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TWI528450B - Substrate processing methods and memory media - Google Patents

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TWI528450B
TWI528450B TW101109701A TW101109701A TWI528450B TW I528450 B TWI528450 B TW I528450B TW 101109701 A TW101109701 A TW 101109701A TW 101109701 A TW101109701 A TW 101109701A TW I528450 B TWI528450 B TW I528450B
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TW
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gas
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platinum
substrate processing
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TW101109701A
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TW201301385A (zh
Inventor
曾根隆
西村榮一
Original Assignee
東京威力科創股份有限公司
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    • H10P50/267—
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    • C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
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Description

基板處理方法及記憶媒體
本發明係關於一種將至少含有鉑之層加以蝕刻之基板處理方法及記憶媒體。
利用電流磁場產生的磁性反轉來儲存資訊之磁性記憶裝置係從積層有各種層且各種層被蝕刻成為所需形狀之半導體晶圓(以下簡稱為「晶圓」)來製造。做為構成此種磁性記憶裝置之各種層之一層為含有磁性材料鉑(Pt)之鉑錳(Pt-Mn)層，然已知鉑為一種難蝕刻之材料。
在鉑錳層之蝕刻方法方面已知有藉由離子減薄(例如以高能量之氬(Ar)的陽離子所進行之濺鍍)來對鉑錳層進行物理性蝕刻之方法，但使用離子減薄之情況，由於陽離子係以高能量入射於罩體膜與鉑錳層，故難以確保罩體膜與鉑錳層之選擇比，且由於罩體膜之圖案形狀於早期便崩潰，故藉由蝕刻所得之孔(hole)、槽渠之形狀會成為錐面形狀(參見例如非專利文獻1)。
是以，有人提出一種使用含有還原力大之鹵素氣體的蝕刻氣體來對鉑錳層進行化學蝕刻之方法(參見例如專利文獻1)。
先前技術文獻
非專利文獻
非專利文獻1 斧高一、高橋和生、江利口浩二，「高介電係數(High-k)材料之乾式蝕刻」，電漿-核融合學會會刊，Vol. 85, No. 4(2009), pp. 185-192，2009年1月發行
專利文獻
專利文獻1 日本特開2006-60172號公報
