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公開番号2024044428
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2022149934
出願日2022-09-21
発明の名称エッチング方法およびエッチング装置
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人
主分類C23F 1/00 20060101AFI20240326BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】モリブデン膜またはタングステン膜を、簡易に、良好な表面性状でコンフォーマルかつ均一にドライエッチングすることができるエッチング方法およびエッチング装置を提供する。
【解決手段】エッチング方法は、モリブデン膜またはタングステン膜を含む構造部を有する基板を準備することと、基板にOラジカルを含む酸化剤を供給してモリブデン膜またはタングステン膜に対して自己制御的な酸化処理を行うことと、基板にエッチャントを供給して酸化処理により形成されたモリブデン酸化物またはタングステン酸化物をエッチングすることとを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
モリブデン膜またはタングステン膜を含む構造部を有する基板を準備することと、
前記基板にＯラジカルを含む酸化剤を供給してモリブデン膜またはタングステン膜に対して自己制御的な酸化処理を行うことと、
前記基板にエッチャントを供給して前記酸化処理により形成されたモリブデン酸化物またはタングステン酸化物のエッチングを行うことと、
を有するエッチング方法。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記構造部は、前記モリブデン膜または前記タングステン膜と他の膜とを積層して構成され、積層方向に凹部が形成されており、前記凹部を介して前記モリブデン膜または前記タングステン膜が酸化処理される、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記他の膜は、シリコン含有物膜である、請求項２に記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記酸化処理は、酸素含有ガスをプラズマ化することにより生成する、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記酸素含有ガスは、Ｏ
２
ガス、Ｏ
３
ガス、ＮＯガス、Ｎ
２
Ｏガスのいずれかである、請求項４に記載のエッチング方法。
【請求項６】
前記エッチャントは、フッ素含有ガスまたはフッ素含有ラジカルである、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項７】
前記フッ素含有ガスは、ＭｏＦ
６
ガス、ＷＦ
６
ガス、ＳＦ
６
ガス、ＣｌＦ
３
ガス、Ｆ
２
ガス、ＨＦガスから選択される、請求項６に記載のエッチング方法。
【請求項８】
前記フッ素含有ガスは、ＭｏＦ
６
ガスおよびＷＦ
６
ガスの少なくとも１種である、請求項７に記載のエッチング方法。
【請求項９】
前記酸化処理は、温度が０～４００℃の範囲、圧力が１３Ｐａ～１３ｋＰａの範囲で行う、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項１０】
前記エッチングは、基板温度が０～４００℃の範囲、圧力が１３Ｐａ～１３ｋＰａの範囲で行う、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のエッチング方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
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。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から半導体記憶装置には、導電体膜としてタングステン（Ｗ）膜が用いられており、最近では、モリブデン（Ｍｏ）膜も用いられている。Ｗ膜またはＭｏ膜をエッチングする技術として、特許文献１には、酸化ガスと、エッチングガスとしての六フッ化物ガスを供給して、酸化ガスにより基板上のＷ膜またはＭｏ膜を酸化し、形成された酸化物を六フッ化物ガスによりエッチングする技術が記載されている。また、特許文献２には、酸化ガスとＭｏＦ
６
ガスまたはＷＦ
６
ガスにより第１のエッチングを行い、空孔が露出した段階で第１のエッチングを停止して、空孔の埋め込みを行い、その後、酸化ガスとＭｏＦ
６
ガスまたはＷＦ
６
ガスにより第２のエッチングを行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２１／１１７３６８号
特開２０２２－２０３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、モリブデン膜またはタングステン膜を、簡易に、良好な表面性状でコンフォーマルかつ均一にドライエッチングすることができるエッチング方法およびエッチング装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係るエッチング方法は、モリブデン膜またはタングステン膜を含む構造部を有する基板を準備することと、前記基板にＯラジカルを含む酸化剤を供給してモリブデン膜またはタングステン膜に対して自己制御的な酸化処理を行うことと、前記基板にエッチャントを供給して前記酸化処理により形成されたＭｏ酸化物またはＷ酸化物をエッチングすることと、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、モリブデン膜またはタングステン膜を、簡易に、良好な表面性状でコンフォーマルかつ均一にドライエッチングすることができるエッチング方法およびエッチング装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
一実施形態に係るエッチング方法の一例を示すフローチャートである。
一実施形態に係るエッチング方法に適用される基板の一例を示す断面図である。
図２の基板に酸化処理を行った状態を模式的に示す断面図である。
図３の基板のＭｏ酸化膜をエッチングにより除去した状態を模式的に示す断面図である。
ステップＳＴ２の酸化処理とステップＳＴ３のエッチングのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
ステップＳＴ２の酸化処理とステップＳＴ３のエッチングのタイミングの他の例を示すタイミングチャートである。
従来のエッチング方法によるピッティングの発生を説明するための模式図である。
一実施形態のエッチング方法によりピッティングの発生が防止されることを説明するための模式図である。
従来のエッチング方法による残渣の発生を説明するための模式図である。
一実施形態のエッチング方法により残渣の発生が防止されることを説明するための模式図である。
ＳｉＯ
２
膜とＭｏ膜との積層構造を有する基板において、従来のエッチング方法によりＭｏ膜をエッチングした際のローディング効果の発生を説明するための模式図である。
ＳｉＯ
２
膜とＭｏ膜との積層構造を有する基板において、従来のエッチング方法によりＭｏ膜をエッチングした際に、エッチング結果が規則性なく不均一になった状態を示す模式図である。
ＳｉＯ
２
膜とＭｏ膜との積層構造を有する基板において、一実施形態のエッチング方法によりＭｏ膜をエッチングした際の状態を示す模式図である。
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。
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模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、実施形態について説明する。
【０００９】
＜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の一例を示すフローチャートである。一実施形態に係るエッチング方法は、モリブデン（Ｍｏ）膜またはタングステン（Ｗ）膜をエッチングするものであり、以下に説明するように、エッチング対象であるＭｏ膜またはＷ膜を一度酸化させ、その酸化物をエッチングする犠牲酸化法によりエッチングを行う。
【００１０】
本実施形態のエッチング方法は、図１に示すように、ＳＴ１～ＳＴ３のステップを有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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