特許 6987172 エッチング方法およびエッチング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6987172

(24)【登録日】2021年12月2日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】エッチング方法およびエッチング装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/302 20060101AFI20211213BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 201B

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-72578(P2020-72578)

(22)【出願日】2020年4月14日

(62)【分割の表示】特願2017-228048(P2017-228048)の分割

【原出願日】2017年11月28日

(65)【公開番号】特開2020-113795(P2020-113795A)

(43)【公開日】2020年7月27日

【審査請求日】2020年4月14日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】布瀬 暁志

【審査官】 早川 朋一

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００１７８０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／１９００３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／１６０７７８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６−２１／３０８

Ｈ０１Ｌ ２１／３１１

Ｈ０１Ｌ ２１／３２１３

Ｈ０１Ｌ ２１／４６５−２１／４６７

Ｈ０１Ｊ ３７／００−３７／３６

Ｈ０５Ｈ １／００−１／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エッチングの対象となる基板に、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子を蒸着させて自己組織化単分子膜を成膜する工程と、
前記自己組織化単分子膜が成膜された基板に対して、ＣＦ_ｘを活性化する活性化ガスを
照射する工程と、を有し、
前記分子は、ＣＦ_３−（ＣＦ_２−ＣＦ_２−ＣＦ_２−Ｏ−)_ｍ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｓｉ−（ＯＣＨ_３)_３ (ｍ＝１０〜２０)である
ことを特徴とするエッチング方法。

【請求項2】

前記活性化ガスは、Ａｒガスである
ことを特徴とする請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項3】

処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、エッチングの対象となる基板を保持する基板保持部と、
請求項１または２に記載のエッチング方法を実行する制御部と、
を有することを特徴とするエッチング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の種々の側面及び実施形態は、エッチング方法およびエッチング装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、処理容器内に配置された基板に、保護膜を形成する堆積性のガスと、エッチングを促進するエッチングガスを交互に供給してエッチングを行うエッチング方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−２７９９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のエッチング方法は、堆積性のガスにより基板上に堆積される保護膜の構造を制御していない。このため、従来のエッチング方法は、基板を薄く均一にエッチングできない場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

開示するエッチング方法は、１つの実施態様において、エッチングの対象となる基板に、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子を蒸着させて自己組織化単分子膜を成膜する。エッチング方法は、自己組織化単分子膜が成膜された基板に対して、ＣＦ_ｘを活性化する活性化ガスを照射する。

【発明の効果】

【0006】

開示するエッチング方法の１つの態様によれば、基板を薄く均一にエッチングできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本実施形態に係るエッチング装置の構成を示す一部断面図である。

【図2】図２は、図１に示すエッチング装置が備える基板保持部に保持された基板を、基板のエッチング対象面側から平面視したときの平面図である。

【図3】図３は、本実施形態に係るエッチング方法を説明する図である。

【図4】図４は、基板上に成膜した分子の状態を模式的に示した図である。

【図5】図５は、従来の堆積性のガスにより基板上に膜を堆積させた状態を模式的に示した図である。

【図6】図６は、本実施形態に係るエッチング方法のエッチングを実施するエッチングプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本願の開示するエッチング方法およびエッチング装置の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。また、本実施形態により開示する発明が限定されるものではない。各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

【0009】

図１は、本実施形態に係るエッチング装置の構成を示す一部断面図である。図２は、図１に示すエッチング装置が備える基板保持部に保持された基板を、基板のエッチング対象面側から平面視したときの平面図である。なお、図１における基板保持部の断面は、図２におけるＡ−Ａ線断面に相当する。

【0010】

本実施形態に係るエッチング装置１０は、基板Ｓを薄く均一にエッチングする、所謂、原子層エッチング（ＡＬＥ：Atomic Layer Etching）を行う装置である。

【0011】

基板Ｓは、２つの面を有する。基板Ｓが有する２つの面のうち、一方の面は、エッチングの対象となるエッチング対象面Ｓ１である。基板Ｓが有する２つの面のうち、他方の面は、エッチングの対象ではないエッチング非対象面Ｓ２である。基板Ｓを構成する材料は、特に限定されず、例えば、ＳｉＯ_２（ガラス）、Ｓｉ、アルミナ、セラミック、サファイア等の無機材料、プラスチック、フィルム等の有機材料等が挙げられる。基板Ｓは、プラズマ処理（プラズマエッチング）、ＷＥＴ洗浄処理、成膜処理等の表面処理が施された基板であってもよい。基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１には、エッチングの対象とするエッチング対象領域と、エッチングの対象ではないエッチング非対象領域とのパターンが形成されている。例えば、基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１には、メタル層と、絶縁膜による配線パターンが形成されている。絶縁膜は、エッチング対象領域である。メタル層は、エッチング非対象領域である。

【0012】

エッチング装置１０は、基板Ｓを収容するチャンバ２と、チャンバ２内に基板Ｓを保持する基板保持部３と、基板Ｓに成膜する原料ガスＧをチャンバ２内に供給する原料ガス供給部４と、基板保持部３に保持された基板Ｓを加熱する基板加熱部５１と、チャンバ２内の雰囲気を排出する排気部６とを備える。

【0013】

図１に示すように、チャンバ２は、底壁部２１と、底壁部２１の周縁部から起立する周壁部２２と、周壁部２２の上方開口部を封止する上壁部２３とを有する。

【0014】

基板保持部３は、枠部３１とチャック部３２とを有する。図１及び図２に示すように、枠部３１は、基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１をチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０に向かって露出させる開口部３０を有する。枠部３１は、基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１の周縁部を支持し、開口部３０を通じて、基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１をチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０に向かって露出させる。図２に示すように、枠部３１の外周線及び内周線の平面視形状は、矩形状であるが、その他の形状（例えば、円形状等）に適宜変更可能である。開口部３０のサイズは、例えば、１００ｍｍ×５０ｍｍである。チャック部３２は、枠部３１側の端部を軸として回動可能とされている。チャック部３２は、基板Ｓが枠部３１に載置される際には、枠部３１の径方向外側に向けて回動し、枠部３１に載置される基板Ｓと干渉しないポジション（待機ポジション）に位置する。一方、チャック部３２は、基板Ｓが枠部３１に載置された後には、枠部３１の径方向内側に向けて回動し、枠部３１に支持された基板Ｓの外縁部を保持するポジション（保持ポジション）に位置する。こうして、チャック部３２は、枠部３１に支持された基板Ｓの外縁部を保持する。

【0015】

図１に示すように、チャンバ２には、チャンバ２内の空間を、基板保持部３に保持された基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１が露出する第１の空間Ｖ１と、基板保持部３に保持された基板Ｓのエッチング非対象面Ｓ２が露出する第２の空間Ｖ２とに仕切る隔壁部２４が設けられている。隔壁部２４は、枠部３１からチャンバ２のチャンバ２の上壁部２３まで延在している。隔壁部２４には、搬入出口（不図示）が設けられている。第１の空間Ｖ１と第２の空間Ｖ２とは、搬入出口を通じて連続している。基板Ｓは、搬入出口を介して、基板保持部３へ基板Ｓを搬入、及び、基板保持部３から基板Ｓを搬出される。基板保持部３に基板Ｓが保持されていない時、第１の空間Ｖ１と第２の空間Ｖ２とは、枠部３１の開口部３０を通じて連続している。基板保持部３に基板Ｓが保持されると、基板保持部３に保持された基板Ｓによって枠部３１の開口部３０が塞がれる。これにより、基板保持部３に保持された基板Ｓのエッチング非対象面Ｓ２におけるＳＡＭの形成が防止される。

【0016】

図１に示すように、原料ガス供給部４は、ガス生成容器４１と、ガス生成容器４１内に設けられた有機化合物収容容器４２と、ガス生成容器４１と連通し、ガス生成容器４１内で生成された原料ガスＧをチャンバ２内に供給する原料ガス供給管４４とを有する。