但是，由於鹵素氣體會產生強酸，而有基板處理裝置之構成零件的腐蝕、磁性材料本身之腐蝕的問題。
本發明之目的在於提供一種無需使用鹵素氣體即可將至少含有鉑之層加以蝕刻之基板處理方法及記憶媒體。
為了達成上述目的，申請專利範圍第1項之基板處理方法，係將形成於基板之至少含有鉑之層使用罩體膜進行蝕刻；其特徵在於：使用至少含有一氧化碳氣體、氫氣以及稀有氣體之處理氣體來蝕刻該至少含有鉑之層；該氫氣流量相對於該一氧化碳氣體與該氫氣之流量合計的流量比為50%至75%。
申請專利範圍第2項之基板處理方法，係於申請專利範圍第1項之基板處理方法中，該氫氣流量相對於該一氧化碳氣體與該氫氣之流量合計的流量比為50%至60%。
申請專利範圍第3項之基板處理方法，係於申請專利範圍第1項之基板處理方法中，該稀有氣體流量相對於該稀有氣體與該一氧化碳氣體之流量合計的流量比為40%至50%。
申請專利範圍第4項之基板處理方法，係於申請專利範圍第1至3項中任一項之基板處理方法中，該稀有氣體為氬氣。
申請專利範圍第5項之基板處理方法，係於申請專利範圍第1至3項中任一項之基板處理方法中，該含有鉑之層的蝕刻係在壓力為13.3Pa(100mTorr)至133Pa(1Torr)之下進行。
申請專利範圍第6項之基板處理方法，係於申請專利範圍第5項之基板處理方法中，該含有鉑之層的蝕刻係在壓力為40.0Pa(300mTorr)至133Pa(1Torr)之下進行。
為了達成上述目的，申請專利範圍第7項之記憶媒體，能被儲存有使得基板處理方法於電腦實行之程式的電腦所讀取，該基板處理方法係將形成於基板之至少含有鉑之層使用罩體膜進行蝕刻；其特徵在於該基板處理方法係使用至少含有一氧化碳氣體、氫氣以及稀有氣體之處理氣體來蝕刻該至少含有鉑之層；該氫氣流量相對於該一氧化碳氣體與該氫氣之流量合計的流量比為50%至75%。
依據本發明，使用至少含有一氧化碳氣體、氫氣 以及稀有氣體之處理氣體來蝕刻至少含有鉑之層，且氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比為50%至75%。使用一氧化碳氣體進行蝕刻之情況，雖於被暴露之各種層表面堆積碳層，但由氫氣所產生之氫電漿會將該碳層加以電漿清洗。此時，從稀有氣體所產生之陽離子入射於碳層，對該碳層賦予能量。此外，由於氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比為50%至75%而存在大量的氫，故碳層受到電漿清洗之際會存在剩餘的氫。被賦予了能量的碳層會和從一氧化碳所產生之氧產生鍵結而生成羰基，進而剩餘的氫會因為被賦予在碳層之能量而和羰基鍵結產生羧基，該羧基會以配位基的形式來和鉑做配位鍵結而產生有機錯合物。由於有機錯合物容易氣化，結果可從至少含有鉑之層去除鉑，藉此，無需使用鹵素氣體即可將至少含有鉑之層加以蝕刻。
以下，針對本發明之實施形態參見圖式來說明。
圖1係示意顯示實行本發明實施形態之基板處理方法的基板處理裝置構成之截面圖。本基板處理裝置係對製造磁性記憶裝置之半導體元件用晶圓(基板)施以電漿蝕刻處理。
於圖1中，基板處理裝置10係具有收容例如直徑為300mm之晶圓W的腔室11，於該腔室11內配置有 上面可載置晶圓W之圓柱狀晶座12。於基板處理裝置10，係藉由腔室11之內側壁與晶座12之側面來形成側面排氣流路13。於此側面排氣流路13之中途配置有排氣板14。
排氣板14為具有多數貫通孔之板狀構件，可發揮將腔室11內部分隔為上部與下部之分隔板的功能。於藉由排氣板14所分隔之腔室11內部之上部(以下稱為「處理室」)15之內部空間會如後述般產生電漿。此外，於腔室11內部之下部(以下稱為「排氣室(分歧管，manifold)」)16連接著將腔室11內之氣體加以排出之排氣管17。排氣板14將處理室15所產生之電漿加以捕捉或反射以防止漏洩至分歧管16。
於排氣管17連接有TMP(Turbo Molecular Pump)以及DP(Dry Pump)(皆未圖示)，此等泵對腔室11抽真空進行減壓。具體而言，DP係將腔室11內從大氣壓減壓至中真空狀態，TMP係和DP協同運作將腔室11內從中真空狀態減壓至比中真空狀態為低壓之高真空狀態。此外，腔室11內之壓力係藉由APC閥(未圖示)來控制。
第1高頻電源18係經由第1匹配器19來連接於腔室11內之晶座12，且第2高頻電源20係經由第2匹配器21來連接，第1高頻電源18係將相對低頻例如13MHz之離子拉引用高頻電力施加於晶座12，第2高頻電源20係將相對高頻例如40MHz之電漿生成用 高頻電力施加於晶座12。藉此，晶座12可發揮電極功能。此外，第1匹配器19與第2匹配器21係減少來自晶座12之高頻電力的反射而使得高頻電力對晶座12之施加效率最大化。
於晶座12之上部周緣部係以該晶座12之中央部分朝圖中上方突出的方式形成有段差。於該晶座12之中央部分前端配置有內部具有靜電電極板22之陶瓷製靜電夾23。於靜電電極板22連接著直流電源24，一旦對靜電電極板22施加正直流電壓，則於晶圓W之靜電夾23側面(以下稱為「內面」)會產生負電壓而於靜電電極板22與晶圓W間產生電位差，起因於該電位差之庫倫力或是強森-拉貝克(Johnsen-Rahbek)力會使得晶圓W吸附保持於靜電夾23。
此外，於晶座12內部具有由冷媒流路所構成之冷卻機構(未圖示)，該冷卻機構可將與電漿接觸而溫度上升之晶圓W的熱量經由晶座12加以吸收，藉以防止晶圓W之溫度成為超過所希望之溫度。
考慮到熱傳效率與電極功能，晶座12係由例如鋁所構成，但為了防止導電體暴露於產生電漿之處理室15，該晶座12之側面係藉由介電體例如石英(SiO2)所構成之側面保護構件25所被覆。
再者，於晶座12之上部，聚焦環26係以將吸附保持在靜電夾23之晶圓W加以包圍的方式載置於晶座12之段差或側面保護構件25，進而密封環27係以 將聚焦環26加以包圍的方式載置於側面保護構件25。聚焦環26係由矽(Si)或是碳化矽(SiC)所構成，使得電漿分布區域不僅及於晶圓W上且擴大至該聚焦環26上。
於腔室11之天花板部，淋灑頭28係和晶座12呈對向配置。淋灑頭28係由：上部電極板29、將該上部電極板29以裝卸自如的方式加以懸撐之冷卻板30、以及覆蓋該冷卻板30之蓋體31。上部電極板29係由具有貫通於厚度方向上之多數氣孔32的圓板狀構件所構成。於冷卻板30之內部設有緩衝室33，此緩衝室33連接著處理氣體導入管34。基板處理裝置10係以上部電極板29與晶座12的上面成為平行的方式配置淋灑頭28與晶座12。
基板處理裝置10進一步具備控制部35，該控制部35係依照儲存在內建記憶體等之程式來控制各構成要素的動作，實行電漿蝕刻處理。具體而言，控制部35係控制各構成要素的動作而將來自處理氣體導入管34供給至緩衝室33之處理氣體導入處理室15之內部空間，而將該導入之處理氣體利用從第2高頻電源20經過晶座12而施加於處理室15之內部空間的電漿生成用高頻電力來加以激發而生成電漿，將電漿中之陽離子藉由第1高頻電源施加在晶座12之離子拉引用高頻電力來拉向晶圓W，對該晶圓W施以電漿蝕刻處理。
圖2係示意顯示被圖1之基板處理裝置施以電漿蝕刻處理之晶圓構成之部分截面圖。
圖2中，晶圓W係具有：積層於矽所構成之基部36上的鉑錳層37、以及形成於該鉑錳層37上之具有既定開口圖案之做為罩體膜的鉭(Ta)層38。
