JP2024129801A - Etching method, plasma processing apparatus, and substrate processing system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の例示的実施形態は、エッチング方法、プラズマ処理装置及び基板処理システムに関する。 Exemplary embodiments of the present disclosure relate to an etching method, a plasma processing apparatus, and a substrate processing system.
特許文献1にはCF系ガスと酸素ガスとを含む処理ガスからプラズマを生成して積層膜をエッチングする技術が開示されている。
本開示は、エッチングの形状異常を抑制する技術を提供する。 This disclosure provides technology to suppress shape abnormalities in etching.
本開示の一つの例示的実施形態において、エッチング方法であって、(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と前記積層膜上のマスクとを有する基板を提供する工程と、(b)第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記積層膜をエッチングして前記積層膜に凹部を形成する工程と、(c)前記積層膜の前記凹部にフッ化水素を供給する工程と、を含むエッチング方法が提供される。 In one exemplary embodiment of the present disclosure, an etching method is provided that includes the steps of: (a) providing a substrate having a stacked film including at least two different silicon-containing films and a mask on the stacked film; (b) etching the stacked film using plasma generated from a first process gas to form a recess in the stacked film; and (c) supplying hydrogen fluoride to the recess in the stacked film.
本開示の一つの例示的実施形態によれば、エッチングの形状異常を抑制する技術を提供することができる。 According to one exemplary embodiment of the present disclosure, a technology can be provided that suppresses shape abnormalities in etching.
以下、本開示の各実施形態について説明する。 Each embodiment of the present disclosure is described below.
一つの例示的実施形態において、エッチング方法であって、(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と積層膜上のマスクとを有する基板を提供する工程と、(b)第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて積層膜をエッチングして積層膜に凹部を形成する工程と、(c)積層膜の凹部にフッ化水素を供給する工程と、を含むエッチング方法が提供される。 In one exemplary embodiment, an etching method is provided that includes the steps of: (a) providing a substrate having a stacked film including at least two different silicon-containing films and a mask on the stacked film; (b) etching the stacked film using a plasma generated from a first process gas to form a recess in the stacked film; and (c) supplying hydrogen fluoride to the recess in the stacked film.
一つの例示的実施形態において、積層膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及びポリシリコン膜からなる群から選択される少なくとも2つを含む。 In one exemplary embodiment, the laminated film includes at least two selected from the group consisting of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a polysilicon film.
一つの例示的実施形態において、積層膜は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが交互に複数積層されて構成される。 In one exemplary embodiment, the laminated film is composed of multiple alternating layers of silicon oxide films and silicon nitride films.
一つの例示的実施形態において、マスクは、炭素含有膜又は金属含有膜である。 In one exemplary embodiment, the mask is a carbon-containing or metal-containing film.
一つの例示的実施形態において、第1の処理ガスは、フッ化水素ガスを含む。 In one exemplary embodiment, the first process gas includes hydrogen fluoride gas.
一つの例示的実施形態において、第1の処理ガスは、フッ化水素ガス、ハイドロフルオロカーボンガス、及び、水素含有ガスとフッ素含有ガスとの混合ガスからなる群から選択される少なくとも1つを含む。 In one exemplary embodiment, the first process gas includes at least one selected from the group consisting of hydrogen fluoride gas, hydrofluorocarbon gas, and a mixture of a hydrogen-containing gas and a fluorine-containing gas.
一つの例示的実施形態において、第1の処理ガスは、リン含有ガスをさらに含む。 In one exemplary embodiment, the first process gas further comprises a phosphorus-containing gas.
一つの例示的実施形態において、第1の処理ガスは、炭素含有ガス、酸素含有ガス及び金属含有ガスからなる群から選択される少なくとも1つのガスをさらに含む。 In one exemplary embodiment, the first process gas further comprises at least one gas selected from the group consisting of a carbon-containing gas, an oxygen-containing gas, and a metal-containing gas.
一つの例示的実施形態において、(b)の終了時において、凹部は、第1の開口寸法と第1の開口寸法と異なる第2の開口寸法とを凹部の深さ方向に沿って交互に有する。 In one exemplary embodiment, at the end of (b), the recess has a first opening dimension and a second opening dimension that is different from the first opening dimension, alternating along the depth direction of the recess.
一つの例示的実施形態において、第1の開口寸法と第2の開口寸法の差が0.2nm以上である。 In one exemplary embodiment, the difference between the first and second aperture dimensions is 0.2 nm or more.
一つの例示的実施形態において、(a)は、第1チャンバ内に基板を配置することを含み、(b)は、第1チャンバ内に第1の処理ガスを供給してプラズマを生成することを含み、(c)は、第1チャンバ内にフッ化水素ガスを含む第2の処理ガスを供給することを含む。 In one exemplary embodiment, (a) includes disposing a substrate in a first chamber, (b) includes supplying a first process gas into the first chamber to generate a plasma, and (c) includes supplying a second process gas including hydrogen fluoride gas into the first chamber.
一つの例示的実施形態において、(c)は、(c1)基板又は基板を支持する基板支持部の温度を第1の温度に制御し、かつチャンバ内のフッ化水素ガスの分圧を第1の圧力に制御する工程と、(c2)(c1)の後、基板又は基板支持部の温度を第2の温度に制御し、かつチャンバ内のフッ化水素ガスの分圧を第2の圧力に制御する工程と、を含み、第2の温度は第1の温度よりも高い、及び/又は第2の圧力は第1の圧力よりも低い。 In one exemplary embodiment, (c) includes the steps of: (c1) controlling the temperature of the substrate or the substrate support supporting the substrate to a first temperature and controlling the partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a first pressure; and (c2) after (c1), controlling the temperature of the substrate or the substrate support to a second temperature and controlling the partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a second pressure, where the second temperature is higher than the first temperature and/or the second pressure is lower than the first pressure.
一つの例示的実施形態において、(c)は、(c1)基板又は基板を支持する基板支持部の温度を第1の温度に制御し、かつチャンバ内のフッ化水素ガスの分圧を第1の圧力に制御する工程と、(c2)(c1)の後、基板又は基板支持部の温度を第2の温度に制御し、かつチャンバ内のフッ化水素ガスの分圧を第2の圧力に制御する工程と、を含み、横軸を温度、縦軸を圧力としてフッ化水素の吸着平衡圧曲線を示すグラフにおいて、吸着平衡圧曲線よりも上側の第1領域に第1の温度及び第1の圧力が位置し、吸着平衡圧曲線よりも下側の第2領域に第2の温度及び第2の圧力が位置する。 In one exemplary embodiment, (c) includes a step of (c1) controlling the temperature of the substrate or the substrate support part supporting the substrate to a first temperature and controlling the partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a first pressure, and a step of (c2) after (c1), controlling the temperature of the substrate or the substrate support part to a second temperature and controlling the partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a second pressure, in which in a graph showing an adsorption equilibrium pressure curve of hydrogen fluoride with the horizontal axis representing temperature and the vertical axis representing pressure, the first temperature and the first pressure are located in a first region above the adsorption equilibrium pressure curve, and the second temperature and the second pressure are located in a second region below the adsorption equilibrium pressure curve.
一つの例示的実施形態において、(a)は、第1チャンバ内に基板を配置することを含み、(b)は、第1チャンバ内に第1の処理ガスを供給してプラズマを生成することを含み、(c)は、基板を第1チャンバから第1チャンバと異なる第2チャンバに搬送することと、第2チャンバ内にフッ化水素ガスを含む第2の処理ガスを供給することを含む。 In one exemplary embodiment, (a) includes placing a substrate in a first chamber, (b) includes supplying a first process gas into the first chamber to generate a plasma, and (c) includes transferring the substrate from the first chamber to a second chamber different from the first chamber and supplying a second process gas including hydrogen fluoride gas into the second chamber.
一つの例示的実施形態において、(c)における基板又は基板を支持する基板支持部の温度は、(b)における基板又は基板を支持する基板支持部の温度よりも低い温度に制御される。 In one exemplary embodiment, the temperature of the substrate or the substrate support supporting the substrate in (c) is controlled to a temperature lower than the temperature of the substrate or the substrate support supporting the substrate in (b).
一つの例示的実施形態において、第2の処理ガスは、リン含有ガスをさらに含む。 In one exemplary embodiment, the second process gas further comprises a phosphorus-containing gas.
一つの例示的実施形態において、(a)は、第1チャンバ内に基板を配置することを含み、(b)は、第1チャンバ内に第1の処理ガスを供給してプラズマを生成することを含み、(c)は、基板を第1チャンバの外部に搬送することと、外部において基板にフッ化水素を含む処理液を供給することと、を含む。 In one exemplary embodiment, (a) includes disposing a substrate in a first chamber, (b) includes supplying a first process gas into the first chamber to generate a plasma, and (c) includes transporting the substrate outside the first chamber and supplying a process liquid including hydrogen fluoride to the substrate outside.
一つの例示的実施形態において、処理液は、フッ酸(DHF)又はバッファードフッ酸(BHF)を含む。 In one exemplary embodiment, the treatment liquid includes dihydrofluoric acid (DHF) or buffered hydrofluoric acid (BHF).
一つの例示的実施形態において、(a)は、プラズマ処理システムの第1チャンバ内に基板を配置することを含み、(b)は、第1チャンバ内に第1の処理ガスを供給してプラズマを生成することを含み、(c)は、基板をプラズマ処理システムの外部の基板処理装置に搬送することと、基板処理装置内で積層膜の凹部にフッ化水素を供給することを含む。 In one exemplary embodiment, (a) includes placing a substrate in a first chamber of a plasma processing system, (b) includes supplying a first process gas into the first chamber to generate a plasma, and (c) includes transferring the substrate to a substrate processing apparatus outside the plasma processing system and supplying hydrogen fluoride to a recess in the stack film in the substrate processing apparatus.
一つの例示的実施形態において、積層膜の凹部の形状を示すデータに基づいて、(c)の条件を設定する工程をさらに含む。 In one exemplary embodiment, the method further includes a step of setting the condition (c) based on data indicating the shape of the recess in the laminated film.
一つの例示的実施形態において、条件は、基板が収容されるチャンバの圧力、基板又は基板を支持する基板支持部の温度、及びフッ化水素ガスの流量からなる群から選択される少なくとも1種を含む。 In one exemplary embodiment, the conditions include at least one selected from the group consisting of the pressure of a chamber in which the substrate is housed, the temperature of the substrate or a substrate support that supports the substrate, and the flow rate of hydrogen fluoride gas.
一つの例示的実施形態において、(c)は、(c3)積層膜の凹部に、第1の条件でフッ化水素を供給する工程と、(c4)積層膜の凹部に、第1の条件と異なる第2の条件でフッ化水素を供給する工程とを含む。 In one exemplary embodiment, (c) includes (c3) supplying hydrogen fluoride to the recess of the laminated film under first conditions, and (c4) supplying hydrogen fluoride to the recess of the laminated film under second conditions different from the first conditions.
一つの例示的実施形態において、第2の条件は、基板が収容されるチャンバの圧力、基板又は基板を支持する基板支持部の温度、及びフッ化水素ガスの流量からなる群から選択される少なくとも1種が第1の条件と異なる。 In one exemplary embodiment, the second condition differs from the first condition in at least one selected from the group consisting of the pressure of the chamber in which the substrate is housed, the temperature of the substrate or the substrate support that supports the substrate, and the flow rate of the hydrogen fluoride gas.
一つの例示的実施形態において、チャンバ、プラズマ生成部、ガス供給部及び制御部を有するプラズマ処理装置であって、制御部は、(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と積層膜上のマスクとを有する基板をチャンバに提供する制御と、(b)チャンバ内で、プラズマ生成部により第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて積層膜をエッチングして積層膜に凹部を形成する制御と、(c)チャンバ内で、ガス供給部により積層膜の凹部にフッ化水素ガスを含む第2の処理ガスを供給する制御とを実行するプラズマ処理装置が提供される。 In one exemplary embodiment, a plasma processing apparatus is provided that has a chamber, a plasma generating unit, a gas supplying unit, and a control unit, and the control unit (a) controls the chamber to provide a substrate having a laminated film including at least two different silicon-containing films and a mask on the laminated film, (b) controls the plasma generating unit to etch the laminated film using plasma generated from a first processing gas in the chamber to form a recess in the laminated film, and (c) controls the gas supplying unit to supply a second processing gas including hydrogen fluoride gas to the recess in the laminated film in the chamber.
一つの例示的実施形態において、第1チャンバ、プラズマ生成部、第2チャンバ、ガス供給部及び制御部を有する基板処理システムであって、制御部は、(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と積層膜上のマスクとを有する基板を第1チャンバに提供する制御と、(b)第1チャンバ内で、プラズマ生成部により第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて積層膜をエッチングして積層膜に凹部を形成する制御と、(c)基板を第1チャンバから第2チャンバに搬送し、第2チャンバ内で、ガス供給部により積層膜の凹部にフッ化水素ガスを含む第2の処理ガスを供給する制御とを実行する基板処理システムが提供される。 In one exemplary embodiment, a substrate processing system is provided that has a first chamber, a plasma generating unit, a second chamber, a gas supply unit, and a control unit, and the control unit (a) controls the first chamber to provide a substrate having a stacked film including at least two different silicon-containing films and a mask on the stacked film, (b) controls the first chamber to etch the stacked film using plasma generated from a first process gas by the plasma generating unit to form recesses in the stacked film, and (c) controls the substrate to be transported from the first chamber to the second chamber, and the second chamber to supply a second process gas including hydrogen fluoride gas to the recesses in the stacked film by the gas supply unit.
以下、図面を参照して、本開示の各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または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づいて上下左右等の位置関係を説明する。図面の寸法比率は実際の比率を示すものではなく、また、実際の比率は図示の比率に限られるものではない。 Each embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the same or similar elements in each drawing will be given the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted. Unless otherwise specified, the positional relationships such as up, down, left, right, etc. will be described based on the positional relationships shown in the drawings. The dimensional ratios in the drawings do not indicate the actual ratios, and the actual ratios are not limited to the ratios shown in the drawings.
