KR101898329B1 - 에칭 방법 및 에칭 장치 - Google Patents
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Abstract
코발트막을 산화하는 산화 가스와 β-디케톤으로 이루어지는 에칭 가스를 이용하여 피처리체 표면의 코발트막을 에칭할 때, 피처리체에 카본막이 형성되는 것을 방지할 수 있는 기술을 제공한다. 피처리체를 250℃ 이하의 온도로 가열하면서 β-디케톤으로 이루어지는 에칭 가스와, 상기 코발트막을 산화하기 위한 산화 가스를, 상기 에칭 가스의 유량에 대한 상기 산화 가스의 유량의 비율이 0.5% 내지 50%가 되도록 상기 피처리체에 공급한다. 이에 의해, 카본막의 형성을 억제하면서, 상기 코발트막을 에칭할 수 있다.
Description
본 발명은 코발트막의 에칭 방법 및 에칭 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 배선으로서 Si(실리콘)의 위에 Co(코발트)막을 퇴적시키고 가열함으로써 CoSi2(코발트 실리사이드)층을 형성하는 경우가 있다. 이 CoSi2층의 형성 후, 해당 CoSi2층이 형성된 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 기재함)는, 예컨대 염산 및 과산화수소로 이루어지는 약액에 침지되고 웨트 에칭이 실행되어, 여분의 Co막이 모두 제거되고 있었다.
그런데, 반도체 디바이스의 배선의 미세화가 진행된 현상에서는, 지금까지 배선으로 이용되고 있던 Cu(구리) 대신에 Co를 배선으로 이용하는 것이 검토되고 있다. 그 이유로서는, Cu를 배선으로 이용한 경우는 해당 배선을 구성하는 금속 원자가 주위의 절연막에 확산되는 것을 방지하기 위해서, Cu 배선의 주위에 배리어막을 형성할 필요가 있지만, Co를 배선으로 이용한 경우는 배선 자체가 배리어막으로서의 기능을 갖는 것에 의해, 배선과는 별도 배리어막을 형성하는 것이 불필요하게 되기 때문이다.
이와 같이 미세한 Co의 배선을 형성하고자 하는 배경에서, Co막의 에칭을 고도로 제어하는 것이 요구되고 있다. 구체적으로는, 웨이퍼의 면 내에서 에칭량의 편차가 1㎚ 이하로 억제되도록 Co막을 에칭하는 것, 에칭 후의 Co막의 표면에 대한 러프니스(roughness)에 대해 제어하는 것, Co막을 선택적으로 에칭하는 것 등에 대해 검토되고 있다. 이러한 고도의 에칭 제어를 실행하기 위해서는, 상기의 웨트 에칭으로는 곤란하며, 가스에 의해 Co막을 에칭하는 것이 검토되고 있다.
예컨대 특허문헌 1에는, 기판 상의 Co에 의해 구성된 금속막을, 기판을 200℃ 내지 400℃로 가열한 상태에서, 산소 가스와 β-디케톤인 헥사플루오로아세틸아세톤(Hfac) 가스를, Hfac 가스에 대한 산소(O2) 가스의 유량비가 1% 이하가 되도록 동시에 공급함으로써 Co막을 에칭하는 것이 기재되어 있다. O2 가스는 Co막을 산화하는 산화 가스이며, Hfac 가스는 산화된 Co막과 비교적 증기압이 낮은 착체를 형성함으로써, 해당 Co막의 산화물을 제거하는 에칭 가스이다. 특허문헌 2에는 Co를 Hfac 가스를 이용하여 에칭하는 것, 및 그때에는 Hfac 가스에 산소 가스를 첨가해도 좋은 것이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는 기판 표면의 구리 등의 금속 오염물을 산화 분위기 중의 β-디케톤과 반응시킴으로써 제거하는 것이 기재되어 있다.
본 발명자의 검증에 의해, 상기의 O2 가스와 Hfac 가스를 함께 기판에 공급하여 해당 기판의 표면에 형성된 Co막을 에칭 처리하는 경우, 비교적 낮은 온도에서도 Co 및 산화된 Co가 갖는 촉매 효과와 O2 가스의 작용에 의해 Hfac가 분해되고, 처리 후의 기판에는 탄소를 주성분으로 하는 막(이하, 카본막이라 기재함)이 잔류하는 것이 확인되었다. 상기의 특허문헌 1에서는, O2 가스와 Hfac 가스를 웨이퍼에 동시에 공급하고, 그때에 기판을 300℃ 내지 400℃와 같은 비교적 높은 온도로 가열해도 좋은 것이 시사되어 있다. 이와 같이 처리를 실행한 경우는 카본막이 형성되어 버리므로, 특허문헌 1에서는 Hfac 가스가 카본막을 형성해버리는 것에 착안하고 있지 않다. 따라서, 해당 특허문헌 1은 이와 같이 카본막이 형성되어 버리는 문제를 해결할 수 있는 것은 아니다. 특허문헌 2 및 3에 대해서도, 해당 문제를 해결할 방법에 대해서는 기재되어 있지 않다.
본 발명은 이러한 사정하에 이루어진 것으로서, 그 목적은, 코발트막을 산화하는 산화 가스와 β-디케톤으로 이루어지는 에칭 가스를 이용하여 피처리체 표면의 코발트막을 에칭할 때에, 피처리체에 카본막이 형성되는 것을 방지할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 에칭 방법은, 표면에 코발트막이 형성된 피처리체를 250℃ 이하의 온도로 가열하면서 β-디케톤으로 이루어지는 에칭 가스와, 상기 코발트막을 산화하기 위한 산화 가스를, 상기 에칭 가스의 유량에 대한 상기 산화 가스의 유량의 비율이 0.5% 내지 50%가 되도록 상기 피처리체에 공급하여, 상기 코발트막을 에칭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 에칭 방법은, 표면에 코발트막이 형성된 피처리체에, 상기 코발트막을 산화하기 위한 산화 가스를 공급하는 제 1 가스 공급 공정과,
그 후, β-디케톤으로 이루어지는 에칭 가스와, 해당 에칭 가스의 분해를 억제하기 위한 분해 억제 가스를 공급하여, 산화된 상기 코발트막을 에칭하는 제 2 가스 공급 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 에칭 장치는, 처리 용기 내에 마련되며, 표면에 코발트막이 형성된 피처리체를 탑재하는 탑재대와,
상기 탑재대에 탑재된 피처리체를 가열하는 가열부와,
β-디케톤으로 이루어지는 에칭 가스와, 상기 코발트막을 산화하기 위한 산화 가스를 공급하는 가스 공급부와,
상기 코발트막을 에칭하기 위해서 피처리체를 250℃ 이하의 온도로 가열하면서 상기 에칭 가스의 유량에 대한 상기 산화 가스의 유량의 비율이 0.5% 내지 50%가 되도록 해당 에칭 가스 및 산화 가스를 상기 피처리체에 공급하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 에칭 장치는, 처리 용기 내에 마련되며, 표면에 코발트막이 형성된 피처리체를 탑재하는 탑재대와,
상기 코발트막을 산화하기 위한 산화 가스를 상기 피처리체에 공급하는 산화 가스 공급부와,
β-디케톤으로 이루어지는 에칭 가스를 상기 피처리체에 공급하는 에칭 가스 공급부와,
해당 에칭 가스의 분해를 억제하기 위한 분해 억제 가스를 상기 피처리체에 공급하는 분해 억제 가스 공급부와,
상기 산화 가스를 상기 피처리체에 공급하는 제 1 단계와, 이어서 상기 에칭 가스 및 상기 분해 억제 가스를 피처리체에 공급하는 제 2 단계를 실행하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 코발트에 의한 에칭 가스의 분해가 억제되도록 피처리체의 온도가 250℃ 이하로 된 상태에서, 충분한 에칭 속도를 얻을 수 있도록 서로 유량의 비율이 조정된 에칭 가스와 산화 가스가 해당 피처리체에 공급된다. 따라서, 에칭 가스의 분해에 의한 카본막의 형성을 억제하면서, 피처리체 표면의 코발트막을 에칭할 수 있다.
본 발명의 다른 발명에 의하면, 코발트막의 산화 후, 에칭 가스와 에칭 가스의 분해 억제 가스를 피처리체에 공급함으로써, 에칭 가스의 분해가 억제된 상태에서 에칭이 실행된다. 따라서, 에칭 가스의 분해에 의한 카본막의 형성을 억제하면서, 피처리체 표면의 코발트막을 에칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 2는 상기 제 1 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 3은 상기 제 1 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 5는 상기 제 2 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 6은 상기 제 2 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 7은 상기 제 2 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 8은 가스의 공급 상태와 공급 정지 상태를 나타내는 타이밍 차트,
도 9는 웨이퍼의 종단 측면도,
도 10은 웨이퍼의 종단 측면도,
도 11은 웨이퍼의 종단 측면도,
도 12는 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도,
도 13은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도,
도 14는 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 15는 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 16은 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 17은 평가 시험의 결과를 나타내는 웨이퍼의 종단 측면 모식도,
도 18은 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 19는 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 20은 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 21은 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 22는 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 23은 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 24는 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 25는 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 26은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도.
도 2는 상기 제 1 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 3은 상기 제 1 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 5는 상기 제 2 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 6은 상기 제 2 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 7은 상기 제 2 실시형태에 따른 에칭 장치의 종단 측면도,
도 8은 가스의 공급 상태와 공급 정지 상태를 나타내는 타이밍 차트,
도 9는 웨이퍼의 종단 측면도,
도 10은 웨이퍼의 종단 측면도,
도 11은 웨이퍼의 종단 측면도,
도 12는 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도,
도 13은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도,
도 14는 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 15는 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 16은 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 17은 평가 시험의 결과를 나타내는 웨이퍼의 종단 측면 모식도,
도 18은 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 19는 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 20은 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 21은 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 22는 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 23은 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 24는 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 25는 평가 시험의 결과를 나타내는 스펙트럼도,
도 26은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도.
(제 1 실시형태)
본 발명의 제 1 실시형태에 따른 에칭 방법을 실시하는 에칭 장치(1)에 대해 도 1을 참조하면서 설명한다. 이 에칭 장치(1)에서 처리되는 피처리체인 웨이퍼(W)의 표면에는, 반도체 디바이스의 배선을 형성하기 위한 Co막이 형성되어 있다. 에칭 장치(1)는, 횡단면 형상이 개략 원형의 진공 챔버인 처리 용기(11)를 구비하고 있다. 도면 중 도면부호 12는 웨이퍼(W)의 수수를 실행하기 위해서 처리 용기(11)의 측면에 개구된 반입출구이며, 게이트 밸브(13)에 의해 개폐된다. 또한, 처리 용기(11)에는, 그 내면을 소정의 온도로 가열하는 도시하지 않은 히터가 마련되어 있다.
처리 용기(11)의 내부에는, 웨이퍼(W)의 탑재부인 원기둥 형상의 스테이지(2)가 마련되어 있다. 도면 중 도면부호 21은 스테이지(2)에 탑재되는 웨이퍼(W)를 지지하는 지지 핀이며, 지지 핀(21)은 해당 웨이퍼(W)를 스테이지(2)의 상면으로부터 예컨대 0.3㎜ 부상한 상태로 지지하도록 해당 스테이지(2)의 상면에 복수 마련되어 있다. 스테이지(2)의 내부에는 가열부를 이루는 히터(22)가 마련되어 있어서, 스테이지(2)에 탑재되는 웨이퍼(W)가 설정 온도로 되도록 가열된다.
도면 중 도면부호 23은 스테이지(2) 및 처리 용기(11)의 저면을 관통하는 관통 구멍이며, 관통 구멍(23)에는, 승강 기구(24)에 의해 스테이지(2)의 상면에서 돌몰하도록 마련된 웨이퍼(W)의 수수용의 밀어올림 핀(25)이 마련되어 있다. 도면 중 도면부호 26은 벨로우즈로서, 밀어올림 핀(25)의 하부측을 덮어, 처리 용기(11) 내의 기밀성을 확보한다. 도면 중 도면부호 14는 처리 용기(11)의 저면에 개구되는 배기구로서, 배기관(15)의 일단이 접속되어 있다. 배기관(15)의 타단은 압력 조정 밸브(16), 개폐 밸브(17)를 이 순서로 거쳐서, 진공 배기 기구인 진공 펌프(18)에 접속되어 있다.
처리 용기(11)의 상면에 형성된 개구부(19)를 폐색하도록 원형의 가스 공급부(3)가 마련되어 있다. 도면 중 도면부호 31은 가스 공급부(3)를 구성하는 원형의 확산판으로서, 스테이지(2)에 탑재되는 웨이퍼(W)와 대향한다. 도면 중 도면부호 32는 확산판(31)을 두께 방향으로 관통하는 가스 공급 구멍이며, 해당 확산판(31)은 이 가스 공급 구멍(32)이 종횡으로 배열된 펀칭 플레이트로서 구성되어 있다. 확산판(31)의 상방에는 가스 공급부(3) 내에서 웨이퍼(W)에 공급하는 각 가스를 분산시키기 위한 분산실(33)이 형성되어 있다. 도면 중 도면부호 34는 가스 공급부(3)를 가열하는 히터이다.
도면 중 도면부호 41 및 42는 가스 공급관으로서, 각 하류단이 분산실(33)에 개구되어 있다. 가스 공급관(41)의 상류단은 밸브(V1, V2), 유량 조정부(51)를 이 순서로 거쳐서, β-디케톤인 헥사플루오로아세틸아세톤(Hfac) 가스의 공급원(61)에 접속되어 있다. 가스 공급관(42)의 상류단은 밸브(V3, V4), 유량 조정부(52)를 이 순서로 거쳐서 산소(O2) 가스의 공급원(62)에 접속되어 있다.
또한, 도면 중 도면부호 63은 질소(N2) 가스의 공급원으로서, 가스 공급관(43)의 상류단이 접속되어 있다. 가스 공급관(43)에는 하류측을 향해 유량 조정부(53), 밸브(V5)가 순차적으로 개설되고, 그 하류단은 2개로 분기하여, 가스 공급관(41)의 밸브(V1)와 밸브(V2) 사이, 및 가스 공급관(42)의 밸브(V3)와 밸브(V4) 사이에 각각 접속되어 있다. O2 가스는 Co막을 산화하기 위한 산화 가스이며, Hfac 가스는 산화된 Co막을 에칭하는 에칭 가스이다. N2 가스는 Hfac 가스 및 O2 가스를 희석하기 위한 희석 가스이다.
가스 공급관(41)의 Hfac 가스 공급원(61)과 유량 조정부(51) 사이에는 바이패스 배관(44)의 상류단이 접속되어 있으며, 바이패스 배관(44)의 하류단은 유량 조정부(54), 밸브(V6)를 순차적으로 거쳐서, 배기관(15)의 압력 조정 밸브(16)와 개폐 밸브(17) 사이에 접속되어 있다. 가스 공급관(42)의 O2 가스 공급원(62)과 유량 조정부(52) 사이에는 바이패스 배관(45)의 상류단이 접속되어 있으며, 바이패스 배관(45)의 하류단은 유량 조정부(55), 밸브(V7)를 순차적으로 거쳐서, 배기관(15)의 압력 조정 밸브(16)와 개폐 밸브(17) 사이에 접속되어 있다. 바이패스 배관(44, 45)은, 후술의 에칭 처리를 실행할 때에, Hfac 가스 및 O2 가스를 처리 용기(11) 내에 공급하지 않을 때에 배기관(15)으로 공급함으로써, 이들 Hfac 가스 및 O2 가스를 처리 용기(11)에 공급할 때에 각 가스의 유량을 안정시키도록 하기 위한 배관이다.
또한, 에칭 장치(1)는 제어부(10)를 구비하고 있다. 이 제어부(10)는 예컨대 컴퓨터로 이루어지며, 프로그램, 메모리, CPU를 구비하고 있다. 프로그램은 후술의 작용 설명에 있어서의 일련의 동작을 실시하도록 단계군이 짜 넣어져 있으며, 프로그램에 따라서, 웨이퍼(W)의 온도 조정, 각 밸브(V)의 개폐, 각 가스의 유량 조정, 처리 용기(11) 내의 압력 조정 등을 실행한다. 이 프로그램은 컴퓨터 기억 매체, 예컨대 콤팩트디스크, 하드디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드 등에 수납되어 제어부(10)에 인스톨된다.
상기의 에칭 장치(1)는, 웨이퍼(W)의 표면의 Co막에 산화 가스인 O2 가스 및 에칭 가스인 Hfac 가스를 동시에 공급한다. 이처럼 각 가스가 공급된 Co막은 이하와 같은 원리로 에칭된다. 우선, 하기의 식 1에 나타내는 바와 같이, Co막의 표면이 산화된다. 하기 CoOx는 코발트의 산화물이다. 그리고, 하기의 식 2에서 나타내는 바와 같이 CoOx는 Hfac 가스와 반응하여, 착체인 고체의 Co(Hfac)2가 생성된다. 이 고체의 Co(Hfac)2는 비교적 증기압이 낮으며, 하기의 식 3에서 나타내는 바와 같이 웨이퍼(W)의 열에 의해 승화되어, 해당 웨이퍼(W)로부터 제거된다. 이와 같이 식 1 내지 식 3의 반응이 진행함으로써, Co막이 에칭된다.
Co+O2→CoOx ··· 식 1
CoOx+Hfac→Co(Hfac)2+H2O ··· 식 2
Co(Hfac)2 (고체)→Co(Hfac)2 (기체) ··· 식 3
그런데 Hfac 가스 및 O2 가스를 이용하여 동일한 반응을 진행시킴으로써 Co가 아닌 다른 재료의 금속막, 예컨대 Ni(니켈)로 이루어지는 금속막에 대해서도 에칭할 수 있다. 다른 재료의 금속막을 에칭하는 경우, 웨이퍼(W)에 공급되는 Hfac 가스의 열분해 온도는 350℃보다 약간 높은 온도이다. 그 때문에 Co막을 에칭하는 경우에 있어서 상기의 식 1 내지 식 3에서 나타낸 반응을 효율적으로 진행시키기 위해서, 이 열분해 온도보다 낮은 온도 범위 내 중 비교적 높은 온도로 웨이퍼(W)를 처리하는 것이 유효한 것으로 여겨져 왔다. 구체적으로는 예컨대 웨이퍼(W)를 275℃ 내지 350℃로 가열하여, 상기의 식 1 내지 식 3의 반응을 진행시키는 것이 유효한 것으로 여겨진다.
그러나, 발명이 해결하고자 하는 과제의 항목에서도 기술한 바와 같이, 본 발명자는 Co막을 에칭하는 경우는, 그와 같이 웨이퍼(W)를 275℃ 내지 350℃로 가열하는 것과 함께 Hfac 가스 및 O2 가스를 동시에 웨이퍼(W)에 공급하여 처리를 실행하면, 에칭 처리 후의 웨이퍼(W)의 표면에 카본막이 형성되는 것을 확인했다. 이것은 Co 및 CoOx가 촉매로서 작용함으로써, 웨이퍼(W)의 온도가 275℃ 내지 350℃인 경우에도 O2 가스의 작용에 의해 Hfac 가스가 분해되고 있으며, 이 Hfac 가스에 포함되는 탄소가 퇴적한 것에 의해 형성된 것으로 여겨진다. 상기의 에칭 장치(1)는, 이러한 Hfac 가스의 분해가 억제되도록, 상기의 식 1 내지 식 3에서 나타낸 반응을 진행시켜 Co막의 에칭을 실행한다.
이어서, 에칭 장치(1)의 동작에 대해 도 2 및 도 3을 참조하면서 설명한다. 도 2 및 도 3에서는 각 배관에 대하여, 가스가 유통하고 있는 개소를, 가스의 유통이 정지되어 있는 개소보다 굵은 선으로 표시하고 있다. 우선 웨이퍼(W)가 스테이지(2)에 탑재되고, 히터(22)에 의해 예컨대 200℃ 내지 250℃가 되도록 가열된다. 그리고, 처리 용기(11)가 배기되어 해당 처리 용기(11) 내에 진공 분위기가 형성되는 동시에, 밸브(V1, V3, V5)가 개방되고, N2 가스가 처리 용기(11)에 공급된다. 이 N2 가스의 공급에 병행하여, 밸브(V6, V7)가 개방되고, Hfac 가스 및 O2 가스가 배기관(15)에 공급된다. 도 2는 이러한 각 가스가 공급된 상태를 도시하고 있다.
이어서, 밸브(V6, V7)가 폐쇄되는 동시에, 밸브(V2, V4)가 개방되고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 처리 용기(11)에 Hfac 가스 및 O2 가스가 웨이퍼(W)에 공급된다. 이와 같이 Hfac 가스 및 O2 가스가 웨이퍼(W)에 공급되고 있을 때, 처리 용기(11) 내의 압력은 예컨대 10㎩ 내지 100㎩이 되는 동시에, 에칭 가스인 Hfac 가스의 유량에 대해 산화 가스인 O2 가스의 유량은 0.5% 내지 50%가 된다.
웨이퍼(W)에 공급된 O2 가스 및 Hfac 가스에 의해, 상기의 식 1 및 식 2에서 설명한 바와 같이 Co막의 표면에서 착체의 형성이 일어나고, 식 3에서 설명한 바와 같이 웨이퍼(W)의 열에 의해 해당 착체가 승화하여 해당 Co막의 표면이 에칭된다. 이와 같이 에칭이 진행되는 동안, 웨이퍼(W)의 온도가 상기의 비교적 낮은 온도로 되어 있는 것에 의해, 웨이퍼(W)에 공급된 Hfac 가스의 분해가 억제된다. 또한, 이와 같이 웨이퍼(W)의 온도가 낮아도, Hfac 가스의 유량에 대한 O2 가스의 유량이 상기와 같이 설정되어 있기 때문에, Co막의 에칭이 신속하게 진행된다. 이와 같이 Hfac 가스 및 O2 가스의 유량을 설정함으로써 실용상, 충분한 에칭 속도를 얻을 수 있는 것은 본 발명자의 실험에 의해 확인되고 있다.
Co막의 표면이 소망의 양만큼 에칭되면, 밸브(V2, V4)가 폐쇄되는 동시에, 밸브(V6, V7)가 개방되어, 도 2에 도시하는 바와 같이 처리 용기(11)로의 Hfac 가스 및 O2 가스의 공급이 정지되고, 처리 용기(11)에 공급되는 N2 가스에 의해 처리 용기(11) 내에 잔류하는 Hfac 가스 및 O2 가스가 퍼지되며, Co막의 에칭 처리가 종료된다.
이 에칭 장치(1)에 의한 처리에서는, 상기와 같이 웨이퍼(W)의 온도를 설정하는 동시에 웨이퍼(W)에 공급하는 Hfac 가스와 O2 가스의 유량비에 대해 상기와 같이 설정함으로써, Hfac 가스의 분해를 억제하여 카본막의 형성을 방지하면서, 에칭 속도의 저하가 억제되도록 Co막의 에칭을 실행할 수 있다.
그런데 Co를 산화하여 CoOx를 생성시키기 위해서 이용하는 산화 가스는 O2 가스인 것에 한정되지 않는다. 예컨대, O2 가스 대신에 NO(일산화질소) 가스를 이용해도 좋고, O3(오존) 가스를 이용해도 좋다. O3 가스 또는 NO 가스를 이용함으로써, O2 가스를 이용한 경우보다 높은 에칭 속도를 얻을 수 있는 것을 본 발명자는 확인하고 있다. 산화 가스로서 O3 가스 또는 NO 가스를 이용하는 경우도, Hfac 가스의 유량에 대한 이들 산화 가스의 유량은 상기의 비율이 되도록 처리가 실행된다.
(제 2 실시형태)
이어서, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 에칭 방법을 실시하는 에칭 장치(7)에 대하여, 에칭 장치(1)와의 차이점을 중심으로 도 4를 참조하면서 설명한다. 이 에칭 장치(7)에는, 하류단이 분산실(33)에 개구된 가스 공급관(46)이 마련되며, 가스 공급관(46)의 상류단은 밸브(V8, V9), 유량 조정부(56)를 이 순서로 거쳐서, Hfac 가스의 분해를 억제하기 위한 수소(H2) 가스의 공급원(64)에 접속되어 있다.
또한, 가스 공급관(46)의 H2 가스 공급원(64)과 유량 조정부(56) 사이에는, 바이패스 배관(47)의 상류단이 접속되어 있으며, 바이패스 배관(47)의 하류단은 유량 조정부(57), 밸브(V10)를 순차적으로 거쳐서, 배기관(15)의 압력 조정 밸브(16)와 개폐 밸브(17) 사이에 접속되어 있다. 바이패스 배관(47)은 바이패스 배관(44, 45)과 마찬가지로, H2 가스를 처리 용기(11)에 공급하지 않을 때에는, 배기관(15)으로 공급함으로써, H2 가스를 처리 용기(11)에 공급할 때에 해당 H2 가스의 유량을 안정시키도록 하기 위한 배관이다. 또한, 상류단이 N2 가스 공급원(63)에 접속된 가스 공급관(43)의 하류단은 3개로 분기되며, 그 중 2개는 에칭 장치(1)와 마찬가지로 가스 공급관(41, 42)에 접속되고, 나머지 1개는 가스 공급관(46)에 있어서 밸브(V8, V9)의 사이에 접속되어 있다.
이어서, 에칭 장치(7)의 동작에 대해, 도 2 및 도 3과 마찬가지로 각 배관의 가스의 흐름을 나타내는 도 5 내지 도 7을 참조하면서 설명한다. 또한, 도 8은 O2 가스, Hfac 가스, H2 가스의 각각에 대하여, 웨이퍼(W)로의 공급이 실행되고 있는 상태(차트 중 ON으로 표기)와 공급이 정지되어 있는 상태(차트 중 OFF로 표기)의 전환을 나타내는 타이밍 차트이며, 이 차트도 적절히 참조한다. 또한, 도 9 내지 도 11은 웨이퍼(W)의 종단 측면도이며, 이들 도 9 내지 도 11도 적절히 참조한다. 도 9는 에칭 장치(7)에서 처리 전의 웨이퍼(W)이며, 도면 중 도면부호 71은 웨이퍼(W) 표면에 형성된 Co막이다.
우선, 상기의 도 9에 도시하는 웨이퍼(W)가 스테이지(2)에 탑재되며, 히터(22)에 의해 예컨대 250℃ 이상 또한 Hfac 가스의 분해 온도보다 낮은 온도, 구체적으로는 예컨대 250℃ 내지 350℃가 되도록 가열된다. 그리고, 처리 용기(11)가 배기되어 해당 처리 용기(11) 내에 진공 분위기가 형성되는 동시에, 밸브(V1, V3, V5, V8)가 개방되어, N2 가스가 처리 용기(11)에 공급된다. 이 N2 가스의 공급에 병행하여, 밸브(V6, V7, V10)가 개방되어, Hfac 가스, O2 가스 및 H2 가스가 배기관(15)에 공급된다. 도 5는 이와 같이 각 가스가 공급된 상태를 도시하고 있다.
이어서, 밸브(V7)가 폐쇄되는 동시에 밸브(V4)가 개방되고, 예컨대 처리 용기(11) 내의 압력이 10㎩ 내지 100㎩이 된 상태에서, 단계(S1)로서 도 6에 도시하는 바와 같이 처리 용기(11)에 O2 가스가 웨이퍼(W)에 공급된다(차트 중 시각 t1). 이에 의해서, 상기의 식 1에서 설명한 바와 같이 Co막의 표면이 산화되어 CoOx의 층(72)이 형성된다(도 10).
그 후, 밸브(V4, V6, V10)가 폐쇄되는 동시에 밸브(V2, V7, V9)가 개방되고, 예컨대 처리 용기(11) 내의 압력이 10㎩ 내지 100㎩이 된 상태에서, 단계(S2)로서 도 7에 도시하는 바와 같이 처리 용기(11)에 Hfac 가스 및 H2 가스가 웨이퍼(W)에 공급되고(차트 중 시각 t2), 이들 가스에 의해 처리 용기(11) 내의 O2 가스는 퍼지된다. 이와 같이 처리 용기(11) 내로의 O2 가스의 공급이 정지되어 해당 처리 용기(11) 내에 있어서의 O2 가스의 농도가 저하된 상태에서, Hfac 가스가 분해 억제 가스인 H2 가스와 함께 공급됨으로써, 해당 Hfac 가스의 분해는 억제된다. 따라서, 카본층의 형성이 억제되면서, 상기의 식 2 및 식 3에서 설명한 착체의 형성 및 해당 착체의 승화가 일어나, Co막 표면의 CoOx의 층(72)이 제거된다(도 11).
그 후, 밸브(V2, V7, V9)가 폐쇄되는 동시에 밸브(V4, V6, V10)가 개방되어, 처리 용기(11)로의 Hfac 가스 및 H2 가스의 공급이 정지되는 동시에 재차 처리 용기(11)에 O2 가스가 웨이퍼(W)에 공급되고, 상기의 단계(S1)가 실행된다(시각 t3). 즉, Co막의 표면이 산화되어 CoOx의 층(72)이 형성된다. 그 후, 밸브(V4, V6, V10)가 폐쇄되는 동시에 밸브(V2, V7, V8)가 개방되어, 처리 용기(11)로의 O2 가스의 공급이 정지되는 동시에 재차 처리 용기(11)에 Hfac 가스 및 H2 가스가 웨이퍼(W)에 공급되고, 상기의 단계(S2)가 실행된다. 즉, 착체가 형성되어 CoOx의 층(72)이 제거된다(시각 t4).
단계(S1, S2)가 소정 횟수 반복되어, Co막의 표면이 소망의 양만큼 에칭되면, 단계(S2)가 실행되고 있는 상태로부터 밸브(V6, V10)가 개방되는 동시에, 밸브(V2, V9)가 폐쇄되어, 도 5에 도시하는 바와 같이 처리 용기(11)에는 N2 가스만 공급되는 상태가 된다. 해당 N2 가스에 의해 처리 용기(11)에 잔류하는 Hfac 가스 및 H2 가스가 퍼지되고, Co막의 에칭 처리가 종료된다.
이 에칭 장치(7)에 의하면, Co막이 표면에 형성된 웨이퍼(W)에 O2 가스를 공급한 후에 Hfac 가스 및 H2 가스를 공급하고 있다. 이에 의해 Co 및 CoOx의 촉매 효과에 의한 Hfac 가스의 O2 가스에 의한 분해가 억제되어, 웨이퍼(W)에 카본막이 형성되는 것을 방지하면서, Co막의 에칭을 실행할 수 있다.
상기의 예에서는, 분해 억제 가스로서 H2 가스를 Hfac 가스와 함께 웨이퍼(W)에 공급하고 있지만, Hfac 가스에 대해 환원성을 갖는 가스이면, Hfac 가스의 산화를 억제하여 분해를 억제하기 때문에, H2 이외에 그러한 환원성을 갖는 가스를 분해 억제 가스로 이용할 수 있다. 예컨대 NH3(암모니아) 가스, H2S(황화수소) 가스 등의 가스를 분해 억제 가스로 이용해도 좋다. 또한, 단계(S1, S2)는 반복하여 복수 회 실행하는 것에 한정되지 않으며, Co막의 에칭량이 작은 경우에는, 단계(S1, S2)를 각각 1회만 실행하도록 해도 좋다. 또한, O2 가스의 공급의 정지와 Hfac 가스 및 H2 가스의 공급 개시는 동시인 것에 한정되지 않는다. O2 가스의 공급 정지 후, 처리 용기(11) 내에 잔류하는 O2 가스를 N2 가스에 의해 퍼지하고 나서, Hfac 가스 및 H2 가스를 공급해도 좋다.
제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 있어서, 상기의 Co를 에칭하는 가스로서는, 상기의 식 1 내지 식 3에서 나타내는 바와 같이 CoOx와 반응하며, CoOx보다 증기압이 낮은 착체를 형성할 수 있는 β-디케톤의 가스이면 좋고, 예컨대 트리플루오로아세틸아세톤(1,1,1-트리플루오로-2,4-펜탄디온이라고도 불림), 아세틸아세톤 등의 가스를, Hfac(1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄디온이라고도 불림) 가스 대신 이용할 수 있다.
평가 시험
이하, 본 발명에 관련하여 실행된 평가 시험에 대해 설명한다.
(평가 시험 1)
평가 시험 1-1로서, 표면에 Co막이 형성된 복수의 웨이퍼(W)에 대해, 상기의 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이 각 가스를 공급하여 Co막의 에칭 처리를 실행했다. 다만, Hfac 가스 및 O2 가스를 공급할 때의 각 웨이퍼(W)의 온도는 각각 250℃, 275℃, 300℃로 했다. 그리고, 에칭 종료 후, 웨이퍼(W)의 표면의 카본막의 막 두께를 측정했다.
평가 시험 1-2로서, 평가 시험 1-1과 마찬가지로, Hfac 가스 및 O2 가스를 공급할 때에, 복수의 각 웨이퍼(W)의 온도를 각각 250℃, 275℃, 300℃로 설정하여 에칭 처리를 실행하고, 처리 후에 각 웨이퍼(W) 표면의 카본막의 막 두께를 측정했다. 다만, 이 평가 시험 1-2에서는, 웨이퍼(W)의 표면에는 Co막 대신에 다른 종류의 금속막, 예컨대 Ni막이 형성되어 있으며, Hfac 가스 및 O2 가스에 의해, 해당 다른 종류의 금속막이 에칭된다.
도 12는 평가 시험 1의 결과를 나타내는 그래프이다. 그래프의 가로축은 H2 가스 및 O2 가스 공급 시의 웨이퍼(W)의 온도(단위: ℃)이며, 그래프의 세로축은 카본막의 막 두께(단위: ㎚)이다. 평가 시험 1-2에서는 웨이퍼(W)의 온도가 250℃, 275℃, 300℃ 중 어느 것이라도 카본막의 막 두께는 0㎚였다. 즉, 카본막의 형성은 확인되지 않았다. 그러나, 평가 시험 1-1에서는, 웨이퍼(W)의 온도가 250℃인 경우는 카본막의 막 두께는 0㎚였지만, 275℃인 경우는 약 5㎚ 형성되었으며, 300℃의 경우 약 50㎚ 형성되어 있었다. 또한, 이와 같이 평가 시험 1-1에서 형성된 카본막의 막 두께는 웨이퍼(W)의 면 내에서 편차가 비교적 컸다.
본 발명자는, 이 평가 시험 1의 결과에 의해서, 상술한 바와 같이 Co막을 에칭할 때에는 Co 및 CoOx가 촉매 효과를 가짐으로써, Hfac 가스가 분해되는 온도가, Co 이외의 재료의 막을 에칭하는 경우의 Hfac 가스가 분해되는 온도보다 낮아져 버린다고 하는 지견을 얻었다. 또한, 상기와 같이 평가 시험 1-1에서 웨이퍼(W)의 온도가 250℃인 경우에는 카본막이 형성되지 않았으므로, 제 1 실시형태의 효과가 확인되었다.
평가 시험 2
평가 시험 2-1로서, 제 1 실시형태와 마찬가지로 Hfac 가스 및 O2 가스를 동시에 웨이퍼(W)에 대해, 웨이퍼(W)의 표면의 Co막의 에칭 처리를 실행했다. 이 평가 시험 2-1에서는, Hfac 가스 및 O2 가스의 공급 시에 있어서의 처리 용기(11) 내의 압력은 20Torr(2.67×103㎩)로 설정했다. 또한, 에칭 처리는 복수 매의 웨이퍼(W)에 대해 실행하며, 서로 다른 온도가 되도록 각 웨이퍼(W)를 가열하고 처리를 실행했다. 에칭 처리 후는, 각 웨이퍼(W)의 Co막의 에칭 레이트(단위: ㎚/분)를 측정했다. 또한, 평가 시험 2-2로서, 평가 시험 2-1과 대략 동일하게 웨이퍼(W)를 처리하고, Co막의 에칭 레이트를 측정했다. 평가 시험 2-2에서는 평가 시험 2-1과 달리, Hfac 가스 및 O2 가스의 공급 시에 있어서의 처리 용기(11) 내의 압력은 100Torr(1.33×104㎩)로 설정했다.
도 13의 편대수 그래프는 이 평가 시험 2의 결과를 나타내고 있는데, 그래프의 가로축은 Hfac 가스 및 O2 가스 공급시의 웨이퍼(W)의 온도(단위: ℃)이며, 그래프의 세로축은 에칭 레이트(단위: ㎚/분)이다. 이 그래프에 나타내는 바와 같이 평가 시험 2-1 및 2-2 각각에 있어서, 250℃ 내지 330℃의 범위에서 웨이퍼(W)의 온도가 높을수록 에칭 레이트가 높아지고 있다. 따라서, 에칭 레이트에는 온도 의존성이 있는 것을 알 수 있다. 또한, 평가 시험 2-1 및 2-2에서 웨이퍼(W)의 온도가 동일한 경우에는 평가 시험 2-2 쪽이 에칭레이트가 높다. 아레니우스 플롯(Arrhenius plot)에 의해 상기의 식 2의 Co(Hfac)2를 생성시키는 반응이 진행되기 위한 활성화 에너지를 구하면, 처리 용기(11) 내의 압력이 20Torr인 경우에 1.39eV, 100Torr인 경우에 0.63eV여서, 평가 시험 2-2 쪽이 평가 시험 2-1보다 식 2의 반응이 진행되기 쉬워, 착체가 형성되기 쉽다.