本發明者認為應以離子減薄或使用鹵素氣體之蝕刻以外的方法來對含有難蝕刻材料鉑之鉑錳層37進行蝕刻，而考慮於基板處理裝置10使用一氧化碳(CO)氣體做為處理氣體，利用一氧化碳的強還原力來從鉑錳層37還原鉑並去除，或是以一氧化碳做為配位基來和鉑進行配位鍵結以產生金屬羰基來去除鉑，結果使用一氧化碳氣體對鉑錳層37進行蝕刻的結果，確認了自一氧化碳所產生的碳會於鉑錳層37或鉭層38上形成碳沉積層，而使得蝕刻停止。
是以，本發明者努力研究的結果，發現若為了將碳沉積層加以電漿清洗(ashing)而對處理氣體加入大量氫(H)氣，進而為了於處理室15之內部空間維持電漿狀態而對處理氣體加入容易乖離之稀有氣體例如氬(Ar)氣，而使用該處理氣體於基板處理裝置10對晶圓W施以電漿蝕刻處理，則不僅可防止於鉑錳層37或鉭層38上形成碳沉積層，並可將鉑錳層37予以蝕刻。具體而言，發現使用含一氧化碳氣體、氫氣以及氬氣之處理氣體來蝕刻鉑錳層37之際，只要氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比為50%至 75%，即不會於鉑錳層37上形成碳沉積層，而可蝕刻鉑錳層37。本發明係基於此見解所完成者。
關於鉑錳層37之蝕刻機制，雖難以清楚說明，但一般認為乃即便提高含一氧化碳氣體、氫氣以及氬氣之處理氣體的乖離度而大量地生成電漿並大量產生陽離子，鉑錳層37之蝕刻速率也不會大幅上升；以及藉由鉑錳層37之蝕刻而於該鉑錳層37所形成之孔、槽渠的形狀並不會成為錐面形狀，主要所進行者並非異向性蝕刻而是等向性蝕刻，故推定鉑錳層37之蝕刻主要為化學反應所產生，本發明者從而類推到以下所說明之做為本實施形態之基板處理方法的蝕刻方法。
圖3係顯示做為本實施形態之基板處理方法的蝕刻方法之製程圖。
首先，於基板處理裝置10之晶座12吸附保持晶圓W，之後，將處理室15之內部空間進行減壓，對該內部空間導入含一氧化碳氣體、氫氣以及氬氣之處理氣體。該處理氣體中，氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比設定為50%至75%。
其次，對處理室15之內部空間施加電漿生成用高頻電力，且對晶座12施加離子拉引用高頻電力。此時，雖於鉑錳層37表面堆積由一氧化碳所產生之碳沉積層39(碳層)，且於鉭層37表面也同樣地堆積由一氧化碳所產生之碳沉積層(未圖示)(圖3(A))，但藉由電漿生成用高頻電力激發處理氣體中之氬氣而產生氬電 漿，該氬電漿會和氫氣中之氫分子衝撞而激發氫氣，產生氫電漿。所產生之氫電漿的陽離子或自由基會接觸於碳沉積層39而將該碳沉積層39做電漿清洗。
進而，氬電漿之陽離子會藉由離子拉引用高頻電力而入射於碳沉積層39來對該碳沉積層39賦予能量，被賦予了能量的碳沉積層39會和從一氧化碳所產生之氧產生鍵結而形成羰基。此外以處理氣體而言，由於氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比設定為50%至75%而存在大量的氫，故碳沉積層39在受到氫電漿之陽離子或自由基進行電漿清洗之際會存在剩餘的氫，該剩餘的氫會因為被賦予在碳沉積層39之能量而和羰基鍵結形成羧基(-COOH)。該羧基係做為配位基來和鉑錳層37中之鉑進行配位鍵結來生成有機錯合物40例如Pt(COOH)n。如上述般，由於在有機錯合物40的生成上使用到鉑錳層37中之鉑，故鉑錳層37的一部份也變質為有機錯合物40(圖3(B))。
一般由於金屬之有機錯合物的飽和蒸汽壓低，故有機錯合物40也容易氣化，其結果，鉑錳層37的一部份受到蝕刻(圖3(C))。
之後，只要持續進行含一氧化碳氣體、氫氣以及氬氣之處理氣體的導入、電漿生成用高頻電力的施加、以及離子拉引用高頻電力的施加，由於圖3(A)至圖3(C)的製程反覆進行，結果可去除鉑錳層37(圖 3(D))。
