TWI743468B - 乾式蝕刻方法及已填充有β-二酮之容器 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種乾式蝕刻方法，其特徵在於：其係使用包含β-二酮及添加氣體之蝕刻氣體對基板上之金屬膜進行蝕刻者，上述金屬膜包含可與上述β-二酮形成錯合物之金屬元素，且上述蝕刻氣體中包含之水之量相對於上述β-二酮為30質量ppm以下。又，用於上述乾式蝕刻之β-二酮較佳為從於密閉容器中填充有β-二酮，且上述密閉容器中之水含量相對於上述β-二酮為15質量ppm以下的已填充有β-二酮之容器供給。藉由該方法，從已填充之容器之使用初期至使用終期，可一面抑制蝕刻速度之不均，一面對金屬膜進行蝕刻。

Description

乾式蝕刻方法及已填充有β-二酮之容器
本發明係關於一種使用包含β-二酮之蝕刻氣體對金屬膜進行蝕刻之方法、及用於其之已填充有β-二酮之容器。
於半導體器件之製造過程中，存在對作為配線材料、金屬閘極材料、電極材料、或磁性材料而成膜於基板上之金屬膜進行蝕刻之情況。 伴隨著半導體器件之微細化，為了對金屬膜進行蝕刻而形成微細之構造，逐漸需求高度地控制金屬膜之蝕刻。具體而言，研究：於晶圓之面內以蝕刻量之不均被抑制為1 nm以下之方式對金屬膜進行蝕刻；控制蝕刻後之金屬膜表面之粗糙度；選擇性地對金屬膜進行蝕刻等。為了進行此種高度之蝕刻控制，若藉由用藥液對金屬膜進行蝕刻之濕式蝕刻，則難以實現，研究用氣體對金屬膜進行蝕刻之乾式蝕刻。 例如，於專利文獻1中記載有一種蝕刻方法，其具備如下蝕刻步驟：利用包含β-二酮之蝕刻氣體對形成於基板上之薄膜進行蝕刻，而使上述基板之表面露出。又，於專利文獻2中記載有如下方法：使用包含β-二酮且包含1～20體積%以上之水或過氧化氫之蝕刻氣體對金屬膜進行蝕刻。於專利文獻2中，作為構成金屬膜之金屬之例，列舉有鋅、鈷、鉿、鐵、錳、釩等。根據專利文獻2，藉由添加水或過氧化氫，與使用氧之情形相比，對金屬膜進行蝕刻之速度變快。 又，於專利文獻3中記載有如下方法：於積層絕緣膜之選擇蝕刻中，將來自儲氣罐之CHF3 氣體、及自填充於液體原料容器之甲基乙基酮等液體原料氣化而成之包含羰基之氣體添加供給至蝕刻腔室，而對氧化矽膜選擇性地進行蝕刻。 又，雖然並非微細地對基板上之金屬膜進行蝕刻之方法，但作為對附著於半導體器件之製造步驟中使用之成膜裝置內之金屬膜進行乾洗的方法，提出有使用β-二酮之方法。 例如，於專利文獻4中記載有如下乾洗方法：藉由使包含β-二酮及NOx (NO、N2 O之任一者)之清洗氣體與處於200～400℃之溫度範圍內之金屬膜進行反應，而去除附著於成膜裝置之金屬膜。於專利文獻4中，作為構成金屬膜之金屬之例，列舉有鎳、錳、鐵、鈷等。根據專利文獻4，藉由使用NOx ，與使用氧之情形相比，使能夠將金屬膜蝕刻去除之溫度範圍變廣。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本專利特開2004-91829號公報 專利文獻2：日本專利特開2014-236096號公報 專利文獻3：日本專利特開平08-153708號公報 專利文獻4：日本專利特開2013-194307號公報
[發明所欲解決之問題] 然而，本發明人進行了研究，結果明確，在將氣體狀態之β-二酮從已填充之容器供給至腔室而與添加氣體一起對金屬膜進行蝕刻之方法中，存在金屬膜被意外地過度地蝕刻之情況。尤其是若將用以對蝕刻裝置供給β-二酮氣體之填充有液體β-二酮之已填充之容器更換為新的已填充之容器，則存在蝕刻速度於使用初期及使用終期不同之問題。 本發明係鑒於上述問題而成者，目的在於提供一種從已填充之容器之使用初期至使用終期一面抑制蝕刻速度之不均一面對金屬膜進行蝕刻之方法、及實現其之已填充有β-二酮之容器。 [解決問題之技術手段] 本發明人等發現，金屬膜之蝕刻速度會因蝕刻氣體中包含之微量之水分而受到較大影響，且若將液體狀態之β-二酮填充於密閉容器時通常隨伴之水之含量設為特定值以下，則可使從已填充之容器供給之氣體狀態之β-二酮中包含之水含量為特定值以下，不論已填充之容器中之β-二酮之剩餘量如何，均可抑制蝕刻速度之不均，從而完成了本發明。 本發明之蝕刻方法之特徵在於：其係使用包含β-二酮及添加氣體之蝕刻氣體對基板上之金屬膜進行蝕刻之乾式蝕刻方法，上述金屬膜包含可與上述β-二酮形成錯合物之金屬元素，且上述蝕刻氣體中包含之水之量相對於上述β-二酮為30質量ppm以下。 又，本發明之已填充有β-二酮之容器之特徵在於：其係於密閉容器中填充有使用包含β-二酮及添加氣體之蝕刻氣體對基板上之金屬膜進行蝕刻之乾式蝕刻方法所使用的精製β-二酮者，且上述密閉容器中之水含量相對於上述β-二酮為15質量ppm以下。 根據本發明，可提供一種從已填充之容器之使用初期至使用終期一面抑制蝕刻速度之不均一面對金屬膜進行蝕刻之方法、及實現其之已填充有β-二酮之容器。
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之實施形態，可於不變更本發明之主旨之範圍內適當進行變更而應用。 (金屬膜之蝕刻方法) 本發明係一種乾式蝕刻方法，其特徵在於：其係使用包含β-二酮及添加氣體之蝕刻氣體對基板上之金屬膜進行蝕刻者，上述金屬膜包含可與上述β-二酮形成錯合物之金屬元素，且上述蝕刻氣體中包含之水之量相對於上述β-二酮為30質量ppm以下。 於本發明中，若將蝕刻氣體導入至配置有包含金屬膜之處理對象物之蝕刻裝置內，使蝕刻氣體與經加熱之狀態之處理對象物之金屬膜接觸，則β-二酮與金屬原子會生成金屬錯合物。該金屬錯合物由於蒸氣壓較高，故而可藉由金屬錯合物之氣化而去除金屬膜。本發明人等發現，藉由使蝕刻氣體中包含之水之量相對於β-二酮不超過30質量ppm，可抑制金屬膜之蝕刻速度之不均。蝕刻氣體中包含之水之量可利用卡氏水分計進行測定。再者，於本發明中，蝕刻氣體中包含之水不僅包含水分子單獨存在者，而且亦包含與其他原子或離子鍵結或發生其他相互作用者，進而包含以與β-二酮形成水合物之狀態存在者。 再者，於本發明中，蝕刻速度之測定係使用如下方法：由蝕刻後之被處理體之重量與處理前之被處理體之重量之差(重量變化)、及金屬膜之比重求出每單位時間之膜厚之減少量(nm/min)。 成為本發明之乾式蝕刻方法之對象之金屬膜係利用可與β-二酮形成錯合物之金屬元素成膜。具體而言，可列舉選自由Co、Fe、Ni、Zn、Hf、V及Cu所組成之群中之至少1種元素。金屬膜不僅可為包含任一種上述元素之膜，而且亦可為包含複數種元素之金屬膜。例如，可列舉：NiSi、CoSi、HfSi、NiCo、FeCo、CoPt、MnZn、NiZn、CuZn、FeNi等金屬、及該等之氧化物膜。其中，本發明對包含Co之金屬膜有效。再者，於本發明中，基材可使用公知之半導體基板或玻璃基板等。 於本發明中，蝕刻氣體中需要含有β-二酮及添加氣體。作為添加氣體，較佳為選自由NO、N2 O、O2 、O3 及H2 O2 所組成之群中之至少1種氣體。 作為用於本發明之β-二酮，例如，可列舉：六氟乙醯丙酮、三氟乙醯丙酮、乙醯丙酮等，不僅可使用1種，而且可使用2種以上之複數種。尤其是就可高速地進行蝕刻之方面而言，較佳為六氟乙醯丙酮、三氟乙醯丙酮。金屬膜之蝕刻速度隨著蝕刻氣體中包含之β-二酮之濃度上升而一起上升。但是，於β-二酮之蒸氣壓較低而擔心於成膜裝置內發生液化之可能性之情形時，較佳為利用稀釋氣體適當調整濃度。 就獲得充分之蝕刻速度之觀點而言，蝕刻氣體中包含之β-二酮之含有率於蝕刻氣體組成中較佳為設為10體積%以上且90體積%以下，更佳為30體積%以上且60體積%以下。 就獲得充分之蝕刻速度之觀點而言，蝕刻氣體中包含之添加氣體之含有率於蝕刻氣體組成中較佳為設為0.01體積%以上且10體積%以下，更佳為0.05體積%以上且8體積%以下，進而較佳為0.1體積%以上且5體積%以下。 進而，於蝕刻氣體中，除了β-二酮、添加氣體以外，亦可添加N2 、He、Ar、Ne、Kr等惰性氣體。於添加惰性氣體之情形時，只要稀釋為適當之濃度而使用即可，濃度並無限定，於蝕刻氣體組成中，通常以1體積%以上且90體積%以下、較佳為10體積%以上且80體積%以下、更佳為30體積%以上且50體積%以下之含有率使用。 (乾式蝕刻裝置) 本發明之蝕刻方法例如可藉由應用如圖1所示之用於半導體製造步驟之一般蝕刻裝置而實現。於一實施形態中，本發明之蝕刻裝置100例如具備：處理容器110，其供形成有包含可與β-二酮形成錯合物之金屬元素之金屬膜的基材(被處理體112)配置；β-二酮供給部130，其連接於處理容器110且供給β-二酮；添加氣體供給部140，其連接於處理容器110且供給添加氣體；及加熱機構160，其對處理容器110進行加熱。氣體流量之控制部(未圖示)係以將β-二酮及添加氣體供給至被處理體112之方式輸出閥之控制信號。 處理容器110為了配置被處理體112而具備載置部111。處理容器110只要為具有對所使用之β-二酮之耐受性且可減壓為特定之壓力者，則並無特別限定，通常應用半導體之蝕刻裝置所具備之一般之處理容器等。又，供給蝕刻氣體之供給管或其他配管等亦只要為具有對β-二酮之耐受性者，則並無特別限定，可使用一般者。 β-二酮供給部130連接於處理容器110。β-二酮供給部130經由配管121而將β-二酮供給至處理容器110。於圖1中，藉由閥135及流量調整機構133而調整β-二酮之供給量，並將其自配管131供給至配管121。又，作為稀釋氣體之惰性氣體係由惰性氣體供給部150藉由閥155及流量調整機構153調整供給量而自配管151供給至配管121。又，添加氣體供給部140係利用閥145及流量調整機構143調整供給量而將添加氣體自配管141供給至配管121。 於蝕刻裝置100中，β-二酮較佳為被自惰性氣體供給部150供給之惰性氣體稀釋為特定之濃度，並在以特定之濃度與自添加氣體供給部140供給之添加氣體混合之狀態下，供給至處理容器110。但是，β-二酮亦可不被惰性氣體稀釋。 於處理容器110之外部配設有對處理容器110進行加熱之加熱機構160。又，亦可於載置部111之內部具備加熱器(未圖示)作為第2加熱機構。於將複數個載置部配置於處理容器110之情形時，藉由使每個載置部具備加熱器，可將各個載置部個別地設定為特定之溫度。 於處理容器110之一側配設有用以將反應後之氣體排出之氣體排出機構。藉由氣體排出機構之真空泵173，而經由配管171a自處理容器110將反應後之氣體排出。反應後之氣體被配設於配管171a與171b之間之液體氮捕集器175回收。可於配管171a及171b配設閥177a及閥177b而調整壓力。又，於圖1中，PI123及125為壓力計，可基於指示值而控制各流量調整機構及各閥。 以蝕刻裝置100為例，具體地對蝕刻方法進行說明。配置形成有包含可與β-二酮形成錯合物之金屬元素之金屬膜的基材(被處理體112)。利用真空泵173將處理容器110、配管121、配管131、配管141、配管151、液體氮捕集器175、配管171a及171b之內部真空置換至特定之壓力之後，利用加熱機構160對被處理體112進行加熱。