JP2022066687A

JP2022066687A - エッチング方法およびエッチング装置

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Publication number: JP2022066687A
Application number: JP2020175175A
Authority: JP
Inventors: 尚樹新藤; Naoki Shindo; 聡戸田; Satoshi Toda; 元楊; Hajime Yo; 春菜林; Haruna HAYASHI
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2020-10-19
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2022-05-02
Anticipated expiration: 2040-10-19
Also published as: JP7486398B2

Abstract

【課題】窒化チタンまたはチタンと他の物質が存在する基板において、窒化チタンまたはチタンを高選択比でエッチングすることができる技術を提供する。【解決手段】エッチング方法は、窒化チタンまたはチタンと他の物質が存在する基板を準備することと、前記基板に水素含有ガスを供給することと、次いで、前記基板に三フッ化塩素ガスを供給して、前記窒化チタンまたは前記チタンを選択的にエッチングすることとを有する。【選択図】図１

Description

本開示は、エッチング方法およびエッチング装置に関する。

金属膜形成工程においては、金属膜のバリアメタルとしてＴｉＮ膜またはＴｉ膜を用いることがある。金属膜を所望の形状に加工した後、ＴｉＮ膜またはＴｉ膜をエッチング除去する工程があり、従来、ウエットエッチングが多用されている。また、ウエットエッチングではＴｉＮ膜のみを除去できない構造も存在し、ＴｉＮ膜をドライプロセスによりエッチングすることが検討されている。特許文献１には、ドライクリーニングの例ではあるが、ＣｌＦ_３ガスを用いてＴｉＮを除去する技術が開示されている。

特許第４４０８１２４号公報

本開示は、窒化チタンまたはチタンと他の物質が存在する基板において、窒化チタンまたはチタンを高選択比でエッチングすることができる技術を提供する。

本開示の一態様に係るエッチング方法は、窒化チタンまたはチタンと他の物質が存在する基板を準備することと、前記基板に水素含有ガスを供給することと、次いで、前記基板に三フッ化塩素ガスを供給して、前記窒化チタンまたは前記チタンを選択的にエッチングすることと、を有する。

本開示によれば、窒化チタンまたはチタンと他の物質が存在する基板において、窒化チタンまたはチタンを選択的にエッチングすることができる技術が提供される。

一実施形態に係るエッチング方法を示すフローチャートである。一実施形態に係るエッチング方法が適用可能な基板の一例を示す断面図である。図２の構造の基板に対してＭｏ膜のリセスエッチが行われ、一実施形態のエッチングが行われる状態となった基板を示す断面図である。図３の構造の基板のＴｉＮ膜をエッチングした後の状態を示す断面図である。Ｈ_２ガス供給処理を行った場合と行わなかった場合のＴｉＮとＭｏのエッチング時間とエッチング量の関係を示す図である。Ｈ_２ガス供給時間を変化させた場合の際のエッチング時間とエッチング量との関係を示す図であり、（ａ）はＴｉＮ膜のエッチング結果を示し、（ｂ）はＭｏ膜のエッチング結果を示す。ＣｌＦ_３ガスの希釈度が３９の場合と５８．５の場合における、ＴｉＮ膜のエッチングレート、Ｍｏ膜のエッチングレート、および選択比（ＴｉＮ／Ｍｏ）を示す図である。一実施形態に係るエッチング方法を実施するためのエッチング装置の一例を示す断面図である。一実施形態に係るエッチング方法を実施するためのエッチング装置の他の例を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、実施形態について説明する。

＜エッチング方法＞
図１は、一実施形態に係るエッチング方法を示すフローチャートである。
本実施形態では、最初に、窒化チタン（ＴｉＮ）またはチタン（Ｔｉ）と他の物質が存在する基板を準備する（ステップＳＴ１）。次に、基板に水素含有ガスを供給する（ステップＳＴ２）。次いで、基板に三フッ化塩素（ＣｌＦ_３）ガスを供給して、ＴｉＮまたはＴｉを選択的にエッチングする（ステップＳＴ３）。

以下具体的に説明する。
ステップＳＴ１において、基板はＴｉＮまたはＴｉと他の物質を有するものであれば特に限定されないが、半導体ウエハが例示される。他の物質は、ＴｉＮまたはＴｉとともに用いることが可能なものであれば特に限定されず、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ルテニウム（Ｒｕ）、コバルト（Ｃｏ）等の金属、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等の金属化合物を挙げることができ、これらのうち１種または２種以上であってよい。ＴｉＮ、Ｔｉは金属膜のバリアとして用いることができ、この場合は、他の物質としてＭｏ、Ｗ等の金属が用いられる。

図２は一実施形態のエッチング方法が適用可能な基板の一例を示すものである。図２の基板Ｓは、シリコン等の半導体基体１００上に、Ｍｏ膜を含む三次元の構造体２００が形成されている。構造体２００は、ＳｉＯ_２膜１０１とＭｏ膜１０２とが交互に積層された積層部１１０と、積層部１１０の積層方向に設けられた溝（スリット）１２０とを有する。Ｍｏ膜１０２はスリット１２０の内壁にも形成されている。積層部１１０の積層数は実際には数十層程度であり、高さは数μｍ～１０μｍ程度である。ＳｉＯ_２膜１０１の表面には、絶縁性バリアであるＡｌ_２Ｏ_３膜１０３と、バリアであるＴｉＮ膜１０４とが順に形成されている。

図３は、図２の基板Ｓに対して、Ｍｏ膜１０２のリセスエッチが行われた状態を示す図であり、この状態の基板Ｓに対して一実施形態に係るエッチング方法が実施される。

ステップＳＴ２の基板に水素含有ガスを供給する工程においては、水素含有ガスとして、例えば水素ガス（Ｈ_２ガス）を用いことができる。水素含有ガスとしては、Ｈ_２ガスの他、アルコールガス、プロパン（Ｃ_３Ｈ_８）ガス、ブタン（Ｃ_４Ｈ_１０）ガス等を用いることもできる。供給するガスは、水素含有ガスのみであってもよいが、水素含有ガスとともに他のガス、例えば、アルゴンガス（Ａｒガス）や窒素ガス（Ｎ_２ガス）等の不活性ガスを供給してもよい。

本実施形態では、基板に水素含有ガスを供給することにより、ＴｉＮまたはＴｉがエッチングされやすくなる。水素はＴｉ中に吸収され、Ｔｉを脆化させることが知られている。本実施形態では、このような水素によるＴｉＮやＴｉの脆化作用により、ＴｉＮまたはＴｉがエッチングされやすくなるものと考えられる。

ステップＳＴ２の水素含有ガスを供給する工程は、温度を５０～５００℃の範囲、チャンバー内の圧力を１～１００Ｔｏｒｒ（１３３．３～１３３３０Ｐａ）の範囲とすることが好ましい。また、水素含有ガスを供給する工程の時間は、０．１～１０ｍｉｎの範囲とすることが好ましい。水素含有ガスの供給時間が長いほど、ＴｉＮまたはＴｉがエッチングされやすくなる効果が高まるが、長すぎるとスループットが低下するため、これらを考慮すると上記範囲が好ましい。

ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２の水素含有ガスを供給する工程により脆化されたＴｉＮまたはＴｉを、ＣｌＦ_３ガスによりエッチングする。これによりＴｉＮまたはＴｉのエッチングが促進され、ＴｉＮまたはＴｉを他の膜に対して選択的にエッチングすることができ、例えば選択比を５以上にすることができる。例えば、図３の状態の基板ＳのＴｉＮ膜１０４をエッチングすることにより、図４の状態となり、ＴｉＮ膜１０４のＭｏ膜１０２およびＡｌ_２Ｏ_３膜１０３に対する選択比を５以上とすることができる。

ステップＳＴ３は、ステップＳＴ２と同一のチャンバーで行ってもよいし、別のチャンバーで行ってもよい。また、ステップＳＴ３の温度を２０～１８０℃の範囲、チャンバー内の圧力を０．１～１０Ｔｏｒｒ（１３．３３～１３３３Ｐａ）の範囲とすることが好ましい。

また、ＣｌＦ_３を含むガスは、ＣｌＦ_３ガス単独であっても、ＣｌＦ_３ガスを例えばＡｒガスやＮ_２ガスのような不活性ガスで希釈してもよい。ＣｌＦ_３ガスを不活性ガスで希釈することにより、エッチングレートは低下するものの、他の膜に対する選択比が向上する。このとき、不活性ガスの流量／ＣｌＦ_３ガスの流量で表したＣｌＦ_３ガスの希釈度は、１０～２００の範囲であることが好ましい。この範囲で選択比１０以上を実現することができる。ＣｌＦ_３ガスの希釈度が２００よりも大きくなると十分なエッチングレートを得難くなる。

従来は、ＴｉＮのエッチングはウエットエッチングが主流であったが、基板の構造によっては、ウエットエッチングで対応できないこともある。例えば、図３に示すように、Ａｌ_２Ｏ_３膜１０３とＴｉＮ膜１０４とが存在する構造の基板Ｓの場合、ＴｉＮ膜１０４をウエットエッチングで除去しようとすると、Ａｌ_２Ｏ_３膜までエッチングされてしまう。また、ＴｉＮをＣｌＦ_３ガスでドライエッチングできることは知られていたが、やはり他の物質に対する選択比が十分ではなく、例えばＭｏに対しては、選択比が高々２程度である。

これに対して、本実施形態では、ＴｉＮまたはＴｉをＣｌＦ_３ガスによるエッチングに先立って、基板に水素含有ガスを供給することによりＴｉＮまたはＴｉをエッチングされやすくすることができる。このため、その後のＣｌＦ_３ガスによるエッチングにより他の物質に対してＴｉＮまたはＴｉを選択的にエッチングすることができ、例えば５以上の選択比を得ることができる。

＜実験例＞
次に、実験例について説明する。

［実験例１］
最初に、基板に水素含有ガスを供給する効果を確認した。
ここでは、実際に、ＴｉＮ膜を形成した基板およびＭｏ膜を形成した基板に、Ｈ_２ガス供給処理およびＣｌＦ_３ガスを用いたエッチングを行った。
この際の条件は以下の通りである。

・Ｈ_２ガス供給処理
ガス流量：Ｈ_２ガス流量：２００～４００ｓｃｃｍ
Ｎ_２ガス流量：５０～４００ｓｃｃｍ
温度：８０～３００℃
チャンバー内の圧力；２～９０Ｔｏｒｒ（２６６．７～１１９９７Ｐａ）
時間：５ｍｉｎ
・エッチング
ガス流量：ＣｌＦ_３ガス流量：１０～１００ｓｃｃｍ
Ａｒガス流量：２００～５０００ｓｃｃｍ
Ｎ_２ガス流量：２００～５０００ｓｃｃｍ
温度：２０～９０℃
チャンバー内の圧力；０．１～１Ｔｏｒｒ（１３．３３～１３３．３Ｐａ）

また、比較のため、Ｈ_２ガス供給処理を行わずに、上記条件でエッチングを行う実験も実施した。結果を図５に示す。

図５は、エッチング時間とエッチング量との関係を示す図である。なお、ＴｉＮ膜の厚さは３１ｎｍであったが、Ｈ_２ガス供給処理を行った場合は、２５ｓｅｃの前でエッチオフされてしまったため、Ｈ_２ガス供給処理を行った基板については２５ｓｅｃまでのデータしか示していない。

図５に示すように、Ｈ_２ガス供給処理を行わない場合は、エッチング時間２５ｓｅｃでＴｉＮ膜のエッチング量は０．４５ｎｍ、エッチングレートは０．９ｎｍ／ｍｉｎ、Ｍｏ膜のエッチング量は３．６ｎｍ、エッチングレートは７．３ｎｍ／ｍｉｎであった。したがって、Ｍｏ膜に対するＴｉＮ膜の選択比（ＴｉＮ／Ｍｏ）は０．１２であり、選択的なＴｉＮ膜のエッチングが行われないことが確認された。また、エッチング時間を１２０ｓｅｃ程度まで延ばしても選択比は２程度であった。

