JP6997372B2 - ドライエッチング方法及びエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング方法及びエッチング装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6997372B2 JP6997372B2 JP2017250798A JP2017250798A JP6997372B2 JP 6997372 B2 JP6997372 B2 JP 6997372B2 JP 2017250798 A JP2017250798 A JP 2017250798A JP 2017250798 A JP2017250798 A JP 2017250798A JP 6997372 B2 JP6997372 B2 JP 6997372B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- etching
- volume
- diketone
- added
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims description 134
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 title claims description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 192
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 79
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 79
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 16
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 12
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- QAMFBRUWYYMMGJ-UHFFFAOYSA-N hexafluoroacetylacetone Chemical compound FC(F)(F)C(=O)CC(=O)C(F)(F)F QAMFBRUWYYMMGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 6
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- SHXHPUAKLCCLDV-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trifluoropentane-2,4-dione Chemical compound CC(=O)CC(=O)C(F)(F)F SHXHPUAKLCCLDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 69
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 4
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- -1 NiSi Chemical class 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000005594 diketone group Chemical group 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910018979 CoPt Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019001 CoSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002535 CuZn Inorganic materials 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002546 FeCo Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002555 FeNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003266 NiCo Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005883 NiSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003962 NiZn Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/10—Etching compositions
- C23F1/12—Gaseous compositions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
- H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
- H01L21/02068—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
- H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
- H01L21/02312—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
- H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
本発明は、基板上の金属膜を、エッチングガスを用いてエッチングするドライエッチング方法であって、エッチングガスが、β-ジケトンと第一添加ガスと第二添加ガスを含み、金属膜が、β-ジケトンと錯体を形成可能な金属元素を含むことを特徴とするドライエッチング方法である。
ジケトンと金属原子が金属錯体を生成する。この金属錯体は蒸気圧が高いため、金属錯体が気化することにより金属膜を除去することができる。本発明は、エッチングガス中に第一添加ガスと第二添加ガスを含むことで、金属膜のエッチング速度を高速化することを特徴としている。
本発明のドライエッチング方法は、例えば、図1に示すような半導体製造工程に使用される一般的なエッチング装置を使用することにより実現することができる。一実施形態において、本発明に係るエッチング装置100は、例えば、β-ジケトンと錯体を形成可能な金属元素を含む金属膜が形成された基材(被処理体112)を配置する処理容器110と、処理容器110に接続してβ-ジケトンを供給するβ-ジケトン供給部130と、第一添加ガスを供給する第一添加ガス供給部140と、第二添加ガスを供給する第二添加ガス供給部150と、不活性ガスを供給する不活性ガス供給部160と、処理容器110を加熱する加熱手段170と、を備える。ガス流量の制御部(図示せず)はβ-ジケトン供給部130、第一添加ガス供給部140、第二添加ガス供給部150などと接続し、β-ジケトンなどを被処理体112に供給するようにバルブの制御信号を出力する。
次に本発明のエッチング方法において、エッチングの際の温度については、錯体が気化可能な温度であればよく、特に、除去対象の金属膜の温度が、100℃以上350℃以下であることが好ましく、150℃以上250℃未満の温度範囲であることがより好ましい。また、エッチング中の処理容器内の圧力は、特に制限されることはないが、通常、0.1kPa以上101.3kPa以下の圧力範囲である。
必要に応じて、被処理体の前処理を行っても良い。例えば、除去対象の金属膜がコバルトを含む場合、コバルト自然酸化膜を還元することで、自然酸化膜の厚さによるエッチング速度のばらつきを改善することができる。
以上より、還元性ガス供給工程では、被処理体が100℃以上350℃以下に加熱されることが好ましく、150℃以上250℃以下に加熱されることがより好ましく、200℃以上250℃以下に加熱されることがさらに好ましい。
本発明のβ-ジケトン供給部130には、図2に示すような密閉容器201中にβ-ジケトンを充填したβ-ジケトン充填済み容器200を使用できる。β-ジケトン充填済み容器200は、液体状態のβ-ジケトンを密閉容器201に充填して得られ、密閉容器201中ではβ-ジケトンは液相213と気相211に分かれている。密閉容器201には、β-ジケトンの充填と取出が可能な取出口203が取り付けられており、気相211のβ-ジケトンをガス状態で供給することができる。なお、β-ジケトン充填済み容器200からガス状態のβ-ジケトンを供給する場合、β-ジケトン充填済み容器200を加熱し、液相213のβ-ジケトンの揮発熱を補う必要がある。
本発明に係るエッチング方法は、従来の半導体デバイスの金属膜に所定のパターンを形成するためのエッチング方法として使用可能である。本発明に係る半導体デバイスは、本発明に係るエッチング方法によりエッチングした金属膜を用いることにより、安価に製造することができる。このような半導体デバイスとして、例えば、太陽電池、ハードディスクドライブ、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ、相変化型メモリ、強誘電体メモリ、磁気抵抗メモリ、抵抗変化型メモリ、MEMS等を挙げることができる。
110 処理容器
111 載置部
112 被処理体
121 配管
130 β-ジケトン供給部
131 配管
133 流量調整手段
135 バルブ
140 第一添加ガス供給部
141 配管
143 流量調整手段
145 バルブ
150 第二添加ガス供給部
151 配管
153 流量調整手段
155 バルブ
160 不活性ガス供給部
161 配管
163 流量調整手段
165 バルブ
170 加熱手段
171a、b 配管
173 真空ポンプ
175 液体窒素トラップ
177a、b バルブ
200 β-ジケトン充填済み容器
201 密閉容器
203 取出口
211 気相
213 液相
Claims (14)
- 基板上の金属膜に、エッチングガスを、100℃以上350℃以下の温度領域で接触させてエッチングするドライエッチング方法であって、
前記エッチングガスが、β-ジケトンと第一添加ガスと第二添加ガスを含み、
前記金属膜が、前記β-ジケトンと錯体を形成可能な金属元素を含み、
前記第一添加ガスが、NO、N2O、O2及びO3からなる群から選ばれる少なくとも1種のガスであり、
前記第二添加ガスが、H2O及びH2O2からなる群から選ばれる少なくとも1種のガスであり、
前記エッチングガスに含まれる前記β-ジケトンの量が、前記エッチングガスに対して10体積%以上90体積%以下であり、
前記エッチングガスに含まれる前記第二添加ガスの量が、前記エッチングガスに対して0.1体積%以上15体積%以下であり、
前記エッチングの前に、基板上の金属膜に、還元性ガスを供給する前処理工程を含むことを特徴とするドライエッチング方法。 - 前記エッチングガスを、150℃以上250℃未満の温度領域で、前記金属膜と接触させることを特徴とする請求項1に記載のドライエッチング方法。
- 前記エッチングガスに含まれる前記第二添加ガスの量が、前記エッチングガスに対して0.5体積%以上10体積%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のドライエッチング方法。
- 前記エッチングガスに含まれる前記第二添加ガスの量が、前記エッチングガスに対して2体積%以上8体積%以下であることを特徴とする請求項3に記載のドライエッチング方法。
- 前記エッチングガスに含まれる前記第二添加ガスの量が、前記エッチングガスに含まれる前記β-ジケトンに対して0.5体積%以上50体積%以下であることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のドライエッチング方法。
- 前記エッチングガスに含まれる前記第一添加ガスの量が、前記エッチングガスに対して0.01体積%以上10体積%以下であることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のドライエッチング方法。
- 前記金属元素が、Co、Fe、Ni、Zn、Hf、V及びCuからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素であることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のドライエッチング方法。
- 前記β-ジケトンが、ヘキサフルオロアセチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン及びアセチルアセトンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載のドライエッチング方法。
- 前記金属膜はコバルトを含み、前記エッチングガスはβ-ジケトンとしてヘキサフルオロアセチルアセトンと、第一添加ガスとしてNOと、第二添加ガスとしてH2Oを含み、
前記エッチングガスに含まれるH2Oガスの量が、前記エッチングガスに対して0.5体積%以上10体積%以下であり、
前記エッチングガスを、150℃以上250℃未満の温度領域で、前記金属膜と接触させることを特徴とする請求項1に記載のドライエッチング方法。 - さらに、前記エッチングガスが、N2、Ar、He、Ne及びKrからなる群から選ばれる少なくとも1種の不活性ガスを含むことを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載のドライエッチング方法。
