TWI725194B - 蝕刻方法及蝕刻裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之蝕刻方法之特徵在於：藉由對在表面並存形成有包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜與包含銅之第2金屬膜之被處理體進行供給包含含有β-二酮之蝕刻氣體及氮氧化物氣體之第1混合氣體的步驟，而相對於第2金屬膜選擇性地蝕刻第1金屬膜，或者，藉由對上述被處理體進行供給包含含有β-二酮之蝕刻氣體及氧氣之第2混合氣體的步驟，而相對於第1金屬膜選擇性地蝕刻第2金屬膜。

Description

蝕刻方法及蝕刻裝置
本發明係關於一種蝕刻方法及蝕刻裝置。
作為半導體元件之配線材料，至今使用銅，但於配線之微細化有所發展之現狀下，研究代替銅而將鈷用作配線材料。其原因在於：於將銅用作配線材料之情形時，為了防止構成銅配線之金屬原子擴散至周圍之絕緣膜，而必須於銅配線之周圍形成障壁膜，相對於此，於將鈷用作配線材料之情形時，鈷配線本身亦具有作為障壁膜之功能，藉此，無須除配線以外另外形成障壁膜。
又，由於欲形成微細之配線之背景，故而要求高度控制金屬膜之蝕刻。具體而言，對以於晶圓之面內蝕刻量之偏差抑制於1nm以下之方式蝕刻金屬膜、控制蝕刻後之金屬膜表面之粗糙度、選擇性地蝕刻金屬膜等情況進行研究。為了進行此種高度之蝕刻控制，若為藉由藥液蝕刻金屬膜之濕式蝕刻則較困難，從而研究藉由氣體蝕刻金屬膜之乾式蝕刻。
提出有使用β-二酮之方法作為對附著於半導體元件之製造步驟中使用之成膜裝置內之金屬膜進行乾式淨化之方法，但該方法並非微細地蝕刻基板上之金屬膜之方法。
例如，於專利文獻1中，記載有藉由淨化步驟將附著於成膜處理裝置之內部之金屬銅去除之淨化方法，該淨化步驟包括：氧化步驟，其將金屬銅氧化而製作氧化銅；錯合步驟，其將上述氧化銅錯合而製作銅錯合物； 及昇華步驟，其將上述銅錯合物昇華。於專利文獻1之實施例中，記載有如下方法，即，將作為β-二酮之六氟乙醯丙酮(亦稱為Hfac、1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮)與氧同時導入至真空容器內，而同時製作可錯合之環境與可氧化之環境，認為藉由該方法，可進行金屬銅之附著膜之順利之淨化。
又，於專利文獻2中，記載有如下乾式淨化方法，即，藉由使包含β-二酮及NOx(NO、N2O中之任一者)之淨化氣體與處於200~400℃之溫度範圍內之金屬膜反應，而將附著於成膜裝置之金屬膜去除。於專利文獻2中，作為構成金屬膜之金屬之例，可列舉鎳、錳、鐵、鈷等。根據專利文獻2，認為藉由使用NOx，可將金屬膜蝕刻去除之溫度範圍相較使用氧之情形擴大。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平11-140652號公報
[專利文獻2]日本專利特開2013-194307號公報
如專利文獻1及2所記載般，使用β-二酮蝕刻金屬膜之方法眾所周知。然而，任一文獻均為揭示對1種金屬膜進行蝕刻之方法者，而並非揭示於複數種金屬膜並存之被處理體中選擇性地蝕刻特定金屬膜(例如鈷膜或銅膜等)之方法者。因此，至今不存在關於選擇性地蝕刻特定金屬膜之方法之見解。
本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於提供一種蝕刻方法、 及實施該蝕刻方法之蝕刻裝置，該蝕刻方法可於包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜與包含銅之第2金屬膜並存之被處理體中選擇性地蝕刻第1金屬膜及第2金屬膜中之一者。
本發明者等人發現，藉由變更含有β-二酮之蝕刻氣體中添加之氣體之種類而可控制對於包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜之蝕刻速度與對於包含銅之第2金屬膜之蝕刻速度的比率，從而完成本發明。
本發明之蝕刻方法之特徵在於：藉由對在表面並存形成有包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜與包含銅之第2金屬膜之被處理體進行供給包含含有β-二酮之蝕刻氣體及氮氧化物氣體之第1混合氣體的步驟，而相對於第2金屬膜選擇性地蝕刻第1金屬膜。
於本發明之蝕刻方法中，藉由將包含含有Hfac等β-二酮之蝕刻氣體及氮氧化物氣體之第1混合氣體供給至被處理體，可相較於對於包含銅之第2金屬膜之蝕刻速度，使對於包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜之蝕刻速度增大。
於供給第1混合氣體之步驟中添加之氮氧化物氣體之濃度並無特別限定，但若氮氧化物氣體之濃度過低則難以進行第1金屬膜之蝕刻，另一方面，若氮氧化物氣體之濃度過高則有蝕刻停止之虞。因此，較佳為於供給上述第1混合氣體之步驟中，上述氮氧化物氣體之量相對於上述第1混合氣體之總量之比率為0.01~10體積%。
於供給上述第1混合氣體之步驟中，就獲得對於第1金屬膜之充分之蝕刻速度之觀點而言，較佳為將上述被處理體加熱至150~250℃。
本發明之蝕刻方法較佳為於供給上述第1混合氣體之步驟之前，進行 將上述蝕刻氣體供給至上述被處理體之步驟。
藉由在供給第1混合氣體之步驟(以下亦稱為正式蝕刻步驟)之前進行供給含有β-二酮之蝕刻氣體之步驟(以下亦稱為預蝕刻步驟)，可穩定地獲得對於第1金屬膜之蝕刻速度。推定其原因在於：藉由預蝕刻步驟，而將存在於第1金屬膜之表面之自然氧化膜去除，從而於其後之正式蝕刻步驟中，穩定地進行蝕刻。
本發明之蝕刻方法較佳為於供給上述第1混合氣體之步驟之前，進行將還原性氣體供給至上述被處理體之步驟。上述還原性氣體較佳為氫氣。