これに対し、Ｈ_２ガス供給処理を行った場合は、エッチング時間２５ｓｅｃでＴｉＮ膜のエッチング量は３１ｎｍ以上、エッチングレートは６１ｎｍ／ｍｉｎ以上、Ｍｏ膜のエッチング量は５．１ｎｍ、エッチングレートは１０．１ｎｍ／ｍｉｎであった。このように、Ｈ_２ガス供給処理を実施することにより、Ｍｏ膜のエッチング量はあまり変化ないのに比較し、ＴｉＮ膜のエッチングレートが著しく上昇し、Ｍｏ膜に対するＴｉＮ膜の選択比（ＴｉＮ／Ｍｏ）は６．１以上と、高い選択比が得られることが確認された。なお、上述したように、エッチング時間が２５ｓｅｃではＴｉＮ膜が全てエッチオフされてしまっているため、エッチング時間２５ｓｅｃでの実際の選択比の値は６．１よりも大きい。

［実験例２］
次に、Ｈ_２ガス供給時間を１ｍｉｎ、２ｍｉｎ、５ｍｉｎと変化させてＨ_２ガス供給処理を行った後、エッチングする実験を行った。Ｈ_２ガス供給処理の他の条件、およびエッチング条件は実験例１と同様とした。結果を図６に示す。図６は、Ｈ_２ガス供給時間を変化させた場合のエッチング時間とエッチング量との関係を示す図であり、（ａ）はＴｉＮ膜のエッチング結果を示し、（ｂ）はＭｏ膜のエッチング結果を示す。

図６から、Ｍｏ膜はＨ_２ガス供給時間が変化してもエッチング量がほとんど変化しないのに対し、ＴｉＮ膜はＨ_２ガス供給時間が増加するに従ってエッチング量が増加していることが確認される。これは、Ｈ_２ガス供給時間の増加により、ＴｉＮ膜の脆化が促進されたためと考えられる。

［実験例３］
次に、エッチングにおけるＣｌＦ_３ガスの希釈度を変化させた実験を行った。エッチング時間は２５～３０ｓｅｃとした。水素ガス供給処理の条件、およびエッチングにおけるＣｌＦ_３ガスの希釈度以外の条件は実験例１と同様とした。なお、ＣｌＦ_３ガスの希釈度は、上述したように、不活性ガスの流量／ＣｌＦ_３ガスの流量で定義する。不活性ガスとしてはＡｒガスおよびＮ_２ガスを用いた。結果を図７に示す。図７は、希釈度が３９の場合と５８．５の場合とにおける、ＴｉＮ膜のエッチングレート、Ｍｏ膜のエッチングレート、および選択比（ＴｉＮ／Ｍｏ）を示す図である。

図７から、エッチングの際のＣｌＦ_３の希釈度が高いほうがエッチングレートは低下するが、選択比（ＴｉＮ／Ｍｏ）は６．３から１３．３以上と上昇していることが確認される。

＜エッチング装置の一例＞
次に、一実施形態に係るエッチング方法を実施するためのエッチング装置の一例について説明する。図８は、エッチング装置の一例を示す断面図である。
図８に示すように、エッチング装置１は、密閉構造のチャンバー１０を備えている。チャンバー１０の内部には、基板Ｓを水平状態で載置する載置台１２が設けられている。基板ＳはＴｉＮまたはＴｉと他の物質を有するものであり、例えば、図３の構造を有している。また、エッチング装置１は、チャンバー１０にエッチングガスを供給するガス供給機構１３、チャンバー１０内を排気する排気機構１４、および制御部１５を備えている。

