JP7486398B2

JP7486398B2 - Etching method and etching apparatus

Info

Publication number: JP7486398B2
Application number: JP2020175175A
Authority: JP
Inventors: 尚樹新藤; 聡戸田; 元楊; 春菜林
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2020-10-19
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2024-05-17
Anticipated expiration: 2040-10-19
Also published as: JP2022066687A

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。 This disclosure relates to an etching method and an etching apparatus.

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。 In the metal film forming process, a TiN film or a Ti film may be used as a barrier metal for the metal film. After processing the metal film into a desired shape, there is a process of etching and removing the TiN film or the Ti film, and wet etching has been widely used in the past. In addition, there are structures in which only the TiN film cannot be removed by wet etching, and etching the TiN film by a dry process has been considered. Patent Document 1 discloses a technology for removing TiN using _ClF3 gas, although it is an example of dry cleaning.

特許第４４０８１２４号公報Japanese Patent No. 4408124

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。 This disclosure provides a technique that can etch titanium nitride or titanium with high selectivity on a substrate in which titanium nitride or titanium is present along with other materials.

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。 An etching method according to one aspect of the present disclosure includes preparing a substrate having titanium nitride or titanium and another substance present thereon, supplying a hydrogen-containing gas to the substrate, and then supplying chlorine trifluoride gas to the substrate to selectively etch the titanium nitride or titanium.

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。 The present disclosure provides a technique for selectively etching titanium nitride or titanium on a substrate in which titanium nitride or titanium and other substances are present.

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。1 is a flowchart illustrating an etching method according to an embodiment. 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。1 is a cross-sectional view showing an example of a substrate to which an etching method according to an embodiment can be applied; 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。3 is a cross-sectional view showing a substrate having the structure of FIG. 2 in a state where a recess etch of a Mo film is performed and etching of an embodiment is performed thereon; FIG. 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。4 is a cross-sectional view showing a state after the TiN film of the substrate having the structure of FIG. 3 has been etched. 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。FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the etching time and the etching amount of TiN and Mo when H ₂ gas supply processing is performed and when it is not performed. 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。1A and 1B are diagrams showing the relationship between the etching time and the etching amount when the H ₂ gas supply time is changed, in which (a) shows the etching result of a TiN film, and (b) shows the etching result of a Mo film. 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。FIG. 11 is a diagram showing the etching rate of a TiN film, the etching rate of a Mo film, and the selectivity (TiN/Mo) when the dilution degree of ClF ₃ gas is 39 and 58.5. 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。1 is a cross-sectional view showing an example of an etching apparatus for carrying out an etching method according to an embodiment. 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。FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of an etching apparatus for carrying out an etching method according to an embodiment of the present invention.

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。 The following describes the embodiment with reference to the attached drawings.

＜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）。 <Etching Method>
FIG. 1 is a flow chart illustrating an etching method according to one embodiment.
In this embodiment, first, a substrate containing titanium nitride (TiN) or titanium (Ti) and other substances is prepared (step ST1). Next, a hydrogen-containing gas is supplied to the substrate (step ST2). Then, chlorine trifluoride (ClF ₃ ) gas is supplied to the substrate to selectively etch TiN or Ti (step 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。 The details are explained below.
In step ST1, the substrate is not particularly limited as long as it has TiN or Ti and other substances, and is exemplified by a semiconductor wafer. The other substances are not particularly limited as long as they can be used together with TiN or Ti, and examples thereof include metals such as molybdenum (Mo), tungsten (W), ruthenium (Ru), and cobalt (Co), and metal compounds such as alumina (Al ₂ O ₃ ), and may be one or more of these. TiN and Ti can be used as a barrier for the metal film, and in this case, metals such as Mo and W are used as the other substances.

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。 FIG. 2 shows an example of a substrate to which the etching method of the embodiment can be applied. In the substrate S of FIG. 2, a three-dimensional structure 200 including a Mo film is formed on a semiconductor substrate 100 such as silicon. The structure 200 has a laminated portion 110 in which SiO ₂ films 101 and Mo films 102 are alternately laminated, and a groove (slit) 120 provided in the lamination direction of the laminated portion 110. The Mo film 102 is also formed on the inner wall of the slit 120. The number of layers of the laminated portion 110 is actually about several tens of layers, and the height is about several μm to 10 μm. On the surface of the SiO ₂ film 101, an Al ₂ O ₃ film 103 as an insulating barrier and a TiN film 104 as a barrier are formed in this order.

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。 Figure 3 shows the state in which the Mo film 102 has been recess-etched on the substrate S of Figure 2, and an etching method according to one embodiment is carried out on the substrate S in this state.

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。 In the step of supplying hydrogen-containing gas to the substrate in step ST2, for example, hydrogen gas ( _H2 gas) can be used as _the hydrogen-containing gas. In addition to _H2 gas, alcohol gas, propane ( _C3H8 ) gas, butane ( _C4H10 ) gas, etc. can also be used as the hydrogen-containing gas. The gas supplied may be _only the hydrogen-containing gas, but other gases, for example, inert gases such as argon gas (Ar gas) and nitrogen gas ( _N2 gas) may also be supplied together with the hydrogen-containing gas.

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。 In this embodiment, TiN or Ti is easily etched by supplying a hydrogen-containing gas to the substrate. It is known that hydrogen is absorbed into Ti, embrittling it. In this embodiment, it is believed that the embrittlement of TiN or Ti by hydrogen makes TiN or Ti more easily etched.

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。 In step ST2, the process of supplying the hydrogen-containing gas is preferably carried out at a temperature in the range of 50 to 500°C and at a pressure in the chamber in the range of 1 to 100 Torr (133.3 to 13,330 Pa). The time for the process of supplying the hydrogen-containing gas is preferably in the range of 0.1 to 10 min. The longer the hydrogen-containing gas supply time is, the greater the effect of making TiN or Ti more easily etched, but if it is too long, throughput decreases, so taking these factors into consideration, the above ranges are preferable.

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。 In step ST3, the TiN or Ti embrittled by the hydrogen-containing gas supply process in step ST2 is etched by _ClF3 gas. This promotes the etching of TiN or Ti, and allows the TiN or Ti to be selectively etched with respect to other films, for example, with a selectivity of 5 or more. For example, by etching the TiN film 104 of the substrate S in the state of FIG. 3, the state of FIG. 4 is obtained, and the selectivity of the TiN film 104 with respect to the Mo film 102 and _the _Al2O3 film 103 can be made 5 or more.

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。 Step ST3 may be performed in the same chamber as step ST2, or in a different chamber. It is also preferable that the temperature in step ST3 is in the range of 20 to 180°C, and the pressure in the chamber is in the range of 0.1 to 10 Torr (13.33 to 1333 Pa).

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。 In addition, the gas containing _ClF3 may be _ClF3 gas alone, or _ClF3 gas may be diluted with an inert gas such as Ar gas or _N2 gas. By diluting _ClF3 gas with an inert gas, the etching rate decreases, but the selectivity to other films is improved. At this time, the dilution degree of _ClF3 gas expressed by the flow rate of the inert gas/flow rate of _ClF3 gas is preferably in the range of 10 to 200. In this range, a selectivity of 10 or more can be realized. If the dilution degree of _ClF3 gas is greater than 200, it becomes difficult to obtain a sufficient etching rate.

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。 Conventionally, wet etching has been the mainstream for etching TiN, but depending on the structure of the substrate, wet etching may not be sufficient. For example, in the case of a substrate S having a structure in which an Al ₂ O ₃ film 103 and a TiN film 104 exist as shown in FIG. 3, if the TiN film 104 is to be removed by wet etching, the Al ₂ O ₃ film will also be etched. Also, although it has been known that TiN can be dry etched with ClF ₃ gas, the selectivity to other materials is still insufficient, and for example, the selectivity to Mo is at most about 2.

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。 In contrast, in this embodiment, prior to etching TiN or Ti with _ClF3 gas, a hydrogen-containing gas is supplied to the substrate, making it easier to etch TiN or Ti. Therefore, the subsequent etching with _ClF3 gas can selectively etch TiN or Ti relative to other materials, and a selectivity ratio of, for example, 5 or more can be obtained.

＜実験例＞
次に、実験例について説明する。 <Experimental Example>
Next, an experimental example will be described.

［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。 [Experimental Example 1]
First, the effect of supplying a hydrogen-containing gas to the substrate was confirmed.
Here, a substrate on which a TiN film was formed and a substrate on which a Mo film was formed were actually subjected to a H ₂ gas supply process and etching using ClF ₃ gas.
The conditions in this case are as follows:

・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） _H2 gas supply process Gas flow rate: _H2 gas flow rate: 200 to 400 sccm
_N2 gas flow rate: 50 to 400 sccm
Temperature: 80 to 300°C
Pressure in the chamber: 2 to 90 Torr (266.7 to 11997 Pa)
Time: 5 min
Etching gas flow rate: _ClF3 Gas flow rate: 10 to 100 sccm
Ar gas flow rate: 200 to 5000 sccm
_N2 gas flow rate: 200 to 5000 sccm
Temperature: 20-90°C
Pressure in the chamber: 0.1 to 1 Torr (13.33 to 133.3 Pa)

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。 For comparison, an experiment was also carried out in which etching was carried out under the above conditions without supplying _H2 gas. The results are shown in Figure 5.

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。 5 is a diagram showing the relationship between etching time and etching amount. Note that, although the thickness of the TiN film was 31 nm, when the _H2 gas supply process was performed, the film was etched off before 25 seconds, so only data up to 25 seconds is shown for the substrate that was subjected to the _H2 gas supply process.

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。 As shown in Fig. 5, when the _H2 gas supply process was not performed, the etching amount of the TiN film was 0.45 nm, the etching rate was 0.9 nm/min, and the etching amount of the Mo film was 3.6 nm, and the etching rate was 7.3 nm/min at an etching time of 25 sec. Therefore, the selectivity ratio (TiN/Mo) of the TiN film to the Mo film was 0.12, and it was confirmed that the TiN film was not selectively etched. Moreover, even if the etching time was extended to about 120 sec, the selectivity ratio was about 2.

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。 On the other hand, when _H2 gas supply processing was performed, the etching amount of the TiN film was 31 nm or more, the etching rate was 61 nm/min or more, and the etching amount of the Mo film was 5.1 nm, and the etching rate was 10.1 nm/min at an etching time of 25 sec. Thus, it was confirmed that by performing _H2 gas supply processing, the etching rate of the TiN film increased significantly while the etching amount of the Mo film did not change much, and the selection ratio of the TiN film to the Mo film (TiN/Mo) was 6.1 or more, and a high selection ratio was obtained. As described above, since the TiN film was completely etched off at an etching time of 25 sec, the actual selection ratio value at an etching time of 25 sec is larger than 6.1.

［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。 [Experimental Example 2]
Next, an experiment was conducted in which the _H2 gas supply time was changed to 1 min, 2 min, and 5 min, and then the _H2 gas supply process was performed, followed by etching. Other conditions for the _H2 gas supply process and the etching conditions were the same as those in Experimental Example 1. The results are shown in Figure 6. Figure 6 is a diagram showing the relationship between the etching time and the etching amount when the _H2 gas supply time was changed, where (a) shows the etching result of the TiN film, and (b) shows the etching result of the Mo film.

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。 6, it can be seen that the etching amount of the Mo film hardly changes even if the _H2 gas supply time is changed, whereas the etching amount of the TiN film increases as the _H2 gas supply time increases. This is believed to be because the embrittlement of the TiN film is promoted by the increase in the _H2 gas supply time.

［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。 [Experimental Example 3]
Next, an experiment was carried out in which the dilution degree of _ClF3 gas in etching was changed. The etching time was set to 25 to 30 seconds. The conditions of the hydrogen gas supply process and the conditions other than the dilution degree of _ClF3 gas in etching were the same as those in Experimental Example 1. As described above, the dilution degree of _ClF3 gas is defined as the flow rate of inert gas/flow rate of _ClF3 gas. Ar gas and _N2 gas were used as the inert gas. The results are shown in FIG. 7. FIG. 7 is a diagram showing the etching rate of the TiN film, the etching rate of the Mo film, and the selectivity (TiN/Mo) when the dilution degree is 39 and 58.5.

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。 From FIG. 7, it can be seen that the etching rate decreases as the dilution rate of ClF ₃ during etching increases, but the selectivity (TiN/Mo) increases from 6.3 to 13.3 or more.

＜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。 <Example of an etching device>
Next, an example of an etching apparatus for carrying out the etching method according to the embodiment will be described with reference to FIG 8, which is a cross-sectional view showing the example of the etching apparatus.
As shown in Fig. 8, the etching apparatus 1 includes a chamber 10 having a sealed structure. A mounting table 12 on which a substrate S is horizontally mounted is provided inside the chamber 10. The substrate S contains TiN or Ti and other substances, and has a structure as shown in Fig. 3, for example. The etching apparatus 1 also includes a gas supply mechanism 13 that supplies an etching gas to the chamber 10, an exhaust mechanism 14 that exhausts the inside of the chamber 10, and a control unit 15.

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。 The chamber 10 is composed of a chamber body 21 and a lid 22. The chamber body 21 has a substantially cylindrical side wall 21a and a bottom 21b, and the top is open, which is closed by the lid 22. The side wall 21a and the lid 22 are sealed by a sealing member (not shown), ensuring airtightness within the chamber 10.

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。 The lid portion 22 has a lid member 25 that forms the outer side, and a shower head 26 that is fitted inside the lid member 25 and is provided so as to face the mounting table 12. The shower head 26 has a main body 27 that has a cylindrical side wall 27a and an upper wall 27b, and a shower plate 28 that is provided at the bottom of the main body 27. A space 29 is formed between the main body 27 and the shower plate 28.

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。 A gas inlet passage 31 is formed in the lid member 25 and the upper wall 27b of the main body 27, penetrating into the space 29, and a pipe 49 of the gas supply mechanism 13, which will be described later, is connected to this gas inlet passage 31.

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。 The shower plate 28 has multiple gas discharge holes 32 formed therein, and gas introduced into the space 29 via the piping 49 and the gas introduction path 31 is discharged from the gas discharge holes 32 into the space within the chamber 10.

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。 The side wall 21a is provided with a loading/unloading port 23 for loading and unloading the wafer W, and this loading/unloading port 23 can be opened and closed by a gate valve 24.

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。 The mounting table 12 is generally circular in plan view and is fixed to the bottom 21b of the chamber 10. Inside the mounting table 12, a temperature adjustment unit 35 is provided to adjust the temperature of the mounting table 12 and control the temperature of the substrate S placed thereon. The temperature adjustment unit 35 has, for example, a heater for heating the mounting table 12 and a pipeline through which a temperature adjustment medium (e.g., water, etc.) circulates, and controls the temperature of the substrate S on the mounting table 12 by controlling the heater output and the flow rate of the temperature adjustment medium with a controller (not shown). A temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of the substrate S is provided near the substrate S placed on the mounting table 12.

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。 The gas supply mechanism 13 has an _H2 gas supply source 45 that supplies _H2 gas, which is a hydrogen-containing gas, a _ClF3 gas supply source 46 that supplies _ClF3 gas, which is an etching gas, an Ar gas supply source 47 that supplies argon gas, which is an inert gas, and an _N2 gas supply source 48 that supplies _N2 gas, which is an inert gas, to which one end of a _H2 gas supply pipe 41, a _ClF3 gas supply pipe 42, an Ar gas supply pipe 43, and an _N2 gas supply pipe 44 are respectively connected. The other ends of the _H2 gas supply pipe 41, the _ClF3 gas supply pipe 42, the Ar gas supply pipe 43, and the _N2 gas supply pipe 44 are connected to a common pipe 49, and the pipe 49 is connected to the above-mentioned gas introduction passage 31. The _H2 gas supply pipe 41, the _ClF3 gas supply pipe 42, the Ar gas supply pipe 43, and the _N2 gas supply pipe 44 are provided with flow control units 41a, 42a, 43a, and 44a that open and close the flow paths and control the flow rates, respectively. The flow control units 41a, 42a, 43a, and 44a are composed of flow control devices such as on-off valves and mass flow controllers.

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。 Therefore, _H2 gas, _ClF3 gas, and inert gases Ar gas and _N2 gas are supplied from each gas supply source 45, 46, 47, 48 through pipes 41, 42, 43, 44, 49 into the shower head 26 and discharged from the gas discharge holes 32 of the shower plate 28 into the chamber 10.

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。 The exhaust mechanism 14 has an exhaust pipe 52 connected to an exhaust port 51 formed in the bottom 21b of the chamber 10, and further has an automatic pressure control valve (APC) 53 for controlling the pressure inside the chamber 10 and a vacuum pump 54 for exhausting the inside of the chamber 10, both of which are provided on the exhaust pipe 52.

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。 Two capacitance manometers 56a, 56b for high and low pressure are provided on the side wall of the chamber 10 as pressure gauges for measuring the pressure inside the chamber 10, and are inserted into the chamber 10. Based on the detection values of the capacitance manometers 56a, 56b, the opening of the automatic pressure control valve (APC) 53 is adjusted to control the pressure inside the chamber 10.

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。 The control unit 15 is typically a computer, and has a main control unit with a CPU that controls each component of the etching apparatus 1. The control unit 15 also has an input device (keyboard, mouse, etc.), an output device (printer, etc.), a display device (display, etc.), and a storage device (storage medium) connected to the main control unit. The main control unit of the control unit 15 controls the operation of the etching apparatus 1 based on a processing recipe stored in, for example, a storage medium built into the storage device or a storage medium set in the storage device.

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。 In such an etching apparatus 1, the substrate S is loaded into the chamber 10 and placed on the mounting table 12. Then, the temperature of the substrate S is controlled by the temperature adjustment unit 35 to a predetermined temperature in the range of, for example, 80 to 300°C, and the pressure inside the chamber 10 is controlled to a predetermined pressure in the range of, for example, 1 to 100 Torr (133.3 to 13,330 Pa).

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。 Next, hydrogen-containing gas, _H2 gas, and, if necessary, inert gas, Ar gas and/or _N2 gas, are supplied from the gas supply mechanism 13 into the chamber 10 via the shower head 26. This causes hydrogen to be absorbed into TiN or Ti.

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。 Next, the chamber 10 is purged with Ar gas and/or N ₂ gas, and then the temperature and pressure of the mounting table 12 are adjusted for etching while Ar gas and/or N ₂ gas is being supplied into the chamber 10 .

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。 Then, when the temperature and pressure become stable, ClF ₃ gas, which is an etching gas, is supplied into the chamber 10. This causes TiN or Ti to be selectively etched.

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。 After etching is completed, the chamber 10 is purged with Ar gas and/or N ₂ gas, and the substrate S is then removed from the chamber 10 .

＜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。 <Other examples of etching equipment>
In the above example, the supply of hydrogen-containing gas, _H2 gas, and etching with _ClF3 gas are performed in the same chamber, but these may be performed in separate chambers. In the etching apparatus of this example, the supply of _H2 gas and etching with _ClF3 gas are performed in separate chambers.

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。 FIG. 9 is a plan view showing a schematic diagram of another example of an etching apparatus for carrying out the etching method according to an embodiment of the present invention.
9, the etching apparatus 200 includes an _H2 gas supply chamber 201, an etching chamber 202, a vacuum transfer chamber 203 to which these are connected, and a vacuum transfer device 206 provided in the vacuum transfer chamber 203. The _H2 gas supply chamber 201 and the etching chamber 202 are connected to the wall of the vacuum transfer chamber 203 via a gate valve G. The inside of the vacuum transfer chamber 203 is evacuated by a vacuum pump and maintained at a predetermined vacuum level.

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。 The _H2 gas supply chamber 201 has a mounting table 201a on which the substrate S is placed. In addition, although not shown, it has a gas supply unit that supplies _H2 gas or the like to the substrate S on the mounting table 201a, an exhaust unit that exhausts the _H2 gas supply chamber 201, and a temperature control unit that adjusts the temperature of the substrate on the mounting table 201a. The etching chamber 202 has a mounting table 202a on which the substrate S is placed. In addition, although not shown, it has a gas supply unit that supplies _ClF3 gas or the like to the substrate S on the mounting table 202a, an exhaust unit that exhausts the etching chamber _{202, and a temperature control unit that adjusts the temperature of the substrate on the mounting table 202a. The vacuum transport device 206 transports the substrate S and has two transport arms 306a and 306b that can move independently. Specifically, the vacuum transport device 206 transports the substrate S between the H2} gas supply chamber 201 and the etching chamber 202. In addition, the vacuum transfer device 206 transfers the substrate S before processing from the load lock chamber 204 to the H ₂ gas supply chamber 201 , and transfers the substrate S after processing from the etching chamber 202 to the load lock chamber 204 , which will be described later.

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。 One side of two load lock chambers 204 is connected to the other wall of the vacuum transfer chamber 203 via a gate valve G1. The other side of the two load lock chambers 204 is connected to the atmospheric transfer chamber 205 via a gate valve G2. The two load lock chambers 204 control the pressure between atmospheric pressure and vacuum when transferring the substrate S between the atmospheric transfer chamber 205 and the vacuum transfer chamber 203. The substrate S is transferred by the vacuum transfer device 206 while the load lock chamber 204 is held in vacuum.

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。 A carrier C that holds a wafer W is attached to the wall of the atmospheric transfer chamber 205 opposite the wall where the load lock chamber 204 is attached. An atmospheric transfer device 207 is provided in the atmospheric transfer chamber 205. The atmospheric transfer device 207 transfers a substrate S to the carrier C and the load lock chamber 204.

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。 Each component of the etching apparatus 200 is controlled by the control unit 210. The control unit 210 is typically made up of a computer, and has a main control unit with a CPU that controls each component of the etching apparatus 200. The control unit 210 also has an input device (keyboard, mouse, etc.), an output device (printer, etc.), a display device (display, etc.), and a storage device (storage medium) connected to the main control unit. The main control unit of the control unit 210 controls the operation of the etching apparatus 200 based on a processing recipe stored in, for example, a storage medium built into the storage device or a storage medium set in the storage device.

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。 In the etching apparatus 200, a series of processes as described below are performed based on the control of the control unit 210. First, the substrate S transferred from the carrier C to the load lock chamber 204 by the atmospheric transfer device 207 is transferred to the _H2 gas supply chamber 201 by the vacuum transfer device 206. In the _H2 gas supply chamber 201, a process of supplying _H2 gas or the like to the substrate S is performed under the above-mentioned conditions. After the _H2 gas supply process is completed, the substrate S is transferred to the etching chamber 202 by the vacuum transfer device 206. In the etching chamber 202, _ClF3 gas or the like is supplied to the substrate S under the above-mentioned conditions to etch TiN or Ti of the substrate S. After the etching is completed, the substrate is transferred to the load lock chamber 204 by the vacuum transfer device 206. The substrate S in the load lock chamber 204 is returned to the carrier C by the atmospheric transfer device 207. Such a series of processes is continuously performed for a plurality of substrates S.

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。 In this way, by providing the _H2 gas supply chamber 201 and the etching chamber 202, high throughput processing can be achieved when there is a large temperature difference between the _H2 gas supply process and the etching process. A cooling chamber may be further connected to the vacuum transfer chamber 203, and the substrate S after the _H2 gas supply process may be cooled in the cooling chamber before being transferred to the etching chamber.

＜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。 <Other applications>
Although the embodiments have been described above, the embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various forms without departing from the scope and spirit of the appended claims.

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。 For example, the structural example of the substrate shown in Fig. 2 is merely an example, and can be applied to any substrate provided such that other substances can come into contact with the etching gas _ClF3 gas when etching TiN or Ti. The structure of the etching device is also merely an example, and systems and devices of various configurations can be used. Although the substrate is not limited to a semiconductor wafer, it may be an FPD (flat panel display) substrate, such as a substrate for an LCD (liquid crystal display), or a ceramic substrate, or other substrates.

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 1,200; Etching device 12; Mounting table 13; Gas supply mechanism 14; Exhaust mechanism 15; Control unit 35; Temperature control unit 100; Semiconductor substrate 101; _SiO2 film 102; Mo film 103; _Al2O3 film 104; TiN film 110; Stacking unit 120; Groove ₍ slit)
201; _H2 gas supply chamber 202; Etching chamber 203; Vacuum transfer chamber 206; Vacuum transfer device S; Substrate

Claims

Providing a substrate having titanium nitride or titanium and another material present thereon;
supplying a hydrogen-containing gas to the substrate;
Then, chlorine trifluoride gas is supplied to the substrate to selectively etch the titanium nitride or the titanium;
The etching method according to claim 1,

2. The _etching method according to claim 1, wherein the other material is one or more selected from the group consisting of molybdenum (Mo), tungsten (W), ruthenium (Ru), cobalt (Co), and alumina ( _Al2O3 ).

The etching method according to claim 2, wherein the substrate has a laminated portion in which a molybdenum film and a silicon-containing film are laminated via an aluminum oxide film and a titanium nitride film, and the titanium nitride film is selectively etched with respect to the molybdenum film and the aluminum oxide film.

The etching method according to any one of claims 1 to 3, wherein the selectivity of the TiN or Ti to the other material during the etching is 5 or more.

The etching method according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrogen-containing gas is selected from hydrogen gas, alcohol gas, propane gas, and butane gas.

The etching method according to any one of claims 1 to 5, wherein the temperature when the hydrogen-containing gas is supplied is in the range of 50 to 500°C.

The etching method according to any one of claims 1 to 6, wherein the pressure when supplying the hydrogen-containing gas is in the range of 133.3 to 13,330 Pa.

The etching method according to any one of claims 1 to 7, wherein the supply time of the hydrogen-containing gas is in the range of 0.1 to 10 min.

The etching method according to any one of claims 1 to 8, wherein the etching temperature is 20 to 180°C.

The etching method according to any one of claims 1 to 9, wherein the pressure during the etching is 13.33 to 1333 Pa.

The etching method according to any one of claims 1 to 10, wherein an inert gas is supplied in addition to the chlorine trifluoride gas during the etching.

The etching method according to claim 11, wherein the dilution degree of the chlorine trifluoride gas, expressed as the flow rate of the inert gas/the flow rate of the chlorine trifluoride gas, is in the range of 10 to 200.

The etching method according to any one of claims 1 to 12, wherein the supply of the hydrogen-containing gas and the etching are performed in the same chamber.

The etching method according to any one of claims 1 to 12, wherein the supply of the hydrogen-containing gas and the etching are performed in different chambers.

a chamber for housing a substrate;
a mounting table on which the substrate is placed within the chamber;
a gas supply unit that supplies at least a hydrogen-containing gas and chlorine trifluoride into the chamber;
an exhaust unit that exhausts the inside of the chamber;
a temperature control unit for controlling a temperature of the substrate on the mounting table;
A control unit;
Equipped with
13. An etching apparatus, wherein the control unit controls the gas supply unit, the exhaust unit, and the temperature adjustment unit so that the etching method according to any one of claims 1 to 12 is performed.

a first chamber and a second chamber for housing a substrate;
a first stage and a second stage for placing a substrate thereon in the first chamber and the second chamber, respectively;
a first gas supply unit that supplies at least a hydrogen-containing gas into the first chamber;
a first exhaust section that exhausts the first chamber;
a first temperature adjusting unit that adjusts a temperature of the substrate on the first mounting table;
A second gas supply unit that supplies at least chlorine trifluoride gas into the second chamber;
a second exhaust section that exhausts the second chamber;
a second temperature control unit that controls a temperature of the substrate on the second mounting table;
a transfer device that transfers a substrate between the first chamber and the second chamber;
A control unit;
Equipped with
The control unit controls the first gas supply unit, the first exhaust unit, the first temperature adjustment unit, the second gas supply unit, the second exhaust unit, and the second temperature adjustment unit so that the etching method of any one of claims 1 to 12 is performed.