藉由供給第1混合氣體，可相對於第2金屬膜選擇性地蝕刻第1金屬膜，但並非蝕刻對象之第2金屬膜之表面亦會被略微蝕刻，故而第2金屬膜之表面之平坦性降低。藉由在供給第1混合氣體之步驟之前進行供給氫氣等還原性氣體之步驟，可維持並非蝕刻對象之第2金屬膜之表面之平坦性。推定其原因在於：藉由供給還原性氣體，而將存在於第2金屬膜之表面之自然氧化膜還原，從而於其後之正式蝕刻步驟中，第2金屬膜之表面不易被蝕刻。
於本發明之蝕刻方法中，上述氮氧化物氣體較佳為一氧化氮氣體。
於本發明之蝕刻方法中，較佳為於供給上述第1混合氣體之步驟中，進而供給選自由氮氣、氬氣及氦氣所組成之群中之1種以上之惰性氣體。
於本發明之蝕刻方法中，較佳為，上述第1混合氣體包含含有β-二酮之蝕刻氣體、一氧化氮氣體、以及選自由氮氣、氬氣及氦氣所組成之群中之1種以上之惰性氣體，於供給上述第1混合氣體之步驟中，上述一氧化氮氣體之量相對於上述第1混合氣體之總量之比率為0.01~10體積%，並且將上述被處理體加熱至150~250℃。
本發明之蝕刻方法之特徵在於：藉由對在表面並存形成有包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜與包含銅之第2金屬膜之被處理體進行供給包含含有β-二酮之蝕刻氣體及氧氣之第2混合氣體之步驟，而相對於第1金屬膜選擇性地蝕刻第2金屬膜。
於本發明之蝕刻方法中，藉由將包含含有Hfac等β-二酮之蝕刻氣體及氧氣之第2混合氣體供給至被處理體，可相較於對於包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜之蝕刻速度，使對於包含銅之第2金屬膜之蝕刻速度增大。
於供給第2混合氣體之步驟中添加之氧氣之濃度並無特別限定，但就獲得對於第2金屬膜之充分之蝕刻速度之觀點而言，較佳為於供給上述第2混合氣體之步驟中，上述氧氣之量相對於上述第2混合氣體之總量之比率為10~80體積%。
於供給上述第2混合氣體之步驟中，就獲得對於第2金屬膜之充分之蝕刻速度之觀點而言，較佳為將上述被處理體加熱至150~250℃。
於本發明之蝕刻方法中，亦可於供給上述第2混合氣體之步驟中，進而供給選自由氮氣、氬氣及氦氣所組成之群中之1種以上之惰性氣體。
本發明之蝕刻裝置之特徵在於具備：載置部，其設置於處理容器內，載置在表面並存形成有包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜與包含銅之第2金屬膜之被處理體；蝕刻氣體供給部，其將含有β-二酮之蝕刻氣體供給至上述被處理體；氮氧化物氣體供給部，其將氮氧化物氣體供給至上述被處理體；氧氣供給部，其將氧氣供給至上述被處理體；及控制部，其以如下方式輸出控制信號：於相對於第2金屬膜選擇性地蝕刻第1金屬膜時將包含上述蝕刻氣體及上述氮氧化物氣體之第1混合氣體供給至被處理體，於相對於第1金屬膜選擇性地蝕刻第2金屬膜時將包含上述蝕刻氣體及上述氧氣之 第2混合氣體供給至被處理體。
於本發明之蝕刻裝置中，上述控制部較佳為以如下方式輸出控制信號：於將上述第1混合氣體供給至被處理體前，將上述蝕刻氣體供給至上述被處理體。
本發明之蝕刻裝置較佳為進而具備將還原性氣體供給至上述被處理體之還原性氣體供給部，且上述控制部以如下方式輸出控制信號：於將上述第1混合氣體供給至被處理體前，將上述還原性氣體供給至上述被處理體。
本發明之蝕刻裝置較佳為進而具備將惰性氣體供給至上述被處理體之惰性氣體供給部，且上述控制部以如下方式輸出控制信號：於相對於第2金屬膜選擇性地蝕刻第1金屬膜時將包含上述蝕刻氣體、上述氮氧化物氣體及上述惰性氣體之第1混合氣體供給至被處理體，於相對於第1金屬膜選擇性地蝕刻第2金屬膜時將包含上述蝕刻氣體及上述氧氣之第2混合氣體供給至被處理體。
根據本發明，可於包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜與包含銅之第2金屬膜並存之被處理體中選擇性地蝕刻第1金屬膜及第2金屬膜中之一者。
1:蝕刻裝置
2:蝕刻裝置
10:控制部
11:處理容器
12:搬入搬出口
13:閘閥
14:排氣口
15:排氣管
16:壓力調整閥
17:開閉閥
18:真空泵
19:開口部
20:載台(載置部)
21:支持銷
22:加熱器
23:貫通孔
24:升降機構
25:頂出銷
26:波紋管
30:氣體供給部
31:擴散板
32:氣體供給孔
33:分散室
34:加熱器
41:氣體供給管
42:氣體供給管
43:氣體供給管
44:氣體供給管
51:流量調整部
52:流量調整部
53:流量調整部
54:流量調整部
55:流量調整部
61:Hfac氣體供給源
62:一氧化氮氣體供給源
63:氧氣供給源
64:氮氣供給源
65:氫氣供給源
71:鈷膜(第1金屬膜)
72:自然氧化膜
73:錯合物層
81:銅膜(第2金屬膜)
82:自然氧化膜
83:氧化膜
V1:閥
V2:閥
V3:閥
V4:閥
V5:閥
V6:閥
V7:閥
V8:閥
W:晶圓(被處理體)
圖1係模式性地表示本發明之第1實施形態之蝕刻裝置之縱剖側視圖。
圖2係模式性地表示蝕刻氣體供給步驟之縱剖側視圖。
圖3係模式性地表示第1混合氣體供給步驟之縱剖側視圖。
圖4(a)係模式性地表示蝕刻處理前之晶圓之縱剖側視圖。圖4(b)係模 式性地表示蝕刻氣體供給步驟時之晶圓之縱剖側視圖。圖4(c)及圖4(d)係模式性地表示第1混合氣體供給步驟時之晶圓之縱剖側視圖。
圖5係模式性地表示第2混合氣體供給步驟之縱剖側視圖。
圖6(a)係模式性地表示蝕刻處理前之晶圓之縱剖側視圖。圖6(b)及圖6(c)係模式性地表示第2混合氣體供給步驟時之晶圓之縱剖側視圖。
圖7係模式性地表示本發明之第2實施形態之蝕刻裝置之縱剖側視圖。
圖8係模式性地表示還原性氣體供給步驟之縱剖側視圖。
圖9係模式性地表示第1混合氣體供給步驟之縱剖側視圖。
圖10(a)係模式性地表示蝕刻處理前之晶圓之縱剖側視圖。圖10(b)係模式性地表示還原性氣體供給步驟時之晶圓之縱剖側視圖。圖10(c)及圖10(d)係模式性地表示第1混合氣體供給步驟時之晶圓之縱剖側視圖。
以下，對本發明之實施形態具體地進行說明。
然而，本發明並不限定於以下實施形態，可於不變更本發明之主旨之範圍內進行適當變更而應用。再者，又，將以下所記載之各實施形態之理想之構成組合2個以上而成者亦為本發明。
當然，以下所示之各實施形態為例示，可進行以不同實施形態表示之構成之局部之置換或組合。於第2實施形態以後，省略關於與第1實施形態共通之事項之記述，僅對不同點進行說明。尤其是，對於藉由同樣之構成實現之同樣之作用效果，並不針對每一實施形態依次提及。
於以下實施形態中，對第1金屬膜為鈷膜且第2金屬膜為銅膜之情形進行說明，但於本發明之蝕刻方法及蝕刻裝置中，第1金屬膜只要為包含 鈷、鐵或錳之金屬膜即可，不僅可為鈷膜、鐵膜、錳膜，亦可為包含含有該等金屬中之1種以上之合金之膜。又，第2金屬膜只要為包含銅之金屬膜即可，亦可為包含含有銅之合金之膜。認為該等金屬膜均藉由與於以下實施形態中說明之機制同樣之機制進行蝕刻。
又，於以下實施形態中，對使用一氧化氮氣體作為氮氧化物氣體之情形進行說明，但於本發明之蝕刻方法及蝕刻裝置中，亦可使用除一氧化氮(NO)氣體以外之氮氧化物氣體。例如可列舉一氧化二氮(N2O)氣體等。該等氮氧化物氣體亦可組合使用2種以上。
[第1實施形態]
一面參照圖1，一面對實施本發明之第1實施形態之蝕刻方法之蝕刻裝置進行說明。
圖1係模式性地表示本發明之第1實施形態之蝕刻裝置之縱剖側視圖。
於藉由圖1所示之蝕刻裝置1進行處理之被處理體即晶圓W之表面，並存形成有用以形成半導體元件之配線之鈷膜及銅膜。蝕刻裝置1具備橫截面形狀為大致圓形之作為真空腔室之處理容器11。為了進行晶圓W之交接而於處理容器11之側面開口之搬入搬出口12藉由閘閥13而開閉。又，於處理容器11，設置有將其內表面加熱至特定溫度之未圖示之加熱器。
於處理容器11之內部，設置有作為晶圓W之載置部之圓柱形狀之載台20。支持載置於載台20之晶圓W之支持銷21係以將該晶圓W以自載台20之上表面例如浮起0.3mm之狀態支持之方式，於該載台20之上表面設置有複數個。於載台20之內部設置有構成加熱部之加熱器22，對載置於載台20之晶圓W以成為設定溫度之方式進行加熱。
於貫通載台20及處理容器11之底面之貫通孔23設置有晶圓W之交接用之頂出銷25，該晶圓W之交接用之頂出銷25以藉由升降機構24於載台20之上表面突出沒入之方式設置。波紋管26覆蓋頂出銷25之下部側，而確保處理容器11內之氣密性。排氣管15之一端連接於在處理容器11之底面開口之排氣口14。排氣管15之另一端依序經由壓力調整閥16、開閉閥17而連接於作為真空排氣機構之真空泵18。
以將形成於處理容器11之上表面之開口部19封閉之方式設置有圓形之氣體供給部30。構成氣體供給部30之圓形之擴散板31與載置於載台20之晶圓W對向。氣體供給孔32於厚度方向上貫通擴散板31，擴散板31作為縱橫排列有該氣體供給孔32之沖孔板而構成。於擴散板31之上方，形成有用以使對晶圓W供給之各氣體於氣體供給部30內分散之分散室33。又，設置有加熱氣體供給部30之加熱器34。
氣體供給管41、42之各下游端於分散室33開口。氣體供給管41之上游端依序經由閥V1、閥V2、流量調整部51而連接於作為β-二酮之六氟乙醯丙酮(Hfac)氣體之供給源61。氣體供給管42之上游端依序經由閥V3、閥V4、流量調整部52而連接於一氧化氮(NO)氣體之供給源62。又，氣體供給管42之上游端依序經由閥V3、閥V5、流量調整部53而連接於氧氣(O2)氣體之供給源63。
氣體供給管43之上游端連接於氮氣(N2)氣體之供給源64。於氣體供給管43，朝向下游側依序介設有流量調整部54、閥V6，其下游端分支為2個，分別連接於氣體供給管41之閥V1-V2間、以及氣體供給管42之閥V3-V4及V3-V5間。一氧化氮氣體係用以將鈷膜氧化之氧化氣體，氧氣係用以將銅膜氧化之氧化氣體，Hfac氣體係對經氧化之鈷膜或銅膜進行蝕刻之蝕 刻氣體。氮氣係用以將Hfac氣體、一氧化氮氣體及氧氣稀釋之稀釋氣體。
進而，蝕刻裝置1具備控制部10。控制部10例如由電腦構成，具備程式、記憶體及CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)。程式係以實施一連串動作之方式組入有步驟群，根據程式，進行晶圓W之溫度之調整、各閥V之開閉、各氣體之流量之調整、處理容器11內之壓力之調整等。該程式收納於電腦記憶媒體、例如光碟、硬碟、磁光碟、記憶卡等，而被安裝於控制部10。
(第1金屬膜之選擇性蝕刻)
以下，關於相對於作為第2金屬膜之銅膜選擇性地蝕刻作為第1金屬膜之鈷膜之方法，一面參照圖2及圖3一面說明蝕刻裝置1之動作，並且一面參照圖4(a)~圖4(d)一面對蝕刻處理之流程進行說明。
圖2及圖3示出各配管之氣體之流動，對於各配管，相較氣體之流通停止之部位以較粗之線表示流通有氣體之部位。
首先，將晶圓W載置於處理容器11內之載台20，並對處理容器11進行排氣直至處理容器11內之壓力成為真空(1Pa以下左右)為止。
此時，藉由加熱器22加熱載台20，較佳為以晶圓W成為特定溫度之方式進行加熱。
圖4(a)係模式性地表示蝕刻處理前之晶圓之縱剖側視圖。
如圖4(a)所示，於包含矽之晶圓W之表面並存形成有鈷膜71及銅膜81。認為於鈷膜71之表面形成有自然氧化膜72，於銅膜81之表面形成有自然氧化膜82。
再者，認為於鈷膜及銅膜之側面亦形成有自然氧化膜，但於圖4(a)中省略。
其次，較佳為執行將作為蝕刻氣體之Hfac氣體供給至晶圓W之蝕刻氣體供給步驟(預蝕刻步驟)。