【0017】

有機化合物収容容器４２には、所定の成膜材料Ｌが収容されている。この成膜材料Ｌには、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子による有機化合物が含まれている。このＣＦ_ｘは、ｘを任意の整数とし、例えば、ＣＦ_２、ＣＦ_４などのフロロカーボンが挙げられる。このような有機化合物は、基板に蒸着させることで、自己組織化単分子膜（以下「ＳＡＭ」という場合がある。）を形成する。自己組織化単分子膜とは、分子の自己組織化によって形成される単分子膜であり、分子の配向性がそろっているため、均一性がよい。

【0018】

例えば、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子による有機化合物としては、以下の式（１）のような構造を例示できる。

【0019】

ＣＦ_３−（ＣＦ_２−ＣＦ_２−ＣＦ_２−Ｏ−)_ｍ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｓｉ−（ＯＣＨ_３)_３
(ｍ＝１０〜２０) ・・・（１）

【0020】

有機化合物収容容器４２には、上述のように、ＳＡＭを形成可能な成膜材料Ｌが収容されている。本実施形態では、成膜材料Ｌは、液状である。例えば、上述の式（１）に示した直鎖型の分子は、ｍ＝１０〜２０である場合、液状である。

【0021】

また、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子による有機化合物としては、例えば、国際公開第２０１６／１９００４７号に記載されている分子のうち、主鎖に(ＣＦ_２)２〜５程度の直鎖状のチェーンを有し、官能基に（アルコール、エーテル）を含み、かつ、蒸発温度（あるいは分子量）が式（１）に示した分子と同程度のものを使用できる。

【0022】

有機化合物収容容器４２には、ヒーター４３が設けられており、成膜の際に、ヒーター４３により成膜材料Ｌを加熱することにより、成膜材料Ｌを気化させる。例えば、成膜材料Ｌに含まれるＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子の蒸発を開始する開始温度が、２００℃程度である場合、有機化合物収容容器４２には、ヒーター４３により成膜材料Ｌを２００〜４００℃に加熱して、成膜材料Ｌを気化させる。例えば、有機化合物収容容器４２には、ヒーター４３により成膜材料Ｌを４００℃に加熱して、成膜材料Ｌを気化させる。

【0023】

成膜材料Ｌの気化によって生成された原料ガスＧは、原料ガス供給管４４に搬送される。原料ガス供給管４４のチャンバ２側の端部には、シャッター８０が設けられている。シャッター８０は、一端を軸として回転可能とされおり、原料ガス供給管４４のチャンバ２側の端部を閉塞した閉塞状態と、原料ガス供給管４４のチャンバ２側の端部を開放した開放状態に切り替え可能とされている。原料ガス供給管４４のチャンバ２側の端部が開放状態である場合、原料ガス供給管４４に搬送された原料ガスＧは、チャンバ２内に供給される。原料ガスＧは、基板保持部３に保持された基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１とチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０との間、すなわち、第１の空間Ｖ１に供給される。

【0024】

原料ガスＧは、チャンバ２の底壁部２１を貫通してチャンバ２内に延びる原料ガス供給管４４の先端から基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１に向けて吐出される。すなわち、原料ガスＧは、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０から基板保持部３に保持された基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１へ向かう方向に供給される。これにより、基板保持部３に保持された基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１に原料ガスＧ中の成膜材料Ｌが付着しやすくなり、基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１におけるＳＡＭの形成効率が向上する。

【0025】

基板加熱部５１は、抵抗加熱ヒーター、ランプヒーター（例えばＬＥＤランプヒーター）等のヒーターを有する。本実施形態において、基板加熱部５１は、基板保持部３に保持された基板Ｓのエッチング非対象面Ｓ２側（すなわち、基板Ｓのエッチング非対象面Ｓ２が露出する第２の空間Ｖ２内）に設けられている。したがって、基板加熱部５１は、基板Ｓのエッチング非対象面Ｓ２側から基板Ｓを加熱する。