<プラズマ処理装置の構成例>
図1は、プラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理装置1は、基板処理システムの一部として構成されるプラズマ処理装置1は、制御部2、プラズマ処理チャンバ10、基板支持部11及びプラズマ生成部12を含む。プラズマ処理チャンバ10は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部20に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム40に接続される。基板支持部11は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
<Configuration Example of Plasma Processing Apparatus>
1 is a diagram for explaining a configuration example of a plasma processing apparatus. In one embodiment, the
プラズマ生成部12は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ(CCP;Capacitively Coupled Plasma)、誘導結合プラズマ(ICP;Inductively Coupled Plasma)、ECRプラズマ(Electron-Cyclotron-resonance plasma)、ヘリコン波励起プラズマ(HWP:Helicon Wave Plasma)、又は、表面波プラズマ(SWP:Surface Wave Plasma)等であってもよい。また、AC(Alternating Current)プラズマ生成部及びDC(Direct Current)プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ACプラズマ生成部で用いられるAC信号(AC電力)は、100kHz~10GHzの範囲内の周波数を有する。従って、AC信号は、RF(Radio Frequency)信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、RF信号は、100kHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。
The
制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1の外部のシステムとして構成されてよい。制御部2は、処理部2a1、記憶部2a2及び通信インターフェース2a3を含んでもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aにより実現される。処理部2a1は、記憶部2a2からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部2a2に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部2a2に格納され、処理部2a1によって記憶部2a2から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ2aに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース2a3に接続されている通信回線であってもよい。処理部2a1は、CPU(Central Processing Unit)であってもよい。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース2a3は、LAN(Local AreaNetwork)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1の各要素との間で通信してもよい。
The
以下に、プラズマ処理装置1の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図2は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。
Below, an example of the configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus is described as an example of the
容量結合型のプラズマ処理装置1は、制御部2、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10の筐体とは電気的に絶縁される。
The capacitively coupled
基板支持部11は、本体部111及びリングアセンブリ112を含む。本体部111は、基板Wを支持するための中央領域111aと、リングアセンブリ112を支持するための環状領域111bとを有する。ウェハは基板Wの一例である。本体部111の環状領域111bは、平面視で本体部111の中央領域111aを囲んでいる。基板Wは、本体部111の中央領域111a上に配置され、リングアセンブリ112は、本体部111の中央領域111a上の基板Wを囲むように本体部111の環状領域111b上に配置される。従って、中央領域111aは、基板Wを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域111bは、リングアセンブリ112を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。
The
一実施形態において、本体部111は、基台1110及び静電チャック1111を含む。基台1110は、導電性部材を含む。基台1110の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック1111は、基台1110の上に配置される。静電チャック1111は、セラミック部材1111aとセラミック部材1111a内に配置される静電電極1111bとを含む。セラミック部材1111aは、中央領域111aを有する。一実施形態において、セラミック部材1111aは、環状領域111bも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック1111を囲む他の部材が環状領域111bを有してもよい。この場合、リングアセンブリ112は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック1111と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するRF電源31及び/又はDC電源32に結合される少なくとも1つのRF/DC電極がセラミック部材1111a内に配置されてもよい。この場合、少なくとも1つのRF/DC電極が下部電極として機能する。後述するバイアスRF信号及び/又はDC信号が少なくとも1つのRF/DC電極に供給される場合、RF/DC電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台1110の導電性部材と少なくとも1つのRF/DC電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極1111bが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部11は、少なくとも1つの下部電極を含む。
In one embodiment, the
リングアセンブリ112は、1又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、1又は複数の環状部材は、1又は複数のエッジリングと少なくとも1つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。
The
また、基板支持部11は、静電チャック1111、リングアセンブリ112及び基板のうち少なくとも1つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路1110a、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路1110aには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路1110aが基台1110内に形成され、1又は複数のヒータが静電チャック1111のセラミック部材1111a内に配置される。また、基板支持部11は、基板Wの裏面と中央領域111aとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。
The
シャワーヘッド13は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。シャワーヘッド13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス拡散室13b、及び複数のガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス拡散室13bを通過して複数のガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。また、シャワーヘッド13は、少なくとも1つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド13に加えて、側壁10aに形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。
The
ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してシャワーヘッド13に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも1つの流量変調デバイスを含んでもよい。
The
電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、少なくとも1つのRF信号(RF電力)を少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ生成部12の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を少なくとも1つの下部電極に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Wに引き込むことができる。
The
一実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。第1のRF生成部31aは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。一実施形態において、ソースRF信号は、10MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給される。
In one embodiment, the
第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極に結合され、バイアスRF信号(バイアスRF電力)を生成するように構成される。バイアスRF信号の周波数は、ソースRF信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスRF信号は、100kHz~60MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、少なくとも1つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。
The
また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bを含む。一実施形態において、第1のDC生成部32aは、少なくとも1つの下部電極に接続され、第1のDC信号を生成するように構成される。生成された第1のDC信号は、少なくとも1つの下部電極に印加される。一実施形態において、第2のDC生成部32bは、少なくとも1つの上部電極に接続され、第2のDC信号を生成するように構成される。生成された第2のDC信号は、少なくとも1つの上部電極に印加される。
The
種々の実施形態において、第1及び第2のDC信号がパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、DC信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第1のDC生成部32aと少なくとも1つの下部電極との間に接続される。従って、第1のDC生成部32a及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第2のDC生成部32b及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも1つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、1周期内に1又は複数の正極性電圧パルスと1又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第1及び第2のDC生成部32a,32bは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第1のDC生成部32aが第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。
In various embodiments, the first and second DC signals may be pulsed. In this case, a sequence of voltage pulses is applied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode. The voltage pulses may have a rectangular, trapezoidal, triangular, or combination thereof pulse waveform. In one embodiment, a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from the DC signal is connected between the
排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排出口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
The
<エッチング方法の一例>
図3は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法(以下「本方法」ともいう。)の一例を示すフローチャートである。図3に示すように、本方法は、基板を提供する工程ST1と、基板の積層膜をエッチングする工程ST2と、基板の凹部にフッ化水素を供給する工程ST3とを含む。一実施形態において、各工程における処理は、プラズマ処理装置1(図1、図2参照)で実行されてよい。以下の例では、制御部2が容量結合型のプラズマ処理装置1(図2参照)の各部を制御して本方法が実行される。
<Example of Etching Method>
3 is a flow chart showing an example of an etching method (hereinafter also referred to as "the method") according to an exemplary embodiment. As shown in FIG. 3, the method includes a step ST1 of providing a substrate, a step ST2 of etching a laminated film on the substrate, and a step ST3 of supplying hydrogen fluoride to a recess in the substrate. In one embodiment, the processes in each step may be performed in a plasma processing apparatus 1 (see FIGS. 1 and 2). In the following example, the method is performed by a
(工程ST1:基板の提供)
工程ST1において、基板Wがプラズマ処理装置1のプラズマ処理空間10s内に提供される。基板Wは、基板支持部11の中央領域111aに配置され、静電チャック1111により基板支持部11に保持される。
(Step ST1: Providing a substrate)
In step ST1, a substrate W is provided in a
図4は、工程ST1で供給される基板Wの断面構造の一例を示す図である。図4に示すように、基板Wは、積層膜FS及びマスクMKを有する。一実施形態において、積層膜FS及びマスクMKは、下地膜UF上に形成される。すなわち、基板Wは、下地膜UF、積層膜FS及びマスクMKがこの順で積層されて形成されてよい。一実施形態において、基板Wは、半導体デバイスの製造に用いられる。半導体デバイスは、例えば、3D-NANDフラッシュメモリ、DRAM等の半導体メモリデバイスを含む。 Figure 4 is a diagram showing an example of the cross-sectional structure of the substrate W supplied in process ST1. As shown in Figure 4, the substrate W has a laminated film FS and a mask MK. In one embodiment, the laminated film FS and the mask MK are formed on an undercoat film UF. That is, the substrate W may be formed by laminating the undercoat film UF, the laminated film FS, and the mask MK in this order. In one embodiment, the substrate W is used in the manufacture of semiconductor devices. Semiconductor devices include, for example, semiconductor memory devices such as 3D-NAND flash memories and DRAMs.
一実施形態において、下地膜UFは、シリコンウェハやシリコンウェハ上に形成された有機膜、誘電体膜、金属膜、半導体膜等である。下地膜UFは、複数の膜が積層されて構成されてよい。 In one embodiment, the base film UF is a silicon wafer or an organic film, a dielectric film, a metal film, a semiconductor film, or the like formed on a silicon wafer. The base film UF may be composed of multiple films stacked together.
積層膜FSは、本方法によるエッチングの対象となる膜である。積層膜FSは、少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を有する。一実施形態において、積層膜FSは、組成の異なる少なくとも2つのシリコン含有膜を有する。一実施形態において、積層膜FSは、図4に示すように、シリコン酸化膜SF1とシリコン窒化膜SF2とが交互に複数積層されて構成されてよい。一実施形態において、積層膜FSは、シリコン酸化膜と多結晶シリコン膜とが交互に積層されて構成されてよい。一実施形態において、積層膜FSは、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜及び多結晶シリコン膜が所与の順番で積層されて構成されてよい。一実施形態において、積層膜FSは、シリコン酸化膜とシリコン炭窒化膜とが交互に積層されて構成されてよい。一実施形態において、積層膜FSは、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及びシリコン炭窒化膜が所与の順番で積層されて構成されてよい。なお、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、多結晶シリコン膜等のシリコン含有膜は、リン、ボロン又は窒素等の不純物を含んでもよい。 The laminated film FS is a film to be etched by the method. The laminated film FS has at least two different silicon-containing films. In one embodiment, the laminated film FS has at least two silicon-containing films with different compositions. In one embodiment, the laminated film FS may be configured by alternately stacking a silicon oxide film SF1 and a silicon nitride film SF2 as shown in FIG. 4. In one embodiment, the laminated film FS may be configured by alternately stacking a silicon oxide film and a polycrystalline silicon film. In one embodiment, the laminated film FS may be configured by stacking a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a polycrystalline silicon film in a given order. In one embodiment, the laminated film FS may be configured by alternately stacking a silicon oxide film and a silicon carbonitride film. In one embodiment, the laminated film FS may be configured by stacking a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon carbonitride film in a given order. Note that silicon-containing films such as silicon oxide films, silicon nitride films, and polycrystalline silicon films may contain impurities such as phosphorus, boron, or nitrogen.
マスクMKは、工程ST2で生成されるプラズマに対するエッチングレートが積層膜FSよりも低い材料から形成されてよい。一実施形態において、マスクMKは、炭素含有膜又は金属含有膜である。炭素含有膜は、一例では、アモルファスカーボン(ACL)膜、スピンオンカーボン(SOC)膜又はフォトレジスト膜である。ACL膜はホウ素、ヒ素、タングステン、キセノン等の元素がドープされてもよい。金属含有膜は、一例では、タングステン、モリブデン、チタン、ルテニウム、サマリウム及びイットリムからなる群から選択される少なくとも1種の金属を含む。金属含有膜は、一例では、タングステンカーバイド(WC)、タングステンシリサイド(WSi)、WSiN及びWSiCからなる群から選択される少なくとも1種を含んでよい。マスクMKは、1つの膜からなる単層マスクでよく、また2つ以上の積層膜からなる多層マスクであってもよい。 The mask MK may be formed of a material having a lower etching rate for the plasma generated in step ST2 than the laminated film FS. In one embodiment, the mask MK is a carbon-containing film or a metal-containing film. The carbon-containing film is, for example, an amorphous carbon (ACL) film, a spin-on carbon (SOC) film, or a photoresist film. The ACL film may be doped with elements such as boron, arsenic, tungsten, and xenon. The metal-containing film includes, for example, at least one metal selected from the group consisting of tungsten, molybdenum, titanium, ruthenium, samarium, and yttrium. The metal-containing film may include, for example, at least one metal selected from the group consisting of tungsten carbide (WC), tungsten silicide (WSi), WSiN, and WSiC. The mask MK may be a single-layer mask consisting of one film, or may be a multilayer mask consisting of two or more laminated films.
マスクMKは、図4に示すように、積層膜FS上において少なくとも一つの開口OPを規定する。開口OPは、積層膜FS上の空間であって、マスクMKの側壁に囲まれている。すなわち、積層膜FSの上面は、マスクMKによって覆われた領域と、開口OPの底部において露出した領域とを有する。 As shown in FIG. 4, the mask MK defines at least one opening OP on the laminated film FS. The opening OP is a space above the laminated film FS and is surrounded by the sidewall of the mask MK. That is, the upper surface of the laminated film FS has an area covered by the mask MK and an area exposed at the bottom of the opening OP.
開口OPは、基板Wの平面視、すなわち、基板Wを図4の上から下に向かう方向に見た場合において、任意の形状を有してよい。当該形状は、例えば、円、楕円、矩形、線やこれらの1種類以上を組み合わせた形状であってよい。マスクMKは、複数の側壁を有し、複数の側壁が複数の開口OPを規定してもよい。複数の開口OPは、それぞれ線形状を有し、一定の間隔で並んでライン&スペースのパターンを構成してもよい。また、複数の開口OPは、それぞれ穴形状を有し、アレイパターンを構成してもよい。 The openings OP may have any shape when viewed from above the substrate W, i.e., when the substrate W is viewed from the top to the bottom in FIG. 4. The shape may be, for example, a circle, an ellipse, a rectangle, a line, or a combination of one or more of these. The mask MK may have multiple side walls that define multiple openings OP. The multiple openings OP may each have a linear shape and be arranged at regular intervals to form a line-and-space pattern. The multiple openings OP may also each have a hole shape and form an array pattern.
基板を構成する各膜(下地膜UF、積層膜FS、マスクMK)は、それぞれ、CVD法、ALD法、PVD法、スピンコート法等により形成されてよい。マスクMKは、リソグラフィによって形成されてもよい。またマスクMKの開口OPは、マスクMKをエッチングすることで形成されてよい。各膜は、それぞれ、平坦な膜であってよく、また凹凸を有する膜であってもよい。一実施形態において、基板Wは、下地膜UFの下に他の膜をさらに有してよい。この場合、積層膜FS及び下地膜UFに開口OPに対応する形状の凹部を形成し、当該他の膜をエッチングするためのマスクとして用いてもよい。 Each film constituting the substrate (undercoat film UF, laminated film FS, mask MK) may be formed by CVD, ALD, PVD, spin coating, or the like. Mask MK may be formed by lithography. Opening OP in mask MK may be formed by etching mask MK. Each film may be flat or uneven. In one embodiment, substrate W may further have another film below under undercoat film UF. In this case, recesses in a shape corresponding to opening OP may be formed in laminated film FS and undercoat film UF and used as a mask for etching the other film.
一実施形態において、基板Wの各膜を形成する工程の少なくとも一部は、工程ST1の一部としてプラズマ処理空間10s内で行われてよい。例えば、マスクMKの開口OPをエッチングにより形成する場合、工程ST1の当該エッチングと、工程ST2の積層膜FSのエッチングとは、プラズマ処理空間10s内で連続して実行されてよい。一実施形態において、基板Wの各膜の全部又は一部がプラズマ処理装置1の外部の装置又はチャンバで形成された後、基板Wがプラズマ処理空間10s内に提供されてよい。
In one embodiment, at least a part of the process for forming each film on the substrate W may be performed in the
一実施形態において、基板Wが基板支持部11の中央領域111aに提供された後、基板支持部11が温調モジュールにより所与の温度に制御される。一例では、基板支持部11の温度を所与の温度に制御することは、流路1110aを流れる伝熱流体の温度やヒータ温度を所与の温度にすること、又は、所与の温度とは異なる温度にすることを含む。なお、流路1110aに伝熱流体が流れ始めるタイミングは、基板Wが基板支持部11に載置される前でも後でもよく、また同時でもよい。また、基板支持部11の温度は、工程ST1の前に所与の温度に制御されてよい。すなわち、基板支持部11の温度が所与の温度に制御された後に、基板支持部11に基板Wが提供されてよい。一実施形態において、所与の温度は、0℃以下、-10℃以下、-20℃以下又は-30℃以下である。一実施形態において、所与の温度は、-70℃以上、-60℃以上、-50℃又は-40℃以上である。
In one embodiment, after the substrate W is provided to the
一実施形態において、基板支持部11を所与の温度に制御することに代えて、基板Wを所与の温度に制御してもよい。基板Wの温度を所与の温度に制御することは、基板支持部11、流路1110aを流れる伝熱流体の温度及び/又はヒータ温度を所与の温度にすること、又は、所与の温度とは異なる温度にすることを含む。
In one embodiment, instead of controlling the
(工程ST2:積層膜FSのエッチング)
工程ST2において、基板Wの積層膜FSがエッチングされる。これにより積層膜FSのうち、マスクMKにより覆われていない部分(開口OPにおいて露出した部分)がエッチングされ凹部が形成される。
(Step ST2: Etching of stacked film FS)
In step ST2, the laminated film FS of the substrate W is etched, whereby a portion of the laminated film FS that is not covered by the mask MK (a portion exposed at the opening OP) is etched to form a recess.