再者，蝕刻氣體供給步驟為任意步驟，亦可於將晶圓W載置於載台20並對處理容器11進行排氣後立即執行第1混合氣體供給步驟。
圖2係模式性地表示蝕刻氣體供給步驟之縱剖側視圖。
如圖2所示，打開閥V1、V2、V3，而將Hfac氣體供給至處理容器11。
圖4(b)係模式性地表示蝕刻氣體供給步驟時之晶圓之縱剖側視圖。
如圖4(b)所示，認為藉由Hfac而將鈷膜71表面之自然氧化膜72去除。推定為：此時，鈷膜71表面之自然氧化膜72與Hfac反應而生成鈷之Hfac錯合物，藉由該錯合物昇華而將自然氧化膜72去除。另一方面，銅膜81表面之自然氧化膜82與Hfac反應而被去除，但銅膜81不發生反應而未被去除。
於蝕刻氣體供給步驟中，Hfac氣體等蝕刻氣體之流量依存於作為腔室之處理容器之容積。例如，於下述實施例中，將Hfac氣體之流量設為50sccm(標準狀態下之cc/min)。
於蝕刻氣體供給步驟中，較佳為僅供給Hfac等蝕刻氣體，但亦可藉由氮氣等稀釋氣體而稀釋蝕刻氣體。
又，於蝕刻氣體供給步驟中，亦可供給除蝕刻氣體及稀釋氣體以外之氣體，但較佳為不供給認為會與第1金屬膜表面之自然氧化膜反應之一氧化氮氣體、或有助於第2金屬膜之蝕刻之氧氣。具體而言，一氧化氮氣體及氧氣之量相對於蝕刻氣體供給步驟中供給之氣體之總量之比率分別較佳為未達0.01體積%，更佳為未達0.001體積%，尤佳為0體積%。
於蝕刻氣體供給步驟中，處理容器內之壓力較佳為20~100Torr(2.67~13.3kPa)。由於Hfac之20℃下之蒸汽壓為約100Torr，故而若處理容器內之壓力超過100Torr，則有於處理容器內之溫度較低之部位Hfac液化之虞。另一方面，若處理容器內之壓力過低，則有鈷膜之表面不被均勻地處理之虞。
蝕刻氣體供給步驟之處理溫度只要為可將鈷膜表面之自然氧化膜去除之溫度，則無特別限定。由於鈷之Hfac錯合物之熔點為170℃前後，故而較佳為該溫度以上，即便為例如150℃，亦可藉由延長處理時間而將自然氧化膜去除。又，蝕刻氣體供給步驟之處理溫度無須與下述第1混合氣體供給步驟之處理溫度相同，但於蝕刻裝置之運用上，較佳為與第1混合氣體供給步驟之處理溫度相同。
根據以上內容，於蝕刻氣體供給步驟中，被處理體較佳為加熱至150~250℃，更佳為加熱至200~250℃，進而較佳為加熱至220~250℃。
再者，所謂「蝕刻氣體供給步驟之處理溫度」即「對被處理體進行加熱之溫度」，係指用以加熱作為被處理體之晶圓W之加熱器之設定溫度、或用以設置作為被處理體之晶圓W之載台(基座)之表面溫度。下述第1混合氣體供給步驟之處理溫度、第2混合氣體供給步驟之處理溫度、及還原性氣體供給步驟之處理溫度亦情況相同。
蝕刻氣體供給步驟之處理時間只要根據形成於晶圓表面之鈷膜之成膜方法等而適當調整即可。
於蝕刻氣體供給步驟後，關閉閥V2，而停止對處理容器11供給Hfac氣體(未圖示)。其後，對處理容器11進行排氣直至處理容器11內之壓力成為真空為止。
再者，亦可於蝕刻氣體供給步驟後，不進行Hfac氣體供給之停止及處理容器之排氣而立即執行第1混合氣體供給步驟。
繼而，執行將包含Hfac氣體及一氧化氮氣體之第1混合氣體供給至晶圓W之第1混合氣體供給步驟(正式蝕刻步驟)。
圖3係模式性地表示第1混合氣體供給步驟之縱剖側視圖。
如圖3所示，打開閥V2、V4、V6，而將Hfac氣體、一氧化氮氣體及氮氣供給至處理容器11。
圖4(c)及圖4(d)係模式性地表示第1混合氣體供給步驟時之晶圓之縱剖側視圖。
如圖4(c)所示，鈷膜71之表面與一氧化氮氣體反應而形成錯合物，於形成錯合物層73後，如圖4(d)所示，將鈷膜71表面之錯合物層73去除，從而鈷膜71被蝕刻。推定為：此時，鈷膜71表面之錯合物層73與Hfac氣體反應而生成包含鈷、NO及Hfac之錯合物，藉由該錯合物昇華而將錯合物層73去除。另一方面，由於銅與鈷相比不易被氧化，故而銅膜81幾乎不被蝕刻。
於第1混合氣體供給步驟中，Hfac等蝕刻氣體之濃度並無特別限定，但於濃度較低之情形時難以獲得充分之蝕刻速度。因此，就獲得對於第1金屬膜之充分之蝕刻速度之觀點而言，於第1混合氣體供給步驟中，蝕刻氣體之量相對於第1混合氣體之總量之比率較佳為10~90體積%，更佳為30~60體積%。
於第1混合氣體供給步驟中，一氧化氮氣體之濃度並無特別限定，但若一氧化氮氣體之濃度過低則難以進行第1金屬膜之蝕刻，另一方面，若一氧化氮氣體之濃度過高則有蝕刻停止之虞。因此，於第1混合氣體供給 步驟中，一氧化氮氣體之量相對於第1混合氣體之總量之比率較佳為0.01~10體積%，更佳為0.05~8體積%，進而較佳為0.1~5體積%。
於第1混合氣體供給步驟中，除了供給上述蝕刻氣體及一氧化氮氣體以外，亦可供給氮氣等稀釋氣體。
又，於第1混合氣體供給步驟中，較佳為不供給有助於第2金屬膜之蝕刻之氧氣。具體而言，氧氣之量相對於第1混合氣體之總量之比率較佳為未達0.01體積%，更佳為未達0.001體積%，尤佳為0體積%。
由於蝕刻速度與壓力處於成正比之關係，故而較佳為第1混合氣體供給步驟中之處理容器內之壓力較高。但由於存在產生Hfac之液化之可能性，故而必須藉由Hfac氣體之濃度及蒸汽壓進行調整。根據以上內容，於第1混合氣體供給步驟中，處理容器內之壓力較佳為20~300Torr(2.67~39.9kPa)，更佳為50~250Torr(6.67~33.3kPa)，進而較佳為100~200Torr(13.3~26.7kPa)。
若第1混合氣體供給步驟之處理溫度較低，則第1金屬膜之蝕刻幾乎不進行，而難以獲得充分之蝕刻速度。另一方面，若第1混合氣體供給步驟之處理溫度較高，則不僅第1金屬膜容易被蝕刻，而且第2金屬膜亦容易被蝕刻。因此，就獲得對於第1金屬膜之充分之蝕刻速度之觀點而言，於第1混合氣體供給步驟中，被處理體較佳為加熱至150~250℃，更佳為加熱至200~250℃，進而較佳為加熱至220~250℃。
第1混合氣體供給步驟之處理時間只要根據目標之蝕刻量適當調整即可。
當對鈷膜之表面蝕刻所需量時，關閉閥V2、V4，而停止對處理容器11供給Hfac氣體及一氧化氮氣體。藉由供給至處理容器11之氮氣吹拂殘 留於處理容器11內之Hfac氣體及一氧化氮氣體，而蝕刻處理結束(未圖示)。
於本發明之第1實施形態中，藉由將包含含有Hfac等β-二酮之蝕刻氣體及一氧化氮氣體之第1混合氣體供給至被處理體，可相較於對於包含銅之第2金屬膜之蝕刻速度，使對於包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜之蝕刻速度增大。
具體而言，於將對於第1金屬膜之蝕刻速度設為E1，將對於第2金屬膜之蝕刻速度設為E2時，可使選擇比E1/E2為10以上。選擇比E1/E2較佳為15以上，更佳為30以上。再者，選擇比E1/E2之上限值越高則越佳。
(第2金屬膜之選擇性蝕刻)
以下，關於相對於作為第1金屬膜之鈷膜選擇性地蝕刻作為第2金屬膜之銅膜之方法，一面參照圖5一面說明蝕刻裝置1之動作，並且一面參照圖6(a)~圖6(c)一面對蝕刻處理之流程進行說明。
圖5示出各配管之氣體之流動，對於各配管，相較氣體之流通停止之部位以較粗之線表示流通有氣體之部位。
首先，將晶圓W載置於處理容器11內之載台20，並對處理容器11進行排氣直至處理容器11內之壓力成為真空(1Pa以下左右)為止。
此時，藉由加熱器22加熱載台20，較佳為以晶圓W成為特定溫度之方式進行加熱。
圖6(a)係模式性地表示蝕刻處理前之晶圓之縱剖側視圖。
如圖6(a)所示，於包含矽之晶圓W之表面並存形成有鈷膜71及銅膜81。認為於鈷膜71之表面形成有自然氧化膜72，於銅膜81之表面形成有自然氧化膜82。
再者，認為於鈷膜及銅膜之側面亦形成有自然氧化膜，但於圖6(a)中省略。
繼而，執行將包含Hfac氣體及氧氣之第2混合氣體供給至晶圓W之第2混合氣體供給步驟(正式蝕刻步驟)。
圖5係模式性地表示第2混合氣體供給步驟之縱剖側視圖。
如圖5所示，打開閥V2、V5、V6，而將Hfac氣體、氧氣及氮氣供給至處理容器11。
圖6(b)及圖6(c)係模式性地表示第2混合氣體供給步驟時之晶圓之縱剖側視圖。
如圖6(b)所示，銅膜81(包括自然氧化膜82)之表面與氧氣反應而形成氧化膜83後，如圖6(c)所示，將銅膜81表面之氧化膜83去除，從而銅膜81被蝕刻。推定為：此時，銅膜81表面之氧化膜83與Hfac氣體反應而生成包含銅及Hfac之錯合物，藉由該錯合物昇華而將氧化膜83去除。再者，於第2混合氣體供給步驟中，同時進行圖6(b)所示之氧化膜83之形成、及圖6(c)所示之氧化膜83之去除。另一方面，雖然鈷膜71之自然氧化膜72藉由Hfac而去除，但鈷膜71於第2混合氣體供給步驟中不被蝕刻。又，鈷膜71由於未供給一氧化氮氣體，故而不生成包含鈷、NO及Hfac之錯合物等，而幾乎不被蝕刻。
於第2混合氣體供給步驟中，Hfac等蝕刻氣體之濃度並無特別限定，但於濃度較低之情形時難以獲得充分之蝕刻速度。因此，就獲得對於第2金屬膜之充分之蝕刻速度之觀點而言，於第2混合氣體供給步驟中，蝕刻氣體之量相對於第2混合氣體之總量之比率較佳為10~90體積%，更佳為30~60體積%。
於第2混合氣體供給步驟中，氧氣之濃度並無特別限定，但若氧氣之濃度過低則難以進行第2金屬膜之蝕刻。因此，於第2混合氣體供給步驟中，氧氣之量相對於第2混合氣體之總量之比率較佳為10~80體積%，更佳為15~70體積%，進而較佳為20~60體積%。
於第2混合氣體供給步驟中，除了供給上述蝕刻氣體及氧氣以外，亦可供給氮氣等稀釋氣體。
又，於第2混合氣體供給步驟中，較佳為不供給有助於第1金屬膜之蝕刻之一氧化氮氣體。具體而言，一氧化氮氣體之量相對於第2混合氣體之總量之比率較佳為未達0.01體積%，更佳為未達0.001體積%，尤佳為0體積%。
由於蝕刻速度與壓力處於成正比之關係，故而較佳為第2混合氣體供給步驟中之處理容器內之壓力較高。但由於存在產生Hfac之液化之可能性，故而必須藉由Hfac氣體之濃度及蒸汽壓進行調整。根據以上內容，於第2混合氣體供給步驟中，處理容器內之壓力較佳為20~300Torr(2.67~39.9kPa)，更佳為50~250Torr(6.67~33.3kPa)，進而較佳為100~200Torr(13.3~26.7kPa)。
若第2混合氣體供給步驟之處理溫度較低，則第2金屬膜之蝕刻幾乎不進行，而難以獲得充分之蝕刻速度。因此，就獲得對於第2金屬膜之充分之蝕刻速度之觀點而言，於第2混合氣體供給步驟中，被處理體較佳為加熱至150~250℃，更佳為加熱至200~250℃，進而較佳為加熱至220~250℃。
第2混合氣體供給步驟之處理時間只要根據目標之蝕刻量適當調整即可。
當僅對銅膜之表面蝕刻所需量時，關閉閥V2、V5，而停止對處理容器11供給Hfac氣體及氧氣。藉由供給至處理容器11之氮氣吹拂殘留於處理容器11內之Hfac氣體及氧氣，而蝕刻處理結束(未圖示)。
於本發明之第1實施形態中，藉由將包含含有Hfac等β-二酮之蝕刻氣體及氧氣之第2混合氣體供給至被處理體，可相較於對於包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜之蝕刻速度，使對於包含銅之第2金屬膜之蝕刻速度增大。
具體而言，於將對於第1金屬膜之蝕刻速度設為E1，將對於第2金屬膜之蝕刻速度設為E2時，可使選擇比E2/E1為10以上。選擇比E2/E1較佳為30以上，更佳為40以上。再者，選擇比E2/E1之上限值越高則越佳。
[第2實施形態]
一面參照圖7，一面對實施本發明之第2實施形態之蝕刻方法之蝕刻裝置進行說明。
圖7係模式性地表示本發明之第2實施形態之蝕刻裝置之縱剖側視圖。
於圖7所示之蝕刻裝置2，設置有下游端於分散室33開口之氣體供給管44。氣體供給管44之上游端依序經由閥V7、閥V8、流量調整部55而連接於作為還原性氣體之氫氣(H2)氣體之供給源65。
又，上游端連接於氮氣供給源64之氣體供給管43之下游端分支為3個，其中之2個與圖1所示之蝕刻裝置1同樣地連接於氣體供給管41、42，剩餘之1個連接於氣體供給管44之閥V7-V8間。
除上述構成以外，圖7所示之蝕刻裝置2具有與圖1所示之蝕刻裝置1相同之構成。
(第1金屬膜之選擇性蝕刻)
以下，關於相對於作為第2金屬膜之銅膜選擇性地蝕刻作為第1金屬膜之鈷膜之方法，一面參照圖8及圖9一面說明蝕刻裝置2之動作，並且一面參照圖10(a)~圖10(d)一面對蝕刻處理之流程進行說明。
圖8及圖9示出各配管之氣體之流動，對於各配管，相較氣體之流通停止之部位以較粗之線表示流通有氣體之部位。
首先，將晶圓W載置於處理容器11內之載台20，並對處理容器11進行排氣直至處理容器11內之壓力成為真空(1Pa以下左右)為止。
此時，藉由加熱器22加熱載台20，較佳為以晶圓W成為特定溫度之方式進行加熱。
圖10(a)係模式性地表示蝕刻處理前之晶圓之縱剖側視圖。
如圖10(a)所示，於包含矽之晶圓W之表面並存形成有鈷膜71及銅膜81。認為於鈷膜71之表面形成有自然氧化膜72，於銅膜81之表面形成有自然氧化膜82。
再者，認為於鈷膜及銅膜之側面亦形成有自然氧化膜，但於圖10(a)中省略。
繼而，執行將作為還原性氣體之氫氣供給至晶圓W之還原性氣體供給步驟。
圖8係模式性地表示還原性氣體供給步驟之縱剖側視圖。
如圖8所示，打開閥V1、V3、V6、V7、V8，而將氮氣及氫氣供給至處理容器11。
圖10(b)係模式性地表示還原性氣體供給步驟時之晶圓之縱剖側視圖。
如圖10(b)所示，認為鈷膜71表面之自然氧化膜72、及銅膜81表面之 自然氧化膜82均藉由氫而還原。
於還原性氣體供給步驟中，氫氣等還原性氣體之流量依存於作為腔室之處理容器之容積。例如，於下述實施例中，將氫氣之流量設為5~20sccm。
於還原性氣體供給步驟中，還原性氣體並不限定於氫氣，例如亦可使用一氧化碳(CO)、甲醛(HCHO)等氣體。
於還原性氣體供給步驟中，亦可僅供給氫氣等還原性氣體，但較佳為藉由氮氣等稀釋氣體將還原性氣體稀釋。
又，於還原性氣體供給步驟中，亦可供給除還原性氣體及稀釋氣體以外之氣體，但較佳為不供給Hfac等蝕刻氣體、一氧化氮氣體及氧氣。具體而言，蝕刻氣體、一氧化氮氣體及氧氣之量相對於還原性氣體供給步驟中供給之氣體之總量之比率分別較佳為未達0.01體積%，更佳為未達0.001體積%，尤佳為0體積%。
還原性氣體供給步驟之處理溫度只要為可將自然氧化膜還原之溫度，則無特別限定，但若還原性氣體供給步驟之處理溫度較低，則還原反應幾乎不進行。又，還原性氣體供給步驟之處理溫度亦可較高，但於蝕刻裝置之運用上，較佳為與第1混合氣體供給步驟之處理溫度相同。
根據以上內容，於還原性氣體供給步驟中，被處理體較佳為加熱至200~350℃，更佳為加熱至220~330℃，進而較佳為加熱至250~300℃。
於還原性氣體供給步驟中，處理容器內之壓力並無特別限定，例如只要於10~500Torr(1.33~66.7kPa)之範圍內配合裝置適當設定即可。
還原性氣體供給步驟之處理時間只要根據形成於晶圓表面之鈷膜及 銅膜之成膜方法等適當調整即可。
於還原性氣體供給步驟後，關閉閥V6、V8，而停止對處理容器11供給氮氣及氫氣(未圖示)。其後，對處理容器11進行排氣直至處理容器11內之壓力成為真空為止。
繼而，執行將包含Hfac氣體及一氧化氮氣體之第1混合氣體供給至晶圓W之第1混合氣體供給步驟(正式蝕刻步驟)。
圖9係模式性地表示第1混合氣體供給步驟之縱剖側視圖。
如圖9所示，打開閥V2、V4、V6，而將Hfac氣體、一氧化氮氣體及氮氣供給至處理容器11。
圖10(c)及圖10(d)係模式性地表示第1混合氣體供給步驟時之晶圓之縱剖側視圖。
如圖10(c)所示，鈷膜71之表面與一氧化氮氣體反應而形成錯合物，於形成錯合物層73後，如圖10(d)所示，將鈷膜71表面之錯合物層73去除，從而鈷膜71被蝕刻。推定為：此時，鈷膜71表面之錯合物層73與Hfac氣體反應，而生成包含鈷、NO及Hfac之錯合物，藉由該錯合物昇華而將錯合物層73去除。另一方面，由於銅與鈷相比不易被氧化，故而銅膜81幾乎不被蝕刻。
於第1混合氣體供給步驟中，第1混合氣體之組成、處理容器內之壓力、處理溫度、處理時間等由於與第1實施形態相同，故而省略詳細說明。
當對鈷膜之表面蝕刻所需量時，關閉閥V2、V4，而停止對處理容器11供給Hfac氣體及一氧化氮氣體。藉由供給至處理容器11之氮氣吹拂殘留於處理容器11內之Hfac氣體及一氧化氮氣體，而蝕刻處理結束(未圖 示)。
於本發明之第2實施形態中，亦與第1實施形態同樣地，藉由將包含含有Hfac等β-二酮之蝕刻氣體及一氧化氮氣體之第1混合氣體供給至被處理體，可相較於對於包含銅之第2金屬膜之蝕刻速度，使對於包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜之蝕刻速度增大。
進而，於本發明之第2實施形態中，於供給第1混合氣體之步驟之前，進行供給氫氣等還原性氣體之步驟，藉此，可維持並非蝕刻對象之第2金屬膜之表面之平坦性。
(第2金屬膜之選擇性蝕刻)
於圖7所示之蝕刻裝置2中相對於作為第1金屬膜之鈷膜選擇性地蝕刻作為第2金屬膜之銅膜之方法由於與使用圖1所示之蝕刻裝置1之情形相同，故而省略詳細說明。亦可於供給包含蝕刻氣體及氧氣之第2混合氣體之步驟(正式蝕刻步驟)之前，執行供給蝕刻氣體之步驟(預蝕刻步驟)。又，亦可執行供給還原性氣體之步驟而代替預蝕刻步驟。
[其他實施形態]