【0026】

基板加熱部５１は、基板保持部３に保持された基板Ｓを、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子が蒸発を開始する開始温度から所定範囲の温度に加熱する。例えば、基板加熱部５１は、設定温度が、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子が蒸発を開始する開始温度以上かつ有機化合物収容容器４２の設定温度以下に設定され、設定された温度に基板Ｓを加熱する。例えば、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子の蒸発を開始する開始温度が、２００℃程度である場合、基板加熱部５１は、基板Ｓを、２００〜３００℃、より好ましくは、２００〜２５０℃、さらに好ましくは、２００〜２３０℃に加熱する。これにより、基板Ｓには、直鎖型の分子が均一性よく成膜される。

【0027】

エッチング装置１０は、基板Ｓに成膜された直鎖型の分子のＣＦ_ｘを活性化する活性化ガスを照射する照射部９０をさらに備える。例えば、エッチング装置１０は、照射部９０として、活性化ガスを供給するガスソース９１と、活性化ガスの流量をコントロールするマスフローコントローラ９２と、チャンバ２内に活性化ガスを供給するガス供給管９３とを備えている。

【0028】

ガスソース９１から供給された活性化ガスは、マスフローコントローラ９２を介して、ガス供給管９３の一端に供給される。マスフローコントローラ９２は、ガス供給管９３の一端に供給される活性化ガスの流量をコントロールする。ガス供給管９３の他端は、チャンバ２内の基板保持部３の下部に配置されている。また、ガス供給管９３には、イオン銃が設けられている。ガス供給管９３の一端に供給された活性化ガスは、イオン銃によって所定のエネルギーでイオン化されてガス供給管９３の他端から放出される。

【0029】

活性化ガスは、エッチングが可能な程度の重みがあり、かつ、直鎖型の分子のＣＦ_ｘを活性化できるガスであればよい。活性化ガスとしては、例えば、Ａｒ（アルゴン）ガスなどの希ガスが挙げられる。

【0030】

照射部９０は、ガス供給管９３の他端から活性化ガスを放出して、活性化ガスを基板Ｓに照射する。活性化ガスは、エッチングに直進性を持たせるため、少なくともエッチングに直進性が得られる程度のエネルギーでイオン化する。

【0031】

基板Ｓに照射された活性化ガスは、基板Ｓに成膜された直鎖型の分子のＣＦ_ｘを活性化する。また、活性化ガスは、基板Ｓに成膜された直鎖型の分子のＣＦ_ｘの膜に衝突してエッチングする。

【0032】

ここで、本実施形態に係るエッチング方法を説明する。本実施形態に係るエッチング装置１０では、本実施形態に係るエッチング方法により、基板を薄く均一にエッチングする原子層エッチングを行う。図３は、本実施形態に係るエッチング方法を説明する図である。図３（Ａ）から（Ｃ）には、本実施形態に係るエッチング方法のエッチングの流れが示されている。

【0033】

基板Ｓは、エッチング対象面Ｓ１に、メタル層Ｐ１と、絶縁膜Ｐ２によるパターンが形成されている。図３の例では、メタル層Ｐ１は、Ｃｕにより形成されている。絶縁膜Ｐ２は、ＳｉＯ_２により形成されている。

【0034】

本実施形態に係るエッチング方法では、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子が蒸発を開始する開始温度から所定範囲の温度に基板Ｓを加熱し、原料ガス供給部４からの成膜により、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子を基板Ｓに蒸着させる。これにより、基板Ｓ上には、図３（Ｂ）に示すように、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子が１分子ずつ並んだ分子層Ｌ１が成膜される。本実施形態に係る直鎖型の分子は、Ｃ（炭素）、Ｆ（フッ素）、Ｏ（酸素）を主に多く含むため、図３の例では、分子層Ｌ１の元素構成を「ＣｘＦｙＯｚ」として示している。

