続されている。支柱２５については処理容器１１の外側に位置する部位に、フランジ２７が形成されている。フランジ２７と開口部１４の開口縁とが、支柱２５を囲むと共に伸縮自在な筒体であるベローズ２８により接続されており、処理容器１１内の気密性が担保されている。

【0013】

上記の昇降機構２６により、ステージ２１は処理容器１１内における上方位置と下方位置との間で昇降自在である。上方位置は図１中に示す位置であり、当該上方位置に位置する状態で、既述したＣｌ_２ガスの供給及びウエハＷへのＲｕ膜３０の成膜が行われる。

【0014】

また、ステージ２１を貫通するように、３本の垂直方向（鉛直方向）に伸びるピン１５が設けられており、その下端はステージ２１の下方に位置する。なお図示の便宜上、図１ではピン１５を２本のみ表示している。ステージ２１の下方には下方部材１６が設けられている。各ピン１５の上端について、ステージ２１が上方位置に位置する際には当該ピン１５の自重によってステージ２１の載置面２３に埋没し、ステージ２１が下方位置に位置する際には下方部材１６とピン１５の下端との当接によってステージ２１の凹部２２の上方に位置する。そのようにピン１５がステージ２１に対して昇降することで、搬送機構（図１では表示していない）とステージ２１との間で、ウエハＷが受け渡し可能である。

【0015】

ステージ２１の上方には環状部材３１が設けられている。この環状部材３１は上面視でステージ２１の周縁に沿った円環板として形成されており、水平方向に広がる本体部３２と、本体部３２の内縁の全周から下方へ向けて伸び出す当接部３３と、により構成されている。ステージ２１が上方位置に位置する状態で、当接部３３がウエハＷの全周に亘って当該ウエハＷの周端部を、載置面２３へ向けて相対的に押圧する高さに環状部材３１が配置されている。環状部材３１は、そのような押圧状態を形成するための押圧部材に相当する。

【0016】

ところで、ステージ２１には流路４１が設けられている。この流路４１の下流端は、ステージ２１の凹部２２の外側においてパージガス供給口４２として開口しており、当該ステージ２１と環状部材３１の本体部３２とがなす隙間にパージガスを吐出する。パージガス供給口４２はステージ２１の周に沿って形成されている。このパージガスは成膜処理中に、上記の隙間を介してウエハＷの裏面に成膜ガスが供給されることを抑制するものであり、処理容器１１内の排気により、当該隙間からステージ２１の外側へ流れて除去される。流路４１の上流側は支柱２５を介して処理容器１１の外部へ引き出されて、ガス供給部４３に接続されている。このガス供給部４３は流路４１に上記のパージガスとして、例えばＣＯ（一酸化炭素）ガスを供給する。

【0017】

また、ステージ２１には流路４４が設けられている。この流路４４の下流端は載置面２３に、伝熱ガス供給口４５として開口している。この伝熱ガスは、ウエハＷがステージ２１の載置面２３と同じ温度となるように、ウエハＷとステージ２１との間で伝熱するためのガスである。なお、伝熱ガスについても処理容器１１内の排気により、ステージ２１の外側へ流れて除去されるので、ウエハＷの裏面側をパージして成膜ガスの供給を防ぐパージガスとしても機能する。流路４４の上流側は支柱２５を介して処理容器１１の外部へ引き出されて、ガス供給部４６に接続されている。このガス供給部４６は流路４４に上記の伝熱ガスとして、ＣＯガスを供給する。

【0018】

処理容器１１の天井部には、ステージ２１に対向するようにシャワーヘッド１７が設けられている。このシャワーヘッド１７にはガス供給部１８が接続されている。このガス供給部１８は、シャワーヘッド１７にＣＯガス、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２ガス、Ｃｌ_２ガスを各々供給する。なお、このＣＯガスはＲｕ_３（ＣＯ）_１２ガスのキャリアガスである。従って、当該ガス供給部１８はシャワーヘッド１７に対して、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２ガス及びＣＯガスからなる混合ガスと、Ｃｌ_２ガスとを切り替えて供給することができるように構成されている。シャワーヘッド１７は、これらの各ガスをステージ２１に向けてシャワー状に吐出するように構成されている。

【0019】

なお、成膜装置１ではこのように成膜ガスであるＲｕ_３（ＣＯ）_１２ガスと、吸着阻害層Ｌを形成するための処理ガスであるＣｌ_２ガスと、が共通のシャワーヘッド１７から各々吐出されるために装置構成としては簡素であるので好ましいが、別々の部材から処理容器１１内に吐出されてもよい。本例において、Ｃｌ_２ガスを供給する当該シャワーヘッド１７及びステージ２１の伝熱ガス供給口４５は処理ガス供給部に相当し、シャワーヘッド１７は成膜ガス供給部にも相当する。