至此為止對使用蝕刻裝置1及2之蝕刻方法進行了說明，但本發明之蝕刻方法並不限定於上述實施形態。
於本發明之蝕刻方法及蝕刻裝置中，作為對鈷膜及銅膜等進行蝕刻之蝕刻氣體，亦可使用含有除Hfac以外之β-二酮之氣體。例如可列舉三氟乙醯丙酮(亦稱為1,1,1-三氟-2,4-戊二酮)、乙醯丙酮等β-二酮。該等蝕刻氣體亦可組合使用2種以上。
於本發明之蝕刻方法及蝕刻裝置中，用以將蝕刻氣體、一氧化氮氣體、氧化氣體及還原性氣體稀釋之稀釋氣體並不限定於氮氣，例如亦可使 用氬(Ar)、氦(He)等惰性氣體。該等惰性氣體亦可組合使用2種以上。
實施例
以下，表示更具體地揭示本發明之實施例。再者，本發明並不僅限定於該等實施例。
(實施例1-1)
分別準備於矽晶圓之表面形成有鈷(Co)膜之試樣、及於矽晶圓之表面形成有銅(Cu)膜之試樣。各矽晶圓之尺寸為1cm見方，厚度為0.1mm。
針對各試樣，進行供給Hfac氣體作為蝕刻氣體之蝕刻氣體供給步驟。蝕刻氣體供給步驟之條件設為壓力20~100Torr、時間15min、溫度150~250℃。再者，Hfac氣體之流量設為50sccm。
於蝕刻氣體供給步驟之後，進行供給包含Hfac氣體、一氧化氮(NO)氣體及氮氣(N2)之第1混合氣體之第1混合氣體供給步驟，而進行蝕刻處理。於表1中，表示第1混合氣體供給步驟中之氣體組成、壓力、時間及溫度。再者，於第1混合氣體供給步驟中供給之氣體之總流量設為100sccm。
(實施例1-2~實施例1-6)
將第1混合氣體供給步驟中之氣體組成變更為表1所示之條件，除此以外，以與實施例1-1相同之方式進行蝕刻氣體供給步驟及第1混合氣體供給步驟，而進行蝕刻處理。
(實施例1-7)
與實施例1-1同樣地，分別準備於矽晶圓之表面形成有鈷(Co)膜之試樣、及於矽晶圓之表面形成有銅(Cu)膜之試樣。
針對各試樣，進行供給包含Hfac氣體、氧氣(O2)及氮氣(N2)之第2混合氣體之第2混合氣體供給步驟，而進行蝕刻處理。於表1中，表示第2混合氣體供給步驟中之氣體組成、壓力、時間及溫度。再者，於第2混合氣體供給步驟中供給之氣體之總流量設為100sccm。
(實施例1-8~實施例1-11)
將第2混合氣體供給步驟中之氣體組成變更為表1所示之條件，除此以外，以與實施例1-7相同之方式進行第2混合氣體供給步驟，而進行蝕刻處理。
(比較例1-1)
與實施例1-1同樣地，分別準備於矽晶圓之表面形成有鈷(Co)膜之試樣、及於矽晶圓之表面形成有銅(Cu)膜之試樣。
對各試樣供給包含Hfac氣體及氮氣(N2)之混合氣體，而進行蝕刻處理。於表1中，表示氣體組成、壓力、時間及溫度。再者，供給之氣體之總流量設為100sccm。
針對實施例1-1~實施例1-11及比較例1-1，分別算出對於鈷膜及銅膜之蝕刻速度[nm/min]。蝕刻速度係藉由預先於蝕刻處理前後測定晶圓之重量，根據重量變化與鈷膜或銅膜之密度計算體積並將該體積除以晶圓面積及蝕刻處理之時間而算出。於各實施例及比較例中，對形成有鈷膜之5片試樣、及形成有銅膜之5片試樣進行蝕刻處理，求出蝕刻速度之平均值。
於表1中，表示對於鈷膜之蝕刻速度、對於銅膜之蝕刻速度、選擇比Co/Cu、及選擇比Cu/Co。於表1中，示出各條件下之代表性之結果。再者，於將對於鈷膜之蝕刻速度設為E1，將對於銅膜之蝕刻速度設為E2時，選擇比Co/Cu係以E1/E2求出之值，選擇比Cu/Co係以E2/E1求出之 值。
Figure 106119416-A0305-02-0028-1
根據表1，確認到如下內容，即，於供給包含Hfac氣體及一氧化氮氣體之第1混合氣體而進行蝕刻處理之實施例1-1~實施例1-6中，可相較於對於銅膜之蝕刻速度，使對於鈷膜之蝕刻速度增大，選擇比Co/Cu為15以上。
進而，根據實施例1-1~實施例1-6之結果，認為藉由調整一氧化氮氣體之濃度，可幾乎不使對於銅膜之蝕刻速度變更而調整對於鈷膜之蝕刻速度。
又，確認到如下內容，即，於供給包含Hfac氣體及氧氣之第2混合氣體而進行蝕刻處理之實施例1-7~實施例1-11中，可相較於對於鈷膜之蝕刻速度，使對於銅膜之蝕刻速度增大，選擇比Cu/Co為30以上。
進而，根據實施例1-7~實施例1-11之結果，認為藉由調整氧氣之濃度，可幾乎不使對於鈷膜之蝕刻速度變更而調整對於銅膜之蝕刻速度。
另一方面，確認到如下內容，即，於不將一氧化氮氣體及氧氣添加至Hfac氣體而進行蝕刻處理之比較例1-1中，幾乎無法對鈷膜及銅膜進行蝕刻。
(實施例2-1)
與實施例1-1同樣地，分別準備於矽晶圓之表面形成有鈷(Co)膜之試樣、及於矽晶圓之表面形成有銅(Cu)膜之試樣。
針對各試樣，進行供給氫氣(H2)及氮氣(N2)作為還原性氣體之還原性氣體供給步驟。於表2中，表示還原性氣體供給步驟中之氣體組成、壓力、時間及溫度。再者，氫氣之流量設為5~20sccm。
於還原性氣體供給步驟之後，進行供給包含Hfac氣體、一氧化氮(NO)氣體及氮氣(N2)氣體之第1混合氣體之第1混合氣體供給步驟，而進行蝕刻處理。於表2中，表示第1混合氣體供給步驟中之氣體組成、壓力、時間及溫度。再者，於第1混合氣體供給步驟中供給之氣體之總流量設為100sccm。
(實施例2-2)
將還原性氣體供給步驟中之溫度、及第1混合氣體供給步驟中之溫度變更為表2所示之條件，除此以外，以與實施例2-1相同之方式進行還原性氣體供給步驟及第1混合氣體供給步驟，而進行蝕刻處理。
(實施例2-3)
將第1混合氣體供給步驟中之氣體組成變更為表2所示之條件，除此以外，以與實施例2-1相同之方式進行還原性氣體供給步驟及第1混合氣體供給步驟，而進行蝕刻處理。
(實施例2-4)
不進行還原性氣體供給步驟，以表2所示之條件進行第1混合氣體供給步驟，而進行蝕刻處理。
針對實施例2-1~實施例2-4，藉由與實施例1-1同樣之方法，分別算出對於鈷膜及銅膜之蝕刻速度[nm/min]。