【0035】

この分子層Ｌ１が成膜された基板ＳにＡｒイオンが照射されると、Ａｒイオンにより分子層Ｌ１が活性化されてＣＦが発生される。また、基板ＳにＡｒイオンが照射されると、Ａｒイオンの衝突による物理エッチングが行われる。

【0036】

絶縁膜Ｐ２は、分子層Ｌ１に発生したＣＦと反応して表面が化学エッチングされる。例えば、絶縁膜Ｐ２では、以下の式（２）に示すような反応が発生してエッチングされる。

【0037】

Ｓｉ０_２ ＋ ＣＦ_ｘ → ＳｉＦ_４↑ ＋ ＣＯ_２↑ ・・・（２）

【0038】

一方、メタル層Ｐ１は、ＣＦとは反応せず、化学エッチングが行われない。

【0039】

すなわち、絶縁膜Ｐ２は、化学エッチングおよび物理エッチングが行われる。一方、メタル層Ｐ１は、物理エッチングが行われる。これにより、絶縁膜Ｐ２とメタル層Ｐ１との間でエッチングレートの差が生じる。例えば、１ｋｅＶのＡｒイオンが照射した場合、物理エッチングのみでは、２２Å／ｍｉｎのエッチングレートでエッチングされる。一方、物理エッチングおよび化学エッチングでは、３０Å／ｍｉｎのエッチングレートでエッチングされる。この絶縁膜Ｐ２とメタル層Ｐ１との間でエッチングレートの差により、絶縁膜Ｐ２は、メタル層Ｐ１よりも単位時間あたり多くエッチングされる。これにより、図３（Ｃ）に示すように、絶縁膜Ｐ２がメタル層Ｐ１よりも多くエッチングされた状態となる。

【0040】

分子層Ｌ１も、Ａｒイオンの衝突により物理エッチングされる。分子層Ｌ１が無くなると、メタル層Ｐ１および絶縁膜Ｐ２は、物理エッチングのみが発生し、エッチングレートの差がほとんど無くなる。このため、基板Ｓには、分子層Ｌ１が全て消費される程度の所定期間、Ａｒイオンを照射する。この所定期間は、予め実験等により求めておく。例えば、照射部９０は、Ａｒガスを５００〜１０００ｅＶのエネルギーでイオン化し、Ａｒイオンをイオン電流が１００〜５００［ｕＡ］程度で１分間照射する。なお、照射部９０は、エッチングの制御性を上げるため、イオン電流を少なくし、照射時間を延ばしてもよい。

【0041】

本実施形態に係るエッチング方法は、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子を蒸着させることにより、基板Ｓ上に分子層Ｌ１を均一性よく薄く成膜できる。本実施形態に係るエッチング方法は、このように均一性よく薄く成膜された成膜分子層Ｌ１を活性化させることにより、基板Ｓを薄く均一にエッチングできる。例えば、本実施形態に係るエッチング方法は、メタル層Ｐ１に対して絶縁膜Ｐ２を、例えば、１〜２ｎｍ単位エッチングすることができる。

【0042】

また、本実施形態に係るエッチング方法は、図３（Ｂ）に示した基板Ｓ上への分子層Ｌ１の成膜と、図３（Ｃ）に示した基板Ｓに対するＡｒイオンが照射を繰り返すことにより、必要なエッチング量を得ることができる。

【0043】

また、本実施形態に係るエッチング方法は、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子が蒸発を開始する開始温度から所定範囲の温度に基板Ｓを温調した状態で、直鎖型の分子を基板Ｓに蒸着させる。基板Ｓに蒸着した分子のうち、基板Ｓと接触していない分子は、不安定となって蒸発する。この結果、基板Ｓ上には、ＳＡＭを構成する分子が１分子ずつ並んだ膜（分子層Ｌ１）が成膜される。図４は、基板上に成膜した分子の状態を模式的に示した図である。図４に示すように、基板Ｓ上には、ＳＡＭを構成する分子が１分子ずつ並んだ膜が成膜される。ＳＡＭは、分子の配向性がそろった単分子膜であるため、薄く、均一性がよい状態で成膜される。これにより、本実施形態に係るエッチング方法では、基板Ｓを薄く均一にエッチングできる。

【0044】

ここで、例えば、従来のエッチング方法のように堆積性のガスにより基板上に堆積させた場合、基板に堆積させた一部が厚く、均一性の悪い状態で成膜される場合がある。図５は、従来の堆積性のガスにより基板上に膜を堆積させた状態を模式的に示した図である。図５の例は、堆積性のガスにより基板Ｓ上にＣＦ_ｘの分子の膜を堆積させた状態を示している。図５に示すように、ＣＦ_ｘの分子は、基板Ｓ上に重なって堆積されている。このように、従来のエッチング方法では、ＣＦ_ｘの分子を均一性よく薄く成膜できない。この結果、従来のエッチング方法では、基板を薄く均一にエッチングできない。

【0045】

図１に戻る。排気部６は、チャンバ２の壁部（本実施形態では周壁部２２）に設けられた１又は複数の排気口６１と、排気管６２を介して排気口６１に接続された圧力調整バルブ６３と、排気管６２を介して圧力調整バルブ６３に接続された真空ポンプ６４とを有する。真空ポンプ６４が排気口６１及び排気管６２を介してチャンバ２内の雰囲気を吸引することにより、チャンバ２内の雰囲気が排出され、チャンバ２内が減圧される。

【0046】

図１に示すように、チャンバ２の壁部（本実施形態では周壁部２２）には、基板Ｓを搬入出するための搬入出口７１が設けられており、搬入出口７１は、ゲートバルブ等の気密シャッター７２により開閉可能となっている。

【0047】

搬入出口７１は、気密シャッター７２を介して不図示のロードロック室に接続されている。基板Ｓは、ロードロック室内に設けられた搬送アームによって、基板保持部３の枠部３１に載置される。

【0048】

上記のように構成されたエッチング装置１０は、制御部１００によって、その動作が統括的に制御される。この制御部１００は、例えば、コンピュータであり、エッチング装置１０の各部を制御する。エッチング装置１０は、制御部１００によって、その動作が統括的に制御される。

【0049】

制御部１００は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたコンピュータで構成され、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部には、エッチング装置１０によって実行される各種処理を制御するプログラムが格納される。例えば、記憶部には、後述するエッチング方法のエッチングを実施するエッチングプログラムが記録される。ＣＰＵ、ＭＰＵ等の主制御部は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することによってエッチング装置１０の動作を制御する。なお、プログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されたものであってもよいし、その記憶媒体から制御部１００の記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、例えば、ハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカード等が挙げられる。

【0050】

以下、エッチング装置１０が基板Ｓをエッチングする流れについて説明する。

【0051】

基板Ｓは、ロードロック室内に設けられた搬送アームによって、基板保持部３の枠部３１に載置される。エッチング装置１０は、基板Ｓが基板保持部３の枠部３１に載置されると、気密シャッター７２を閉じ、排気部６によってチャンバ２内を減圧する。チャンバ２内の雰囲気圧力は、排気部６によって、例えば１０〜１０^−９Ｐａ、好ましくは１０^−３〜１０^−６Ｐａの減圧状態に維持される。

【0052】

エッチング装置１０は、本実施形態に係るエッチング方法のエッチングを基板Ｓに対して実施する。図６は、本実施形態に係るエッチング方法のエッチングを実施するエッチングプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

【0053】

エッチング装置１０は、基板Ｓに、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子を成膜する（ステップＳ１０）。例えば、制御部１００は、基板加熱部５１を制御して、基板保持部３に保持された基板Ｓを、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子が蒸発を開始する開始温度から所定範囲の温度に加熱する。例えば、ＣＦｘを含む直鎖型の分子の蒸発を開始する開始温度が、２００℃程度である場合、基板加熱部５１は、基板Ｓを、２００〜３００℃に加熱する。また、制御部１００は、ガス生成容器４１のヒーター４３をオンし、ヒーター４３により成膜材料Ｌを加熱して成膜材料Ｌを気化させ、シャッター８０を回転させて原料ガス供給管４４のチャンバ２側の端部を開放状態として原料ガス供給管４４から成膜材料Ｌの原料ガスＧを供給させて基板Ｓに、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子を成膜する。制御部１００は、成膜の必要な所定時間の成膜を実施すると、シャッター８０を回転させて原料ガス供給管４４のチャンバ２側の端部を閉塞状態として原料ガスＧの供給を停止させる。

【0054】

これにより、基板Ｓ上には、図３（Ｂ）に示すように、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子が１分子ずつ並んだ分子層Ｌ１が成膜される。

【0055】

エッチング装置１０は、成膜された基板Ｓに対して、ＣＦ_ｘを活性化する活性化ガスを照射してエッチングを行う（ステップＳ１１）。例えば、制御部１００は、照射部９０を制御して、分子層Ｌ１が全て消費される程度の所定期間、活性化ガスを基板Ｓに照射する。活性化ガスを放出して、活性化ガスを基板Ｓに照射する。

【0056】

これにより、基板Ｓは、図３（Ｃ）に示すように、薄く均一にエッチングされる。これにより、図３（Ｃ）に示すように、絶縁膜Ｐ２がメタル層Ｐ１よりも多くエッチングされる。

【0057】

エッチング装置１０は、必要なエッチング量のエッチングが完了したか判定する（ステップＳ１２）。例えば、制御部１００は、必要なエッチング量を得られる所定回、エッチングを実施したかを判定する。所定回、処理を実施していない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、制御部１００は、ステップＳ１０へ戻り、再度エッチングを実施する。制御部１００は、所定回、処理を実施した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御部１００は、処理を終了する。

【0058】

このように、本実施形態に係るエッチング装置１０は、エッチングの対象となる基板Ｓに、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子を成膜する。エッチング装置１０は、分子が成膜された基板Ｓに対して、ＣＦ_ｘを活性化する活性化ガスを照射する。これにより、エッチング装置１０は、基板Ｓを薄く均一にエッチングできる。

【0059】

また、本実施形態に係るエッチング装置１０では、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子が、ＣＦ_３−（ＣＦ_２−ＣＦ_２−ＣＦ_２−Ｏ−)_ｍ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｓｉ−（ＯＣＨ_３)_３ (ｍ＝１０〜２０)である。この直鎖型の分子は、蒸着させることにより、均一性よく薄く基板Ｓに成膜できる。

【0060】

また、本実施形態に係るエッチング装置１０では、活性化ガスが、Ａｒガスである。Ａｒガスは、直鎖型の分子に含まれるＣＦ_ｘを効率よく活性化できる。

【0061】

また、本実施形態に係るエッチング装置１０は、ＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子が蒸発を開始する開始温度から所定範囲の温度に基板Ｓを温調した状態で、分子を基板に蒸着させる。これにより、エッチング装置１０は、直鎖型の分子を均一性よく薄く基板Ｓに成膜できる。

【0062】

以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0063】

例えば、上記の実施形態では、基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１を下向きとして、エッチング対象面Ｓ１にＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子を成膜し、活性化ガスを基板Ｓの下側から照射する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。基板Ｓのエッチング対象面Ｓ１を上向きとして、エッチング対象面Ｓ１にＣＦ_ｘを含む直鎖型の分子を成膜し、活性化ガスを基板Ｓの上側から照射してもよい。

【符号の説明】

【0064】

２ チャンバ
３ 基板保持部
４ 原料ガス供給部
６ 排気部
１０ エッチング装置
４１ ガス生成容器
４２ 有機化合物収容容器
４４ 原料ガス供給管
５１ 基板加熱部
９０ 照射部
９１ ガスソース
９２ マスフローコントローラ
９３ ガス供給管
１００ 制御部
Ｌ 成膜材料
Ｌ１ 分子層
Ｐ１ メタル層
Ｐ２ 絶縁膜
Ｓ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】