依據圖3之蝕刻方法，由於使用含一氧化碳氣體、氫氣以及氬氣之處理氣體來蝕刻鉑錳層37，且氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比設定為50%至75%，故碳沉積層39受到電漿清洗之際會產生羰基，且該羰基會和剩餘的氫鍵結而產生羧基，該羧基和鉑錳層37中的鉑產生配位鍵結而生成有機錯合物40，並可使得該有機錯合物40蒸發。其結果，無需使用鹵素氣體即可蝕刻鉑錳層37。
圖3之蝕刻方法，在處理氣體方面雖將氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比設定為50%至75%，但基於防止孔、槽渠出現錐面形狀的考量，氫氣流量比以設定為較小為佳，氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比以設定為50%至60%為佳。此種情況下，氫氣流量相對於一氧化碳氣體流量之比率減少，相較於氫電漿對鉭層38之蝕刻，起因於一氧化碳之碳沉積層對鉭層38之堆積會略佔優勢。其結果，可抑制蝕刻造成鉭層38圖案形狀的崩潰，防止於鉑錳層37所形成之孔、槽渠的形狀成為錐面形狀。
此外，圖3之蝕刻方法，基於促進產生羰基、羧基的觀點，將賦予能量之氬電漿確保於既定量以上為佳，於處理氣體中，氬氣流量相對於氬氣與一氧化碳氣體之流量合計的流量比以設定為40%至50%為佳。 此種情況下，可藉由確保在既定量以上之氬電漿的陽離子來對碳沉積層39充分賦予能量。其結果，可促進產生羰基，進而可促進含鉑之有機錯合物的生成。
進而，圖3之蝕刻方法，基於優先產生羰基、羧基以及有機錯合物的觀點，將處理室15之內部空間的壓力設定為13.3Pa(100mTorr)以上來進行鉑錳層37之蝕刻為佳。通常，若處理室內之壓力高到某種程度由於可抑制陽離子所致濺鍍，故若將處理室15之內部空間的壓力設定為13.3Pa以上，可抑制從氫氣或氬氣所產生之電漿的陽離子所致濺鍍，從而，可使得化學反應(具體而言乃產生羰基、羧基以及有機錯合物)優先進行。此外，基於抑制鉭層38之圖案形狀的崩潰的觀點，將處理室15之內部空間的壓力設定為40.0Pa(300mTorr)以上來抑制陽離子所致濺鍍，藉此進一步抑制鉭層38之蝕刻為佳。另一方面，基於促進有機錯合物40之氣化的觀點，將處理室15之內部空間的壓力做某種程度壓低為佳，具體而言將處理室15之內部空間的壓力設定為133Pa(1Torr)以下為佳。
以上針對本發明使用上述實施形態做了說明，但本發明不限定於上述實施形態。
上述圖3之蝕刻方法係以基板處理裝置10來實行，但圖3之蝕刻方法只要從氬氣所產生的氬電漿的陽離子可對碳沉積層39賦予能量，且該氬電漿和氫氣中的氫分子衝撞來激發氫氣產生氫電漿則皆可實行。 亦即，僅需一氧化碳氣體、氫氣以及氬氣當中之氬氣藉由基板處理裝置10來激發成為電漿即可。從而，圖3之蝕刻方法不僅能以基板處理裝置10般之電容耦合型電漿處理裝置來實行，亦可藉由可對晶圓W表面供給一氧化碳氣體與氫氣、且使得從氬氣所產生之電漿的陽離子入射於晶圓W表面之電漿處理裝置來實行。
例如，即便是圖4(A)所示之具備有處理室41、配置於該處理室41之內部空間的載置台42、與該載置台42呈對向配置且對該處理室41之內部空間導入氣體之淋灑頭43、對該淋灑頭43施加電漿生成用高頻電力之高頻電源43a、於載置台42之側方開口之兩支氣體導入管44a,44b、對載置台42施加離子拉引用高頻電力之高頻電源(未圖示)之基板處理裝置45，或是圖4(B)所示之具備有處理室46、配置於該處理室46之內部空間的載置台47、與該載置台47呈對向配置且對該處理室46之內部空間導入電漿之電漿導入管48、於載置台47之側方開口之兩支氣體導入管49a,49b、對載置台47施加離子拉引用高頻電力之高頻電源(未圖示)之基板處理裝置50，也可實行圖3之蝕刻方法。