(第1の処理ガスの供給)
まず、ガス供給部20から第1の処理ガスがプラズマ処理空間10s内に供給される。第1の処理ガスはフッ化水素(HF)ガスを含む。一実施形態において、HFガスは、不活性ガスを除いて第1の処理ガス中最も流量(分圧)が大きくてよい。一例では、HFガスの流量は、第1の処理ガスの総流量(第1の処理ガスが不活性ガスを含む場合は当該不活性ガスを除く全てのガスの流量)に対して、50体積%以上、60体積%以上、70体積%以上、80体積%以上、90体積%以上又は95体積%以上でよい。HFガスの流量は、第1の処理ガスの総流量に対して、100体積%未満、99.5体積%以下、98体積%以下又は96体積%以下でよい。一例では、HFガスの流量は、第1の処理ガスの総流量に対して、70体積%以上96体積%以下である。
(Supply of First Processing Gas)
First, a first processing gas is supplied from the
一実施形態において、第1の処理ガスはリン含有ガスを含んでよい。リン含有ガスは、リン含有分子を含むガスである。リン含有分子は、十酸化四リン(P4O10)、八酸化四リン(P4O8)、六酸化四リン(P4O6)等の酸化物であってもよい。十酸化四リンは、五酸化二リン(P2O5)と呼ばれることがある。リン含有分子は、三フッ化リン(PF3)、五フッ化リン(PF5)、三塩化リン(PCl3)、五塩化リン(PCl5)、三臭化リン(PBr3)、五臭化リン(PBr5)、ヨウ化リン(PI3)のようなハロゲン化物(ハロゲン化リン)であってもよい。すなわち、リン含有分子は、フッ化リン等、ハロゲン元素としてフッ素を含んでもよい。或いは、リン含有分子は、ハロゲン元素としてフッ素以外のハロゲン元素を含んでもよい。リン含有分子は、フッ化ホスホリル(POF3)、塩化ホスホリル(POCl3)、臭化ホスホリル(POBr3)のようなハロゲン化ホスホリルであってよい。リン含有分子は、ホスフィン(PH3)、リン化カルシウム(Ca3P2等)、リン酸(H3PO4)、リン酸ナトリウム(Na3PO4)、ヘキサフルオロリン酸(HPF6)等であってよい。リン含有分子は、フルオロホスフィン類(HgPFh)であってよい。ここで、gとhの和は、3又は5である。フルオロホスフィン類としては、HPF2、H2PF3が例示される。第1の処理ガスは、少なくとも一つのリン含有分子として、上記のリン含有分子のうち一つ以上のリン含有分子を含み得る。例えば、第1の処理ガスは、少なくとも一つのリン含有分子として、PF3、PCl3、PF5、PCl5、POCl3、PH3、PBr3、又はPBr5の少なくとも一つを含み得る。なお、第1の処理ガスに含まれる各リン含有分子が液体又は固体である場合、各リン含有分子は、加熱等によって気化されてプラズマ処理空間10s内に供給され得る。
In one embodiment, the first process gas may include a phosphorus-containing gas. The phosphorus-containing gas is a gas containing phosphorus-containing molecules. The phosphorus-containing molecules may be oxides such as tetraphosphorus decaoxide (P 4 O 10 ), tetraphosphorus octoxide (P 4 O 8 ), and tetraphosphorus hexaoxide (P 4 O 6 ). Tetraphosphorus decaoxide is sometimes called diphosphorus pentoxide (P 2 O 5 ). The phosphorus-containing molecules may be halides (phosphorus halides) such as phosphorus trifluoride (PF 3 ), phosphorus pentafluoride (PF 5 ), phosphorus trichloride (PCl 3 ), phosphorus pentachloride (PCl 5 ), phosphorus tribromide (PBr 3 ), phosphorus pentabromide (PBr 5 ), and phosphorus iodide (PI 3 ). That is, the phosphorus-containing molecules may include fluorine as a halogen element, such as phosphorus fluoride. Alternatively, the phosphorus-containing molecules may include a halogen element other than fluorine as a halogen element. The phosphorus-containing molecule may be a phosphoryl halide such as phosphoryl fluoride ( POF3 ), phosphoryl chloride ( POCl3 ), or phosphoryl bromide ( POBr3 ). The phosphorus-containing molecule may be phosphine ( PH3 ), calcium phosphide ( Ca3P2 , etc. ), phosphoric acid ( H3PO4 ), sodium phosphate ( Na3PO4 ), hexafluorophosphoric acid ( HPF6 ), or the like. The phosphorus-containing molecule may be a fluorophosphine ( HgPFh ), where the sum of g and h is 3 or 5. Examples of the fluorophosphine include HPF2 and H2PF3 . The first process gas may contain one or more of the above phosphorus-containing molecules as at least one phosphorus-containing molecule. For example, the first process gas may contain at least one phosphorus-containing molecule selected from the group consisting of PF3 , PCl3 , PF5 , PCl5 , POCl3 , PH3 , PBr3 , and PBr5 . When each phosphorus-containing molecule contained in the first process gas is liquid or solid, each phosphorus-containing molecule may be vaporized by heating or the like and supplied into the
一例では、リン含有ガスは、PClaFb(aは1以上の整数であり、bは0以上の整数であり、a+bは5以下の整数である)ガス又はPCcHdFe(d、eはそれぞれ1以上5以下の整数であり、cは0以上9以下の整数である)ガスであってよい。 In one example, the phosphorus-containing gas may be PClaFb (where a is an integer greater than or equal to 1, b is an integer greater than or equal to 0, and a+b is an integer less than or equal to 5 ) gas or PCcHdFe (where d and e are integers greater than or equal to 1 and less than or equal to 5, and c is an integer greater than or equal to 0 and less than or equal to 9) gas .
PClaFbガスは、例えば、PClF2ガス、PCl2Fガス及びPCl2F3ガスからなる群から選択される少なくとも1種のガスでよい。 The PCl a F b gas may be, for example, at least one gas selected from the group consisting of PClF 2 gas, PCl 2 F gas, and PCl 2 F 3 gas.
PCcHdFeガスは、例えば、PF2CH3ガス、PF(CH3)2ガス、PH2CF3ガス、PH(CF3)2ガス、PCH3(CF3)2ガス、PH2Fガス及びPF3(CH3)2ガスからなる群から選択される少なくとも1種のガスでよい。 The PCcHdFe gas may be, for example, at least one gas selected from the group consisting of PF2CH3 gas, PF(CH3)2 gas, PH2CF3 gas , PH ( CF3 ) 2 gas , PCH3 ( CF3 ) 2 gas, PH2F gas, and PF3 ( CH3 ) 2 gas.
一例では、リン含有ガスは、PClcFdCeHf(c、d、e及びfはそれぞれ1以上の整数である)ガスであってよい。またリン含有ガスは、P(リン)、F(フッ素)及びF(フッ素)以外のハロゲン(例えば、Cl、Br又はI)を分子構造に含むガス、P(リン)、F(フッ素)、C(炭素)及びH(水素)を分子構造に含むガス、又は、P(リン)、F(フッ素)及びH(水素)を分子構造に含むガスであってもよい。 In one example, the phosphorus-containing gas may be PClcFdCeHf gas (where c, d, e, and f are each an integer of 1 or more). The phosphorus-containing gas may also be a gas containing P (phosphorus), F (fluorine), and a halogen other than F (fluorine) (e.g., Cl, Br, or I) in its molecular structure, a gas containing P (phosphorus), F (fluorine), C (carbon), and H (hydrogen) in its molecular structure, or a gas containing P (phosphorus), F (fluorine), and H (hydrogen) in its molecular structure.
一例では、リン含有ガスは、ホスフィン系ガスを用いてよい。ホスフィン系ガスとしては、ホスフィン(PH3)、ホスフィンの少なくとも1つの水素原子を適当な置換基により置換した化合物、及びホスフィン酸誘導体が挙げられる。 In one example, the phosphorus-containing gas may be a phosphine-based gas, which may include phosphine ( PH3 ), a compound in which at least one hydrogen atom of phosphine is replaced with an appropriate substituent, and a phosphinic acid derivative.
ホスフィンの水素原子を置換する置換基としては、特に限定されず、例えばフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;並びにヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等のヒドロキシアルキル基等が挙げられ、一例では、塩素原子、メチル基、及びヒドロキシメチル基が挙げられる。 The substituents substituting the hydrogen atoms of the phosphine are not particularly limited, and examples thereof include halogen atoms such as fluorine atoms and chlorine atoms; alkyl groups such as methyl groups, ethyl groups, and propyl groups; and hydroxyalkyl groups such as hydroxymethyl groups, hydroxyethyl groups, and hydroxypropyl groups. Examples include chlorine atoms, methyl groups, and hydroxymethyl groups.
ホスフィン酸誘導体としては、ホスフィン酸(H3O2P)、アルキルホスフィン酸(PHO(OH)R)、及びジアルキルホスフィン酸(PO(OH)R2)が挙げられる。 Phosphinic acid derivatives include phosphinic acid (H 3 O 2 P), alkylphosphinic acids (PHO(OH)R), and dialkylphosphinic acids (PO(OH)R 2 ).
ホスフィン系ガスとしては、例えば、PCH3Cl2(ジクロロ(メチル)ホスフィン)ガス、P(CH3)2Cl(クロロ(ジメチル)ホスフィン)ガス、P(HOCH2)Cl2(ジクロロ(ヒドロキシルメチル)ホスフィン)ガス、P(HOCH2)2Cl(クロロ(ジヒドロキシルメチル)ホスフィン)ガス、P(HOCH2)(CH3)2(ジメチル(ヒドロキシルメチル)ホスフィン)ガス、P(HOCH2)2(CH3)(メチル(ジヒドロキシルメチル)ホスフィン)ガス、P(HOCH2)3(トリス(ヒドロキシルメチル)ホスフィン)ガス、H3O2P(ホスフィン酸)ガス、PHO(OH)(CH3)(メチルホスフィン酸)ガス及びPO(OH)(CH3)2(ジメチルホスフィン酸)ガスからなる群から選択される少なくとも1種のガスを用いてよい。 Examples of the phosphine gas include PCH3Cl2 ( dichloro (methyl)phosphine) gas, P( CH3 ) 2Cl (chloro(dimethyl)phosphine) gas, P( HOCH2 ) Cl2 (dichloro(hydroxylmethyl)phosphine) gas, P( HOCH2 ) 2Cl (chloro(dihydroxylmethyl)phosphine) gas, P( HOCH2 )( CH3 ) 2 (dimethyl(hydroxylmethyl)phosphine) gas, P( HOCH2 ) 2 ( CH3 )(methyl(dihydroxylmethyl)phosphine) gas, P( HOCH2 ) 3 (tris(hydroxylmethyl)phosphine) gas, H3O2P (phosphinic acid) gas, PHO(OH)( CH3 ) (methylphosphinic acid) gas, and PO (OH)( CH3 ) 2 At least one gas selected from the group consisting of (dimethylphosphinic acid) gas may be used.
一実施形態において、第1の処理ガスに含まれるリン含有ガスの流量は、第1の処理ガスの総流量のうち、20体積%以下、10体積%以下、5体積%以下である。 In one embodiment, the flow rate of the phosphorus-containing gas contained in the first process gas is 20 vol. % or less, 10 vol. % or less, or 5 vol. % or less of the total flow rate of the first process gas.
一実施形態において、第1の処理ガスはタングステン含有ガスを含んでよい。タングステン含有ガスは、タングステンとハロゲンとを含有するガスでよく、一例では、WFxClyガスである(x及びyはそれぞれ0以上6以下の整数であり、xとyとの和は2以上6以下である)。具体的には、タングステン含有ガスとしては、2フッ化タングステン(WF2)ガス、4フッ化タングステン(WF4)ガス、5フッ化タングステン(WF5)ガス、6フッ化タングステン(WF6)ガス等のタングステンとフッ素とを含有するガス、2塩化タングステン(WCl2)ガス、4塩化タングステン(WCl4)ガス、5塩化タングステン(WCl5)ガス、6塩化タングステン(WCl6)ガス等のタングステンと塩素とを含有するガスであってよい。これらの中でも、WF6ガス及びWCl6ガスの少なくともいずれかのガスであってよい。タングステン含有ガスの流量は、第1の処理ガスの総流量のうち5体積%以下でよい。一実施形態において、第1の処理ガスは、タングステン含有ガスに代えて又は加えて、チタン含有ガス、モリブデン含有ガス及びルテニウム含有ガスの少なくとも一つを含んでよい。 In one embodiment, the first process gas may include a tungsten-containing gas. The tungsten-containing gas may be a gas containing tungsten and a halogen, and may be, for example, a WF x Cl y gas (x and y are integers from 0 to 6, and the sum of x and y is from 2 to 6). Specifically, the tungsten-containing gas may be a gas containing tungsten and fluorine, such as tungsten difluoride (WF 2 ) gas, tungsten tetrafluoride (WF 4 ) gas, tungsten pentafluoride (WF 5 ) gas, or tungsten hexafluoride (WF 6 ) gas, or a gas containing tungsten and chlorine, such as tungsten dichloride (WCl 2 ) gas, tungsten tetrachloride (WCl 4 ) gas, tungsten pentachloride (WCl 5 ) gas, or tungsten hexachloride (WCl 6 ) gas. Among these, the gas may be at least one of WF 6 gas and WCl 6 gas. The flow rate of the tungsten-containing gas may be 5% by volume or less of the total flow rate of the first process gas. In one embodiment, the first process gas may include at least one of a titanium-containing gas, a molybdenum-containing gas, and a ruthenium-containing gas instead of or in addition to the tungsten-containing gas.
