JP2023170393A - プラズマ処理方法及びプラズマ処理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】金属含有膜に微細なパターンの形成を可能とする。【解決手段】チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法を提供する。この方法は、(a)エッチング対象膜及びエッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、工程と、(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、金属含有膜を改質する工程と、(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、改質された金属含有膜の第1の領域を第2の領域に対して選択的に除去する工程と、を含む。【選択図】図2
Description
本発明の例示的な実施形態は、プラズマ処理方法及びプラズマ処理システムに関する。
特許文献1には、非有機膜をトリミングする技術が開示されている。
本開示は、金属含有膜に微細なパターンの形成を可能とするプラズマ処理方法を提供する。
本開示の一つの例示的実施形態において、チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、(a)エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、前記金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、工程と、(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する工程と、(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第1の領域を前記第2の領域に対して選択的に除去する工程と、を含むプラズマ処理方法が提供される。
本開示の一つの例示的実施形態によれば、金属含有膜に微細なパターンの形成を可能とするプラズマ処理方法を提供できる。
以下、本開示の各実施形態について説明する。
一つの例示的実施形態において、チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、(a)エッチング対象膜及びエッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、工程と、(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、金属含有膜を改質する工程と、(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、改質された金属含有膜の第1の領域を第2の領域に対して選択的に除去する工程と、を含むプラズマ処理方法が提供される。
一つの例示的実施形態において、(b)の工程における改質により、第2の領域の第2のプラズマに対するエッチング耐性が、第1の領域の第2のプラズマに対するエッチング耐性よりも大きくなる。
一つの例示的実施形態において、(c)の工程は、エッチング対象膜が露出するように第1の領域を除去する。
一つの例示的実施形態において、金属含有膜はスズ又はチタンを含む。
一つの例示的実施形態において、金属含有膜は有機物を含む。
一つの例示的実施形態において、第1の処理ガスは、フルオロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、NF3ガス及びSF6ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む。
一つの例示的実施形態において、第2の処理ガスは、塩素含有ガスを含む。
一つの例示的実施形態において、塩素含有ガスは、BCl3ガス又はCl2ガスである。
一つの例示的実施形態において、第1の処理ガスは、O2ガス、COガス及びCO2ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む。
一つの例示的実施形態において、第1の処理ガスは、塩素含有ガスをさらに含む。
一つの例示的実施形態において、塩素含有ガスは、Cl2ガス、BCl3ガス及びSiCl4ガスからなる群から選択される少なくとも一つである。
一つの例示的実施形態において、(c)の工程は、水素含有ガス及び窒素含有ガスを含むガスを第2の処理ガスとして第2のプラズマを生成することと、塩素含有ガスを含むガスを第2の処理ガスとして第2のプラズマを生成することとを交互に繰り返す。
一つの例示的実施形態において、エッチング対象膜はSi含有膜又は炭素含有膜である。
一つの例示的実施形態において、(c)の工程の後に、(d)金属含有膜をマスクとして用いて、エッチング対象膜をエッチングする工程を含む。
一つの例示的実施形態において、(a)乃至(d)の工程を、同一のチャンバ内で行う。
一つの例示的実施形態において、金属含有膜は、金属含有フォトレジスト膜を含み、第1の領域は金属含有フォトレジスト膜のうち露光された領域であり、第2の領域は、金属含有フォトレジストのうち露光されていない領域である。
一つの例示的実施形態において、第1の領域は、EUVにより露光されている。
一つの例示的実施形態において、チャンバ、チャンバ内に設けられた基板支持部、及び、制御部を有するプラズマ処理システムであって、制御部は、(a)エッチング対象膜及びエッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板を基板支持部上に準備する制御であって、金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、制御と、(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、金属含有膜を改質する制御と、(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、改質された金属含有膜の第1の領域を第2の領域に対して選択的に除去する制御と、を含む制御を実行させるプラズマ処理システムを提供する。
以下、図面を参照して、本開示の各実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づいて上下左右等の位置関係を説明する。図面の寸法比率は実際の比率を示すものではなく、また、実際の比率は図示の比率に限られるものではない。
<プラズマ処理システムの構成例>
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図1は、例示的なプラズマ処理システムを概略的に示す図である。
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図1は、例示的なプラズマ処理システムを概略的に示す図である。
プラズマ処理システムは、マイクロ波プラズマ源を用いたプラズマ処理装置1と、制御部2とを含む。プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、マイクロ波プラズマ源20、ガス供給部30、バイアス電源40及び排気システム50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。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。プラズマ処理チャンバ10は、リング状の支持部101、プラズマ処理チャンバ10の側壁102、排気室103及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10sに供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。プラズマ処理チャンバ10は接地される。
基板支持部11は、本体部111、リングアセンブリ112及び支持部材113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。
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の導電性部材はバイアス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(Radio Frequency)電源41及び/又はDC(Direct Current)電源42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電極がバイアス電極として機能する。なお、基台1110の導電性部材と少なくとも1つのRF/DC電極とが複数のバイアス電極として機能してもよい。また、静電電極1111bがバイアス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つのバイアス電極を含む。
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。
支持部材113は、本体部111を支持する部材である。支持部材113は、排気室103の底部中央から上方に延びる円筒形状でよい。支持部材113は、AlN等のセラミック材料で形成される。
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。
マイクロ波プラズマ源20は、支持部101に支持される。マイクロ波プラズマ源20は、マイクロ波透過板21、平面スロットアンテナ22、遅波材23、冷却ジャケット24、同軸導波管25、モード変換器26、導波管27及びマイクロ波発生器28を含む。
マイクロ波透過板21は、支持部にシール部材を介して気密に構成されている。したがって、プラズマ処理チャンバ10は気密に保持される。マイクロ波透過板21は、例えば石英やAl2O3等のセラミックスから形成される円板形状の誘電体でよい。
平面スロットアンテナ22は、複数のスロットを有し、マイクロ波透過板21に対応する円板状で、マイクロ波透過板21に密着するように構成されている。この平面スロットアンテナ22はプラズマ処理チャンバ10の側壁102上端に係止されてよい。
平面スロットアンテナ22は、例えば円板形状の導電体でよい。また、平面スロットアンテナ22は、例えば表面が銀または金メッキされた銅板またはアルミニウム板からなり、マイクロ波を放射するための複数のスロットが所定パターンで貫通するように形成されている。スロットのパターンは、マイクロ波が基板Wに対して均等に放射されるように設定されてよい。スロットのパターンは、例えばT字状に配置された2つのスロットを一対として複数対のスロットが同心円状に配置されているものを挙げることができる。スロットの長さや配列間隔は、マイクロ波の実効波長(λg)に応じて決定され、例えばスロットは、スロットの間隔がλg/4、λg/2またはλgとなるように配置されてよい。なお、スロットは、円形状、円弧状等の他の形状であってもよい。さらに、スロットの配置形態は特に限定されず、同心円状のほか、例えば、螺旋状、放射状に配置することもできる。また、平面スロットアンテナ22は、マイクロ波透過板21に対して離間して配置されてよい。
遅波材23は、平面スロットアンテナ22の上面に密着して設けられている。遅波材23は、真空よりも大きい誘電率を誘電体でよい。遅波材23は、例えば石英、セラミックス(Al2O3)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミドなどの樹脂等から形成されてよい。遅波材23は、マイクロ波の波長を真空中より短くしてマイクロ波の位相を調整する機能を有する。また、遅波材23は、平面スロットアンテナ22に対して離間して配置されてよい。
マイクロ波透過板21及び遅波材23の厚さは、マイクロ波透過板21、平面スロットアンテナ22及び遅波材23で形成される等価回路が共振条件を満たすように調整される。遅波材23の厚さを調整することにより、マイクロ波の位相を調整することができる。平面スロットアンテナ22と遅波材23との接合部が定在波の「はら」になるように、遅波材23の厚みを調整することにより、マイクロ波の反射が極小化され、マイクロ波の放射エネルギーが最大となる。また、マイクロ波透過板21及び遅波材23を同じ材質として、マイクロ波の界面反射を抑制するようにしてよい。
冷却ジャケット24は、プラズマ処理チャンバ10の上面において、平面スロットアンテナ22及び遅波材23を覆うように設けられている。冷却ジャケット24は、例えばアルミニウムやステンレス鋼、銅等の金属材からなる熱伝導体でよい。冷却ジャケット24には、冷却水流路24aが設けられている。冷却水流路24aに冷却水を流すことで、マイクロ波透過板21、平面スロットアンテナ22及び遅波材23が冷却される。
同軸導波管25は、冷却ジャケット24の中央に設けられた開口部の上方からマイクロ波透過板21に向けて挿入されている。同軸導波管25には、中空棒状の内導体25aと円筒状の外導体25bとが同心状に配置されている。同軸導波管25の上端はモード変換器26に接続されている。内導体25aの下端は平面スロットアンテナ22に接続されている。外導体25bの下端は遅波材23に接続されている。
モード変換器26は、水平に延びる断面矩形状の導波管27を介してマイクロ波発生器28が接続されるように構成されている。モード変換器26は、マイクロ波の振動モードを変換する機能を有する。
導波管27は、一端がモード変換器26、他端がマイクロ波発生器28に接続されるように構成されている。導波管27にはマッチング回路27aが介在されている。
マイクロ波発生器28は、例えば周波数が2.45GHzのマイクロ波を生成する。発生したマイクロ波は、導波管27を伝播し、モード変換器26で振動モードがTEモードからTEMモードへ変換され、同軸導波管25を介して遅波材23に向けて伝播する。マイクロ波は、遅波材23の内部を径方向外側に向かって放射状に広がり、平面スロットアンテナ22のスロットから放射される。放射されたマイクロ波は、マイクロ波透過板21を透過して直下のプラズマ処理空間10s内に電界を生じさせ、プラズマ処理空間10s内の処理ガスからマイクロ波プラズマを生成させる。マイクロ波透過板21の下面には、テーパ状に凹んだ環状の凹部21aが形成されてよく、マイクロ波プラズマが効率よく生成可能になっている。
なお、マイクロ波の周波数としては、2.45GHzの他、8.35GHz、1.98GHz、860MHz、915MHz等、種々の周波数を用いてよい。また、一例では、マイクロ波のパワーは2000以上5000W以下、パワー密度は2.8以上7.1W/cm2以下でよい。
ガス供給部30は、少なくとも1つのガスソース31及び少なくとも1つの流量制御器32を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部30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31からそれぞれに対応の流量制御器32を介してガス導入部に供給するように構成される。各流量制御器32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30は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する1又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。
ガス導入部は、ガス供給部30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。一実施形態において、ガス導入部は、モード変換器26および同軸導波管25の内導体25aの内部に形成されたガス流路33を含み、このガス流路の先端のガス供給口34は、例えばマイクロ波透過板21の中央部において、プラズマ処理空間10s内に開口している。ガス供給部30からガス導入部に導入された処理ガスは、ガス流路33を通過してガス供給口34からプラズマ処理空間10s内に供給される。なお、ガス導入部は、ガス流路33に加えて又はその代わりに、側壁102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。
バイアス電源40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41を含む。RF電源41は、RF信号(RF電力)をバイアス電極に供給するように構成される。これにより、少なくとも1つのバイアスRF信号をバイアス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を基板Wに引き込むことができる。
一実施形態において、RF電源41は、RF生成部41aを含む。RF生成部41a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つのバイアス電極に結合され、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。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、RF生成部41a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つのバイアス電極に供給される。また、種々の実施形態において、バイアスRF信号がパルス化されてもよい。
また、バイアス電源40は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源42を含んでもよい。DC電源42は、バイアスDC生成部42aを含む。一実施形態において、バイアスDC生成部42aは、少なくとも1つのバイアス電極に接続され、バイアスDC信号を生成するように構成される。生成されたバイアスDC信号は、少なくとも1つのバイアス電極に印加される。
種々の実施形態において、バイアスDC信号は、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つのバイアス電極に印加される。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バイアスDC生成部42aと少なくとも1つのバイアス電極との間に接続される。従って、バイアスDC生成部42a及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。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、バイアスDC生成部42aは、RF電源41に加えて設けられてもよい。
排気システム50は、例えば排気室103に設けられたガス排出口51に接続され得る。排気システム50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。
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。
<プラズマ処理方法の一例>
図2は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法(以下「本処理方法」ともいう。)を示すフローチャートである。図2に示すように、本処理方法は、基板を準備する工程ST1と、金属含有膜を改質する(以下「改質処理」ともいう)工程ST2と、金属含有膜を現像する(以下「現像処理」ともいう)工程ST3とを含む。本処理方法は、エッチング対象膜をエッチングする工程ST4をさらに含んでよい。各工程における処理は、図1に示すプラズマ処理システムで実行されてよい。以下では、制御部2がプラズマ処理装置1の各部を制御して、基板Wに対して本処理方法を実行する場合を例に説明する。
図2は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法(以下「本処理方法」ともいう。)を示すフローチャートである。図2に示すように、本処理方法は、基板を準備する工程ST1と、金属含有膜を改質する(以下「改質処理」ともいう)工程ST2と、金属含有膜を現像する(以下「現像処理」ともいう)工程ST3とを含む。本処理方法は、エッチング対象膜をエッチングする工程ST4をさらに含んでよい。各工程における処理は、図1に示すプラズマ処理システムで実行されてよい。以下では、制御部2がプラズマ処理装置1の各部を制御して、基板Wに対して本処理方法を実行する場合を例に説明する。
(工程ST1:基板の準備)
工程ST1において、基板Wは、プラズマ処理装置1のプラズマ処理チャンバ10s内に準備される。基板Wは、基板支持部11の中央領域111aに配置される。そして、基板Wは、静電チャック1111により基板支持部11に保持される。
工程ST1において、基板Wは、プラズマ処理装置1のプラズマ処理チャンバ10s内に準備される。基板Wは、基板支持部11の中央領域111aに配置される。そして、基板Wは、静電チャック1111により基板支持部11に保持される。
基板Wが基板支持部11の中央領域111aに配置された後、基板支持部11の温度が温調モジュールにより設定温度に調整されてよい。設定温度は、例えば、60℃以下の温度(一例では常温)でよい。一例では、基板支持部11の温度を調整又は維持することは、流路1110aを流れる伝熱流体の温度を設定温度又は設定温度と異なる温度に調整又は維持することを含む。一例では、基板支持部11の温度を調整又は維持することは、静電チャック1111と基板Wの裏面との間の伝熱ガス(例えばHe)の圧力を制御することを含む。なお、流路1110aに伝熱流体が流れ始めるタイミングは、基板Wが基板支持部11に載置される前でも後でもよく、また同時でもよい。また、本処理方法において、基板支持部11の温度は、工程ST1の前に設定温度に調整されてよい。すなわち、基板支持部11の温度が設定温度に調整された後に、基板支持部11に基板Wを準備してよい。本処理方法の以降の工程において、基板支持部11の温度は、工程ST1で調整した設定温度に維持される。