【0020】

成膜装置１はコンピュータである制御部１０を備えており、この制御部１０は、プログラムを備えている。プログラムには、吸着阻害層Ｌの形成及びＲｕ膜３０の形成が行われるように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、記憶媒体、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、ＤＶＤ等に格納され、制御部１０にインストールされる。制御部１０は当該プログラムにより成膜装置１の各部に制御信号を出力し、各部の動作を制御する。具体的にはヒーター２０によるウエハＷの温度、昇降機構２６によるステージ２１の昇降、ガス供給部１８、４１、４６からの各ガスの供給、排気機構１３による処理容器１１内の圧力、ゲートバルブ１２の開閉などの各動作が制御され、ウエハＷに対して後述の処理が行われる。

【0021】

続いて成膜装置１における処理手順を、図２～図６を参照して説明する。先ず、処理容器１１内にウエハＷが搬入される前に、排気機構１３によって当該処理容器１１内が所定の圧力の真空雰囲気となるように排気されると共に、既述したヒーター２０により例えばステージ２１におけるウエハＷの載置面２３が、例えば１３０℃～２５０℃に加熱された状態となる（図２）。続いて、例えばステージ２１が上方位置に位置する状態で、ガス供給部１８からシャワーヘッド１７にＣｌ_２ガスが供給され、当該ステージ２１に向けて吐出される。それにより、載置面２３を含むステージ２１の上面に当該Ｃｌ_２ガスの分子が吸着し、Ｃｌ_２層Ｌ１が形成される（図３、ステップＳ１）。

【0022】

その後、Ｃｌ_２ガスの供給が停止する。そして搬送機構によりウエハＷが処理容器１１内に搬送されてピン１５上に受け渡されると、下方位置から上方位置へ向けて上昇するステージ２１の載置面２３に載置され、Ｃｌ_２層Ｌ１が当該ウエハＷの裏面に転写される。つまり、ウエハＷの裏面にＣｌ_２層Ｌ１を構成するＣｌ_２分子が吸着し、吸着阻害層Ｌが形成される（ステップＳ２）。そしてステージ２１は上方位置に位置し、環状部材３１によりウエハＷの周端部が載置面２３に押圧される。それによりウエハＷの裏面は載置面２３に密着し、上記の転写がウエハＷの面内全体で、より確実に行われる（図４）。

【0023】

ガス供給部４６により、ウエハＷの裏面に伝熱ガスであるＣＯガスが供給され、ステージ２１のヒーター２０により、ウエハＷが上記した載置面２３と同じ温度である１３０℃～２５０℃になるように加熱される。また、このように伝熱ガスが供給される一方で、ＣＯガスであるパージガスが、ステージ２１と環状部材３１との間に供給される。

【0024】

以上のように伝熱ガス及びパージガスが供給された状態で、ガス供給部１８からシャワーヘッド１７にＲｕ_３（ＣＯ）_１２ガス及びＣＯガスが供給される。そしてこれらのガスがウエハＷの表面に吐出され、Ｒｕ膜３０が形成される（ステップＳ３、図５）。この際にウエハＷの裏面には上記の吸着阻害層Ｌが形成されており、当該吸着阻害層Ｌは、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２ガスのウエハＷの裏面への吸着を阻害する。従って、当該裏面におけるＲｕ膜３０の形成が抑制される。また、環状部材３１によりウエハＷの周端部が載置面２３に押圧されること、及び上記のパージガスが供給されることにより、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２ガスのウエハＷへの下面への供給が抑制されることで、ウエハＷの裏面へのＲｕ膜３０の成膜は、より確実に抑制される。

【0025】

然る後、シャワーヘッド１７からのＲｕ_３（ＣＯ）_１２ガス及びＣＯガスの供給が停止し、続いて、上記のパージガス及び伝熱ガスの供給も停止する。そして搬送機構６２（後述する）により、ウエハＷが処理容器１１内から搬出される（図６）。なお、この搬出時において、ウエハＷには吸着阻害層Ｌが形成されたままとされる。

【0026】

このようにウエハＷの処理容器１１からの搬出後は、上記のステップＳ１～Ｓ３が再度行われる。つまり、処理容器１１内への後続のウエハＷの搬入前におけるステージ２１へのＣｌ_２層Ｌ１の形成、ステージ２１へのウエハＷの載置による当該ウエハＷの裏面への吸着阻害層Ｌの形成、伝熱ガス及びパージガスが供給された状態でのＣＶＤによるウエハＷ表面へのＲｕ膜３０の成膜が順に行われる。従って、複数枚のウエハＷを処理するにあたり、そのウエハＷの数だけステップＳ１～Ｓ３からなる一連の処理が繰り返し行われる。なお、ステップＳ１はステージに処理ガスを吸着させる工程に相当し、ステップＳ２は吸着阻害層Ｌを形成する工程に相当し、ステップＳ３は成膜工程に相当する。

【0027】

以上に述べたように、成膜装置１にて行われる処理によれば、ウエハＷの裏面におけるＲｕ膜３０の成膜が抑制される。従って、このウエハＷの搬送先の環境における処理装置や搬送機構に対してＲｕが付着して汚染されることが防止される。従って、ウエハＷから製造される半導体装置の歩留りの低下を防止することができる。なお、ステージ２１からウエハＷへ転写されるＣｌ_２ガスの量によっては、既述したステップＳ１のＣｌ_２ガスの供給によるステージ２１上へのＣｌ_２層Ｌ１の形成は、処理容器１１内に搬入されるウエハＷ毎に行うことに限られない。例えば、複数のウエハＷが処理容器１１に搬入される度に、当該ステップＳ１が１回行われるようにしてもよい。

【0028】

続いて、上記の成膜装置１が成膜モジュール１Ａとして組み込まれた基板処理装置５について、平面図である図７を参照して説明する。上記したように成膜装置１（成膜モジュール１Ａ）から搬出されるウエハＷには、吸着阻害層Ｌが形成されたままの状態となっている。基板処理装置５はＲｕ膜３０の成膜後に、この吸着阻害層Ｌの除去を行うことができるように構成されている。

【0029】

基板処理装置５は、その内部雰囲気が例えば大気により常圧雰囲気とされる横長の常圧搬送室５１を備え、常圧搬送室５１の手前には、ウエハＷを格納するキャリアＣを載置するための搬入出ポート５２が左右に並んで複数、設置されている。常圧搬送室５１の正面壁には、キャリアＣの蓋と一緒に開閉されるドア５３が取り付けられている。常圧搬送室５１内には、多関節アームによって構成されたウエハＷの搬送機構５４が設けられている。さらに、常圧搬送室５１の搬入出ポート５２側から見て、左側壁にはウエハＷの向きや偏心の調整を行うアライメント室５５が設けられている。

【0030】

常圧搬送室５１における搬入出ポート５２の反対側には、例えばロードロックモジュール５６Ａ、５６Ｂが左右に並ぶように配置されている。ロードロックモジュール５６Ａ、５６Ｂと常圧搬送室５１との間には、ゲートバルブ５７が設けられている。ロードロックモジュール５６Ａ、５６Ｂの常圧搬送室５１側から見て奥側には、内部が真空雰囲気とされる真空搬送室６１がゲートバルブ５９を介して配置されている。ロードロックモジュール５６Ａ、５６Ｂ内は、ゲートバルブ５７、５９が閉じられた状態で内部の圧力を常圧と真空圧との間で切替え可能に構成されており、真空搬送室６１と常圧搬送室５１との間でのウエハＷの受け渡しを仲介する。

【0031】

真空搬送室６１にはゲートバルブ１２を介して、例えば２つの成膜モジュール１Ａ及び２つの後処理モジュール７が接続されている。成膜モジュール１Ａは、上記した成膜装置１と同様の構成である。また真空搬送室６１には、多関節アームによって構成された搬送機構６２が設けられている。この搬送機構６２により、ロードロックモジュール５６Ａ、５６Ｂと、成膜モジュール１Ａと、後処理モジュール７との間で、ウエハＷの受け渡しが行われる。

【0032】

図８の縦断側面図を参照して、後処理モジュール７について説明する。上記の吸着阻害層Ｌの除去は、この後処理モジュール７にて行われる。後処理モジュール７の構成を説明するにあたり、成膜装置１の構成要素と同様の構成要素については、成膜装置１で付した符号と同じ符号を付して、詳しい説明を省略する場合が有る。

【0033】

後処理モジュール７は成膜装置１と同様に処理容器１１を備えており、処理容器１１におけるウエハＷの搬送口がゲートバルブ１２により開閉される。処理容器１１の側壁の一部は、後述のステージ７５を囲む円環状のダクト７２により構成され、その内周面に沿ってスリット状の排気口７３が設けられている。ダクト７２に接続される排気機構１３によって、処理容器７１内が所望の圧力の真空雰囲気に保たれる。

