JP2023055335A - Etching method and etching device - Google Patents

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Abstract

To provide an etching method and an etching device capable of improving an etching rate.SOLUTION: An etching method according to an exemplary embodiment includes a step (a) of using a first process gas to form a first layer containing nitrogen atoms and hydrogen atoms on the surface of a film to be etched, a step (b) of reforming the first layer into a second layer using a second process gas containing halogen atoms and hydrogen atoms, and a step (c) of using plasma generated from a third process gas to etch the film to be etched having the second layer formed thereon.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示の例示的実施形態は、エッチング方法及びエッチング装置に関するものである。 An exemplary embodiment of the present disclosure relates to an etching method and an etching apparatus.

特許文献1は、フッ化水素を用いてシリコン酸化膜をプラズマエッチングする方法を開示する。 Patent Document 1 discloses a method of plasma etching a silicon oxide film using hydrogen fluoride.

特開2020-136669号公報JP 2020-136669 A

本開示は、エッチングレートを向上できるエッチング方法及びエッチング装置を提供する。 The present disclosure provides an etching method and etching apparatus capable of improving the etching rate.

一つの例示的実施形態において、エッチング対象膜のエッチング方法は、(a)前記エッチング対象膜の表面に、第1処理ガスを用いて、窒素原子及び水素原子を含む第1層を形成する工程と、(b)ハロゲン原子及び水素原子を含む第2処理ガスを用いて、前記第1層を第2層に改質する工程と、(c)第3処理ガスから生成されるプラズマを用いて、前記表面に前記第2層が形成された前記エッチング対象膜をエッチングする工程と、を含む。 In one exemplary embodiment, a method for etching a film to be etched includes the steps of: (a) forming a first layer containing nitrogen atoms and hydrogen atoms on a surface of the film to be etched using a first process gas; (b) reforming the first layer into a second layer using a second process gas comprising halogen atoms and hydrogen atoms; and (c) using a plasma generated from a third process gas, Etching the etching target film having the second layer formed on the surface thereof.

一つの例示的実施形態によれば、エッチングレートを向上できるエッチング方法及びエッチング装置が提供され得る。 According to one exemplary embodiment, an etching method and an etching apparatus that can improve the etching rate can be provided.

図1は、一つの例示的実施形態に係るエッチング装置を概略的に示す図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an etching apparatus according to one exemplary embodiment. 図2は、一つの例示的実施形態に係るエッチング装置を概略的に示す図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an etching apparatus according to one exemplary embodiment. 図3は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法のフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of an etching method according to one exemplary embodiment. 図4は、一例の基板の部分拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of an example substrate. 図5は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment. 図6は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment. 図7は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment. 図8は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法を実行することによって得られる一例の基板の部分拡大断面図である。FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view of an example substrate obtained by performing an etching method according to one exemplary embodiment. 図9は、第1実験~第5実験においてエッチング方法を実行した際のエッチングレートを示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the etching rate when the etching method was executed in the first to fifth experiments. 図10は、第3実験及び第6実験~第8実験においてエッチング方法を実行した際のエッチングレートを示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the etching rate when the etching method was executed in the third experiment and the sixth to eighth experiments. 図11は、第3実験、第5実験及び第9実験~第14実験においてエッチング方法を実行した際のエッチングレートを示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the etching rate when the etching method was executed in the 3rd experiment, the 5th experiment, and the 9th to 14th experiments. 図12は、第15実験~第19実験においてエッチング方法を実行した際のエッチング量を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the etching amount when the etching method was performed in the 15th to 19th experiments.

以下、種々の例示的実施形態について説明する。 Various exemplary embodiments are described below.

一つの例示的実施形態において、エッチング対象膜のエッチング方法は、(a)前記エッチング対象膜の表面に、第1処理ガスを用いて、窒素原子及び水素原子を含む第1層を形成する工程と、(b)ハロゲン原子及び水素原子を含む第2処理ガスを用いて、前記第1層を第2層に改質する工程と、(c)第3処理ガスから生成されるプラズマを用いて、前記表面に前記第2層が形成された前記エッチング対象膜をエッチングする工程と、を含む。 In one exemplary embodiment, a method for etching a film to be etched includes the steps of: (a) forming a first layer containing nitrogen atoms and hydrogen atoms on a surface of the film to be etched using a first process gas; (b) reforming the first layer into a second layer using a second process gas comprising halogen atoms and hydrogen atoms; and (c) using a plasma generated from a third process gas, Etching the etching target film having the second layer formed on the surface thereof.

上記実施形態のエッチング方法によれば、(c)において、プラズマのエネルギーにより、第2層に含まれるハロゲン原子とエッチング対象膜との反応が促進される。その結果、エッチング対象膜のエッチングレートを向上できる。 According to the etching method of the above embodiment, in (c), plasma energy promotes the reaction between the halogen atoms contained in the second layer and the film to be etched. As a result, the etching rate of the etching target film can be improved.

前記エッチング対象膜は窒素原子を含有する膜を含み、前記第1処理ガスは水素原子を含んでもよい。 The etching target film may include a film containing nitrogen atoms, and the first process gas may contain hydrogen atoms.

前記エッチング対象膜は窒素原子を含有しない膜を含み、前記第1処理ガスは水素原子及び窒素原子を含んでもよい。 The etching target film may include a film containing no nitrogen atoms, and the first process gas may contain hydrogen atoms and nitrogen atoms.

前記エッチング対象膜は水素原子又は水素含有ガスを含有する膜を含み、前記第1処理ガスは窒素原子を含んでもよい。 The etching target film may include a film containing hydrogen atoms or a hydrogen-containing gas, and the first process gas may contain nitrogen atoms.

前記第1処理ガスが、水素ガス及び窒素ガスを含んでもよい。この場合、例えばアンモニア、又はアミノ基を有する化合物を含む第1層が形成される。 The first process gas may contain hydrogen gas and nitrogen gas. In this case, a first layer is formed which contains, for example, ammonia or a compound having an amino group.

前記第2処理ガスが、ハロゲン化水素及びハロゲン化アルキルのうち少なくとも1つを含んでもよい。 The second process gas may include at least one of hydrogen halide and alkyl halide.

前記第2処理ガスが、フッ化水素ガスを含んでもよい。この場合、フッ化水素が第1層と結合することによって第2層が形成される。 The second processing gas may contain hydrogen fluoride gas. In this case, the second layer is formed by combining hydrogen fluoride with the first layer.

前記第2処理ガスが、水素含有ガス及びハロゲン含有ガスを含んでもよい。 The second process gas may contain a hydrogen-containing gas and a halogen-containing gas.

前記(c)では、前記プラズマ中のイオンを前記エッチング対象膜の前記表面に照射することによって、前記エッチング対象膜がエッチングされてもよい。この場合、イオン照射のエネルギーによって、第2層に含まれるハロゲン原子とエッチング対象膜との反応が更に促進される。 In the above (c), the etching target film may be etched by irradiating the surface of the etching target film with ions in the plasma. In this case, the energy of the ion irradiation further promotes the reaction between the halogen atoms contained in the second layer and the film to be etched.

前記(a)、前記(b)及び前記(c)が同時に行われてもよい。 The above (a), the above (b) and the above (c) may be performed simultaneously.

前記(b)は前記(a)の後に行われ、前記(c)は前記(b)の後に行われてもよい。 (b) may be performed after (a), and (c) may be performed after (b).

前記(b)では、プラズマを生成することなく前記第2処理ガスを用いてもよい。 In (b), the second processing gas may be used without generating plasma.

前記(b)では、前記第2処理ガスから生成されるプラズマを用いてもよい。 In (b), plasma generated from the second process gas may be used.

上記エッチング方法は、前記(c)の後、前記(a)と前記(b)と前記(c)とを繰り返す工程を更に含んでもよい。 The etching method may further include a step of repeating (a), (b), and (c) after (c).

前記エッチング対象膜はシリコン含有膜を含んでもよい。 The etching target layer may include a silicon-containing layer.

前記(a)、前記(b)及び前記(c)のそれぞれにおいて、前記エッチング対象膜を含む基板の温度が70℃以下に設定されてもよい。 In each of (a), (b), and (c), the temperature of the substrate including the film to be etched may be set to 70° C. or less.

一つの例示的実施形態において、シリコン酸化膜のエッチング方法は、水素ガス、窒素ガス及びフッ化水素ガスを含む処理ガスから生成されるプラズマを用いて、前記シリコン酸化膜をエッチングする工程を含む。 In one exemplary embodiment, a method of etching a silicon oxide film includes etching the silicon oxide film using plasma generated from a process gas including hydrogen gas, nitrogen gas, and hydrogen fluoride gas.

上記実施形態のエッチング方法によれば、シリコン酸化膜のエッチングレートを向上できる。エッチングレートが向上するメカニズムは以下のように考えられるが、これに限定されない。水素ガス及び窒素ガスによりシリコン酸化膜の表面に、窒素原子及び水素原子を含む第1層が形成される。第1層にフッ化水素が結合することによって、第1層は第2層に改質される。プラズマのエネルギーにより、第2層に含まれるフッ素原子とシリコン酸化膜との反応が促進される。その結果、シリコン酸化膜のエッチングレートを向上できる。 According to the etching method of the above embodiment, the etching rate of the silicon oxide film can be improved. The mechanism by which the etching rate is improved is thought to be as follows, but is not limited to this. A first layer containing nitrogen atoms and hydrogen atoms is formed on the surface of the silicon oxide film by hydrogen gas and nitrogen gas. The bonding of hydrogen fluoride to the first layer reforms the first layer into the second layer. The plasma energy accelerates the reaction between the fluorine atoms contained in the second layer and the silicon oxide film. As a result, the etching rate of the silicon oxide film can be improved.

前記エッチングする工程において、前記シリコン酸化膜を含む基板の温度が70℃以下に設定されてもよい。 In the step of etching, the temperature of the substrate including the silicon oxide film may be set to 70° C. or lower.

前記処理ガスの全流量に対する前記フッ化水素ガスの流量の割合は、50体積%以上90体積%以下であってもよい。この場合、シリコン酸化膜のエッチングレートを更に向上できる。 A ratio of the flow rate of the hydrogen fluoride gas to the total flow rate of the processing gas may be 50% by volume or more and 90% by volume or less. In this case, the etching rate of the silicon oxide film can be further improved.

前記水素ガス及び前記窒素ガスの合計流量に対する前記水素ガスの流量の割合は、75体積%以下であってもよい。この場合、シリコン酸化膜のエッチングレートを更に向上できる。 A ratio of the flow rate of the hydrogen gas to the total flow rate of the hydrogen gas and the nitrogen gas may be 75% by volume or less. In this case, the etching rate of the silicon oxide film can be further improved.

一つの例示的実施形態において、エッチング装置は、チャンバと、前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持部であり、前記基板は、エッチング対象膜を含む、基板支持部と、第1処理ガス、第2処理ガス及び第3処理ガスのそれぞれを前記チャンバ内に供給するように構成されたガス供給部であり、前記第2処理ガスはハロゲン原子及び水素原子を含む、ガス供給部と、前記第3処理ガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部と、制御部と、を備え、前記制御部は、(a)前記エッチング対象膜の表面に、前記第1処理ガスを用いて、窒素原子及び水素原子を含む第1層を形成し、(b)前記第2処理ガスを用いて、前記第1層を第2層に改質し、(c)前記第3処理ガスから生成されるプラズマを用いて、前記表面に前記第2層が形成された前記エッチング対象膜をエッチングするよう、前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御するように構成される。 In one exemplary embodiment, an etching apparatus is a chamber, a substrate support for supporting a substrate within the chamber, the substrate including a film to be etched, and a first process gas. a gas supply configured to supply each of a second process gas and a third process gas into the chamber, the second process gas comprising halogen atoms and hydrogen atoms; a plasma generator configured to generate plasma from a third process gas; and a controller, wherein the controller performs (a) on the surface of the film to be etched using the first process gas; forming a first layer comprising nitrogen atoms and hydrogen atoms; (b) using the second process gas to reform the first layer into a second layer; (c) generated from the third process gas and controlling the gas supply unit and the plasma generation unit to etch the etching target film having the second layer formed on the surface by using the plasma.

上記実施形態のエッチング装置によれば、(c)において、プラズマのエネルギーにより、第2層に含まれるハロゲン原子とエッチング対象膜との反応が促進される。その結果、エッチング対象膜のエッチングレートを向上できる。 According to the etching apparatus of the above embodiment, in (c), the plasma energy promotes the reaction between the halogen atoms contained in the second layer and the film to be etched. As a result, the etching rate of the etching target film can be improved.

以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。 Various exemplary embodiments are described in detail below with reference to the drawings. In addition, suppose that the same code|symbol is attached|subjected to the part which is the same or equivalent in each drawing.

図1は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置1及び制御部2を含む。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置1は、基板処理装置又はエッチング装置の一例である。プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、基板支持部11及びプラズマ生成部12を含む。プラズマ処理チャンバ10は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部20に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム40に接続される。基板支持部11は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。 FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a plasma processing system. In one embodiment, a plasma processing system includes a plasma processing apparatus 1 and a controller 2 . The plasma processing system is an example of a substrate processing system, and the plasma processing apparatus 1 is an example of a substrate processing apparatus or an etching apparatus. The plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10 , a substrate support section 11 and a plasma generation section 12 . Plasma processing chamber 10 has a plasma processing space. The plasma processing chamber 10 also has at least one gas inlet for supplying at least one process gas to the plasma processing space and at least one gas outlet for exhausting gas from the plasma processing space. The gas supply port is connected to a gas supply section 20, which will be described later, and the gas discharge port is connected to an exhaust system 40, which will be described later. The substrate support 11 is arranged in the plasma processing space and has a substrate support surface for supporting the substrate.

プラズマ生成部12は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ(CCP;CapacitivelyCoupled Plasma)、誘導結合プラズマ(ICP;Inductively Coupled Plasma)、ECRプラズマ(Electron-Cyclotron-resonance plasma)、ヘリコン波励起プラズマ(HWP:HeliconWave Plasma)、又は、表面波プラズマ(SWP:Surface Wave Plasma)等であってもよい。また、AC(Alternating Current)プラズマ生成部及びDC(DirectCurrent)プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ACプラズマ生成部で用いられるAC信号(AC電力)は、100kHz~10GHzの範囲内の周波数を有する。従って、AC信号は、RF(RadioFrequency)信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、RF信号は、100kHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。 The plasma generator 12 is configured to generate plasma from at least one processing gas supplied within the plasma processing space. The plasma formed in the plasma processing space includes capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), ECR plasma (Electron-Cyclotron-resonance plasma), helicon wave excited plasma (HWP). Plasma), surface wave plasma (SWP: Surface Wave Plasma), or the like. Also, various types of plasma generators may be used, including AC (Alternating Current) plasma generators and DC (Direct Current) plasma generators. In one embodiment, the AC signal (AC power) used in the AC plasma generator has a frequency within the range of 100 kHz to 10 GHz. Accordingly, AC signals include RF (Radio Frequency) signals and microwave signals. In one embodiment, the RF signal has a frequency within the range of 100 kHz-150 MHz.

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、処理部2a1、記憶部2a2及び通信インターフェース2a3を含んでもよい。制御部2は、例えばコンピュータ2aにより実現される。処理部2a1は、記憶部2a2からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部2a2に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部2a2に格納され、処理部2a1によって記憶部2a2から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ2aに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース2a3に接続されている通信回線であってもよい。処理部2a1は、CPU(Central Processing Unit)であってもよい。記憶部2a2は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース2a3は、LAN(Local 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。 Controller 2 processes computer-executable instructions that cause plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described in this disclosure. Controller 2 may be configured to control elements of plasma processing apparatus 1 to perform the various processes described herein. In one embodiment, part or all of the controller 2 may be included in the plasma processing apparatus 1 . The control unit 2 may include a processing unit 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3. The control unit 2 is implemented by, for example, a computer 2a. Processing unit 2a1 can be configured to perform various control operations by reading a program from storage unit 2a2 and executing the read program. This program may be stored in the storage unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when necessary. The acquired program is stored in the storage unit 2a2, read from the storage unit 2a2 and executed by the processing unit 2a1. The medium may be various storage media readable by the computer 2a, or may be a communication line connected to the communication interface 2a3. The processing unit 2a1 may be a CPU (Central Processing Unit). The storage unit 2a2 may include RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. The communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).

以下に、プラズマ処理装置1の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図2は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。 A configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus as an example of the plasma processing apparatus 1 will be described below. FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus.

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は接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10の筐体とは電気的に絶縁される。 A capacitively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10 , a gas supply section 20 , a power supply 30 and an exhaust system 40 . Further, the plasma processing apparatus 1 includes a substrate support section 11 and a gas introduction section. The gas introduction is configured to introduce at least one process gas into the plasma processing chamber 10 . The gas introduction section includes a showerhead 13 . A substrate support 11 is positioned within the plasma processing chamber 10 . The showerhead 13 is arranged above the substrate support 11 . In one embodiment, showerhead 13 forms at least a portion of the ceiling of plasma processing chamber 10 . The plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10 s defined by a showerhead 13 , side walls 10 a of the plasma processing chamber 10 and a substrate support 11 . Plasma processing chamber 10 is grounded. The showerhead 13 and substrate support 11 are electrically insulated from the housing of the plasma processing chamber 10 .

基板支持部11は、本体部111及びリングアセンブリ112を含む。本体部111は、基板Wを支持するための中央領域111aと、リングアセンブリ112を支持するための環状領域111bとを有する。ウェハは基板Wの一例である。本体部111の環状領域111bは、平面視で本体部111の中央領域111aを囲んでいる。基板Wは、本体部111の中央領域111a上に配置され、リングアセンブリ112は、本体部111の中央領域111a上の基板Wを囲むように本体部111の環状領域111b上に配置される。従って、中央領域111aは、基板Wを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域111bは、リングアセンブリ112を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。 The substrate support portion 11 includes a body portion 111 and a ring assembly 112 . The body portion 111 has a central region 111 a for supporting the substrate W and an annular region 111 b for supporting the ring assembly 112 . A wafer is an example of a substrate W; The annular region 111b of the body portion 111 surrounds the central region 111a of the body portion 111 in plan view. The substrate W is arranged on the central region 111 a of the main body 111 , and the ring assembly 112 is arranged on the annular region 111 b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111 a of the main body 111 . Accordingly, the central region 111a is also referred to as a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 111b is also referred to as a ring support surface for supporting the ring assembly 112. FIG.

一実施形態において、本体部111は、基台1110及び静電チャック1111を含む。基台1110は、導電性部材を含む。基台1110の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック1111は、基台1110の上に配置される。静電チャック1111は、セラミック部材1111aとセラミック部材1111a内に配置される静電電極1111bとを含む。セラミック部材1111aは、中央領域111aを有する。一実施形態において、セラミック部材1111aは、環状領域111bも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック1111を囲む他の部材が環状領域111bを有してもよい。この場合、リングアセンブリ112は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック1111と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するRF電源31及び/又はDC電源32に結合される少なくとも1つのRF/DC電極がセラミック部材1111a内に配置されてもよい。この場合、少なくとも1つのRF/DC電極が下部電極として機能する。後述するバイアスRF信号及び/又はDC信号が少なくとも1つのRF/DC電極に供給される場合、RF/DC電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台1110の導電性部材と少なくとも1つのRF/DC電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極1111bが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部11は、少なくとも1つの下部電極を含む。 In one embodiment, body portion 111 includes base 1110 and electrostatic chuck 1111 . Base 1110 includes a conductive member. A conductive member of the base 1110 can function as a bottom electrode. An electrostatic chuck 1111 is arranged on the base 1110 . The electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within the ceramic member 1111a. Ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, the ceramic member 1111a also has an annular region 111b. Note that another member surrounding the electrostatic chuck 1111, such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may have the annular region 111b. In this case, the ring assembly 112 may be placed on the annular electrostatic chuck or the annular insulating member, or may be placed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulating member. Also, at least one RF/DC electrode coupled to an RF power source 31 and/or a DC power source 32, described below, may be disposed within the ceramic member 1111a. In this case, at least one RF/DC electrode functions as the bottom electrode. If a bias RF signal and/or a DC signal, described below, is applied to at least one RF/DC electrode, the RF/DC electrode is also called a bias electrode. Note that the conductive member of the base 1110 and at least one RF/DC electrode may function as a plurality of lower electrodes. Also, the electrostatic electrode 1111b may function as a lower electrode. Accordingly, the substrate support 11 includes at least one bottom electrode.

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。 Ring assembly 112 includes one or more annular members. In one embodiment, the one or more annular members include one or more edge rings and at least one cover ring. The edge ring is made of a conductive material or an insulating material, and the cover ring is made of an insulating material.

また、基板支持部11は、静電チャック1111、リングアセンブリ112及び基板のうち少なくとも1つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路1110a、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路1110aには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路1110aが基台1110内に形成され、1又は複数のヒータが静電チャック1111のセラミック部材1111a内に配置される。また、基板支持部11は、基板Wの裏面と中央領域111aとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。 Also, the substrate supporter 11 may include a temperature control module configured to control at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate to a target temperature. The temperature control module may include heaters, heat transfer media, channels 1110a, or combinations thereof. A heat transfer fluid, such as brine or gas, flows through flow path 1110a. In one embodiment, channels 1110 a are formed in base 1110 and one or more heaters are positioned in ceramic member 1111 a of electrostatic chuck 1111 . The substrate support 11 may also include a heat transfer gas supply configured to supply a heat transfer gas to the gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a.

シャワーヘッド13は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。シャワーヘッド13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス拡散室13b、及び複数のガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス拡散室13bを通過して複数のガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。また、シャワーヘッド13は、少なくとも1つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド13に加えて、側壁10aに形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。 The showerhead 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply 20 into the plasma processing space 10s. The showerhead 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and multiple gas introduction ports 13c. The processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s through a plurality of gas introduction ports 13c. Showerhead 13 also includes at least one upper electrode. In addition to the showerhead 13, the gas introduction part may include one or more side gas injectors (SGI: Side Gas Injectors) attached to one or more openings formed in the side wall 10a.

ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してシャワーヘッド13に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも1つの流量変調デバイスを含んでもよい。 Gas supply 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22 . In one embodiment, gas supply 20 is configured to supply at least one process gas from respective gas sources 21 through respective flow controllers 22 to showerhead 13 . Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure controlled flow controller. Additionally, gas supply 20 may include at least one flow modulation device for modulating or pulsing the flow rate of at least one process gas.

電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、少なくとも1つのRF信号(RF電力)を少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ生成部12の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を少なくとも1つの下部電極に供給することにより、基板Wにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Wに引き込むことができる。 Power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to plasma processing chamber 10 via at least one impedance match circuit. RF power supply 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power) to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode. Thereby, plasma is formed from at least one processing gas supplied to the plasma processing space 10s. Therefore, the RF power supply 31 can function as at least part of the plasma generator 12 . Also, by supplying a bias RF signal to at least one lower electrode, a bias potential is generated in the substrate W, and ion components in the formed plasma can be drawn into the substrate W. FIG.

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 RF power supply 31 includes a first RF generator 31a and a second RF generator 31b. The first RF generator 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit to generate a source RF signal (source RF power) for plasma generation. configured as In one embodiment, the source RF signal has a frequency within the range of 10 MHz to 150 MHz. In one embodiment, the first RF generator 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies. One or more source RF signals generated are provided to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode.

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。 A second RF generator 31b is coupled to the at least one lower electrode via at least one impedance matching circuit and configured to generate a bias RF signal (bias RF power). The frequency of the bias RF signal may be the same as or different from the frequency of the source RF signal. In one embodiment, the bias RF signal has a frequency lower than the frequency of the source RF signal. In one embodiment, the bias RF signal has a frequency within the range of 100 kHz to 60 MHz. In one embodiment, the second RF generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies. One or more bias RF signals generated are provided to at least one bottom electrode. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.

また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bを含む。一実施形態において、第1のDC生成部32aは、少なくとも1つの下部電極に接続され、第1のDC信号を生成するように構成される。生成された第1のDC信号は、少なくとも1つの下部電極に印加される。一実施形態において、第2のDC生成部32bは、少なくとも1つの上部電極に接続され、第2のDC信号を生成するように構成される。生成された第2のDC信号は、少なくとも1つの上部電極に印加される。 Power supply 30 may also include a DC power supply 32 coupled to plasma processing chamber 10 . The DC power supply 32 includes a first DC generator 32a and a second DC generator 32b. In one embodiment, the first DC generator 32a is connected to the at least one bottom electrode and configured to generate a first DC signal. The generated first DC signal is applied to at least one bottom electrode. In one embodiment, the second DC generator 32b is connected to the at least one top electrode and configured to generate a second DC signal. The generated second DC signal is applied to at least one top electrode.

種々の実施形態において、第1及び第2のDC信号がパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、DC信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第1のDC生成部32aと少なくとも1つの下部電極との間に接続される。従って、第1のDC生成部32a及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第2のDC生成部32b及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも1つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、1周期内に1又は複数の正極性電圧パルスと1又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第1及び第2のDC生成部32a,32bは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第1のDC生成部32aが第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。 In various embodiments, the first and second DC signals may be pulsed. In this case, a sequence of voltage pulses is applied to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode. The voltage pulses may have rectangular, trapezoidal, triangular, or combinations thereof pulse waveforms. In one embodiment, a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from a DC signal is connected between the first DC generator 32a and the at least one bottom electrode. Therefore, the first DC generator 32a and the waveform generator constitute a voltage pulse generator. When the second DC generator 32b and the waveform generator constitute a voltage pulse generator, the voltage pulse generator is connected to at least one upper electrode. The voltage pulse may have a positive polarity or a negative polarity. Also, the sequence of voltage pulses may include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses in one cycle. Note that the first and second DC generators 32a and 32b may be provided in addition to the RF power supply 31, and the first DC generator 32a may be provided instead of the second RF generator 31b. good.

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 exhaust system 40 may be connected to a gas outlet 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10, for example. Exhaust system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure regulating valve regulates the pressure in the plasma processing space 10s. Vacuum pumps may include turbomolecular pumps, dry pumps, or combinations thereof.

図3は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法のフローチャートである。図3に示されるエッチング方法(以下、「方法MT1」という)は、上記実施形態のエッチング装置により実行され得る。方法MT1は、基板Wに適用され得る。 FIG. 3 is a flowchart of an etching method according to one exemplary embodiment. The etching method shown in FIG. 3 (hereinafter referred to as "method MT1") can be performed by the etching apparatus of the above embodiment. Method MT1 may be applied to substrate W.

図4は、一例の基板の部分拡大断面図である。図4に示されるように、一実施形態において、基板Wは、エッチング対象膜REとマスクMKとを備え得る。マスクMKはエッチング対象膜RE上に設けられる。 FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of an example substrate. As shown in FIG. 4, in one embodiment the substrate W may comprise a film to be etched RE and a mask MK. A mask MK is provided on the etching target film RE.

エッチング対象膜REは、凹部R1を含んでもよい。凹部R1は、側壁R1s及び底部R1bを有する。凹部R1は、開口であってもよい。凹部R1は例えばホール又はトレンチである。凹部R1は、後述の工程ST3と同様に、プラズマ処理装置1を用いたプラズマエッチングにより形成され得る。エッチング対象膜REは、複数の凹部R1を含んでもよい。 The etching target film RE may include a recess R1. The recess R1 has sidewalls R1s and a bottom R1b. The recess R1 may be an opening. The recess R1 is, for example, a hole or trench. The recess R1 can be formed by plasma etching using the plasma processing apparatus 1, as in step ST3 described later. The etching target film RE may include a plurality of recesses R1.

エッチング対象膜REは、シリコン含有膜を含んでもよい。シリコン含有膜は、シリコン酸化膜(SiO膜)、シリコン窒化膜(SiN膜)、シリコン酸化窒化膜(SiON)、シリコン炭化膜(SiC膜)、シリコン炭化窒化膜(SiCN膜)、有機含有シリコン酸化膜(SiOCH膜)、及びシリコン膜(Si膜)のうち、いずれかの単層膜であってよいし、少なくとも2種を含む積層膜であってもよい。シリコン含有膜は、少なくとも2種のシリコン含有膜が交互に配列された多層膜であってもよい。なお、シリコン窒化膜(SiN膜)、シリコン酸化窒化膜(SiON膜)、又はシリコン炭化窒化膜(SiCN膜)は、窒素を含有するシリコン含有膜である。シリコン酸化膜(SiO膜)、シリコン炭化膜(SiC膜)、有機含有シリコン酸化膜(SiOCH膜)、又はシリコン膜(Si膜)は、窒素を含有しないシリコン含有膜である。シリコン膜(Si膜)は、単結晶シリコン膜、多結晶シリコン膜(Poly-Si膜)、又は非結晶シリコン膜(α-Si膜)であってもよい。 The etching target film RE may include a silicon-containing film. Silicon-containing films include silicon oxide films ( SiO2 films), silicon nitride films (SiN films), silicon oxynitride films (SiON), silicon carbide films (SiC films), silicon carbonitride films (SiCN films), organic-containing silicon It may be a single layer film of either an oxide film (SiOCH film) or a silicon film (Si film), or a laminated film containing at least two of them. The silicon-containing film may be a multilayer film in which at least two silicon-containing films are alternately arranged. A silicon nitride film (SiN film), a silicon oxynitride film (SiON film), or a silicon carbonitride film (SiCN film) is a silicon-containing film containing nitrogen. A silicon oxide film (SiO 2 film), a silicon carbide film (SiC film), an organic-containing silicon oxide film (SiOCH film), or a silicon film (Si film) is a silicon-containing film that does not contain nitrogen. The silicon film (Si film) may be a single crystal silicon film, a polycrystalline silicon film (Poly-Si film), or an amorphous silicon film (α-Si film).

エッチング対象膜REは、ゲルマニウム含有膜を含んでもよい。ゲルマニウム含有膜は、ゲルマニウム膜(Ge膜)及びシリコンゲルマニウム膜(SiGe膜)のいずれか1つの単層膜であってもよい。ゲルマニウム含有膜は、ゲルマニウム膜(Ge膜)及びシリコンゲルマニウム膜(SiGe膜)を含む積層膜であってもよい。 The etching target layer RE may include a germanium-containing layer. The germanium-containing film may be a single layer film of either a germanium film (Ge film) or a silicon germanium film (SiGe film). The germanium-containing film may be a laminated film including a germanium film (Ge film) and a silicon germanium film (SiGe film).

エッチング対象膜REは、金属含有膜を含んでもよい。金属含有膜は、例えば、タングステン(W)、炭化タングステン(WC)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)及びルテニウム(Ru)のうち少なくとも1つを含有してもよい。また、金属含有膜は、例えば、酸化アルミニウム(Al)などの金属酸化物を含有してもよい。 The etching target film RE may include a metal-containing film. The metal-containing film may contain, for example, at least one of tungsten (W), tungsten carbide (WC), aluminum (Al), titanium (Ti), titanium nitride (TiN), and ruthenium (Ru). The metal-containing film may also contain metal oxides such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ).

マスクMKは、開口OPを有する。開口OPに対応してエッチング対象膜REに凹部R1が設けられる。開口OPの幅は、例えば100nm以下であり得る。隣り合う開口OP間の距離は、例えば100nm以下であり得る。 The mask MK has an opening OP. A recess R1 is provided in the etching target film RE corresponding to the opening OP. The width of the opening OP can be, for example, 100 nm or less. A distance between adjacent openings OP may be, for example, 100 nm or less.

マスクMKは、有機膜を含んでもよい。有機膜は、スピンオンカーボン膜及びアモルファスカーボン膜の少なくとも一つを含み得る。エッチング対象膜REが有機膜を含む場合、マスクMKは、シリコン酸化膜を含んでもよい。 The mask MK may contain an organic film. The organic film can include at least one of a spin-on carbon film and an amorphous carbon film. When the etching target film RE includes an organic film, the mask MK may include a silicon oxide film.

以下、方法MT1について、方法MT1が上記実施形態のエッチング装置を用いて基板Wに適用される場合を例にとって、図3~図8を参照しながら説明する。図5~図7のそれぞれは、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。図8は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法を実行することによって得られる一例の基板の部分拡大断面図である。プラズマ処理装置1が用いられる場合には、制御部2によるプラズマ処理装置1の各部の制御により、プラズマ処理装置1において方法MT1が実行され得る。方法MT1では、図2に示されるように、プラズマ処理チャンバ10内に配置された基板支持部11上の基板Wを処理する。方法MT1により、基板Wはエッチングされ得る。 The method MT1 will be described below with reference to FIGS. 3 to 8, taking as an example the case where the method MT1 is applied to the substrate W using the etching apparatus of the above embodiment. Each of FIGS. 5-7 is a cross-sectional view showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment. FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view of an example substrate obtained by performing an etching method according to one exemplary embodiment. When the plasma processing apparatus 1 is used, the method MT1 can be executed in the plasma processing apparatus 1 by controlling each section of the plasma processing apparatus 1 by the control unit 2 . Method MT1 processes a substrate W on a substrate support 11 positioned within a plasma processing chamber 10, as shown in FIG. The substrate W may be etched by the method MT1.

図3に示されるように、方法MT1は、工程ST1、工程ST2、工程ST3及び工程ST4を含む。工程ST1~工程ST4は、順に実行され得る。工程ST1~工程ST3は同時に実行されてもよい。工程ST1及び工程ST2が同時に実行された後に工程ST3が実行されてもよい。工程ST1が実行された後に、工程ST2及び工程ST3が同時に実行されてもよい。工程ST3は、工程ST3の後の工程ST1と同時に行われてもよい。工程ST4は行われなくてもよい。工程ST1~工程ST4において、基板Wは、同一のプラズマ処理チャンバ10内で実行される、いわゆるin-situ(インサイチュ)で処理され得る。これにより、スループットが向上する。また、基板Wは各工程の間で大気に晒されることがないため、大気中の水分等による影響を受けることなく安定した処理が可能となる。 As shown in FIG. 3, method MT1 includes process ST1, process ST2, process ST3 and process ST4. Steps ST1 to ST4 may be performed in order. Steps ST1 to ST3 may be performed simultaneously. Process ST3 may be performed after process ST1 and process ST2 are performed simultaneously. After step ST1 is performed, step ST2 and step ST3 may be performed at the same time. Step ST3 may be performed simultaneously with step ST1 after step ST3. Process ST4 may not be performed. In the steps ST1 to ST4, the substrate W can be processed in-situ, which is performed within the same plasma processing chamber 10 . This improves throughput. In addition, since the substrate W is not exposed to the atmosphere between each process, it is possible to perform stable processing without being affected by moisture or the like in the atmosphere.

工程ST1~工程ST4において、基板Wの温度は、70℃以下、50℃以下又は20℃以下であってもよいし、更に-10℃以下であってもよい。基板Wの温度は、基板Wを支持するための基板支持部11の温度によって調整され得る。基板Wの温度は、例えばプラズマエッチングによって、基板支持部11の温度よりも高くなり得る。工程ST1~工程ST4において、基板支持部11の温度は、20℃以下、0℃以下又は-30℃以下に設定されてもよいし、更に-60℃以下に設定されてもよい。1つの例示的実施形態における基板Wと基板支持部11との温度差は、約50℃である。 In steps ST1 to ST4, the temperature of the substrate W may be 70° C. or lower, 50° C. or lower, 20° C. or lower, or even −10° C. or lower. The temperature of the substrate W can be adjusted by the temperature of the substrate support 11 for supporting the substrate W. FIG. The temperature of the substrate W can be higher than the temperature of the substrate support 11, for example by plasma etching. In steps ST1 to ST4, the temperature of the substrate supporting portion 11 may be set to 20° C. or lower, 0° C. or lower, or −30° C. or lower, or may be set to −60° C. or lower. The temperature difference between the substrate W and the substrate support 11 in one exemplary embodiment is about 50°C.

なお、基板Wの温度は、ブラインによって所定の温度に調整された基板支持部11の温度が、基板支持部11の表面および伝熱ガスを介して基板Wに伝熱されることにより調整される。また、基板Wはプラズマ励起用の第1高周波電力によって生成されるプラズマに曝され、プラズマからの光やバイアス用の第2高周波電力によって引き込まれたイオンが基板Wに照射されるため、基板Wの温度、特に基板Wのプラズマに面した表面温度は、調整された基板支持部11の温度より高くなる。また、温度調整された対向電極やチャンバ側壁からの輻射熱によっても、基板Wの温度が上昇する場合がある。そのため、基板支持部11の温度と基板Wの温度の間に差が生じる。 The temperature of the substrate W is adjusted by transferring the temperature of the substrate supporting portion 11 adjusted to a predetermined temperature by brine to the substrate W via the surface of the substrate supporting portion 11 and the heat transfer gas. In addition, the substrate W is exposed to plasma generated by the first high-frequency power for plasma excitation, and the substrate W is irradiated with light from the plasma and ions attracted by the second high-frequency power for bias. , particularly the surface temperature of the substrate W facing the plasma, will be higher than the temperature of the conditioned substrate support 11 . The temperature of the substrate W may also rise due to radiant heat from the temperature-controlled counter electrode and chamber side walls. Therefore, a difference occurs between the temperature of the substrate supporting portion 11 and the temperature of the substrate W. FIG.

1つの例示的実施形態における温度差は、約50℃であるが、プロセス条件や基板支持部11の設計による温度調整効率によって、温度差は異なる。また、エッチング処理中の実際の基板Wの温度を測定することが出来るか、もしくは、プロセス条件から基板支持部11の調整温度と実際の基板Wの表面温度との温度差が推測出来るならば、予め定められた温度範囲で基板Wの温度を調整するために基板支持部11の調整温度の設定値を増減してもよい。なお、第1高周波電力および第2高周波電力の出力が小さい条件など、基板支持部11の調整温度と実際のウェハの表面温度との温度差が小さいと推測されるならば、基板Wの温度と基板支持部11の温度とは同等と見做してもよい。 The temperature difference in one exemplary embodiment is about 50° C., but the temperature difference will vary depending on the process conditions and the temperature regulation efficiency of the substrate support 11 design. Also, if the actual temperature of the substrate W during the etching process can be measured, or if the temperature difference between the adjusted temperature of the substrate support 11 and the actual surface temperature of the substrate W can be estimated from the process conditions, In order to adjust the temperature of the substrate W within a predetermined temperature range, the setting value of the adjustment temperature of the substrate support part 11 may be increased or decreased. If the temperature difference between the adjustment temperature of the substrate supporting portion 11 and the actual surface temperature of the wafer is estimated to be small, such as when the outputs of the first high-frequency power and the second high-frequency power are small, the temperature of the substrate W The temperature of the substrate supporting portion 11 may be regarded as equivalent.

なお、プロセス条件や基板支持部11の設計による温度調整効率によって温度差が異なる場合であっても、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法における結果は基板Wの表面での反応によるものであるため、基板Wの温度を基準として用いることが望ましい。 It should be noted that the result of the etching method according to one exemplary embodiment is due to the reaction on the surface of the substrate W even if the temperature difference varies depending on the process conditions and the temperature control efficiency due to the design of the substrate support 11. Therefore, it is desirable to use the temperature of the substrate W as a reference.

また、工程ST1~工程ST4において、基板Wは、同一の真空搬送系に接続され、真空状態のまま基板Wを搬送可能な異なるプラズマ処理チャンバ10で実行される、いわゆるin-system(インシステム)で処理され得る。これにより、基板Wは各工程の間で大気に晒されることがないため、大気中の水分等による影響を受けることなく安定した処理が可能となる。 Further, in the steps ST1 to ST4, the substrate W is connected to the same vacuum transfer system and executed in different plasma processing chambers 10 capable of transferring the substrate W in a vacuum state, which is a so-called in-system. can be processed with As a result, the substrate W is not exposed to the atmosphere between each process, so that it is possible to perform stable processing without being affected by moisture in the atmosphere.

図5に示されるように、工程ST1では、例えば第1プラズマP1を用いて、エッチング対象膜REの表面に第1層F1を形成する。第1層F1は、基板Wの凹部R1の底部R1bに形成され得る。第1層F1は、凹部R1の側壁R1sに形成されなくてもよいし、凹部R1の側壁R1sに形成されてもよい。第1プラズマP1は第1処理ガスから生成される。工程ST1では、第1プラズマP1に基板Wを晒してもよい。第1プラズマP1は、基板Wの凹部R1の底部R1bに第1層F1を形成可能である。工程ST1では、プラズマを生成することなく、第1処理ガスを用いて、エッチング対象膜REの表面に第1層F1を形成してもよい。工程ST1では、プラズマを生成することなく、第1処理ガスに基板Wを晒してもよい。第1処理ガスは、プラズマ処理装置1のガス供給部20からプラズマ処理チャンバ10内に供給され得る。第1プラズマP1は、プラズマ処理装置1のプラズマ生成部12によって生成され得る。 As shown in FIG. 5, in step ST1, for example, a first plasma P1 is used to form a first layer F1 on the surface of the etching target film RE. The first layer F1 may be formed on the bottom R1b of the recess R1 of the substrate W. As shown in FIG. The first layer F1 may not be formed on the sidewall R1s of the recess R1, or may be formed on the sidewall R1s of the recess R1. A first plasma P1 is generated from a first process gas. In step ST1, the substrate W may be exposed to the first plasma P1. The first plasma P1 can form the first layer F1 on the bottom R1b of the recess R1 of the substrate W. FIG. In step ST1, the first layer F1 may be formed on the surface of the etching target film RE using the first processing gas without generating plasma. In step ST1, the substrate W may be exposed to the first processing gas without generating plasma. The first processing gas may be supplied into the plasma processing chamber 10 from the gas supply section 20 of the plasma processing apparatus 1 . The first plasma P<b>1 can be generated by the plasma generator 12 of the plasma processing apparatus 1 .

第1処理ガスは、水素原子及び窒素原子の少なくとも1つを含んでもよい。第1処理ガスは、水素含有ガス及び窒素含有ガスの少なくとも1つを含んでもよい。水素含有ガスは、水素(H)ガス、水蒸気(HO)、炭化水素(C)ガス及びハイドロフロロカーボンガスのうち少なくとも1つを含み得る。窒素含有ガスは、窒素(N)ガス、ジアゼン(N)ガス、ヒドラジン(N)ガス、アンモニア(NH)ガス、窒素酸化物(NO)ガス、三フッ化窒素(NF)ガス、及び、メチルアミン(CHNH)ガス、アニリン(CNH)ガスなどアミノ基(-NH)を含むガスのうち少なくとも1つを含み得る。第1処理ガスは、ハロゲン化水素を含まなくてもよい。 The first process gas may contain at least one of hydrogen atoms and nitrogen atoms. The first process gas may include at least one of hydrogen-containing gas and nitrogen-containing gas. The hydrogen-containing gas can include at least one of hydrogen ( H2 ) gas, water vapor ( H2O ), hydrocarbon ( CxHy ) gas, and hydrofluorocarbon gas. Nitrogen-containing gas includes nitrogen (N 2 ) gas, diazene (N 2 H 2 ) gas, hydrazine (N 2 H 4 ) gas, ammonia (NH 3 ) gas, nitrogen oxide (NO x ) gas, and nitrogen trifluoride. At least one of (NF 3 ) gas and gas containing an amino group (—NH 2 ) such as methylamine (CH 3 NH 2 ) gas and aniline (C 6 NH 7 ) gas may be included. The first process gas may be free of hydrogen halide.

エッチング対象膜REが、例えばシリコン窒化膜又は窒化チタン膜など窒素原子を含有する膜を含む場合、第1処理ガスは水素原子を含んでもよい。この場合、膜中の窒素原子と第1処理ガス中の水素原子とが第1層F1に含まれる。エッチング対象膜REが、例えばシリコン酸化膜、ゲルマニウム膜(Ge膜)、タングステン膜(W膜)など窒素原子を含有しない膜を含む場合、第1処理ガスは水素原子及び窒素原子を含んでもよい。この場合、第1処理ガス中の水素原子及び窒素原子が第1層F1に含まれる。エッチング対象膜REが水素原子を含む場合、または、エッチング対象膜RE中に水素ガスもしくは水蒸気(HO)などの水素含有ガスが取り込まれている場合、第1処理ガスは窒素原子を含んでもよい。この場合、膜中の水素原子又は水素含有ガスと第1処理ガス中の窒素原子とが第1層F1に含まれる。なお、エッチング対象膜REがいずれの場合であっても、第1処理ガスが水素原子及び窒素原子の両方を含んでいることによって、より効果的にエッチング対象膜REの表面に第1層F1が形成される。 When the etching target film RE includes a film containing nitrogen atoms such as a silicon nitride film or a titanium nitride film, the first processing gas may contain hydrogen atoms. In this case, the nitrogen atoms in the film and the hydrogen atoms in the first process gas are included in the first layer F1. If the etching target film RE includes a film that does not contain nitrogen atoms, such as a silicon oxide film, a germanium film (Ge film), or a tungsten film (W film), the first processing gas may contain hydrogen atoms and nitrogen atoms. In this case, hydrogen atoms and nitrogen atoms in the first process gas are contained in the first layer F1. When the etching target film RE contains hydrogen atoms, or when a hydrogen-containing gas such as hydrogen gas or water vapor (H 2 O) is taken into the etching target film RE, the first processing gas may contain nitrogen atoms. good. In this case, the hydrogen atoms or hydrogen-containing gas in the film and the nitrogen atoms in the first process gas are included in the first layer F1. Note that, regardless of the etching target film RE, the first process gas containing both hydrogen atoms and nitrogen atoms more effectively forms the first layer F1 on the surface of the etching target film RE. It is formed.

第1層F1は窒素原子及び水素原子を含む。第1層F1は、アンモニア(NH)、又はアミノ基(-NH)を有する化合物を含んでもよい。第1層F1は、第1プラズマP1とエッチング対象膜REとの相互作用(例えば吸着又は化学結合)の結果として形成される。 The first layer F1 contains nitrogen atoms and hydrogen atoms. The first layer F1 may contain ammonia (NH 3 ) or a compound having an amino group (—NH 2 ). The first layer F1 is formed as a result of interaction (eg, adsorption or chemical bonding) between the first plasma P1 and the film RE to be etched.

工程ST1において、基板Wを支持するための基板支持部11にバイアス電力が印加されてもよい。バイアス電力は、図2の電源30により印加され得る。基板支持部11に負のバイアス電圧が印加されると、第1プラズマP1中の正イオン(例えばN )がエッチング対象膜REの表面に引き込まれる。第1プラズマP1中のイオンは、凹部R1の底部R1bに照射され得る。これにより、第1層F1は、基板Wの凹部R1の底部R1bに形成され得る。 A bias power may be applied to the substrate supporting portion 11 for supporting the substrate W in step ST1. Bias power may be applied by power supply 30 in FIG. When a negative bias voltage is applied to the substrate supporting portion 11, positive ions (for example, N 2 + ) in the first plasma P1 are attracted to the surface of the etching target film RE. The ions in the first plasma P1 can irradiate the bottom R1b of the recess R1. Thereby, the first layer F1 can be formed on the bottom R1b of the recess R1 of the substrate W. As shown in FIG.

図6に示されるように、工程ST2では、例えば第2プラズマP2を用いて、第1層F1を第2層F2に改質する。第2プラズマP2は第2処理ガスから生成される。工程ST2では、第2プラズマP2に基板Wを晒してもよい。工程ST2では、プラズマを生成することなく第2処理ガスを用いて、第1層F1を第2層F2に改質してもよい。工程ST2では、プラズマを生成することなく、第2処理ガスに基板Wを晒してもよい。第2処理ガスは、第1処理ガスと異なってもよいし、第1処理ガスと同じであってもよい。第2プラズマP2は、第1層F1を第2層F2に改質可能である。第2処理ガスは、プラズマ処理装置1のガス供給部20からプラズマ処理チャンバ10内に供給され得る。第2プラズマP2は、プラズマ処理装置1のプラズマ生成部12によって生成され得る。 As shown in FIG. 6, in step ST2, the first layer F1 is modified into the second layer F2 using, for example, the second plasma P2. The second plasma P2 is generated from the second process gas. In step ST2, the substrate W may be exposed to the second plasma P2. In step ST2, the first layer F1 may be reformed into the second layer F2 using the second processing gas without generating plasma. In step ST2, the substrate W may be exposed to the second processing gas without generating plasma. The second process gas may be different from the first process gas or may be the same as the first process gas. The second plasma P2 can reform the first layer F1 into the second layer F2. The second processing gas may be supplied into the plasma processing chamber 10 from the gas supply section 20 of the plasma processing apparatus 1 . The second plasma P2 can be generated by the plasma generator 12 of the plasma processing apparatus 1 .

第2処理ガスは、ハロゲン原子及び水素原子を含む。第2処理ガスはハロゲン含有ガスを含んでもよい。ハロゲン含有ガスは、極性を有するハロゲン化合物を含んでもよい。ハロゲン化合物は、ハロゲン化水素(HX:XはF、Cl、Br及びIのうちいずれか1つ)であってもよいし、ハロゲン化アルキル(C2n+1X:XはF、Cl、Br及びIのうちいずれか1つ。nは1以上の整数。)であってもよい。ハロゲン化アルキルは、例えば、CHBr(ブロモメタン)又はCCl(クロロエタン)などである。第2処理ガスはフッ化水素ガスを含んでもよい。 The second process gas contains halogen atoms and hydrogen atoms. The second process gas may contain a halogen-containing gas. The halogen-containing gas may include polar halogen compounds. The halogen compound may be a hydrogen halide (HX: X is any one of F, Cl, Br and I) or an alkyl halide (C n H 2n+1 X: X is F, Cl, Br and I. n is an integer equal to or greater than 1.). Alkyl halides are, for example, CH 3 Br (bromomethane) or C 2 H 5 Cl (chloroethane). The second process gas may contain hydrogen fluoride gas.

第2処理ガスは、水素含有ガスとハロゲン含有ガスの組合せであってよい。水素含有ガスは、水素(H)ガス、水蒸気(HO)、炭化水素ガス及びハロゲン化アルキル(C2n+1X:XはF、Cl、Br及びIのうちいずれか1つ。nは1以上の整数。)ガスのうち少なくとも1つを含み得る。ハロゲン含有ガスは、フッ素(F)ガス、塩素(Cl)ガス、臭素(Br)ガス、三フッ化塩素(ClF)ガス、五フッ化臭素(BrF)ガス、七フッ化ヨウ素(IF)ガス、三フッ化窒素(NF)ガス、六フッ化硫黄(SF)ガス、三フッ化リン(PF)ガス、五フッ化リン(PF)ガス、六フッ化タングステン(WF)ガス、フロロカーボンガス、クロロフロロカーボンガス及びブロモフロロカーボンガスのうち少なくとも1つを含み得る。水素含有ガスとハロゲン含有ガスの混合ガスのプラズマによって、ハロゲン化水素またはハロゲン化アルキルが生成される。または、プラズマを生成することなく気相反応によって、ハロゲン化水素またはハロゲン化アルキルが生成される。例えば、水蒸気(HO)と三フッ化塩素(ClF)ガスは反応性が高いので、プラズマを生成することなくフッ化水素(HF)を発生しやすい。 The second process gas may be a combination of a hydrogen-containing gas and a halogen-containing gas. Hydrogen-containing gas includes hydrogen (H 2 ) gas, water vapor (H 2 O), hydrocarbon gas and alkyl halide (C n H 2n+1 X: X is any one of F, Cl, Br and I. n is an integer greater than or equal to 1.) gases. Halogen-containing gases include fluorine (F 2 ) gas, chlorine (Cl 2 ) gas, bromine (Br 2 ) gas, chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas, bromine pentafluoride (BrF 5 ) gas, and iodine heptafluoride. ( IF7 ) gas, nitrogen trifluoride ( NF3 ) gas, sulfur hexafluoride ( SF6 ) gas, phosphorus trifluoride ( PF3 ) gas, phosphorus pentafluoride ( PF5 ) gas, tungsten hexafluoride At least one of (WF 6 ) gas, fluorocarbon gas, chlorofluorocarbon gas and bromofluorocarbon gas. A hydrogen halide or an alkyl halide is produced by a plasma of a mixed gas of a hydrogen-containing gas and a halogen-containing gas. Alternatively, hydrogen halides or alkyl halides are produced by gas phase reactions without plasma generation. For example, since water vapor (H 2 O) and chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas are highly reactive, they tend to generate hydrogen fluoride (HF) without generating plasma.

第2層F2は、窒素原子、水素原子及びハロゲン原子を含み得る。第2層F2は、ハロゲン化水素を含んでもよい。第2層F2は、第2プラズマP2と第1層F1との相互作用(例えば化学結合)の結果として形成される。例えばフッ化水素の水素原子が第1層F1のアミノ基の窒素原子に結合することによって、第2層F2が形成され得る。フッ化水素の水素原子とアミノ基の窒素原子とは、配位結合及び水素結合のうち少なくとも1つによって結合され得る。 The second layer F2 may contain nitrogen atoms, hydrogen atoms and halogen atoms. The second layer F2 may contain hydrogen halide. The second layer F2 is formed as a result of interaction (eg chemical bonding) between the second plasma P2 and the first layer F1. For example, the second layer F2 can be formed by bonding hydrogen atoms of hydrogen fluoride to nitrogen atoms of amino groups of the first layer F1. A hydrogen atom of the hydrogen fluoride and a nitrogen atom of the amino group may be bonded by at least one of a coordinate bond and a hydrogen bond.

工程ST2の後、プラズマ処理チャンバ10内のパージが行われてもよい。パージガスは、プラズマ処理装置1のガス供給部20からプラズマ処理チャンバ10内に供給され得る。 After step ST2, the plasma processing chamber 10 may be purged. A purge gas may be supplied into the plasma processing chamber 10 from the gas supply 20 of the plasma processing apparatus 1 .

図7に示されるように、工程ST3では、第3プラズマP3を用いて、表面に第2層F2が形成されたエッチング対象膜REをエッチングする。第2層F2は凹部R1の底部R1bに形成されるので、凹部R1の底部R1bがエッチングされ得る。工程ST3では、第3プラズマP3に基板Wを晒してもよい。第3プラズマP3は、凹部R1の底部R1bをエッチング可能である。第3プラズマP3は第3処理ガスから生成される。第3処理ガスは、プラズマ処理装置1のガス供給部20からプラズマ処理チャンバ10内に供給され得る。第3プラズマP3は、プラズマ処理装置1のプラズマ生成部12によって生成され得る。第3処理ガスは、第1処理ガス及び第2処理ガスと異なってもよいし、第1処理ガス又は第2処理ガスと同じであってもよい。 As shown in FIG. 7, in step ST3, the etching target film RE having the second layer F2 formed thereon is etched using the third plasma P3. Since the second layer F2 is formed on the bottom R1b of the recess R1, the bottom R1b of the recess R1 can be etched. In step ST3, the substrate W may be exposed to the third plasma P3. The third plasma P3 can etch the bottom R1b of the recess R1. A third plasma P3 is generated from a third processing gas. The third processing gas may be supplied into the plasma processing chamber 10 from the gas supply section 20 of the plasma processing apparatus 1 . The third plasma P3 can be generated by the plasma generator 12 of the plasma processing apparatus 1 . The third process gas may be different from the first process gas and the second process gas, or may be the same as the first process gas or the second process gas.

第3処理ガスは、貴ガスを含み得る。貴ガスはアルゴン(Ar)を含み得る。 The third process gas may contain a noble gas. Noble gases may include argon (Ar).

工程ST3において、第3プラズマP3中のイオンをエッチング対象膜REの表面に照射することによって、エッチング対象膜REがエッチングされてもよい。第3処理ガスが貴ガスを含む場合、貴ガスの正イオンがエッチング対象膜REの表面に照射される。 In step ST3, the etching target film RE may be etched by irradiating the surface of the etching target film RE with ions in the third plasma P3. When the third processing gas contains a noble gas, the surface of the etching target film RE is irradiated with positive ions of the noble gas.

工程ST3において、基板Wを支持するための基板支持部11にバイアス電力が印加されてもよい。バイアス電力は、図2の電源30により印加され得る。バイアス電力により、エッチング対象膜REのエッチングレートが増大する。基板支持部11に負のバイアス電圧が印加されると、第3プラズマP3中の正イオンがエッチング対象膜REの表面に引き込まれる。第3プラズマP3中のイオンは、凹部R1の底部R1bに照射され得る。 A bias power may be applied to the substrate supporting portion 11 for supporting the substrate W in step ST3. Bias power may be applied by power supply 30 in FIG. The bias power increases the etching rate of the etching target film RE. When a negative bias voltage is applied to the substrate supporting portion 11, positive ions in the third plasma P3 are attracted to the surface of the etching target film RE. The ions in the third plasma P3 can irradiate the bottom R1b of the recess R1.

図8に示されるように、工程ST4では、凹部R1の深さDPが閾値に到達したかを判定してもよい。凹部R1の深さDPは、例えばエンドポイントモニタ等によりモニタされ得る。判定は、基板処理装置の制御部2によって行われ得る。凹部R1の深さDPが閾値に到達している場合、方法MT1を終了する。凹部R1の深さDPが閾値に到達していない場合、工程ST1に戻り、工程ST1~ST4を繰り返す。工程ST4では、工程ST1~工程ST3の繰り返し回数が閾値に到達したかを判定してもよい。このように、方法MT1は、工程ST3の後、工程ST1と工程ST2と工程ST3とを繰り返す工程を更に含んでもよい。これにより、深い凹部R1を形成できる。 As shown in FIG. 8, in step ST4, it may be determined whether the depth DP of the recess R1 has reached a threshold value. The depth DP of the recess R1 can be monitored, for example, by an endpoint monitor or the like. The determination can be made by the controller 2 of the substrate processing apparatus. If the depth DP of the recess R1 has reached the threshold, the method MT1 is terminated. If the depth DP of the recess R1 has not reached the threshold value, the process returns to step ST1, and steps ST1 to ST4 are repeated. In step ST4, it may be determined whether the number of repetitions of steps ST1 to ST3 has reached a threshold. Thus, the method MT1 may further include, after the step ST3, repeating the steps ST1, ST2, and ST3. Thereby, a deep recess R1 can be formed.

方法MT1の終了後において、凹部R1の深さDPは3μm以上であってもよいし、凹部R1のアスペクト比(凹部R1の幅WDに対する深さDP)は30以上であってもよい。方法MT1の終了後において、凹部R1の深さDPに対するマスクMKの厚さTHの比率(TH/DP)は、1/5以上であってもよい。 After the method MT1 is completed, the depth DP of the recess R1 may be 3 μm or more, and the aspect ratio of the recess R1 (the depth DP to the width WD of the recess R1) may be 30 or more. After the method MT1 is completed, the ratio (TH/DP) of the thickness TH of the mask MK to the depth DP of the recess R1 may be 1/5 or more.

工程ST1~工程ST3が同時に実行される場合、第1処理ガス、第2処理ガス及び第3処理ガスを含む処理ガスから生成されるプラズマを用いてエッチング対象膜REがエッチングされる。例えば、水素ガス、窒素ガス及びフッ化水素ガスを含む処理ガスから生成されるプラズマを用いて、エッチング対象膜REがエッチングされる。処理ガスの全流量に対するフッ化水素ガスの流量の割合は、20体積%以上又は50体積%以上であってもよいし、100体積%未満、90体積%以下又は80体積%以下であってもよい。水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する水素ガスの流量の割合は、75体積%以下であってもよい。 When the processes ST1 to ST3 are performed simultaneously, the etching target film RE is etched using plasma generated from process gases including a first process gas, a second process gas and a third process gas. For example, the etching target film RE is etched using plasma generated from a processing gas containing hydrogen gas, nitrogen gas, and hydrogen fluoride gas. The ratio of the hydrogen fluoride gas flow rate to the total flow rate of the processing gas may be 20% by volume or more or 50% by volume or more, or may be less than 100% by volume, 90% by volume or less, or 80% by volume or less. good. The ratio of the flow rate of hydrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas may be 75% by volume or less.

上記実施形態の方法MT1によれば、工程ST3において、プラズマのエネルギーにより、第2層F2に含まれるハロゲン原子とエッチング対象膜REとの反応が促進される。その結果、エッチング対象膜REのエッチングレートを向上できる。 According to the method MT1 of the above embodiment, in step ST3, plasma energy promotes the reaction between the halogen atoms contained in the second layer F2 and the etching target film RE. As a result, the etching rate of the etching target film RE can be improved.

工程ST3では、第3プラズマP3中のイオンをエッチング対象膜REの表面に照射することによって、エッチング対象膜REがエッチングされてもよい。この場合、イオン照射のエネルギーによって、第2層F2に含まれるハロゲン原子とエッチング対象膜REとの反応が更に促進される。 In step ST3, the etching target film RE may be etched by irradiating the surface of the etching target film RE with ions in the third plasma P3. In this case, the ion irradiation energy further promotes the reaction between the halogen atoms contained in the second layer F2 and the etching target film RE.

以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。 While various exemplary embodiments have been described above, various additions, omissions, substitutions, and modifications may be made without being limited to the exemplary embodiments described above. Also, elements from different embodiments can be combined to form other embodiments.

以下、方法MT1の評価のために行った種々の実験について説明する。以下に説明する実験は、本開示を限定するものではない。 Various experiments performed for evaluation of method MT1 are described below. The experiments described below do not limit the present disclosure.

(第1実験)
第1実験では、シリコン酸化膜を備えるウェハと、フォトレジストを備えるウェハとを準備した。その後、上記プラズマ処理システムを用いて、各ウェハに対して上記方法MT1を実行した。工程ST1~工程ST3は同時に実行された。具体的には、水素ガス(H)、窒素ガス(N)及びフッ化水素ガス(HF)を含む処理ガスから生成されるプラズマを用いてエッチングを行った。処理ガスの全流量に対するフッ化水素ガスの流量の割合は20体積%であった。すなわち、処理ガスの全流量に対する水素ガス及び窒素ガスの合計流量の割合は80体積%であった。水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する水素ガスの流量の割合は50体積%であった。すなわち、水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する窒素ガスの流量の割合は50体積%であった。基板支持部11の温度は-60℃であった。また、基板Wの温度は-10℃であった。
(first experiment)
In the first experiment, a wafer with a silicon oxide film and a wafer with a photoresist were prepared. Thereafter, the above method MT1 was performed on each wafer using the above plasma processing system. Steps ST1 to ST3 were executed simultaneously. Specifically, etching was performed using plasma generated from a processing gas containing hydrogen gas (H 2 ), nitrogen gas (N 2 ), and hydrogen fluoride gas (HF). The ratio of the flow rate of the hydrogen fluoride gas to the total flow rate of the processing gas was 20% by volume. That is, the ratio of the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas to the total flow rate of processing gas was 80% by volume. The ratio of the flow rate of hydrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas was 50% by volume. That is, the ratio of the flow rate of nitrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas was 50% by volume. The temperature of the substrate supporting portion 11 was -60.degree. Also, the temperature of the substrate W was -10°C.

(第2実験)
第2実験では、処理ガスの全流量に対するフッ化水素ガスの流量の割合を50体積%としたこと以外は第1実験の方法と同じ方法を実行した。すなわち、処理ガスの全流量に対する水素ガス及び窒素ガスの合計流量の割合は50体積%であった。
(Second experiment)
In the second experiment, the same method as the first experiment was performed except that the flow rate of the hydrogen fluoride gas was set to 50% by volume with respect to the total flow rate of the processing gas. That is, the ratio of the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas to the total flow rate of processing gas was 50% by volume.

(第3実験)
第3実験では、処理ガスの全流量に対するフッ化水素ガスの流量の割合を75体積%としたこと以外は第1実験の方法と同じ方法を実行した。すなわち、処理ガスの全流量に対する水素ガス及び窒素ガスの合計流量の割合は25体積%であった。
(Third experiment)
In the third experiment, the same method as the first experiment was performed except that the flow rate of the hydrogen fluoride gas to the total flow rate of the processing gas was set to 75% by volume. That is, the ratio of the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas to the total flow rate of processing gas was 25% by volume.

(第4実験)
第4実験では、処理ガスの全流量に対するフッ化水素ガスの流量の割合を90体積%としたこと以外は第1実験の方法と同じ方法を実行した。すなわち、処理ガスの全流量に対する水素ガス及び窒素ガスの合計流量の割合は10体積%であった。
(Fourth experiment)
In the fourth experiment, the same method as the first experiment was performed except that the ratio of the flow rate of the hydrogen fluoride gas to the total flow rate of the processing gas was set to 90% by volume. That is, the ratio of the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas to the total flow rate of processing gas was 10% by volume.

(第5実験)
第5実験では、処理ガスの全流量に対するフッ化水素ガスの流量の割合を100体積%としたこと以外は第1実験の方法と同じ方法を実行した。すなわち、処理ガスの全流量に対する水素ガス及び窒素ガスの合計流量の割合は0体積%であった。
(Fifth experiment)
In the fifth experiment, the same method as the first experiment was performed except that the flow rate of the hydrogen fluoride gas to the total flow rate of the processing gas was set to 100% by volume. That is, the ratio of the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas to the total flow rate of processing gas was 0% by volume.

(第1実験結果)
第1実験~第5実験において方法が実行された各ウェハについて、シリコン酸化膜及びフォトレジストの膜厚を測定した。膜厚の測定結果から、シリコン酸化膜のエッチングレートとフォトレジストのエッチングレートを算出した。図9は、第1実験~第5実験においてエッチング方法を実行した際のエッチングレートを示すグラフである。グラフの横軸は、処理ガスの全流量に対するフッ化水素ガスの流量の割合(体積%)を示す。第1実験~第5実験におけるフッ化水素ガスの流量の割合は、それぞれ20体積%、50体積%、75体積%、90体積%及び100体積%である。グラフの縦軸は、エッチングレート(nm/min)を示す。グラフ中、E1はシリコン酸化膜のエッチングレートを示し、E2はフォトレジストのエッチングレートを示す。
(Results of the first experiment)
The film thicknesses of the silicon oxide film and the photoresist were measured for each wafer on which the method was performed in the first to fifth experiments. From the film thickness measurement results, the etching rate of the silicon oxide film and the etching rate of the photoresist were calculated. FIG. 9 is a graph showing the etching rate when the etching method was executed in the first to fifth experiments. The horizontal axis of the graph indicates the ratio (volume %) of the flow rate of the hydrogen fluoride gas to the total flow rate of the processing gas. The flow rates of the hydrogen fluoride gas in the first to fifth experiments were 20% by volume, 50% by volume, 75% by volume, 90% by volume and 100% by volume, respectively. The vertical axis of the graph indicates the etching rate (nm/min). In the graph, E1 indicates the etching rate of the silicon oxide film, and E2 indicates the etching rate of the photoresist.

図9に示されるように、処理ガスの全流量に対するフッ化水素ガスの流量の割合が50体積%以上90体積%以下であると、シリコン酸化膜のエッチングレートが比較的大きくなることが分かる。第1実験~第5実験において、フォトレジストに対するシリコン酸化膜のエッチング選択比は、それぞれ1.56、3.04、4.30、4.05及び3.31であった。 As shown in FIG. 9, it can be seen that the etching rate of the silicon oxide film is relatively high when the flow rate of the hydrogen fluoride gas to the total flow rate of the processing gas is 50% by volume or more and 90% by volume or less. In the first to fifth experiments, the etching selectivity ratios of the silicon oxide film to the photoresist were 1.56, 3.04, 4.30, 4.05 and 3.31, respectively.

(第6実験)
第6実験では、水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する水素ガスの流量の割合を25体積%としたこと以外は第3実験の方法と同じ方法を実行した。すなわち、水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する窒素ガスの流量の割合は75体積%であった。
(6th experiment)
In the sixth experiment, the same method as the method of the third experiment was performed except that the ratio of the flow rate of hydrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas was set to 25% by volume. That is, the ratio of the flow rate of nitrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas was 75% by volume.

(第7実験)
第7実験では、水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する水素ガスの流量の割合を75体積%としたこと以外は第3実験の方法と同じ方法を実行した。すなわち、水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する窒素ガスの流量の割合は25体積%であった。
(Seventh experiment)
In the seventh experiment, the same method as the method of the third experiment was performed except that the ratio of the flow rate of hydrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas was set to 75% by volume. That is, the ratio of the flow rate of nitrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas was 25% by volume.

(第8実験)
第8実験では、水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する水素ガスの流量の割合を100体積%としたこと以外は第3実験の方法と同じ方法を実行した。すなわち、水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する窒素ガスの流量の割合は0体積%であった。
(8th experiment)
In the eighth experiment, the same method as the method of the third experiment was performed except that the ratio of the flow rate of hydrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas was set to 100% by volume. That is, the ratio of the flow rate of nitrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas was 0% by volume.

(第2実験結果)
第3実験及び第6実験~第8実験において方法が実行された各ウェハについて、シリコン酸化膜及びフォトレジストの膜厚を測定した。膜厚の測定結果から、シリコン酸化膜のエッチングレートとフォトレジストのエッチングレートを算出した。図10は、第3実験及び第6実験~第8実験においてエッチング方法を実行した際のエッチングレートを示すグラフである。グラフの横軸は、水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する水素ガスの流量の割合を示す。第6実験、第3実験、第7実験及び第8実験における水素ガスの流量の割合は、それぞれ25体積%、50体積%、75体積%及び100体積%である。グラフの縦軸は、エッチングレート(nm/min)を示す。グラフ中、E3はシリコン酸化膜のエッチングレートを示し、E4はフォトレジストのエッチングレートを示す。E5及びE6は、第5実験におけるシリコン酸化膜のエッチングレート及びフォトレジストのエッチングレートをそれぞれ示す。
(Results of the second experiment)
The film thicknesses of the silicon oxide film and the photoresist were measured for each wafer on which the method was performed in the third and sixth to eighth experiments. From the film thickness measurement results, the etching rate of the silicon oxide film and the etching rate of the photoresist were calculated. FIG. 10 is a graph showing the etching rate when the etching method was executed in the third experiment and the sixth to eighth experiments. The horizontal axis of the graph indicates the ratio of the flow rate of hydrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas. The flow rates of hydrogen gas in the sixth, third, seventh and eighth experiments are 25% by volume, 50% by volume, 75% by volume and 100% by volume, respectively. The vertical axis of the graph indicates the etching rate (nm/min). In the graph, E3 indicates the etching rate of the silicon oxide film, and E4 indicates the etching rate of the photoresist. E5 and E6 indicate the etching rate of the silicon oxide film and the etching rate of the photoresist, respectively, in the fifth experiment.

図10に示されるように、水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する水素ガスの流量の割合が75体積%以下であると、シリコン酸化膜のエッチングレートが比較的大きくなることが分かる。第6実験、第3実験、第7実験、第8実験及び第5実験において、フォトレジストに対するシリコン酸化膜のエッチング選択比は、それぞれ3.69、4.30、5.05、4.40及び3.31であった。 As shown in FIG. 10, when the ratio of the flow rate of hydrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas is 75% by volume or less, the etching rate of the silicon oxide film is relatively high. In the sixth experiment, the third experiment, the seventh experiment, the eighth experiment and the fifth experiment, the etching selectivity ratios of the silicon oxide film to the photoresist were 3.69, 4.30, 5.05, 4.40 and 4.40, respectively. was 3.31.

(第9実験)
第9実験では、基板支持部11の温度を-30℃、すなわち基板Wの温度を20℃としたこと以外は第3実験の方法と同じ方法を実行した。
(9th experiment)
In the ninth experiment, the same method as the method of the third experiment was performed except that the temperature of the substrate supporting part 11 was -30.degree.

(第10実験)
第10実験では、基板支持部11の温度を0℃、すなわち基板Wの温度を50℃としたこと以外は第3実験の方法と同じ方法を実行した。
(10th experiment)
In the tenth experiment, the same method as the method of the third experiment was performed except that the temperature of the substrate supporting part 11 was set to 0.degree. C., that is, the temperature of the substrate W was set to 50.degree.

(第11実験)
第11実験では、基板支持部11の温度を20℃、すなわち基板Wの温度を70℃としたこと以外は第3実験の方法と同じ方法を実行した。
(11th experiment)
In the eleventh experiment, the same method as the third experiment was performed except that the temperature of the substrate supporting part 11 was set at 20.degree. C., that is, the temperature of the substrate W was set at 70.degree.

(第12実験)
第12実験では、基板支持部11の温度を-30℃、すなわち基板Wの温度を20℃としたこと以外は第5実験の方法と同じ方法を実行した。
(12th experiment)
In the twelfth experiment, the same method as the fifth experiment was performed except that the temperature of the substrate supporting part 11 was -30.degree. C., that is, the temperature of the substrate W was 20.degree.

(第13実験)
第13実験では、基板支持部11の温度を0℃、すなわち基板Wの温度を50℃としたこと以外は第5実験の方法と同じ方法を実行した。
(13th experiment)
In the thirteenth experiment, the same method as the method of the fifth experiment was performed except that the temperature of the substrate supporting part 11 was set to 0.degree. C., that is, the temperature of the substrate W was set to 50.degree.

(第14実験)
第14実験では、基板支持部11の温度を20℃、すなわち基板Wの温度を70℃としたこと以外は第5実験の方法と同じ方法を実行した。
(14th experiment)
In the fourteenth experiment, the same method as the method of the fifth experiment was performed except that the temperature of the substrate supporting part 11 was set at 20.degree. C., that is, the temperature of the substrate W was set at 70.degree.

(第3実験結果)
第3実験、第5実験及び第9実験~第14実験において方法が実行された各ウェハについて、シリコン酸化膜及びフォトレジストの膜厚を測定した。膜厚の測定結果から、シリコン酸化膜のエッチングレートとフォトレジストのエッチングレートを算出した。図11は、第3実験、第5実験及び第9実験~第14実験においてエッチング方法を実行した際のエッチングレートを示すグラフである。グラフの横軸は、基板Wの温度(℃)を示す。第3実験及び第5実験における基板Wの温度は-10℃である。第9実験及び第12実験における基板Wの温度は20℃である。第10実験及び第13実験における基板Wの温度は50℃である。第11実験及び第14実験における基板Wの温度は70℃である。グラフの縦軸は、エッチングレート(nm/min)を示す。グラフ中、E7及びE8は、第3実験及び第9実験~第11実験におけるシリコン酸化膜のエッチングレート及びフォトレジストのエッチングレートをそれぞれ示す。E9及びE10は、第5実験及び第12実験~第14実験におけるシリコン酸化膜のエッチングレート及びフォトレジストのエッチングレートをそれぞれ示す。
(Results of the third experiment)
For each wafer on which the method was performed in the third, fifth and ninth to fourteenth experiments, the film thicknesses of the silicon oxide film and the photoresist were measured. From the film thickness measurement results, the etching rate of the silicon oxide film and the etching rate of the photoresist were calculated. FIG. 11 is a graph showing the etching rate when the etching method was executed in the 3rd experiment, the 5th experiment, and the 9th to 14th experiments. The horizontal axis of the graph indicates the temperature of the substrate W (° C.). The temperature of the substrate W in the third and fifth experiments is -10.degree. The temperature of the substrate W in the ninth and twelfth experiments is 20.degree. The temperature of the substrate W in the tenth and thirteenth experiments is 50.degree. The temperature of the substrate W in the 11th experiment and the 14th experiment is 70.degree. The vertical axis of the graph indicates the etching rate (nm/min). In the graph, E7 and E8 indicate the etching rate of the silicon oxide film and the etching rate of the photoresist in the third experiment and the ninth to eleventh experiments, respectively. E9 and E10 indicate the etching rate of the silicon oxide film and the etching rate of the photoresist in the 5th and 12th to 14th experiments, respectively.

図11に示されるように、基板支持部11の温度が低くなるに連れて、シリコン酸化膜のエッチングレートが比較的大きくなることが分かる。また、グラフ中のE7及びE9から、フッ化水素ガスに水素ガス及び窒素ガスを添加することにより、シリコン酸化膜のエッチングレートが大きくなることが分かる。 As shown in FIG. 11, it can be seen that the etching rate of the silicon oxide film relatively increases as the temperature of the substrate supporting portion 11 decreases. Also, from E7 and E9 in the graph, it can be seen that the etching rate of the silicon oxide film increases by adding hydrogen gas and nitrogen gas to hydrogen fluoride gas.

(第15実験)
第15実験では、シリコン酸化膜を備えるウェハを準備した。その後、上記プラズマ処理システムを用いて、ウェハに対して上記方法MT1を実行した。工程ST1~工程ST4は順に実行された。工程ST1~工程ST4において、基板支持部11の温度は-60℃であった。工程ST1では、水素ガス(H)及び窒素ガス(N)を含む第1処理ガスから生成された第1プラズマP1にウェハを晒した。水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する水素ガスの流量の割合は50体積%であった。すなわち、水素ガス及び窒素ガスの合計流量に対する窒素ガスの流量の割合は50体積%であった。工程ST2では、プラズマを生成することなく、フッ化水素ガス(HF)を含む第2処理ガスにウェハを晒した。工程ST2の後、アルゴンガスを用いてプラズマ処理チャンバ10内のパージを行った。工程ST3では、アルゴンガス(Ar)を含む第3処理ガスから生成される第3プラズマP3にウェハを晒した。工程ST4では、工程ST1~工程ST3の繰り返し回数(サイクル数)が10になるまで工程ST1~工程ST3を繰り返し実行した。
(15th experiment)
In the fifteenth experiment, a wafer with a silicon oxide film was prepared. Thereafter, the plasma processing system described above was used to perform the method MT1 described above on the wafer. Steps ST1 to ST4 were executed in order. In steps ST1 to ST4, the temperature of the substrate supporting portion 11 was -60.degree. In step ST1, the wafer was exposed to first plasma P1 generated from a first processing gas containing hydrogen gas ( H2 ) and nitrogen gas ( N2 ). The ratio of the flow rate of hydrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas was 50% by volume. That is, the ratio of the flow rate of nitrogen gas to the total flow rate of hydrogen gas and nitrogen gas was 50% by volume. In step ST2, the wafer was exposed to a second processing gas containing hydrogen fluoride gas (HF) without generating plasma. After step ST2, the inside of the plasma processing chamber 10 was purged using argon gas. In step ST3, the wafer was exposed to third plasma P3 generated from a third processing gas containing argon gas (Ar). In step ST4, steps ST1 to ST3 were repeated until the number of repetitions (the number of cycles) of steps ST1 to ST3 reached 10.

(第16実験)
第16実験では、工程ST1を実行しなかったこと以外は第15実験の方法と同じ方法を実行した。
(16th experiment)
In the 16th experiment, the same method as the method of the 15th experiment was performed except that step ST1 was not performed.

(第17実験)
第17実験では、工程ST2を実行しなかったこと以外は第15実験の方法と同じ方法を実行した。
(17th experiment)
In the 17th experiment, the same method as the method of the 15th experiment was performed except that step ST2 was not performed.

(第18実験)
第18実験では、工程ST2及び工程ST3を実行しなかったこと以外は第15実験の方法と同じ方法を実行した。
(18th experiment)
In the 18th experiment, the same method as the method of the 15th experiment was performed except that the steps ST2 and ST3 were not performed.

(第19実験)
第19実験では、工程ST1及び工程ST2を実行しなかったこと以外は第15実験の方法と同じ方法を実行した。
(19th experiment)
In the 19th experiment, the same method as the method of the 15th experiment was performed except that the steps ST1 and ST2 were not performed.

(第4実験結果)
第15実験~第19実験において方法が実行されたウェハについて、シリコン酸化膜の膜厚を測定した。膜厚の測定結果から、シリコン酸化膜のエッチング量を算出した。図12は、第15実験~第19実験においてエッチング方法を実行した際のエッチング量を示すグラフである。グラフの縦軸は、シリコン酸化膜のエッチング量(nm)を示す。グラフ中、H/N+HF+Arは第15実験の結果を示す。HF+Arは第16実験の結果を示す。H/N+Arは第17実験の結果を示す。H/Nは第18実験の結果を示す。Arは第19実験の結果を示す。
(Results of the fourth experiment)
The film thickness of the silicon oxide film was measured for the wafers on which the method was performed in the 15th to 19th experiments. The etching amount of the silicon oxide film was calculated from the film thickness measurement results. FIG. 12 is a graph showing the etching amount when the etching method was performed in the 15th to 19th experiments. The vertical axis of the graph indicates the etching amount (nm) of the silicon oxide film. In the graph, H 2 /N 2 +HF+Ar shows the results of the 15th experiment. HF+Ar shows the results of the 16th experiment. H 2 /N 2 +Ar shows the results of the 17th experiment. H 2 /N 2 shows the results of the 18th experiment. Ar shows the results of the 19th experiment.

図12に示されるように、第15実験及び第16実験の結果から、工程ST1を実行することにより、シリコン酸化膜のエッチング量が4倍程度に大きくなることが分かる。第15実験及び第16実験における工程ST2の時間は同じであるので、工程ST1を実行することにより、シリコン酸化膜のエッチングレートが4倍程度に大きくなることも分かる。 As shown in FIG. 12, from the results of the fifteenth experiment and the sixteenth experiment, it can be seen that the etching amount of the silicon oxide film is increased by about four times by performing the step ST1. Since the time of step ST2 is the same in the fifteenth experiment and the sixteenth experiment, it can be seen that the etching rate of the silicon oxide film increases by about four times by performing step ST1.

以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。 From the foregoing description, it will be appreciated that various embodiments of the present disclosure have been set forth herein for purposes of illustration, and that various changes may be made without departing from the scope and spirit of the present disclosure. Will. Therefore, the various embodiments disclosed herein are not intended to be limiting, with a true scope and spirit being indicated by the following claims.

2…制御部、10…プラズマ処理チャンバ、11…基板支持部、12…プラズマ生成部、20…ガス供給部、F1…第1層、F2…第2層、MT1…方法、P3…第3プラズマ、RE…エッチング対象膜、W…基板。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 2... Control part 10... Plasma processing chamber 11... Substrate support part 12... Plasma generation part 20... Gas supply part F1... First layer F2... Second layer MT1... Method P3... Third plasma , RE... film to be etched, W... substrate.

Claims (21)

エッチング対象膜のエッチング方法であって、
(a)前記エッチング対象膜の表面に、第1処理ガスを用いて、窒素原子及び水素原子を含む第1層を形成する工程と、
(b)ハロゲン原子及び水素原子を含む第2処理ガスを用いて、前記第1層を第2層に改質する工程と、
(c)第3処理ガスから生成されるプラズマを用いて、前記表面に前記第2層が形成された前記エッチング対象膜をエッチングする工程と、
を含む、エッチング方法。
A method for etching a film to be etched, comprising:
(a) forming a first layer containing nitrogen atoms and hydrogen atoms on the surface of the film to be etched using a first process gas;
(b) reforming the first layer into a second layer using a second process gas containing halogen atoms and hydrogen atoms;
(c) etching the etching target film having the second layer formed on the surface thereof using plasma generated from a third process gas;
A method of etching, comprising:
前記エッチング対象膜は窒素原子を含有する膜を含み、
前記第1処理ガスは水素原子を含む、請求項1に記載の方法。
the film to be etched includes a film containing nitrogen atoms;
2. The method of claim 1, wherein the first process gas comprises atomic hydrogen.
前記エッチング対象膜は窒素原子を含有しない膜を含み、
前記第1処理ガスは水素原子及び窒素原子を含む、請求項1又は2に記載の方法。
the film to be etched includes a film containing no nitrogen atoms;
3. The method of claim 1 or 2, wherein the first process gas comprises hydrogen atoms and nitrogen atoms.
前記エッチング対象膜は水素原子又は水素含有ガスを含有する膜を含み、
前記第1処理ガスは窒素原子を含む、請求項1に記載の方法。
the film to be etched includes a film containing hydrogen atoms or a hydrogen-containing gas;
2. The method of claim 1, wherein the first process gas comprises nitrogen atoms.
前記第1処理ガスが、水素ガス及び窒素ガスを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載のエッチング方法。 The etching method according to any one of claims 1 to 4, wherein the first process gas comprises hydrogen gas and nitrogen gas. 前記第2処理ガスが、ハロゲン化水素及びハロゲン化アルキルのうち少なくとも1つを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載のエッチング方法。 The etching method according to any one of claims 1 to 5, wherein the second process gas contains at least one of hydrogen halide and alkyl halide. 前記第2処理ガスが、フッ化水素ガスを含む、請求項6に記載のエッチング方法。 7. The etching method of claim 6, wherein the second process gas comprises hydrogen fluoride gas. 前記第2処理ガスが、水素含有ガス及びハロゲン含有ガスを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載のエッチング方法。 The etching method of any one of claims 1 to 5, wherein the second process gas comprises a hydrogen-containing gas and a halogen-containing gas. 前記(c)では、前記プラズマ中のイオンを前記エッチング対象膜の前記表面に照射することによって、前記エッチング対象膜がエッチングされる、請求項1~8のいずれか一項に記載のエッチング方法。 9. The etching method according to claim 1, wherein in (c), the film to be etched is etched by irradiating the surface of the film to be etched with ions in the plasma. 前記(a)、前記(b)及び前記(c)が同時に行われる、請求項1~9のいずれか一項に記載のエッチング方法。 The etching method according to any one of claims 1 to 9, wherein said (a), said (b) and said (c) are performed simultaneously. 前記(b)は前記(a)の後に行われ、
前記(c)は前記(b)の後に行われる、請求項1~9のいずれか一項に記載のエッチング方法。
(b) is performed after (a);
The etching method according to any one of claims 1 to 9, wherein said (c) is performed after said (b).
前記(b)では、プラズマを生成することなく前記第2処理ガスを用いる、請求項11に記載のエッチング方法。 12. The etching method of claim 11, wherein (b) uses the second process gas without generating plasma. 前記(b)では、前記第2処理ガスから生成されるプラズマを用いる、請求項11に記載のエッチング方法。 12. The etching method according to claim 11, wherein (b) uses plasma generated from the second process gas. 前記(c)の後、前記(a)と前記(b)と前記(c)とを繰り返す工程を更に含む、請求項11~13のいずれか一項に記載のエッチング方法。 14. The etching method according to claim 11, further comprising repeating said (a), said (b) and said (c) after said (c). 前記エッチング対象膜はシリコン含有膜を含む、請求項1~14のいずれか一項に記載のエッチング方法。 The etching method according to any one of claims 1 to 14, wherein the etching target film includes a silicon-containing film. 前記(a)、前記(b)及び前記(c)のそれぞれにおいて、前記エッチング対象膜を含む基板の温度が70℃以下に設定される、請求項1~15のいずれか一項に記載のエッチング方法。 The etching according to any one of claims 1 to 15, wherein in each of (a), (b) and (c), the temperature of the substrate including the film to be etched is set to 70°C or lower. Method. シリコン酸化膜のエッチング方法であって、
水素ガス、窒素ガス及びフッ化水素ガスを含む処理ガスから生成されるプラズマを用いて、前記シリコン酸化膜をエッチングする工程を含む、エッチング方法。
A method for etching a silicon oxide film, comprising:
An etching method, comprising etching the silicon oxide film using plasma generated from a process gas containing hydrogen gas, nitrogen gas, and hydrogen fluoride gas.
前記エッチングする工程において、前記シリコン酸化膜を含む基板の温度が70℃以下に設定される、請求項17に記載のエッチング方法。 18. The etching method according to claim 17, wherein in said step of etching, the temperature of said substrate including said silicon oxide film is set at 70[deg.] C. or less. 前記処理ガスの全流量に対する前記フッ化水素ガスの流量の割合は、50体積%以上90体積%以下である、請求項17又は18に記載のエッチング方法。 19. The etching method according to claim 17, wherein the ratio of the flow rate of said hydrogen fluoride gas to the total flow rate of said processing gas is 50% by volume or more and 90% by volume or less. 前記水素ガス及び前記窒素ガスの合計流量に対する前記水素ガスの流量の割合は、75体積%以下である、請求項17~19のいずれか一項に記載のエッチング方法。 The etching method according to any one of claims 17 to 19, wherein the ratio of the flow rate of said hydrogen gas to the total flow rate of said hydrogen gas and said nitrogen gas is 75% by volume or less. チャンバと、
前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持部であり、前記基板は、エッチング対象膜を含む、基板支持部と、
第1処理ガス、第2処理ガス及び第3処理ガスのそれぞれを前記チャンバ内に供給するように構成されたガス供給部であり、前記第2処理ガスはハロゲン原子及び水素原子を含む、ガス供給部と、
前記第3処理ガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
(a)前記エッチング対象膜の表面に、前記第1処理ガスを用いて、窒素原子及び水素原子を含む第1層を形成し、
(b)前記第2処理ガスを用いて、前記第1層を第2層に改質し、
(c)前記第3処理ガスから生成されるプラズマを用いて、前記表面に前記第2層が形成された前記エッチング対象膜をエッチングするよう、前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御するように構成される、エッチング装置。

a chamber;
a substrate support for supporting a substrate within the chamber, the substrate including a film to be etched;
a gas supply configured to supply each of a first process gas, a second process gas, and a third process gas into the chamber, the second process gas comprising halogen atoms and hydrogen atoms; Department and
a plasma generator configured to generate plasma from the third process gas;
a control unit;
with
The control unit
(a) forming a first layer containing nitrogen atoms and hydrogen atoms on the surface of the etching target film using the first process gas;
(b) reforming the first layer into a second layer using the second process gas;
(c) controlling the gas supply unit and the plasma generation unit to etch the etching target film having the second layer formed on the surface using the plasma generated from the third processing gas; An etching apparatus comprising:

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