於表2中，表示對於鈷膜之蝕刻速度、對於銅膜之蝕刻速度、及選擇比Co/Cu。於表2中，示出各條件下之代表性之結果。
進而，針對實施例2-1~實施例2-4，使用原子力顯微鏡(AFM)，測定銅膜之表面粗糙度(RMS：均方根粗糙度)。於各實施例中，對5個部位測定銅膜之表面粗糙度，並求出其平均值。將實施例2-1~實施例2-4中之銅膜之表面粗糙度示於表2。
再者，未進行蝕刻處理之銅膜、即進行還原性氣體供給步驟及第1混合氣體供給步驟之前之銅膜之表面粗糙度為3.0nm。
Figure 106119416-A0305-02-0031-2
根據表2，確認到如下內容，即，於在第1混合氣體供給步驟之前進行還原性氣體供給步驟之實施例2-1~實施例2-3中，與實施例1-1~實施例1-6同樣地，可相較於對於銅膜之蝕刻速度，使對於鈷膜之蝕刻速度增大，選擇比Co/Cu為19以上。
進而，確認到如下內容，即，於在第1混合氣體供給步驟之前進行還原性氣體供給步驟之實施例2-1~實施例2-3中，銅膜之表面粗糙度為3.1~3.3nm，於蝕刻處理後亦維持銅膜表面之平坦性。
另一方面，確認到如下內容，即，於未進行還原性氣體供給步驟之實施例2-4中，可相較於對於銅膜之蝕刻速度，使對於鈷膜之蝕刻速度增大，但銅膜之表面粗糙度為12.0nm，於蝕刻處理後銅膜表面之平坦性降低。
1‧‧‧蝕刻裝置
10‧‧‧控制部
11‧‧‧處理容器
12‧‧‧搬入搬出口
13‧‧‧閘閥
14‧‧‧排氣口
15‧‧‧排氣管
16‧‧‧壓力調整閥
17‧‧‧開閉閥
18‧‧‧真空泵
19‧‧‧開口部
20‧‧‧載台(載置部)
21‧‧‧支持銷
22‧‧‧加熱器
23‧‧‧貫通孔
24‧‧‧升降機構
25‧‧‧頂出銷
26‧‧‧波紋管
30‧‧‧氣體供給部
31‧‧‧擴散板
32‧‧‧氣體供給孔
33‧‧‧分散室
34‧‧‧加熱器
41‧‧‧氣體供給管
42‧‧‧氣體供給管
43‧‧‧氣體供給管
51‧‧‧流量調整部
52‧‧‧流量調整部
53‧‧‧流量調整部
54‧‧‧流量調整部
61‧‧‧Hfac氣體供給源
62‧‧‧一氧化氮氣體供給源
63‧‧‧氧氣供給源
64‧‧‧氮氣供給源
V1‧‧‧閥
V2‧‧‧閥
V3‧‧‧閥
V4‧‧‧閥
V5‧‧‧閥
V6‧‧‧閥
W‧‧‧晶圓(被處理體)

Claims (15)

  1. 一種蝕刻方法，其特徵在於：藉由對在表面並存形成有包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜與包含銅之第2金屬膜之被處理體進行供給包含含有β-二酮之蝕刻氣體及氮氧化物氣體之第1混合氣體的步驟，而相對於第2金屬膜選擇性地蝕刻第1金屬膜。
  2. 如請求項1之蝕刻方法，其中於供給上述第1混合氣體之步驟中，上述氮氧化物氣體之量相對於上述第1混合氣體之總量之比率為0.01~10體積%。
  3. 如請求項1或2之蝕刻方法，其中於供給上述第1混合氣體之步驟中，將上述被處理體加熱至150~250℃。
  4. 如請求項1或2之蝕刻方法，其中於供給上述第1混合氣體之步驟之前，進行將上述蝕刻氣體供給至上述被處理體之步驟。
  5. 如請求項1或2之蝕刻方法，其中於供給上述第1混合氣體之步驟之前，進行將還原性氣體供給至上述被處理體之步驟。
  6. 如請求項5之蝕刻方法，其中上述還原性氣體為氫氣。
  7. 如請求項1或2之蝕刻方法，其中上述氮氧化物氣體為一氧化氮氣 體。
  8. 如請求項1或2之蝕刻方法，其中於供給上述第1混合氣體之步驟中，進而供給選自由氮氣、氬氣及氦氣所組成之群中之1種以上之惰性氣體。
  9. 如請求項1之蝕刻方法，其中上述第1混合氣體包含含有β-二酮之蝕刻氣體、一氧化氮氣體、以及選自由氮氣、氬氣及氦氣所組成之群中之1種以上之惰性氣體，且於供給上述第1混合氣體之步驟中，上述一氧化氮氣體之量相對於上述第1混合氣體之總量之比率為0.01~10體積%，並且將上述被處理體加熱至150~250℃。
  10. 一種蝕刻裝置，其特徵在於具備：載置部，其設置於處理容器內，載置在表面並存形成有包含鈷、鐵或錳之第1金屬膜與包含銅之第2金屬膜之被處理體；蝕刻氣體供給部，其將含有β-二酮之蝕刻氣體供給至上述被處理體；氮氧化物氣體供給部，其將氮氧化物氣體供給至上述被處理體；氧氣供給部，其將氧氣供給至上述被處理體；及控制部，其以如下方式輸出控制信號：於相對於第2金屬膜選擇性地蝕刻第1金屬膜時將包含上述蝕刻氣體及上述氮氧化物氣體之第1混合氣體供給至被處理體，於相對於第1金屬膜選擇性地蝕刻第2金屬膜時將包含上述蝕刻氣體及上述氧氣之第2混合氣體供給至被處理體。
  11. 如請求項10之蝕刻裝置，其中上述控制部以如下方式輸出控制信號：於將上述第1混合氣體供給至被處理體前，將上述蝕刻氣體供給至上述被處理體。
  12. 如請求項10之蝕刻裝置，其進而具備將還原性氣體供給至上述被處理體之還原性氣體供給部，且上述控制部以如下方式輸出控制信號：於將上述第1混合氣體供給至被處理體前，將上述還原性氣體供給至上述被處理體。
  13. 如請求項10至12中任一項之蝕刻裝置，其進而具備將惰性氣體供給至上述被處理體之惰性氣體供給部，且上述控制部以如下方式輸出控制信號：於相對於第2金屬膜選擇性地蝕刻第1金屬膜時將包含上述蝕刻氣體、上述氮氧化物氣體及上述惰性氣體之第1混合氣體供給至被處理體，於相對於第1金屬膜選擇性地蝕刻第2金屬膜時將包含上述蝕刻氣體及上述氧氣之第2混合氣體供給至被處理體。
  14. 如請求項1之蝕刻方法，其中上述β-二酮為六氟乙醯丙酮、三氟乙醯丙酮或乙醯丙酮。
  15. 如請求項1之蝕刻方法，其中上述β-二酮為六氟乙醯丙酮。
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