達到特定之溫度之後，自β-二酮供給部130、添加氣體供給部140及惰性氣體供給部150將β-二酮、添加氣體及稀釋氣體以特定之流量供給至配管121。 經稀釋之β-二酮與添加劑係以特定之組成混合，並供給至處理容器110。一面將經混合之蝕刻氣體導入至處理容器110內，一面將處理容器110內部控制為特定之壓力。藉由使蝕刻氣體與金屬膜反應特定之時間，而進行金屬膜之蝕刻。於本發明中，可在無電漿之情況下進行蝕刻，蝕刻時不需要利用電漿等激發蝕刻氣體。 蝕刻結束後，停止利用加熱機構160進行加熱而進行降溫，並且停止真空泵173，而解除真空。藉由以上，可進行本發明之金屬膜之蝕刻。 (蝕刻條件) 其次，於本發明之蝕刻方法中，關於蝕刻時之溫度，只要為錯合物可氣化之溫度即可，尤其是去除對象之金屬膜之溫度較佳為100℃以上且350℃以下之溫度範圍。又，蝕刻中之處理容器內之壓力並無特別限制，通常為0.1 kPa以上且101.3 kPa以下之壓力範圍。 再者，於去除對象之金屬膜包含鈷，β-二酮為六氟乙醯丙酮，且添加氣體為一氧化氮之情形時，若以300～400℃左右之高溫進行蝕刻，則存在六氟乙醯丙酮分解而形成碳膜之情況、或者對元件之構造造成損傷之情況，故而被處理體較佳為加熱至150℃以上且250℃以下，更佳為加熱至200℃以上且250℃以下，進而較佳為加熱至220℃以上且250℃以下。只要為上述溫度範圍即可，就獲得充分之蝕刻速度之觀點而言，處理容器內之壓力較佳為20 Torr以上且300 Torr以下(2.67 kPa以上且39.9 kPa以下)，更佳為50 Torr以上且250 Torr以下(6.67 kPa以上且33.3 kPa以下)，進而較佳為100 Torr以上且200 Torr以下(13.3 kPa以上且26.7 kPa以下)。 蝕刻時間並無特別限制，若考慮半導體器件製造製程之效率，則較佳為60分鐘以內。此處，蝕刻時間係指將蝕刻氣體導入至於進行蝕刻處理之內部設置有基板之處理容器之內部後至利用真空泵等將處理容器內之蝕刻氣體排氣以便結束蝕刻處理前的時間。 (被處理體之預處理) 亦可視需要進行被處理體之預處理。例如，於去除對象之金屬膜包含鈷之情形時，藉由將鈷自然氧化膜還原，可改善由自然氧化膜之厚度所導致之蝕刻速度之不均。 可藉由利用還原性氣體供給部(未圖示)將還原性氣體供給至被處理體112而進行預處理。 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，可僅供給氫氣等還原性氣體，但較佳為利用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，較佳為不供給β-二酮及一氧化氮氣體。具體而言，於還原性氣體供給步驟中，β-二酮及一氧化氮氣體之量相對於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，則並無特別限定，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，但就蝕刻裝置之運用方面而言，較佳為與第1混合氣體供給步驟之處理溫度相同。綜上，於還原性氣體供給步驟中，被處理體較佳為加熱至100℃以上且350℃以下，更佳為加熱至150℃以上且250℃以下，進而較佳為加熱至200℃以上且250℃以下。 於還原性氣體供給步驟中，還原性氣體之流量取決於處理容器之容積。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，只要於例如10～500 Torr(1.33～66.5 kPa)之範圍內根據裝置適當設定即可。 