チャンバー１０は、チャンバー本体２１と蓋部２２とによって構成されている。チャンバー本体２１は、略円筒形状の側壁部２１ａと底部２１ｂとを有し、上部は開口となっており、この開口が蓋部２２で閉止される。側壁部２１ａと蓋部２２とは、シール部材（図示せず）により密閉されて、チャンバー１０内の気密性が確保される。

蓋部２２は、外側を構成する蓋部材２５と、蓋部材２５の内側に嵌め込まれ、載置台１２に臨むように設けられたシャワーヘッド２６とを有している。シャワーヘッド２６は円筒状をなす側壁２７ａと上部壁２７ｂとを有する本体２７と、本体２７の底部に設けられたシャワープレート２８とを有している。本体２７とシャワープレート２８との間には空間２９が形成されている。

蓋部材２５および本体２７の上部壁２７ｂには空間２９まで貫通してガス導入路３１が形成されており、このガス導入路３１には後述するガス供給機構１３の配管４９が接続されている。

シャワープレート２８には複数のガス吐出孔３２が形成されており、配管４９およびガス導入路３１を経て空間２９に導入されたガスがガス吐出孔３２からチャンバー１０内の空間に吐出される。

側壁部２１ａには、ウエハＷを搬入出する搬入出口２３が設けられており、この搬入出口２３はゲートバルブ２４により開閉可能となっている。

載置台１２は、平面視略円形をなしており、チャンバー１０の底部２１ｂに固定されている。載置台１２の内部には、載置台１２の温度を調節し、その上に載置された基板Ｓの温度を制御する温調部３５が設けられている。温調部３５は、例えば載置台１２を加熱するヒータおよび温調媒体（例えば水など）が循環する管路を有しており、コントローラ（図示せず）によりヒータの出力および温調媒体の流量を制御することにより、載置台１２上の基板Ｓの温度を制御する。載置台１２に載置された基板Ｓの近傍には、基板Ｓの温度を検出する温度センサ（図示せず）が設けられている。

ガス供給機構１３は、水素含有ガスであるＨ_２ガスを供給するＨ_２ガス供給源４５、エッチングガスであるＣｌＦ_３ガスを供給するＣｌＦ_３ガス供給源４６、不活性ガスであるアルゴンガスを供給するＡｒガス供給源４７、および不活性ガスであるＮ_２ガスを供給するＮ_２ガス供給源４８を有しており、これらにはそれぞれＨ_２ガス供給配管４１、ＣｌＦ_３ガス供給配管４２、Ａｒガス供給配管４３、およびＮ_２ガス供給配管４４の一端が接続されている。Ｈ_２ガス供給配管４１、ＣｌＦ_３ガス供給配管４２、Ａｒガス供給配管４３、およびＮ_２ガス供給配管４４の他端は、共通の配管４９に接続され、配管４９が上述したガス導入路３１に接続されている。Ｈ_２ガス供給配管４１、ＣｌＦ_３ガス供給配管４２、Ａｒガス供給配管４３、およびＮ_２ガス供給配管４４には、それぞれ、流路の開閉動作および流量制御を行う流量制御部４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａが設けられている。流量制御部４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａは例えば開閉弁およびマスフローコントローラのような流量制御器により構成されている。

したがって、Ｈ_２ガス、ＣｌＦ_３ガス、不活性ガスであるＡｒガスおよびＮ_２ガスは、各ガス供給源４５、４６、４７、４８から配管４１、４２、４３、４４、４９を経てシャワーヘッド２６内に供給され、シャワープレート２８のガス吐出孔３２からチャンバー１０内へ吐出される。

排気機構１４は、チャンバー１０の底部２１ｂに形成された排気口５１に繋がる排気配管５２を有しており、さらに、排気配管５２に設けられた、チャンバー１０内の圧力を制御するための自動圧力制御弁（ＡＰＣ）５３およびチャンバー１０内を排気するための真空ポンプ５４を有している。

チャンバー１０の側壁には、チャンバー１０内の圧力を計測するための圧力計として高圧用および低圧用の２つのキャパシタンスマノメータ５６ａ，５６ｂが、チャンバー１０内に挿入されるように設けられている。キャパシタンスマノメータ５６ａ，５６ｂの検出値に基づいて、自動圧力制御弁（ＡＰＣ）５３の開度が調整され、チャンバー１０内の圧力が制御される。

制御部１５は、典型的にはコンピュータからなり、エッチング装置１の各構成部を制御するＣＰＵを有する主制御部を有している。また、制御部１５は、主制御部に接続された、入力装置（キーボード、マウス等）、出力装置（プリンタ等）、表示装置（ディスプレイ等）、記憶装置（記憶媒体）をさらに有している。制御部１５の主制御部は、例えば、記憶装置に内蔵された記憶媒体、または記憶装置にセットされた記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて、エッチング装置１の動作を制御する。

このようなエッチング装置１においては、基板Ｓをチャンバー１０内に搬入し、載置台１２に載置する。そして、温調部３５により基板Ｓの温度を例えば８０～３００℃の範囲の予め定められた温度に制御し、チャンバー１０内の圧力を例えば１～１００Ｔｏｒｒ（１３３．３～１３３３０Ｐａ）の範囲の予め定められた圧力に制御する。

次いで、ガス供給機構１３からシャワーヘッド２６を介してチャンバー１０内に水素含有ガスであるＨ_２ガスと、必要に応じて不活性ガスであるＡｒガスおよび／またはＮ_２ガスを供給する。これにより、ＴｉＮまたはＴｉに水素を吸収させる。

次いで、Ａｒガスおよび／またはＮ_２ガスによりチャンバー１０内をパージした後、Ａｒガスおよび／またはＮ_２ガスをチャンバー１０内に供給した状態で載置台１２の温度および圧力をエッチング用に調整する。

そして、温度および圧力が安定した時点で、エッチングガスであるＣｌＦ_３ガスをチャンバー１０内に供給する。これにより、ＴｉＮまたはＴｉが選択的にエッチングされる。

エッチングが終了後、Ａｒガスおよび／またはＮ_２ガスによりチャンバー１０内をパージした後、基板Ｓをチャンバー１０から搬出する。

＜エッチング装置の他の例＞
上記例では、水素含有ガスであるＨ_２ガスの供給と、ＣｌＦ_３ガスによるエッチングを同じチャンバーで行った例を示したが、これらを別々のチャンバーで行うようにしてもよい。本例のエッチング装置は、Ｈ_２ガスの供給と、ＣｌＦ_３ガスによるエッチングとを別々のチャンバーで行う。

図９は、一実施形態に係るエッチング方法を実施するためのエッチング装置の他の例を模式的に示す平面図である。
図９に示すように、エッチング装置２００は、Ｈ_２ガス供給チャンバー２０１と、エッチングチャンバー２０２と、これらが接続される真空搬送室２０３と、真空搬送室２０３内に設けられた真空搬送装置２０６とを有する。Ｈ_２ガス供給チャンバー２０１およびエッチングチャンバー２０２はゲートバルブＧを介して真空搬送室２０３の壁部に接続されている。真空搬送室２０３内は、真空ポンプにより排気されて所定の真空度に保持される。

Ｈ_２ガス供給チャンバー２０１は基板Ｓを載置する載置台２０１ａを有する。その他、図示してはいないが、載置台２０１ａ上の基板ＳにＨ_２ガス等を供給するガス供給部と、Ｈ_２ガス供給チャンバー２０１を排気する排気部と、載置台２０１ａ上の基板の温度を温調する温調部とを有している。エッチングチャンバー２０２は、基板Ｓを載置する載置台２０２ａを有する。その他、図示してはいないが、載置台２０２ａ上の基板ＳにＣｌＦ_３ガス等を供給するガス供給部と、エッチングチャンバー２０２を排気する排気部と、載置台２０２ａ上の基板の温度を温調する温調部とを有している。真空搬送装置２０６は、基板Ｓの搬送を行うものであり、独立に移動可能な２つの搬送アーム３０６ａ，３０６ｂを有している。具体的には、真空搬送装置２０６は、Ｈ_２ガス供給チャンバー２０１およびエッチングチャンバー２０２との間で基板Ｓの搬送を行う。また、真空搬送装置２０６は、後述するロードロック室２０４からＨ_２ガス供給チャンバー２０１への処理前の基板Ｓの搬送、およびエッチングチャンバー２０２からロードロック室２０４への処理後の基板Ｓの搬送を行う。