- 前記還元性ガスは、水素ガス、一酸化炭素ガス、ホルムアルデヒドガスを含み、
前記還元性ガスの流量は、前処理工程における処理容器内の圧力が1.33~66.5kPaの範囲となるように制御される請求項1~10のいずれか1項に記載のドライエッチング方法。 - 基板上の金属膜を請求項1~11のいずれか1項に記載のドライエッチング方法でエッチングする工程を含む半導体デバイスの製造方法。
- 加熱可能な処理容器内に設けられ、金属膜が表面に形成された被処理体を載置する載置部と、
β-ジケトンを前記被処理体に供給するβ-ジケトン供給部と、
NO、N2O、O2及びO3からなる群から選ばれる少なくとも1種のガスである第一添加ガスを前記被処理体に供給する第一添加ガス供給部と、
H2O及びH2O2からなる群から選ばれる少なくとも1種のガスである第二添加ガスを前記被処理体に供給する第二添加ガス供給部と、
前記β-ジケトンと前記第一添加ガスと前記第二添加ガスを、前記β-ジケトン及び前記第二添加ガスの量が、被処理体に供給されるガスの合計に対して、それぞれ10体積%以上90体積%以下及び0.1体積%以上15体積%以下であるように、100℃以上350℃以下の温度領域に加熱した前記被処理体に供給するように制御信号を出力する制御部と、
還元性ガスを前記被処理体に供給する還元性ガス供給部と、を備え、
前記制御部は、前記β-ジケトンと前記第一及び第二添加ガスを被処理体に供給する前に、前記還元性ガスを前記被処理体に供給するようにバルブの制御信号を出力することを特徴とするエッチング装置。 - 前記還元性ガスは、水素ガス、一酸化炭素ガス、ホルムアルデヒドガスを含み、
前記還元性ガスの流量は、前処理工程における処理容器内の圧力が1.33~66.5kPaの範囲となるように制御される請求項13に記載のエッチング装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017000141 | 2017-01-04 | ||
JP2017000141 | 2017-01-04 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018110229A JP2018110229A (ja) | 2018-07-12 |
JP6997372B2 true JP6997372B2 (ja) | 2022-01-17 |
Family
ID=62791370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017250798A Active JP6997372B2 (ja) | 2017-01-04 | 2017-12-27 | ドライエッチング方法及びエッチング装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10957554B2 (ja) |
JP (1) | JP6997372B2 (ja) |
KR (1) | KR102308032B1 (ja) |
TW (1) | TWI664316B (ja) |
WO (1) | WO2018128078A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6820717B2 (ja) | 2016-10-28 | 2021-01-27 | 株式会社日立ハイテク | プラズマ処理装置 |
JPWO2020157954A1 (ja) | 2019-02-01 | 2021-02-18 | 株式会社日立ハイテク | エッチング方法およびプラズマ処理装置 |
CN111837221B (zh) | 2019-02-14 | 2024-03-05 | 株式会社日立高新技术 | 半导体制造装置 |
WO2020179449A1 (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-10 | セントラル硝子株式会社 | ドライエッチング方法、半導体デバイスの製造方法及びエッチング装置 |
JP7338355B2 (ja) * | 2019-09-20 | 2023-09-05 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法、及びエッチング装置 |
WO2021079624A1 (ja) * | 2019-10-23 | 2021-04-29 | セントラル硝子株式会社 | ドライエッチング方法、半導体デバイスの製造方法及びエッチング装置 |
CN113287190B (zh) | 2019-12-20 | 2023-12-22 | 株式会社日立高新技术 | 等离子处理装置以及晶片处理方法 |
WO2021192210A1 (ja) | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 株式会社日立ハイテク | 半導体製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003086569A (ja) | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法 |
JP2005101361A (ja) | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置のクリーニング方法 |
JP2013194307A (ja) | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Central Glass Co Ltd | 成膜装置内の金属膜のドライクリーニング方法 |
JP2014236096A (ja) | 2013-05-31 | 2014-12-15 | セントラル硝子株式会社 | ドライエッチング方法、ドライエッチング装置、金属膜及びそれを備えたデバイス |
US20150099369A1 (en) | 2013-10-03 | 2015-04-09 | Applied Materials, Inc. | Process for etching metal using a combination of plasma and solid state sources |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08153708A (ja) | 1994-11-29 | 1996-06-11 | Nec Corp | エッチング装置およびエッチング方法 |
JPH1068094A (ja) | 1996-06-13 | 1998-03-10 | Samsung Electron Co Ltd | 遷移金属薄膜用蝕刻ガス混合物およびこれを用いた遷移金属薄膜の蝕刻方法 |
JP2004091829A (ja) | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Tokyo Electron Ltd | エッチング方法及びエッチング装置 |