図3は、工程ST1で準備される基板Wの断面構造の一例を示す図である。基板Wは、下地膜UF上に、エッチング対象膜EF及び金属含有膜MFがこの順で積層されている。基板Wは、半導体デバイスの製造に用いられてよい。半導体デバイスは、例えば、DRAM、3D-NANDフラッシュメモリ等の半導体メモリデバイスを含む。
下地膜UFは、一例では、シリコンウェハやシリコンウェハ上に形成された炭素含有膜、誘電体膜、金属膜、半導体膜等である。下地膜UFは、複数の膜が積層されて構成されてよい。
エッチング対象膜EFは、下地膜UFとは異なる膜である。エッチング対象膜EFは、例えば、炭素含有膜、誘電膜、半導体膜、金属膜でよい。エッチング対象膜EFは、一つの膜で構成されてよく、また複数の膜が積層されて構成されてもよい。例えば、エッチング対象膜EFは、シリコン含有膜、炭素含有膜、スピンオングラス(SOG)膜、Si含有反射防止膜(SiARC)等の膜が1又は複数積層されて構成されてよい。
基板Wを構成する下地膜UF及びエッチング対象膜EFは、それぞれ、CVD法、ALD法、スピンコート法等により形成されてよい。上記下地膜UF及びエッチング対象膜EFは、平坦な膜であってよく、また、凹凸を有する膜であってもよい。
金属含有膜MFは、エッチング対象膜EFの上面に形成されている。金属含有膜MFは、金属を含有する膜であり、露光された第1の領域MF1と、露光されていない第2の領域MF2とを有している。
金属含有膜MFは「ネガ型」の膜である。すなわち、現像処理に用いるプラズマに対するエッチング耐性は、露光された第1の領域MF1が、露光されていない第2の領域MF2よりも高い。例えば、工程ST3の現像処理に用いる第2のプラズマに金属含有膜MFを曝した場合、露光されていない第2の領域MF2が除去され、露光された第1の領域MF1が残る。
金属含有膜MFは、スズ又はチタンを含有する膜でよい。一例では、金属含有膜は、酸化スズを含んでよい。金属含有膜MFは、有機物を含んでもよい。金属含有膜MFは、第1の領域MF1と、第2の領域MF2とで、含有成分及び/又はその含有比が異なってよい。一例では、第1の領域MF1を構成する膜は、酸素、炭素及びスズを含んでよい。一例では、第2の領域MF2を構成する膜は、炭素及びスズを含んでよい。第1の領域MF1及び/又は第2の領域MF2を構成する膜は、さらに、シリコンを含んでよい。
金属含有膜MFは、リソグラフィにより形成されてよい。例えば、まず、エッチング対象膜EF上に金属を含有するフォトレジスト膜を形成する。次に、露光マスクを介して、当該フォトレジスト膜に選択的に光(例えば、EUVエキシマレーザ等)を照射する。これにより、露光された第1の領域MF1と、露光されていない第2の領域MF2とを有する金属含有膜MFが形成される。第1の領域MF1は、露光マスクに設けられた開口に対応する領域である。第2の領域MF2は、露光マスクに設けられたパターンに対応する領域である。
基板Wの各構成を形成するプロセスの少なくとも一部は、プラズマ処理空間10s内で行われてよい。また、基板Wの各構成の全部又は一部が基板処理装置1の外部の装置又はチャンバで形成された後、基板Wがプラズマ処理空間10s内に提供されてもよい。
(工程ST2:金属含有膜の改質)
工程ST2において、金属含有膜MFが改質される。まず、ガス供給部30から第1の処理ガスがプラズマ処理チャンバ10s内に供給される。第1の処理ガスはフッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む。次に、プラズマ処理チャンバ10s内に、マイクロ波プラズマ源20からマイクロ波が放射される。これにより第1の処理ガスからフッ素又は酸素の活性種を含む第1のプラズマが生成される。第1のプラズマに曝されることで、金属含有膜MFが改質される。改質は、金属含有膜MFがフッ化又は酸化されることを含んでよい。改質は、金属含有膜MFの少なくとも一部の含有成分及び/又はその成分比が変化することを含んでよい。改質は、金属含有膜MFの一部又は全部が硬化すること、又は、金属含有膜MFの一部が他の部分よりも硬化することを含んでよい。
工程ST2において、金属含有膜MFが改質される。まず、ガス供給部30から第1の処理ガスがプラズマ処理チャンバ10s内に供給される。第1の処理ガスはフッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む。次に、プラズマ処理チャンバ10s内に、マイクロ波プラズマ源20からマイクロ波が放射される。これにより第1の処理ガスからフッ素又は酸素の活性種を含む第1のプラズマが生成される。第1のプラズマに曝されることで、金属含有膜MFが改質される。改質は、金属含有膜MFがフッ化又は酸化されることを含んでよい。改質は、金属含有膜MFの少なくとも一部の含有成分及び/又はその成分比が変化することを含んでよい。改質は、金属含有膜MFの一部又は全部が硬化すること、又は、金属含有膜MFの一部が他の部分よりも硬化することを含んでよい。
第1の処理ガスは、フッ素含有ガスを含んでよい。フッ素含有ガスは、一例では、フルオロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、NF3ガス及びSF6ガスからなる群から選択される少なくとも1種のガスでよい。一例では、フルオロカーボンガスは、CF4ガス、C2F2ガス、C2F4ガス、C3F6ガス、C3F8ガス、C4F6ガス、C4F8ガス及びC5F8ガスからなる群から選択される少なくとも1種でよい。一例では、ハイドロフルオロカーボンガスは、CHF3ガス、CH2F2ガス、CH3Fガス、C2HF5ガス、C2H2F4ガス、C2H3F3ガス、C2H4F2ガス、C3HF7ガス、C3H2F2ガス、C3H2F4ガス、C3H2F6ガス、C3H3F5ガス、C4H2F6ガス、C4H5F5ガス、C4H2F8ガス、C5H2F6ガス、C5H2F10ガス及びC5H3F7ガスからなる群から選択される少なくとも1種でよい。
第1の処理ガスは、フッ素含有ガスに代えて、酸素含有ガスを含んでよい。酸素含有ガスは、一例では、O2ガス、COガス、CO2ガスなる群から選択される少なくとも1種のガスでよい。第1の処理ガスが酸素含有ガスを含む場合、第1の処理ガスは、塩素含有ガスをさらに含んでよい。塩素含有ガスは、一例では、HClガス、Cl2ガス、BCl3ガス及びSiCl4ガスからなる群から選択される少なくとも1種でよい。
第1の処理ガスは、貴ガスやN2ガス等の不活性ガスをさらに含んでよい。
図4は、工程ST2の処理後の基板Wの断面構造の一例を示す図である。図4では、改質後の金属含有膜MFを金属含有膜MFa(MF1a、MF2a)として示している。
第1の処理ガスが、フッ素含有ガスを含む場合、金属含有膜MFaは第1のプラズマ中のフッ素の活性種によりフッ化され得る。すなわち、改質処理後の第1の領域MF1a及び第2の領域MF2aは、改質処理前の第1の領域MF1及び第2の領域MF2に比べて、フッ素の含有量が多くなり得る。これに伴い、改質処理前に含まれていたその余の成分(例えば、酸素、炭素又は、スズ等)の含有比は低下し得る。改質処理後の第1の領域MF1aの表面は、第2の領域MF2aの表面に比べて硬化してよい。