真空搬送室２０３の他の壁部には２つのロードロック室２０４の一方側がゲートバルブＧ１を介して接続されている。２つのロードロック室２０４の反対側は、ゲートバルブＧ２を挟んで大気搬送室２０５に接続されている。２つのロードロック室２０４は、大気搬送室２０５と真空搬送室２０３との間で基板Ｓを搬送する際に、大気圧と真空との間で圧力制御するものである。ロードロック室２０４が真空に保持された状態で、上記真空搬送装置２０６による基板Ｓの搬送が行われる。

大気搬送室２０５のロードロック室２０４取り付け壁部とは反対側の壁部にはウエハＷを収容するキャリアＣが取り付けられるように構成されている。大気搬送室２０５内には、大気搬送装置２０７が設けられている。大気搬送装置２０７は、キャリアＣ、ロードロック室２０４に対して基板Ｓを搬送する。

エッチング装置２００の各構成部は、制御部２１０により制御される。制御部２１０は典型的にはコンピュータからなり、エッチング装置２００の各構成部を制御するＣＰＵを有する主制御部を有している。また、制御部２１０は、主制御部に接続された、入力装置（キーボード、マウス等）、出力装置（プリンタ等）、表示装置（ディスプレイ等）、記憶装置（記憶媒体）をさらに有している。制御部２１０の主制御部は、例えば、記憶装置に内蔵された記憶媒体、または記憶装置にセットされた記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて、エッチング装置２００の動作を制御する。

エッチング装置２００においては、制御部２１０の制御に基づいて、以下のような一連の処理が行われる。まず、キャリアＣから大気搬送装置２０７によりロードロック室２０４に搬送された基板Ｓを真空搬送装置２０６によりＨ_２ガス供給チャンバー２０１に搬送する。Ｈ_２ガス供給チャンバー２０１では、上述した条件で、基板ＳにＨ_２ガス等を供給する処理を行う。Ｈ_２ガス供給処理が終了した後、真空搬送装置２０６により、基板Ｓをエッチングチャンバー２０２に搬送する。エッチングチャンバー２０２では、上述した条件で、基板ＳにＣｌＦ_３ガス等を供給して基板ＳのＴｉＮまたはＴｉのエッチングを行う。エッチングが終了した後、真空搬送装置２０６により基板をロードロック室２０４へ搬送する。ロードロック室２０４の基板Ｓは、大気搬送装置２０７によりキャリアＣに戻される。このような一連の処理を複数の基板Ｓについて連続して行う。

このように、Ｈ_２ガス供給チャンバー２０１とエッチングチャンバー２０２とを設けることにより、Ｈ_２ガス供給処理とエッチング処理との温度差が大きい場合等に、高スループットで処理することができる。真空搬送室２０３にさらに冷却チャンバーを接続し、Ｈ_２ガス供給処理後の基板Ｓを冷却チャンバーで冷却してからエッチングチャンバーに搬送するようにしてもよい。

＜他の適用＞
以上、実施形態について説明したが、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およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

例えば、図２に示す基板の構造例はあくまで例示であり、ＴｉＮまたはＴｉをエッチングしている際に他の物質がエッチングガスであるＣｌＦ_３ガスと接触可能に設けられた基板であれば適用可能である。また、上記エッチング装置の構造についても例示に過ぎず、種々の構成のシステムや装置を用いることができる。また、基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、半導体ウエハに限らず、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）用基板に代表されるＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）基板や、セラミックス基板等の他の基板であってもよい。

１，２００；エッチング装置
１２；載置台
１３；ガス供給機構
１４；排気機構
１５；制御部
３５；温調部
１００；半導体基体
１０１；ＳｉＯ_２膜
１０２；Ｍｏ膜
１０３；Ａｌ_２Ｏ_３膜
１０４；ＴｉＮ膜
１１０；積層部
１２０；溝（スリット）
２０１；Ｈ_２ガス供給チャンバー
２０２；エッチングチャンバー
２０３；真空搬送室
２０６；真空搬送装置
Ｓ；基板

Claims

窒化チタンまたはチタンと他の物質が存在する基板を準備することと、
前記基板に水素含有ガスを供給することと、
次いで、前記基板に三フッ化塩素ガスを供給して、前記窒化チタンまたは前記チタンを選択的にエッチングすることと、
を有する、エッチング方法。
前記他の物質は、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ルテニウム（Ｒｕ）、コバルト（Ｃｏ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる群から選択される１種または２種以上である、請求項１に記載のエッチング方法。
前記基板は、モリブデン膜とシリコン含有膜とを酸化アルミニウム膜および窒化チタン膜を介して積層した積層部を有し、前記窒化チタン膜を前記モリブデン膜および前記酸化アルミニウム膜に対して選択的にエッチングする、請求項２に記載のエッチング方法。
前記エッチングの際の前記ＴｉＮまたはＴｉの前記他の物質に対する選択比は、５以上である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。
前記水素含有ガスは、水素ガス、アルコールガス、プロパンガス、ブタンガスから選択されたものである、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエッチング方法。
前記水素含有ガスを供給する際の温度は、５０～５００℃の範囲である、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のエッチング方法。
前記水素含有ガスを供給する際の圧力は、１３３．３～１３３３０Ｐａの範囲である、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のエッチング方法。
前記水素含有ガスの供給時間は、０．１～１０ｍｉｎの範囲である、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のエッチング方法。
前記エッチングの際の温度は、２０～１８０℃である、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のエッチング方法。
前記エッチングの際の圧力は、１３．３３～１３３３Ｐａである、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のエッチング方法。
前記エッチングの際に、前記三フッ化塩素ガスに加えて不活性ガスを供給する、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のエッチング方法。
前記エッチングにおいて、不活性ガスの流量／三フッ化塩素ガスの流量で表される前記三フッ化塩素ガスの希釈度が１０～２００の範囲である、請求項１１に記載のエッチング方法。
前記水素含有ガスの供給と前記エッチングとは、同一のチャンバーで行う、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のエッチング方法。
前記水素含有ガスの供給と前記エッチングとは、異なるチャンバーで行う、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のエッチング方法。
基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内で前記基板を載置する載置台と、
前記チャンバー内に、少なくとも水素含有ガスおよび三フッ化塩素を供給するガス供給部と、
前記チャンバー内を排気する排気部と、
前記載置台上の基板の温度を調節する温調部と、
制御部と、
を具備し、
前記制御部は、請求項１から請求項１２のいずれかのエッチング方法が行われるように、前記ガス供給部と、前記排気部と、前記温調部とを制御する、エッチング装置。
基板を収容する第１チャンバーおよび第２チャンバーと、
前記第１チャンバー内および前記第２チャンバー内でそれぞれ基板を載置する第１載置台および第２載置台と、
前記第１チャンバー内に少なくとも水素含有ガスを供給する第１ガス供給部と、
前記第１チャンバー内を排気する第１排気部と、
前記第１載置台上の基板の温度を調節する第１温調部と、
前記第２チャンバー内に少なくとも三フッ化塩素ガスを供給する第２ガス供給部と、
前記第２チャンバー内を排気する第２排気部と、
前記第２載置台上の基板の温度を温調する第２温調部と、
前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間で基板を搬送する搬送装置と、
制御部と、
を具備し、
前記制御部は、請求項１から請求項１２のいずれかのエッチング方法が行われるように、前記第１ガス供給部と、前記第１排気部と、前記第１温調部と、前記第２ガス供給部と、前記第２排気部と、前記第２温調部と、を制御する、エッチング装置。