以基板處理裝置45而言，在晶圓W載置於載置台42之後，處理室41之內部空間受到減壓，氬氣從淋灑頭43導入處理室41之內部空間，再者，所導入之氬氣經由淋灑頭43而被施加於處理室41之內部空 間的電漿生成用高頻電力所激發而產生氬電漿，該氬電漿之陽離子會因為離子拉引用高頻電力而往載置於載置台42之晶圓W入射。另一方面，於晶圓W之表面附近係從兩支氣體導入管44a,44b分別供給一氧化碳氣體以及氫氣。
此外，以基板處理裝置50而言，在晶圓W載置於載置台47之後，處理室46之內部空間受到減壓，氬氣電漿從電漿導入管48導入處理室46之內部空間，所導入之氬氣之陽離子會因為離子拉引用高頻電力而往載置於載置台47之晶圓W入射。另一方面，於晶圓W之表面附近係從兩支氣體導入管49a,49b分別供給一氧化碳氣體以及氫氣。
基板處理裝置45與基板處理裝置50同樣地，到達晶圓W表面之氬電漿之陽離子會對起因於一氧化碳氣體而於晶圓W之鉑錳層37表面所產生之碳沉積層39賦予能量，且與氫氣中之氫分子衝撞而激發氫氣，產生氫電漿。其結果，可經由產生羰基、羧基以及有機錯合物40來蝕刻鉑錳層37。此外，基板處理裝置45與基板處理裝置50當然同樣地係將所供給之氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比設定為50%至75%。
此外，適用圖3之蝕刻方法的晶圓W之積層構造不限於圖2所示構造，無論是例如從矽所構成之基部51a上往下依序形成有鉭層51b、鉑錳層51c、鈷鐵 (CoFe)層51d、釕(Ru)層51e、鈷鐵層51f、氧化鎂(MgO)或氧化鋁(Al2O3)等所構成之絕緣層51g、鎳鐵(NiFe)層51h、釕層51i、鎳鐵層51j、釕層51k、鉭層51l、抗反射層(BARC層)51m、以及具有既定圖案形狀之光阻層51n的積層構造(圖5(A))；從銅所構成之底層配線52a上往下依序形成有鎳鐵層52b、鉑錳層52c、鈷鐵層52d、釕層52e、鈷鐵層52f、氧化鋁(Al2O3)所構成之障壁層52g、鎳鐵層52h、鉭層52i、以及具有既定圖案形狀之光阻層52j的積層構造(圖5(B))；從絕緣膜53a上往下依序形成有鉭膜53b、鉑錳層53c、鈷鐵層53d、鋁層53e、鈷鐵層53f、氮化鈦層53g、二氧化矽膜53h、以及具有既定圖案形狀之光阻層53i的積層構造(圖5(C))；以及從矽所構成之基部54a上往下依序形成有鉭層54b、鋁層54c、鉭層54d、鎳鐵/鉑錳層54e、氧化鋁層54f、鈷鐵層54g、鎳鐵層54h、鉭層54i、以及具有既定圖案形狀之光阻層54j的積層構造(圖5(D))，皆可適用圖3之蝕刻方法。
再者，圖3之蝕刻方法所蝕刻之層不限於鉑錳層，亦可為僅由鉑所構成之鉑層、以及含有鉑與其他金屬之層。此外，圖3之蝕刻方法，處理氣體雖含有一氧化碳氣體、氫氣以及氬氣，但氬氣亦可置換為其他稀有氣體。
此外，本發明之目的亦可藉由下述方式達成：將記錄有實現上述實施形態功能的軟體程式之記憶媒體 供給於電腦，由電腦的CPU讀取出儲存在記憶媒體之程式來實行。
此時，從記憶媒體所讀取出之程式本身成為實現上述實施形態功能，程式與儲存有程式之記憶媒體成為構成本發明。
此外，做為供給程式之記憶媒體亦可為例如RAM、NV-RAM、軟碟(註冊商標)、硬碟、光磁碟、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD(DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)等光碟、磁帶、非揮發性記憶卡、其他ROM等可儲存上述程式者。或是上述程式亦可從連接於網際網路、商用網路、或是區域網路等之未圖示的其他電腦或資料庫下載來供給於電腦。
此外，藉由實行電腦之CPU所讀取之程式，不僅實現上述實施形態之功能，尚包含於CPU上運作之OS(作業系統)等基於該程式之指示進行實際處理的一部份或全部，而藉由該處理來實現上述實施形態之功能的情況。
再者，尚包括從記憶媒體所讀取出之程式在寫入到插入於電腦之功能擴充板或連接於電腦之功能擴充單元所具備之記憶體之後，基於該程式之指示，由該功能擴充板或功能擴充單元所具備之CPU等進行實際處理的一部份或全部，而藉由該處理來實現上述實施形態之功能的情況。
上述程式之形態亦可由目的碼、解譯器所實行之程式、供給於OS之腳本數據(script data)等形態所構成。
[實施例]
其次，針對本發明之實施例來說明。
首先，實施例1係於基板處理裝置10中將圖2所示之晶圓W吸附保持於晶座12後，將處理室15之內部空間的壓力設定為13.3Pa，對該內部空間導入處理氣體。處理氣體之流量比為氫氣：氬氣：一氧化碳氣體=150sccm：100sccm：150sccm。亦即，氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比為50%，氬氣流量相對於氬氣與一氧化碳氣體之流量合計的流量比為40%。
其次，對處理室15之內部空間施加300W之電漿生成用高頻電力，且對晶座12施加600W之離子拉引用高頻電力，使得鉑錳層37之蝕刻歷經600秒持續實行之後，確認了於鉑錳層37所形成之槽渠的狀態，結果於槽渠各面都幾乎不存在碳沉積層39，且幾乎未發生錐面形狀。
此外，實施例2除了處理氣體之流量比以外，係以和實施例1之條件為相同條件來進行鉑錳層37之蝕刻。實施例2之處理氣體之流量比為氫氣：氬氣：一氧化碳氣體=300sccm：100sccm：100sccm。亦即，氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量 比為75%，氬氣流量相對於氬氣與一氧化碳氣體之流量合計的流量比為50%。
於鉑錳層37之蝕刻後，確認了於鉑錳層37所形成之槽渠的狀態，結果於槽渠各面都完全不存在碳沉積層39，且關於相對於晶圓W表面之鉛直線，槽渠兩側面所構成之錐面角(挾著鉛直線之狹角)為約10°，落在容許範圍內。
再者，做為比較例，除了處理氣體之流量比以外，係以和實施例1之條件為相同條件來進行鉑錳層37之蝕刻。比較例之處理氣體之流量比為氫氣：氬氣：一氧化碳氣體=100sccm：100sccm：300sccm。亦即，氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比為25%，氬氣流量相對於氬氣與一氧化碳氣體之流量合計的流量比為25%。
於鉑錳層37之蝕刻後，確認了於鉑錳層37所形成之槽渠的狀態，確認了於槽渠各面堆積有厚的碳沉積層39，槽渠各面完全未露出，槽渠深度也較實施例1與實施例2之槽渠深度來得淺。一般認為此乃由於比較例之處理氣體中氬氣的流量比係較實施例1與實施例2來得小，從氬氣所產生之電漿的陽離子無法對碳沉積層39賦予充分的能量，其結果碳沉積層39無法變質為羰基之故。此外，比較例之處理氣體中的氫氣流量比係較實施例1與實施例2來得小，不會產生剩餘氫而不太會產生羧基，也不容易以羧基做為配位 基來和鉑錳層37之鉑產生配位鍵結以生成有機錯合物40。
從以上的確認結果可知，為了避免於鉑錳層37的各面堆積碳沉積層39，且可充分蝕刻鉑錳層37，在處理氣體方面將氬氣流量相對於氬氣與一氧化碳氣體之流量合計的流量比設定為40%以上、且將氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比設定為50%以上是必要的。