【0034】

ステージ７５については、成膜装置１のステージ２１と同様にヒーター２０が埋設され、当該ステージ７５に載置されたウエハＷの温度が調整される。さらに、ステージ７５には電極７６が埋設されており、当該電極７６には整合器７７を介して高周波電源７８が接続されている。この高周波電源７８はウエハＷに対してバイアスを印加することで、プラズマの活性種をステージ７５に向けて引き込む役割を有する。なおステージ７５については成膜装置１のステージ２１と同様に昇降機構２６に接続されている。また、ステージ７５にも、ステージ２１と同様にピン１５が設けられており、ステージ２１と同様に搬送機構６２との間でウエハＷの受け渡しが行われるが、当該ピン１５の表示は省略している。

【0035】

処理容器７１の天井部にはステージ７５に対向するようにシャワーヘッド１７が設けられており、当該シャワーヘッド１７には、整合器８１を介して高周波電源８２が接続されている。このシャワーヘッド１７と、上記のステージ７５の電極７６とは、プラズマを形成するための平行平板電極をなし、シャワーヘッド１７とステージ７５との間がプラズマ形成空間８４である。シャワーヘッド１７にはガス供給部８３が接続され、プラズマ形成用ガスとして例えばＨ_２（水素）あるいはＯ_２（酸素）ガスが、当該シャワーヘッド１７へ供給される。

【0036】

図７に戻って説明すると、基板処理装置５は制御部５０を備えている。この制御部５０は、上記の制御部１０と同様にコンピュータにより構成されており、プログラムを含む。このプログラムは既述した記憶媒体に格納されており、後述する搬送経路でのウエハＷの搬送と、成膜モジュール１Ａ及び後処理モジュール７でのウエハＷの処理と、が行われるように命令（各ステップ）が組み込まれている。制御部５０は当該プログラムにより基板処理装置５の各部に制御信号を出力し、各部の動作を制御する。具体的には、制御部１０により制御されるものとして例示した動作の他に、例えば搬送機構５４、６１によるウエハＷの搬送、後処理モジュール７の動作などが制御される。後処理モジュール７の動作とは、具体的には例えば高周波電源７８、８２のオンオフ、ヒーター２０による温度調整、排気機構１３による排気、ガス供給部８３からのガス供給などが挙げられる。

【0037】

基板処理装置５におけるウエハＷの搬送経路及び処理について説明する。ウエハＷを収容したキャリアＣが搬入出ポート５２上に載置される。そしてこのキャリアＣ内のウエハＷが、搬送機構５４によって取り出され、常圧搬送室５１→アライメント室５５→ロードロックモジュール５６Ａの順で搬送される。続いて、ウエハＷは搬送機構６２により、真空搬送室６１から成膜モジュール１Ａに搬送されて、図２～図６で説明したステップＳ１～Ｓ３の処理が行われる。その後、搬送機構６２によりウエハＷは、後処理モジュール７に搬送される。

【0038】

後処理モジュール７においては、ウエハＷがステージ７５に載置されて所定の温度に加熱されると、シャワーヘッド１７からプラズマ形成用ガスが供給されると共に、高周波電源７８、８２がオンとなり、ウエハＷ上にプラズマが形成される。このプラズマを構成する活性種の一部はウエハＷの裏面に回り込むことで吸着阻害層Ｌに接し、当該吸着阻害層Ｌが除去される。その後、ウエハＷは搬送機構６２→ロードロックモジュール５６Ｂ→搬送機構５４の順で搬送され、キャリアＣに戻される。

【0039】

上記のように基板処理装置５によればＲｕ膜３０の形成後において、ウエハＷにＣＶＤやＡＬＤなどの成膜処理やエッチング処理などの後処理を行う前に、吸着阻害層Ｌの除去が行われる構成となっている。従って、吸着阻害層Ｌを構成するＣｌ_２が、この後処理に与える影響を防止することができる。即ち、従って、ウエハＷから製造される半導体装置の歩留りの低下をより確実に防止することができる。

【0040】

ところで、ステージ２１の伝熱ガス供給口４５から伝熱ガスとしてＣｌ_２ガスを供給するようにしてもよい。それによって、ウエハＷの裏面へのＲｕ膜３０の形成をより確実に抑制しつつ、ウエハＷの表面にＲｕ膜３０を形成することができる。

【0041】

また、パージガス供給口４２からパージガスとしてＣｌ_２ガスを吐出するようにしてもよい。吐出されるＣｌ_２ガスのうちの一部は、ウエハＷの裏面の中心部寄りに向うので、当該裏面へのＲｕ膜３０の形成がより確実に抑制される。このようにウエハＷへの成膜ガスの供給と共に、パージガス供給口４２及び／または伝熱ガス供給口４５から、吸着阻害層Ｌを形成した処理ガスを供給することができる。

【0042】

パージガス供給口４２及び／または伝熱ガス供給口４５からのＣｌ_２ガスの供給を裏面処理工程とすると、裏面処理工程においては、ウエハＷの裏面とステージ２１との接触により、Ｃｌ_２ガスの流れが阻害され、ウエハＷの裏面の面内全体にＣｌ_２ガスが十分に行き渡らないおそれが有る。即ち、上記したステップＳ１、Ｓ２におけるＣｌ_２層Ｌ１をウエハＷの裏面に転写する手法によれば、吸着阻害層Ｌを確実性高くウエハＷの裏面全体に形成できるため、好ましい。

【0043】

後に評価試験として示すように、Ｃｌ_２ガスをＳｉＯｘ層に供給することによって、Ｒｕを含む成膜ガスについて、当該ＳｉＯｘ層への吸着が抑制されることが確認されている。従って、ウエハＷとしては酸化されることで当該ＳｉＯｘを生じるＳｉにより構成されることが好ましいが、例えばＳｉＣやＧａＡＳ等により構成されるウエハＷを用いて既述した各処理を行ってもよい。なお、吸着阻害層ＬについてはＣｌ_２ガスによって形成することに限られない。具体例を挙げると、既述した各実施形態においてＣｌ_２ガスの代わりに、ＴＭＳＤＭＡ（Ｃ_５Ｈ_１５ＮＳｉ）ガスを供給して吸着阻害層Ｌを形成しても既述した効果が得られる。

【0044】

Ｒｕ膜３０の成膜については、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２からなる成膜ガスを用いることには限られず、Ｒｕを含む公知のガスを代わりに用いることができる。具体的には、例えば、（2,4-dimethylpentadienyl）(ethylcyclopentadienyl)ruthenium［(Ru(DMPD)(EtCp)］、bis（2，4-dimethylpentadienyl）Ruthenium［Ru(DMPD)₂］などを含むガスを、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２の代わりに用いることができる。

【0045】

なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更、組み合わせがなされてもよい。

【0046】

〔評価試験〕
本技術に関連して行われた評価試験について説明する。評価試験１－１として、ウエハＷの表面に実施形態で説明したようにＲｕ_３（ＣＯ）_１２ガスを成膜ガスとして供給して、ＣＶＤによるＲｕ膜の成膜を行った。ウエハＷ毎にこの成膜ガスの供給時間（成膜時間）は変更しており、５０秒よりも若干長い時間～４００秒よりも若干短い時間に設定した。そして、この成膜処理後にＲｕ膜の膜厚を測定した。なお、成膜前の当該ウエハＷの表面はＳｉＯｘにより構成されている。

【0047】

評価試験１－２として、Ｒｕ_３（ＣＯ）_１２ガスをウエハＷの表面に供給する前に、当該ウエハＷの表面にＣｌ_２ガスを供給した。そのようにＣｌ_２ガスを供給したことを除いて、評価試験１－１と同様に処理を行い、ウエハＷの表面に成膜ガスを供給した。この評価試験１－２でもウエハＷ毎に成膜時間を変更して処理を行い、成膜処理後にＲｕ膜の膜厚を測定した。成膜時間は１００秒～３５０秒に設定した。

【0048】

図９のグラフは、以上に述べた評価試験の結果を示しており、グラフの横軸、縦軸は夫々成膜時間（単位：秒）、Ｒｕ膜の膜厚（単位：Å）である。グラフに示されるように、評価試験１－１では成膜時間の上昇に対して、Ｒｕ膜の膜厚の上昇が比較的大きい。しかし評価試験１－２では成膜時間の上昇に対するＲｕ膜の膜厚の上昇は僅かであり、いずれの成膜時間であっても当該Ｒｕの膜厚は１０Å以下に抑えられ、評価試験１－１の各成膜時間における膜厚よりも小さい値となっていた。従って、この評価試験の結果からは、Ｃｌ_２ガスを供給することで、ウエハＷへのＲｕ膜の成膜が抑制されることが示された。即ち、上記した各実施形態で述べた本技術の効果が確認された。

【符号の説明】

【0049】

Ｌ 吸着阻害層
Ｗ ウエハ
１１ 処理容器
２１ ステージ
３０ Ｒｕ膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】