CN101386572B (zh) | 2008-10-28 | 2011-05-11 | 上海吴泾化工有限公司 | 一种分离提纯乙酰丙酮的方法 |
JP5707144B2 (ja) | 2011-01-18 | 2015-04-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置のドライクリーニング方法及び金属膜の除去方法 |
US9773683B2 (en) | 2014-06-09 | 2017-09-26 | American Air Liquide, Inc. | Atomic layer or cyclic plasma etching chemistries and processes |
JP6529371B2 (ja) | 2015-07-27 | 2019-06-12 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及びエッチング装置 |
-
2017
- 2017-12-20 KR KR1020197022860A patent/KR102308032B1/ko active IP Right Grant
- 2017-12-20 US US16/461,600 patent/US10957554B2/en active Active
- 2017-12-20 WO PCT/JP2017/045708 patent/WO2018128078A1/ja active Application Filing
- 2017-12-27 JP JP2017250798A patent/JP6997372B2/ja active Active
-
2018
- 2018-01-03 TW TW107100151A patent/TWI664316B/zh active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003086569A (ja) | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法 |
JP2005101361A (ja) | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置のクリーニング方法 |
JP2013194307A (ja) | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Central Glass Co Ltd | 成膜装置内の金属膜のドライクリーニング方法 |
JP2014236096A (ja) | 2013-05-31 | 2014-12-15 | セントラル硝子株式会社 | ドライエッチング方法、ドライエッチング装置、金属膜及びそれを備えたデバイス |
US20150099369A1 (en) | 2013-10-03 | 2015-04-09 | Applied Materials, Inc. | Process for etching metal using a combination of plasma and solid state sources |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JAIN, A., et al.,"Thermal dry-etching of copper using hydrogen peroxide and hexafluoroacetylacetone",Thin Solid Films,NL,ELSEVIER SCIENCE S.A.,1995年11月15日,Vol.269, No.1,pp.51-56 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10957554B2 (en) | 2021-03-23 |
WO2018128078A1 (ja) | 2018-07-12 |
KR20190101450A (ko) | 2019-08-30 |
TWI664316B (zh) | 2019-07-01 |
TW201829844A (zh) | 2018-08-16 |
KR102308032B1 (ko) | 2021-10-05 |
US20200066541A1 (en) | 2020-02-27 |
JP2018110229A (ja) | 2018-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6997372B2 (ja) | ドライエッチング方法及びエッチング装置 | |
JP6974721B2 (ja) | ドライエッチング方法及び半導体デバイスの製造方法 | |
US9991138B2 (en) | Etching method and etching apparatus | |
JP6142676B2 (ja) | ドライエッチング方法、ドライエッチング装置、金属膜及びそれを備えたデバイス | |
TWI838472B (zh) | 乾式蝕刻方法、半導體裝置之製造方法及蝕刻裝置 | |
WO2015001991A1 (ja) | 被処理体の処理方法 | |
WO2017134930A1 (ja) | エッチング方法及びエッチング装置 | |
TWI725194B (zh) | 蝕刻方法及蝕刻裝置 | |
WO2021079624A1 (ja) | ドライエッチング方法、半導体デバイスの製造方法及びエッチング装置 | |
WO2022230862A1 (ja) | 表面処理方法、ドライエッチング方法、クリーニング方法、半導体デバイスの製造方法及びエッチング装置 | |
JP6854844B2 (ja) | エッチング方法及びエッチング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190717 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200925 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210511 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210709 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210907 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211116 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211129 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6997372 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |