JP2008028022A - Plasma etching method and computer readable storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に形成された酸化膜に対し、マスク層を介してプラズマエッチングするプラズマエッチング方法およびそのようなプラズマエッチング方法を実行する制御プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。 The present invention relates to a plasma etching method for performing plasma etching on an oxide film formed on a substrate via a mask layer, and a computer-readable storage medium storing a control program for executing such a plasma etching method.
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハに対し、フォトリソグラフィー工程によりフォトレジストパターンを形成し、これをマスクとしてエッチングを行っている。 In a semiconductor device manufacturing process, a photoresist pattern is formed on a semiconductor wafer, which is a substrate to be processed, by a photolithography process, and etching is performed using this as a mask.
近時、半導体デバイスの微細化が益々進み、エッチングにおいても益々微細加工が要求されており、このような微細化に対応して、マスクとして用いられるフォトレジストの膜厚が薄くなり、使用されるフォトレジストもKrFフォトレジスト(すなわち、KrFガスを発光源としたレーザー光で露光するフォトレジスト)から、約0.13μm以下のパターン開口を形成することができるArFフォトレジスト(すなわち、ArFガスを発光源とした、より短波長のレーザー光で露光するフォトレジスト)に移行されつつある。 Recently, miniaturization of semiconductor devices has progressed, and fine processing is also required for etching. In response to such miniaturization, the thickness of the photoresist used as a mask is reduced and used. As for the photoresist, an ArF photoresist (that is, ArF gas is emitted) that can form a pattern opening of about 0.13 μm or less from a KrF photoresist (that is, a photoresist that is exposed with laser light using KrF gas as a light source). Photoresist exposed with a shorter wavelength laser beam as a source).
しかしながら、ArFフォトレジストは耐プラズマ性が低いため、KrFレジストではほとんど発生しなかったエッチング途中での表面の荒れが生じてしまうという問題がある。このため、開口部の内壁面に縦筋(ストライエーション)が入ったり、開口部が広がる(CDの広がり)等の問題が生じ、フォトレジストの膜厚が薄いことと相俟って、良好なエッチング選択比でエッチングホールを形成することができないという不都合が生じている。 However, since the ArF photoresist has low plasma resistance, there is a problem that the surface becomes rough during the etching, which is hardly generated in the KrF resist. For this reason, problems such as vertical streaks entering the inner wall surface of the opening or spreading of the opening (expansion of CD) occur, which is favorable in combination with the thin film thickness of the photoresist. There is a disadvantage that the etching holes cannot be formed with the etching selectivity.
このような問題に対し、特許文献1では、被エッチング層上に犠牲ハードマスクとしてアモルファスカーボン膜を形成し、その上にパターン化されたフォトレジスト膜を形成して、フォトレジストパターンをマスクとしてアモルファスカーボン膜をエッチングし、少なくともアモルファスカーボン膜をエッチングマスクとして被エッチング層を通常用いられるCF系ガスによりエッチングする技術が提案されている。この技術によりエッチング選択性および形状性の問題はある程度解消することができる。 In order to solve such a problem, in Patent Document 1, an amorphous carbon film is formed as a sacrificial hard mask on a layer to be etched, a patterned photoresist film is formed thereon, and an amorphous film is formed using the photoresist pattern as a mask. A technique has been proposed in which a carbon film is etched, and at least an amorphous carbon film is used as an etching mask to etch an etching target layer with a CF gas that is usually used. With this technique, the problems of etching selectivity and shape can be solved to some extent.
しかしながら、例えば、DRAMのキャパシタのエッチングにおいては間口が80nmで深さが2μmといった極めて高アスペクト比のホールを酸化膜に形成することが求められており、さらに次世代では68nm、次々世代では58nmと益々間口が狭いものが要求され、上記特許文献1の技術では、このようなサイズのホールを十分なエッチング選択性をもってボーイング等の生じない良好な形状性で形成することが困難である。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、酸化膜に微細かつ高アスペクト比のホールをエッチングする際に、良好なエッチング選択性および形状性を両立することができるプラズマエッチング方法を提供することを目的とする。
また、このようなプラズマエッチング方法を実行させるプログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a plasma etching method capable of achieving both good etching selectivity and shape when etching fine and high aspect ratio holes in an oxide film. The purpose is to do.
It is another object of the present invention to provide a computer-readable storage medium storing a program for executing such a plasma etching method.
上記課題を解決するため、本発明の第1の観点では、内部が真空排気可能な処理容器内に、基板の載置台として機能する下部電極と、下部電極に対向するように形成された上部電極とを設け、前記上部電極または下部電極にプラズマ生成用の相対的に高い周波数の高周波電力を印加し、前記下部電極にバイアス用の相対的に低い周波数の高周波電力を印加し、前記上部電極に直流電圧を印加し、前記処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化してプラズマエッチングを行うプラズマエッチング装置を用いて、基板に形成された酸化膜をハードマスク層を介してプラズマエッチングするプラズマエッチング方法であって、前記処理容器内にエッチング対象の酸化膜、ハードマスク層、パターン化されたフォトレジストが順次形成された基板を搬入し、前記下部電極に載置する工程と、前記処理容器内にCxFy(xは3以下の整数、yは8以下の整数)、C4F8、希ガス、O2を含む処理ガスを供給する工程と、前記上部電極または前記下部電極に高周波電力を印加して前記処理ガスのプラズマを生成する工程と、前記下部電極にバイアス用の高周波電力を印加する工程と、前記上部電極に直流電圧を印加する工程とを有することを特徴とするプラズマエッチング方法を提供する。 In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, a lower electrode that functions as a substrate mounting table and an upper electrode that is formed so as to face the lower electrode are disposed in a processing vessel that can be evacuated. And applying a relatively high frequency high frequency power for plasma generation to the upper electrode or the lower electrode, applying a relatively low frequency high frequency power for bias to the lower electrode, Plasma etching for plasma-etching an oxide film formed on a substrate through a hard mask layer using a plasma etching apparatus that applies a direct-current voltage and converts the processing gas supplied into the processing vessel into plasma to perform plasma etching A method, wherein an oxide film to be etched, a hard mask layer, and a patterned photoresist are sequentially formed in the processing container Loading and includes a step of placing the lower electrode, C x F y in the processing container (x 3 an integer, y is 8 or less an integer), C 4 F 8, a rare gas, the O 2 Supplying a processing gas; applying high frequency power to the upper electrode or the lower electrode to generate plasma of the processing gas; applying bias high frequency power to the lower electrode; And a step of applying a DC voltage to the electrode.
本発明の第2の観点では、内部が真空排気可能な処理容器内に、基板の載置台として機能する下部電極と、下部電極に対向するように形成された上部電極とを設け、前記下部電極にプラズマ生成用およびバイアス用を兼ねた高周波電力を印加し、前記上部電極に直流電圧を印加し、前記処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化してプラズマエッチングを行うプラズマエッチング装置を用い、前記処理容器内にエッチング対象の酸化膜、ハードマスク層、パターン化されたフォトレジストが順次形成された基板を搬入し、前記下部電極に載置する工程と、前記処理容器内にCxFy(xは3以下の整数、yは8以下の整数)、C4F8、希ガス、O2を含む処理ガスを供給する工程と、前記下部電極にプラズマ生成用およびバイアス用を兼ねた高周波電力を印加して前記処理ガスのプラズマを生成するとともにバイアスを印加する工程と、前記上部電極に直流電圧を印加する工程とを有することを特徴とするプラズマエッチング方法を提供する。 In a second aspect of the present invention, a lower electrode that functions as a substrate mounting table and an upper electrode that is formed so as to face the lower electrode are provided in a processing chamber that can be evacuated inside, and the lower electrode is provided. Using a plasma etching apparatus that applies high-frequency power that also serves as a plasma generator and a bias to the electrode, applies a DC voltage to the upper electrode, converts the processing gas supplied into the processing vessel into plasma, and performs plasma etching, Loading a substrate on which an oxide film to be etched, a hard mask layer, and a patterned photoresist are sequentially formed in the processing container and placing the substrate on the lower electrode; and C x F y in the processing container (x is 3 or less an integer, y is 8 or less an integer), C 4 F 8, and supplying a rare gas, the process gas containing O 2, and for generating a plasma in the lower electrode via A plasma etching method comprising: a step of generating a plasma of the processing gas by applying a high-frequency power that also serves as an application, and a step of applying a bias; and a step of applying a DC voltage to the upper electrode. .
上記第1または第2の観点において、前記ハードマスク層としてはアモルファスカーボン膜を好適に用いることができる。また、前記CxFyとしてはC3F8またはCF4でが好適であり、前記CxFyとしてC3F8を用いた場合に、その流量が前記C4F8の流量以上であることが好ましい。さらに、前記直流電圧の絶対値は、800〜1200Vであることが好ましい。さらにまた、前記希ガスとしては、ArまたはXeを好適に用いることができる。 In the first or second aspect, an amorphous carbon film can be suitably used as the hard mask layer. The C x F y is preferably C 3 F 8 or CF 4 , and when C 3 F 8 is used as the C x F y , the flow rate is equal to or higher than the flow rate of the C 4 F 8. Preferably there is. Furthermore, the absolute value of the DC voltage is preferably 800 to 1200V. Furthermore, Ar or Xe can be suitably used as the rare gas.
本発明のプラズマエッチング方法は、間口が70〜90nm、アスペクト比が1:15〜1:25のホールを形成する場合に特に有効である。 The plasma etching method of the present invention is particularly effective when a hole having a frontage of 70 to 90 nm and an aspect ratio of 1:15 to 1:25 is formed.
本発明の第3の観点では、内部が真空排気可能な処理容器内に、基板の載置台として機能する下部電極と、下部電極に対向するように形成された上部電極とを設け、前記上部電極または下部電極にプラズマ生成用の相対的に高い周波数の高周波電力を印加し、かつ前記下部電極にバイアス用の相対的に低い周波数の高周波電力を印加するか、または、前記下部電極にプラズマ生成用およびバイアス用を兼ねた高周波電力を印加し、前記上部電極に直流電圧を印加し、前記処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化してプラズマエッチングを行うプラズマエッチング装置を制御するための、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、上記第1または第2の観点の方法が行われるようにコンピュータに前記プラズマエッチング装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。 In a third aspect of the present invention, a lower electrode functioning as a substrate mounting table and an upper electrode formed so as to face the lower electrode are provided in a processing vessel capable of evacuating the inside, and the upper electrode is provided. Alternatively, a relatively high frequency high frequency power for plasma generation is applied to the lower electrode and a relatively low frequency high frequency power for bias is applied to the lower electrode, or a plasma generation is applied to the lower electrode. And a computer for controlling a plasma etching apparatus that applies high-frequency power that also serves as a bias, applies a DC voltage to the upper electrode, and converts the processing gas supplied into the processing vessel into plasma to perform plasma etching A computer-readable storage medium storing a control program that operates above, wherein the control program is executed when the first or second control program is executed. It provides a computer readable storage medium, characterized in that to control the plasma etching apparatus to the computer as the method of the second aspect is performed.
本発明によれば、エッチング対象の酸化膜、ハードマスク層、パターン化されたフォトレジストが順次形成された基板に対し、CxFy(xは3以下の整数、yは8以下の整数)、C4F8、希ガス、O2を含む処理ガスを用いてプラズマエッチングを行うので、間口の狭い高アスペクト比のホールであっても実用的なエッチングレートでボーイング等のない良好な形状性をもってエッチングすることができる。また、このようなガス系では通常プロセスでは十分なエッチング選択比をとれず、エッチングが完了する前にマスク層が消失してしまうおそれがあるが、本発明では上部電極または下部電極のいずれかにプラズマ生成用の高周波電力を印加してプラズマを生成する際に、上部電極に直流電圧を印加するので、上部電極からハードマスク層にポリマーが供給され、ハードマスク層のプラズマ耐性を上昇させてエッチング選択比を高めることができ、上記ガス系においてもハードマスク層を消失させずに良好なエッチングを行うことができる。 According to the present invention, for a substrate on which an oxide film to be etched, a hard mask layer, and a patterned photoresist are sequentially formed, C x F y (x is an integer of 3 or less, y is an integer of 8 or less) , C 4 F 8 , a rare gas, and a process gas containing O 2 are used to perform plasma etching, so even a high aspect ratio hole with a narrow frontage has a practical etching rate and good shape without bowing. Can be etched. Further, in such a gas system, a sufficient etching selectivity cannot be obtained in a normal process, and the mask layer may disappear before the etching is completed. In the present invention, either the upper electrode or the lower electrode is used. When plasma is generated by applying high-frequency power for plasma generation, a DC voltage is applied to the upper electrode, so polymer is supplied from the upper electrode to the hard mask layer, and the plasma resistance of the hard mask layer is increased to perform etching. The selectivity can be increased, and good etching can be performed without erasing the hard mask layer even in the gas system.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について具体的に説明する。
図1は、本発明の実施に用いられるプラズマエッチング装置の一例を示す概略断面図である。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a plasma etching apparatus used for carrying out the present invention.