還原性氣體供給步驟之處理時間只要根據形成於基板之金屬膜之成膜方法等而適當調整即可。 (已填充之容器) 本發明之β-二酮供給部130可使用如圖2所示之於密閉容器201中填充有精製β-二酮之已填充有β-二酮之容器200。已填充有β-二酮之容器200係將液體狀態之β-二酮填充於密閉容器201而獲得，於密閉容器201中，β-二酮分為液相213及氣相211。於密閉容器201安裝有可進行β-二酮之填充及取出之取出口203，能以氣體狀態供給氣相211之β-二酮。再者，從已填充有β-二酮之容器200供給氣體狀態之β-二酮時，需要對已填充有β-二酮之容器200進行加熱而彌補液相213之β-二酮之揮發熱。 因水與β-二酮之蒸氣壓之差異，而存在氣相211中之水含量變得高於液相213之液體狀態之β-二酮中之水分含量之情況。因此，尤其是於從已填充有β-二酮之容器200供給氣體狀態之β-二酮之初期，氣體狀態之β-二酮之水含量變得高於填充時之液體狀態之β-二酮之水含量。因此，為了使蝕刻氣體中之水含量自供給之初期至末期相對於β-二酮不超過30質量ppm，密閉容器內之β-二酮之水含量較佳為15質量ppm以下。即，只要液體狀態之β-二酮填充於密閉容器201時之β-二酮之水含量為15質量ppm以下，則可使氣體狀態之β-二酮之水含量自氣體狀態之β-二酮之供給初期起便不超過30質量ppm。再者，填充於密閉容器201時之液體狀態之β-二酮之水含量較佳為10質量ppm以下，進而較佳為5質量ppm以下。 又，填充於密閉容器201之液體狀態之β-二酮中之β-二酮含量(純度)為99質量%以上，為99.5質量%以上，進而較佳為99.9質量%以上。 可利用氣相層析法測定液體狀態之β-二酮中之β-二酮含量(純度)，利用卡氏水分計測定水含量。再者，於本發明中，液體狀態之β-二酮中包含之水不僅包含水分子單獨存在之情況，而且亦包含與其他原子或離子鍵結或發生其他相互作用之情況、或者以與β-二酮形成水合物之狀態存在之情況。 作為去除液體狀態之β-二酮中包含之水而獲得填充於密閉容器201之精製β-二酮之方法，並無特別限定，例如可列舉：對β-二酮進行蒸餾之方法、或者使β-二酮與乾燥劑接觸之方法。作為乾燥劑，可使用濃硫酸等液體之乾燥劑、沸石等固體之乾燥劑。但是，考慮勞力及成本，於液體狀態及氣體狀態下，均容許β-二酮中混入0.1質量ppm以上之水。 (半導體器件) 本發明之蝕刻方法可用作用以將特定之圖案形成於先前之半導體器件之金屬膜之蝕刻方法。本發明之半導體器件可藉由使用利用本發明之蝕刻方法進行過蝕刻之金屬膜而廉價地製造。作為此種半導體器件，例如，可列舉：太陽電池、硬碟驅動器、動態隨機存取記憶體、相變型記憶體、強介電體記憶體、磁阻記憶體、阻抗變化型記憶體、MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微機電系統)等。 實施例 以下，藉由實施例而對本發明詳細地進行說明，但本發明並不受到該實施例限定。於金屬膜之蝕刻試驗中，對已填充有β-二酮之容器中之液體狀態之β-二酮之水含量、蝕刻氣體中之水含量、及蝕刻速度之關係進行了研究。 首先，將純度為99.9質量%以上之特定水含量之液體狀態的六氟乙醯丙酮填充於密閉容器，而獲得已填充有β-二酮之容器。因蒸餾條件之差異，獲得填充時之液體狀態之六氟乙醯丙酮之水含量不同之複數個已填充有β-二酮之容器。 蝕刻裝置係按照圖1所示之蝕刻裝置100，使用鈷箔(形狀2 cm×2 cm，厚度0.1 mm)作為被處理體112。又，將上述已填充有β-二酮之容器用於β-二酮供給裝置。 將處理容器110及配管121、配管131、配管141、配管151、液體氮捕集器175、配管171a及171b之內部真空置換至未達10 Pa之後，藉由加熱機構160及配設於載置部111之內部之加熱器而對載置於載置部111之測定過重量之被處理體進行加熱。確認加熱機構160及配設於載置部111之內部之加熱器達到220℃之後，由未圖示之氫氣供給部以壓力50 Torr供給10 sccm之氫氣5分鐘，進行作為預處理之還原氣體供給步驟。預處理結束後再次真空置換至未達10 Pa之後，將氣體狀態之六氟二酮、添加氣體及惰性氣體以特定之流量供給至配管121，藉此，一面將蝕刻氣體導入至處理容器110內，一面將處理容器110內部控制為特定之壓力。導入開始後經過特定時間之後，停止蝕刻氣體之導入，將處理容器110內部解除真空後，取出被處理體並測定重量，由基於試驗前後之被處理體之重量變化所得之厚度之減少量及蝕刻時間算出蝕刻速度。 再者，液體狀態及氣體狀態之六氟乙醯丙酮之純度係利用氣相層析法進行測定，水含量係利用卡氏水分計進行測定。 於本實施例之蝕刻試驗中，被處理體之溫度係設為220℃，導入之蝕刻氣體之總量係設為100 sccm，添加氣體係設為NO，稀釋氣體係設為N2 ，壓力係設為100 Torr，蝕刻時間係設為2.5分鐘。又，對於已填充有β-二酮之容器，將剛填充後設為0%，將變空之狀態設為100%而規定使用率，於各種使用率下，測定氣體狀態之β-二酮之水含量及蝕刻速度。供給之NO及N2 之水含量為1體積ppm以下。 將實施例及比較例中之各蝕刻條件之蝕刻速度示於表1中。又，將蝕刻氣體中之相對於β-二酮之水含量與蝕刻速度之關係示於圖3。 [表1]
Figure 108113194-A0304-0001
 由圖3可知，只要蝕刻氣體中之相對於β-二酮之水含量不超過30質量ppm，則蝕刻速度較穩定。 蝕刻氣體中包含之水(H2 O)可將金屬膜之金屬原子氧化，或者可與β-二酮一起配位於金屬原子而形成金屬錯合物，認為蝕刻氣體中包含之水有促進蝕刻之效果。因此，認為藉由將包含β-二酮之蝕刻氣體中之水之量設為特定值以下，可抑制蝕刻速度之不均。 又，可知使用率5%時之蝕刻氣體中之水含量高於填充時之液體狀態之β-二酮之水含量。 如實施例1-1～1-4、2-1～2-4所示，於在已填充有β-二酮之容器中填充有液體狀態下水含量為15質量ppm以下之六氟乙醯丙酮之情形時，跨及使用率5%～60%之整個範圍，供給之氣體狀態之六氟乙醯丙酮之水含量不超過30質量ppm，蝕刻氣體中之相對於β-二酮之水含量亦不超過30質量ppm，故而蝕刻速度為12～13 nm/min，較穩定。 另一方面，如比較例1-1～1-4所示，於在已填充有β-二酮之容器中填充有液體狀態下水含量為42質量ppm之六氟乙醯丙酮之情形時，跨及使用率5%～30%之範圍，供給之氣體狀態之六氟乙醯丙酮之水含量超過30質量ppm，蝕刻氣體中之相對於β-二酮之水含量亦超過30質量ppm。比較例1-1與1-4相比，於使用率5%與60%時，蝕刻速度為29 nm/min與13 nm/min，有2倍以上之差異，蝕刻速度不穩定。 又，如比較例2-1～2-4所示，於在已填充有β-二酮之容器中填充有液體狀態下水含量為21質量ppm之六氟乙醯丙酮之情形時，於使用率5%時，供給之氣體狀態之六氟乙醯丙酮之水含量超過30質量ppm，蝕刻氣體中之相對於β-二酮之水含量亦超過30質量ppm。比較例2-1與2-4相比，於使用率5%與60%時，蝕刻速度為21 nm/min與12 nm/min，有1.5倍以上之差異，蝕刻速度不穩定。
100‧‧‧蝕刻裝置 110‧‧‧處理容器 111‧‧‧ 載置部 112‧‧‧被處理體 121‧‧‧配管 123‧‧‧壓力計 125‧‧‧壓力計 130‧‧‧β-二酮供給部 131‧‧‧配管 133‧‧‧流量調整機構 135‧‧‧閥 140‧‧‧添加氣體供給部 141‧‧‧配管 143‧‧‧流量調整機構 145‧‧‧閥 150‧‧‧惰性氣體供給部 151‧‧‧配管 153‧‧‧流量調整機構 155‧‧‧閥 160‧‧‧加熱機構 171a‧‧‧配管 171b‧‧‧配管 173‧‧‧真空泵 175‧‧‧液體氮捕集器 177a‧‧‧閥 177b‧‧‧閥 200‧‧‧已填充有β-二酮之容器 201‧‧‧密閉容器 203‧‧‧取出口 211‧‧‧氣相 213‧‧‧液相
圖1係本發明之一實施形態之蝕刻裝置之概略圖。 圖2係本發明之一實施形態之已填充之容器之剖面概略圖。 圖3係表示實施例、比較例中之蝕刻氣體中之水含量與蝕刻速度之關係之圖。

Claims (12)

  1. 一種乾式蝕刻方法，其特徵在於：其係使用包含β-二酮及添加氣體之蝕刻氣體，在無電漿之情況下對基板上之金屬膜進行蝕刻者，上述金屬膜包含可與上述β-二酮形成錯合物之金屬元素，且上述蝕刻氣體中包含之水之量相對於上述β-二酮為30質量ppm以下。
  2. 如請求項1之乾式蝕刻方法，其中上述β-二酮係自填充有精製β-二酮之已填充有β-二酮之容器供給，上述精製β-二酮之純度為99質量%以上，相對於β-二酮含有15質量ppm以下之水。
  3. 如請求項1之乾式蝕刻方法，其中上述金屬元素係選自由Co、Fe、Ni、Zn、Hf、V及Cu所組成之群中之至少1種金屬元素。
  4. 如請求項1之乾式蝕刻方法，其中上述添加氣體係選自由NO、N2O、O2、O3及H2O2所組成之群中之至少1種氣體。
  5. 如請求項1之乾式蝕刻方法，其中上述β-二酮係選自由六氟乙醯丙酮、三氟乙醯丙酮及乙醯丙酮所組成之群中之至少1種化合物。
  6. 如請求項1之乾式蝕刻方法，其中使上述蝕刻氣體於100℃以上且350℃以下之溫度範圍內與上述金屬膜接觸。
  7. 如請求項1之乾式蝕刻方法，其中上述金屬膜包含鈷，上述蝕刻氣體包含作為β-二酮之六氟乙醯丙酮、及作為添加氣體之一氧化氮，上述蝕刻氣體中包含之水之量相對於六氟乙醯丙酮為30質量ppm以下，且該乾式蝕刻方法係使上述蝕刻氣體於150℃以上且250℃以下之溫度範圍內與上述金屬膜接觸。
  8. 如請求項1之乾式蝕刻方法，其中上述蝕刻氣體進而包含選自由N2、Ar、He、Ne及Kr所組成之群中之至少1種惰性氣體。
  9. 如請求項1之乾式蝕刻方法，其包含在上述蝕刻之前將還原性氣體供給至基板上之金屬膜的預處理步驟。
  10. 一種半導體器件之製造方法，其包含利用如請求項1至9中任一項之乾式蝕刻方法對基板上之金屬膜進行蝕刻之步驟。
  11. 一種乾式蝕刻裝置，其特徵在於包含：載置部，其設置於處理容器內，且載置表面形成有金屬膜之被處理體；已填充有β-二酮之容器，其於密閉容器中填充有β-二酮；添加氣體供給部，其將添加氣體供給至上述被處理體；及控制部，其以將上述β-二酮及上述添加氣體供給至上述被處理體之 方式輸出控制信號；使用包含上述β-二酮及上述添加氣體之蝕刻氣體，在無電漿之情況下對上述被處理體之上述金屬膜進行蝕刻，上述β-二酮為六氟乙醯丙酮，且填充於容器內之β-二酮係純度99質量%以上且相對於β-二酮含有15質量ppm以下之水之精製β-二酮，上述蝕刻氣體中包含之水之量相對於上述β-二酮為30質量ppm以下。
  12. 如請求項11之乾式蝕刻裝置，其進而包含將還原性氣體供給至上述被處理體之還原性氣體供給部，且上述控制部以在將上述蝕刻氣體及上述添加氣體供給至被處理體之前，將上述還原性氣體供給至上述被處理體之方式輸出閥之控制信號。
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