이 평가 시험 2에 나타내는 바와 같이 Hfac 가스 및 O2 가스 공급시의 웨이퍼(W)의 주위의 압력을 조정함으로써, 에칭 레이트를 제어할 수 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 온도가 비교적 낮아도, 실용상 충분한 속도로 웨이퍼(W)의 에칭을 실행할 수 있다는 것이 추정된다. 또한, 발명자는, 실험에 의해서, 상기의 착체를 형성하기 위한 식 2의 반응을 진행시키기 위해 필요한 활성화 에너지는 에칭 가스의 유량에 대한 상기 산화 가스의 유량의 비율을 조정하는 것에 의해서도 변화된다고 추정하고 있다.
(평가 시험 3)
평가 시험 3으로서, 웨이퍼(W)에 형성된 Co막의 표면에 대해, X선 광전자 분광법(XPS)에 의해 C 1s에 대한 스펙트럼을 취득했다. 그리고, 이 웨이퍼(W)에 대하여, 제 1 실시형태와 마찬가지로 Hfac 가스 및 O2 가스를 동시에 공급하여, 웨이퍼(W)의 표면의 Co막의 에칭 처리를 실행했다. 다만, 이들 가스가 공급될 때의 웨이퍼(W)의 온도는 제 1 실시형태에서 나타낸 온도와는 다른 300℃로 했다. 에칭 처리 후에, XPS에 의해 웨이퍼(W) 표면의 C 1s에 대한 스펙트럼을 취득했다.
도 14 및 도 15의 그래프는 각각 에칭 전 및 에칭 후에 취득된 스펙트럼을 나타내고 있다. 그래프의 가로축의 수치는 원소의 결합 에너지(단위: eV)를 나타내며, 세로축의 수치는 검출되는 광전자의 강도를 나타내고 있다. 도 14의 에칭 전의 스펙트럼에서는, 탄소 원자와 탄소 원자의 이중 결합, 탄소 원자와 탄소 원자의 단결합, 및 탄소 원자와 산소 원자의 단결합에 대한 존재가 확인되었지만, 에칭 후의 스펙트럼에서는 이들 결합에 더하여, -COO- 및 -OCOO-로 이루어지는 기가 존재하는 것이 나타났다. 또한, 에칭 후에 취득된 스펙트럼에서는 C 원자 농도가 90% 이상인 것이 확인되며, 또한 Co가 검출되지 않았다. 이 XPS에 의해 취득된 스펙트럼으로부터, 에칭에 의해 웨이퍼(W)의 표면 상태가 변화되어 있고, 카본층이 형성되어 있는 것이 추정된다.
도 15의 스펙트럼이 취득된 에칭 후의 웨이퍼(W)의 표면에 대하여, 라만 분광법을 실행함으로써 도 16에 도시하는 스펙트럼을 취득했다. 도 16의 스펙트럼의 가로축은 라만 시프트(단위: ㎝-1), 세로축은 강도를 나타내고 있다. 이 도 16의 스펙트럼에 있어서, 1600㎝-1 부근의 G-band, 1340㎝-1 부근의 D-band에, 각각 카본에 유래하는 것으로 추찰되는 피크가 확인되었다. G-band의 피크는 결정 카본의 존재를, D-band의 피크는 아몰퍼스(amorphous) 카본의 존재를 시사하기 때문에, 이 웨이퍼(W)의 표면에서는 아몰퍼스 카본 중에 결정 카본이 혼입된 카본층이 형성되어 있을 가능성이 있다. 이와 같이, 라만 분광법에 의해서도 카본층의 존재가 시사되었다.
도 16의 스펙트럼이 취득된 에칭 후의 웨이퍼(W)에 대하여, 투과형 전자 현미경(TEM)에 의한 촬상을 실행했다. 도 17은 취득된 화상의 모식도로서, 웨이퍼(W)의 종단 측면을 나타내고 있다. SiO2막, TiN막의 순서로 상방을 향해 각 막이 적층되어 있으며, 에칭 전에는 TiN막 상에 막 두께 100㎚의 Co막이 형성되어 있었다. 화상에서는 이 Co막은 완전히 제거되어 있는 것, 및 해당 TiN막 상에는 막 두께가 70㎚인 카본막이 형성되어 있는 것이 확인되었다. 이와 같이 평가 시험 2로부터, 웨이퍼(W)를 300℃로 하여 Hfac 가스 및 O2 가스를 해당 웨이퍼(W)에 동시에 공급하면, 카본막(카본층)이 형성되는 것이 나타났다. 이러한 지견을 얻음으로써 본 발명자는 본 발명에 도달했다.
(평가 시험 4)
평가 시험 4로서, 웨이퍼(W)에 형성된 Co막의 표면에 대하여, 제 1 실시형태와 마찬가지로 Hfac 가스 및 O2 가스를 동시에 공급하여, 복수의 웨이퍼(W)의 표면의 Co막의 에칭 처리를 실행했다. 다만, 이들 가스가 공급될 때의 웨이퍼(W)의 온도는 웨이퍼(W)마다 다르게 설정했다. 200℃ 이상 250℃ 미만으로 가열한 시험을 평가 시험 4-1, 250℃로 가열한 시험을 평가 시험 4-2, 275℃로 가열한 시험을 평가 시험 4-3, 300℃로 가열한 시험을 평가 시험 4-4로 한다. 에칭 처리 후에, 각 평가 시험 4-1 내지 4-4의 웨이퍼(W)의 표면에 대하여, XPS에 의해 스펙트럼을 취득했다.
도 18 및 도 19, 도 20 및 도 21, 도 22 및 도 23, 도 24 및 도 25는 각각 평가 시험 4-1, 4-2, 4-3, 4-4로부터 취득된 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 도 14 및 도 15와 마찬가지로 그래프의 가로축, 세로축은 각각 결합 에너지(단위: eV), 검출되는 광전자의 강도를 나타내고 있다. 도 18, 도 20, 도 22 및 도 24는 770eV 내지 810ev의 스펙트럼을 나타내고 있으며, 도 19, 도 21, 도 23 및 도 25는 275eV 부근 내지 295eV 부근의 스펙트럼을 나타내고 있다. 도 18 및 도 20에서는, Co 2p를 나타내는 피크가 778eV 부근 및 795eV 부근에 출현하고 있다. 또한, 도 19 및 도 21에서는 C 1s를 나타내는 피크가 285eV 부근에 출현하고 있지만, 그 피크가 작다. 도 22 및 도 24에서는 Co 2p를 나타내는 피크가 778eV 부근 및 795eV 부근에 관찰되지 않는다. 또한, 도 23 및 도 25에서는 285eV 부근에 C 1s를 나타내는 피크가, 도 19 및 도 21의 피크보다 크게 출현하고 있다.
이러한 결과로부터 평가 시험 4-1 및 4-2에서는 웨이퍼(W) 표면에 카본막이 형성되어 있지 않으며, Co막이 노출된 상태로 되어 있지만, 평가 시험 4-3 및 4-4에서는, Co막을 피복하도록 카본막이 형성되어 있는 것이 추정된다. 즉, Hfac 가스 및 O2 가스를 동시에 공급할 때에, 웨이퍼(W)를 275℃ 이상으로 하고 있으면, 카본막이 형성되어 버리는 것을 알 수 있다. 또한, 평가 시험 4-1 및 4-2에서는 카본막이 형성되어 있지 않으므로, 제 1 실시형태의 효과가 확인되었다.
평가 시험 5
평가 시험 5로서, 제 1 실시형태에서 설명한 방법에 의해서, 복수의 웨이퍼(W)의 Co막에 대해 에칭 처리를 실행했다. 다만, 이 평가 시험 5의 에칭 처리에서는, 웨이퍼(W)마다, 서로 다른 Co를 산화하기 위한 산화 가스를 이용하여 처리를 실행했다. 산화 가스로서는, O3 가스, O2 가스, NO 가스, N2O(아산화질소) 가스, H2O2(과산화 수소) 가스를 각각 이용했다. 도 26은 평가 시험 5의 결과를 나타내는 그래프이다. 세로축은 소정의 시간에 있어서의 1회의 에칭 처리당 Co의 에칭량(㎚/cycle로 표기), 즉 에칭 속도를 나타내고 있다. 그래프에 나타내는 바와 같이, 상기의 산화 가스 중 어느 산화 가스를 이용한 경우라도 에칭을 실행할 수 있는 것이 확인되었다. 그래프로부터 명확한 바와 같이, O3 가스를 이용한 경우 및 NO 가스를 이용한 경우에는, O2 가스를 이용한 경우보다 에칭량이 크다. 따라서, 이 평가 시험 5로부터 산화 가스로서, 이들 O3 가스 또는 NO 가스를 이용하는 것이 특히 유효하다는 것이 확인되었다.
W: 웨이퍼 1: 에칭 장치
10: 제어부 11: 처리 용기
2: 스테이지 22: 히터
3: 가스 공급부 61: Hfac 가스 공급원
62: O2 가스 공급원 64: H2 가스 공급원
10: 제어부 11: 처리 용기
2: 스테이지 22: 히터
3: 가스 공급부 61: Hfac 가스 공급원
62: O2 가스 공급원 64: H2 가스 공급원
Claims (10)
- 표면에 코발트막이 형성된 피처리체에, 상기 코발트막을 산화하기 위한 산화 가스를 공급하는 제 1 가스 공급 공정과,
그 후, β-디케톤으로 이루어지는 에칭 가스와, 상기 에칭 가스의 분해를 억제하기 위한 분해 억제 가스를 공급하여, 산화된 상기 코발트막을 에칭하는 제 2 가스 공급 공정을 포함하고,
상기 제 2 가스 공급 공정은 상기 피처리체를 250℃ 이상 350℃ 미만으로 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
에칭 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 가스 공급 공정과 상기 제 2 가스 공급 공정으로 이루어지는 사이클을 반복하여 실행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
에칭 방법. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 분해 억제 가스는 수소 가스, NH3 가스 및 H2S 가스 중 하나인 것을 특징으로 하는
에칭 방법. - 표면에 코발트막이 형성된 피처리체를 에칭 가스의 분해가 억제되는 250℃ 이하의 온도로 가열하면서 β-디케톤으로 이루어지는 에칭 가스와, 상기 코발트막을 산화하기 위한 산화 가스를, 상기 에칭 가스의 유량에 대한 상기 산화 가스의 유량의 비율이 0.5% 내지 50%가 되도록 상기 피처리체에 공급하여, 상기 코발트막을 에칭하는 공정을 포함하며,
상기 산화 가스는 일산화질소 가스 또는 오존 가스인 것을 특징으로 하는
에칭 방법. - 삭제
- 처리 용기 내에 마련되며, 표면에 코발트막이 형성된 피처리체를 탑재하는 탑재대와,
상기 코발트막을 산화하기 위한 산화 가스를 상기 피처리체에 공급하는 산화 가스 공급부와,
β-디케톤으로 이루어지는 에칭 가스를 상기 피처리체에 공급하는 에칭 가스 공급부와,
상기 에칭 가스의 분해를 억제하기 위한 분해 억제 가스를 상기 피처리체에 공급하는 분해 억제 가스 공급부와,
상기 산화 가스를 상기 피처리체에 공급하는 제 1 단계와, 이어서 상기 에칭 가스 및 상기 분해 억제 가스를 상기 피처리체에 공급하는 제 2 단계를 실행하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하고,
상기 제 2 단계에서는 상기 피처리체를 250℃ 이상 350℃ 미만으로 가열하도록 하는 것을 특징으로 하는
에칭 장치. - 처리 용기 내에 마련되며, 표면에 코발트막이 형성된 피처리체를 탑재하는 탑재대와,
상기 탑재대에 탑재된 피처리체를 가열하는 가열부와,
β-디케톤으로 이루어지는 에칭 가스와, 상기 코발트막을 산화하기 위한 산화 가스를 공급하는 가스 공급부와,
상기 코발트막을 에칭하기 위해서 피처리체를 에칭 가스의 분해가 억제되는 250℃ 이하의 온도로 가열하면서 상기 에칭 가스의 유량에 대한 상기 산화 가스의 유량의 비율이 0.5% 내지 50%가 되도록 상기 에칭 가스 및 산화 가스를 상기 피처리체에 공급하도록 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하며,
상기 산화 가스는 일산화질소 가스 또는 오존 가스인 것을 특징으로 하는
에칭 장치.
- 삭제
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