第1の処理ガスが、酸素含有ガスを含む場合、金属含有膜MFaは第1のプラズマ中の酸素の活性種により酸化され得る。改質処理後の第1の領域MF1a及び第2の領域MF2aは、改質処理前の第1の領域MF1及び第2の領域MF2に比べて、酸素の含有量が多くなり得る。これに伴い、改質処理前に含まれていたその余の成分(例えば、炭素又はスズ等)の含有比は低下し得る。改質処理後の第1の領域MF1aの表面は、第2の領域MF2aの表面に比べて硬化してよい。
上述のとおり、改質処理前の金属含有膜MFは「ネガ型」の膜である。すなわち、現像処理に用いるプラズマに対するエッチング耐性は、第1の領域MF1が第2の領域MF2より高い。これに対し、改質処理後の金属含有膜MFaは「ポジ型」の膜になる。すなわち、上記エッチング耐性は、第2の領域MF2aが第1の領域MF1aより高くなる。これにより、例えば、工程ST3の現像処理で用いる第2のプラズマに、改質後の金属含有膜MFaを曝した場合、第1の領域MF1aが第2の領域MF2aに対して選択的にエッチングされて除去される。
(工程ST3:金属含有膜の現像)
工程ST3において、金属含有膜MFaが現像される。まず、ガス供給部30から第2の処理ガスがプラズマ処理チャンバ10s内に供給される。次に、プラズマ処理チャンバ10s内に、マイクロ波プラズマ源20からマイクロ波が放射される。これにより、第2の処理ガスから第2のプラズマが生成される。このとき、基板支持部11の下部電極にバイアス信号を供給して、第2のプラズマと基板Wとの間にバイアス電位を発生させてよい。第2のプラズマ中のイオン、ラジカル等の活性種が基板Wに引きよせられ、当該活性種によって金属含有膜MFaの現像処理が進行する。
工程ST3において、金属含有膜MFaが現像される。まず、ガス供給部30から第2の処理ガスがプラズマ処理チャンバ10s内に供給される。次に、プラズマ処理チャンバ10s内に、マイクロ波プラズマ源20からマイクロ波が放射される。これにより、第2の処理ガスから第2のプラズマが生成される。このとき、基板支持部11の下部電極にバイアス信号を供給して、第2のプラズマと基板Wとの間にバイアス電位を発生させてよい。第2のプラズマ中のイオン、ラジカル等の活性種が基板Wに引きよせられ、当該活性種によって金属含有膜MFaの現像処理が進行する。
第2の処理ガスは、第1の処理ガスに対応して選択されてよい。第1の処理ガスが、フッ素含有ガスを含む場合、第2の処理ガスは、塩素含有ガスを含む。塩素含有ガスは、例えば、BCl3ガス又はCl2ガスでよい。
第1の処理ガスが、酸素ガスを含む場合、第2の処理ガスは、水素含有ガス(例えばH2ガス)、窒素含有ガス(例えばN2ガス)、及び、塩素含有ガス(例えばCl2ガス)を含んでよい。これらのガスの供給は、同時でなくてよい。例えば、第2の処理ガスとして、水素含有ガス及び窒素含有ガスと、塩素含有ガスとが交互に供給されてよい。すなわち、第2の処理ガスとして水素含有ガス及び窒素含有ガスを供給して第2のプラズマを生成する工程と、第2の処理ガスとして、塩素含有ガスを供給して第2のプラズマを生成する工程とを交互に繰り返してよい。
図5は、工程ST3の処理後の基板Wの断面構造の一例を示す図である。上述のとおり、現像処理に用いる第2のプラズマに対するエッチング耐性は、第2の領域MF2aが第1の領域MF1aよりも高い。そのため、図5に示すとおり、現像処理により、第1の領域MF1aが第2の領域MF2aに対して選択的にエッチングされて除去される。これにより、金属含有膜MFaに開口OPが形成される。
開口OPは、第2の領域MF2aの側面によって規定される。開口OPは、当該側面に囲まれた、エッチング対象膜EF上の空間である。開口OPは、基板Wの平面視において、第1の領域MF1aに対応する形状(結果的に金属含有膜MFの露光に用いた露光マスクの開口に対応する形状)を有する。当該形状は、例えば、円、楕円、矩形、線やこれらの1種類以上を組み合わせた形状であってよい。金属含有膜MFaには、複数の開口OPが形成されてよい。複数の開口OPは、それぞれ穴形状を有し、一定の間隔で配列されたアレイパターンを構成してよい。また、複数の開口OPは、それぞれ線形状を有し、一定の間隔で並んでライン&スペースのパターンを構成してもよい。
(工程ST4:エッチング対象膜のエッチング)
工程ST4において、エッチング対象膜EFがエッチングされる。まず、ガス供給部30から第3の処理ガスがプラズマ処理チャンバ10s内に供給される。第3の処理ガスは、エッチング対象膜EFが金属含有膜MFaに対して十分な選択比をもってエッチングできるように選択されてよい。次に、プラズマ処理チャンバ10s内に、マイクロ波プラズマ源20からマイクロ波が放射される。これにより、第3の処理ガスから第3のプラズマが生成される。このとき、基板支持部11の下部電極にバイアス信号を供給して、第3のプラズマと基板Wとの間にバイアス電位を発生させてよい。第3のプラズマ中のイオン、ラジカル等の活性種が基板Wに引きよせられ、当該活性種によってエッチング対象膜EFがエッチングされる。
工程ST4において、エッチング対象膜EFがエッチングされる。まず、ガス供給部30から第3の処理ガスがプラズマ処理チャンバ10s内に供給される。第3の処理ガスは、エッチング対象膜EFが金属含有膜MFaに対して十分な選択比をもってエッチングできるように選択されてよい。次に、プラズマ処理チャンバ10s内に、マイクロ波プラズマ源20からマイクロ波が放射される。これにより、第3の処理ガスから第3のプラズマが生成される。このとき、基板支持部11の下部電極にバイアス信号を供給して、第3のプラズマと基板Wとの間にバイアス電位を発生させてよい。第3のプラズマ中のイオン、ラジカル等の活性種が基板Wに引きよせられ、当該活性種によってエッチング対象膜EFがエッチングされる。
図6は、工程ST4の処理後の基板Wの断面構造の一例を示す図である。工程ST4においては、金属含有膜MFaがマスクとして機能し、エッチング対象膜EFがエッチングされる。図6に示すように、工程ST4により、金属含有膜MFaの開口OPの形状に基づいて、エッチング対象膜EFに凹部RCが形成される。
本処理方法によれば、改質処理により「ネガ型」の金属含有膜MFを「ポジ型」の膜にすることができるので、現像処理により金属含有膜MFに露光されていない第2の領域MF2aからなるパターンを形成することができる。これにより、本処理方法によれば、通常の「ネガ型」のフォトレジスト膜では実現が困難な微細なパターン(例えば、微細なホールアレイパターン)を金属含有膜MFに形成し得る。
<実施例>
次に、本処理方法の実施例について説明する。本開示は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
次に、本処理方法の実施例について説明する。本開示は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
(実施例1)
実施例1では、プラズマ処理装置1を用いて基板Wに本処理方法を適用した。基板W上の金属含有膜MFは、スズを含有するフォトレジスト膜をEUVで露光して形成した。工程ST2の改質処理に用いた第1の処理ガスはCF4ガスを含んでいた。工程ST3の現像処理に用いた第2の処理ガスは、BCl3ガス及びCl2ガスを含んでいた。
実施例1では、プラズマ処理装置1を用いて基板Wに本処理方法を適用した。基板W上の金属含有膜MFは、スズを含有するフォトレジスト膜をEUVで露光して形成した。工程ST2の改質処理に用いた第1の処理ガスはCF4ガスを含んでいた。工程ST3の現像処理に用いた第2の処理ガスは、BCl3ガス及びCl2ガスを含んでいた。
(参考例1)
参考例1では、実施例1と同様の金属含有膜MFについて、工程ST2における改質処理を行わずに、実施例1の工程ST3と同一の条件で、現像処理を行った。
参考例1では、実施例1と同様の金属含有膜MFについて、工程ST2における改質処理を行わずに、実施例1の工程ST3と同一の条件で、現像処理を行った。
現像処理における実施例1及び参考例1の金属含有膜MFのエッチングレートを表1に示す。「ER1」は、露光された第1の領域のエッチングレートである。「ER2」は、露光されていない第2の領域のエッチングレートである。
表1に示すとおり、実施例1では、現像処理における第1の領域のエッチングレートが、第2の領域のエッチングレートより大きい。すなわち、現像処理に用いたプラズマに対するエッチング耐性は、第2の領域が第1の領域よりも大きかった。これに対し、参考例1では、現像処理における第2の領域のエッチングレートが、第1の領域のエッチングレートより大きい。すなわち、現像処理に用いたプラズマに対するエッチング耐性は、第1の領域が第2の領域よりも大きかった。
(実施例2)
実施例2では、プラズマ処理装置1を用いて基板Wに本処理方法を適用した。基板W上の金属含有膜MFは、実施例1と同様に形成した。工程ST2の改質処理に用いた第1の処理ガスはCl2ガスとO2ガスとを含んでいた。工程ST3の現像処理においては、第2の処理ガスとして、N2ガス及びH2ガスと、Cl2ガスとを交互に供給した。
実施例2では、プラズマ処理装置1を用いて基板Wに本処理方法を適用した。基板W上の金属含有膜MFは、実施例1と同様に形成した。工程ST2の改質処理に用いた第1の処理ガスはCl2ガスとO2ガスとを含んでいた。工程ST3の現像処理においては、第2の処理ガスとして、N2ガス及びH2ガスと、Cl2ガスとを交互に供給した。
(参考例2)
参考例2では、工程ST2における改質処理を行わずに、実施例2と同様の金属含有膜MFについて、実施例2の工程ST3と同一の条件で、現像処理を行った。
参考例2では、工程ST2における改質処理を行わずに、実施例2と同様の金属含有膜MFについて、実施例2の工程ST3と同一の条件で、現像処理を行った。
現像処理における実施例2及び参考例2の金属含有膜MFのエッチングレートを表2に示す。「ER1」は、露光された第1の領域のエッチングレートである。「ER2」は、露光されていない第2の領域のエッチングレートである。
表2に示すとおり、実施例2では、現像処理における第1の領域のエッチングレートが、第2の領域のエッチングレートより大きい。すなわち、現像処理に用いたプラズマに対するエッチング耐性は、第2の領域が第1の領域よりも大きかった。これに対し、参考例2では、現像処理における第2の領域のエッチングレートが、第1の領域のエッチングレートより大きい。すなわち、現像処理に用いたプラズマに対するエッチング耐性は、第1の領域が第2の領域よりも大きかった。
本処理方法は、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく種々の変形をなし得る。例えば、本処理方法は、マイクロ波プラズマ源を用いたプラズマ処理装置1以外にも、誘導結合型のプラズマ処理装置、容量結合型のプラズマ処理装置等、任意のプラズマ源を用いた基板処理装置を用いて実行してよい。
本開示の実施形態は、以下の態様をさらに含む。
(付記1)
チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
(a)エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、前記金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、工程と、
(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する工程と、
(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第1の領域を前記第2の領域に対して選択的に除去する工程と、
を含む、プラズマ処理方法。
チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
(a)エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、前記金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、工程と、
(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する工程と、
(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第1の領域を前記第2の領域に対して選択的に除去する工程と、
を含む、プラズマ処理方法。
(付記2)
前記(b)の工程における前記改質により、前記第2の領域の前記第2のプラズマに対するエッチング耐性が、前記第1の領域の前記第2のプラズマに対するエッチング耐性よりも大きくなる、付記1に記載のプラズマ処理方法。
前記(b)の工程における前記改質により、前記第2の領域の前記第2のプラズマに対するエッチング耐性が、前記第1の領域の前記第2のプラズマに対するエッチング耐性よりも大きくなる、付記1に記載のプラズマ処理方法。
(付記3)
前記(c)の工程は、前記エッチング対象膜が露出するように前記第1の領域を除去する、付記1又は付記2に記載のプラズマ処理方法。
前記(c)の工程は、前記エッチング対象膜が露出するように前記第1の領域を除去する、付記1又は付記2に記載のプラズマ処理方法。
(付記4)
前記金属含有膜はスズ又はチタンを含む、付記1から付記3のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
前記金属含有膜はスズ又はチタンを含む、付記1から付記3のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
(付記5)
前記金属含有膜は有機物を含む、付記4に記載のプラズマ処理方法。
前記金属含有膜は有機物を含む、付記4に記載のプラズマ処理方法。
(付記6)
前記第1の処理ガスは、フルオロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、NF3ガス及びSF6ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む付記1から付記5のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
前記第1の処理ガスは、フルオロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、NF3ガス及びSF6ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む付記1から付記5のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
(付記7)
前記第2の処理ガスは、塩素含有ガスを含む、付記6に記載のプラズマ処理方法。
前記第2の処理ガスは、塩素含有ガスを含む、付記6に記載のプラズマ処理方法。
(付記8)
前記塩素含有ガスは、BCl3ガス又はCl2ガスである、付記7に記載のプラズマ処理方法。
前記塩素含有ガスは、BCl3ガス又はCl2ガスである、付記7に記載のプラズマ処理方法。
(付記9)
前記第1の処理ガスは、O2ガス、COガス及びCO2ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む、付記1から付記5のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
前記第1の処理ガスは、O2ガス、COガス及びCO2ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む、付記1から付記5のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
(付記10)
前記第1の処理ガスは、塩素含有ガスをさらに含む、付記9に記載のプラズマ処理方法。
前記第1の処理ガスは、塩素含有ガスをさらに含む、付記9に記載のプラズマ処理方法。
(付記11)
前記塩素含有ガスは、Cl2ガス、BCl3ガス及びSiCl4ガスからなる群から選択される少なくとも一つである、付記10に記載のプラズマ処理方法。
前記塩素含有ガスは、Cl2ガス、BCl3ガス及びSiCl4ガスからなる群から選択される少なくとも一つである、付記10に記載のプラズマ処理方法。
(付記12)
前記(c)の工程は、水素含有ガス及び窒素含有ガスを含むガスを前記第2の処理ガスとして前記第2のプラズマを生成することと、塩素含有ガスを含むガスを前記第2の処理ガスとして前記第2のプラズマを生成することとを交互に繰り返す、付記9から付記11のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
前記(c)の工程は、水素含有ガス及び窒素含有ガスを含むガスを前記第2の処理ガスとして前記第2のプラズマを生成することと、塩素含有ガスを含むガスを前記第2の処理ガスとして前記第2のプラズマを生成することとを交互に繰り返す、付記9から付記11のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
(付記13)
前記エッチング対象膜はSi含有膜又は炭素含有膜である、付記1から付記12のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
前記エッチング対象膜はSi含有膜又は炭素含有膜である、付記1から付記12のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
(付記14)
前記(c)の工程の後に、(d)前記金属含有膜をマスクとして用いて、前記エッチング対象膜をエッチングする工程を含む、付記1から付記13のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
前記(c)の工程の後に、(d)前記金属含有膜をマスクとして用いて、前記エッチング対象膜をエッチングする工程を含む、付記1から付記13のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
(付記15)
前記(a)乃至(d)の工程を、同一のチャンバ内で行う、付記14に記載のプラズマ処理方法。
前記(a)乃至(d)の工程を、同一のチャンバ内で行う、付記14に記載のプラズマ処理方法。
(付記16)
前記金属含有膜は、金属含有フォトレジスト膜を含み、前記第1の領域は前記金属含有フォトレジスト膜のうち露光された領域であり、前記第2の領域は、前記金属含有フォトレジストのうち露光されていない領域である、付記1から付記15のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
前記金属含有膜は、金属含有フォトレジスト膜を含み、前記第1の領域は前記金属含有フォトレジスト膜のうち露光された領域であり、前記第2の領域は、前記金属含有フォトレジストのうち露光されていない領域である、付記1から付記15のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
(付記17)
前記第1の領域は、EUVにより露光されている、付記16に記載のプラズマ処理方法。
前記第1の領域は、EUVにより露光されている、付記16に記載のプラズマ処理方法。
(付記18)
チャンバ、前記チャンバ内に設けられた基板支持部、及び、制御部を有するプラズマ処理システムであって、
前記制御部は、
(a)エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板を前記基板支持部上に準備する制御であって、前記金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、制御と、
(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する制御と、
(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第1の領域を前記第2の領域に対して選択的に除去する制御と、を含む制御を実行させる、
プラズマ処理システム。
チャンバ、前記チャンバ内に設けられた基板支持部、及び、制御部を有するプラズマ処理システムであって、
前記制御部は、
(a)エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板を前記基板支持部上に準備する制御であって、前記金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、制御と、
(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する制御と、
(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第1の領域を前記第2の領域に対して選択的に除去する制御と、を含む制御を実行させる、
プラズマ処理システム。
(付記19)
チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるデバイス製造方法であって、
(a)エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、前記金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、工程と、
(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する工程と、
(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第1の領域を前記第2の領域に対して選択的に除去する工程と、
を備える、デバイス製造方法。
チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるデバイス製造方法であって、
(a)エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、前記金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、工程と、
(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する工程と、
(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第1の領域を前記第2の領域に対して選択的に除去する工程と、
を備える、デバイス製造方法。
(付記20)
チャンバと、前記チャンバ内に設けられた基板支持部プラズマ生成部を備えるプラズマ処理システムのコンピュータに、
(a)エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板を前記基板支持部上に準備する制御であって、前記金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、制御と、
(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する制御と、
(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第1の領域を前記第2の領域に対して選択的に除去する制御と、
制御を実行させる、プログラム。
チャンバと、前記チャンバ内に設けられた基板支持部プラズマ生成部を備えるプラズマ処理システムのコンピュータに、
(a)エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板を前記基板支持部上に準備する制御であって、前記金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、制御と、
(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する制御と、
(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第1の領域を前記第2の領域に対して選択的に除去する制御と、
制御を実行させる、プログラム。
(付記21)
付記20に記載のプログラムを格納した、記憶媒体。
付記20に記載のプログラムを格納した、記憶媒体。
1……プラズマ処理装置、2……制御部、10……プラズマ処理チャンバ、10s……プラズマ処理空間、11……基板支持部、20……マイクロ波プラズマ源、30……ガス供給部、40……バイアス電源、50……排気システム、MF、MFa……金属含有膜、EF……エッチング対象膜、UF……下地膜、MF1、MF1a……第1の領域、MF2、MF2a……第2の領域、OP……開口、RC……凹部、W……基板
Claims (18)
- チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
(a)エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、前記金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、工程と、
(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する工程と、
(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第1の領域を前記第2の領域に対して選択的に除去する工程と、
を含む、プラズマ処理方法。 - 前記(b)の工程における前記改質により、前記第2の領域の前記第2のプラズマに対するエッチング耐性が、前記第1の領域の前記第2のプラズマに対するエッチング耐性よりも大きくなる、請求項1に記載のプラズマ処理方法。
- 前記(c)の工程は、前記エッチング対象膜が露出するように前記第1の領域を除去する、請求項2に記載のプラズマ処理方法。
- 前記金属含有膜はスズ又はチタンを含む、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記金属含有膜は有機物を含む、請求項4に記載のプラズマ処理方法。
- 前記第1の処理ガスは、フルオロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、NF3ガス及びSF6ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む請求項1に記載のプラズマ処理方法。
- 前記第2の処理ガスは、塩素含有ガスを含む、請求項6に記載のプラズマ処理方法。
- 前記塩素含有ガスは、BCl3ガス又はCl2ガスである、請求項7に記載のプラズマ処理方法。
- 前記第1の処理ガスは、O2ガス、COガス及びCO2ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む、請求項1に記載のプラズマ処理方法。
- 前記第1の処理ガスは、塩素含有ガスをさらに含む、請求項9に記載のプラズマ処理方法。
- 前記塩素含有ガスは、Cl2ガス、BCl3ガス及びSiCl4ガスからなる群から選択される少なくとも一つである、請求項10に記載のプラズマ処理方法。
- 前記(c)の工程は、水素含有ガス及び窒素含有ガスを含むガスを前記第2の処理ガスとして前記第2のプラズマを生成することと、塩素含有ガスを含むガスを前記第2の処理ガスとして前記第2のプラズマを生成することとを交互に繰り返す、請求項9に記載のプラズマ処理方法。
- 前記エッチング対象膜はSi含有膜又は炭素含有膜である、請求項1に記載のプラズマ処理方法。
- 前記(c)の工程の後に、(d)前記金属含有膜をマスクとして用いて、前記エッチング対象膜をエッチングする工程を含む、請求項1に記載のプラズマ処理方法。
- 前記(a)乃至(d)の工程を、同一のチャンバ内で行う、請求項14に記載のプラズマ処理方法。
- 前記金属含有膜は、金属含有フォトレジスト膜を含み、前記第1の領域は前記金属含有フォトレジスト膜のうち露光された領域であり、前記第2の領域は、前記金属含有フォトレジストのうち露光されていない領域である、請求項1に記載のプラズマ処理方法。
- 前記第1の領域は、EUVにより露光されている、請求項16に記載のプラズマ処理方法。
- チャンバ、前記チャンバ内に設けられた基板支持部、及び、制御部を有するプラズマ処理システムであって、
前記制御部は、
(a)エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板を前記基板支持部上に準備する制御であって、前記金属含有膜は、露光された第1の領域と露光されていない第2の領域とを有する、制御と、
(b)フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第1の処理ガスから生成した第1のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する制御と、
(c)第2の処理ガスから生成した第2のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第1の領域を前記第2の領域に対して選択的に除去する制御と、を含む制御を実行させる、
プラズマ処理システム。
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