一実施形態において、第1の処理ガスは炭素含有ガスを含んでよい。炭素含有ガスは、例えば、フルオロカーボンガス及びハイドロフルオロカーボンガスのいずれかまたは両方でよい。一例では、フルオロカーボンガスは、CF4ガス、C2F2ガス、C2F4ガス、C3F6ガス、C3F8ガス、C4F6ガス、C4F8ガス及びC5F8ガスからなる群から選択される少なくとも1種でよい。一例では、ハイドロフルオロカーボンガスは、CHF3ガス、CH2F2ガス、CH3Fガス、C2HF5ガス、C2H2F4ガス、C2H3F3ガス、C2H4F2ガス、C3HF7ガス、C3H2F2ガス、C3H2F4ガス、C3H2F6ガス、C3H3F5ガス、C4H2F6ガス、C4H5F5ガス、C4H2F8ガス、C5H2F6ガス、C5H2F10ガス及びC5H3F7ガスからなる群から選択される少なくとも1種でよい。また、炭素含有ガスは、不飽和結合を有する直鎖状のものであってよい。不飽和結合を有する直鎖状の炭素含有ガスは、例えば、C3F6(ヘキサフルオロプロぺン)ガス、C4F8(オクタフルオロ-1-ブテン、オクタフルオロ-2-ブテン)ガス、C3H2F4(1,3,3,3-テトラフルオロプロペン)ガス、C4H2F6(トランス-1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテン)ガス、C4F8O(ペンタフルオロエチルトリフルオロビニルエーテル)ガス、CF3COFガス(1,2,2,2-テトラフルオロエタン-1-オン)、CHF2COF(ジフルオロ酢酸フルオライド)ガス及びCOF2(フッ化カルボニル)ガスからなる群から選択される少なくとも1種でよい。また、炭素含有ガスは、フッ素以外のハロゲンを含んでよく、フッ素とフッ素以外のハロゲンとを含んでよく、フッ素以外のハロゲンを2種以上含んでよい。一例では、炭素含有ガスは、CsHtBruClvFw(ただし、sは1以上の整数、t、u、v及びwは、それぞれ0以上の整数)であってよく、CsHtBruClvFw(ただし、sは1以上7以下の整数、t、u、v及びwは、それぞれ0以上16以下で、4≦t+u+v+w≦16を満たす整数)であってよい。例えば、炭素含有ガスは、CCl4、CH2Cl2、CHCl3、CF2Cl2、CH2ClF、CHCl2F、CBr2F2、C2F5Br、CF3I、C2F5I及びC3F7Iからなる群から選択される少なくとも1種を含んでよい。 In one embodiment, the first process gas may include a carbon-containing gas. The carbon-containing gas may be, for example, one or both of a fluorocarbon gas and a hydrofluorocarbon gas. In one example, the fluorocarbon gas may be at least one selected from the group consisting of CF4 gas, C2F2 gas, C2F4 gas , C3F6 gas, C3F8 gas , C4F6 gas , C4F8 gas, and C5F8 gas . In one example, the hydrofluorocarbon gas may be at least one selected from the group consisting of CHF3 gas , CH2F2 gas , CH3F gas , C2HF5 gas, C2H2F4 gas , C2H3F3 gas , C2H4F2 gas , C3HF7 gas , C3H2F2 gas, C3H2F4 gas , C3H2F6 gas , C3H3F5 gas , C4H2F6 gas , C4H5F5 gas , C4H2F8 gas , C5H2F6 gas, C5H2F10 gas , and C5H3F7 gas . The carbon-containing gas may be linear and have an unsaturated bond. The linear carbon-containing gas having an unsaturated bond may be, for example, at least one selected from the group consisting of C 3 F 6 (hexafluoropropene) gas, C 4 F 8 (octafluoro-1-butene, octafluoro-2-butene) gas, C 3 H 2 F 4 (1,3,3,3-tetrafluoropropene) gas, C 4 H 2 F 6 (trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene) gas, C 4 F 8 O (pentafluoroethyl trifluorovinyl ether) gas, CF 3 COF gas (1,2,2,2-tetrafluoroethane-1-one), CHF 2 COF (difluoroacetic acid fluoride) gas, and COF 2 (carbonyl fluoride) gas. The carbon-containing gas may contain a halogen other than fluorine, may contain fluorine and a halogen other than fluorine, or may contain two or more halogens other than fluorine. In one example, the carbon-containing gas may be CsHtBr uClvFw (where s is an integer of 1 or more, and t, u, v, and w are each an integer of 0 or more), or may be CsHtBr uClvFw ( where s is an integer of 1 or more and 7 or less, and t, u, v, and w are each an integer of 0 or more and 16 or less, satisfying 4≦t+u+v+w≦16). For example, the carbon-containing gas may include at least one selected from the group consisting of CCl4 , CH2Cl2 , CHCl3 , CF2Cl2 , CH2ClF , CHCl2F , CBr2F2 , C2F5Br , CF3I , C2F5I , and C3F7I .
一実施形態において、第1の処理ガスは酸素含有ガスを含んでよい。酸素含有ガスは、例えば、O2、CO、CO2、H2O及びH2O2からなる群から選択される少なくとも1種のガスでよい。一例では、酸素含有ガスは、H2O以外の酸素含有ガス、例えばO2、CO、CO2及びH2O2からなる群から選択される少なくとも1種のガスでよい。酸素含有ガスの流量は、第1の処理ガスに含まれる他のガス(例えば炭素含有ガス)の流量に応じて調整されてよい。 In one embodiment, the first process gas may include an oxygen-containing gas. The oxygen-containing gas may be, for example, at least one gas selected from the group consisting of O 2 , CO, CO 2 , H 2 O, and H 2 O 2. In one example, the oxygen-containing gas may be an oxygen-containing gas other than H 2 O, for example, at least one gas selected from the group consisting of O 2 , CO, CO 2, and H 2 O 2. The flow rate of the oxygen-containing gas may be adjusted according to the flow rate of other gases (e.g., carbon-containing gas) contained in the first process gas.
一実施形態において、第1の処理ガスはフッ素以外のハロゲン含有ガスを含んでよい。フッ素以外のハロゲン含有ガスは、塩素含有ガス、臭素含有ガス及び/又はヨウ素含有ガスでよい。塩素含有ガスは、一例では、Cl2、HCl、SiCl2、SiCl4、CCl4、SiH2Cl2、Si2Cl6、CHCl3、SO2Cl2、BCl3、PCl3、PCl5及びPOCl3からなる群から選択される少なくとも1種のガスでよい。臭素含有ガスは、一例では、Br2、HBr、CBr2F2、C2F5Br、PBr3、PBr5、POBr3及びBBr3からなる群から選択される少なくとも1種のガスでよい。ヨウ素含有ガスは、一例では、HI、CF3I、C2F5I、C3F7I、IF5、IF7、I2、PI3からなる群から選択される少なくとも1種のガスでよい。一例では、フッ素以外のハロゲン含有ガスは、Cl2ガス、Br2ガス及びHBrガスからなる群から選択される少なくとも1種でよい。一例では、フッ素以外のハロゲン含有ガスは、Cl2ガス又はHBrガスである。 In one embodiment, the first process gas may include a halogen-containing gas other than fluorine. The halogen-containing gas other than fluorine may be a chlorine-containing gas , a bromine-containing gas, and/or an iodine-containing gas . The chlorine-containing gas may be at least one gas selected from the group consisting of Cl2 , HCl , SiCl2 , SiCl4, CCl4 , SiH2Cl2 , Si2Cl6 , CHCl3 , SO2Cl2 , BCl3 , PCl3 , PCl5 , and POCl3 . The bromine-containing gas may be at least one gas selected from the group consisting of Br2 , HBr, CBr2F2 , C2F5Br , PBr3 , PBr5 , POBr3 , and BBr3 . In one example, the iodine-containing gas may be at least one gas selected from the group consisting of HI , CF3I , C2F5I , C3F7I , IF5 , IF7 , I2 , and PI3. In one example, the halogen-containing gas other than fluorine may be at least one gas selected from the group consisting of Cl2 gas, Br2 gas, and HBr gas. In one example, the halogen-containing gas other than fluorine is Cl2 gas or HBr gas.
一実施形態において、第1の処理ガスは不活性ガスをさらに含んでよい。不活性ガスは、一例では、Arガス、Heガス、Krガス等の貴ガス又は窒素ガスでよい。 In one embodiment, the first process gas may further include an inert gas. In one example, the inert gas may be a noble gas such as Ar gas, He gas, or Kr gas, or nitrogen gas.
一実施形態において、第1の処理ガスは、HFガスの一部又は全部に代えて、プラズマ中にフッ化水素種(HF種)を生成可能なガスを含んでよい。HF種は、フッ化水素のガス、ラジカル及びイオンの少なくともいずれかを含む。 In one embodiment, the first process gas may contain a gas capable of generating hydrogen fluoride species (HF species) in plasma in place of some or all of the HF gas. The HF species includes at least one of hydrogen fluoride gas, radicals, and ions.
HF種を生成可能なガスは、例えば、ハイドロフルオロカーボンガスでよい。ハイドロフルオロカーボンガスは、炭素数が2以上、3以上又は4以上でもよい。ハイドロフルオロカーボンガスは、一例では、CH2F2ガス、C3H2F4ガス、C3H2F6ガス、C3H3F5ガス、C4H2F6ガス、C4H5F5ガス、C4H2F8ガス、C5H2F6ガス、C5H2F10ガス及びC5H3F7ガスからなる群から選択される少なくとも1種である。ハイドロフルオロカーボンガスは、一例では、CH2F2ガス、C3H2F4ガス、C3H2F6ガス及びC4H2F6ガスからなる群から選択される少なくとも1種である。 The gas capable of generating HF species may be, for example, a hydrofluorocarbon gas. The hydrofluorocarbon gas may have a carbon number of 2 or more, 3 or more, or 4 or more. In one example, the hydrofluorocarbon gas is at least one selected from the group consisting of CH 2 F 2 gas, C 3 H 2 F 4 gas, C 3 H 2 F 6 gas, C 3 H 3 F 5 gas, C 4 H 2 F 6 gas, C 4 H 5 F 5 gas, C 4 H 2 F 8 gas, C 5 H 2 F 6 gas, C 5 H 2 F 10 gas, and C 5 H 3 F 7 gas. In one example, the hydrofluorocarbon gas is at least one selected from the group consisting of CH 2 F 2 gas, C 3 H 2 F 4 gas, C 3 H 2 F 6 gas, and C 4 H 2 F 6 gas.
HF種を生成可能なガスは、例えば、水素源及びフッ素源を含む混合ガスでよい。水素源は、例えば、H2ガス、NH3ガス、H2Oガス、H2O2ガス及びハイドロカーボンガス(CH4ガス、C3H6ガス等)からなる群から選択される少なくとも一種でよい。フッ素源は、例えば、NF3ガス、SF6ガス、WF6ガス又はXeF2ガスのように炭素を含まないフッ素含有ガスでよい。またフッ素源は、フルオロカーボンガス及びハイドロフルオロカーボンガスのように炭素を含むフッ素含有ガスでもよい。フルオロカーボンガスは、一例では、CF4ガス、C2F2ガス、C2F4ガス、C3F6ガス、C3F8ガス、C4F6ガス、C4F8ガス及びC5F8ガスからなる群から選択される少なくとも1種でよい。ハイドロフルオロカーボンガスは、一例では、CHF3ガス、CH2F2ガス、CH3Fガス、C2HF5ガス及びCを3つ以上含むハイドロフルオロカーボンガス(C3H2F4ガス、C3H2F6ガス、C4H2F6ガス等)からなる群から選択される少なくとも1種でよい。 The gas capable of generating HF species may be, for example, a mixed gas containing a hydrogen source and a fluorine source. The hydrogen source may be, for example, at least one selected from the group consisting of H2 gas, NH3 gas, H2O gas, H2O2 gas, and a hydrocarbon gas ( CH4 gas, C3H6 gas , etc.). The fluorine source may be, for example, a fluorine-containing gas that does not contain carbon, such as NF3 gas, SF6 gas, WF6 gas, or XeF2 gas. The fluorine source may also be a fluorine-containing gas that contains carbon, such as a fluorocarbon gas and a hydrofluorocarbon gas. In one example, the fluorocarbon gas may be at least one selected from the group consisting of CF4 gas, C2F2 gas , C2F4 gas , C3F6 gas , C3F8 gas, C4F6 gas, C4F8 gas, and C5F8 gas . In one example, the hydrofluorocarbon gas may be at least one selected from the group consisting of CHF3 gas, CH2F2 gas , CH3F gas , C2HF5 gas, and hydrofluorocarbon gases containing three or more C's ( C3H2F4 gas , C3H2F6 gas, C4H2F6 gas, etc.) .
(プラズマの生成)
次に、基板支持部11の下部電極及び/又はシャワーヘッド13の上部電極にソースRF信号が供給される。これにより、シャワーヘッド13と基板支持部11との間で高周波電界が生成され、プラズマ処理空間10s内の第1の処理ガスからプラズマが生成される。基板支持部11の下部電極にバイアス信号が供給されてよい。この場合、プラズマと基板Wとの間にバイアス電位が発生する。バイアス電位によって、プラズマ中のイオン、ラジカル等の活性種が基板Wに引きよせられる。バイアス信号は、第2のRF生成部31bから供給されるバイアスRF信号であってよい。またバイアス信号は、DC生成部32aから供給されるバイアスDC信号であってもよい。
(Plasma Generation)
Next, a source RF signal is supplied to the lower electrode of the
一実施形態において、ソースRF信号及びバイアス信号は、双方が連続波又はパルス波でよく、また一方が連続波で他方がパルス波でもよい。ソースRF信号及びバイアス信号の双方がパルス波である場合、双方のパルス波の周期は同期してよく、また同期しなくてもよい。ソースRF信号及び/又はバイアス信号パルス波のデューティ比は適宜設定してよく、例えば、1~80%でよく、また5~50%でよい。またバイアス信号として、バイアスDC信号を用いる場合、パルス波は、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせの波形を有してよい。バイアスDC信号の極性は、プラズマと基板との間に電位差を与えてイオンを引き込むように基板Wの電位が設定されれば、負であっても正であってもよい。 In one embodiment, the source RF signal and the bias signal may both be continuous waves or pulse waves, or one may be a continuous wave and the other a pulse wave. When both the source RF signal and the bias signal are pulse waves, the periods of the two pulse waves may or may not be synchronized. The duty ratio of the source RF signal and/or the bias signal pulse wave may be set appropriately, for example, 1 to 80%, or 5 to 50%. When a bias DC signal is used as the bias signal, the pulse wave may have a rectangular, trapezoidal, triangular, or combination thereof. The polarity of the bias DC signal may be negative or positive, as long as the potential of the substrate W is set to provide a potential difference between the plasma and the substrate to attract ions.
一実施形態において、ソースRF信号及びバイアス信号の少なくとも一方の供給と停止とが交互に繰り返されてよい。例えば、ソースRF信号が連続して供給される間に、バイアス信号の供給と停止とが交互に繰り返されてよい。また例えば、ソースRF信号の供給と停止とが交互に繰り返される間に、バイアス信号が連続して供給されてもよい。また例えば、ソースRF信号及びバイアス信号の双方の供給と停止とが交互に繰り返されてもよい。 In one embodiment, the supply and halt of at least one of the source RF signal and the bias signal may be alternately repeated. For example, the supply and halt of the bias signal may be alternately repeated while the source RF signal is continuously supplied. For example, the bias signal may be continuously supplied while the supply and halt of the source RF signal are alternately repeated. For example, the supply and halt of both the source RF signal and the bias signal may be alternately repeated.
一実施形態において、工程ST2における処理の間、第1の処理ガスの構成及び各ガスの流量(分圧)は一定であってよい。一実施形態において、工程ST2におけるエッチングの進行に伴って、第1の処理ガスの構成及び/又は各ガスの流量(分圧)が変更されてよい。 In one embodiment, the composition of the first process gas and the flow rate (partial pressure) of each gas may be constant during processing in step ST2. In one embodiment, the composition of the first process gas and/or the flow rate (partial pressure) of each gas may be changed as etching progresses in step ST2.
一実施形態において、工程ST2における処理の間、基板支持部11の温度は、工程ST1で設定した所与の温度に制御されてよい。一実施形態において、基板支持部11の温度に代えて、基板Wの温度が所与の温度に制御されてもよい。
In one embodiment, during processing in step ST2, the temperature of the
一実施形態において、工程ST2における処理の間、プラズマ処理チャンバ10内の圧力は、1mTorr以上50mTorr以下に制御されてよい。
In one embodiment, the pressure in the
図5は、工程ST2の処理後の基板Wの断面構造の一例を示す図である。工程ST2によるエッチングにより、積層膜FSのうち、マスクMKにより覆われていない部分(開口OPにおいて露出した部分)がエッチングされ凹部RCが形成される。ここで積層膜FSに形成される凹部RCの開口寸法が深さ方向に沿って不均一になる場合がある。例えば凹部RCの開口寸法は、積層膜FSを構成する膜の種類に応じて異なり得る。この理由は必ずしも明らかではないが、例えば、膜ごとにプラズマ中の活性種に対する反応性や側壁に堆積するバイプロダクトの種類・堆積量が異なることで、膜ごとに水平方向のエッチングレートが異なること等が考えられる。 Figure 5 is a diagram showing an example of the cross-sectional structure of the substrate W after processing in step ST2. By etching in step ST2, the portion of the laminated film FS that is not covered by the mask MK (the portion exposed at the opening OP) is etched to form a recess RC. Here, the opening dimensions of the recess RC formed in the laminated film FS may be non-uniform along the depth direction. For example, the opening dimensions of the recess RC may differ depending on the type of film that constitutes the laminated film FS. The reason for this is not necessarily clear, but it is thought that, for example, the horizontal etching rate differs for each film due to differences in reactivity to active species in the plasma and the type and amount of by-products deposited on the side walls.
図5に示す例では、積層膜FSに形成される凹部RCの開口寸法は、シリコン酸化膜SF1とシリコン窒化膜SF2とで異なっている。一実施形態においてシリコン酸化膜SF1における開口寸法CD1は、シリコン窒化膜SF2の開口寸法CD2よりも小さい。凹部RCは、深さ方向に沿って開口寸法CD1と開口寸法CD2とを交互に有する。これにより凹部RCを規定する積層膜FSの側壁SSは、深さ方向に沿って凹凸を有する。一例では、積層膜FSの側壁SSは深さ方向に沿って貝殼状の凹凸形状を有しうる。このような凹凸はその形状からスキャロップ(Scallop)と呼ばれることもある。スキャロップは、エッチングによる形状異常の1つである。一実施形態において、側壁SSの表面の粗さ(開口寸法CD1と開口寸法CD2との差)は0.2nm以上である。 In the example shown in FIG. 5, the opening dimensions of the recess RC formed in the stacked film FS are different between the silicon oxide film SF1 and the silicon nitride film SF2. In one embodiment, the opening dimension CD1 in the silicon oxide film SF1 is smaller than the opening dimension CD2 in the silicon nitride film SF2. The recess RC has opening dimensions CD1 and CD2 alternating along the depth direction. As a result, the sidewall SS of the stacked film FS that defines the recess RC has irregularities along the depth direction. In one example, the sidewall SS of the stacked film FS may have a shell-shaped irregular shape along the depth direction. Such irregularities are sometimes called scallops due to their shape. Scallops are one type of shape abnormality caused by etching. In one embodiment, the surface roughness of the sidewall SS (the difference between the opening dimension CD1 and the opening dimension CD2) is 0.2 nm or more.
本方法では、以下に示す工程ST3により積層膜FSの側壁SSの表面の粗さ(凹部RCの開口寸法の深さ方向の均一性)を改善し得る。 In this method, the surface roughness of the sidewall SS of the laminated film FS (uniformity of the opening dimensions of the recess RC in the depth direction) can be improved by step ST3 described below.
(工程ST3:凹部へのフッ化水素の供給)
工程ST3において、積層膜FSの凹部RCにフッ化水素が供給される。一実施形態において、フッ化水素はHFガスとして供給されてよい。一実施形態において、工程ST3は、工程ST2と同じチャンバで工程ST2から連続して実行されてよい。具体的には、ガス供給部20からHFガスを含む第2の処理ガスがプラズマ処理空間10s内に供給される。一実施形態において、第2の処理ガスは、上述した不活性ガスを含んでよい。基板Wの積層膜FSに形成された凹部RCにフッ化水素ガスが供給されることで、積層膜FSの側壁SSが水平方向にエッチングされる。側壁SSを構成する膜ごとにHFガスに対するエッチングレートは異なり得る。すなわち工程ST3においてエッチングされる側壁SSのエッチング量は膜ごとに異なり得る。
(Step ST3: Supply of hydrogen fluoride to recess)
In step ST3, hydrogen fluoride is supplied to the recess RC of the laminated film FS. In one embodiment, hydrogen fluoride may be supplied as HF gas. In one embodiment, step ST3 may be performed consecutively from step ST2 in the same chamber as step ST2. Specifically, a second process gas containing HF gas is supplied from the
一実施形態において、HFガスは、不活性ガスを除いて第2の処理ガス中最も流量(分圧)が大きくてよい。一例では、HFガスの流量は、第2の処理ガスの総流量(第2の処理ガスが不活性ガスを含む場合は当該不活性ガスを除く全てのガスの流量)に対して、50体積%以上、60体積%以上、70体積%以上、80体積%以上、90体積%以上又は95体積%以上でよい。HFガスの流量は、第2の処理ガスの総流量に対して、100体積%未満、99.5体積%以下、98体積%以下又は96体積%以下でよい。一例では、HFガスの流量は、第2の処理ガスの総流量に対して、70体積%以上96体積%以下である。 In one embodiment, the HF gas may have the largest flow rate (partial pressure) of the second process gas excluding the inert gas. In one example, the flow rate of the HF gas may be 50 vol.% or more, 60 vol.% or more, 70 vol.% or more, 80 vol.% or more, 90 vol.% or more, or 95 vol.% or more with respect to the total flow rate of the second process gas (if the second process gas includes an inert gas, the flow rate of all gases excluding the inert gas). The flow rate of the HF gas may be less than 100 vol.%, 99.5 vol.% or less, 98 vol.% or less, or 96 vol.% or less with respect to the total flow rate of the second process gas. In one example, the flow rate of the HF gas is 70 vol.% or more and 96 vol.% or less with respect to the total flow rate of the second process gas.
一実施形態において第2の処理ガスは上述したリン含有ガスを含んでよい。一実施形態において、第2の処理ガスに含まれるリン含有ガスの流量は、第2の処理ガスの総流量のうち、20体積%以下、10体積%以下、5体積%以下である。 In one embodiment, the second process gas may contain the phosphorus-containing gas described above. In one embodiment, the flow rate of the phosphorus-containing gas contained in the second process gas is 20 vol. % or less, 10 vol. % or less, or 5 vol. % or less of the total flow rate of the second process gas.
一実施形態において、工程ST3における処理の間、基板支持部11の温度は、工程ST1及び/又は工程ST2で設定した所与の温度よりも低い温度に制御されてよく、また高い温度に制御されてもよい。一例では、基板支持部11の温度は、0℃以下、-10℃以下、-20℃又は-30℃、-40℃又は-50℃以下である。一実施形態において、所与の温度は-70℃以上又は-60℃以上である。一実施形態において、基板支持部11の温度に代えて、基板Wの温度が所与の温度よりも低い上記の温度に制御されてもよい。これにより、HFガスによるシリコン酸化膜のエッチングレートが向上し得る。
In one embodiment, during the processing in step ST3, the temperature of the
一実施形態において、工程ST3における処理の間、プラズマ処理チャンバ10内の圧力は、工程ST2におけるプラズマ処理チャンバ10内の圧力よりも高い。
In one embodiment, the pressure in the
図6は、工程ST3の処理後の基板Wの断面構造の一例を示す図である。図6に示すように、工程ST3により、凹部RCのシリコン酸化膜SF1の開口寸法CD10とシリコン窒化膜SF2の開口寸法CD20とが実質的に同一になり得る。一実施形態において、側壁SSの表面の粗さ(開口寸法CD10と開口寸法CD20との差)は1nm未満である。すなわち側壁SSの表面粗さが改善し得る。 Figure 6 is a diagram showing an example of the cross-sectional structure of the substrate W after processing in step ST3. As shown in Figure 6, step ST3 can make the opening dimension CD10 of the silicon oxide film SF1 of the recess RC substantially the same as the opening dimension CD20 of the silicon nitride film SF2. In one embodiment, the surface roughness of the sidewall SS (the difference between the opening dimension CD10 and the opening dimension CD20) is less than 1 nm. In other words, the surface roughness of the sidewall SS can be improved.
この理由は積層膜FSの側壁SSのうち、シリコン酸化膜SF1の水平方向のエッチングが進行する一方で、シリコン窒化膜SF2のエッチングは抑制されるためと考えられる。一例では、シリコン窒化膜SF2に対するシリコン酸化膜SF1のエッチングの選択比(第2の処理ガスによるシリコン酸化膜SF1のエッチングレート/第2の処理ガスによるシリコン窒化膜SF2のエッチングレート)は10以上、15以上、20以上又は25以上である。 The reason for this is believed to be that, among the side walls SS of the stacked film FS, the horizontal etching of the silicon oxide film SF1 progresses, while the etching of the silicon nitride film SF2 is suppressed. In one example, the etching selectivity of the silicon oxide film SF1 relative to the silicon nitride film SF2 (etching rate of the silicon oxide film SF1 by the second processing gas/etching rate of the silicon nitride film SF2 by the second processing gas) is 10 or more, 15 or more, 20 or more, or 25 or more.
本方法によれば、エッチングにより積層膜に形成される凹部の例えばScallop等の形状異常を抑止し、積層膜の側壁の表面粗さを改善し得る。 This method can prevent shape abnormalities, such as callops, in the recesses formed in the laminated film by etching, and improve the surface roughness of the sidewalls of the laminated film.
<変形例>
本方法の変形例について説明する。本開示は、以下の変形例によって何ら限定されるものではない。
<Modification>
Modifications of the present method will be described below, but the present disclosure is not limited to the following modifications.
一実施形態において、工程ST3は、次の2つの工程ST31及び工程ST32を含んでよい。工程ST31は、基板支持部11の温度を第1の温度に制御し、かつチャンバ内のフッ化水素ガスの分圧を第1の圧力に制御する工程である。工程ST32は、工程ST31の後に実行され、基板支持部11の温度を第2の温度に制御し、かつチャンバ内のフッ化水素ガスの分圧を第2の圧力に制御する工程である。一実施形態において、工程ST31及び工程ST32において、基板支持部11の温度を制御することに代えて、基板Wの温度を制御してよい。
In one embodiment, step ST3 may include the following two steps, step ST31 and step ST32. Step ST31 is a step of controlling the temperature of the
一実施形態において、第2の温度は、第1の温度よりも高くてよい。一実施形態において、第2の圧力は、第1の圧力よりも低くてよい。 In one embodiment, the second temperature may be greater than the first temperature. In one embodiment, the second pressure may be less than the first pressure.
図7は、フッ化水素の吸着平衡圧曲線の一例を示すグラフである。横軸は温度(℃)である。縦軸は圧力(mTorr)である。C1はフッ化水素の吸着平衡圧曲線である。C2はフッ化水素の飽和蒸気圧曲線である。図7のグラフの吸着平衡圧曲線C1上の温度及び圧力において、フッ化水素の吸着及び脱離は平衡となる。一実施形態において、吸着平衡圧曲線C1は、BETの吸着理論に基づき、測定データを用いて近似された指数関数により描かれてもよい。 Figure 7 is a graph showing an example of an adsorption equilibrium pressure curve for hydrogen fluoride. The horizontal axis is temperature (°C). The vertical axis is pressure (mTorr). C1 is the adsorption equilibrium pressure curve for hydrogen fluoride. C2 is the saturated vapor pressure curve for hydrogen fluoride. At the temperature and pressure on the adsorption equilibrium pressure curve C1 in the graph of Figure 7, the adsorption and desorption of hydrogen fluoride are in equilibrium. In one embodiment, the adsorption equilibrium pressure curve C1 may be drawn by an exponential function approximated using measurement data based on the BET adsorption theory.
一実施形態において、第1の温度及び第1の圧力は、図7に示すグラフのフッ化水素の吸着平衡圧曲線C1よりも上の第1の領域に位置する。これにより、工程ST31では、積層膜FSの側壁SSの表面にフッ化水素が吸着し、揮発性の副生物が形成される。第1の領域は、フッ化水素の飽和蒸気圧曲線C2より下の領域(図7のグラフにおいて「R1」で示す領域)に位置してよい。この場合、フッ化水素は積層膜FSの側壁SSの表面に気相吸着する。第1の領域は、飽和蒸気圧曲線C2より上に位置してよい。この場合、フッ化水素は積層膜FSの側壁SSの表面に液相吸着する。一実施形態において、シリコン酸化膜SF1の側壁SSにおけるフッ化水素の吸着量及び副生成物の形成量は、シリコン窒化膜SF2の側壁SSよりも多い。 In one embodiment, the first temperature and the first pressure are located in a first region above the hydrogen fluoride adsorption equilibrium pressure curve C1 in the graph shown in FIG. 7. As a result, in step ST31, hydrogen fluoride is adsorbed on the surface of the sidewall SS of the laminated film FS, and volatile by-products are formed. The first region may be located in a region below the saturated vapor pressure curve C2 of hydrogen fluoride (the region indicated by "R1" in the graph in FIG. 7). In this case, hydrogen fluoride is adsorbed in the gas phase on the surface of the sidewall SS of the laminated film FS. The first region may be located above the saturated vapor pressure curve C2. In this case, hydrogen fluoride is adsorbed in the liquid phase on the surface of the sidewall SS of the laminated film FS. In one embodiment, the amount of hydrogen fluoride adsorbed and the amount of by-products formed on the sidewall SS of the silicon oxide film SF1 are greater than those on the sidewall SS of the silicon nitride film SF2.
一実施形態において、第2の温度及び第2の圧力は、図7に示すグラフのフッ化水素の吸着平衡圧曲線C1よりも下の第2の領域(図7のグラフにおいて「R2」で示す領域)に位置する。これにより、工程ST32では、積層膜FSの側壁SSの表面において吸着したフッ化水素及び副生成物が脱離する。一実施形態において、シリコン酸化膜SF1の側壁SSにおけるフッ化水素及び副生成物の脱離量は、シリコン窒化膜SF2の側壁SSよりも多い。これにより、シリコン酸化膜SF1の水平方向のエッチングがシリコン窒化膜SF2に比べて進行する。 In one embodiment, the second temperature and the second pressure are located in a second region (the region indicated by "R2" in the graph of FIG. 7) below the hydrogen fluoride adsorption equilibrium pressure curve C1 in the graph shown in FIG. 7. As a result, in step ST32, the hydrogen fluoride and by-products adsorbed on the surface of the sidewall SS of the stacked film FS are desorbed. In one embodiment, the amount of hydrogen fluoride and by-products desorbed on the sidewall SS of the silicon oxide film SF1 is greater than that on the sidewall SS of the silicon nitride film SF2. As a result, the horizontal etching of the silicon oxide film SF1 proceeds more rapidly than that of the silicon nitride film SF2.
一実施形態において、工程ST3において、工程ST31と工程ST32とを含むサイクルが複数回実行されてよい。 In one embodiment, in step ST3, a cycle including steps ST31 and ST32 may be performed multiple times.
一実施形態において、工程ST3は工程ST2と異なるチャンバ(以下「第2チャンバ」という。)で実行されてよい。例えば、工程ST3は、基板Wをプラズマ処理チャンバ10から第2チャンバに搬送する工程と、当該第2のチャンバにおいて基板Wに上述した第2の処理ガスを供給する工程とを含んでよい。一実施形態において、第2チャンバは、以下に示す基板処理システムPS1の一部であってよい。一実施形態において、第2チャンバは、プラズマ処理装置1を含むプラズマ処理システムの外部にある、別の基板処理装置の一部であってよい。
In one embodiment, process ST3 may be performed in a chamber (hereinafter referred to as the "second chamber") different from process ST2. For example, process ST3 may include a step of transporting the substrate W from the
一実施形態において、工程ST3の条件は、積層膜FSの凹部RCの形状を示すデータに基づいて設定されてよい。工程ST2後の側壁SSの表面粗さは、凹部RCの深さによって異なる場合がある。このような場合、積層膜FSの凹部RCの形状を示すデータに基づいて、工程ST3の条件を設定することで、凹部RCの深さに関わらず、側壁SSの表面粗さを改善することができる。 In one embodiment, the conditions for step ST3 may be set based on data indicating the shape of the recess RC in the laminated film FS. The surface roughness of the sidewall SS after step ST2 may vary depending on the depth of the recess RC. In such a case, by setting the conditions for step ST3 based on data indicating the shape of the recess RC in the laminated film FS, the surface roughness of the sidewall SS can be improved regardless of the depth of the recess RC.
積層膜FSの凹部RCの形状を示すデータは、センサを用いて工程ST2後の基板Wを観察することにより取得してよい。センサは、光学センサであってもよく、他のセンサであってもよい。センサは、プラズマ処理チャンバ10内の基板支持部11上に載置された基板Wを観察可能に構成されたものであってもよく、プラズマ処理チャンバ10の外部において基板Wを観察可能に構成されたものであってもよい。一例では、センサは、後述する搬送モジュールTM内に設置される。なお、積層膜FSの凹部RCの形状を示すデータは、工程ST2におけるプラズマの発光状態及び/又は工程ST2の前後における基板Wの質量変化から推定したデータであってもよく、シミュレーション等により推定したデータであってもよい。
The data indicating the shape of the recess RC of the laminated film FS may be obtained by observing the substrate W after step ST2 using a sensor. The sensor may be an optical sensor or another type of sensor. The sensor may be configured to be capable of observing the substrate W placed on the
一実施形態において、積層膜FSの凹部RCの形状を示すデータに基づいて設定される条件は、基板Wが収容されるプラズマ処理チャンバ10の圧力(以下、「圧力」ともいう。)、基板W又は基板Wを支持する基板支持部11の温度(以下、「温度」ともいう。)、及びフッ化水素ガスの流量(以下、「流量」ともいう。)からなる群から選択される少なくとも1種を含んでよい。
In one embodiment, the conditions set based on data indicating the shape of the recess RC of the laminated film FS may include at least one selected from the group consisting of the pressure of the
一実施形態において、凹部RCの形状を示すデータに基づいて、圧力、温度及び流量は、以下のように設定されてよい。ここで、凹部RCの深さ方向で側壁SSの表面粗さが均一ないしは略均一である場合の圧力、温度及び流量を基準値とする。凹部RCの上側(開口側)から下側(底部側)に向かって側壁SSの表面粗さが小さくなっている場合には、圧力及び流量を基準値よりも低く設定し、温度を基準値よりも高く設定してよい。また、凹部RCの上側から下側に向かって側壁SSの表面粗さが大きくなっている場合には、圧力及び流量を基準値よりも高く設定し、温度を基準値よりも低く設定してよい。また、凹部RCの中間部の表面粗さが最も小さく、凹部RCの上側及び下側の表面粗さが同程度である場合には、圧力及び流量は基準値のまま、温度のみを低く設定してよい。また、凹部RCの中間部の表面粗さが最も小さく、凹部RCの上側よりも下側の表面粗さが大きい場合には、温度を基準値のまま、圧力及び流量を基準値よりも高く設定してよい。また、凹部RCの中間部の表面粗さが最も小さく、凹部RCの下側よりも上側の表面粗さが大きい場合には、温度を基準値のまま、圧力及び流量を基準値よりも低く設定してよい。 In one embodiment, the pressure, temperature, and flow rate may be set as follows based on data indicating the shape of the recess RC. Here, the pressure, temperature, and flow rate when the surface roughness of the sidewall SS is uniform or approximately uniform in the depth direction of the recess RC are set as the reference values. When the surface roughness of the sidewall SS decreases from the upper side (opening side) to the lower side (bottom side) of the recess RC, the pressure and flow rate may be set lower than the reference value, and the temperature may be set higher than the reference value. When the surface roughness of the sidewall SS increases from the upper side to the lower side of the recess RC, the pressure and flow rate may be set higher than the reference value, and the temperature may be set lower than the reference value. When the surface roughness of the middle part of the recess RC is the smallest and the surface roughness of the upper and lower sides of the recess RC is approximately the same, the pressure and flow rate may remain at the reference value, and only the temperature may be set lower. When the surface roughness of the middle part of the recess RC is the smallest and the surface roughness of the lower side of the recess RC is greater than that of the upper side, the temperature may remain at the reference value, and the pressure and flow rate may be set higher than the reference value. Furthermore, if the surface roughness of the middle part of the recess RC is the smallest and the surface roughness of the upper part of the recess RC is greater than that of the lower part, the pressure and flow rate may be set lower than the reference values while the temperature remains at the reference value.
一実施形態において、工程ST3の実行中、凹部RCの深さに応じて、工程ST3の条件を変更してもよい。例えば、工程3は、次の2つの工程ST33及び工程ST34を含んでよい。工程33は、積層膜FSの凹部RCに、第1の条件でフッ化水素を供給する工程である。工程34は、積層膜FSの凹部RCに、第1の条件と異なる第2の条件で前記フッ化水素を供給する工程である。工程3において、工程33と工程34とを含むサイクルが複数回実行されてもよい。 In one embodiment, during the execution of step ST3, the conditions of step ST3 may be changed depending on the depth of the recess RC. For example, step 3 may include the following two steps ST33 and ST34. Step 33 is a step of supplying hydrogen fluoride to the recess RC of the laminated film FS under first conditions. Step 34 is a step of supplying the hydrogen fluoride to the recess RC of the laminated film FS under second conditions different from the first conditions. In step 3, a cycle including steps 33 and 34 may be executed multiple times.
一実施形態において、第2の条件は、基板Wが収容されるプラズマ処理チャンバ10の圧力、基板W又は基板Wを支持する基板支持部11の温度、及びフッ化水素ガスの流量からなる群から選択される少なくとも1種が第1の条件と異なってよい。
In one embodiment, the second condition may differ from the first condition in at least one selected from the group consisting of the pressure of the
一実施形態において、本方法は複数の基板処理室を含む基板処理システムPS1を用いて実行されてよい。 In one embodiment, the method may be performed using a substrate processing system PS1 that includes multiple substrate processing chambers.
図8は、基板処理システムPS1の構成例を説明するための図である。基板処理システムPS1は、基板処理室PM1~PM6(以下、総称して「基板処理モジュールPM」ともいう。)と、搬送モジュールTMと、ロードロックモジュールLLM1及びLLM2(以下、総称して「ロードロックモジュールLLM」ともいう。)と、ローダーモジュールLM、ロードポートLP1からLP3(以下、総称して「ロードポートLP」ともいう。)とを有する。制御部CTは、基板処理システムPS1の各構成を制御して、基板Wに所与の処理を実行する。 Figure 8 is a diagram for explaining an example configuration of the substrate processing system PS1. The substrate processing system PS1 has substrate processing chambers PM1 to PM6 (hereinafter collectively referred to as "substrate processing modules PM"), a transfer module TM, load lock modules LLM1 and LLM2 (hereinafter collectively referred to as "load lock modules LLM"), a loader module LM, and load ports LP1 to LP3 (hereinafter collectively referred to as "load ports LP"). The controller CT controls each component of the substrate processing system PS1 to perform a given process on the substrate W.
基板処理モジュールPMは、その内部において、基板Wに対して、エッチング処理、トリミング処理、成膜処理、アニール処理、ドーピング処理、リソグラフィ処理、クリーニング処理、アッシング処理等の処理を実行する。基板処理室PM1~PM6の少なくとも一つは、図1や図2に示すプラズマ処理装置1であってよい。
The substrate processing module PM performs processes such as etching, trimming, film formation, annealing, doping, lithography, cleaning, and ashing on the substrate W. At least one of the substrate processing chambers PM1 to PM6 may be the
搬送モジュールTMは、基板Wを搬送する搬送装置を有し、基板処理モジュールPM間又は基板処理モジュールPMとロードロックモジュールLLMとの間で、基板Wを搬送する。基板処理モジュールPM及びロードロックモジュールLLMは、搬送モジュールTMに隣接して配置されている。搬送モジュールTMと基板処理モジュールPM及びロードロックモジュールLLMは、開閉可能なゲートバルブによって空間的に隔離又は連結される。 The transfer module TM has a transfer device that transfers the substrate W, and transfers the substrate W between the substrate processing modules PM or between the substrate processing module PM and the load lock module LLM. The substrate processing module PM and the load lock module LLM are arranged adjacent to the transfer module TM. The transfer module TM, the substrate processing module PM, and the load lock module LLM are spatially isolated or connected by openable and closable gate valves.
ロードロックモジュールLLM1及びLLM2は、搬送モジュールTMとローダーモジュールLMとの間に設けられている。ロードロックモジュールLLMは、その内部の圧力を、大気圧又は真空に切り替えることができる。「大気圧」は、基板処理システムPS1に含まれる各モジュールの外部の圧力であり得る。また、「真空」は、大気圧よりも低い圧力であって、例えば0.1Pa~100Paの中真空であり得る。ロードロックモジュールLLMは、大気圧であるローダーモジュールLMから真空である搬送モジュールTMへ基板Wを搬送し、また、真空である搬送モジュールTMから大気圧であるローダーモジュールLMへ搬送する。 The load lock modules LLM1 and LLM2 are provided between the transfer module TM and the loader module LM. The load lock module LLM can switch its internal pressure between atmospheric pressure and vacuum. "Atmospheric pressure" can be the pressure outside each module included in the substrate processing system PS1. "Vacuum" can be a pressure lower than atmospheric pressure, for example a medium vacuum of 0.1 Pa to 100 Pa. The load lock module LLM transfers the substrate W from the loader module LM, which is at atmospheric pressure, to the transfer module TM, which is at vacuum, and also transfers the substrate W from the transfer module TM, which is at vacuum, to the loader module LM, which is at atmospheric pressure.
ローダーモジュールLMは、基板Wを搬送する搬送装置を有し、ロードロックモジュールLLMとロードボードLPとの間で基板Wを搬送する。ロードポートLP内の内部には、例えば25枚の基板Wが収納可能なFOUP(Front Opening Unified Pod)または空のFOUPが載置できる。ローダーモジュールLMは、ロードポートLP内のFOUPから基板Wを取り出して、ロードロックモジュールLLMに搬送する。また、ローダーモジュールLMは、ロードロックモジュールLLMから基板Wを取り出して、ロードボードLP内のFOUPに搬送する。 The loader module LM has a transport device that transports substrates W, and transports substrates W between the load lock module LLM and the load board LP. Inside the load port LP, for example, a FOUP (Front Opening Unified Pod) capable of storing 25 substrates W or an empty FOUP can be placed. The loader module LM removes substrates W from the FOUP in the load port LP and transports them to the load lock module LLM. The loader module LM also removes substrates W from the load lock module LLM and transports them to the FOUP in the load board LP.
制御部CTは、基板処理システムPS1の各構成を制御して、基板Wに所与の処理を実行する。制御部CTは、プロセスの手順、プロセスの条件、搬送条件等が設定されたレシピを格納しており、当該レシピに従って、基板Wに所与の処理を実行するように、基板処理システムPS1の各構成を制御する。制御部CTは、図1や図2に示す制御部2の一部又は全部の機能を兼ねてよい。制御部CTの制御により、基板処理システムPS1において本方法が実行され得る。一実施形態において、工程ST1~工程ST3は、基板処理室PM1~PM6の一つにおいて実行されてよい。また例えば、工程ST1及び工程ST2が基板処理室PM1~PM6の一つにおいて実行され、工程ST3が基板処理室PM1~PM6の他の1つにおいて実行されてよい。
The controller CT controls each component of the substrate processing system PS1 to perform a given process on the substrate W. The controller CT stores a recipe in which the process procedure, process conditions, transport conditions, etc. are set, and controls each component of the substrate processing system PS1 to perform a given process on the substrate W according to the recipe. The controller CT may have some or all of the functions of the
一実施形態において、工程ST3において、フッ化水素を含む処理液が基板に供給されてよい。例えば、工程ST3は、基板Wをプラズマ処理チャンバ10の外部の液処理装置に搬送する工程と、当該液処理装置において基板Wにフッ化水素を含む処理液を供給する工程とを含んでよい。処理液は、例えば、フッ酸(DHF)又はバッファードフッ酸(BHF)でよい。一実施形態において、液処理装置は、以下に示す基板処理システムPS2の一部であってよい。
In one embodiment, in step ST3, a processing liquid containing hydrogen fluoride may be supplied to the substrate. For example, step ST3 may include a step of transporting the substrate W to a liquid processing apparatus outside the
一実施形態において、本方法は液処理装置を含む基板処理システムPS2を用いて実行されてよい。 In one embodiment, the method may be performed using a substrate processing system PS2 that includes a liquid processing device.
図9は、基板処理システムPS2の構成例を説明するための図である。一実施形態において、基板処理システムPS2は、プラズマ処理装置1(図1、図2参照)と、液処理装置100と、制御部CT2とを含む。基板処理システムPS2は、プラズマ処理装置1と液処理装置100との間で基板Wを搬送する搬送装置を備えてよい。
Figure 9 is a diagram for explaining an example configuration of the substrate processing system PS2. In one embodiment, the substrate processing system PS2 includes a plasma processing apparatus 1 (see Figures 1 and 2), a
一実施形態において、液処理装置100は、フッ化水素を含む処理液を収容するための容器110と、リンス液を収容するための容器112と、純水を収容するための容器114とを備える。一実施形態において、液処理装置100は、基板Wを乾燥させるための乾燥機を備えてよい。
In one embodiment, the
一実施形態において、液処理装置100は、プラズマ処理装置1から搬出された基板Wを受け入れるための搬入口116と、基板Wをプラズマ処理装置1に搬出するための搬出口118とを備える。一実施形態において、液処理装置100は、基板Wを搬送するための搬送装置120を備える。搬送装置120は、基板Wを搬入口116から容器110に搬送する。搬送装置120は、基板Wを容器110から容器112に搬送する。搬送装置120は、基板Wを容器112から容器114に搬送する。搬送装置120は、基板Wを容器114から搬出口118に搬送する。
In one embodiment, the
制御部CT2は、プラズマ処理装置1及び液処理装置100の各部を制御するように構成される。制御部CT2は、図1や図2に示す制御部2の一部又は全部の機能を兼ねてよい。制御部CT2の制御により、基板処理システムPS2において本方法が実行され得る。
The control unit CT2 is configured to control each part of the
一実施形態において、基板処理システムPS2のプラズマ処理装置1において、工程ST及び工程ST2が実行される。次に、工程ST3において、基板Wがプラズマ処理装置1から液処理装置100の搬入口116に搬送される。そして基板Wは容器110に搬送され、容器110内でフッ化水素を含む処理液中に浸漬される。フッ化水素が基板Wの積層膜FSに形成された凹部RCに供給される。これにより積層膜FSの側壁SSが水平方向にエッチングされる。エッチング中、処理液の温度は15℃~25℃に維持されてよい。
In one embodiment, process ST and process ST2 are performed in the
一実施形態において、基板Wは容器110から容器112に搬送されてリンス液中に浸漬されてよい。基板Wはさらに容器112から容器114に搬送され純水中に浸漬されてよい。一実施形態において、基板Wは、液処理装置100の乾燥機において乾燥されてよい。一実施形態において、基板Wは、プラズマ処理装置1に搬送され、プラズマ処理チャンバ10内の減圧により乾燥されてもよい。
In one embodiment, the substrate W may be transferred from the
本開示の実施形態は、以下の態様をさらに含む。 Embodiments of the present disclosure further include the following aspects:
(付記1)
エッチング方法であって、
(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と前記積層膜上のマスクとを有する基板を提供する工程と、
(b)第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記積層膜をエッチングして前記積層膜に凹部を形成する工程と、
(c)前記積層膜の前記凹部にフッ化水素を供給する工程と、
を含むエッチング方法。
(Appendix 1)
1. An etching method comprising the steps of:
(a) providing a substrate having a film stack including at least two different silicon-containing films and a mask on the film stack;
(b) etching the laminated film using plasma generated from a first process gas to form a recess in the laminated film;
(c) supplying hydrogen fluoride to the recess of the laminated film;
An etching method comprising:
(付記2)
前記積層膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及びポリシリコン膜からなる群から選択される少なくとも2つを含む、付記1に記載のエッチング方法。
(Appendix 2)
2. The etching method according to
(付記3)
前記積層膜は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが交互に複数積層されて構成される、付記1又は付記2に記載のエッチング方法。
(Appendix 3)
3. The etching method according to
(付記4)
前記マスクは、炭素含有膜又は金属含有膜である、付記1から付記3のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 4)
4. The etching method of
(付記5)
前記第1の処理ガスは、フッ化水素ガスを含む、付記1から付記4のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 5)
5. The etching method according to
(付記6)
前記第1の処理ガスは、フッ化水素ガス、ハイドロフルオロカーボンガス、及び、水素含有ガスとフッ素含有ガスとの混合ガスからなる群から選択される少なくとも1つのガスを含む、付記1から付記5のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 6)
6. The etching method according to
(付記7)
前記第1の処理ガスは、リン含有ガスをさらに含む、付記1から付記6のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 7)
7. The etching method of
(付記8)
前記第1の処理ガスは、炭素含有ガス、酸素含有ガス及び金属含有ガスからなる群から選択される少なくとも1つのガスをさらに含む、付記1から付記7のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 8)
8. The etching method of
(付記9)
前記(b)の終了時において、前記凹部は、第1の開口寸法と前記第1の開口寸法と異なる第2の開口寸法とを前記凹部の深さ方向に沿って交互に有する、付記1から付記8のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 9)
9. The etching method of
(付記10)
前記第1の開口寸法と前記第2の開口寸法の差が0.2nm以上である、付記9に記載のエッチング方法。
(Appendix 10)
10. The etching method of claim 9, wherein a difference between the first opening dimension and the second opening dimension is 0.2 nm or more.
(付記11)
前記(a)は、第1チャンバ内に前記基板を配置することを含み、
前記(b)は、前記第1チャンバ内に前記第1の処理ガスを供給して前記プラズマを生成することを含み、
前記(c)は、前記第1チャンバ内にフッ化水素ガスを含む第2の処理ガスを供給することを含む、付記1から付記10のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 11)
(a) includes placing the substrate in a first chamber;
(b) includes supplying the first process gas into the first chamber to generate the plasma;
11. The etching method of
(付記12)
前記(c)は、
(c1)前記基板又は前記基板を支持する基板支持部の温度を第1の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第1の圧力に制御する工程と、
(c2)前記(c1)の後、前記基板又は前記基板支持部の前記温度を第2の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第2の圧力に制御する工程と、
を含み、
前記第2の温度は前記第1の温度よりも高い、及び/又は前記第2の圧力は前記第1の圧力よりも低い、付記11に記載のエッチング方法。
(Appendix 12)
The (c) is
(c1) controlling a temperature of the substrate or a substrate support supporting the substrate to a first temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a first pressure;
(c2) after (c1), controlling the temperature of the substrate or the substrate support to a second temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a second pressure;
Including,
12. The etching method of
(付記13)
前記(c)は、
(c1)前記基板又は前記基板を支持する基板支持部の温度を第1の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第1の圧力に制御する工程と、
(c2)前記(c1)の後、前記基板又は前記基板支持部の前記温度を第2の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第2の圧力に制御する工程と、
を含み、
横軸を温度、縦軸を圧力としてフッ化水素の吸着平衡圧曲線を示すグラフにおいて、前記吸着平衡圧曲線よりも上側の第1領域に前記第1の温度及び前記第1の圧力が位置し、前記吸着平衡圧曲線よりも下側の第2領域に前記第2の温度及び前記第2の圧力が位置する、付記11に記載のエッチング方法。
(Appendix 13)
The (c) is
(c1) controlling a temperature of the substrate or a substrate support supporting the substrate to a first temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a first pressure;
(c2) after (c1), controlling the temperature of the substrate or the substrate support to a second temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a second pressure;
Including,
12. The etching method according to
(付記14)
前記(a)は、第1チャンバ内に前記基板を配置することを含み、
前記(b)は、前記第1チャンバ内に前記第1の処理ガスを供給して前記プラズマを生成することを含み、
前記(c)は、前記基板を前記第1チャンバから前記第1チャンバと異なる第2チャンバに搬送することと、前記第2チャンバ内にフッ化水素ガスを含む第2の処理ガスを供給することを含む、付記1から付記10のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 14)
(a) includes placing the substrate in a first chamber;
(b) includes supplying the first process gas into the first chamber to generate the plasma;
11. The etching method of any one of
(付記15)
前記(c)は、
(c1)前記基板又は前記基板を支持する基板支持部の温度を第1の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第1の圧力に制御する工程と、
(c2)前記(c1)の後、前記基板又は前記基板支持部の前記温度を第2の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第2の圧力に制御する工程と、
を含み、
前記第2の温度は前記第1の温度よりも高い、及び/又は前記第2の圧力は前記第1の圧力よりも低い、付記14に記載のエッチング方法。
(Appendix 15)
The (c) is
(c1) controlling a temperature of the substrate or a substrate support supporting the substrate to a first temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a first pressure;
(c2) after (c1), controlling the temperature of the substrate or the substrate support to a second temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a second pressure;
Including,
15. The etching method of claim 14, wherein the second temperature is greater than the first temperature and/or the second pressure is less than the first pressure.
(付記16)
前記(c)は、
(c1)前記基板又は前記基板を支持する基板支持部の温度を第1の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第1の圧力に制御する工程と、
(c2)前記(c1)の後、前記基板又は前記基板支持部の前記温度を第2の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第2の圧力に制御する工程と、
を含み、
横軸を温度、縦軸を圧力としてフッ化水素の吸着平衡圧曲線を示すグラフにおいて、前記吸着平衡圧曲線よりも上側の第1領域に前記第1の温度及び前記第1の圧力が位置し、前記吸着平衡圧曲線よりも下側の第2領域に前記第2の温度及び前記第2の圧力が位置する、付記14に記載のエッチング方法。
(Appendix 16)
The (c) is
(c1) controlling a temperature of the substrate or a substrate support supporting the substrate to a first temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a first pressure;
(c2) after (c1), controlling the temperature of the substrate or the substrate support to a second temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a second pressure;
Including,
15. The etching method according to claim 14, wherein, in a graph showing an adsorption equilibrium pressure curve of hydrogen fluoride, with the horizontal axis representing temperature and the vertical axis representing pressure, the first temperature and the first pressure are located in a first region above the adsorption equilibrium pressure curve, and the second temperature and the second pressure are located in a second region below the adsorption equilibrium pressure curve.
(付記17)
前記(c)における前記基板又は前記基板を支持する基板支持部の温度は、前記(b)における前記基板又は前記基板を支持する基板支持部の温度よりも低い温度に制御される、付記11から付記16のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 17)
17. The etching method according to any one of
(付記18)
前記第2の処理ガスは、リン含有ガスをさらに含む、付記11から付記17のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 18)
18. The etching method of
(付記19)
前記(a)は、第1チャンバ内に前記基板を配置することを含み、
前記(b)は、前記第1チャンバ内に前記第1の処理ガスを供給して前記プラズマを生成することを含み、
前記(c)は、前記基板を前記第1チャンバの外部に搬送することと、当該外部において前記基板にフッ化水素を含む処理液を供給することと、を含む、付記1から付記10のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 19)
(a) includes placing the substrate in a first chamber;
(b) includes supplying the first process gas into the first chamber to generate the plasma;
11. The etching method according to
(付記20)
前記処理液は、フッ酸(DHF)又はバッファードフッ酸(BHF)を含む、付記19に記載のエッチング方法。
(Appendix 20)
20. The etching method according to claim 19, wherein the treatment liquid comprises hydrofluoric acid (DHF) or buffered hydrofluoric acid (BHF).
(付記21)
前記(a)は、プラズマ処理システムの第1チャンバ内に前記基板を配置することを含み、
前記(b)は、前記第1チャンバ内に前記第1の処理ガスを供給して前記プラズマを生成することを含み、
前記(c)は、前記基板を前記プラズマ処理システムの外部の基板処理装置に搬送することと、前記基板処理装置内で前記積層膜の前記凹部にフッ化水素を供給することを含む、付記1から付記10のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 21)
(a) includes disposing the substrate in a first chamber of a plasma processing system;
(b) includes supplying the first process gas into the first chamber to generate the plasma;
11. The etching method according to
(付記22)
前記積層膜の前記凹部の形状を示すデータに基づいて、前記(c)の条件を設定する工程をさらに含む、付記1から付記18のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 22)
19. The etching method according to any one of
(付記23)
前記条件は、前記基板が収容されるチャンバの圧力、前記基板又は前記基板を支持する基板支持部の温度、及び前記フッ化水素ガスの流量からなる群から選択される少なくとも1種を含む、付記22に記載のエッチング方法。
(Appendix 23)
23. The etching method according to
(付記24)
前記(c)は、
(c3)前記積層膜の前記凹部に、第1の条件で前記フッ化水素を供給する工程と、
(c4)前記積層膜の前記凹部に、前記第1の条件と異なる第2の条件で前記フッ化水素を供給する工程と、
を含む、付記1から付記18のいずれか1つに記載のエッチング方法。
(Appendix 24)
The (c) is
(c3) supplying the hydrogen fluoride to the recess of the laminated film under first conditions;
(c4) supplying the hydrogen fluoride to the recess of the laminated film under second conditions different from the first conditions;
19. The etching method of any one of
(付記25)
前記第2の条件は、前記基板が収容されるチャンバの圧力、前記基板又は前記基板を支持する基板支持部の温度、及び前記フッ化水素ガスの流量からなる群から選択される少なくとも1種が前記第1の条件と異なる、請求項24に記載のエッチング方法。
(Appendix 25)
25. The etching method according to claim 24, wherein the second condition is different from the first condition in at least one selected from the group consisting of a pressure of a chamber in which the substrate is accommodated, a temperature of the substrate or a substrate support part that supports the substrate, and a flow rate of the hydrogen fluoride gas.
(付記26)
チャンバ、プラズマ生成部、ガス供給部及び制御部を有するプラズマ処理装置であって、前記制御部は、
(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と前記積層膜上のマスクとを有する基板を前記チャンバに提供する制御と、
(b)前記チャンバ内で、前記プラズマ生成部により第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記積層膜をエッチングして前記積層膜に凹部を形成する制御と、
(c)前記チャンバ内で、前記ガス供給部により前記積層膜の前記凹部にフッ化水素ガスを含む第2の処理ガスを供給する制御と、
を実行するプラズマ処理装置。
(Appendix 26)
A plasma processing apparatus having a chamber, a plasma generating unit, a gas supply unit, and a control unit, the control unit comprising:
(a) controlling a substrate having a film stack including at least two different silicon-containing films and a mask on the film stack to the chamber;
(b) controlling, in the chamber, to etch the laminated film using plasma generated from a first process gas by the plasma generating unit to form a recess in the laminated film;
(c) controlling the gas supply unit to supply a second process gas containing hydrogen fluoride gas to the recess of the laminated film in the chamber;
A plasma processing apparatus that performs the above steps.
(付記27)
第1チャンバ、プラズマ生成部、第2チャンバ、ガス供給部及び制御部を有する基板処理システムであって、前記制御部は、
(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と前記積層膜上のマスクとを有する基板を前記第1チャンバに提供する制御と、
(b)前記第1チャンバ内で、前記プラズマ生成部により第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記積層膜をエッチングして前記積層膜に凹部を形成する制御と、
(c)前記基板を前記第1チャンバから前記第2チャンバに搬送し、前記第2チャンバ内で、前記ガス供給部により前記積層膜の前記凹部にフッ化水素ガスを含む第2の処理ガスを供給する制御と、
を実行する基板処理システム。
(Appendix 27)
A substrate processing system having a first chamber, a plasma generating unit, a second chamber, a gas supply unit, and a control unit, the control unit comprising:
(a) controlling a substrate having a film stack including at least two different silicon-containing films and a mask on the film stack to the first chamber;
(b) controlling, in the first chamber, to etch the laminated film using plasma generated from a first process gas by the plasma generating unit to form a recess in the laminated film;
(c) transferring the substrate from the first chamber to the second chamber, and controlling, in the second chamber, to supply a second process gas including hydrogen fluoride gas to the recess of the laminated film by the gas supply unit;
A substrate processing system that performs the above steps.
(付記28)
チャンバ、プラズマ生成部及びガス供給部を有するプラズマ処理装置と、液処理装置と、制御部とを有する基板処理システムであって、前記制御部は、
(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と前記積層膜上のマスクとを有する基板を前記プラズマ処理装置の前記チャンバに提供する制御と、
(b)前記チャンバ内で、前記プラズマ生成部により第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記積層膜をエッチングして前記積層膜に凹部を形成する制御と、
(c)前記基板を前記チャンバから前記液処理装置に搬送し、前記液処理装置において前記積層膜の前記凹部にフッ化水素を含む処理液を供給する制御と、
を実行する基板処理システム。
(Appendix 28)
A substrate processing system including a plasma processing apparatus having a chamber, a plasma generating unit, and a gas supply unit, a liquid processing apparatus, and a control unit, the control unit comprising:
(a) controlling a substrate having a film stack including at least two different silicon-containing films and a mask on the film stack to a chamber of the plasma processing apparatus;
(b) controlling, in the chamber, to etch the laminated film using plasma generated from a first process gas by the plasma generating unit to form a recess in the laminated film;
(c) transporting the substrate from the chamber to the liquid treatment device, and controlling the supply of a treatment liquid containing hydrogen fluoride to the recess of the laminated film in the liquid treatment device;
A substrate processing system that performs the above steps.
(付記29)
デバイス製造方法であって、
(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と前記積層膜上のマスクとを有する基板を提供する工程と、
(b)第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記積層膜をエッチングして前記積層膜に凹部を形成する工程と、
(c)前記積層膜の前記凹部にフッ化水素を供給する工程と、
を含むデバイス製造方法。
(Appendix 29)
1. A device manufacturing method comprising the steps of:
(a) providing a substrate having a film stack including at least two different silicon-containing films and a mask on the film stack;
(b) etching the laminated film using plasma generated from a first process gas to form a recess in the laminated film;
(c) supplying hydrogen fluoride to the recess of the laminated film;
A device manufacturing method comprising:
(付記30)
制御部を備える基板処理システムのコンピュータに、
(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と前記積層膜上のマスクとを有する基板を提供する制御と、
(b)第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記積層膜をエッチングして前記積層膜に凹部を形成する制御と、
(c)前記積層膜の前記凹部にフッ化水素を供給する制御と、
を実行させるプログラム。
(Appendix 30)
A computer of a substrate processing system including a control unit,
(a) providing a substrate having a film stack including at least two different silicon-containing films and a mask on the film stack;
(b) etching the laminated film using plasma generated from a first process gas to form a recess in the laminated film;
(c) controlling the supply of hydrogen fluoride to the recess of the laminated film;
A program that executes the following.
(付記31)
付記30に記載のプログラムを格納した、記憶媒体。
(Appendix 31)
A storage medium storing the program according to
以上の各実施形態は、説明の目的で記載されており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。以上の各実施形態は、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく種々の変形をなし得る。例えば、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態に追加することができる。また、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態の対応する構成要素と置換することができる。 The above embodiments are described for the purpose of explanation and are not intended to limit the scope of the present disclosure. Various modifications of the above embodiments may be made without departing from the scope and spirit of the present disclosure. For example, some components in one embodiment may be added to another embodiment. Also, some components in one embodiment may be replaced with corresponding components in another embodiment.
1……プラズマ処理装置、2……制御部、10……プラズマ処理チャンバ、10s……プラズマ処理空間、11……基板支持部、13……シャワーヘッド、20……ガス供給部、31a……第1のRF生成部、31b……第2のRF生成部、32a……第1のDC生成部、FS……積層膜、MK……マスク、OP……開口、PS1、PS2……基板処理装置RC……凹部、SF1……シリコン酸化膜、SF2……シリコン窒化膜、SS……側壁、UF……下地膜、W……基板 1: Plasma processing apparatus, 2: Control section, 10: Plasma processing chamber, 10s: Plasma processing space, 11: Substrate support section, 13: Shower head, 20: Gas supply section, 31a: First RF generating section, 31b: Second RF generating section, 32a: First DC generating section, FS: Stacked film, MK: Mask, OP: Opening, PS1, PS2: Substrate processing apparatus RC: Recess, SF1: Silicon oxide film, SF2: Silicon nitride film, SS: Side wall, UF: Base film, W: Substrate
Claims (27)
(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と前記積層膜上のマスクとを有する基板を提供する工程と、
(b)第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記積層膜をエッチングして前記積層膜に凹部を形成する工程と、
(c)前記積層膜の前記凹部にフッ化水素を供給する工程と、
を含むエッチング方法。 1. An etching method comprising the steps of:
(a) providing a substrate having a film stack including at least two different silicon-containing films and a mask on the film stack;
(b) etching the laminated film using plasma generated from a first process gas to form a recess in the laminated film;
(c) supplying hydrogen fluoride to the recess of the laminated film;
An etching method comprising:
前記(b)は、前記第1チャンバ内に前記第1の処理ガスを供給して前記プラズマを生成することを含み、
前記(c)は、前記第1チャンバ内にフッ化水素ガスを含む第2の処理ガスを供給することを含む、請求項1に記載のエッチング方法。 (a) includes placing the substrate in a first chamber;
(b) includes supplying the first process gas into the first chamber to generate the plasma;
2. The etching method of claim 1, wherein (c) comprises supplying a second process gas comprising hydrogen fluoride gas into the first chamber.
(c1)前記基板又は前記基板を支持する基板支持部の温度を第1の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第1の圧力に制御する工程と、
(c2)前記(c1)の後、前記基板又は前記基板支持部の前記温度を第2の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第2の圧力に制御する工程と、
を含み、
前記第2の温度は前記第1の温度よりも高い、及び/又は前記第2の圧力は前記第1の圧力よりも低い、請求項11に記載のエッチング方法。 The (c) is
(c1) controlling a temperature of the substrate or a substrate support supporting the substrate to a first temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a first pressure;
(c2) after (c1), controlling the temperature of the substrate or the substrate support to a second temperature and controlling the partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a second pressure;
Including,
12. The etching method of claim 11, wherein the second temperature is higher than the first temperature and/or the second pressure is lower than the first pressure.
(c1)前記基板又は前記基板を支持する基板支持部の温度を第1の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第1の圧力に制御する工程と、
(c2)前記(c1)の後、前記基板又は前記基板支持部の前記温度を第2の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第2の圧力に制御する工程と、
を含み、
横軸を温度、縦軸を圧力としてフッ化水素の吸着平衡圧曲線を示すグラフにおいて、前記吸着平衡圧曲線よりも上側の第1領域に前記第1の温度及び前記第1の圧力が位置し、前記吸着平衡圧曲線よりも下側の第2領域に前記第2の温度及び前記第2の圧力が位置する、請求項11に記載のエッチング方法。 The (c) is
(c1) controlling a temperature of the substrate or a substrate support supporting the substrate to a first temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a first pressure;
(c2) after (c1), controlling the temperature of the substrate or the substrate support to a second temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a second pressure;
Including,
12. The etching method according to claim 11, wherein, in a graph showing an adsorption equilibrium pressure curve of hydrogen fluoride, with the horizontal axis representing temperature and the vertical axis representing pressure, the first temperature and the first pressure are located in a first region above the adsorption equilibrium pressure curve, and the second temperature and the second pressure are located in a second region below the adsorption equilibrium pressure curve.
前記(b)は、前記第1チャンバ内に前記第1の処理ガスを供給して前記プラズマを生成することを含み、
前記(c)は、前記基板を前記第1チャンバから前記第1チャンバと異なる第2チャンバに搬送することと、前記第2チャンバ内にフッ化水素ガスを含む第2の処理ガスを供給することを含む、請求項1に記載のエッチング方法。 (a) includes placing the substrate in a first chamber;
(b) includes supplying the first process gas into the first chamber to generate the plasma;
2. The etching method of claim 1, wherein (c) comprises transferring the substrate from the first chamber to a second chamber different from the first chamber, and supplying a second process gas containing hydrogen fluoride gas into the second chamber.
(c1)前記基板又は前記基板を支持する基板支持部の温度を第1の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第1の圧力に制御する工程と、
(c2)前記(c1)の後、前記基板又は前記基板支持部の前記温度を第2の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第2の圧力に制御する工程と、
を含み、
前記第2の温度は前記第1の温度よりも高い、及び/又は前記第2の圧力は前記第1の圧力よりも低い、請求項14に記載のエッチング方法。 The (c) is
(c1) controlling a temperature of the substrate or a substrate support supporting the substrate to a first temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a first pressure;
(c2) after (c1), controlling the temperature of the substrate or the substrate support to a second temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a second pressure;
Including,
15. The etching method of claim 14, wherein the second temperature is higher than the first temperature and/or the second pressure is lower than the first pressure.
(c1)前記基板又は前記基板を支持する基板支持部の温度を第1の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第1の圧力に制御する工程と、
(c2)前記(c1)の後、前記基板又は前記基板支持部の前記温度を第2の温度に制御し、かつ前記チャンバ内の前記フッ化水素ガスの分圧を第2の圧力に制御する工程と、
を含み、
横軸を温度、縦軸を圧力としてフッ化水素の吸着平衡圧曲線を示すグラフにおいて、前記吸着平衡圧曲線よりも上側の第1領域に前記第1の温度及び前記第1の圧力が位置し、前記吸着平衡圧曲線よりも下側の第2領域に前記第2の温度及び前記第2の圧力が位置する、請求項14に記載のエッチング方法。 The (c) is
(c1) controlling a temperature of the substrate or a substrate support supporting the substrate to a first temperature and controlling a partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a first pressure;
(c2) after (c1), controlling the temperature of the substrate or the substrate support to a second temperature and controlling the partial pressure of the hydrogen fluoride gas in the chamber to a second pressure;
Including,
15. The etching method according to claim 14, wherein, in a graph showing an adsorption equilibrium pressure curve of hydrogen fluoride, with the horizontal axis representing temperature and the vertical axis representing pressure, the first temperature and the first pressure are located in a first region above the adsorption equilibrium pressure curve, and the second temperature and the second pressure are located in a second region below the adsorption equilibrium pressure curve.
前記(b)は、前記第1チャンバ内に前記第1の処理ガスを供給して前記プラズマを生成することを含み、
前記(c)は、前記基板を前記第1チャンバの外部に搬送することと、当該外部において前記基板にフッ化水素を含む処理液を供給することと、を含む、請求項1に記載のエッチング方法。 (a) includes placing the substrate in a first chamber;
(b) includes supplying the first process gas into the first chamber to generate the plasma;
2. The etching method according to claim 1, wherein the step (c) includes: transferring the substrate to an outside of the first chamber; and supplying a processing liquid containing hydrogen fluoride to the substrate outside the first chamber.
前記(b)は、前記第1チャンバ内に前記第1の処理ガスを供給して前記プラズマを生成することを含み、
前記(c)は、前記基板を前記プラズマ処理システムの外部の基板処理装置に搬送することと、前記基板処理装置内で前記積層膜の前記凹部にフッ化水素を供給することを含む、請求項1に記載のエッチング方法。 (a) includes disposing the substrate in a first chamber of a plasma processing system;
(b) includes supplying the first process gas into the first chamber to generate the plasma;
2. The etching method according to claim 1, wherein (c) comprises: transporting the substrate to a substrate processing apparatus outside the plasma processing system; and supplying hydrogen fluoride to the recess of the laminated film in the substrate processing apparatus.
(c3)前記積層膜の前記凹部に、第1の条件で前記フッ化水素を供給する工程と、
(c4)前記積層膜の前記凹部に、前記第1の条件と異なる第2の条件で前記フッ化水素を供給する工程と、
を含む、請求項1に記載のエッチング方法。 The (c) is
(c3) supplying the hydrogen fluoride to the recess of the laminated film under first conditions;
(c4) supplying the hydrogen fluoride to the recess of the laminated film under second conditions different from the first conditions;
The etching method of claim 1 , comprising:
(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と前記積層膜上のマスクとを有する基板を前記チャンバに提供する制御と、
(b)前記チャンバ内で、前記プラズマ生成部により第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記積層膜をエッチングして前記積層膜に凹部を形成する制御と、
(c)前記チャンバ内で、前記ガス供給部により前記積層膜の前記凹部にフッ化水素ガスを含む第2の処理ガスを供給する制御と、
を実行するプラズマ処理装置。 A plasma processing apparatus having a chamber, a plasma generating unit, a gas supply unit, and a control unit, the control unit comprising:
(a) controlling a substrate having a film stack including at least two different silicon-containing films and a mask on the film stack to the chamber;
(b) controlling, in the chamber, to etch the laminated film using plasma generated from a first process gas by the plasma generating unit to form a recess in the laminated film;
(c) controlling the gas supply unit to supply a second process gas containing hydrogen fluoride gas to the recess of the laminated film in the chamber;
A plasma processing apparatus that performs the above steps.
(a)少なくとも2つの異なるシリコン含有膜を含む積層膜と前記積層膜上のマスクとを有する基板を前記第1チャンバに提供する制御と、
(b)前記第1チャンバ内で、前記プラズマ生成部により第1の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記積層膜をエッチングして前記積層膜に凹部を形成する制御と、
(c)前記基板を前記第1チャンバから前記第2チャンバに搬送し、前記第2チャンバ内で、前記ガス供給部により前記積層膜の前記凹部にフッ化水素ガスを含む第2の処理ガスを供給する制御と、
を実行する基板処理システム。 A substrate processing system having a first chamber, a plasma generating unit, a second chamber, a gas supply unit, and a control unit, the control unit comprising:
(a) controlling a substrate having a film stack including at least two different silicon-containing films and a mask on the film stack to the first chamber;
(b) controlling, in the first chamber, to etch the laminated film using plasma generated from a first process gas by the plasma generating unit to form a recess in the laminated film;
(c) transferring the substrate from the first chamber to the second chamber, and controlling, in the second chamber, to supply a second process gas including hydrogen fluoride gas to the recess of the laminated film by the gas supply unit;
A substrate processing system that performs the above steps.
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