另一方面，由於從實施例2可預期若氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比設定為75%以上，則氫電漿對鉭層38之蝕刻變強，鉭層38之圖案形狀會崩潰造成槽渠兩側面所構成之錐面角更為變大，故推測於處理氣體中，氫氣流量相對於一氧化碳氣體與氫氣之流量合計的流量比以75%以下為佳。
此外，由於從實施例2可預期若氬氣流量相對於氬氣與一氧化碳氣體之流量合計的流量比設定為50%以上，則氬電漿之陽離子所致濺鍍變強，鉭層38之圖案形狀會崩潰造成槽渠兩側面所構成之錐面角更為變大，故推測於處理氣體中，氬氣流量相對於氬氣與一氧化碳氣體之流量合計的流量比以50%以下為佳。
W‧‧‧晶圓
10‧‧‧基板處理裝置
11‧‧‧腔室
12‧‧‧晶座
37‧‧‧鉑錳層
38‧‧‧鉭層
39‧‧‧碳沉積層
40‧‧‧有機錯合物
圖1係示意顯示實行本發明實施形態之基板處理 方法的基板處理裝置構成之截面圖。
圖2係示意顯示被圖1之基板處理裝置施以電漿蝕刻處理之晶圓構成之部分截面圖。
圖3係顯示做為本實施形態之基板處理方法的蝕刻方法之製程圖。
圖4係示意顯示圖1之基板處理裝置變形例構成之截面圖，圖4(A)為第1變形例，圖4(B)為第2變形例。
圖5係示意顯示適用圖3之蝕刻方法的晶圓變形例構成之部分截面圖，圖5(A)為第1變形例，圖5(B)為第2變形例，圖5(C)為第3變形例，圖5(D)為第4變形例。
36‧‧‧基部
37‧‧‧鉑錳層
38‧‧‧鉭層
39‧‧‧碳沉積層
40‧‧‧有機錯合物
H*‧‧‧氫電漿之自由基
H+‧‧‧氫電漿之陽離子
Ar+‧‧‧氬電漿之陽離子
CO‧‧‧一氧化碳
W‧‧‧晶圓

Claims (7)

  1. 一種基板處理方法，係將形成於基板之至少含有鉑之層使用罩體膜進行蝕刻；其特徵在於：使用至少含有一氧化碳氣體、氫氣以及稀有氣體之處理氣體之電漿來蝕刻該至少含有鉑之層；該氫氣流量相對於該一氧化碳氣體與該氫氣之流量合計的流量比為0.5至0.75。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中該氫氣流量相對於該一氧化碳氣體與該氫氣之流量合計的流量比為0.5至0.6。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中該稀有氣體流量相對於該稀有氣體與該一氧化碳氣體之流量合計的流量比為0.4至0.5。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板處理方法，其中該稀有氣體為氬氣。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之基板處理方法，其中該含有鉑之層的蝕刻係在壓力為13.3Pa(100mTorr)至133Pa(1Torr)之下進行。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理方法，其中該含有鉑之層的蝕刻係在壓力為40.0Pa(300mTorr)至133Pa(1Torr)之下進行。
  7. 一種記憶媒體，能被儲存有使得基板處理方法於電腦實行之程式的電腦所讀取，該基板處理方法係將形成於基板之至少含有鉑之層使用罩體膜進行蝕 刻；其特徵在於該基板處理方法係使用至少含有一氧化碳氣體、氫氣以及稀有氣體之處理氣體之電漿來蝕刻該至少含有鉑之層；該氫氣流量相對於該一氧化碳氣體與該氫氣之流量合計的流量比為0.5至0.75。
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