JP2010267670A - Plasma processing method - Google Patents

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Masato Ishimaru
正人 石丸
Hidenori Takei
秀則 武居
Takeshi Matsumoto
松本  剛
Masakazu Miyaji
正和 宮地
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform uniform and consistent processing on each of films of a laminated film composed of an organic film and an inorganic film. <P>SOLUTION: A plasma processing method uses a vacuum container 1 including a gas supply pipe for supplying a processing gas, a substrate electrode 3 arranged in the vacuum container, an antenna electrode 7 arranged in the vacuum container opposite the substrate electrode, and an inter-electrode distance adjusting means of varying the distance between the substrate electrode and antenna electrode in a processing atmosphere. The method includes: generating plasma by supplying high-frequency energy to the processing gas supplied by supplying high-frequency energy to the antenna electrode; supplying a high-frequency voltage for attracting ions to the substrate electrode; and accelerating ions in the generated plasma to perform plasma processing on a sample mounted on the substrate electrode. The sample has an insulating film structure having a structure having the organic film and inorganic film laminated, and the inter-electrode distance during etching the organic film is set to be larger than that during etching the inorganic film. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、プラズマ処理方法にかかり、特に複数種の膜に対して均一に一貫処理を施すことのできるプラズマ処理方法に関する。   The present invention relates to a plasma processing method, and more particularly to a plasma processing method capable of uniformly processing a plurality of types of films uniformly.

近年では、半導体素子の高集積化に伴い、配線の微細化、薄膜化、多層化、あるいはウエハの大口径化が進み、デバイス構造はますます複雑化して、より高度な加工技術が必要とされてきた。   In recent years, with higher integration of semiconductor elements, miniaturization of wiring, thinning, multilayering, and wafer diameters have increased, and device structures have become increasingly complex, requiring more advanced processing techniques. I came.

また、半導体装置の製造コストを抑制するためには、エッチング特性の異なる有機膜と無機膜とを含む積層膜を同一装置内で一貫して処理を施すことが望まれる。   Further, in order to reduce the manufacturing cost of the semiconductor device, it is desired that the laminated film including the organic film and the inorganic film having different etching characteristics be processed consistently in the same apparatus.

このような要望に対して、特許文献1には、UHF(Ultra High Frequency)を用いた平行平板ECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマ装置を用い、磁場分布を調整して電子サイクロトロン共鳴の発生箇所を制御してプラズマ分布をプロセス条件に合わせて任意にコントロールすることにより最適なプラズマを生成する技術が示されている。   In response to such a request, Patent Document 1 discloses that a parallel plate ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma apparatus using UHF (Ultra High Frequency) is used to adjust the magnetic field distribution and control the location where electron cyclotron resonance occurs. A technique for generating an optimum plasma by arbitrarily controlling the plasma distribution according to the process conditions is shown.

また、特許文献2には、被処理基板の対抗面にあるガス噴出し板に形成した複数のガス噴出口を備え、互いに異なる流量比の混合ガスを、互いに異なるガス噴出口から噴出させることにより、活性種濃度や副生成ガス濃度の不均一分布を改善し、被処理基板へのプラズマ処理を均一化する技術が示されている。   Further, Patent Document 2 includes a plurality of gas ejection ports formed in a gas ejection plate on the facing surface of the substrate to be processed, and jets mixed gases having different flow ratios from different gas ejection ports. A technique for improving the non-uniform distribution of the concentration of active species and the concentration of by-product gas and making the plasma processing on the substrate to be processed uniform is shown.

特開2001−110783号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-110783 特開2008−166853号公報JP 2008-166853 A

前述のように、半導体製造工程における加工寸法の微細化や材料の多様化は進む一方であり、例えば、被エッチング材として、エッチング特性の異なる有機膜と無機膜を含む積層膜に対しては、最適な均一性コントロールが求められている。   As described above, the processing dimensions in the semiconductor manufacturing process and the diversification of materials are continuing, and for example, as a material to be etched, for a laminated film including an organic film and an inorganic film having different etching characteristics, There is a need for optimal uniformity control.

プラズマ処理装置において、被処理基板に均一なプラズマ処理を施すためには、プラズマ処理に関わるイオンやラジカルなどの活性種を被処理基板の処理面全体に均一な濃度で分布させることが重要である。   In a plasma processing apparatus, in order to perform uniform plasma processing on a substrate to be processed, it is important to distribute active species such as ions and radicals related to the plasma processing at a uniform concentration over the entire processing surface of the substrate to be processed. .

プラズマ処理装置の場合、活性種の1つであるイオンの分布は、プラズマ密度分布と関係しており、このプラズマ密度分布を均一にする手法として、前述の電子サイクロトロン共鳴における磁場分布制御等の手法が用いられてきた。   In the case of a plasma processing apparatus, the distribution of ions that are one of the active species is related to the plasma density distribution. As a technique for making the plasma density distribution uniform, a technique such as the magnetic field distribution control in the electron cyclotron resonance described above is used. Has been used.

もう一つの活性種であるラジカルについては、プラズマ密度分布を均一にしたとしても、エッチングガスのガス噴出し口から被処理基板に達するまでの間に起きる解離の度合いによって、不均一になることがある。   Regarding radicals, which are another active species, even if the plasma density distribution is made uniform, it may become non-uniform depending on the degree of dissociation that occurs from the etching gas outlet to the substrate. is there.

すなわち、ガスがプラズマ中に滞在する時間が長ければ長いほど解離が進むためラジカルの量は多くなり、逆にプラズマ中に滞在する時間が短いと解離の進みが低いためラジカルの量が少なくなる。これにより、ラジカルの分布に不均一性が発生する。   That is, the longer the time the gas stays in the plasma, the more dissociation proceeds, so the amount of radicals increases. On the other hand, the shorter the time the gas stays in the plasma, the lower the progress of dissociation, so the amount of radicals decreases. Thereby, nonuniformity occurs in the distribution of radicals.

例えば、有機膜のエッチングの場合、有機膜とラジカルによる反応速度は速いため、ラジカル分布が支配的なエッチングである。しかし、プラズマ処理装置のように狭い空間に複数形成されたガス噴出し穴のうち中心部付近から供給されたガスは被処理基板外周部に達するにつれてプラズマの解離が進む。このため、中心部から外周部にかけてのラジカル分布に差が生じ、半径方向でエッチング特性が相違することになる。   For example, in the case of etching an organic film, the reaction rate due to the organic film and radicals is fast, and thus the etching is dominant in radical distribution. However, the dissociation of the plasma proceeds as the gas supplied from the vicinity of the center of the gas ejection holes formed in a narrow space as in the plasma processing apparatus reaches the outer periphery of the substrate to be processed. For this reason, a difference occurs in the radical distribution from the central part to the outer peripheral part, and the etching characteristics differ in the radial direction.

この問題を改善するために、ガスの噴出し範囲をハード的に調整したり、前記のように混合比の異なるガスを異なるガス噴出口から噴出させてラジカル分布を調整することが考えられる。しかし、これらの案はそのための構造が複雑化し、また、ガス流量や処理室内圧力等の条件により最適なハード構成が異なることになる。このため、膜種の異なる積層膜の処理に際して各膜に対して最適化することは困難である。   In order to improve this problem, it is conceivable to adjust the radical distribution by adjusting the gas injection range in a hardware manner or by jetting gases having different mixing ratios from different gas outlets as described above. However, these proposals have a complicated structure, and the optimum hardware configuration differs depending on conditions such as the gas flow rate and the pressure in the processing chamber. For this reason, it is difficult to optimize each film when processing laminated films having different film types.

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、膜種の異なる複数の積層膜に対して均一に一貫処理を施すことのできるプラズマ処理方法を提供するものである。   The present invention has been made in view of these problems, and provides a plasma processing method capable of uniformly processing a plurality of laminated films having different film types.

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.

処理ガスを供給するガス供給管を備えた真空容器と、該真空容器内に配置された基板電極と、前記真空容器内で前記基板電極に対向して配置されたアンテナ電極 電極と、
前記基板電極とアンテナ電極 電極間の距離を処理雰囲気中で変更可能な電極間距離調整手段を備え、前記アンテナ電極 電極に高周波エネルギを供給して供給された処理ガスに高周波エネルギを供給してプラズマを生成し、前記基板電極にイオン引き込み用高周波電圧を供給して、生成された前記プラズマ中のイオンを加速して前記基板電極上に載置した試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において、前記試料は有機膜と無機膜を積層した構造を備える絶縁膜構造を具備し、前記有機膜をエッチングするときは、前記無機膜をエッチングするときよりも前記電極間距離を大きく設定する。
A vacuum vessel provided with a gas supply pipe for supplying a processing gas, a substrate electrode arranged in the vacuum vessel, an antenna electrode arranged in the vacuum vessel facing the substrate electrode,
Inter-electrode distance adjusting means capable of changing the distance between the substrate electrode and the antenna electrode in a processing atmosphere, supplying the high-frequency energy to the antenna electrode and supplying the high-frequency energy to the processing gas supplied to the plasma In the plasma processing method of supplying a high frequency voltage for ion attraction to the substrate electrode, accelerating ions in the generated plasma and performing plasma processing on the sample placed on the substrate electrode, The sample has an insulating film structure having a structure in which an organic film and an inorganic film are laminated. When the organic film is etched, the distance between the electrodes is set larger than when the inorganic film is etched.

本発明は、以上の構成を備えるため、膜種の異なる複数の積層膜に対して均一に一貫処理を施すことができる。   Since this invention is provided with the above structure, a consistent process can be uniformly performed with respect to several laminated film from which film | membrane types differ.

平行平板型ECRプラズマエッチング装置を説明する図である。It is a figure explaining a parallel plate type ECR plasma etching apparatus. 被処理基板を説明する図である。It is a figure explaining a to-be-processed substrate. 電極間隔とエッチングレートの面内均一性との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an electrode space | interval and in-plane uniformity of an etching rate. 被処理基板を説明する図である。It is a figure explaining a to-be-processed substrate. 各ステップにおけるエッチング条件を説明する図である。It is a figure explaining the etching conditions in each step.

以下、実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図1は、本発明のプラズマエッチング方法を実施するためのUHFを用いた平行平板型ECRプラズマエッチング装置の一例を示す縦断面図である。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a parallel plate type ECR plasma etching apparatus using UHF for carrying out the plasma etching method of the present invention.

図1に示すように、真空容器1内には被処理基板2が載置される基板電極(下部電極)3と、基板電極3に対向して配置されるアンテナ電極(上部電極)7が設けられる。基板電極3には被処理基板2を吸着保持する静電チャック4が設けられており、該静電チャック4には、被処理基板2にプラズマ処理を施す際に、高周波バイアスを印加するための高周波電源5が整合器6を介して接続されている。   As shown in FIG. 1, a substrate electrode (lower electrode) 3 on which a substrate 2 to be processed is placed and an antenna electrode (upper electrode) 7 disposed to face the substrate electrode 3 are provided in a vacuum vessel 1. It is done. The substrate electrode 3 is provided with an electrostatic chuck 4 for attracting and holding the substrate 2 to be processed. The electrostatic chuck 4 is used for applying a high frequency bias when the substrate 2 is subjected to plasma processing. A high frequency power supply 5 is connected via a matching unit 6.

また、基板電極3は、図示を省略した駆動手段により上下方向に移動可能に構成され、アンテナ電極7との間隔が調整可能となっている。アンテナ電極7の基板電極3側の面には図示しない処理ガス供給管14につながる導電性のガス供給板8が設けられている。 アンテナ電極7にはプラズマ生成用の高周波電源9およびバイアス印加用の高周波電源11がそれぞれ整合器10および整合器12を介して接続される。真空容器1の外周部分には、真空容器1内に磁場を形成するためのコイル13が設けられている。処理ガスはガス導入口15a、15bに導入され、アンテナ電極7およびガス供給板8に形成されたガス導入路を通り、さらにガス供給板8に設けられた多数のガス噴出し口16からエッチング室へ噴出される。多数のガス噴出し口からは、複数のマスフローコントローラにより流量および流量比が調整された混合ガスが流出する。   The substrate electrode 3 is configured to be movable in the vertical direction by a driving unit (not shown), and the distance from the antenna electrode 7 can be adjusted. A conductive gas supply plate 8 connected to a process gas supply pipe 14 (not shown) is provided on the surface of the antenna electrode 7 on the substrate electrode 3 side. A high frequency power source 9 for plasma generation and a high frequency power source 11 for bias application are connected to the antenna electrode 7 via a matching unit 10 and a matching unit 12, respectively. A coil 13 for forming a magnetic field in the vacuum vessel 1 is provided on the outer peripheral portion of the vacuum vessel 1. The processing gas is introduced into the gas inlets 15 a and 15 b, passes through the gas introduction passages formed in the antenna electrode 7 and the gas supply plate 8, and further passes through the gas discharge ports 16 provided in the gas supply plate 8 to the etching chamber. Is ejected. A mixed gas whose flow rate and flow rate ratio are adjusted by a plurality of mass flow controllers flows out from a large number of gas ejection ports.

このように構成されたエッチング装置は、処理に際しては、真空容器1内に処理ガスを供給するとともに図示を省略した排気装置により内部を所定の圧力に減圧排気する。また、アンテナ電極7に高周波電源9から高周波電力を供給し、コイル13に磁場形成用の電流を供給することにより真空容器1内にプラズマを生成する。また、基板電極3およびアンテナ電極7にそれぞれ高周波電源5および高周波電源11から高周波バイアスを印加することにより、基板電極3上の被処理基板2をエッチング処理する。   The etching apparatus configured as described above supplies a processing gas into the vacuum vessel 1 and evacuates the inside to a predetermined pressure by an exhaust apparatus (not shown) during processing. In addition, high frequency power is supplied from the high frequency power source 9 to the antenna electrode 7 and a current for forming a magnetic field is supplied to the coil 13 to generate plasma in the vacuum chamber 1. Further, by applying a high frequency bias to the substrate electrode 3 and the antenna electrode 7 from the high frequency power source 5 and the high frequency power source 11, respectively, the substrate 2 to be processed on the substrate electrode 3 is etched.

図2は、エッチング処理される被処理基板を説明する図であり、多層レジスト構造の積層絶縁膜である。この図の例では、ビア(Via)形成工程について説明する。   FIG. 2 is a diagram for explaining a substrate to be processed, which is a laminated insulating film having a multilayer resist structure. In the example of this figure, a via formation process will be described.

図2(a)に示すように、被処理基板は、第1の膜であるArFレジスト201、第2の膜である無機膜中間層202、第3の膜である有機膜下層レジスト203、第4の膜であるシリコン酸化膜204、第5の膜である無機膜205、および第6の膜であるSi基板206を備える。   As shown in FIG. 2A, the substrate to be processed includes an ArF resist 201 that is a first film, an inorganic film intermediate layer 202 that is a second film, an organic film lower layer resist 203 that is a third film, A silicon oxide film 204 as a fourth film, an inorganic film 205 as a fifth film, and a Si substrate 206 as a sixth film.

まず、第1のステップでは、図2(b)に示すように無機膜中間層202上のパターン化されたArFレジスト201をマスクにして、無機膜中間層202を有機膜下層レジスト203が露出するまでエッチングする。   First, in the first step, the organic film lower layer resist 203 is exposed from the inorganic film intermediate layer 202 using the patterned ArF resist 201 on the inorganic film intermediate layer 202 as a mask as shown in FIG. Etch until.

第2のステップでは、図2(c)に示すように、ArFレジスト201と無機膜中間層202とをマスクにして、有機膜下層レジスト203をシリコン酸化膜204が露出するまでエッチングする。   In the second step, as shown in FIG. 2C, the organic film lower layer resist 203 is etched until the silicon oxide film 204 is exposed using the ArF resist 201 and the inorganic film intermediate layer 202 as a mask.

第3のステップでは、図2(d)に示すように 有機膜下層レジスト203をマスクにして、Si酸化膜204と無機膜205をSi基板206が露出するまでエッチングする。   In the third step, as shown in FIG. 2D, using the organic film lower layer resist 203 as a mask, the Si oxide film 204 and the inorganic film 205 are etched until the Si substrate 206 is exposed.

第4のステップでは、図2(e)に示すように残留している有機膜下層レジスト203を処理室から被処理基板を搬出することなくアッシングする。   In the fourth step, as shown in FIG. 2E, the remaining organic film lower layer resist 203 is ashed without carrying out the substrate to be processed from the processing chamber.

図5は、これらのステップにおけるステップのエッチング条件を説明する図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining the etching conditions of these steps.

図3は、アンテナ電極7と基板電極3間の距離、詳しくは、導電体であるガス供給板8と被処理基板2間の距離(電極間隔)と、被処理基板におけるエッチングレートの面内均一性との関係を示す図である。   FIG. 3 shows the distance between the antenna electrode 7 and the substrate electrode 3, more specifically, the distance between the gas supply plate 8 as a conductor and the substrate 2 to be processed (electrode spacing), and the in-plane uniformity of the etching rate on the substrate to be processed. It is a figure which shows the relationship with sex.

図を参照すると、第1ステップの無機膜中間層202のエッチングでは、図3(a)に示すように電極間隔を短縮するにしたがって面内均一性が改善されることが分かる。   Referring to the figure, it can be seen that in the etching of the inorganic film intermediate layer 202 in the first step, the in-plane uniformity is improved as the electrode interval is shortened as shown in FIG.

すなわち、磁場により最適化されたプラズマが存在する条件で、アンテナ電極7と基板電極3との間隔を短縮しプラズマ拡散範囲を狭くすることにより、プラズマ密度分布が均一化され、その結果、被処理基板2上に、広範囲にわたってイオンが均一に入射して面内均一性が改善したものと考えられる。   In other words, the plasma density distribution is made uniform by shortening the distance between the antenna electrode 7 and the substrate electrode 3 and narrowing the plasma diffusion range under the condition that the plasma optimized by the magnetic field exists. It is considered that the in-plane uniformity is improved by the uniform incidence of ions on the substrate 2 over a wide range.

第2ステップの有機膜下層レジスト203のエッチングでは、図3(b)に示すように電極間隔を広げるにしたがって面内均一性が改善されることが分かる。   In the etching of the organic film lower layer resist 203 in the second step, it can be seen that the in-plane uniformity is improved as the electrode interval is increased as shown in FIG.

すなわち、アンテナ電極7と基板電極3との間隔を広げて、被処理基板2をプラズマ生成領域から遠ざける。この場合には、被処理基板表面に達するまでにプラズマの解離が両電極間の間隔が狭い状態と比してより進む。このため、ガス噴出し穴から供給されるエッチャント(ラジカル)は面内に均等に拡散され、被処理基板2上におけるラジカル分布の均一性が向上したものと考えられる。   That is, the distance between the antenna electrode 7 and the substrate electrode 3 is widened to move the substrate 2 to be processed away from the plasma generation region. In this case, the dissociation of plasma proceeds more than the state in which the distance between both electrodes is narrow before reaching the surface of the substrate to be processed. For this reason, it is considered that the etchant (radical) supplied from the gas ejection holes is evenly diffused in the plane, and the uniformity of radical distribution on the substrate 2 to be processed is improved.

第3ステップのシリコン酸化膜204および無機膜205のエッチングでは、図3(c)に示すように電極間隔を短縮するにしたがって面内均一性が改善されることが分かる。   In the etching of the silicon oxide film 204 and the inorganic film 205 in the third step, it can be seen that the in-plane uniformity is improved as the electrode interval is shortened as shown in FIG.

すなわち、第1ステップと同様にアンテナ電極7と基板電極3との間隔を短縮することで、プラズマ拡散範囲が狭くなり、プラズマ密度分布が均一に近づいたことで、面内均一性が改善したものと考える。   That is, by reducing the distance between the antenna electrode 7 and the substrate electrode 3 as in the first step, the plasma diffusion range is narrowed, and the plasma density distribution is close to uniform, thereby improving in-plane uniformity. I think.

したがって、無機膜と有機膜とが積層された構造の被処理基板をエッチングするに際しては、エッチング装置の電極間隔を、無機膜をエッチングするときには狭め、有機膜をエッチングときには広げることにより、それぞれの積層膜の処理時におけるエッチングレートの面内均一性を向上することができる。これにより、積層された複数の膜の総合的な面内均一性を向上させることができる。   Therefore, when etching a substrate to be processed having a structure in which an inorganic film and an organic film are laminated, the electrode interval of the etching apparatus is narrowed when the inorganic film is etched and widened when the organic film is etched. In-plane uniformity of the etching rate during film processing can be improved. Thereby, the comprehensive in-plane uniformity of the laminated | stacked several film | membrane can be improved.

また、これらの積層膜はそれぞれのエッチング条件を変えるだけで同一の真空容器内でエッチング処理をすることができる。このため、多層レジスト積層絶縁膜構造の被エッチング材を一貫して均一に処理することができる。   Further, these laminated films can be etched in the same vacuum container only by changing the etching conditions. For this reason, the to-be-etched material of a multilayer resist laminated insulating film structure can be processed uniformly and uniformly.

なお、以上の例では、図2に示すように、被エッチング材にビアを作成する工程について説明したが、トレンチ(Trench)を作成する工程についても同様に実施できる。   In the above example, as shown in FIG. 2, the process of creating a via in the material to be etched has been described, but the process of creating a trench can be similarly performed.

図4は、エッチング処理される被処理基板を説明する図であり、多層レジスト構造の積層絶縁膜である。この図の例では、トレンチ形成工程について説明する。   FIG. 4 is a diagram for explaining a substrate to be processed, which is a laminated insulating film having a multilayer resist structure. In the example of this figure, a trench formation process will be described.

図4に示すように、被処理基板は、第1の膜であるArFレジスト401、第2の膜である無機膜中間層402、第3の膜である有機膜下層レジスト403、第4の膜であるシリコン酸化膜404、第5の膜である無機膜405、および第6の膜であるSi基板406を備える。   As shown in FIG. 4, the substrate to be processed includes an ArF resist 401 as a first film, an inorganic film intermediate layer 402 as a second film, an organic film lower layer resist 403 as a third film, and a fourth film. A silicon oxide film 404, a fifth film, an inorganic film 405, and a sixth film, a Si substrate 406.

第1のステップでは、図4(b)に示すように無機膜中間層402上にパターン化されたArFレジスト401をマスクにして、無機膜中間層402を有機膜下層レジスト403が露出するまでエッチングする。   In the first step, as shown in FIG. 4B, using the ArF resist 401 patterned on the inorganic film intermediate layer 402 as a mask, the inorganic film intermediate layer 402 is etched until the organic film lower layer resist 403 is exposed. To do.

第2のステップでは、図4(c)に示すようにArFレジスト401と無機膜中間層402とをマスクとして、有機膜下層レジスト403をシリコン酸化膜404が露出するまでエッチングする。   In the second step, as shown in FIG. 4C, using the ArF resist 401 and the inorganic film intermediate layer 402 as a mask, the organic film lower layer resist 403 is etched until the silicon oxide film 404 is exposed.

第3のステップでは、図4(d)に示すように有機膜下層レジスト403をマスクにして、Si酸化膜404と無機膜405をSi基板406が露出するまでエッチングする。   In the third step, as shown in FIG. 4D, the Si oxide film 404 and the inorganic film 405 are etched until the Si substrate 406 is exposed using the organic film lower layer resist 403 as a mask.

第4のステップでは、図4(e)に示すように残留している有機膜下層レジスト403を処理室から被処理基板を搬出することなくアッシングする。   In the fourth step, as shown in FIG. 4E, the remaining organic film lower layer resist 403 is ashed without carrying out the substrate to be processed from the processing chamber.

このようなトレンチ構造を有する基板においても、無機膜と有機膜とが積層された構造を備えるため、前述の例と同様に電極間隔を変えてエッチング処理することにより、面内均一性を向上して一貫処理することができる。   Since the substrate having such a trench structure also has a structure in which an inorganic film and an organic film are laminated, the in-plane uniformity is improved by performing an etching process while changing the electrode interval in the same manner as in the above example. Can be processed consistently.

以上説明したように、本実施形態によれば、上部電極と下部電極との間隔を膜種ごとに調整することにより、被処理基板に供給されるイオンやラジカルなどの活性種を膜種の性質に合わせて均一にコントロールするので、同一被処理基板内に有機膜および無機膜を備える積層膜に対しても、それぞれ面内均一性の高い処理を一貫処理で実施することができる。   As described above, according to this embodiment, by adjusting the distance between the upper electrode and the lower electrode for each film type, the active species such as ions and radicals supplied to the substrate to be processed can be changed to the properties of the film type. Therefore, processing with high in-plane uniformity can be performed in a consistent process even on a laminated film including an organic film and an inorganic film in the same substrate to be processed.

1 真空容器
2 被処理基板
3 基板電極
4 静電チャック
5 高周波電源
6 整合器
7 アンテナ電極
8 ガス供給板
9 高周波電源
10 整合器
11 高周波電源
12 整合器
13 コイル
14 ガス供給管
15a、15b ガス導入口
16 ガス噴出し口
201 ArFレジスト
202 無機膜中間層
203 有機膜下層レジスト
204 シリコン酸化膜
205 無機膜
206 Si基板
401 ArFレジスト
402 無機膜中間層
403 有機膜下層レジスト
404 シリコン酸化膜
405 無機膜
406 Si基板
1 Vacuum container 2 Substrate 3 Substrate electrode 4 Electrostatic chuck 5 High frequency power supply 6 Matching device 7 Antenna electrode
8 Gas supply plate 9 High frequency power supply 10 Matching device 11 High frequency power supply 12 Matching device 13 Coil 14 Gas supply pipes 15a and 15b Gas introduction port 16 Gas ejection port 201 ArF resist 202 Inorganic film intermediate layer 203 Organic film lower layer resist 204 Silicon oxide film 205 Inorganic film 206 Si substrate 401 ArF resist 402 Inorganic film intermediate layer 403 Organic film lower layer resist 404 Silicon oxide film 405 Inorganic film 406 Si substrate

Claims (3)

処理ガスを供給するガス供給管を備えた真空容器と、
該真空容器内に配置された基板電極と、
前記真空容器内で前記基板電極に対向して配置されたアンテナ電極と、
前記基板電極とアンテナ電極間の距離を処理雰囲気中で変更可能な電極間距離調整手段を備え、
前記アンテナ電極に高周波エネルギを供給して供給された処理ガスに高周波エネルギを供給してプラズマを生成し、前記基板電極にイオン引き込み用高周波電圧を供給して、生成された前記プラズマ中のイオンを加速して前記基板電極上に載置した試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において、
前記試料は有機膜と無機膜を積層した構造を備える絶縁膜構造を具備し、前記有機膜をエッチングするときは、前記無機膜をエッチングするときよりも前記電極間距離を大きく設定することを特徴とするプラズマ処理方法。
A vacuum vessel provided with a gas supply pipe for supplying a processing gas;
A substrate electrode disposed in the vacuum vessel;
An antenna electrode disposed opposite to the substrate electrode in the vacuum vessel;
An inter-electrode distance adjusting means capable of changing a distance between the substrate electrode and the antenna electrode in a processing atmosphere;
Supplying high-frequency energy to the antenna electrode and supplying high-frequency energy to the supplied processing gas to generate plasma, supplying a high-frequency voltage for ion attraction to the substrate electrode, and generating ions in the generated plasma In the plasma processing method of performing plasma processing on the sample that is accelerated and placed on the substrate electrode,
The sample has an insulating film structure having a structure in which an organic film and an inorganic film are stacked, and when the organic film is etched, the distance between the electrodes is set larger than when the inorganic film is etched. A plasma processing method.
処理ガスを供給するガス供給管を備えた真空容器と、
該真空容器内に配置された基板電極と、
前記真空容器内で前記基板電極に対向して配置されたアンテナ電極と、
前記基板電極とアンテナ電極間の距離を処理雰囲気中で変更可能な電極間距離調整手段を備え、
前記アンテナ電極に高周波エネルギを供給して供給された処理ガスに高周波エネルギを供給してプラズマを生成し、前記基板電極にイオン引き込み用高周波電圧を供給して、生成された前記プラズマ中のイオンを加速して前記基板電極上に載置した試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において
前記試料はシリコン酸化膜上に有機膜レジストおよび無機膜中間層を積層した構造を備え、前記電極間距離を狭くした状態で前記無機膜中間層上に形成したArFレジストをマスクにして下層の有機膜レジストが露出するまで前記無機膜中間層をエッチングし、前記電極間距離を広くした状態で前記ArFレジストおよび無機膜中間層をマスクとして下層のシリコン酸化膜が露出するまで前記有機膜レジストをエッチングすることを特徴とするプラズマ処理方法。
A vacuum vessel provided with a gas supply pipe for supplying a processing gas;
A substrate electrode disposed in the vacuum vessel;
An antenna electrode disposed opposite the substrate electrode in the vacuum vessel;
An inter-electrode distance adjusting means capable of changing a distance between the substrate electrode and the antenna electrode in a processing atmosphere;
Supplying high-frequency energy to the antenna electrode and supplying high-frequency energy to the supplied processing gas to generate plasma, supplying a high-frequency voltage for ion attraction to the substrate electrode, and generating ions in the generated plasma In the plasma processing method of accelerating and performing plasma processing on a sample placed on the substrate electrode, the sample has a structure in which an organic film resist and an inorganic film intermediate layer are stacked on a silicon oxide film, and the distance between the electrodes is narrowed. In this state, using the ArF resist formed on the inorganic film intermediate layer as a mask, the inorganic film intermediate layer is etched until the lower organic film resist is exposed, and the distance between the electrodes is increased and the ArF resist and inorganic The organic film resist is etched until the underlying silicon oxide film is exposed using the film intermediate layer as a mask. Plasma processing method.
請求項1記載のプラズマ処理方法において、
電極間距離調整手段は前記基板電極を上下方向に駆動する駆動手段であることを特徴とするプラズマ処理方法。
The plasma processing method according to claim 1,
The plasma processing method, wherein the inter-electrode distance adjusting means is a driving means for driving the substrate electrode in the vertical direction.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140094461A (en) * 2013-01-21 2014-07-30 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Etching method of multilayer film
JP2015115541A (en) * 2013-12-13 2015-06-22 東京エレクトロン株式会社 Etching method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003017343A1 (en) * 2001-08-20 2003-02-27 Tokyo Electron Limited Dry developing method
JP2007005377A (en) * 2005-06-21 2007-01-11 Tokyo Electron Ltd Plasma etching method, control program, computer storage medium and plasma etching apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003017343A1 (en) * 2001-08-20 2003-02-27 Tokyo Electron Limited Dry developing method
JP2007005377A (en) * 2005-06-21 2007-01-11 Tokyo Electron Ltd Plasma etching method, control program, computer storage medium and plasma etching apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140094461A (en) * 2013-01-21 2014-07-30 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Etching method of multilayer film
JP2014158005A (en) * 2013-01-21 2014-08-28 Tokyo Electron Ltd Method for etching multilayer film
KR102147200B1 (en) 2013-01-21 2020-08-24 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Etching method of multilayer film
JP2015115541A (en) * 2013-12-13 2015-06-22 東京エレクトロン株式会社 Etching method
KR20150069514A (en) * 2013-12-13 2015-06-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Etching method
KR102307417B1 (en) 2013-12-13 2021-09-29 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Etching method

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