蚀刻方法和蚀刻装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及蚀刻方法和蚀刻装置。[课题]提供如下技术：使用对钴膜进行氧化的氧化气体和包含β‑二酮的蚀刻气体对被处理体表面的钴膜进行蚀刻时，防止在被处理体形成碳膜。[解决手段]将被处理体加热至250℃以下的温度同时以氧化气体的流量相对于蚀刻气体的流量的比率为0.5％～50％的方式对前述被处理体供给包含β‑二酮的蚀刻气体和用于氧化前述钴膜的氧化气体。由此，可以抑制碳膜的形成且对前述钴膜进行蚀刻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钴膜的蚀刻方法和蚀刻装置。
技术介绍
作为半导体器件的布线，有时在Si(硅)上使Co(钴)膜沉积并进行加热而形成CoSi2(硅化钴)层。该CoSi2层形成后，形成有该CoSi2层的基板即半导体晶圆(以下，记作晶圆)例如浸渍于包含盐酸和过氧化氢的化学溶液进行湿法蚀刻，多余的Co膜被完全去除。然而，在半导体器件的布线微细化发展的现状下，研究了使用Co作为布线来代替一直以来作为布线使用的Cu(铜)。作为其理由，这是由于，使用Cu作为布线时，为了防止构成该布线的金属原子向周围的绝缘膜扩散而必须在Cu布线周围形成隔离膜；但使用Co作为布线时，布线本身具有作为隔离膜的功能，因此无需在布线之外形成隔离膜。如此，从想要形成微细的Co的布线的背景出发，要求高度地控制Co膜的蚀刻。具体而言，对如下情况进行了研究：在晶圆的面内以将蚀刻量的波动抑制为1nm以下的方式对Co膜进行蚀刻；对于蚀刻后的Co膜的表面的粗糙度进行控制；选择地对Co膜进行蚀刻等。为了进行这样高度的蚀刻控制，利用上述湿法蚀刻是困难的，研究了利用气体对Co膜进行蚀刻。例如专利文献1中记载了，在将基板加热至200℃～400℃的状态下，对于基板上的由Co构成的金属膜，以氧气(O2)气体相对于Hfac气体的流量比变为1％以下的方式同时供给氧气和β-二酮即六氟乙酰丙酮(Hfac)气体，从而对Co膜进行蚀刻。O2气体为氧化Co膜的氧化气体；Hfac气体为通过与被氧化的Co膜形成蒸气压较低的络合物来去除该Co膜的氧化物的蚀刻气体。专利文献2中记载了，使用Hfac气体对Co进行蚀刻；以及此时也可以在Hfac气体中添加氧气。另外，专利文献3中记载了，使基板表面的铜等金属污染物与氧化气氛中的β-二酮反应从而去除。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-12243(第0030段～第0035段)专利文献2：日本特开2015-19065号(第0035段、第0036段)专利文献3：日本专利第2519625号(第0035段、第0036段)
技术实现思路
专利技术要解决的问题通过本专利技术人的验证，同时对基板供给上述O2气体和Hfac气体而对形成于该基板的表面的Co膜进行蚀刻处理时，在较低的温度下，通过Co以及被氧化的Co所具有的催化效果与O2气体的作用，Hfac被分解，在处理后的基板上确认到残留有以碳作为主要成分的膜(以下，记作碳膜)。上述专利文献1中启示了，同时对晶圆供给O2气体和Hfac气体，此时，也可以将基板加热至300℃～400℃那样较高的温度。如此进行处理时会形成碳膜，但专利文献1中并没有着眼于Hfac气体形成碳膜。因此，该专利文献1无法解决如此会形成碳膜的问题。对于专利文献2、3，也没有记载解决该问题的方法。本专利技术是在这样的情况下完成的，其目的在于，提供如下技术：使用对钴膜进行氧化的氧化气体和包含β-二酮的蚀刻气体对被处理体表面的钴膜进行蚀刻时，能够防止在被处理体上形成碳膜。用于解决问题的方案本专利技术的蚀刻方法的特征在于，包括如下工序：将表面形成有钴膜的被处理体加热至250℃以下的温度，以氧化气体的流量相对于蚀刻气体的流量的比率为0.5％～50％的方式同时对前述被处理体供给包含β-二酮的蚀刻气体和用于氧化前述钴膜的氧化气体，从而对前述钴膜进行蚀刻。本专利技术的另一蚀刻方法的特征在于，包括如下工序：第1气体供给工序：对表面形成有钴膜的被处理体供给用于氧化前述钴膜的氧化气体；以及第2气体供给工序：在第1气体供给工序后，供给包含β-二酮的蚀刻气体和用于抑制该蚀刻气体分解的分解抑制气体，从而对被氧化的前述钴膜进行蚀刻。本专利技术的蚀刻装置的特征在于，包括：载置台：其设置于处理容器内且用于载置表面形成有钴膜的被处理体；加热部：其对载置于前述载置台的被处理体进行加热；气体供给部：其供给包含β-二酮的蚀刻气体和用于氧化前述钴膜的氧化气体；以及控制部：输出控制信号，使得为了蚀刻前述钴膜而将被处理体加热至250℃以下的温度，同时以前述氧化气体的流量相对于前述蚀刻气体的流量的比率变为0.5％～50％的方式对前述被处理体供给该蚀刻气体和氧化气体。本专利技术的蚀刻装置的特征在于，包括：载置台：其设置于处理容器内且用于载置表面形成有钴膜的被处理体；氧化气体供给部：其对前述被处理体供给用于氧化前述钴膜的氧化气体；蚀刻气体供给部：其对前述被处理体供给包含β-二酮的蚀刻气体；分解抑制气体供给部：其对前述被处理体供给用于抑制该蚀刻气体分解的分解抑制气体；以及控制部：其输出控制信号以进行第1步骤和第2步骤，所述第1步骤对前述被处理体供给前述氧化气体；所述第2步骤接着对前述被处理体供给前述蚀刻气体和前述分解抑制气体。专利技术的效果根据本专利技术，在被处理体的温度设为250℃以下使得由钴导致的蚀刻气体的分解被抑制的状态下，对该被处理体供给为了得到充分的蚀刻速度而调节了彼此流量的比率的蚀刻气体和氧化气体。因此，能够抑制由蚀刻气体的分解所导致的碳膜的形成且对被处理体表面的钴膜进行蚀刻。根据本专利技术的另一专利技术，在钴膜氧化后对被处理体供给蚀刻气体和蚀刻气体的分解抑制气体，从而在蚀刻气体的分解被抑制的状态下进行蚀刻。因此，能够抑制由蚀刻气体的分解所导致的碳膜的形成且对被处理体表面的钴膜进行蚀刻。附图说明图1为本专利技术的第1实施方式的蚀刻装置的纵向侧剖面图。图2为前述第1实施方式的蚀刻装置的纵向侧剖面图。图3为前述第1实施方式的蚀刻装置的纵向侧剖面图。图4为本专利技术的第2实施方式的蚀刻装置的纵向侧剖面图。图5为前述第2实施方式的蚀刻装置的纵向侧剖面图。图6为前述第2实施方式的蚀刻装置的纵向侧剖面图。图7为前述第2实施方式的蚀刻装置的纵向侧剖面图。图8为示出气体的供给状态和供给停止状态的时刻图表。图9为晶圆的纵向侧剖面图。图10为晶圆的纵向侧剖面图。图11为晶圆的纵向侧剖面图。图12为示出评价试验的结果的图。图13为示出评价试验的结果的图。图14为示出评价试验的结果的光谱图。图15为示出评价试验的结果的光谱图。图16为示出评价试验的结果的光谱图。图17为示出评价试验的结果的晶圆的纵向侧剖面的示意图。图18为示出评价试验的结果的光谱图。图19为示出评价试验的结果的光谱图。图20为示出评价试验的结果的光谱图。图21为示出评价试验的结果的光谱图。图22为示出评价试验的结果的光谱图。图23为示出评价试验的结果的光谱图。图24为示出评价试验的结果的光谱图。图25为示出评价试验的结果的光谱图。图26为示出评价试验的结果的图。附图标记说明W晶圆1蚀刻装置10控制部11处理容器2台22加热器3气体供给部61Hfac气体供给源62O2气体供给源64H2气体供给源具体实施方式(第1实施方式)参照图1对实施本专利技术的第1实施方式的蚀刻方法的蚀刻装置1进行说明。该蚀刻装置1中处理的被处理体即晶圆W的表面上形成有用于形成半导体器件的布线的Co膜。蚀刻装置1具备横截面形状为大致圆形的真空室即处理容器11。图中12是为了进行晶圆W的交接而在处理容器11的侧面开口的输入/输出口，通过闸阀13进行开关。另外，处理容器11设有将其内表面加热至规定的温度的未作图示的加热器。在处理容器11的内部设有晶圆W的载置部即圆柱形状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻方法，其特征在于，包括如下工序：第1气体供给工序：对表面形成有钴膜的被处理体供给用于氧化所述钴膜的氧化气体；以及第2气体供给工序：在第1气体供给工序后，供给包含β‑二酮的蚀刻气体和用于抑制该蚀刻气体分解的分解抑制气体，从而对被氧化的所述钴膜进行蚀刻。

【技术特征摘要】
2015.07.27 JP 2015-1478461.一种蚀刻方法，其特征在于，包括如下工序：第1气体供给工序：对表面形成有钴膜的被处理体供给用于氧化所述钴膜的氧化气体；以及第2气体供给工序：在第1气体供给工序后，供给包含β-二酮的蚀刻气体和用于抑制该蚀刻气体分解的分解抑制气体，从而对被氧化的所述钴膜进行蚀刻。2.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，其包括重复进行包含所述第1气体供给工序和所述第2气体供给工序的循环的工序。3.根据权利要求1或2所述的蚀刻方法，其特征在于，所述第2气体供给工序包括如下工序：将所述被处理体加热至250℃以上且低于所述蚀刻气体的分解温度的温度。4.根据权利要求1～3中任一项所述的蚀刻方法，其特征在于，所述分解抑制气体为氢气。5.一种蚀刻方法，其特征在于，包括如下工序：将表面形成有钴膜的被处理体加热至250℃以下的温度，同时以氧化气体的流量相对于蚀刻气体的流量的比率为0.5％～50％的方式对所述被处理体供给包含β-二酮的蚀刻气体和用于氧化所述钴膜的氧化气体，从而对所述钴膜进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：林军，竹谷考司，立花光博，八尾章史，山内邦裕，宫崎达夫，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，中央硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP