JP2024157071A - Plasma processing method and plasma processing system - Google Patents
Plasma processing method and plasma processing system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024157071A JP2024157071A JP2021156681A JP2021156681A JP2024157071A JP 2024157071 A JP2024157071 A JP 2024157071A JP 2021156681 A JP2021156681 A JP 2021156681A JP 2021156681 A JP2021156681 A JP 2021156681A JP 2024157071 A JP2024157071 A JP 2024157071A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- power level
- plasma processing
- bias
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 88
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 58
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 46
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 4
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 80
- 101100421916 Arabidopsis thaliana SOT5 gene Proteins 0.000 description 21
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 description 8
- 101100421917 Arabidopsis thaliana SOT6 gene Proteins 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- RWRIWBAIICGTTQ-UHFFFAOYSA-N difluoromethane Chemical compound FCF RWRIWBAIICGTTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Description
本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理方法及びプラズマ処理システムに関する。 Exemplary embodiments of the present disclosure relate to a plasma processing method and a plasma processing system.
特許文献1には、シリコン含有膜をエッチングする方法が開示されている。
本開示は、エッチングで形成される凹部の形状を制御する技術を提供する。 This disclosure provides a technique for controlling the shape of recesses formed by etching.
本開示の一つの例示的実施形態において、(a)シリコン含有膜と前記シリコン含有膜上に形成されたマスク膜とを有する基板をチャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、(b)前記チャンバ内に処理ガスを供給する工程と、(c)RF信号を供給して前記チャンバ内に前記処理ガスのプラズマを生成するとともに前記基板支持部にバイアス信号を供給して、前記基板をエッチングする工程と、を含み、前記RF信号は、第1の電力レベルを有する第1の期間と、前記第1の電力レベルよりも低い第2の電力レベルを有する第2の期間とを交互に含むパルス波であり、前記(c)の工程において、エッチングの進行に伴って前記第1の電力レベルに対する前記第2の電力レベルを減少させる、プラズマ処理方法が提供される。 In one exemplary embodiment of the present disclosure, a plasma processing method is provided that includes: (a) providing a substrate having a silicon-containing film and a mask film formed on the silicon-containing film on a substrate support in a chamber; (b) supplying a process gas into the chamber; and (c) supplying an RF signal to generate a plasma of the process gas in the chamber and supplying a bias signal to the substrate support to etch the substrate, the RF signal being a pulse wave that alternates between a first period having a first power level and a second period having a second power level lower than the first power level, and in the step (c), the second power level relative to the first power level is reduced as etching progresses.
本開示の一つの例示的実施形態によれば、エッチングで形成される凹部の形状を制御することができる。 According to one exemplary embodiment of the present disclosure, the shape of the recess formed by etching can be controlled.
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、(a)シリコン含有膜とシリコン含有膜上に形成されたマスク膜とを有する基板をチャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、(b)チャンバ内に処理ガスを供給する工程と、(c)RF信号を供給してチャンバ内に処理ガスのプラズマを生成するとともに基板支持部にバイアス信号を供給して、基板をエッチングする工程と、を含み、RF信号は、第1の電力レベルを有する第1の期間と、第1の電力レベルよりも低い第2の電力レベルを有する第2の期間とを交互に含むパルス波であり、(c)の工程において、エッチングの進行に伴って第1の電力レベルに対する第2の電力レベルを減少させるプラズマ処理方法が提供される。 In one exemplary embodiment, a plasma processing method is provided that includes the steps of (a) providing a substrate having a silicon-containing film and a mask film formed on the silicon-containing film on a substrate support in a chamber, (b) supplying a process gas into the chamber, and (c) providing an RF signal to generate a plasma of the process gas in the chamber and providing a bias signal to the substrate support to etch the substrate, the RF signal being a pulse wave that alternates between a first period having a first power level and a second period having a second power level lower than the first power level, and in the step (c), decreasing the second power level relative to the first power level as etching progresses.
一つの例示的実施形態において、バイアス信号は、電力又は電圧レベルが異なる2つの期間を交互に含むパルス波である。 In one exemplary embodiment, the bias signal is a pulse wave that includes two alternating periods of different power or voltage levels.
一つの例示的実施形態において、バイアス信号は、連続波である。 In one exemplary embodiment, the bias signal is a continuous wave.
一つの例示的実施形態において、(a)シリコン含有膜とシリコン含有膜上に形成されたマスク膜とを有する基板をチャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、(b)チャンバ内に処理ガスを供給する工程と、(c)RF信号を供給してチャンバ内に処理ガスのプラズマを生成するとともに、基板支持部にバイアス信号を供給して、基板をエッチングする工程と、を含み、バイアス信号は、第3の電力又は電圧レベルを有する第3の期間と、第3の電力又は電圧レベルよりも低い第4の電力又は電圧レベルを有する第4の期間とを交互に含むパルス波であり、(c)の工程において、第3の電力又は電圧レベルに対する第4の電力又は電圧レベルをエッチングの進行に伴って増加させるプラズマ処理方法が提供される。 In one exemplary embodiment, a plasma processing method is provided that includes the steps of (a) providing a substrate having a silicon-containing film and a mask film formed on the silicon-containing film on a substrate support in a chamber, (b) supplying a process gas into the chamber, and (c) supplying an RF signal to generate a plasma of the process gas in the chamber and supplying a bias signal to the substrate support to etch the substrate, the bias signal being a pulse wave that alternates between a third period having a third power or voltage level and a fourth period having a fourth power or voltage level lower than the third power or voltage level, and in the step (c), increasing the fourth power or voltage level relative to the third power or voltage level as etching progresses.
一つの例示的実施形態において、RF信号は、電力レベルが異なる2つの期間を交互に含むパルス波である。 In one exemplary embodiment, the RF signal is a pulsed wave that includes two alternating periods of different power levels.
一つの例示的実施形態において、RF信号は、連続波である。 In one exemplary embodiment, the RF signal is a continuous wave.
一つの例示的実施形態において、バイアス信号として、RF信号を用いる。 In one exemplary embodiment, an RF signal is used as the bias signal.
一つの例示的実施形態において、バイアス信号として、DC信号を用いる。 In one exemplary embodiment, a DC signal is used as the bias signal.
一つの例示的実施形態において、(a)シリコン含有膜とシリコン含有膜上に形成されたマスク膜とを有する基板をチャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、(b)チャンバ内に処理ガスを供給する工程と、(c)ソースRF信号を供給してチャンバ内に処理ガスのプラズマを生成するとともに、基板支持部にバイアスRF信号を供給して、基板をエッチングする工程と、を含み、ソースRF信号は、第1の電力レベルを有する第1の期間と、第1の電力レベルよりも低い第2の電力レベルを有する第2の期間とを交互に含むパルス波であり、バイアスRF信号は、第3の電力レベルを有する第3の期間と、第3の電力レベルよりも低い第4の電力レベルを有する第4の期間とを交互に含むパルス波であり、(c)の工程は、(c1)エッチングの進行に伴って第1の電力レベルに対する第2の電力レベルを減少させる工程と、(c2)エッチングの進行に伴って第3の電力レベルに対する第4の電力レベルを増加させる工程と、を含むプラズマ処理方法が提供される。 In one exemplary embodiment, a plasma processing method is provided that includes: (a) providing a substrate having a silicon-containing film and a mask film formed on the silicon-containing film on a substrate support in a chamber; (b) supplying a process gas into the chamber; and (c) providing a source RF signal to generate a plasma of the process gas in the chamber and a bias RF signal to the substrate support to etch the substrate, the source RF signal being a pulse wave that alternates between a first period having a first power level and a second period having a second power level lower than the first power level, the bias RF signal being a pulse wave that alternates between a third period having a third power level and a fourth period having a fourth power level lower than the third power level, and the step (c) includes: (c1) decreasing the second power level relative to the first power level as the etching progresses; and (c2) increasing the fourth power level relative to the third power level as the etching progresses.
一つの例示的実施形態において、(c1)の工程において、第3の電力レベルに対する第4の電力レベルを一定にし、(c2)の工程において、第1の電力レベルに対する第2の電力レベルを一定にする。 In one exemplary embodiment, in step (c1), the fourth power level is kept constant relative to the third power level, and in step (c2), the second power level is kept constant relative to the first power level.
一つの例示的実施形態において、(c)の工程において、(c1)の工程を行った後、(c2)の工程を行う。 In one exemplary embodiment, in step (c), step (c1) is performed, followed by step (c2).
一つの例示的実施形態において、(c)の工程において、エッチング時間又はエッチングの深さが所与の時間又は深さを超えた後に、(c2)の工程を行う。 In one exemplary embodiment, step (c2) is performed after the etching time or etching depth exceeds a given time or depth in step (c).
一つの例示的実施形態において、(c)の工程において、エッチングの進行に伴って、チャンバ内の圧力を低下させる。 In one exemplary embodiment, in step (c), the pressure in the chamber is reduced as the etching progresses.
一つの例示的実施形態において、処理ガスは、CxFyガス(x、yは正の整数)又はCsHtFuガス(s、t,uは正の整数)を含む。 In one exemplary embodiment, the process gas includes CxFy gas (x, y are positive integers) or CsHtFu gas (s, t, u are positive integers).
一つの例示的実施形態において、(c)の工程により形成される凹部のアスペクト比が100以上である。 In one exemplary embodiment, the aspect ratio of the recess formed by step (c) is 100 or greater.
一つの例示的実施形態において、ソースRF信号のパルス波のデューティ比、および/または、バイアスRF信号のパルス波のデューティ比は、20%以上80%以下である。 In one exemplary embodiment, the duty ratio of the pulse wave of the source RF signal and/or the duty ratio of the pulse wave of the bias RF signal is greater than or equal to 20% and less than or equal to 80%.
一つの例示的実施形態において、シリコン含有膜は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積層膜である。 In one exemplary embodiment, the silicon-containing film is a laminate film of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
一つの例示的実施形態において、積層膜は、3D-NAND構造に含まれる。 In one exemplary embodiment, the stacked film is included in a 3D-NAND structure.
一つの例示的実施形態において、マスク膜は、アモルファスカーボン膜である。 In one exemplary embodiment, the mask film is an amorphous carbon film.
一つの例示的実施形態において、チャンバと、チャンバ内に設けられ、シリコン含有膜とシリコン含有膜上に形成されたマスク膜とを有する基板を支持するように構成された基板支持部と、チャンバ内に処理ガスを供給するように構成されたガス供給部と、ソースRF信号及びバイアスRF信号を生成する電源であって、ソースRF信号は、第1の電力レベルを有する第1の期間と、第1の電力レベルよりも低い第2の電力レベルを有する第2の期間とを交互に含むパルス波であり、バイアスRF信号は、第3の電力レベルを有する第3の期間と、第3の電力レベルよりも低い第4の電力レベルを有する第4の期間とを交互に含むパルス波である、電源と、電源からソースRF信号を供給してチャンバ内に処理ガスのプラズマを生成するとともに、電源からバイアスRF信号を基板支持部に供給して、基板をエッチングする制御を実行するように構成された制御部と、を有し、制御部は、エッチングの進行に伴って第1の電力レベルに対する第2の電力レベルを減少させる制御と、エッチングの進行に伴って第3の電力レベルに対する第4の電力レベルを増加させる制御と、を実行するプラズマ処理システムを提供する。 In one exemplary embodiment, a plasma processing system is provided that includes a chamber, a substrate support configured to support a substrate having a silicon-containing film and a mask film formed on the silicon-containing film in the chamber, a gas supply configured to supply a process gas into the chamber, a power supply that generates a source RF signal and a bias RF signal, the source RF signal being a pulse wave that alternates between a first period having a first power level and a second period having a second power level lower than the first power level, and the bias RF signal being a pulse wave that alternates between a third period having a third power level and a fourth period having a fourth power level lower than the third power level, and a control unit configured to control the supply of the source RF signal from the power supply to generate a plasma of the process gas in the chamber and the supply of the bias RF signal from the power supply to the substrate support to etch the substrate, the control unit performing a control to reduce the second power level relative to the first power level as the etching progresses, and a control to increase the fourth power level relative to the third power level as the etching progresses.
一つの例示的実施形態において、容量結合型のプラズマ処理装置を含む。 In one exemplary embodiment, the plasma processing apparatus includes a capacitively coupled type.
一つの例示的実施形態において、ソースRF信号は、基板支持部に供給される。 In one exemplary embodiment, the source RF signal is provided to the substrate support.
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 identical or similar elements in each drawing will be given the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted. Unless otherwise specified, 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 represent actual ratios, and the actual ratios are not limited to the ratios shown in the drawings.
<プラズマ処理システムの構成例>
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図1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。
<Configuration Example of Plasma Processing System>
An example of the configuration of a plasma processing system will be described below: Fig. 1 is a diagram for explaining an example of the configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置1及び制御部2を含む。容量結合型のプラズマ処理装置1は、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、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s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。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筐体とは電気的に絶縁される。
The plasma processing system includes a 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、エッジリングアセンブリ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、RF又はDC電極がセラミック部材1111a内に配置されてもよく、この場合、RF又はDC電極が下部電極として機能する。後述するバイアスRF信号又はDC信号がRF又はDC電極に接続される場合、RF又は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RF又はDC電極との両方が2つの下部電極として機能してもよい。
In one embodiment, the main body 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111. The base 1110 includes a conductive member. The conductive member of the base 1110 may function as a lower electrode. The electrostatic chuck 1111 is disposed on the base 1110. The electrostatic chuck 1111 includes a
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、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1又はそれ以上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、ソースRF信号及びバイアスRF信号のような少なくとも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、プラズマ処理チャンバ10において1又はそれ以上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生成部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のバイアス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信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。この場合、DCに基づく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, at least one of the first and second DC signals may be pulsed. In this case, a sequence of DC-based 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
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に含まれてもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aを含んでもよい。コンピュータ2aは、例えば、処理部(CPU:Central Processing Unit)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。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。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 Area Network)等の通信回線を介してプラズマ処理装置1との間で通信してもよい。
The control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the
<プラズマ処理方法の一例>
図2は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法(以下「本処理方法」ともいう。)を示すフローチャートである。図2に示すように、本処理方法は、基板を提供する工程ST1と、処理ガスを供給する工程ST2と、基板をエッチングする工程ST3とを含む。基板をエッチングする工程ST3は、第1領域をエッチングする工程ST3A第2領域をエッチングする工程ST3B、第3領域をエッチングする工程ST3C、第4領域をエッチングする工程ST3D、第5流域をエッチングする工程ST3E、第6領域をエッチングする工程ST6Fを含む。
<An example of a plasma treatment method>
2 is a flow chart showing a plasma processing method (hereinafter, also referred to as "this processing method") according to one exemplary embodiment. As shown in FIG. 2, this processing method includes a step ST1 of providing a substrate, a step ST2 of supplying a processing gas, and a step ST3 of etching the substrate. The step ST3 of etching the substrate includes a step ST3A of etching a first region, a step ST3B of etching a second region, a step ST3C of etching a third region, a step ST3D of etching a fourth region, a step ST3E of etching a fifth region, and a step ST6F of etching a sixth region.
各工程における処理は、図1に示すプラズマ処理システムで実行されてよい。以下では、制御部2がプラズマ処理装置1の各部を制御して、基板Wに対して本処理方法を実行する場合を例に説明する。
The processing in each step may be performed in the plasma processing system shown in FIG. 1. In the following, an example will be described in which the control unit 2 controls each part of the
(工程ST1:基板の提供)
工程ST1において、基板Wは、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の上面に配置される。
(Step ST1: Providing a substrate)
In step ST1, a substrate W is provided in a
図3は、工程ST1で提供される基板Wの断面構造の一例を示す図である。基板Wは、下地膜UF上に、シリコン含有膜SF及びマスク膜MFがこの順で形成されている。基板Wは、例えば、DRAM、3D-NANDフラッシュメモリ等の半導体メモリデバイスを含む半導体デバイスの製造に用いられてよい。 Figure 3 is a diagram showing an example of the cross-sectional structure of the substrate W provided in process ST1. The substrate W has a silicon-containing film SF and a mask film MF formed in this order on an undercoat film UF. The substrate W may be used, for example, in the manufacture of semiconductor devices including semiconductor memory devices such as DRAMs and 3D-NAND flash memories.
下地膜UFは、例えば、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、半導体膜等でよい。下地膜UFは、複数の膜が積層されて構成されてよい。 The base film UF may be, for example, 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.
シリコン含有膜SFは、本処理方法におけるエッチング対象膜である。シリコン含有膜SFは、一例では、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜でよい。シリコン含有膜SFは、複数の膜が積層されて構成されてよい。例えば、シリコン含有膜SF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。また例えば、シリコン含有膜SFは、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが交互に積層されて構成されてよい。 The silicon-containing film SF is the film to be etched in this processing method. The silicon-containing film SF may be, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film. The silicon-containing film SF may be formed by stacking a plurality of films. For example, the silicon-containing film SF may be formed by alternately stacking a silicon oxide film and a polycrystalline silicon film. Also, for example, the silicon-containing film SF may be formed by alternately stacking a silicon oxide film and a silicon nitride film.
マスク膜MFは、例えば、アモルファスカーボン膜、スピンオンカーボン膜、フォトレジスト膜等の炭素含有膜でよい。マスク膜MFは、1つの層からなる単層マスクでも、2つ以上の層からなる多層マスクであってもよい。マスク膜MFは、少なくとも一つの開口OPを有する。開口OPは、基板Wの平面視、すなわち、基板Wを図3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。マスク膜MFは、複数の開口OPを有してよい。 The mask film MF may be, for example, a carbon-containing film such as an amorphous carbon film, a spin-on carbon film, or a photoresist film. The mask film MF may be a single-layer mask consisting of one layer, or a multilayer mask consisting of two or more layers. The mask film MF has at least one opening OP. The opening OP may have any shape in a plan view of the substrate W, i.e., when the substrate W is viewed from the top to the bottom in FIG. 3. 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 film MF may have multiple openings OP.
(工程ST2:処理ガスの供給)
工程ST2において、処理ガスがプラズマ処理空間10s内に供給される。処理ガスは、基板Wに形成されたシリコン含有膜SFをエッチングするために用いられるガスである。処理ガスの種類は、シリコン含有膜SFの材料、マスク膜MFの材料、下地膜UFの材料、マスク膜MFが有するパターン、エッチングの深さ等に基づいて適宜選択されてよい。
(Step ST2: Supply of processing gas)
In step ST2, a processing gas is supplied into the
処理ガスは、例えば、CxFyガス及びCsHtFuガスのいずれか一方又は双方を含んでよい。ここで、x、y、s、t,uは正の整数である。CxFyガスは、C4F6ガス、C4F8ガス、C3F6ガス及びC7F8ガスからなる群から選択される少なくとも1種でよい。CsHtFuガスは、CH2F2ガス又はCH3Fガスでよい。処理ガスは、H2ガスやCH4ガス等の水素含有ガスを含んでよい。 The processing gas may include, for example, either one or both of CxFy gas and CsHtFu gas . Here, x, y, s, t, and u are positive integers . The CxFy gas may be at least one selected from the group consisting of C4F6 gas, C4F8 gas , C3F6 gas, and C7F8 gas. The CsHtFu gas may be CH2F2 gas or CH3F gas. The processing gas may include a hydrogen - containing gas such as H2 gas or CH4 gas .
(工程ST3:エッチング)
工程ST3において、第1のRF生成部31aからソースRF信号(RF電力)が下部電極及び/又は上部電極に供給される。また第2のRF生成部31bから、バイアスRF信号が下部電極に供給される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された処理ガスからプラズマが生成されるとともに基板Wにバイアス電位が発生する。生成されたプラズマ中のイオン、ラジカルといった活性種が基板Wに引きよせられ、シリコン含有膜SFがエッチングされる。なお、ソースRF信号の供給を開始するタイミングとバイアスRF信号の供給を開始するタイミングとは、同時でよく、また異なってもよい。
(Step ST3: Etching)
In step ST3, a source RF signal (RF power) is supplied from the first
工程ST3の工程ST3A~工程ST3Fにおいては、シリコン含有膜SFのエッチングの進行に伴って、ソースRF信号及びバイアスRF信号の電力レベルを変化させる。この点を図4A~図4F、図5A~図5F、及び、図6A~図6Fを用いて説明する。なお、エッチングの進行は、エッチング深さの伸長やエッチング時間の経過に基づいて判断してよい。 In steps ST3A to ST3F of process ST3, the power levels of the source RF signal and the bias RF signal are changed as the etching of the silicon-containing film SF progresses. This will be explained using Figures 4A to 4F, 5A to 5F, and 6A to 6F. The progress of the etching may be determined based on the extension of the etching depth or the passage of the etching time.
図4A~図4Fは、それぞれ工程ST3A~工程ST3Fにおける処理後の基板Wの断面構造の一例を示す図である。 Figures 4A to 4F are diagrams showing examples of the cross-sectional structure of a substrate W after processing in steps ST3A to ST3F, respectively.
図5A~図5Fは、それぞれ、工程ST3A~工程ST3FにおけるソースRF信号の一例を示すタイミングチャートである。図5A~図5Fにおいて、横軸は時間を示す。また縦軸は、ソースRF信号の電力レベルの実効値を示す。「L11」「L12」「L13」「L14」は、「H1」で示す電力レベルよりも低いことを示す。またL11、L12、L13、L14には、L11>L12>L13>L14の関係が成り立つ(すなわち、L11、L12、L13、L14の中では、L11の電力レベルが最も高く、L14の電力レベルが最も低い)。「L14」は、電力レベルが0Wである場合、すなわち信号が供給されていない場合を含む。図5A~図5Fに示すとおり、すなわち、ソースRF信号は、H1の電力レベル(第1の電力)を有するH1期間(第1の期間)とH1よりも低いL11、L12、L13又はL14の電力レベル(第2の電力)を有するL1期間(第2の期間)とを交互に繰り返すパルス波である。 5A to 5F are timing charts showing an example of a source RF signal in steps ST3A to ST3F, respectively. In FIGS. 5A to 5F, the horizontal axis indicates time. The vertical axis indicates the effective value of the power level of the source RF signal. "L 11 ", "L 12 ", "L 13 ", and "L 14 " indicate a power level lower than that indicated by "H 1 ". Furthermore, the relationship of L 11 > L 12 > L 13 > L 14 is established among L 11 , L 12 , L 13 , and L 14 (i.e., among L 11 , L 12 , L 13 , and L 14 , L 11 has the highest power level and L 14 has the lowest power level). "L 14 " includes a case where the power level is 0 W, that is, where no signal is supplied. As shown in FIGS. 5A to 5F, the source RF signal is a pulse wave that alternates between an H1 period (first period) having a power level (first power) of H1 and an L1 period (second period) having a power level (second power) of L11 , L12 , L13 , or L14 lower than H1 .
図6A~図6Fは、それぞれ工程ST3A~工程ST3FにおけるバイアスRF信号の一例を示すタイミングチャートである。図6A~図6Fにおいて、横軸は時間を示す。また縦軸は、バイアスRF信号の電力レベルの実効値を示す。「L21」「L22」「L23」は、「H2」で示す電力レベルよりも低いことを示す。またL21、L22、L23には、L21<L22<L23の関係が成り立つ(すなわち、L21、L22、L23の中では、L21の電力レベルが最も低く、L23の電力レベルが最も高い)。「L21」は、電力レベルが0Wである場合、すなわち信号が供給されていない場合を含む。バイアスRF信号は、H2の電力レベル(第3の電力)を有するH2期間(第3の期間)とH2よりも低いL21、L22又はL23の電力レベル(第4の電力)を有するL2期間(第4の期間)とを交互に含むパルス波である。 6A to 6F are timing charts showing an example of a bias RF signal in steps ST3A to ST3F, respectively. In FIGS. 6A to 6F, the horizontal axis indicates time. The vertical axis indicates the effective value of the power level of the bias RF signal. "L 21 ", "L 22 ", and "L 23 " indicate a power level lower than that indicated by "H 2 ". Furthermore, L 21 , L 22 , and L 23 have a relationship of L 21 < L 22 < L 23 (i.e., among L 21 , L 22 , and L 23 , L 21 has the lowest power level and L 23 has the highest power level). "L 21 " includes a case where the power level is 0 W, i.e., no signal is supplied. The bias RF signal is a pulse wave that alternates between an H2 period (third period) having a power level of H2 (third power) and an L2 period (fourth period) having a power level of L21 , L22 , or L23 (fourth power) lower than H2 .
(工程ST3A:第1領域のエッチング)
工程ST3Aは、エッチングの開始から、エッチングにより形成される凹部RCのエッチング深さがd1になるまでの第1領域で実行される(図4A参照)。凹部RCは、シリコン含有膜SFのうちマスク膜MFの開口OPに対応する部分である。工程ST3Aでは、ソースRF信号として、H1の電力レベルを有するH1期間とH1よりも低い電力レベルL11を有するL1期間とを交互に含むパルス波を用いる(図5A参照)。またバイアスRF信号として、H2の電力レベルを有するH2期間とH2よりも低い電力レベルL21を有するL2期間とを交互に含むパルス波を用いる(図6A参照)。
(Step ST3A: Etching of First Region)
Step ST3A is performed in the first region from the start of etching until the etching depth of the recess RC formed by etching reaches d1 (see FIG. 4A). The recess RC is a portion of the silicon-containing film SF that corresponds to the opening OP of the mask film MF. In step ST3A, a pulse wave including an H1 period having a power level of H1 and an L1 period having a power level L11 lower than H1 is used as the source RF signal (see FIG. 5A). Also, a pulse wave including an H2 period having a power level of H2 and an L2 period having a power level L21 lower than H2 is used as the bias RF signal (see FIG. 6A).
(工程ST3B:第2領域のエッチング)
工程ST3Bは、凹部RCのエッチング深さがd2になるまでの第2領域で実行される(図4B参照)。エッチング深さd2は、エッチング深さd1より深く、d2>d1の関係が成り立つ。工程ST3Bでは、ソースRF信号として、H1の電力レベルを有するH1期間とH1よりも低い電力レベルL12を有するL1期間とを交互に含むパルス波を用いる(図5B参照)。工程ST3BのソースRF信号の電力レベルL12は、工程ST3AソースRF信号の電力レベルL11よりも低い。バイアスRF信号としては、工程ST3Aと同一のパルス波を用いる(図6B参照)。
(Step ST3B: Etching of the second region)
The process ST3B is performed in the second region until the etching depth of the recess RC reaches d2 (see FIG. 4B). The etching depth d2 is deeper than the etching depth d1, and the relationship d2>d1 is established. In the process ST3B, a pulse wave including an H1 period having a power level of H1 and an L1 period having a power level L12 lower than H1, alternately, is used as the source RF signal (see FIG. 5B). The power level L12 of the source RF signal in the process ST3B is lower than the power level L11 of the source RF signal in the process ST3A. The bias RF signal uses the same pulse wave as in the process ST3A (see FIG. 6B).
(工程ST3C:第3領域のエッチング)
工程ST3Cは、凹部RCのエッチング深さがd3になるまでの第3領域で実行される(図4C参照)。エッチング深さd3は、エッチングd2より深く、d3>d2の関係が成り立つ。エッチング深さd3は、例えば、工程ST3でエッチングするべき深さの半分でよい。エッチング深さd3は、一例ではシリコン含有膜SFの膜厚の半分の大きさでよい。工程ST3Cでは、ソースRF信号として、H1の電力レベルを有するH1期間とH1よりも低い電力レベルL13を有するL1期間とを交互に含むパルス波を用いる(図5C参照)。工程ST3CのソースRF信号の電力レベルL13は、工程ST3BのソースRF信号の電力レベルL12よりも低い。バイアスRF信号としては、工程ST3Aや工程ST3Bと同一のパルス波を用いる(図6C参照)。
(Step ST3C: Etching of third region)
The process ST3C is performed in the third region until the etching depth of the recess RC reaches d3 (see FIG. 4C). The etching depth d3 is deeper than the etching depth d2, and the relationship d3>d2 is established. The etching depth d3 may be, for example, half the depth to be etched in the process ST3. In one example, the etching depth d3 may be half the thickness of the silicon-containing film SF. In the process ST3C, a pulse wave including an H1 period having a power level of H1 and an L1 period having a power level L13 lower than H1 , alternately, is used as the source RF signal (see FIG. 5C). The power level L13 of the source RF signal in the process ST3C is lower than the power level L12 of the source RF signal in the process ST3B. The bias RF signal is the same pulse wave as in the process ST3A and the process ST3B (see FIG. 6C).
(工程ST3D:第4領域のエッチング)
工程ST3Dは、凹部RCのエッチング深さがd4になるまでの第4領域で実行される(図4D参照)。エッチング深さd4は、エッチング深さd3より深く、d4>d3の関係が成り立つ。工程ST3Dでは、ソースRF信号として、H1の電力レベルを有するH1期間とH1よりも低い電力レベルL14を有するL1期間とを交互に含むパルス波を用いる(図5D参照)。工程ST3DのソースRF信号の電力レベルL14は、工程ST3CのソースRF信号の電力レベルL13よりも低い。バイアスRF信号としては、工程ST3A~工程ST3Cと同一のパルス波を用いる(図6D参照)。
(Step ST3D: Etching of Fourth Region)
The process ST3D is performed in the fourth region until the etching depth of the recess RC reaches d4 (see FIG. 4D). The etching depth d4 is deeper than the etching depth d3, and the relationship d4>d3 is established. In the process ST3D, a pulse wave including an H1 period having a power level of H1 and an L1 period having a power level L14 lower than H1, alternately, is used as the source RF signal (see FIG. 5D). The power level L14 of the source RF signal in the process ST3D is lower than the power level L13 of the source RF signal in the process ST3C. The bias RF signal is the same pulse wave as in the processes ST3A to ST3C (see FIG. 6D).
(工程ST3E:第5領域のエッチング)
工程ST3Eは、凹部RCのエッチング深さがd5になるまでの第5領域で実行される(図4E参照)。エッチング深さd5は、エッチング深さd4より深く、d2>d1の関係が成り立つ。工程ST3Eでは、ソースRF信号として、工程ST3Dと同一のパルス波を用いる(図5E参照)。バイアスRF信号としては、H2の電力レベルを有するH2期間とH2よりも低い電力レベルL22を有するL2期間とを交互に含むパルス波を用いる(図6E参照)。工程ST3EのバイアスRF信号の電力レベルL22は、工程ST3A~工程ST3DのバイアスRF信号の電力レベルL21よりも高い。
(Step ST3E: Etching of Fifth Region)
The process ST3E is performed in the fifth region until the etching depth of the recess RC reaches d5 (see FIG. 4E). The etching depth d5 is deeper than the etching depth d4, and the relationship d2>d1 holds. In the process ST3E, the same pulse wave as that in the process ST3D is used as the source RF signal (see FIG. 5E). As the bias RF signal, a pulse wave including an H2 period having a power level of H2 and an L2 period having a power level L22 lower than H2, alternately, is used (see FIG. 6E). The power level L22 of the bias RF signal in the process ST3E is higher than the power level L21 of the bias RF signal in the processes ST3A to ST3D.
(工程ST3F:第6領域のエッチング)
工程ST3Fは、凹部RCのエッチング深さがd6になるまでの第6領域で実行される(図4F参照)。エッチング深さd6は、エッチング深さd5より深く、d6>d5の関係が成り立つ。エッチング深さd6は、一例では、シリコン含有膜SFの膜厚であり、この場合、工程ST3Fは、凹部RCの底部が下地膜UFに到達するまで実行される。この状態における凹部RCのアスペクト比は、例えば、20以上であってよく、30以上、40以上、50以上、又は100以上であってもよい。工程ST3Fでは、ソースRF信号として、工程ST3Dや工程ST3Eと同一のパルス波を用いる(図5F参照)。バイアスRF信号としては、H2の電力レベルを有するH2期間とH2よりも低い電力レベルL23を有するL2期間とを交互に含むパルス波を用いる(図6E参照)。工程ST3FのバイアスRF信号の電力レベルL23は、工程ST3EのバイアスRF信号の電力レベルL22よりも高い。
(Step ST3F: Etching of Sixth Region)
Step ST3F is performed in the sixth region until the etching depth of the recess RC reaches d6 (see FIG. 4F). The etching depth d6 is deeper than the etching depth d5, and the relationship d6>d5 holds. In one example, the etching depth d6 is the film thickness of the silicon-containing film SF. In this case, step ST3F is performed until the bottom of the recess RC reaches the undercoat film UF. The aspect ratio of the recess RC in this state may be, for example, 20 or more, 30 or more, 40 or more, 50 or more, or 100 or more. In step ST3F, the same pulse wave as in step ST3D or step ST3E is used as the source RF signal (see FIG. 5F). As the bias RF signal, a pulse wave including an H2 period having a power level of H2 and an L2 period having a power level L23 lower than H2, alternately, is used (see FIG. 6E). The power level L23 of the bias RF signal in process ST3F is higher than the power level L22 of the bias RF signal in process ST3E.
工程ST3において、ソースRF信号のパルス波のデューティ比、すなわち、H1期間及びL1期間に占めるH1期間の割合は、20%以上80%以下でよい。またバイアスRF信号のパルス波のデューティ比、すなわちH2期間及びL2期間に占めるH2期間の割合は、20%以上80%以下でよい。ソースRF信号のH1期間は、バイアスRF信号のH2期間と同期してよく、また同期しなくてもよい。ソースRF信号のH1期間の時間長は、バイアスRF信号のH2期間の時間長と同一でよく、また異なってもよい。ソースRF信号のH1期間の一部又は全部は、バイアスRF信号のH2期間と重複してよい。 In step ST3, the duty ratio of the pulse wave of the source RF signal, i.e., the ratio of the H1 period to the H1 period and the L1 period, may be 20% or more and 80% or less. The duty ratio of the pulse wave of the bias RF signal, i.e., the ratio of the H2 period to the H2 period and the L2 period, may be 20% or more and 80% or less. The H1 period of the source RF signal may be synchronized with the H2 period of the bias RF signal, or may not be synchronized. The time length of the H1 period of the source RF signal may be the same as the time length of the H2 period of the bias RF signal, or may be different. Part or all of the H1 period of the source RF signal may overlap with the H2 period of the bias RF signal.
工程ST3においては、ソースRF信号のH1期間の電力レベルH1に対するL1期間の電力レベルは、工程ST3A~工程ST3Dにかけて段階的に減少し、工程ST3D~工程3Fにおいて最も低くなってよい(図5A~図5F参照)。これにより、工程ST3A~工程ST3C、すなわち凹部RCの深さがより浅い領域のエッチングでは、この順で高密度のプラズマが生成される。また工程ST3D~工程3F、すなわち、凹部RCの深さがより深い領域のエッチングでは、工程ST3A~工程ST3Cに比べて低密度のプラズマが生成される。 In step ST3, the power level of the source RF signal in the L1 period relative to the power level H1 in the H1 period may decrease stepwise from step ST3A to step ST3D, and may be the lowest in steps ST3D to ST3F (see FIGS. 5A to 5F). As a result, in steps ST3A to ST3C, i.e., in etching the region where the recess RC is shallower, plasma with higher density is generated in this order. Also, in steps ST3D to ST3F, i.e., in etching the region where the recess RC is deeper, plasma with lower density is generated compared to steps ST3A to ST3C.
工程ST3においては、バイアスRF信号のH2期間の電力レベルH2に対するL2期間の電力レベルは、工程ST3A~工程ST3Dにおいて最も低くなり、工程ST3D~工程ST3Fにかけて段階的に増加してよい(図6A~図6F参照)。これにより、工程ST3A~工程ST3D、すなわち凹部RCの深さがより浅い領域のエッチングでは工程ST3E~工程ST3F、すなわち凹部RCの深さがより深い領域のエッチングに比べて低いバイアス電位が基板Wに生じる。また工程ST3Fは、工程ST3Eに比べてより高いバイアス電位が基板Wに生じる。 In step ST3, the power level of the bias RF signal in the L2 period relative to the power level H2 in the H2 period may be the lowest in steps ST3A to ST3D and may increase stepwise from step ST3D to step ST3F (see FIGS. 6A to 6F). As a result, a lower bias potential is generated on the substrate W in steps ST3A to ST3D, i.e., etching of the region where the recess RC is shallower, compared to steps ST3E to ST3F, i.e., etching of the region where the recess RC is deeper. Also, a higher bias potential is generated on the substrate W in step ST3F compared to step ST3E.
なお、工程ST3において、ソースRF信号のL1期間の電力レベルを段階的に減少させている間、すなわち、工程ST3A~工程ST3Dでは、バイアスRF信号のL2期間の電力レベルは一定にしてよい。また、バイアスRF信号のL2期間の電力レベルを段階的に増加させている間、すなわち工程ST3D~工程ST3Fでは、ソースRF信号のL1期間の電力レベルは一定にしてよい。 Note that, in step ST3, while the power level of the L1 period of the source RF signal is being gradually decreased, i.e., in steps ST3A to ST3D, the power level of the L2 period of the bias RF signal may be kept constant. Also, while the power level of the L2 period of the bias RF signal is being gradually increased, i.e., in steps ST3D to ST3F, the power level of the L1 period of the source RF signal may be kept constant.
以上によれば、工程ST3においては、凹部RCの深さがより浅い箇所では、より高密度のプラズマかつより低いバイアス電位でのエッチングがされ得る。高密度のプラズマでは処理ガス中のCxFyガス及び/又はCsHtFuガス解離が促進され、より吸着係数の高い分子が生成されやすくなる。そのためマスク膜MFや凹部RCの側壁に付着する反応生成物の量が増加し得る。他方、高密度のプラズマでは基板Wに向かうイオンの流れが減少し、また低いバイアス電位により、マスク膜MFや凹部RCの側壁に対するスパッタリングが低減される。以上により、凹部RCの深さが浅い領域では、マスク膜MFや凹部RCの側壁に保護膜を形成することが容易になる。この保護膜は、工程ST3の以降のエッチング(凹部RCの深さがより深い領域でのエッチングも含む)において、凹部RCの側壁を保護し得る。よって、凹部RCの開口幅が一部で広くなるボーイングが抑制され得る。 According to the above, in the step ST3, etching can be performed with a higher density plasma and a lower bias potential in the area where the depth of the recess RC is shallower. In the high density plasma, the dissociation of C x F y gas and/or C s H t F u gas in the processing gas is promoted, and molecules with a higher adsorption coefficient are more likely to be generated. Therefore, the amount of reaction products adhering to the side walls of the mask film MF and the recess RC can be increased. On the other hand, in the high density plasma, the flow of ions toward the substrate W is reduced, and the low bias potential reduces sputtering on the side walls of the mask film MF and the recess RC. As a result, in the area where the depth of the recess RC is shallow, it becomes easy to form a protective film on the side walls of the mask film MF and the recess RC. This protective film can protect the side walls of the recess RC in the etching after the step ST3 (including etching in the area where the depth of the recess RC is deeper). Therefore, bowing, in which the opening width of the recess RC becomes wider in a part, can be suppressed.
また工程ST3においては、凹部RCの深さが深い領域では、より低密度のプラズマかつより高いバイアス電位でのエッチングがされ得る。低密度のプラズマでは処理ガス中のCxFyガス及び/又はCsHtFuガス解離が促進されにくく、吸着係数の高い分子が生成されにくい。そのためマスク膜MFや凹部RCの側壁に付着する反応生成物の量が減少し得る。これにより、マスク膜MFや凹部RCの開口が狭まることが抑制され、凹部RCに入射したイオンの入射角が変化することが抑制され得る。また、高密度のプラズマにより凹部RCの底部に向かうイオンの流れが増加し得る。さらに、高いバイアス電位でエッチングを行うため、凹部RCに入射するイオンの入射角がより垂直に近くなり得る。以上より、凹部RCの深さが深い箇所において、凹部RCの底部幅(ボトムCD)が狭くなることが抑制され得る。 In addition, in the step ST3, etching may be performed with a lower density plasma and a higher bias potential in the region where the depth of the recess RC is deep. In the low density plasma, dissociation of C x F y gas and/or C s H t F u gas in the processing gas is not easily promoted, and molecules with a high adsorption coefficient are not easily generated. Therefore, the amount of reaction products adhering to the side walls of the mask film MF and the recess RC may be reduced. This prevents the openings of the mask film MF and the recess RC from narrowing, and prevents the angle of incidence of ions incident on the recess RC from changing. In addition, the high density plasma may increase the flow of ions toward the bottom of the recess RC. Furthermore, since etching is performed with a high bias potential, the angle of incidence of ions incident on the recess RC may become closer to vertical. As a result, the bottom width (bottom CD) of the recess RC may be prevented from narrowing in the area where the recess RC is deep.
上述のとおり、工程ST3においては、ソースRF信号のL1期間の電力レベルを段階的に減少させ、その後、バイアスRF信号のL2期間の電力レベルを段階的に増加させてよい。一例では、工程ST3において、ソースRF信号のL1期間の電力レベルを一定に保ち、バイアスRF信号のL2期間の電力レベルのみを段階的に増加させてよい。また、ソースRF信号のL1期間の電力レベルのみを段階的に減少させ、バイアスRF信号のL2期間の電力レベルを一定に保ってもよい。 As described above, in step ST3, the power level of the L1 period of the source RF signal may be gradually decreased, and then the power level of the L2 period of the bias RF signal may be gradually increased. In one example, in step ST3, the power level of the L1 period of the source RF signal may be kept constant, and only the power level of the L2 period of the bias RF signal may be gradually increased. Also, only the power level of the L1 period of the source RF signal may be gradually decreased, and the power level of the L2 period of the bias RF signal may be kept constant.
上述のとおり、工程ST3においては、ソースRF信号のパルス波及びバイアスRF信号のパルス波を用いてよい。一例では、ソースRF信号及びバイアスRF信号のいずれかは、H1期間やL1期間等を有しない連続波としてよい。例えば、ソースRF信号の連続波とバイアスRF信号のパルス波を用いてよい。この場合、工程ST3A~工程ST3Dにおいて、ソースRF信号の連続波の電力レベルを段階的に減少させ、工程ST3D~工程ST3Fにおいて、バイアスRF信号のL2期間の電力レベルを段階的に増加させてよい。また例えば、ソースRF信号のパルス波とバイアスRF信号の連続波を用いてよい。この場合、工程ST3A~工程ST3Dにおいて、ソースRF信号のL1期間の電力レベルを段階的に減少させ、工程ST3E~工程ST3Fにおいて、バイアスRF信号の連続波の電力レベルを段階的に増加させてよい。 As described above, in step ST3, a pulse wave of the source RF signal and a pulse wave of the bias RF signal may be used. In one example, either the source RF signal or the bias RF signal may be a continuous wave that does not have an H1 period or an L1 period. For example, a continuous wave of the source RF signal and a pulse wave of the bias RF signal may be used. In this case, the power level of the continuous wave of the source RF signal may be gradually decreased in steps ST3A to ST3D, and the power level of the L2 period of the bias RF signal may be gradually increased in steps ST3D to ST3F. Also, for example, a pulse wave of the source RF signal and a continuous wave of the bias RF signal may be used. In this case, the power level of the L1 period of the source RF signal may be gradually decreased in steps ST3A to ST3D, and the power level of the continuous wave of the bias RF signal may be gradually increased in steps ST3E to ST3F.
上述のとおり、工程ST3においては、下部電極に供給するバイアス信号(電力)として、バイアスRF信号を用いてよい。一例では、第1のDC生成部32aからバイアスDC信号として負極性の直流電圧を下部電極に供給してよい。この場合、バイアスDC信号の電圧レベルは、負極性の直流電圧の絶対値の実効値である。バイアスDC信号は、パルス波でよく、また連続波でもよい。
As described above, in step ST3, a bias RF signal may be used as the bias signal (power) supplied to the lower electrode. In one example, a negative DC voltage may be supplied to the lower electrode from the first
上述のとおり、工程ST3においては、ソースRF信号やバイアスRF信号の電力レベルを変化させてエッチングを行う領域は、凹部RCの深さに応じて6つ設けてよい。一例では、当該領域は2以上でよい。例えば、シリコン含有膜SFの厚みの上半分をエッチングする上部領域と、下半分をエッチングする下部領域の2つに分けて、上部領域と下部領域においてソースRF信号やバイアスRF信号の電力レベルを変化させてよい。また当該領域は、エッチングの深さ(凹部RCの深さ)ではなく、エッチング時間に応じて設定してよい。 As described above, in step ST3, six regions where etching is performed by changing the power levels of the source RF signal and the bias RF signal may be provided according to the depth of the recess RC. In one example, the number of such regions may be two or more. For example, the silicon-containing film SF may be divided into two regions, an upper region where the upper half of the thickness is etched, and a lower region where the lower half is etched, and the power levels of the source RF signal and the bias RF signal may be changed in the upper and lower regions. Furthermore, the region may be set according to the etching time rather than the etching depth (depth of the recess RC).
一例では、工程ST3において、エッチングの進行に伴って、プラズマ処理チャンバ10内の圧力を減少させてよい。これにより、凹部RCの深さがより浅い箇所でより高密度のプラズマが生成され、凹部RCの深さがより深い箇所でより低密度のプラズマが生成され得る。エッチングの進行は、エッチング深さの伸長又はエッチング時間の経過に基づいて判断してよい。
In one example, in step ST3, the pressure in the
<実施例>
次に、本処理方法の実施例について説明する。本開示は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
<Example>
Next, examples of the present processing method will be described. The present disclosure is not limited to the following examples.
実施例1~実施例3において、図3に示す基板Wに対して、本処理方法を適用し、C4F8ガスを含む処理ガスでシリコン含有膜SFをエッチングした。各実施例において、基板Wのシリコン含有膜SFは、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積層膜であり、マスク膜MFは、アモルファスカーボン膜である。マスク膜MFの開口パターンは、ホールパターンである。各実施例において、シリコン含有膜SFを6つの領域(上から順に「第1領域」、「第2領域」等という)に分けて、それぞれの領域で、ソースRF信号のパルス波やバイアスRF信号のパルス波の電力レベルを変化させてエッチングを行った。各領域のエッチング時間は、いずれも300秒であった。 In Examples 1 to 3, the present processing method was applied to the substrate W shown in FIG. 3, and the silicon-containing film SF was etched with a processing gas containing C 4 F 8 gas. In each example, the silicon-containing film SF of the substrate W was a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, and the mask film MF was an amorphous carbon film. The opening pattern of the mask film MF was a hole pattern. In each example, the silicon-containing film SF was divided into six regions (referred to as the "first region", the "second region", etc. from the top), and etching was performed in each region by changing the power level of the pulse wave of the source RF signal and the pulse wave of the bias RF signal. The etching time for each region was 300 seconds.
実施例1では、ソースRF信号のL1期間の電力レベルを段階的に減少させ、その後、バイアスRF信号のL2期間の電力レベルを段階的に増加させた。ソースRF信号のH1期間の電力レベルH1は、第1領域~第6領域においていずれも7500[W]であった。ソースRF信号のL1期間の電力レベルは、第1領域で400[W]、第2領域で200[W]、第3領域~第6領域で0[W]であった。バイアスRF信号のH2期間の電力レベルは、第1領域~第6領域でいずれも12000[W]であった。バイアスRF信号のL2期間の電力レベルは、第1領域~第4領域で0[W]、第5領域で200[W]、第6領域で700[W]であった。 In Example 1, the power level of the L1 period of the source RF signal was gradually decreased, and then the power level of the L2 period of the bias RF signal was gradually increased. The power level H1 of the H1 period of the source RF signal was 7500 [W] in all of the first to sixth regions. The power level of the L1 period of the source RF signal was 400 [W] in the first region, 200 [W] in the second region, and 0 [W] in the third to sixth regions. The power level of the H2 period of the bias RF signal was 12000 [W] in all of the first to sixth regions. The power level of the L2 period of the bias RF signal was 0 [W] in the first to fourth regions, 200 [W] in the fifth region, and 700 [W] in the sixth region.
実施例2では、ソースRF信号のL1期間の電力レベルのみを段階的に減少させ、バイアスRF信号のL2期間の電力レベルを一定に保った。ソースRF信号のH1期間の電力レベルH1は、第1領域~第6領域においていずれも7500[W]であった。ソースRF信号のL1期間の電力レベルは、第1領域で500[W]、第2領域で300[W]、第3領域で100[W]、第4領域~第6領域において0[W]であった。バイアスRF信号のH2期間の電力レベルは、第1領域~第6領域においていずれも12000[W]であった。バイアスRF信号のL2期間の電力レベルは、第1領域~第6領域においていずれも0[W]であった。 In Example 2, only the power level of the L1 period of the source RF signal was gradually decreased, and the power level of the L2 period of the bias RF signal was kept constant. The power level H1 of the H1 period of the source RF signal was 7500 [W] in all of the first to sixth regions. The power level of the L1 period of the source RF signal was 500 [W] in the first region, 300 [W] in the second region, 100 [W] in the third region, and 0 [W] in the fourth to sixth regions. The power level of the H2 period of the bias RF signal was 12000 [W] in all of the first to sixth regions. The power level of the L2 period of the bias RF signal was 0 [W] in all of the first to sixth regions.
実施例3では、ソースRF信号のL1期間の電力レベルを一定に保ち、バイアスRF信号のL2期間の電力レベルのみを段階的に増加させた。具体的には、ソースRF信号のH1期間の電力レベルH1は、第1領域~第6領域においていずれも7500[W]であった。ソースRF信号のL1期間の電力レベルは、第1領域~第6領域においていずれも0[W]であった。バイアスRF信号のH2期間の電力レベルは、第1領域~第6領域でいずれも12000[W]であった。バイアスRF信号のL2期間の電力レベルは、第1領域~第4領域で0[W]、第5領域で200[W]、第6領域で700[W]であった。 In Example 3, the power level of the L1 period of the source RF signal was kept constant, and only the power level of the L2 period of the bias RF signal was increased stepwise. Specifically, the power level H1 of the H1 period of the source RF signal was 7500 [W] in all of the first to sixth regions. The power level of the L1 period of the source RF signal was 0 [W] in all of the first to sixth regions. The power level of the H2 period of the bias RF signal was 12000 [W] in all of the first to sixth regions. The power level of the L2 period of the bias RF signal was 0 [W] in the first to fourth regions, 200 [W] in the fifth region, and 700 [W] in the sixth region.
参考例では、実施例における基板Wと同一の構成及びホールパターンを有する基板Wについて、C4F8ガスを含む処理ガスで、シリコン含有膜SFをエッチングした。参考例では、ソースRF信号のパルス波やバイアスRF信号のパルス波の電力レベルを変化させず、連続して1800秒のエッチングを行った。ソースRF信号のH1期間の電力レベルは、7500[W]であった。ソースRF信号のL1期間の電力レベルは、0[W]であった。バイアスRF信号のH2期間の電力レベルは、12000[W]であった。バイアスRF信号のL2期間の電力レベルは、0[W]であった。 In the reference example, the silicon-containing film SF of the substrate W having the same configuration and hole pattern as the substrate W in the embodiment was etched with a process gas containing C4F8 gas. In the reference example, etching was performed continuously for 1800 seconds without changing the power levels of the pulse wave of the source RF signal and the pulse wave of the bias RF signal. The power level of the H1 period of the source RF signal was 7500 [W]. The power level of the L1 period of the source RF signal was 0 [W]. The power level of the H2 period of the bias RF signal was 12000 [W]. The power level of the L2 period of the bias RF signal was 0 [W].
表1は、各実施例及び参考例にかかる各種測定結果を示す。表1において、「D」は、処理後のシリコン含有膜SFのエッチング深さである。「BW」は、凹部RCの最大開口幅(ボーイングCD)である。「Bt」は、凹部RCの底部の幅(ボトムCD)である。「BW-Bt」は、ボーイングCDとボトムCDとの差である。 Table 1 shows various measurement results for each of the examples and the reference example. In Table 1, "D" is the etching depth of the silicon-containing film SF after processing. " Bw " is the maximum opening width (bowing CD) of the recess RC. " Bt " is the width of the bottom of the recess RC (bottom CD). " Bw - Bt " is the difference between the bowing CD and the bottom CD.
表1に示すとおり、実施例におけるボーイングCDとボトムCDとの差は、いずれも参考例に比べて改善した。すなわち、実施例では、エッチングによるボーイングを抑制しつつ、凹部RCの底部幅を拡大することができた。 As shown in Table 1, the difference between the bowing CD and the bottom CD in the examples was improved compared to the reference example. In other words, in the examples, it was possible to increase the bottom width of the recess RC while suppressing bowing due to etching.
本処理方法は、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、本処理方法は、容量結合型のプラズマ処理装置1以外にも、誘導結合型プラズマやマイクロ波プラズマ等、任意のプラズマ源を用いたプラズマ処理装置を用いて実行してよい。
This processing method may be modified in various ways without departing from the scope and spirit of this disclosure. For example, this processing method may be performed using a plasma processing device using any plasma source, such as an inductively coupled plasma or microwave plasma, other than the capacitively coupled
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、MF…マスク膜、OP…開口、SF…シリコン含有膜、RC……凹部、UF…下地膜、W…基板 1: Plasma processing apparatus, 2: Control unit, 10: Plasma processing chamber, 10s: Plasma processing space, 11: Substrate support unit, 13: Shower head, 20: Gas supply unit, 31a: First RF generator, 31b: Second RF generator, 32a: First DC generator, MF: Mask film, OP: Opening, SF: Silicon-containing film, RC: Recess, UF: Undercoat film, W: Substrate
Claims (22)
(b)前記チャンバ内に処理ガスを供給する工程と、
(c)RF信号を供給して前記チャンバ内に前記処理ガスのプラズマを生成するとともに前記基板支持部にバイアス信号を供給して、前記基板をエッチングする工程と、を含み、
前記RF信号は、第1の電力レベルを有する第1の期間と、前記第1の電力レベルよりも低い第2の電力レベルを有する第2の期間とを交互に含むパルス波であり、
前記(c)の工程において、エッチングの進行に伴って前記第1の電力レベルに対する前記第2の電力レベルを減少させる、
プラズマ処理方法。 (a) providing a substrate having a silicon-containing film and a mask film formed on the silicon-containing film on a substrate support in a chamber;
(b) supplying a process gas into the chamber;
(c) providing an RF signal to generate a plasma of the process gas in the chamber and a bias signal to the substrate support to etch the substrate;
the RF signal is a pulse wave including alternating first periods having a first power level and second periods having a second power level lower than the first power level;
In the step (c), the second power level is decreased relative to the first power level as the etching progresses.
Plasma treatment method.
(b)前記チャンバ内に処理ガスを供給する工程と、
(c)RF信号を供給して前記チャンバ内に前記処理ガスのプラズマを生成するとともに、前記基板支持部にバイアス信号を供給して、前記基板をエッチングする工程と、を含み、
前記バイアス信号は、第3の電力又は電圧レベルを有する第3の期間と、前記第3の電力又は電圧レベルよりも低い第4の電力又は電圧レベルを有する第4の期間とを交互に含むパルス波であり、
前記(c)の工程において、前記第3の電力又は電圧レベルに対する前記第4の電力又は電圧レベルをエッチングの進行に伴って増加させる、
プラズマ処理方法。 (a) providing a substrate having a silicon-containing film and a mask film formed on the silicon-containing film on a substrate support in a chamber;
(b) supplying a process gas into the chamber;
(c) providing an RF signal to generate a plasma of the process gas in the chamber and providing a bias signal to the substrate support to etch the substrate;
the bias signal is a pulse wave including alternating third periods having a third power or voltage level and fourth periods having a fourth power or voltage level lower than the third power or voltage level;
In the step (c), the fourth power or voltage level relative to the third power or voltage level is increased as the etching progresses.
Plasma treatment method.
(b)前記チャンバ内に処理ガスを供給する工程と、
(c)ソースRF信号を供給して前記チャンバ内に前記処理ガスのプラズマを生成するとともに、前記基板支持部にバイアスRF信号を供給して、前記基板をエッチングする工程と、を含み、
前記ソースRF信号は、第1の電力レベルを有する第1の期間と、前記第1の電力レベルよりも低い第2の電力レベルを有する第2の期間とを交互に含むパルス波であり、
前記バイアスRF信号は、第3の電力レベルを有する第3の期間と、前記第3の電力レベルよりも低い第4の電力レベルを有する第4の期間とを交互に含むパルス波であり、
前記(c)の工程は、(c1)エッチングの進行に伴って前記第1の電力レベルに対する前記第2の電力レベルを減少させる工程と、(c2)エッチングの進行に伴って前記第3の電力レベルに対する前記第4の電力レベルを増加させる工程と、を含む、
プラズマ処理方法。 (a) providing a substrate having a silicon-containing film and a mask film formed on the silicon-containing film on a substrate support in a chamber;
(b) supplying a process gas into the chamber;
(c) providing a source RF signal to generate a plasma of the process gas in the chamber and providing a bias RF signal to the substrate support to etch the substrate;
the source RF signal is a pulsed wave having alternating first periods having a first power level and second periods having a second power level that is lower than the first power level;
the bias RF signal is a pulse wave including alternating third periods having a third power level and fourth periods having a fourth power level lower than the third power level;
The step (c) includes: (c1) decreasing the second power level relative to the first power level as the etching progresses; and (c2) increasing the fourth power level relative to the third power level as the etching progresses.
Plasma treatment method.
前記チャンバ内に設けられ、シリコン含有膜と前記シリコン含有膜上に形成されたマスク膜とを有する基板を支持するように構成された基板支持部と、
前記チャンバ内に処理ガスを供給するように構成されたガス供給部と、
ソースRF信号及びバイアスRF信号を生成する電源であって、前記ソースRF信号は、第1の電力レベルを有する第1の期間と、前記第1の電力レベルよりも低い第2の電力レベルを有する第2の期間とを交互に含むパルス波であり、前記バイアスRF信号は、第3の電力レベルを有する第3の期間と、前記第3の電力レベルよりも低い第4の電力レベルを有する第4の期間とを交互に含むパルス波である、電源と、
前記電源から前記ソースRF信号を供給して前記チャンバ内に前記処理ガスのプラズマを生成するとともに、前記電源から前記バイアスRF信号を前記基板支持部に供給して、前記基板をエッチングする制御を実行するように構成された制御部と、を有し、
前記制御部は、エッチングの進行に伴って前記第1の電力レベルに対する前記第2の電力レベルを減少させる制御と、エッチングの進行に伴って前記第3の電力レベルに対する前記第4の電力レベルを増加させる制御と、を実行する、
プラズマ処理システム。 A chamber;
a substrate support disposed within the chamber and configured to support a substrate having a silicon-containing film and a mask film formed on the silicon-containing film;
a gas supply configured to supply a process gas into the chamber;
a power supply that generates a source RF signal and a bias RF signal, the source RF signal being a pulse wave that alternates between a first period having a first power level and a second period having a second power level lower than the first power level, and the bias RF signal being a pulse wave that alternates between a third period having a third power level and a fourth period having a fourth power level lower than the third power level;
a controller configured to control the supply of the source RF signal from the power supply to generate a plasma of the process gas in the chamber and the supply of the bias RF signal from the power supply to the substrate support to etch the substrate;
the control unit executes control to decrease the second power level with respect to the first power level as etching progresses, and control to increase the fourth power level with respect to the third power level as etching progresses.
Plasma processing systems.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021156681A JP2024157071A (en) | 2021-09-27 | 2021-09-27 | Plasma processing method and plasma processing system |
PCT/JP2022/035685 WO2023048281A1 (en) | 2021-09-27 | 2022-09-26 | Plasma processing method and plasma processing system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021156681A JP2024157071A (en) | 2021-09-27 | 2021-09-27 | Plasma processing method and plasma processing system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024157071A true JP2024157071A (en) | 2024-11-07 |
Family
ID=85720847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021156681A Pending JP2024157071A (en) | 2021-09-27 | 2021-09-27 | Plasma processing method and plasma processing system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024157071A (en) |
WO (1) | WO2023048281A1 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103159163B (en) * | 2011-12-19 | 2016-06-08 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | Substrate lithographic method and substrate processing equipment |
JP6035606B2 (en) * | 2013-04-09 | 2016-11-30 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Plasma processing method and plasma processing apparatus |
KR20180019906A (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-27 | 삼성전자주식회사 | Plasma etching apparatus and method of manufacturing semiconductor devices using the same |
US10593518B1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-03-17 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for etching semiconductor structures |
-
2021
- 2021-09-27 JP JP2021156681A patent/JP2024157071A/en active Pending
-
2022
- 2022-09-26 WO PCT/JP2022/035685 patent/WO2023048281A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023048281A1 (en) | 2023-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20230117529A (en) | Plasma processing method and plasma processing system | |
JP2024157071A (en) | Plasma processing method and plasma processing system | |
TW202245053A (en) | Etching method and etching processing apparatus | |
WO2024180921A1 (en) | Etching method and plasma processing apparatus | |
WO2025004625A1 (en) | Etching method and plasma treatment device | |
WO2024247866A1 (en) | Etching method, method for manufacturing dram capacitor, and plasma processing apparatus | |
WO2025079458A1 (en) | Etching method and etching device | |
WO2022215556A1 (en) | Etching method and etching apparatus | |
WO2024171888A1 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
US20230268190A1 (en) | Plasma processing method and plasma processing system | |
WO2024176650A1 (en) | Plasma treatment device, power supply system, and etching method | |
WO2024172109A1 (en) | Plasma treatment device and plasma treatment method | |
JP2025071859A (en) | Etching method and plasma processing system | |
WO2025142198A1 (en) | Etching method and substrate processing apparatus | |
JP2024130804A (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
WO2025150294A1 (en) | Substrate processing method and substrate processing device | |
JP2024093553A (en) | Etching method and plasma processing apparatus | |
TW202518575A (en) | Etching method and etching device | |
JP2025026361A (en) | Etching method and plasma processing apparatus | |
TW202439445A (en) | Plasma treatment method and plasma treatment device | |
WO2024117212A1 (en) | Etching method and plasma processing apparatus | |
WO2024090252A1 (en) | Substrate treatment method and substrate treatment device | |
TW202425124A (en) | Plasma treatment method and plasma treatment system | |
KR20230162544A (en) | Etching method and plasma processing apparatus | |
TW202147925A (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing |