JP2013141024A - Plasma etching method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被処理基板にプラズマ処理を施す技術に係り、特に容量結合型のプラズマ処理装置を使用するプラズマエッチング方法に関する。 The present invention relates to a technique for performing plasma processing on a substrate to be processed, and more particularly to a plasma etching method using a capacitively coupled plasma processing apparatus.
半導体デバイスやFPD(Flat Panel Display)の製造プロセスにおけるエッチング、堆積、酸化、スパッタリング等の処理では、処理ガスに比較的低温で良好な反応を行わせるためにプラズマがよく利用されている。従来より、枚葉式のプラズマ処理装置では、大口径プラズマを容易に実現できる容量結合型のプラズマ処理装置が主流となっている。 In processes such as etching, deposition, oxidation, sputtering and the like in the manufacturing process of semiconductor devices and FPDs (Flat Panel Displays), plasma is often used in order to cause a favorable reaction to a processing gas at a relatively low temperature. Conventionally, in a single wafer type plasma processing apparatus, a capacitively coupled plasma processing apparatus that can easily realize a large-diameter plasma has been mainly used.
一般に、容量結合型のプラズマ処理装置は、真空チャンバとして構成される処理容器内に上部電極と下部電極とを平行に配置し、下部電極の上に被処理基板(半導体ウエハ、ガラス基板等)を載置し、両電極間に高周波を印加する。そうすると、両電極の間で高周波電界によって加速された電子、電極から放出された二次電子、あるいは加熱された電子が処理ガスの分子と電離衝突を起こして、処理ガスのプラズマが発生し、プラズマ中のラジカルやイオンによって基板表面に所望の微細加工たとえばエッチング加工が施される。 In general, in a capacitively coupled plasma processing apparatus, an upper electrode and a lower electrode are arranged in parallel in a processing vessel configured as a vacuum chamber, and a substrate to be processed (semiconductor wafer, glass substrate, etc.) is placed on the lower electrode. A high frequency is applied between both electrodes. Then, the electrons accelerated by the high-frequency electric field between the electrodes, the secondary electrons emitted from the electrodes, or the heated electrons cause ionization collisions with the molecules of the processing gas, and plasma of the processing gas is generated. Desired fine processing such as etching is performed on the substrate surface by the radicals and ions therein.
プラズマエッチング装置においては、プラズマ生成(高周波放電)に好適な比較的高い周波数(通常40MHz以上)の第1高周波と基板へのイオンの引き込み(バイアス)に好適な比較的低い周波数(通常13.56MHz以下)の第2高周波とを下部電極に同時に印加する下部2周波印加方式が多用されてきている。 In a plasma etching apparatus, a relatively high frequency (normally 40 MHz or more) suitable for plasma generation (high frequency discharge) and a relatively low frequency (normally 13.56 MHz) suitable for ion attraction (bias) to the substrate. The lower two-frequency application method in which the second high frequency of the following is simultaneously applied to the lower electrode has been widely used.
ところで、大口径プラズマを扱う容量結合型のプラズマ処理装置では、基板上の各位置でプラズマプロセスを均一にするのが難しく、製品歩留まりの観点からこれを解決することが大きな課題となっている。一般に、プラズマ処理装置においては、プロセスパラメータ(圧力、RFパワー、ガス種等)によってチャンバ内のプラズマ密度分布が変動しやすいため、或るプロセス条件の下で均一性の良いプロセス結果が得られても、加工特性の要求仕様に合わせてプロセス条件を変更すると、均一性が悪化するケースが多々あり、広範囲のプロセス条件に対して常にプロセスの均一性を保証できるチャンバ構造を実現するのは難しい。特に、基板上の多層構造の膜を複数のステップで連続的にエッチング加工する場合、各ステップまたは各被加工膜毎に使用するプロセスパラメータやエッチングマスクの材質が異なるので、すべてのステップを通じてエッチング特性の良好な均一性を得ることは困難である。 By the way, in a capacitively coupled plasma processing apparatus that handles large-diameter plasma, it is difficult to make the plasma process uniform at each position on the substrate, and it is a big problem to solve this from the viewpoint of product yield. In general, in a plasma processing apparatus, the plasma density distribution in a chamber is likely to vary depending on process parameters (pressure, RF power, gas type, etc.), so that a uniform process result can be obtained under certain process conditions. However, when the process conditions are changed in accordance with the required specifications of the processing characteristics, the uniformity is often deteriorated, and it is difficult to realize a chamber structure that can always guarantee the process uniformity over a wide range of process conditions. In particular, when etching a multi-layered film on a substrate continuously in multiple steps, the process parameters and etching mask materials used differ for each step or each processed film. It is difficult to obtain good uniformity.
その点、プラズマ密度分布を可変するための調整ノブとして従来知られている電極のインピーダンスを電気回路で制御する手法(特許文献1)は、アクティブな制御法ではないため、多種多様なプロセスあるいはプロセス条件の変更に対してフレキシブルに対応することが難しく、今日のプラズマプロセスで求められる均一性のレベルに対して不十分であった。 On the other hand, since the technique (Patent Document 1) for controlling the impedance of an electrode, which is conventionally known as an adjustment knob for changing the plasma density distribution, by an electric circuit is not an active control method, various processes or processes are used. It was difficult to respond flexibly to changing conditions, which was insufficient for the level of uniformity required in today's plasma processes.
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、Siを含有する絶縁膜あるいは有機膜のエッチング加工においてエッチング特性の均一性を向上させるプラズマエッチング方法を提供する。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and provides a plasma etching method that improves the uniformity of etching characteristics in etching of an insulating film or organic film containing Si.
本発明の第1の観点におけるプラズマエッチング方法は、真空排気可能な処理容器と、前記処理容器内で被処理基板を載置する下部電極と、前記処理容器内で前記下部電極の真向かいに配置される内側上部電極と、前記処理容器内で前記内側上部電極から絶縁してその半径方向外側にリング状に配置される外側上部電極と、前記内側および外側上部電極と前記下部電極との間の処理空間に所望の処理ガスを供給する処理ガス供給部と、高周波放電によって前記処理ガスのプラズマを生成するための第1高周波を前記下部電極もしくは前記内側および外側上部電極に印加する第1高周波給電部と、前記内側上部電極に可変の第1の直流電圧を印加する第1の直流給電部と、前記外側上部電極に可変の第2の直流電圧を印加する第2の直流給電部とを有するプラズマ処理装置を用いて、Siを含有する絶縁膜をエッチング加工するプラズマエッチング方法であって、前記第1および第2の直流電圧のいずれも負極性で、前記第2の直流電圧の絶対値が前記第1の直流電圧の絶対値以上であることを特徴とする。 A plasma etching method according to a first aspect of the present invention includes a processing container that can be evacuated, a lower electrode on which a substrate to be processed is placed in the processing container, and a direct opposite of the lower electrode in the processing container. An inner upper electrode, an outer upper electrode that is insulated from the inner upper electrode in the processing container and arranged in a ring shape radially outward, and a process between the inner and outer upper electrodes and the lower electrode. A processing gas supply unit that supplies a desired processing gas to the space, and a first high-frequency power supply unit that applies a first high frequency for generating plasma of the processing gas by high-frequency discharge to the lower electrode or the inner and outer upper electrodes A first DC power supply that applies a variable first DC voltage to the inner upper electrode, and a second DC power supply that applies a variable second DC voltage to the outer upper electrode A plasma etching method of etching a Si-containing insulating film using a plasma processing apparatus having the above structure, wherein both of the first and second DC voltages are negative and the absolute value of the second DC voltage is The value is greater than or equal to the absolute value of the first DC voltage.
本発明のより具体的な一態様においては、SiO2膜にコンタクトホールを形成するエッチング加工において、第1の直流電圧が−600V〜−150Vに選定され、第2の直流電圧が−1000V〜−150Vに選定される。第2高周波の周波数は2MHz〜3.2MHzに選定されてよい。第2の直流電圧を可変することで、基板中心部のエッチングレートを殆どまたは余り変えずに基板エッジ部のエッチングレートを効果的に可変することが可能であり、エッチングレートの均一性を向上させることもできる。 In a more specific aspect of the present invention, in the etching process for forming a contact hole in the SiO 2 film, the first DC voltage is selected from −600 V to −150 V, and the second DC voltage is −1000 V to −1000 V. 150V is selected. The frequency of the second high frequency may be selected from 2 MHz to 3.2 MHz. By varying the second DC voltage, it is possible to effectively vary the etching rate at the edge of the substrate with little or no change in the etching rate at the center of the substrate, and improve the uniformity of the etching rate. You can also.
別の一態様においては、SiOC膜にビアホールを形成するエッチング加工において、第1の直流電圧が−900V〜−300Vに選定され、第2の直流電圧が−1500V〜−300Vに選定される。第2高周波の周波数は10MHz〜13.56MHzに選定されてよい。また、処理ガスとして、フロロカーボンガスと不活性ガスとO2ガスまたはN2ガスとを含むエッチングガスを好適に使用できる。やはり、第2の直流電圧を可変することで、基板中心部のエッチング特性を殆どまたは余り変えずに基板エッジ部のエッチングレートを効果的に可変することが可能であり、エッチングレートの均一性を向上させることもできる。 In another aspect, in the etching process for forming a via hole in the SiOC film, the first DC voltage is selected from −900 V to −300 V, and the second DC voltage is selected from −1500 V to −300 V. The frequency of the second high frequency may be selected from 10 MHz to 13.56 MHz. In addition, an etching gas containing a fluorocarbon gas, an inert gas, and O 2 gas or N 2 gas can be suitably used as the processing gas. Again, by varying the second DC voltage, it is possible to effectively vary the etching rate at the edge of the substrate with little or no change in the etching characteristics at the center of the substrate. It can also be improved.
別の一態様においては、多層レジスト法において中間層または最下層のSiN膜にマスクパターンを転写するためのエッチング加工において、第1の直流電圧が−300V〜0Vに選定され、第2の直流電圧が−900V〜−300Vに選定される。第2高周波の周波数は10MHz〜13.56MHzに選定されてよい。この場合は、第2の直流電圧を可変することで、やはり基板中心部のエッチングレートを殆どまたは余り変えずに基板エッジ部のエッチングレートを効果的に可変できるだけでなく、パターンのCDシフトも基板中心部に比して基板エッジ部で効果的に可変できるので、CD均一性を向上させることができる。 In another aspect, in the etching process for transferring the mask pattern to the SiN film of the intermediate layer or the lowermost layer in the multilayer resist method, the first DC voltage is selected from −300 V to 0 V, and the second DC voltage Is selected from -900V to -300V. The frequency of the second high frequency may be selected from 10 MHz to 13.56 MHz. In this case, by changing the second DC voltage, not only can the etching rate at the center of the substrate be changed but also the etching rate at the edge of the substrate can be effectively varied, and the CD shift of the pattern can also be reduced. Since the substrate edge portion can be effectively varied as compared with the center portion, CD uniformity can be improved.
本発明の第2の観点におけるプラズマエッチング方法は、真空排気可能な処理容器と、前記処理容器内で被処理基板を載置する下部電極と、前記処理容器内で前記下部電極の真向かいに配置される内側上部電極と、前記処理容器内で前記内側上部電極から絶縁してその半径方向外側にリング状に配置される外側上部電極と、前記内側および外側上部電極と前記下部電極との間の処理空間に所望の処理ガスを供給する処理ガス供給部と、高周波放電によって前記処理ガスのプラズマを生成するための第1高周波を前記下部電極もしくは前記内側および外側上部電極に印加する第1高周波給電部と、前記内側上部電極に可変の第1の直流電圧を印加する第1の直流給電部と、前記外側上部電極に可変の第2の直流電圧を印加する第2の直流給電部とを有するプラズマ処理装置を用いて、有機膜をエッチング加工するプラズマエッチング方法であって、第1および第2の直流電圧のいずれも負極性で、第2の直流電圧の絶対値が第1の直流電圧の絶対値より大きいことを特徴とする。 A plasma etching method according to a second aspect of the present invention includes a processing container that can be evacuated, a lower electrode on which a substrate to be processed is placed in the processing container, and a direct opposite of the lower electrode in the processing container. An inner upper electrode, an outer upper electrode that is insulated from the inner upper electrode in the processing container and arranged in a ring shape radially outward, and a process between the inner and outer upper electrodes and the lower electrode. A processing gas supply unit that supplies a desired processing gas to the space, and a first high-frequency power supply unit that applies a first high frequency for generating plasma of the processing gas by high-frequency discharge to the lower electrode or the inner and outer upper electrodes A first DC power supply that applies a variable first DC voltage to the inner upper electrode, and a second DC power supply that applies a variable second DC voltage to the outer upper electrode A plasma etching method in which an organic film is etched using a plasma processing apparatus having the following: both the first and second DC voltages are negative, and the absolute value of the second DC voltage is the first DC It is characterized by being larger than the absolute value of the voltage.
上記プラズマエッチング方法において、好ましくは、第1の直流電圧が−100V〜0Vに選定され、第2の直流電圧が−900V〜0Vに選定される。第2高周波の周波数は10MHz〜13.56MHzに選定されてよい。また、処理ガスとして、O2ガスまたはN2ガスを含むエッチングガスを好適に使用することができる。この場合は、第2の直流電圧を可変することで、基板エッジ部のエッチングレートを殆どまたは余り変えずに基板中心部のエッチングレートを効果的に可変することが可能であり、エッチングレートの均一性を向上させることもできる。 In the plasma etching method, preferably, the first DC voltage is selected from −100 V to 0 V, and the second DC voltage is selected from −900 V to 0 V. The frequency of the second high frequency may be selected from 10 MHz to 13.56 MHz. An etching gas containing O 2 gas or N 2 gas can be preferably used as the processing gas. In this case, by varying the second DC voltage, it is possible to effectively vary the etching rate at the center of the substrate with little or no change in the etching rate at the substrate edge, and the etching rate is uniform. It can also improve the performance.
本発明のプラズマエッチング方法によれば、上記のような構成および作用により、Siを含有する絶縁膜あるいは有機膜のエッチング加工においてエッチング特性の均一性を向上させることができる。 According to the plasma etching method of the present invention, the uniformity of the etching characteristics can be improved in the etching process of the insulating film or organic film containing Si by the above-described configuration and action.
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に、本発明の一実施形態におけるプラズマエッチング装置の構成を示す。このプラズマ処理装置は、下部2周波印加方式を採るカソードカップルの容量結合型プラズマエッチング装置として構成されており、たとえばアルミニウムまたはステンレス鋼等からなる金属製の円筒型チャンバ(処理容器)10を有している。チャンバ10は保安接地されている。
FIG. 1 shows the configuration of a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention. This plasma processing apparatus is configured as a cathode-coupled capacitively coupled plasma etching apparatus adopting a lower two-frequency application method, and has a metal cylindrical chamber (processing vessel) 10 made of, for example, aluminum or stainless steel. ing. The
チャンバ10内には、被処理基板としてたとえば半導体ウエハWを載置する円盤状のサセプタ12が下部電極として水平に配置されている。このサセプタ12は、たとえばアルミニウムからなり、チャンバ10の底から垂直上方に延びる絶縁性の筒状支持部14に支持されている。この筒状支持部14の外周に沿ってチャンバ10の底から垂直上方に延びる導電性の筒状支持部(内壁部)16とチャンバ10の側壁との間に環状の排気路18が形成されており、この排気路18の入口にリング状のバッフル板(排気リング)20が取り付けられ、排気路18の底に排気口22が設けられている。排気口22には排気管24を介して排気装置26が接続されている。排気装置26は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ10内の処理空間を所望の真空度まで減圧することができる。チャンバ10の側壁には、半導体ウエハWの搬入出口を開閉するゲートバルブ28が取り付けられている。
In the
サセプタ12には、第1および第2の高周波電源30,32がマッチングユニット34および給電棒36を介して電気的に接続されている。ここで、第1高周波電源30は、主としてプラズマの生成に寄与する周波数(通常40MHz以上)の第1高周波を出力する。第2高周波電源32は、主としてサセプタ12上の半導体ウエハWに対するイオンの引き込みに寄与する周波数(通常13.56MHz以下)の第2高周波を出力する。マッチングユニット34には、第1高周波電源30側のインピーダンスと負荷(主に電極、プラズマ、チャンバ)側のインピーダンスとの間で整合をとるための第1整合器と、第2高周波電源32側のインピーダンスと負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための第2整合器とが収容されている。
First and second high
サセプタ12の上には処理対象の半導体ウエハWが載置され、この半導体ウエハWを囲むようにフォーカスリング(補正リング)38が設けられている。このファーカスリング38は、プロセスへの悪影響が少ない導電材たとえばSi,SiC等からなり、消耗部品としてサセプタ12の上面に着脱可能に取り付けられる。
A semiconductor wafer W to be processed is placed on the
サセプタ12の上面には、ウエハ吸着用の静電チャック40が設けられている。この静電チャック40は、膜状または板状の誘電体の中にシート状またはメッシュ状の導電体を挟んでいる。該導電体にはチャンバ10の外に配置される直流電源42がオン・オフ切替スイッチ44および給電線46を介して電気的に接続されている。直流電源42より印加される直流電圧により、クーロン力で半導体ウエハWを静電チャック40上に吸着保持することができる。
On the upper surface of the
サセプタ12の内部には、たとえば円周方向に延びる環状の冷媒室48が設けられている。この冷媒室48には、チラーユニット(図示せず)より配管50,52を介して所定温度の冷媒たとえば冷却水が循環供給される。冷媒の温度によって静電チャック40上の半導体ウエハWの温度を制御できる。さらに、ウエハ温度の精度を一層高めるために、伝熱ガス供給部(図示せず)からの伝熱ガスたとえばHeガスが、ガス供給管54およびサセプタ12内部のガス通路56を介して静電チャック40と半導体ウエハWとの間に供給される。
An
チャンバ10の天井には、サセプタ12と平行に向かい合って円盤状の内側(または中心)上部電極60およびリング状の外側(または周辺)上部電極62が同心状に設けられている。径方向の好適なサイズとして、内側上部電極60は半導体ウエハWと同程度の口径(直径)を有し、外側上部電極62はフォーカスリング(補正リング)38と同程度の口径(内径・外径)を有している。ただし、内側上部電極60と外側上部電極62は互いに電気的(より正確にはDC的)に絶縁されている。図示の構成例では、両電極60,62の間にたとえばセラミックからなるリング状の絶縁体63が挿入されている。
A disk-shaped inner (or center)
内側上部電極60は、サセプタ12と真正面に向かい合う電極板64と、この電極板64をその背後(上)から着脱可能に支持する電極支持体66とを有している。電極板64の材質は、プロセスへの悪影響が少なく、かつ良好なDC印加特性を維持できるSiあるいはSiC等のシリコン含有導電材が好ましい。電極支持体66はアルマイト処理されたアルミニウムで構成されてよい。
The inner
外側上部電極62も、サセプタ12と向かい合う電極板68と、この電極板68をその背後(上)から着脱可能に支持する電極支持体70とを有している。これらの電極板68および電極支持体70も、内側上部電極60の電極板64および電極支持体66とそれぞれ同じ材質で構成されてよい。
The outer
この実施形態では、上部電極(60,62)とサセプタ12との間に設定される処理空間PSに処理ガスを供給するために、内側上部電極60にシャワーヘッドを兼用させている。より詳細には、電極支持体66の内部にガス拡散室72を設け、このガス拡散室72からサセプタ12側に貫ける多数のガス吐出孔74を電極支持体66および電極板64に形成している。ガス拡散室72の上部に設けられるガス導入口72aには、処理ガス供給部76からのガス供給管78が接続されている。なお、内側上部電極60だけでなく外側上部電極62にもシャワーヘッドを設ける構成としてもよい。
In this embodiment, in order to supply the processing gas to the processing space PS set between the upper electrodes (60, 62) and the
チャンバ10の外には、たとえば−2000〜+1000Vの範囲で可変の直流電圧VC,VEをそれぞれ出力できる2つの可変直流電源80,82が配備されている。本発明のプラズマエッチング方法においては、後述するように、両直流電圧VC,VEは通常は0V以下の値つまり負極性(−)の値で使用され、それぞれの絶対値を|VC|,|VE|とすると、|VC|≦|VE|の関係を保って併用される。
Outside the
一方の可変直流電源80の出力端子は、オン・オフ切替スイッチ84およびフィルタ回路86を介して内側上部電極60に電気的に接続されている。フィルタ回路86は、可変直流電源80より出力される第1直流電圧VCをスルーで内側上部電極60に印加する一方で、サセプタ12から処理空間PSおよび内側上部電極60を通って直流給電ライン88に入ってきた高周波を接地ラインへ流して可変直流電源80側へは流さないように構成されている。
The output terminal of one variable
他方の可変直流電源82の出力端子は、オン・オフ切替スイッチ90およびフィルタ回路92を介して外側上部電極62に電気的に接続されている。フィルタ回路92は、可変直流電源82より出力される第2直流電圧VEをスルーで外側上部電極62に印加する一方で、サセプタ12から処理空間PSおよび外側上部電極62を通って直流給電ライン94に入ってきた高周波を接地ラインへ流して可変直流電源82側へは流さないように構成されている。
The output terminal of the other variable
また、チャンバ10内で処理空間PSに面する適当な箇所としてたとえば外側上部電極62の半径方向外側にたとえばSi,SiC等の導電性部材からなるリング状のDCグランドパーツ(直流接地電極)96が取り付けられている。このDCグランドパーツ96は、たとえばセラミックからなるリング状の絶縁体98に取り付けられるとともにチャンバ10の天井壁にも接続されており、チャンバ10を介して常時接地されている。プラズマ処理中に可変直流電源80,82より上部電極(60,62)に直流電圧(VC,VE)を印加すると、プラズマを介して上部電極(60,62)とDCグランドパーツ96との間で直流の電子電流が流れるようになっている。
Further, as a suitable location facing the processing space PS in the
このプラズマエッチング装置内の各部たとえば排気装置26、高周波電源30,32、静電チャック用のオン/オフ切替スイッチ44、処理ガス供給部76、DC印加用のオン・オフ切替スイッチ84,90、チラーユニット(図示せず)、伝熱ガス供給部(図示せず)等の個々の動作および装置全体の動作(シーケンス)は、たとえばマイクロコンピュータからなる制御部(図示せず)によって制御される。
Each part in the plasma etching apparatus, for example, the
このプラズマエッチング装置において、エッチングを行なうには、先ずゲートバルブ28を開状態にして加工対象の半導体ウエハWをチャンバ10内に搬入して、静電チャック40の上に載置する。そして、処理ガス供給部76よりエッチングガス(一般に混合ガス)を所定の流量でチャンバ10内に導入し、排気装置26によりチャンバ10内の圧力を設定値に調節する。さらに、第1および第2高周波電源30、32をオンにして第1高周波(40MHz以上)および第2高周波(13.56MHz以下)をそれぞれ所定のパワーで出力させ、これらの高周波をマッチングユニット34および給電棒36を介してサセプタ12に印加する。また、スイッチ44をオンにし、静電吸着力によって、静電チャック40と半導体ウエハWとの間の接触界面に伝熱ガス(Heガス)を閉じ込める。シャワーヘッド60より吐出されたエッチングガスは両電極12,(60,62)間で高周波の放電によってプラズマ化し、このプラズマで生成されるラジカルやイオンによって半導体ウエハW表面の被加工膜が所望のパターンにエッチングされる。
In order to perform etching in this plasma etching apparatus, first, the
この容量結合型プラズマエッチング装置は、サセプタ12に40MHz以上というプラズマ生成に適した比較的高い周波数の第1高周波を印加することにより、プラズマを好ましい解離状態で高密度化し、より低圧の条件下でも高密度プラズマを形成することができる。それと同時に、サセプタ12に13.56MHz以下というイオン引き込みに適した比較的低い周波数の第2高周波を印加することにより、半導体ウエハWの被加工膜に対して選択性の高い異方性のエッチングを施すことができる。もっとも、プラズマ生成用の第1高周波は如何なるプラズマプロセスでも必ず使用されるが、イオン引き込み用の第2高周波はプロセスによっては使用されないことがある。
In this capacitively coupled plasma etching apparatus, by applying a first high frequency of a relatively high frequency suitable for plasma generation of 40 MHz or more to the
この容量結合型プラズマエッチング装置における主たる特徴は、上記のように上部電極を径方向で内側上部電極60と外側上部電極62とに二分割し、2つの可変直流電源80,82より第1および第2直流電圧VC,VEを両上部電極60,62に同時に印加する構成にある。これらの2つの直流電圧VC,VEの組み合わせを適宜選択することにより、種種のアプリケーションにおいてプラズマプロセスやエッチング特性の均一性を向上させることができる。以下、このプラズマエッチング装置を使用するエッチング方法の実施例を説明する。
The main feature of this capacitively coupled plasma etching apparatus is that, as described above, the upper electrode is divided into the inner
Siを含む絶縁膜のエッチング加工として、SiO2膜やSiOC膜等に細くて深いコンタクトホールを形成するHARC(High Aspect Ratio Contact)や比較的浅いビアホールを形成するBEOL(Back End Of Line)のアプリケーションがよく知られている。 Application of HARC (High Aspect Ratio Contact) that forms thin and deep contact holes in SiO 2 film, SiOC film, etc. and BEOL (Back End Of Line) that forms relatively shallow via holes as etching processes for insulating films containing Si Is well known.
図2に、実施形態のプラズマエッチング装置を用いて、ブランケットSiO2膜を全面エッチングした実験で得られたエッチングレート(E/R)の面内分布特性を示す。主なエッチング条件は下記のとおりである。
ウエハ口径: 300mm
エッチングガス: C4F8/Ar/O2=45/200/30sccm
チャンバ内の圧力: 15mTorr
高周波電力: 40MHz/2MHz=1000/3000W
温度: 上部電極/チャンバ側壁/下部電極=60/60/20℃
直流電圧: VC=−300V, VE=−300V,−900V(2通り)
FIG. 2 shows in-plane distribution characteristics of the etching rate (E / R) obtained in an experiment in which the blanket SiO 2 film was etched on the entire surface using the plasma etching apparatus of the embodiment. The main etching conditions are as follows.
Wafer diameter: 300mm
Etching gas: C 4 F 8 / Ar / O 2 = 45/200/30 sccm
Pressure in chamber: 15mTorr
High frequency power: 40MHz / 2MHz = 1000 / 3000W
Temperature: Upper electrode / chamber sidewall / lower electrode = 60/60/20 ° C.
DC voltage: V C = -300V, V E = -300V, -900V (2 types)
また、図3に、第2直流電圧VEを−300Vから−900Vに変えたときのウエハ上の各位置のE/R変化率を示す。 FIG. 3 shows the E / R change rate at each position on the wafer when the second DC voltage V E is changed from −300V to −900V.
図2に示すように、VC/VE=−300V/−300Vの場合はウエハ上のE/Rはエッジ部が中心部よりも大きく落ち込むが、VC/VE=−300V/−900Vにすると中心部とエッジ部の差が縮まって面内均一性が大きく改善される。ここで重要なことは、図3に示すように、中心部のE/Rは殆ど変化せず、エッジ部のE/Rが顕著に変化することである。したがって、内側上部電極60に印加する第1直流電圧VCを適当な値(好ましくは−600V〜−150V)に選定し、外側上部電極62に印加する第2直流電圧VEを適当な範囲(好ましくは−1500V〜300V)内で可変することで、E/Rの面内分布特性を自在に制御することが可能であり、面内均一性も容易に向上させることができる。
As shown in FIG. 2, in the case of V C / V E = −300 V / −300 V, the E / R on the wafer drops more than the center portion, but V C / V E = −300 V / −900 V. In this case, the difference between the center portion and the edge portion is reduced and the in-plane uniformity is greatly improved. What is important here is that, as shown in FIG. 3, the E / R at the center portion hardly changes and the E / R at the edge portion changes significantly. Accordingly, the first DC voltage V C applied to the inner
BEOLのエッチングもブランケットSiO2膜のエッチングと同様のプロセスなので、上記プラズマエッチング方法をそのまま適用できる。なお、Si含有絶縁膜のエッチングに用いるエッチングガスの添加ガスとしてO2ガスの代わりにN2ガスを使用してもよい。 Since the BEOL etching is the same process as the blanket SiO 2 film etching, the plasma etching method can be applied as it is. Note that N 2 gas may be used instead of O 2 gas as an additive gas for the etching gas used for etching the Si-containing insulating film.
図4に、実施形態のプラズマエッチング装置を用いて、SiO2膜に口径0.25μmのコンタクトホールを形成するHARCエッチングの実験で得られたエッチングレート(E/R)の面内分布特性を示す。主なエッチング条件は上記ブランケットSiO2膜のエッチングと同じであり、第2直流電圧VEは−300Vと−900Vの2通りである。図5に、第2直流電圧VEを−300Vから−900Vに変えたときのウエハ上の各位置のE/R変化率を示す。 FIG. 4 shows the in-plane distribution characteristics of the etching rate (E / R) obtained in the HARC etching experiment in which a contact hole having a diameter of 0.25 μm is formed in the SiO 2 film using the plasma etching apparatus of the embodiment. . The main etching conditions are the same as those for the blanket SiO 2 film, and the second DC voltage V E is two types, −300V and −900V. FIG. 5 shows the E / R change rate at each position on the wafer when the second DC voltage V E is changed from −300V to −900V.
図4および図5に示すように、HARCでも、ブランケットSiO2膜のエッチングと同様の特性が得られた。すなわち、内側上部電極60に印加する第1直流電圧VCを適当な値(たとえば−300V)に選定し、外側上部電極62に印加する第2直流電圧VEを−900V〜−300Vの範囲内で可変すると、中心部のE/Rを殆ど変えずに、エッジ部のE/Rを顕著に変化させ、ウエハ上のE/R分布特性においてエッジ部が中心部よりも低いプロファイル、中心部とエッジ部がほぼフラット(均一)になるプロファイル、およびエッジ部が中心部よりも高くなるプロファイルのいずれも容易に実現できることがわかる。
As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the same characteristics as the etching of the blanket SiO 2 film were obtained with HARC. That is, the first DC voltage V C applied to the inner
この実施形態のプラズマエッチング装置においては、内側上部電極60と外側上部電極62との間に電極ギャップ方向で段差を設ける構成も可能であり、好適には図6に示すように内側上部電極60に対して外側上部電極62を下方に突出させる構成を採ることができる。図6において、内側上部電極60とサセプタ12上の半導体ウエハWとの電極間ギャップDCはたとえば30cmに設定され、外側上部電極62とサセプタ12上のフォーカスリンング38との電極間ギャップDEはたとえば20〜25cmに設定されてよい。
In the plasma etching apparatus of this embodiment, a configuration in which a step is provided in the electrode gap direction between the inner
図7に、図6の段差型電極ギャップ構造を採る実施形態のプラズマエッチング装置を用いて上記と同様のエッチング条件でHARCに本発明を適用した実験結果(E/R分布特性)を示す。この実験結果によれば、VC=−300V、VE=−600Vの条件下でE/Rの面内均一性を±0.9%まで改善できた。 FIG. 7 shows experimental results (E / R distribution characteristics) in which the present invention is applied to HARC under the same etching conditions as described above using the plasma etching apparatus of the embodiment employing the stepped electrode gap structure of FIG. According to the experimental results, the in-plane uniformity of E / R was improved to ± 0.9% under the conditions of V C = −300 V and V E = −600 V.
なお、本発明のHARCへの適用においては、|VC|≦|VE|の関係が保たれた条件下で、第1直流電圧VCは−600V〜−150Vの範囲内で選定可能であり、第2直流電圧VEは−1000V〜−150Vの範囲内で選定可能である。また、接続孔のエッチング加工ではイオンを被加工膜に強く打ち込めるように、サセプタ12に印加される第2高周波は低い周波数が好ましく、好適には2MHz〜3.2MHzに選ばれてよい。
In the application of the present invention to HARC, the first DC voltage V C can be selected within the range of −600 V to −150 V under the condition that the relationship | V C | ≦ | V E | is maintained. The second DC voltage V E can be selected within a range of −1000V to −150V. Moreover, the second high frequency applied to the
Si含有膜のエッチングにおいて、上記のように第2直流電圧VEの値を変えることによって半導体ウエハW上のE/R分布特性のプロファイルを制御できるのは、第2直流電圧VEの値を変えることによって半導体ウエハW上の電子密度(Ne)分布特性を制御できるためであり、Ne分布特性とE/R分布特性との間に相関関係があるためである。 In the etching of the Si-containing film, can control the profile of the E / R distribution characteristic of the semiconductor wafer W by changing the value of the second DC voltage V E as described above, the value of the second DC voltage V E This is because the electron density (Ne) distribution characteristic on the semiconductor wafer W can be controlled by changing, and there is a correlation between the Ne distribution characteristic and the E / R distribution characteristic.
一例として、上記HARCのエッチングで第2直流電圧VEの値を可変したときに得られたNe分布特性およびNe変化率分布特性をそれぞれ図8および図9に示す。図示のように、第2直流電圧VEの絶対値を0V→300V→600V→900Vと大きくすると、ウエハ中心部のNeが少ししか変化しないのにウエハ周辺部のNeが大きく上昇変化しており、E/R分布特性と相関性があることが確認できた。 As an example, the Ne distribution characteristic and the Ne change rate distribution characteristic obtained when the value of the second DC voltage V E is varied by the HARC etching are shown in FIGS. 8 and 9, respectively. As shown in the figure, when the absolute value of the second DC voltage V E is increased from 0V → 300V → 600V → 900V, Ne at the wafer center changes slightly, but Ne at the wafer periphery changes greatly. It was confirmed that there was a correlation with the E / R distribution characteristics.
本発明のプラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法は、基板表面の多層膜を複数のステップで連続的にエッチング加工するアプリケーションに好適に適用できる。以下、図10に示すような多層レジスト法に係る本発明の実施例について説明する。 The plasma etching apparatus and the plasma etching method of the present invention can be suitably applied to an application for continuously etching a multilayer film on a substrate surface in a plurality of steps. Examples of the present invention relating to the multilayer resist method as shown in FIG. 10 will be described below.
図10において、加工対象の半導体ウエハWの主面には、本来の被加工膜(たとえばゲート用のSi膜)100の上に最下層(最終マスク)としてSiN層102が形成され、その上に中間層として有機膜(たとえばカーボン)104が形成され、その上にSi含有の反射防止膜(BARC)106を介して最上層のフォトレジスト108が形成される。SiN層102、有機膜104および反射防止膜106の成膜にはCVD(化学的真空蒸着法)あるいはスピンオンによる塗布膜が用いられ、フォトレジスト108のパターニングにはフォトリソグラフィが用いられる。
In FIG. 10, an
先ず、図10の(A)に示すようにパターニングされたフォトレジスト108をマスクとしてSi含有反射防止膜106をエッチングした。主なエッチング条件は下記のとおりである。
ウエハ口径: 300mm
エッチングガス: CF4/O2=250/13sccm
チャンバ内の圧力: 30mTorr
高周波電力: 40MHz/13MHz=400/0W
直流電圧: VC=0V, VE=0V,−300V,−600V(3通り)
First, the Si-containing
Wafer diameter: 300mm
Etching gas: CF 4 / O 2 = 250/13 sccm
Pressure in chamber: 30mTorr
High frequency power: 40MHz / 13MHz = 400 / 0W
DC voltage: V C = 0V, V E = 0V, -300V, -600V (3 types)
図示省略するが、反射防止膜106のエッチングの際に、第2直流電圧VEの絶対値を変化させることで、エッチングレートの面内分布特性を変化させることができる。
Although not shown in the drawings, the in-plane distribution characteristics of the etching rate can be changed by changing the absolute value of the second DC voltage V E when the
次に、図10の(B)に示すようにフォトレジスト108および反射防止膜106をマスクとして有機膜104をエッチング加工した。主なエッチング条件は下記のとおりである。
ウエハ口径: 300mm
エッチングガス: O2=750sccm
チャンバ内の圧力: 20mTorr
温度: 上部電極/チャンバ側壁/下部電極=150/150/30℃
高周波電力: 40MHz/13MHz=400/200W
直流電圧: VC=0V, VE=0V,−300V,−600V(3通り)
Next, as shown in FIG. 10B, the
Wafer diameter: 300mm
Etching gas: O 2 = 750 sccm
Pressure in chamber: 20mTorr
Temperature: Upper electrode / chamber sidewall / lower electrode = 150/150/30 ° C.
High frequency power: 40MHz / 13MHz = 400 / 200W
DC voltage: V C = 0V, V E = 0V, -300V, -600V (3 types)
図11に、上記有機膜104のエッチング加工で得られたエッチングレート(E/R)の面内分布特性を示す。図12に、E/Rの変化率の面内分布特性を示す。
FIG. 11 shows in-plane distribution characteristics of the etching rate (E / R) obtained by etching the
図11に示すように、有機膜エッチングにおいては、内側上部電極60に印加する第1直流電圧VCを一定値(0V)に固定し、外側上部電極62に負極性で印加する第2直流電圧VEの絶対値を変えると、ウエハエッジ部のE/Rは殆ど一定で、VE=0Vの場合はウエハ中心部で大きく盛り上がる高い山形のプロファイルとなり、VE=−300Vの場合はE/Rがウエハ中心部で小さく盛り上がる低い山形のプロファイルとなり、VE=−600Vの場合はウエハ中心部で大きく落ち込む鍋底形のプロファイルになる。したがって、VE=−600V〜−300Vの中間(−400V付近)でほぼフラットなE/Rプロファイルが得られることが容易に推測できる。
As shown in FIG. 11, in the organic film etching, the first DC voltage V C applied to the inner
このように、本発明の有機膜エッチングへの適用において、第2直流電圧VEの絶対値を変えると、Si含有絶縁膜のエッチングとは異なり、ウエハ周辺部のE/Rが殆ど変わらずにウエハ中心部のE/Rが変化する。この原理(作用)はまだ明らかではないが、電子密度(Ne)の分布特性よりもプラズマ(酸素プラズマ)と上部電極(60,62)との相互作用が支配的に影響するものと考えられる。 As described above, when the absolute value of the second DC voltage V E is changed in the application of the organic film etching of the present invention, unlike the etching of the Si-containing insulating film, the E / R of the peripheral portion of the wafer is hardly changed. The E / R at the center of the wafer changes. Although this principle (action) is not yet clear, it is considered that the interaction between the plasma (oxygen plasma) and the upper electrodes (60, 62) is more dominant than the distribution characteristics of the electron density (Ne).
なお、本発明による有機膜エッチングにおいては、第1直流電圧VCは−100V〜0Vの範囲内で選定されてよく、第2直流電圧VEは−900V〜0Vの範囲内で選定されてよい。また、パターン加工形状の精度を重視する場合は、イオン引き込みのエネルギーを低めにするように、第2高周波の周波数を高めの領域(好ましく10MHz〜13.56MHz)に選定してよい。エッチングガスとしてO2ガスにN2ガスやCO、COS、H2、NH3を添加して使用してもよい。有機膜エッチングにおけるガスの組み合わせとして、次のようなものを挙げることができる。 In the organic film etching according to the present invention, the first DC voltage V C may be selected within a range of −100 V to 0 V, and the second DC voltage V E may be selected within a range of −900 V to 0 V. . When the accuracy of the pattern processing shape is important, the frequency of the second high frequency may be selected in a higher region (preferably 10 MHz to 13.56 MHz) so as to lower the energy of ion attraction. As an etching gas, N 2 gas, CO, COS, H 2 , or NH 3 may be added to O 2 gas. The following can be mentioned as gas combinations in organic film etching.
O2、 O2/N2、 O2/CO、 O2/SO2 、 O2/COS、 O2/NH3、 N2/H2、 NH3、 N2/H2/O2 O 2 , O 2 / N 2 , O 2 / CO, O 2 / SO 2 , O 2 / COS, O 2 / NH 3 , N 2 / H 2 , NH 3 , N 2 / H 2 / O 2
図13に、上記反射防止膜106および有機膜104のエッチング加工で得られたパターンの断面図(SEM写真)を示す。図示のように、第2直流電圧VEの絶対値を0V→400V→900Vと高くしていくと、パターン上端部の反射防止膜106の肩くずれ(106')が減少してパターンの垂直性が向上することがわかる。この効果は、密なパターン(左側)よりも疎なパターン(右側)において顕著に現れる。また、第2直流電圧VEの値を変えると、ウエハ半径方向で(中心部とエッジ部との間で)パターンCDの精度および均一性が変化し、VEを0V→400V→900Vと高くしていくとCD精度および均一性が向上することもわかる。
FIG. 13 shows a cross-sectional view (SEM photograph) of a pattern obtained by etching the
再び図10において、図10の(C)、(D)に示すように、パターニングされた反射防止膜106および有機膜104をマスクとしてSiN膜102をエッチングした。主なエッチング条件は下記のとおりである。
ウエハ口径: 300mm
エッチングガス:CHF3/CF4/Ar/O2=125/225/600/60sccm
チャンバ内の圧力: 75mTorr
温度: 上部電極/チャンバ側壁/下部電極=150/150/30℃
高周波電力: 40MHz/13MHz=0/1000W
直流電圧: VC=−300V, VE=0V,−300V,−900V(3通り)
In FIG. 10 again, as shown in FIGS. 10C and 10D, the
Wafer diameter: 300mm
Etching gas: CHF 3 / CF 4 / Ar / O 2 = 125/225/600/60 sccm
Pressure in chamber: 75mTorr
Temperature: Upper electrode / chamber sidewall / lower electrode = 150/150/30 ° C.
High frequency power: 40MHz / 13MHz = 0 / 1000W
DC voltage: V C = −300V, V E = 0V, −300V, −900V (3 types)
図14に、上記SiN膜102のエッチング加工で得られたエッチングレート(E/R)の面内分布特性を示す。図示のように、第1直流電圧VCを一定値(−300V)に保ち、第2直流電圧VEの絶対値を0V→300V→900Vと上げると、ウエハ中心部のE/Rはさほど変化せずにウエハ周辺部のE/Rが大きく上昇変化する。この点は、上記HARCやBEOLの場合と同じである。
FIG. 14 shows the in-plane distribution characteristics of the etching rate (E / R) obtained by etching the
さらに、図15に示すように、第2直流電圧VEの絶対値を300V→900Vと変えると、パターンのCDシフトがウエハ中心部よりもウエハ周辺(エッジ)部で大きく変化する。したがって、第2直流電圧VEの値を適宜選択することで、各半導体ウエハ毎にCDの均一性・精度を向上させ、ひいては多層レジスト法におけるパターン転写精度を向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 15, when the absolute value of the second DC voltage V E is changed from 300 V to 900 V, the CD shift of the pattern changes more greatly at the wafer peripheral (edge) portion than at the wafer central portion. Accordingly, by appropriately selecting the value of the second DC voltage V E , the uniformity and accuracy of the CD can be improved for each semiconductor wafer, and consequently the pattern transfer accuracy in the multilayer resist method can be improved.
本発明によるSiN膜のエッチングにおいては、第1直流電圧VCは−300V〜0Vの範囲内で選定されてよく、第2直流電圧VEは−900V〜−300Vの範囲内で選定されてよい。また、SiN膜のエッチングにおいても、ラジカルベースの高精度なパターンエッチングが求められるため、イオン引き込みのエネルギーを低めにするのが望ましく、第2高周波の周波数を高めの領域(好ましくは10MHz〜13.56MHz)に選定してよい。 In the etching of the SiN film according to the present invention, the first DC voltage V C may be selected within a range of −300V to 0V, and the second DC voltage V E may be selected within a range of −900V to −300V. . Also, since SiN film etching requires radical-based high-accuracy pattern etching, it is desirable to lower the energy of ion attraction, and to increase the frequency of the second high frequency (preferably 10 MHz to 13.3). 56 MHz) may be selected.
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでは決してなく、種々の変形が可能である。特に、本発明のエッチング方法に使用されるプラズマエッチング装置においては、内側上部電極60および外側上部電極62周りの構成について種々の選択・変形を行うことができる。
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. In particular, in the plasma etching apparatus used in the etching method of the present invention, various configurations and modifications can be made for the configuration around the inner
たとえば、内側上部電極60および外側上部電極62に対して、単一または共通の可変直流電源を用いて独立した第1および第2直流電圧VC,VEをそれぞれ印加する構成も可能である。たとえば、図16に示す構成例では、可変直流電源110の出力端子を、フィルタ回路112および切替スイッチ114を介して外側上部電極62に接続するとともに、フィルタ回路112、切替スイッチ116および可変抵抗器118を介して内側上部電極60に接続している。可変直流電源110より出力される直流電圧VAをそのまま第2直流電圧VEとして外側上部電極62に印加するとともに、直流電圧VAから可変抵抗器118の電圧降下分を差し引いたものを第1直流電圧VCとして内側上部電極60に印加するようにしている。各切替スイッチ116,114は、各対応する上部電極60,62に向けて可変直流電源110の出力電圧を通すためのスルー位置と、各対応する上部電極60,62をグランド電位に接続する(つまりOVを印加する)ための接地位置との間で切り替わるようになっている。
For example, a configuration in which independent first and second DC voltages V C and V E are respectively applied to the inner
また、図16に示す構成例では、内側上部電極60および外側上部電極62の双方にシャワーヘッドを設けている。それぞれのシャワーヘッドより吐出するガスの種類または流量を独立に選択・制御することも可能である。
In the configuration example shown in FIG. 16, shower heads are provided on both the inner
また、本発明は、上記実施形態のような下部2周波印加方式への適用に限定されるものではなく、たとえば上部電極(60,62)にプラズマ生成用の第1高周波を印可する方式のプラズマエッチング装置にも適用可能である。 Further, the present invention is not limited to the application to the lower two-frequency application method as in the above-described embodiment. For example, plasma of a method in which the first high frequency for plasma generation is applied to the upper electrodes (60, 62). It can also be applied to an etching apparatus.
また、本発明は、プラズマエッチング装置に限定されず、プラズマCVD、プラズマ酸化、プラズマ窒化、スパッタリングなどの他のプラズマ処理装置にも適用可能である。また、本発明における被処理基板は半導体ウエハに限るものではなく、フラットパネルディスプレイ用の各種基板や、フォトマスク、CD基板、プリント基板等も可能である。 The present invention is not limited to a plasma etching apparatus, but can be applied to other plasma processing apparatuses such as plasma CVD, plasma oxidation, plasma nitridation, and sputtering. Further, the substrate to be processed in the present invention is not limited to a semiconductor wafer, and various substrates for flat panel displays, photomasks, CD substrates, printed substrates, and the like are also possible.
10 チャンバ(処理容器)
12 サセプタ(下部電極)
26 排気装置
30 第1高周波電源
32 第2高周波電源
60 内側上部電極(シャワーヘッド)
62 外側上部電極
76 処理ガス供給部
80,82,110 可変直流電源
118 可変抵抗器
10 chamber (processing vessel)
12 Susceptor (lower electrode)
26
60 Inner upper electrode (shower head)
62 outer
Claims (12)
前記処理容器内で被処理基板を載置する下部電極と、
前記処理容器内で前記下部電極の真向かいに配置される内側上部電極と、
前記処理容器内で前記内側上部電極から電気的に絶縁してその半径方向外側にリング状に配置される外側上部電極と、
前記内側および外側上部電極と前記下部電極との間の処理空間に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
高周波放電によって前記処理ガスのプラズマを生成するための第1高周波を前記下部電極もしくは前記内側および外側上部電極に印加する第1高周波給電部と、
前記内側上部電極に可変の第1の直流電圧を印加する第1の直流給電部と、
前記外側上部電極に可変の第2の直流電圧を印加する第2の直流給電部と
を有するプラズマ処理装置を用いて、Siを含有する絶縁膜をエッチング加工するプラズマエッチング方法であって、
前記第1および第2の直流電圧のいずれも負極性で、前記第2の直流電圧の絶対値が前記第1の直流電圧の絶対値以上であることを特徴とするプラズマエッチング方法。 A processing container capable of being evacuated;
A lower electrode for placing a substrate to be processed in the processing container;
An inner upper electrode disposed directly opposite the lower electrode in the processing vessel;
An outer upper electrode that is electrically insulated from the inner upper electrode in the processing vessel and arranged in a ring shape radially outward;
A processing gas supply unit for supplying a processing gas to a processing space between the inner and outer upper electrodes and the lower electrode;
A first high-frequency power feeding unit that applies a first high frequency for generating plasma of the processing gas by high-frequency discharge to the lower electrode or the inner and outer upper electrodes;
A first DC power supply that applies a variable first DC voltage to the inner upper electrode;
A plasma etching method for etching an insulating film containing Si using a plasma processing apparatus having a second DC power supply unit that applies a variable second DC voltage to the outer upper electrode,
Both the first and second DC voltages are negative in polarity, and the absolute value of the second DC voltage is greater than or equal to the absolute value of the first DC voltage.
前記エッチング加工が前記SiO2膜にコンタクトホールを形成する加工であり、
前記第1の直流電圧が−600V〜−150Vに選定され、
前記第2の直流電圧が−1000V〜−150Vに選定される、
請求項1に記載のプラズマエッチング方法。 The insulating film is a SiO 2 film;
The etching process is a process of forming a contact hole in the SiO 2 film;
The first DC voltage is selected from -600V to -150V;
The second DC voltage is selected from -1000V to -150V;
The plasma etching method according to claim 1.
前記エッチング加工が前記SiOC膜にビアホールを形成する加工であり、
前記第1の直流電圧が−900V〜−300Vに選定され、
前記第2の直流電圧が−1500V〜−300Vに選定される、
請求項1に記載のプラズマエッチング方法。 The insulating film is a SiOC film;
The etching process is a process of forming a via hole in the SiOC film;
The first DC voltage is selected from -900V to -300V,
The second DC voltage is selected from -1500V to -300V;
The plasma etching method according to claim 1.
前記エッチング加工が下地膜または下地基板のエッチングのためのSiNマスクを形成する加工であり、
前記第1の直流電圧が−300V〜0Vに選定され、
前記第2の直流電圧が−900V〜−300Vに選定される、
請求項1に記載のプラズマエッチング方法。 The insulating film is a SiN film used for an intermediate layer or a lowermost layer of a multilayer resist;
The etching process is a process for forming a SiN mask for etching a base film or a base substrate,
The first DC voltage is selected from -300V to 0V;
The second DC voltage is selected from -900V to -300V;
The plasma etching method according to claim 1.
前記処理容器内で被処理基板を載置する下部電極と、
前記処理容器内で前記下部電極の真向かいに配置される内側上部電極と、
前記処理容器内で前記内側上部電極から電気的に絶縁してその半径方向外側にリング状に配置される外側上部電極と、
前記内側および外側上部電極と前記下部電極との間の処理空間に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
高周波放電によって前記処理ガスのプラズマを生成するための第1高周波を前記下部電極もしくは前記内側および外側上部電極に印加する第1高周波給電部と、
前記内側上部電極に可変の第1の直流電圧を印加する第1の直流給電部と、
前記外側上部電極に可変の第2の直流電圧を印加する第2の直流給電部と
を有するプラズマ処理装置を用いて、有機膜をエッチング加工するプラズマエッチング方法であって、
前記第1および第2の直流電圧のいずれも負極性で、前記第2の直流電圧の絶対値が前記第1の直流電圧の絶対値以上であることを特徴とするプラズマエッチング方法。 A processing container capable of being evacuated;
A lower electrode for placing a substrate to be processed in the processing container;
An inner upper electrode disposed directly opposite the lower electrode in the processing vessel;
An outer upper electrode that is electrically insulated from the inner upper electrode in the processing vessel and arranged in a ring shape radially outward;
A processing gas supply unit for supplying a processing gas to a processing space between the inner and outer upper electrodes and the lower electrode;
A first high-frequency power feeding unit that applies a first high frequency for generating plasma of the processing gas by high-frequency discharge to the lower electrode or the inner and outer upper electrodes;
A first DC power supply that applies a variable first DC voltage to the inner upper electrode;
A plasma etching method for etching an organic film using a plasma processing apparatus having a second DC power supply unit that applies a variable second DC voltage to the outer upper electrode,
Both the first and second DC voltages are negative in polarity, and the absolute value of the second DC voltage is greater than or equal to the absolute value of the first DC voltage.
前記第2の直流電圧が−900V〜0Vに選定される、
請求項9に記載のプラズマエッチング方法。 The first DC voltage is selected from -100V to 0V;
The second DC voltage is selected from -900V to 0V;
The plasma etching method according to claim 9.
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