このプラズマエッチング装置は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置として構成されており、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる略円筒状のチャンバ(処理容器)10を有している。このチャンバ10は保安接地されている。
This plasma etching apparatus is configured as a capacitively coupled parallel plate plasma etching apparatus, and has a substantially cylindrical chamber (processing vessel) 10 made of aluminum whose surface is anodized, for example. The
チャンバ10の底部には、セラミックス等からなる絶縁板12を介して円柱状のサセプタ支持台14が配置され、このサセプタ支持台14の上に例えばアルミニウムからなるサセプタ16が設けられている。サセプタ16は下部電極を構成し、その上に被処理基板である半導体ウエハWが載置される。
A cylindrical susceptor support 14 is disposed at the bottom of the
サセプタ16の上面には、半導体ウエハWを静電力で吸着保持する静電チャック18が設けられている。この静電チャック18は、導電膜からなる電極20を一対の絶縁層または絶縁シートで挟んだ構造を有するものであり、電極20には直流電源22が電気的に接続されている。そして、直流電源22からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力により半導体ウエハWが静電チャック18に吸着保持される。
On the upper surface of the
静電チャック18(半導体ウエハW)の周囲でサセプタ16の上面には、エッチングの均一性を向上させるための、例えばシリコンからなる導電性のフォーカスリング(補正リング)24が配置されている。サセプタ16およびサセプタ支持台14の側面には、例えば石英からなる円筒状の内壁部材26が設けられている。
A conductive focus ring (correction ring) 24 made of, for example, silicon is disposed on the upper surface of the
サセプタ支持台14の内部には、例えば円周上に冷媒室28が設けられている。この冷媒室には、外部に設けられた図示しないチラーユニットより配管30a,30bを介して所定温度の冷媒、例えば冷却水が循環供給され、冷媒の温度によってサセプタ上の半導体ウエハWの処理温度を制御することができる。
Inside the susceptor support 14, for example, a coolant chamber 28 is provided on the circumference. A coolant having a predetermined temperature, for example, cooling water, is circulated and supplied to the coolant chamber from a chiller unit (not shown) provided outside through the
さらに、図示しない伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばHeガスがガス供給ライン32を介して静電チャック18の上面と半導体ウエハWの裏面との間に供給される。
Further, a heat transfer gas, for example, He gas, from a heat transfer gas supply mechanism (not shown) is supplied between the upper surface of the
下部電極であるサセプタ16の上方には、サセプタ16と対向するように平行に上部電極34が設けられている。そして、上部および下部電極34,16間の空間がプラズマ生成空間となる。上部電極34は、下部電極であるサセプタ16上の半導体ウエハWと対向してプラズマ生成空間と接する面、つまり対向面を形成する。
Above the
この上部電極34は、絶縁性遮蔽部材42を介して、チャンバ10の上部に支持されており、サセプタ16との対向面を構成しかつ多数の吐出孔37を有する電極板36と、この電極板36を着脱自在に支持し、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる水冷構造の電極支持体38とによって構成されている。電極板36は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体または半導体が好ましく、また、後述するようにレジストを強化する観点からはシリコン含有物質が好ましい。このような観点から、電極板36はシリコンやSiCで構成されるのが好ましい。電極支持体38の内部には、ガス拡散室40が設けられ、このガス拡散室40からはガス吐出孔37に連通する多数のガス通流孔41が下方に延びている。
The
電極支持体38にはガス拡散室40へ処理ガスを導くガス導入口62が形成されており、このガス導入口62にはガス供給管64が接続され、ガス供給管64には処理ガス供給源66が接続されている。ガス供給管64には、上流側から順にマスフローコントローラ(MFC)68および開閉バルブ70が設けられている(MFCの代わりにFCSでもよい)。そして、処理ガス供給源66から、エッチングのための処理ガスとして、CxFy(xは3以下の整数、yは8以下の整数)、C4F8、希ガス、O2を含む処理ガスがガス供給管64からガス拡散室40に至り、ガス通流孔41およびガス吐出孔37を介してシャワー状にプラズマ生成空間に吐出される。すなわち、上部電極34は処理ガスを供給するためのシャワーヘッドとして機能する。
The
上部電極34には、整合器46および給電棒44を介して、第1の高周波電源48が電気的に接続されている。第1の高周波電源48は、10MHz以上の周波数、例えば60MHzの高周波電力を出力する。整合器46は、第1の高周波電源48の内部(または出力)インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるもので、チャンバ10内にプラズマが生成されている時に第1の高周波電源48の出力インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。整合器46の出力端子は給電棒44の上端に接続されている。
A first high
一方、上記上部電極34には、第1の高周波電源48の他、可変直流電源50が電気的に接続されている。可変直流電源50はバイポーラ電源であってもよい。具体的には、この可変直流電源50は、上記整合器46および給電棒44を介して上部電極34に接続されており、オン・オフスイッチ52により給電のオン・オフが可能となっている。可変直流電源50の極性および電流・電圧ならびにオン・オフスイッチ52のオン・オフはコントローラ51により制御されるようになっている。
On the other hand, a variable
整合器46は、図2に示すように、第1の高周波電源48の給電ライン49から分岐して設けられた第1の可変コンデンサ54と、給電ライン49のその分岐点の下流側に設けられた第2の可変コンデンサ56を有しており、これらにより上記機能を発揮する。また、整合器46には、直流電圧電流(以下、単に直流電圧という)が上部電極34に有効に供給可能なように、第1の高周波電源48からの高周波(例えば60MHz)および後述する第2の高周波電源からの高周波(例えば2MHz)をトラップするフィルタ58が設けられている。すなわち、可変直流電源50からの直流電流がフィルタ58を介して給電ライン49に接続される。このフィルタ58はコイル59とコンデンサ60とで構成されており、これらにより第1の高周波電源48からの高周波および後述する第2の高周波電源からの高周波がトラップされる。
As shown in FIG. 2, the matching
チャンバ10の側壁から上部電極34の高さ位置よりも上方に延びるように円筒状の接地導体10aが設けられており、この円筒状接地導体10aの天壁部分は筒状の絶縁部材44aにより上部給電棒44から電気的に絶縁されている。
A
下部電極であるサセプタ16には、整合器88を介して第2の高周波電源90が電気的に接続されている。この第2の高周波電源90から下部電極サセプタ16に高周波電力が供給されることにより、半導体ウエハW側にイオンが引き込まれる。第2の高周波電源90は、300kHz〜13.56MHzの範囲内の周波数、例えば2MHzの高周波電力を出力する。整合器88は第2の高周波電源90の内部(または出力)インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるためのもので、チャンバ10内にプラズマが生成されている時に第2の高周波電源90の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。
A second high
上部電極34には、第1の高周波電源48からの高周波(例えば60MHz)は通さずに第2の高周波電源90からの高周波(例えば2MHz)をグランドへ通すためのローパスフィルタ(LPF)92が電気的に接続されている。このローパスフィルタ(LPF)92は、好適にはLRフィルタまたはLCフィルタで構成されるが、1本の導線だけでも第1の高周波電源48からの高周波(60MHz)に対しては十分大きなリアクタンスを与えることができるので、それで済ますこともできる。一方、下部電極であるサセプタ16には、第1の高周波電源48からの高周波(60MHz)をグランドに通すためのハイパスフィルタ(HPF)94が電気的に接続されている。
The
チャンバ10の底部には排気口80が設けられ、この排気口80に排気管82を介して排気装置84が接続されている。排気装置84は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ10内を所望の真空度まで減圧可能となっている。また、チャンバ10の側壁には半導体ウエハWの搬入出口85が設けられており、この搬入出口85はゲートバルブ86により開閉可能となっている。また、チャンバ10の内壁に沿ってチャンバ10にエッチング副生物(デポ)が付着することを防止するためのデポシールド11が着脱自在に設けられている。すなわち、デポシールド11がチャンバ壁を構成している。また、デポシールド11は、内壁部材26の外周にも設けられている。チャンバ10の底部のチャンバ壁側のデポシールド11と内壁部材26側のデポシールド11との間には排気プレート83が設けられている。デポシールド11および排気プレート83としては、アルミニウム材にY2O3等のセラミックスを被覆したものを好適に用いることができる。
An
デポシールド11のチャンバ内壁を構成する部分のウエハWとほぼ同じ高さ部分には、グランドにDC的に接続された導電性部材(GNDブロック)91が設けられており、これにより異常放電防止効果を発揮する。
A conductive member (GND block) 91 connected to the ground in a DC manner is provided at a portion almost the same height as the wafer W that constitutes the chamber inner wall of the
プラズマ処理装置の各構成部は、制御部(全体制御装置)95に接続されて制御される構成となっている。また、制御部95には、工程管理者がプラズマ処理装置を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース96が接続されている。
Each component of the plasma processing apparatus is connected to and controlled by a control unit (overall control device) 95. In addition, the
さらに、制御部95には、プラズマ処理装置で実行される各種処理を制御部95の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部97が接続されている。レシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていてもよいし、CDROM、DVD等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で記憶部97の所定位置にセットするようになっていてもよい。
Further, the
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース96からの指示等にて任意のレシピを記憶部97から呼び出して制御部95に実行させることで、制御部95の制御下で、プラズマ処理装置での所望の処理が行われる。
Then, if necessary, an arbitrary recipe is called from the
次に、このように構成されるプラズマエッチング装置により実施される、本発明の一実施形態に係るプラズマエッチング方法について説明する。
ここでは、被処理体である半導体ウエハWとして、図3に示すように、Si基板101の上に、エッチングストップ膜102、エッチング対象である酸化膜103、ハードマスク層104、反射防止膜(BARC)105、フォトレジスト膜106を順次形成した後、フォトレジスト膜106に所定パターンを形成したものを用い、まず、フォトレジスト膜106をマスクとしてハードマスク層104をエッチングし、引き続きエッチング対象である酸化膜103をエッチングする。
Next, a plasma etching method according to an embodiment of the present invention, which is performed by the plasma etching apparatus configured as described above, will be described.
Here, as shown in FIG. 3, the semiconductor wafer W as an object to be processed is formed on an
本実施形態におけるエッチング対象膜である酸化膜103としては、例えばテトラエトキシシラン(TEOS)を原料として成膜したものや、ガラス膜(BPSGまたはPSG)等を用いることができる。この酸化膜103の厚さは適宜設定されるが、DRAMのキャパシタとして用いられる場合には、1.5〜3.0μm程度である。
As the
ハードマスク層104としては、アモルファスカーボン膜を好適に用いることができる。アモルファスカーボン膜は通常ハードマスク層として用いられているSiNやSiCと同等のプラズマ耐性を示し、しかも安価である。ただし、TiNやSiN等の通常用いられている材料を用いることもできる。このハードマスク層104の厚さは、500〜900nm程度である。
As the
エッチングストップ膜102はSiCN等のSiC系材料で構成され、その厚さは、20〜100nm程度である。反射防止膜(BARC)105としてはSiON膜や有機系のものを用いることができ、その厚さは20〜100nm程度である。フォトレジスト膜106は、典型的にはArFレジストであり、その厚さは100〜400nm程度である。
The
エッチング処理に際しては、まず、ゲートバルブ86を開状態とし、搬入出口85を介して上記構造を有する半導体ウエハWをチャンバ10内に搬入し、サセプタ16上に載置する。そして、処理ガス供給源66からエッチングのための処理ガスを所定の流量でガス拡散室40へ供給し、ガス通流孔41およびガス吐出孔37を介してチャンバ10内へ供給しつつ、排気装置84によりチャンバ10内を排気し、その中の圧力を例えば20〜30Paの範囲内の設定値とする。また、サセプタ温度は20〜50℃程度とする。
In the etching process, first, the
ここで、酸化膜103をエッチングするための処理ガスとしては、CxFy(xは3以下の整数、yは8以下の整数)、C4F8、希ガス、O2を含むものを用いる。他のガスを含んでもよいが、CxFy、C4F8、希ガス、O2の4種のみからなるものを用いることが好ましい。C4F8はマスク形状を垂直にする役割を果たし、エッチング形状を良好にするために重要なガスである。しかし、C4F8のみを十分なエッチングレートが得られる流量で供給すると、間口にデポが生じてしまい、この後のエッチングにおいてボーイング等の形状不良が生じやすくなる。そこで、CxFyでxが3以下の整数、yは8以下の整数というC4F8よりも1分子あたりのC量が少ないものを用いてこのようなデポを減少させる。効果的に開口のデポを減少させるためには、さらに下部電極としてのサセプタ16の温度を50℃程度まで上げることが好ましい。
Here, as a processing gas for etching the
CxFyとしてはC3F8またはCF4を好適に用いることができる。この中でもC3F8が好ましい。C3F8はエッチングレートを上昇させる作用を有する。C3F8を用いた場合には、その流量がC4F8の流量以上であることが好ましい。これにより、開口のデポを有効に解消することができる。より好ましくは、C3F8の流量:C4F8の流量が1:1〜1.5:1程度が好ましい。具体的な流量としては、C3F8の流量が20〜60mL/min(標準状態に換算した流量(sccm))、C4F8の流量が20〜40mL/min(sccm)であることが好ましい。 As C x F y , C 3 F 8 or CF 4 can be preferably used. C 3 F 8 Among these are preferred. C 3 F 8 has an action of increasing the etching rate. When C 3 F 8 is used, the flow rate is preferably equal to or higher than the flow rate of C 4 F 8 . Thereby, the opening deposit can be effectively eliminated. More preferably, the flow rate of C 3 F 8 : the flow rate of C 4 F 8 is preferably about 1: 1 to 1.5: 1. Specifically, the flow rate of C 3 F 8 is 20 to 60 mL / min (flow rate converted to a standard state (sccm)), and the flow rate of C 4 F 8 is 20 to 40 mL / min (sccm). preferable.
O2ガスは、エッチングホールの抜け性を確保し、エッチングホールのボトムCD(Critical Dimention)を広くとるため、および処理ガスのバランスをとるために添加するものであり、流量比で処理ガス全体の2.5〜3.5%添加することが好ましい。具体的な流量としては20〜30mL/min(sccm)であることが好ましい。 O 2 gas is added in order to secure the escape characteristics of the etching hole, to widen the bottom CD (Critical Dimension) of the etching hole, and to balance the processing gas. It is preferable to add 2.5 to 3.5%. A specific flow rate is preferably 20 to 30 mL / min (sccm).
希ガスは、エッチングホールの抜け性を確保し、かつCF系ガスを希釈して処理ガスのバランスをとり、デポやFをコントロールするために添加するものであり、流量比で処理ガス全体の85〜90%添加することが好ましい。具体的な流量としては600〜900mL/min(sccm)であることが好ましい。ただし、希ガスの流量はハードマスク層104の材料によって異なり、ハードマスク層104がアモルファスカーボンの場合には800mL/min(sccm)以上が好ましい。しかしPolyMask材料を用いた場合には、300mL/min(sccm)以下にすることが好ましい。
The rare gas is added to secure etching hole detachability, to dilute the CF-based gas to balance the processing gas, and to control the deposit and F. It is preferable to add ~ 90%. A specific flow rate is preferably 600 to 900 mL / min (sccm). However, the flow rate of the rare gas varies depending on the material of the
希ガスとしてはArおよびXeを好適に用いることができる。特に希ガスとしてXeを用いることにより、Cのキャリアとしての機能が高まり、エッチングの直線性を向上させることができ、ハードマスク層104のエッチング形状および酸化膜103のエッチング形状を良好にすることができる。
Ar and Xe can be suitably used as the rare gas. In particular, by using Xe as a rare gas, the function as a carrier of C can be enhanced, the etching linearity can be improved, and the etching shape of the
酸化膜103に先立って行われるハードマスク層104のエッチングにおいては、通常の条件でエッチングが行われる。例えば、ハードマスク層104がアモルファスカーボンの場合には、例えばC4F6+希ガス(Ar)+O2が例示される。
In the etching of the
このようにチャンバ10内にエッチングのための処理ガスを導入した状態で、第1の高周波電源48からプラズマ生成用の高周波電力を所定のパワーで上部電極34に印加するとともに、第2の高周波電源90よりイオン引き込み用の高周波を所定のパワーで下部電極であるサセプタ16に印加する。そして、可変直流電源50から所定の直流電圧を上部電極34に印加する。さらに、静電チャック18のための直流電源22から直流電圧を静電チャック18の電極20に印加して、半導体ウエハWをサセプタ16に固定する。
In this manner, with the processing gas for etching being introduced into the
上部電極34の電極板36に形成されたガス吐出孔37から吐出された処理ガスは、高周波電力により生じた上部電極34と下部電極であるサセプタ16間のグロー放電中でプラズマ化し、このプラズマで生成されるラジカルやイオンによって、まず図4の(a)に示すように、フォトレジスト膜106をマスクとしてハードマスク層104がエッチングされてレジストパターンが転写され、次いで、図4の(b)に示すように、ハードマスク層104をマスクとして酸化膜103がエッチングされてホール107が形成される。
The processing gas discharged from the
上部電極34には高い周波数領域(例えば、10MHz以上)の高周波電力を供給するので、プラズマを好ましい状態で高密度化することができ、より低圧の条件下でも高密度プラズマを形成することができる。
Since high frequency power in a high frequency region (for example, 10 MHz or more) is supplied to the
しかし、このように高周波電力のみを印加し、上記処理ガスを用いて酸化膜をエッチングする場合には、エッチングの形状性は確保することができるが、ハードマスク層104に対するエッチング選択比が低く、図5に示すように、酸化膜103のエッチングが終了する前にハードマスク層104が消失してしまう。
However, when only the high frequency power is applied and the oxide film is etched using the processing gas, the etching shape can be ensured, but the etching selectivity with respect to the
そこで、本実施形態では、このようにプラズマを形成する際に、上部電極34に可変直流電源50から所定の極性および大きさの直流電圧を印加する。この際の印加電圧を適切に調整することによりハードマスク層104に対する選択比を良好にすることができ、図6に示すように、ハードマスク層104を残存させた状態で酸化膜103を形状性良くエッチングすることができる。このときの直流電圧の絶対値は800〜1200Vが好ましい。
Therefore, in the present embodiment, a DC voltage having a predetermined polarity and magnitude is applied from the variable
このことをより具体的に説明する。
上部電極34には、従前のエッチングプロセス、特に上部電極34への高周波電力が小さいエッチングプロセスによってポリマーが付着している。そして、エッチング処理を行う際に上部電極34に適切な直流電圧を印加すると、図7に示すように、上部電極の自己バイアス電圧Vdcを深くすること、つまり上部電極34表面でのVdcの絶対値を大きくすることができる。このため、上部電極34に付着しているポリマーが印加された直流電圧によってスパッタされて半導体ウエハWに供給され、ハードマスク層104の上に付着する。これによりハードマスク層104がエッチングされ難くなり、高い選択比で酸化膜103をエッチングすることができるようになる。
This will be described more specifically.
The polymer is attached to the
また、酸化膜103をエッチングする際に、このように上部電極34に直流電圧を印加すると、プラズマが形成される際に上部電極34近傍に生成された電子が処理空間の鉛直方向へ加速され、その際の直流電圧等を適切に制御することにより、電子をビアの内部に到達させることができ、シェーディング効果を抑制してよりホール形状が良好になる。
Further, when a DC voltage is applied to the
また、プラズマを形成した際に上部電極34に直流電圧が印加されると、プラズマ拡散のために比較的中心部のプラズマ密度を上昇させることができるが、チャンバ10内の圧力が比較的高くかつ処理ガスとしてCF系ガスのような負性ガスを用いる場合には、チャンバ10内の中心部のプラズマ密度が低くなる傾向にあり、直流電圧印加により中心部のプラズマ密度を上昇させることにより均一なプラズマ密度を得ることができる。
Further, if a DC voltage is applied to the
なお、直流電圧を印加することにより、よりデポリッチな条件を選択してハードマスク層を用いずにフォトレジスト膜のみで選択比を確保することもできるが、その場合には間口にデポが付いてボーイングや先細り等が生じてしまう。したがって、ハードマスク層104を用いることは必須である。
In addition, by applying a DC voltage, it is possible to select a more depolicing condition and ensure a selection ratio only with a photoresist film without using a hard mask layer, but in that case a depot is attached to the frontage. Boeing, taper, etc. will occur. Therefore, it is essential to use the
次に、実際に本発明の方法における効果を確認した実験結果について説明する。
[実験1]
ここでは、Si基板の上に、エッチングストップ膜102として厚さ50nmのSiN膜を形成し、その上にエッチング対象である酸化膜103として厚さ1500nmのBPSG膜(下層)とTEOS膜(上層)を積層した2層膜を形成し、その上に、ハードマスク層104として500nmのアモルファスカーボン膜を形成し、その上に反射防止膜(BARC)105として60nmのSiON膜を形成し、さらにその上にフォトレジスト膜106として200nmのArFレジストを形成して図3に示す構造を有するサンプルを作製し、図1に示す装置によりハードマスク層104をエッチングした後、フォトレジスト膜106の残存分とハードマスク層104とをエッチングマスクとして酸化膜103を種々の条件でエッチングした。ここでは、径が90nmの円形のホールのエッチングを行った。酸化物エッチングに際し、チャンバ内圧力は2.7Pa、上部高周波パワーは1200W、下部高周波パワーは3800W、直流電圧は−1000V、温度は上部電極:95℃、下部電極:10℃とし、処理ガスとしてC3F8、C4F8、Ar、O2を用い、これらの流量を変化させてエッチングを行った。
Next, the experimental results for actually confirming the effect of the method of the present invention will be described.
[Experiment 1]
Here, a SiN film having a thickness of 50 nm is formed as an
まず、Ar流量を800mL/min(sccm)、O2流量を25mL/min(sccm)に固定してC4F8/C3F8を変化させてエッチングを行った。その際のエッチング形状を図8に示す。図8のAは、C4F8:35mL/min(sccm)およびC3F8:30mL/min(sccm)とし、Bは、C4F8:30mL/min(sccm)およびC3F8:35mL/min(sccm)とし、Cは、C4F8:25mL/min(sccm)およびC3F8:40mL/min(sccm)とし、Dは、C4F8:20mL/min(sccm)およびC3F8:45mL/min(sccm)とした。この図に示すように、Cが開口のショルダー部分の形状が最も良かった。 First, etching was performed by changing the C 4 F 8 / C 3 F 8 while fixing the Ar flow rate to 800 mL / min (sccm) and the O 2 flow rate to 25 mL / min (sccm). The etching shape at that time is shown in FIG. 8A shows C 4 F 8 : 35 mL / min (sccm) and C 3 F 8 : 30 mL / min (sccm), and B shows C 4 F 8 : 30 mL / min (sccm) and C 3 F 8. : 35 mL / min (sccm), C is C 4 F 8 : 25 mL / min (sccm) and C 3 F 8 : 40 mL / min (sccm), and D is C 4 F 8 : 20 mL / min (sccm) ) And C 3 F 8 : 45 mL / min (sccm). As shown in this figure, C had the best shape of the shoulder portion of the opening.
次に、C4F8/C3F8を上記Cの組成に固定し、ArとO2の流量を変化させ、他の条件は上記試験と同様にしてエッチングを行った。その際のエッチング形状を図9に示す。図9のEは、Ar:500mL/min(sccm)およびO2:34mL/min(sccm)とし、Fは、Ar:700mL/min(sccm)およびO2:32mL/min(sccm)とし、Gは、Ar:900mL/min(sccm)およびO2:30mL/min(sccm)とし、Hは、Ar:1100mL/min(sccm)およびO2:28mL/min(sccm)とした。この中では、Gが開口のショルダー部分の形状が改善され、形状が最も良かった。さらに、ガス比をセンターリッチに変化させてプロセスチューニングを行ったところ、図10に示すようなボーイングが生じない良好な形状が得られた。このときのトップCD、ボーイングが生じていた中間のCD、ボトムCDは、ウエハのセンターでは、それぞれ89nm、89nm、74nm、ミドルでは、それぞれ91nm、93nm、75nm、エッジでは、それぞれ85nm、87nm、73nmと良好な値を示した。 Next, C 4 F 8 / C 3 F 8 was fixed to the composition of C, and the flow rates of Ar and O 2 were changed. Etching was performed in the same manner as in the above test under other conditions. The etching shape at that time is shown in FIG. E in FIG. 9 is Ar: 500 mL / min (sccm) and O 2 : 34 mL / min (sccm), F is Ar: 700 mL / min (sccm) and O 2 : 32 mL / min (sccm), G Was Ar: 900 mL / min (sccm) and O 2 : 30 mL / min (sccm), and H was Ar: 1100 mL / min (sccm) and O 2 : 28 mL / min (sccm). Among these, G improved the shape of the shoulder portion of the opening, and the shape was the best. Furthermore, when process tuning was performed by changing the gas ratio to center rich, a good shape without bowing as shown in FIG. 10 was obtained. At this time, the top CD, the intermediate CD where the bowing occurred, and the bottom CD are 89 nm, 89 nm and 74 nm at the wafer center, respectively 91 nm, 93 nm and 75 nm at the middle, and 85 nm, 87 nm and 73 nm at the edge, respectively. And showed good values.
以上から、C3F8が多く、Arが多い所定の条件でエッチングの形状性が良好になることが確認された。 From the above, it has been confirmed that the etching shape is good under the predetermined conditions with a large amount of C 3 F 8 and a large amount of Ar.
[実験2]
ここでは、実験1と同様の構造のサンプルを作製し、図1に示す装置によりハードマスク層104をエッチングした後、フォトレジスト膜106の残存分とハードマスク層104とをエッチングマスクとして酸化膜103のエッチングを行った。ここでは、圧力:2.7Pa、温度が上部電極:95℃、下部電極:10℃を固定条件とし、条件Iでは、上部高周波パワー:1200W、下部高周波パワー:3800W、直流電圧:−1000V、C4F8:40mL/min(sccm)、C3F8:25mL/min(sccm)、Ar:900mL/min(sccm)、O2:30mL/min(sccm)とし、条件Jでは、上部高周波パワー:1200W、下部高周波パワー:3800W、直流電圧:−1000V、C4F8:25mL/min(sccm)、C3F8:40mL/min(sccm)、Ar:1000mL/min(sccm)、O2:28mL/min(sccm)とし、条件Kでは、上部高周波パワー:1500W、下部高周波パワー:4500W、直流電圧:−1100V、C4F8:25mL/min(sccm)、C3F8:40mL/min(sccm)、Ar:1000mL/min(sccm)、O2:25mL/min(sccm)としてエッチングを行った。その結果を図11に示す。この図に示すように、条件I→条件Jに示すように、C4F8に対するC3F8の量が多くなるとエッチング形状が良好になり、条件J→条件Kに示すように、上部高周波パワーおよび下部高周波パワーを上昇させ、直流電圧を上昇させ、O2を減らすことにより、さらにCDがシュリンクしてさらに良好なエッチング形状が得られた。
[Experiment 2]
Here, a sample having the same structure as in Experiment 1 is prepared, and after etching the
[実験3]
ここでは、Si基板101の上に、エッチングストップ膜102として厚さ40nmのSiN膜を形成し、その上にエッチング対象である酸化膜103として厚さ2.0μmのPSGを形成し、その上に、ハードマスク層104として400nmのアモルファスカーボン膜を形成し、その上に反射防止膜(BARC)105として60nmのSiON膜を形成し、さらにその上にフォトレジスト膜106として200nmのArFレジストを形成して図3に示す構造を有するサンプルを作製し、図1に示す装置によりハードマスク層104をエッチングした後、フォトレジスト膜106の残存分とハードマスク層104とをエッチングマスクとして酸化膜103を種々の条件でエッチングした。ここでは、長径が160nm、短径が80nmの楕円形で、アスペクト比が25のホールのエッチングを行った。酸化物エッチングに際し、チャンバ内圧力は3.3Pa、上部高周波パワーは1000W、下部高周波パワーは4500W、直流電圧は−500V、温度は上部電極:95℃、下部電極:50℃とし、処理ガスとしてC3F8、C4F8、Xe、O2を用い、Xeの流量を400mL/min(sccm)に固定して、他を変化させた。条件Lでは、C4F8:20mL/min(sccm)、C3F8:20mL/min(sccm)、O2:12.5mL/min(sccm)とし(C3F8/C4F8=1)、条件Mでは、C4F8:10mL/min(sccm)、C3F8:30mL/min(sccm)、O2:10mL/min(sccm)(C3F8/C4F8=3)とし、条件Nでは、C4F8:6.7mL/min(sccm)、C3F8:33.3mL/min(sccm)、O2:7.5mL/min(sccm)(C3F8/C4F8=5)としてエッチングを行った。その結果を図12に示す。この図からC3F8/C4F8が1から3でエッジ側のボーイングが著しく改善し、C3F8/C4F8=5でエッジ側のボーイングはほぼなくなるが、センターの間口の拡がりが顕著になる傾向が見られた。また、C3F8の比率を上昇させることによりエッチング選択比が落ちていくことが確認された。このようにC3F8の比率が上昇するにつれて、ボーイング→ボーイングレス→間口の拡がりというように変化していく。センターおよびエッジの形状差、選択比を考慮すると、C3F8/C4F8=3が最適値であることが確認された。ただし、ボーイングが改善されるC3F8/C4F8比は、ハードマスク層の厚さ、硬さ、酸化膜の硬さホールの短軸/長軸比によって異なってくると考えられる。
[Experiment 3]
Here, a SiN film having a thickness of 40 nm is formed on the
[実験4]
ここでは、DC印加によるエッチング均一性について確認した。
Si基板101の上に、エッチングストップ膜102として厚さ60nmのSiN膜を形成し、その上にエッチング対象である酸化膜103として厚さ2000nmのBPSGを形成し、その上に反射防止膜(BARC)105として60nmのSiON膜を形成し、さらにその上にフォトレジスト膜106として650nmのArFレジストを形成して図3からハードマスク層104を除いた構造を有するサンプルを作製し、図1に示す装置によりフォトレジスト膜106をエッチングマスクとして酸化膜103を種々の条件でエッチングした。処理ガスとしてC4F6、CF4、Ar、O2を用い、C4F6:40mL/min(sccm)、CF4:60mL/min(sccm)、Ar:350mL/min(sccm)、O2:45mL/min(sccm)とし、圧力:2.67Pa(20mTorr)として、上部高周波パワーおよび直流電圧を変化させてエッチングレートと選択比を求めた。その結果図13に示すようになった。この図から、直流電圧を上げるとセンターのホールエッチングレートが上昇し、上部高周波パワーを上げるとエッジのホールエッチングレートが上昇することがわかる。このことから、上部電極へ印加する直流電圧または上部高周波パワーで面内エッチングレートをコントロールし得ることが確認された。また、センター/エッジのエッチングレートの逆転も容易に行うことができる。
[Experiment 4]
Here, the etching uniformity by DC application was confirmed.
On the
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、ハードマスク層としてアモルファスカーボンを用いた場合について示したが、上述のように他の従来から用いられているハードマスク材料を用いることができる。また、酸化膜としてTEOSを原料にして成膜したものやBPSG、PSGを例示したが、これに限るものではない。 The present invention can be variously modified without being limited to the above embodiment. For example, although the case where amorphous carbon is used as the hard mask layer has been described in the above embodiment, other conventionally used hard mask materials can be used as described above. In addition, the oxide film formed using TEOS as a raw material, BPSG, and PSG are exemplified, but the present invention is not limited thereto.
また、本発明が適用される装置についても図1のものに限定されるものではなく、以下に示す種々のものを用いることができる。例えば、上部電極を中心と周辺に2分割して高周波の印加パワーをそれぞれ調整することができるタイプのものを用いてもよい。また、図14に示すように、下部電極であるサセプタ16に第1の高周波電源48′からプラズマ生成用の例えば40MHzの高周波電力を印加するとともに、第2の高周波電源90′からイオン引き込み用の例えば2MHzの高周波電力を印加する下部2周波印加タイプのプラズマエッチング装置を適用することもできる。図示のように上部電極234に可変直流電源166を接続して所定の直流電圧を印加することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
Further, the apparatus to which the present invention is applied is not limited to that shown in FIG. 1, and various apparatuses shown below can be used. For example, a type in which the upper electrode is divided into two at the center and the periphery and the applied power of the high frequency can be adjusted respectively. Further, as shown in FIG. 14, for example, a high frequency power of 40 MHz for plasma generation is applied from the first high frequency power supply 48 'to the
さらに、図15に示すように、図14において下部電極であるサセプタ16に接続されている第1の高周波電源48′および第2の高周波電源90′の代わりに高周波電源170を接続し、この高周波電源170からプラズマ形成用およびバイアス形成用を兼ねた例えば40MHzの高周波電力を印加するタイプのプラズマエッチング装置であっても適用することができ、この場合も図14の場合と同様、上部電極234に可変直流電源166を接続して所定の直流電圧を印加することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 15, a high
10…チャンバ(処理容器)
16…サセプタ(下部電極)
34…上部電極
44…給電棒
46,88…整合器
48…第1の高周波電源
50…可変直流電源
51…コントローラ
52…オン・オフスイッチ
66…処理ガス供給源
84…排気装置
90…第2の高周波電源
91…GNDブロック
101…Si基板
102…エッチングストップ膜
103…酸化膜
104…ハードマスク層
105…反射防止膜(BARC)
106…フォトレジスト膜
W…半導体ウエハ(被処理基板)
10 ... Chamber (processing container)
16 ... susceptor (lower electrode)
34 ...
106: Photoresist film W: Semiconductor wafer (substrate to be processed)
Claims (9)
前記処理容器内にエッチング対象の酸化膜、ハードマスク層、パターン化されたフォトレジストが順次形成された基板を搬入し、前記下部電極に載置する工程と、
前記処理容器内にCxFy(xは3以下の整数、yは8以下の整数)、C4F8、希ガス、O2を含む処理ガスを供給する工程と、
前記上部電極または前記下部電極に高周波電力を印加して前記処理ガスのプラズマを生成する工程と、
前記下部電極にバイアス用の高周波電力を印加する工程と、
前記上部電極に直流電圧を印加する工程と
を有することを特徴とするプラズマエッチング方法。 In a processing chamber that can be evacuated, a lower electrode that functions as a substrate mounting table and an upper electrode that is formed to face the lower electrode are provided. A high-frequency high-frequency power is applied, a relatively low-frequency high-frequency power for bias is applied to the lower electrode, a DC voltage is applied to the upper electrode, and the processing gas supplied into the processing vessel A plasma etching method of plasma-etching an oxide film formed on a substrate through a hard mask layer using a plasma etching apparatus that performs plasma etching by converting the plasma into a plasma,
A step of carrying a substrate in which an oxide film to be etched, a hard mask layer, and a patterned photoresist are sequentially formed in the processing container, and placing the substrate on the lower electrode;
Supplying a processing gas containing C x F y (x is an integer of 3 or less, y is an integer of 8 or less), C 4 F 8 , a rare gas, and O 2 into the processing container;
Applying high frequency power to the upper electrode or the lower electrode to generate plasma of the processing gas;
Applying bias high frequency power to the lower electrode;
And a step of applying a direct current voltage to the upper electrode.
前記処理容器内にエッチング対象の酸化膜、ハードマスク層、パターン化されたフォトレジストが順次形成された基板を搬入し、前記下部電極に載置する工程と、
前記処理容器内にCxFy(xは3以下の整数、yは8以下の整数)、C4F8、希ガス、O2を含む処理ガスを供給する工程と、
前記下部電極にプラズマ生成用およびバイアス用を兼ねた高周波電力を印加して前記処理ガスのプラズマを生成するとともにバイアスを印加する工程と、
前記上部電極に直流電圧を印加する工程と
を有することを特徴とするプラズマエッチング方法。 In a processing chamber that can be evacuated, a lower electrode that functions as a substrate mounting table and an upper electrode that is formed so as to face the lower electrode are provided, and the lower electrode serves as both a plasma generator and a bias. Using a plasma etching apparatus that applies a high frequency power, applies a DC voltage to the upper electrode, converts the processing gas supplied into the processing vessel into plasma and performs plasma etching,
A step of carrying a substrate in which an oxide film to be etched, a hard mask layer, and a patterned photoresist are sequentially formed in the processing container, and placing the substrate on the lower electrode;
Supplying a processing gas containing C x F y (x is an integer of 3 or less, y is an integer of 8 or less), C 4 F 8 , a rare gas, and O 2 into the processing container;
Applying a bias while generating a plasma of the processing gas by applying high-frequency power that serves both as a plasma generator and a bias to the lower electrode;
And a step of applying a direct current voltage to the upper electrode.
前記制御プログラムは、実行時に、請求項1から請求項8のいずれかの方法が行われるようにコンピュータに前記プラズマエッチング装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。 In a processing chamber that can be evacuated, a lower electrode that functions as a substrate mounting table and an upper electrode that is formed to face the lower electrode are provided. A high frequency power having a high frequency is applied, and a high frequency power having a relatively low frequency for bias is applied to the lower electrode, or a high frequency power that serves both as a plasma generator and a bias is applied to the lower electrode. A control program that operates on a computer is stored for controlling a plasma etching apparatus that applies plasma, applies a DC voltage to the upper electrode, converts the processing gas supplied into the processing vessel into plasma, and performs plasma etching. A computer-readable storage medium,
A computer-readable storage medium characterized in that, when executed, the control program causes a computer to control the plasma etching apparatus so that the method of any one of claims 1 to 8 is performed.
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