JP2016136606A - Etching method - Google Patents

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光 渡邉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an etching method capable of etching a first region composed of silicon oxide to a second region composed of silicon nitride while suppressing blocking of an opening.SOLUTION: A method of an embodiment includes: (a) a first step of generating plasma of a process gas containing a fluorocarbon gas in a processing container housing a workpiece and forming a deposit containing a fluorocarbon on the workpiece; (b) a second step of generating plasma of a process gas containing an oxygen-containing gas and an inert gas in the processing container housing the workpiece; and (c) a third step of etching a first region by radical of a fluorocarbon contained in the deposit. This method repeatedly performs a sequence including the first step, the second step, and the third step.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、エッチング方法に関するものであり、特に、被処理体に対するプラズマ処理によって、酸化シリコンから構成された第1領域を、窒化シリコンから構成された第2領域に対して選択的にエッチングする方法に関するものである。   Embodiments of the present invention relate to an etching method, and in particular, a first region made of silicon oxide is selectively used with respect to a second region made of silicon nitride by plasma treatment of an object to be processed. The present invention relates to a method for etching.

電子デバイスの製造においては、酸化シリコン(SiO)から構成された領域に対してホール又はトレンチといった開口を形成する処理が行われることがある。このような処理では、米国特許第7708859号明細書に記載されているように、一般的には、フルオロカーボンガスのプラズマに被処理体が晒されて、当該領域がエッチングされる。 In manufacturing an electronic device, a process of forming an opening such as a hole or a trench may be performed on a region formed of silicon oxide (SiO 2 ). In such a process, as described in US Pat. No. 7,708,859, generally, an object to be processed is exposed to a plasma of fluorocarbon gas, and the region is etched.

また、酸化シリコンから構成された第1領域を、窒化シリコンから構成された第2領域に対して選択的にエッチングする技術が知られている。このような技術の一例としては、SAC(Self−Alignd Contact)技術が知られている。SAC技術については、特開2000−307001号公報に記載されている。   Further, a technique for selectively etching a first region made of silicon oxide with respect to a second region made of silicon nitride is known. As an example of such a technique, a SAC (Self-Align Contact) technique is known. The SAC technique is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-307001.

SAC技術の処理対象である被処理体は、酸化シリコン製の第1領域、窒化シリコン製の第2領域、及びマスクを有している。第2領域は、凹部を画成するように設けられており、第1領域は、当該凹部を埋め、且つ、第2領域を覆うように設けられており、マスクは、第1領域上に設けられており、凹部の上に開口を提供している。従来のSAC技術では、特開2000−307001号公報に記載されているように、第1領域のエッチングのために、フルオロカーボンガス、酸素ガス、及び希ガスを含む処理ガスのプラズマが用いられる。この処理ガスのプラズマに被処理体を晒すことにより、マスクの開口から露出した部分において第1領域がエッチングされて上部開口が形成される。さらに、処理ガスのプラズマに被処理体が晒されることにより、第2領域によって囲まれた部分、即ち凹部内の第1領域が自己整合的にエッチングされる。これにより、上部開口に連続する下部開口が自己整合的に形成される。   A target object to be processed by the SAC technique has a first region made of silicon oxide, a second region made of silicon nitride, and a mask. The second region is provided so as to define a concave portion, the first region is provided so as to fill the concave portion and cover the second region, and the mask is provided on the first region. And provides an opening over the recess. In the conventional SAC technique, as described in JP 2000-307001 A, plasma of a processing gas containing a fluorocarbon gas, an oxygen gas, and a rare gas is used for etching the first region. By exposing the object to be processed to the plasma of the processing gas, the first region is etched in the portion exposed from the opening of the mask to form the upper opening. Further, when the object to be processed is exposed to the plasma of the processing gas, the portion surrounded by the second region, that is, the first region in the recess is etched in a self-aligned manner. Thereby, a lower opening continuous with the upper opening is formed in a self-aligning manner.

米国特許第7708859号明細書US Patent No. 7,708,859 特開2000−307001号公報JP 2000-307001 A

上述した従来の技術では、第1領域のエッチングが進行すると、フルオロカーボンに由来する堆積物によって、マスクの開口、及び/又は、第1領域のエッチングによって形成された開口が狭くなり、場合によっては、これらの開口が閉塞され得る。その結果、第1領域のエッチングレートが低下し、場合によっては、第1領域のエッチングが停止することがある。   In the above-described conventional technique, when the etching of the first region proceeds, the deposits derived from the fluorocarbon narrow the opening of the mask and / or the opening formed by the etching of the first region. These openings can be occluded. As a result, the etching rate of the first region decreases, and in some cases, the etching of the first region may stop.

したがって、開口の閉塞を防止しつつ、窒化シリコンから構成された第2領域に対して、酸化シリコンから構成された第1領域をエッチングすることが求められている。   Accordingly, it is required to etch the first region made of silicon oxide with respect to the second region made of silicon nitride while preventing the opening from being blocked.

一態様では、被処理体に対するプラズマ処理によって、酸化シリコンから構成された第1領域を窒化シリコンから構成された第2領域に対して選択的にエッチングする方法が提供される。被処理体は、凹部を画成する第2領域、該凹部を埋め、且つ第2領域を覆うように設けられた第1領域、及び、第1領域上に設けられたマスクを有する。この方法は、(a)被処理体を収容した処理容器内においてフルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第1工程であり、被処理体上にフルオロカーボンを含む堆積物を形成する、該第1工程と、(b)被処理体を収容した処理容器内において、酸素含有ガス及び不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第2工程と、(c)堆積物に含まれるフルオロカーボンのラジカルによって第1領域をエッチングする第3工程と、を含む。この方法では、第1工程、第2工程、及び第3工程を含むシーケンスが繰り返して実行される。   In one embodiment, there is provided a method of selectively etching a first region made of silicon oxide with respect to a second region made of silicon nitride by plasma treatment on an object to be processed. The object to be processed includes a second region that defines a concave portion, a first region that fills the concave portion and covers the second region, and a mask that is provided on the first region. This method is (a) a first step of generating a plasma of a processing gas containing a fluorocarbon gas in a processing container containing the target object, and forming a deposit containing the fluorocarbon on the target object. One step, (b) a second step of generating plasma of a processing gas containing an oxygen-containing gas and an inert gas in a processing container containing the object to be processed, and (c) a radical of fluorocarbon contained in the deposit And a third step of etching the first region. In this method, a sequence including the first step, the second step, and the third step is repeatedly executed.

上記一態様に係る方法は、第1工程においてフルオロカーボンを含む堆積物を被処理体の表面上に形成し、第3工程において当該堆積物中のフルオロカーボンのラジカルによって第1領域をエッチングするものであり、このような第1工程及び第3工程を含むシーケンスを繰り返して実行するものである。そして、この方法は、第2工程を実行することにより、酸素の活性種を用いて堆積物の量を適度に減少させる。したがって、マスクの開口、及び第1領域のエッチングによって形成される開口の閉塞を防止することが可能となる。また、この方法では、処理ガスにおいて酸素含有ガスが不活性ガスによって希釈されているので、堆積物が過剰に除去されることを抑制することができる。   In the method according to the above aspect, a deposit containing a fluorocarbon is formed on the surface of the object to be processed in the first step, and the first region is etched by the radical of the fluorocarbon in the deposit in the third step. The sequence including the first step and the third step is repeatedly executed. In this method, the amount of deposits is appropriately reduced by using the oxygen active species by executing the second step. Therefore, it is possible to prevent the opening of the mask and the opening formed by etching the first region from being blocked. Further, in this method, since the oxygen-containing gas is diluted with the inert gas in the processing gas, it is possible to suppress the deposits from being excessively removed.

一実施形態では、マスクは、有機材料から構成されており、マスク上には、シリコン含有反射防止膜が設けられている。この実施形態の方法は、(d)処理容器内において、フルオロカーボンを含む処理ガスのプラズマを生成する第4工程であり、第2領域が露出する直前まで第1領域をエッチングする、該第4工程と、(e)処理容器内において酸素含有ガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第5工程と、を更に含む。上記シーケンスは、第4工程及び第5工程の実行後に、実行される。この実施形態では、第4工程において、第1領域のエッチングと同時にシリコン含有反射防止膜が除去される。そして、第5工程において生成される酸素の活性種により、マスクの開口の幅が広げられる。これにより、開口を画成するマスクの面に堆積物が付着しても、開口の幅の縮小量を低減させることが可能となる。   In one embodiment, the mask is made of an organic material, and a silicon-containing antireflection film is provided on the mask. The method of this embodiment is (d) a fourth step of generating plasma of a processing gas containing fluorocarbon in the processing container, and the first step is performed until the second region is exposed just before the second region is exposed. And (e) a fifth step of generating plasma of the processing gas containing the oxygen-containing gas in the processing container. The sequence is executed after the fourth step and the fifth step. In this embodiment, in the fourth step, the silicon-containing antireflection film is removed simultaneously with the etching of the first region. Then, the width of the opening of the mask is widened by the active species of oxygen generated in the fifth step. Thereby, even if deposits adhere to the surface of the mask that defines the opening, it is possible to reduce the reduction amount of the width of the opening.

一実施形態では、1回の第2工程は2秒以上実行され、且つ、第2工程において堆積物が1nm/秒以下のレートでエッチングされてもよい。プラズマ処理装置を用いて上記シーケンスを実行するには、第1〜第3工程の各工程間の遷移のためのガスの切り換えに時間を要する。したがって、第2工程は2秒以上実行される必要があるが、このような時間長の第2工程のエッチングのレートが高すぎると、第2領域を保護するための堆積物が過剰に除去され得る。第2工程において1nm/秒以下のレートで堆積物がエッチングされることにより、被処理体上に形成されている堆積物の量を適度に調整することが可能となる。   In one embodiment, one second step may be performed for 2 seconds or more, and the deposit may be etched at a rate of 1 nm / second or less in the second step. In order to execute the sequence using the plasma processing apparatus, it takes time to switch the gas for transition between the first to third steps. Therefore, the second step needs to be performed for 2 seconds or more. However, if the etching rate of the second step having such a long time is too high, the deposit for protecting the second region is excessively removed. obtain. By etching the deposit at a rate of 1 nm / second or less in the second step, it is possible to appropriately adjust the amount of the deposit formed on the object to be processed.

一実施形態のシーケンスでは、第1工程と第3工程の間に第2工程が実行され、該シーケンスは、被処理体を収容した処理容器内において、酸素含有ガス及び不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを生成する別の工程を更に含んでいてもよい。第3工程の実行時には、被処理体上に付着していた堆積物を構成する物質が放出され、当該物質が被処理体に再度付着して、マスクの開口、及び第1領域のエッチングによって形成される開口の幅を狭めるように堆積物を形成し、場合によっては、当該堆積物がこれら開口を閉塞させることもある。この実施形態によれば、第3工程の実行後に、被処理体が酸素の活性種に晒されるので、開口の幅を狭める堆積物を減少させることができ、開口の閉塞をより確実に防止することが可能となる。   In the sequence of one embodiment, the second step is executed between the first step and the third step, and the sequence is a processing gas containing an oxygen-containing gas and an inert gas in a processing container containing an object to be processed. Another step of generating the plasma may be further included. During the execution of the third step, the material constituting the deposit that has adhered to the object to be processed is released, and the material adheres again to the object to be processed, and is formed by opening the mask and etching the first region. Deposits are formed so as to reduce the width of the openings formed, and in some cases, the deposits may block these openings. According to this embodiment, since the object to be processed is exposed to the active species of oxygen after the execution of the third step, it is possible to reduce the deposit that narrows the width of the opening, and more reliably prevent the opening from being blocked. It becomes possible.

以上説明したように、開口の閉塞を防止しつつ、窒化シリコンから構成された第2領域に対して、酸化シリコンから構成された第1領域をエッチングすることが可能となる。   As described above, the first region made of silicon oxide can be etched with respect to the second region made of silicon nitride while preventing the opening from being blocked.

一実施形態に係るエッチング方法を示す流れ図である。3 is a flowchart illustrating an etching method according to an embodiment. 一実施形態に係るエッチング方法の適用対象である被処理体を例示する断面図である。It is sectional drawing which illustrates the to-be-processed object which is the application object of the etching method which concerns on one Embodiment. 図1に示す方法の実施に用いることが可能なプラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the plasma processing apparatus which can be used for implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 図1に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of the method shown in FIG. 別の実施形態に係るエッチング方法を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the etching method which concerns on another embodiment. 図17に示す方法の工程ST14の実行後の被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object after execution of process ST14 of the method shown in FIG. 図17に示す方法の工程ST14の実行後の被処理体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-processed object after execution of process ST14 of the method shown in FIG.

以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。   Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。   Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

図1は、一実施形態に係るエッチング方法を示す流れ図である。図1に示す方法MTは、被処理体に対するプラズマ処理によって、酸化シリコンから構成された第1領域を窒化シリコンから構成された第2領域に対して選択的にエッチングする方法である。   FIG. 1 is a flowchart illustrating an etching method according to an embodiment. A method MT shown in FIG. 1 is a method of selectively etching a first region made of silicon oxide with respect to a second region made of silicon nitride by a plasma treatment for an object to be processed.

図2は、一実施形態に係るエッチング方法の適用対象である被処理体を例示する断面図である。図2に示すように、被処理体、即ちウエハWは、基板SB、第1領域R1、第2領域R2、及び、後にマスクを構成する有機膜OLを有している。一例では、ウエハWは、フィン型電界効果トランジスタの製造途中に得られるものであり、更に、隆起領域RA、シリコン含有の反射防止膜AL、及び、レジストマスクRMを有している。   FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a target object to which the etching method according to an embodiment is applied. As shown in FIG. 2, the object to be processed, that is, the wafer W has a substrate SB, a first region R1, a second region R2, and an organic film OL that later constitutes a mask. In one example, the wafer W is obtained during the manufacturing of the fin-type field effect transistor, and further includes a raised region RA, a silicon-containing antireflection film AL, and a resist mask RM.

隆起領域RAは、基板SBから隆起するように設けられている。この隆起領域RAは、例えば、ゲート領域を構成し得る。第2領域R2は、窒化シリコン(Si)から構成されており、隆起領域RAの表面、及び、基板SBの表面上に設けられている。この第2領域R2は、図2に示すように、凹部を画成するように延在している。一例では、凹部の深さは、約150nmであり、凹部の幅は、約20nmである。 The raised area RA is provided so as to rise from the substrate SB. The raised area RA can constitute, for example, a gate area. The second region R2 is made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), and is provided on the surface of the raised region RA and the surface of the substrate SB. As shown in FIG. 2, the second region R2 extends so as to define a recess. In one example, the depth of the recess is about 150 nm and the width of the recess is about 20 nm.

第1領域R1は、酸化シリコン(SiO)から構成されており、第2領域R2上に設けられている。具体的に、第1領域R1は、第2領域R2によって画成される凹部を埋め、当該第2領域R2を覆うように設けられている。 The first region R1 is made of silicon oxide (SiO 2 ) and is provided on the second region R2. Specifically, the first region R1 is provided so as to fill a concave portion defined by the second region R2 and cover the second region R2.

有機膜OLは、第1領域R1上に設けられている。有機膜OLは、有機材料、例えば、アモルファスカーボンから構成され得る。反射防止膜ALは、有機膜OL上に設けられている。レジストマスクRMは、反射防止膜AL上に設けられている。レジストマスクRMは、第2領域R2によって画成される凹部上に当該凹部の幅よりも広い幅を有する開口を提供している。レジストマスクRMの開口の幅は、例えば、60nmである。このようなレジストマスクRMのパターンは、フォトリソグラフィ技術により形成される。   The organic film OL is provided on the first region R1. The organic film OL can be made of an organic material such as amorphous carbon. The antireflection film AL is provided on the organic film OL. The resist mask RM is provided on the antireflection film AL. The resist mask RM provides an opening having a width wider than the width of the recess on the recess defined by the second region R2. The width of the opening of the resist mask RM is, for example, 60 nm. Such a pattern of the resist mask RM is formed by a photolithography technique.

方法MTでは、図2に示すウエハWのような被処理体がプラズマ処理装置内において処理される。図3は、図1に示す方法の実施に用いることが可能なプラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。図3に示すプラズマ処理装置10は、容量結合型プラズマエッチング装置であり、略円筒状の処理容器12を備えている。処理容器12の内壁面は、例えば、陽極酸化処理されたアルミニウムから構成されている。この処理容器12は保安接地されている。   In the method MT, an object to be processed such as the wafer W shown in FIG. 2 is processed in the plasma processing apparatus. FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a plasma processing apparatus that can be used to implement the method shown in FIG. A plasma processing apparatus 10 shown in FIG. 3 is a capacitively coupled plasma etching apparatus, and includes a substantially cylindrical processing container 12. The inner wall surface of the processing container 12 is made of anodized aluminum, for example. The processing container 12 is grounded for safety.

処理容器12の底部上には、略円筒状の支持部14が設けられている。支持部14は、例えば、絶縁材料から構成されている。支持部14は、処理容器12内において、処理容器12の底部から鉛直方向に延在している。また、処理容器12内には、載置台PDが設けられている。載置台PDは、支持部14によって支持されている。   A substantially cylindrical support portion 14 is provided on the bottom of the processing container 12. The support part 14 is comprised from the insulating material, for example. The support portion 14 extends in the vertical direction from the bottom of the processing container 12 in the processing container 12. In addition, a mounting table PD is provided in the processing container 12. The mounting table PD is supported by the support unit 14.

載置台PDは、その上面においてウエハWを保持する。載置台PDは、下部電極LE及び静電チャックESCを有している。下部電極LEは、第1プレート18a及び第2プレート18bを含んでいる。第1プレート18a及び第2プレート18bは、例えばアルミニウムといった金属から構成されており、略円盤形状をなしている。第2プレート18bは、第1プレート18a上に設けられており、第1プレート18aに電気的に接続されている。   The mounting table PD holds the wafer W on the upper surface thereof. The mounting table PD includes a lower electrode LE and an electrostatic chuck ESC. The lower electrode LE includes a first plate 18a and a second plate 18b. The first plate 18a and the second plate 18b are made of a metal such as aluminum, for example, and have a substantially disk shape. The second plate 18b is provided on the first plate 18a and is electrically connected to the first plate 18a.

第2プレート18b上には、静電チャックESCが設けられている。静電チャックESCは、導電膜である電極を一対の絶縁層又は絶縁シート間に配置した構造を有している。静電チャックESCの電極には、直流電源22がスイッチ23を介して電気的に接続されている。この静電チャックESCは、直流電源22からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力によりウエハWを吸着する。これにより、静電チャックESCは、ウエハWを保持することができる。   An electrostatic chuck ESC is provided on the second plate 18b. The electrostatic chuck ESC has a structure in which an electrode which is a conductive film is disposed between a pair of insulating layers or insulating sheets. A DC power source 22 is electrically connected to the electrode of the electrostatic chuck ESC via a switch 23. The electrostatic chuck ESC attracts the wafer W by an electrostatic force such as a Coulomb force generated by a DC voltage from the DC power supply 22. Thereby, the electrostatic chuck ESC can hold the wafer W.

第2プレート18bの周縁部上には、ウエハWのエッジ及び静電チャックESCを囲むようにフォーカスリングFRが配置されている。フォーカスリングFRは、エッチングの均一性を向上させるために設けられている。フォーカスリングFRは、エッチング対象の膜の材料によって適宜選択される材料から構成されており、例えば、石英から構成され得る。   A focus ring FR is disposed on the peripheral edge of the second plate 18b so as to surround the edge of the wafer W and the electrostatic chuck ESC. The focus ring FR is provided in order to improve the etching uniformity. The focus ring FR is made of a material appropriately selected according to the material of the film to be etched, and can be made of, for example, quartz.

第2プレート18bの内部には、冷媒流路24が設けられている。冷媒流路24は、温調機構を構成している。冷媒流路24には、処理容器12の外部に設けられたチラーユニットから配管26aを介して冷媒が供給される。冷媒流路24に供給された冷媒は、配管26bを介してチラーユニットに戻される。このように、冷媒流路24とチラーユニットとの間では、冷媒が循環される。この冷媒の温度を制御することにより、静電チャックESCによって支持されたウエハWの温度が制御される。   A coolant channel 24 is provided inside the second plate 18b. The refrigerant flow path 24 constitutes a temperature adjustment mechanism. Refrigerant is supplied to the refrigerant flow path 24 from a chiller unit provided outside the processing container 12 via a pipe 26a. The refrigerant supplied to the refrigerant flow path 24 is returned to the chiller unit via the pipe 26b. In this way, the refrigerant is circulated between the refrigerant flow path 24 and the chiller unit. By controlling the temperature of the refrigerant, the temperature of the wafer W supported by the electrostatic chuck ESC is controlled.

また、プラズマ処理装置10には、ガス供給ライン28が設けられている。ガス供給ライン28は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばHeガスを、静電チャックESCの上面とウエハWの裏面との間に供給する。   The plasma processing apparatus 10 is provided with a gas supply line 28. The gas supply line 28 supplies the heat transfer gas from the heat transfer gas supply mechanism, for example, He gas, between the upper surface of the electrostatic chuck ESC and the back surface of the wafer W.

また、プラズマ処理装置10は、上部電極30を備えている。上部電極30は、載置台PDの上方において、当該載置台PDと対向配置されている。下部電極LEと上部電極30とは、互いに略平行に設けられている。上部電極30と下部電極LEとの間には、ウエハWにプラズマ処理を行うための処理空間Sが提供されている。   In addition, the plasma processing apparatus 10 includes an upper electrode 30. The upper electrode 30 is disposed above the mounting table PD so as to face the mounting table PD. The lower electrode LE and the upper electrode 30 are provided substantially parallel to each other. A processing space S for performing plasma processing on the wafer W is provided between the upper electrode 30 and the lower electrode LE.

上部電極30は、絶縁性遮蔽部材32を介して、処理容器12の上部に支持されている。一実施形態では、上部電極30は、載置台PDの上面、即ち、ウエハ載置面からの鉛直方向における距離が可変であるように構成され得る。上部電極30は、電極板34及び電極支持体36を含み得る。電極板34は処理空間Sに面しており、当該電極板34には複数のガス吐出孔34aが設けられている。この電極板34は、一実施形態では、シリコンから構成されている。   The upper electrode 30 is supported on the upper portion of the processing container 12 via an insulating shielding member 32. In one embodiment, the upper electrode 30 may be configured such that the distance in the vertical direction from the upper surface of the mounting table PD, that is, the wafer mounting surface, is variable. The upper electrode 30 can include an electrode plate 34 and an electrode support 36. The electrode plate 34 faces the processing space S, and the electrode plate 34 is provided with a plurality of gas discharge holes 34a. In one embodiment, the electrode plate 34 is made of silicon.

電極支持体36は、電極板34を着脱自在に支持するものであり、例えばアルミニウムといった導電性材料から構成され得る。この電極支持体36は、水冷構造を有し得る。電極支持体36の内部には、ガス拡散室36aが設けられている。このガス拡散室36aからは、ガス吐出孔34aに連通する複数のガス通流孔36bが下方に延びている。また、電極支持体36には、ガス拡散室36aに処理ガスを導くガス導入口36cが形成されており、このガス導入口36cには、ガス供給管38が接続されている。   The electrode support 36 detachably supports the electrode plate 34 and can be made of a conductive material such as aluminum. The electrode support 36 may have a water cooling structure. A gas diffusion chamber 36 a is provided inside the electrode support 36. A plurality of gas flow holes 36b communicating with the gas discharge holes 34a extend downward from the gas diffusion chamber 36a. The electrode support 36 is formed with a gas introduction port 36c that guides the processing gas to the gas diffusion chamber 36a, and a gas supply pipe 38 is connected to the gas introduction port 36c.

ガス供給管38には、バルブ群42及び流量制御器群44を介して、ガスソース群40が接続されている。ガスソース群40は、複数のガスソースを含んでいる。一例では、ガスソース群40は、一以上のフルオロカーボンガスのソース、希ガスのソース、窒素ガス(Nガス)のソース、水素ガス(Hガス)のソース、及び、酸素含有ガスのソースを含んでいる。一以上のフルオロカーボンガスのソースは、一例では、Cガスのソース、CFガスのソース、及び、Cガスのソースを含み得る。希ガスのソースは、Heガス、Neガス、Arガス、Krガス、Xeガスといった任意の希ガスのソースであることができ、一例では、Arガスのソースである。また、酸素含有ガスのソースは、一例では、酸素ガス(Oガス)のソースであり得る。なお、酸素含有ガスは、酸素を含有する任意のガスであってもよく、例えば、COガス又はCOガスといった酸化炭素ガスであってもよい。 A gas source group 40 is connected to the gas supply pipe 38 via a valve group 42 and a flow rate controller group 44. The gas source group 40 includes a plurality of gas sources. In one example, the gas source group 40 includes one or more fluorocarbon gas sources, rare gas sources, nitrogen gas (N 2 gas) sources, hydrogen gas (H 2 gas) sources, and oxygen-containing gas sources. Contains. The source of one or more fluorocarbon gases may include, in one example, a source of C 4 F 8 gas, a source of CF 4 gas, and a source of C 4 F 6 gas. The source of noble gas can be any noble gas source such as He gas, Ne gas, Ar gas, Kr gas, Xe gas, and in one example is a source of Ar gas. Further, the source of the oxygen-containing gas may be a source of oxygen gas (O 2 gas) in one example. The oxygen-containing gas may be any gas containing oxygen, for example, a carbon oxide gas such as CO gas or CO 2 gas.

バルブ群42は複数のバルブを含んでおり、流量制御器群44はマスフローコントローラといった複数の流量制御器を含んでいる。ガスソース群40の複数のガスソースはそれぞれ、バルブ群42の対応のバルブ及び流量制御器群44の対応の流量制御器を介して、ガス供給管38に接続されている。   The valve group 42 includes a plurality of valves, and the flow rate controller group 44 includes a plurality of flow rate controllers such as a mass flow controller. The plurality of gas sources of the gas source group 40 are connected to the gas supply pipe 38 via the corresponding valve of the valve group 42 and the corresponding flow rate controller of the flow rate controller group 44, respectively.

また、プラズマ処理装置10では、処理容器12の内壁に沿ってデポシールド46が着脱自在に設けられている。デポシールド46は、支持部14の外周にも設けられている。デポシールド46は、処理容器12にエッチング副生物(デポ)が付着することを防止するものであり、アルミニウム材にY等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。 In the plasma processing apparatus 10, a deposition shield 46 is detachably provided along the inner wall of the processing container 12. The deposition shield 46 is also provided on the outer periphery of the support portion 14. The deposition shield 46 prevents the etching byproduct (depot) from adhering to the processing container 12 and can be configured by coating an aluminum material with ceramics such as Y 2 O 3 .

処理容器12の底部側、且つ、支持部14と処理容器12の側壁との間には排気プレート48が設けられている。排気プレート48は、例えば、アルミニウム材にY等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。この排気プレート48の下方、且つ、処理容器12には、排気口12eが設けられている。排気口12eには、排気管52を介して排気装置50が接続されている。排気装置50は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器12内の空間を所望の真空度まで減圧することができる。また、処理容器12の側壁にはウエハWの搬入出口12gが設けられており、この搬入出口12gはゲートバルブ54により開閉可能となっている。 An exhaust plate 48 is provided on the bottom side of the processing container 12 and between the support 14 and the side wall of the processing container 12. The exhaust plate 48 can be configured by, for example, coating an aluminum material with ceramics such as Y 2 O 3 . An exhaust port 12 e is provided below the exhaust plate 48 and in the processing container 12. An exhaust device 50 is connected to the exhaust port 12e via an exhaust pipe 52. The exhaust device 50 has a vacuum pump such as a turbo molecular pump, and can depressurize the space in the processing container 12 to a desired degree of vacuum. Further, a loading / unloading port 12 g for the wafer W is provided on the side wall of the processing container 12, and the loading / unloading port 12 g can be opened and closed by a gate valve 54.

また、プラズマ処理装置10は、第1の高周波電源62及び第2の高周波電源64を更に備えている。第1の高周波電源62は、プラズマ生成用の高周波電力を発生する電源であり、例えば、27〜100MHzの周波数の高周波電力を発生する第1の高周波電源62は、整合器66を介して上部電極30に接続されている。整合器66は、第1の高周波電源62の出力インピーダンスと負荷側(上部電極30側)の入力インピーダンスを整合させるための回路である。なお、第1の高周波電源62は、整合器66を介して下部電極LEに接続されていてもよい。   The plasma processing apparatus 10 further includes a first high frequency power source 62 and a second high frequency power source 64. The first high-frequency power source 62 is a power source that generates high-frequency power for plasma generation. For example, the first high-frequency power source 62 that generates high-frequency power with a frequency of 27 to 100 MHz is connected to the upper electrode via the matching unit 66. 30. The matching unit 66 is a circuit for matching the output impedance of the first high-frequency power source 62 with the input impedance on the load side (upper electrode 30 side). Note that the first high-frequency power source 62 may be connected to the lower electrode LE via the matching unit 66.

第2の高周波電源64は、ウエハWにイオンを引き込むための高周波バイアス電力を発生する電源であり、例えば、400kHz〜13.56MHzの範囲内の周波数の高周波バイアス電力を発生する。第2の高周波電源64は、整合器68を介して下部電極LEに接続されている。整合器68は、第2の高周波電源64の出力インピーダンスと負荷側(下部電極LE側)の入力インピーダンスを整合させるための回路である。   The second high-frequency power source 64 is a power source that generates high-frequency bias power for drawing ions into the wafer W. For example, the second high-frequency power source 64 generates high-frequency bias power having a frequency in the range of 400 kHz to 13.56 MHz. The second high frequency power supply 64 is connected to the lower electrode LE via the matching unit 68. The matching unit 68 is a circuit for matching the output impedance of the second high-frequency power source 64 with the input impedance on the load side (lower electrode LE side).

また、プラズマ処理装置10は、電源70を更に備えている。電源70は、上部電極30に接続されている。電源70は、処理空間S内に存在する正イオンを電極板34に引き込むための電圧を、上部電極30に印加する。一例においては、電源70は、負の直流電圧を発生する直流電源である。別の一例において、電源70は、比較的低周波の交流電圧を発生する交流電源であってもよい。電源70から上部電極に印加される電圧は、−150V以下の電圧であり得る。即ち、電源70によって上部電極30に印加される電圧は、絶対値が150以上の負の電圧であり得る。このような電圧が電源70から上部電極30に印加されると、処理空間Sに存在する正イオンが、電極板34に衝突する。これにより、電極板34から二次電子及び/又はシリコンが放出される。放出されたシリコンは、処理空間S内に存在するフッ素の活性種と結合し、フッ素の活性種の量を低減させる。   The plasma processing apparatus 10 further includes a power source 70. The power source 70 is connected to the upper electrode 30. The power source 70 applies a voltage to the upper electrode 30 for drawing positive ions present in the processing space S into the electrode plate 34. In one example, the power source 70 is a DC power source that generates a negative DC voltage. In another example, the power source 70 may be an AC power source that generates an AC voltage having a relatively low frequency. The voltage applied from the power source 70 to the upper electrode may be a voltage of −150V or less. That is, the voltage applied to the upper electrode 30 by the power source 70 may be a negative voltage having an absolute value of 150 or more. When such a voltage is applied from the power source 70 to the upper electrode 30, positive ions existing in the processing space S collide with the electrode plate 34. Thereby, secondary electrons and / or silicon are emitted from the electrode plate 34. The released silicon is combined with the active species of fluorine existing in the processing space S, and the amount of active species of fluorine is reduced.

また、一実施形態においては、プラズマ処理装置10は、制御部Cntを更に備え得る。この制御部Cntは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置10の各部を制御する。この制御部Cntでは、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置10を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができ、また、表示装置により、プラズマ処理装置10の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部Cntの記憶部には、プラズマ処理装置10で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置10の各部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、処理レシピが格納される。   In one embodiment, the plasma processing apparatus 10 may further include a control unit Cnt. The control unit Cnt is a computer including a processor, a storage unit, an input device, a display device, and the like, and controls each unit of the plasma processing apparatus 10. In this control unit Cnt, an operator can perform a command input operation and the like to manage the plasma processing apparatus 10 using the input device, and the operating status of the plasma processing apparatus 10 is visualized by the display device. Can be displayed. Furthermore, the storage unit of the control unit Cnt has a control program for controlling various processes executed by the plasma processing apparatus 10 by the processor, and causes each part of the plasma processing apparatus 10 to execute processes according to processing conditions. A program, that is, a processing recipe is stored.

以下、再び図1を参照して、方法MTについて詳細に説明する。以下の説明では、図2、図4〜図16を適宜参照する。図4〜図16は、方法MTの実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。なお、以下の説明では、方法MTにおいて図2に示すウエハWが図3に示す一つのプラズマ処理装置10を用いて処理される例について説明する。   Hereinafter, the method MT will be described in detail with reference to FIG. 1 again. In the following description, FIGS. 2 and 4 to 16 are referred to as appropriate. 4-16 is sectional drawing which shows the to-be-processed object in the middle stage of implementation of method MT. In the following description, an example in which the wafer W shown in FIG. 2 is processed using one plasma processing apparatus 10 shown in FIG. 3 in the method MT will be described.

まず、方法MTでは、プラズマ処理装置10内に図2に示すウエハWが搬入され、当該ウエハWが載置台PD上に載置されて、当該載置台PDによって保持される。   First, in the method MT, the wafer W shown in FIG. 2 is loaded into the plasma processing apparatus 10, and the wafer W is placed on the placement table PD and held by the placement table PD.

方法MTでは、次いで、工程ST1が実行される。工程ST1では、反射防止膜ALがエッチングされる。このため、工程ST1では、ガスソース群40の複数のガスソースのうち選択されたガスソースから処理容器12内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、フルオロカーボンガスを含む。フルオロカーボンガスは、例えば、Cガス及びCFガスのうち一種以上を含み得る。また、この処理ガスは、希ガス、例えば、Arガスを更に含み得る。また、工程ST1では、排気装置50が作動され、処理容器12内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ST1では、第1の高周波電源62からの高周波電力が上部電極30に供給され、第2の高周波電源64からの高周波バイアス電力が下部電極LEに対して供給される。 In the method MT, step ST1 is then performed. In step ST1, the antireflection film AL is etched. For this reason, in process ST1, processing gas is supplied in processing container 12 from a gas source selected among a plurality of gas sources of gas source group 40. This processing gas contains a fluorocarbon gas. The fluorocarbon gas can include, for example, one or more of C 4 F 8 gas and CF 4 gas. Further, the processing gas may further include a rare gas, for example, Ar gas. In process ST1, exhaust device 50 is operated and the pressure in processing container 12 is set as a predetermined pressure. Further, in step ST1, high frequency power from the first high frequency power supply 62 is supplied to the upper electrode 30, and high frequency bias power from the second high frequency power supply 64 is supplied to the lower electrode LE.

以下に、工程ST1における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力:10mTorr(1.33Pa)〜50mTorr(6.65Pa)
・処理ガス
ガス:10sccm〜30sccm
CFガス:150sccm〜300sccm
Arガス:200sccm〜500sccm
・プラズマ生成用の高周波電力:300W〜1000W
・高周波バイアス電力:200W〜500W
Below, various conditions in process ST1 are illustrated.
-Processing container pressure: 10 mTorr (1.33 Pa) to 50 mTorr (6.65 Pa)
Processing gas C 4 F 8 gas: 10 sccm to 30 sccm
CF 4 gas: 150 sccm to 300 sccm
Ar gas: 200 sccm to 500 sccm
・ High frequency power for plasma generation: 300W to 1000W
・ High frequency bias power: 200W to 500W

工程ST1では、処理ガスのプラズマが生成され、フルオロカーボンの活性種によって、レジストマスクRMの開口から露出されている部分において反射防止膜ALがエッチングされる。その結果、図4に示すように、反射防止膜ALの全領域のうち、レジストマスクRMの開口から露出されている部分が除去される。即ち、反射防止膜ALにレジストマスクRMのパターンが転写され、反射防止膜ALに開口を提供するパターンが形成される。なお、工程ST1における上述したプラズマ処理装置10の各部の動作は制御部Cntによって制御され得る。   In the process ST1, plasma of the processing gas is generated, and the antireflection film AL is etched in the portion exposed from the opening of the resist mask RM by the active species of fluorocarbon. As a result, as shown in FIG. 4, the portion exposed from the opening of the resist mask RM is removed from the entire region of the antireflection film AL. That is, the pattern of the resist mask RM is transferred to the antireflection film AL, and a pattern providing an opening is formed in the antireflection film AL. In addition, operation | movement of each part of the plasma processing apparatus 10 mentioned above in process ST1 can be controlled by the control part Cnt.

続く工程ST2では、有機膜OLがエッチングされる。このため、工程ST2では、ガスソース群40の複数のガスソースのうち選択されたガスソースから処理容器12内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、水素ガス及び窒素ガスを含み得る。なお、工程ST2において用いられる処理ガスは、有機膜をエッチングし得るものであれば、他のガス、例えば、酸素ガスを含む処理ガスであってもよい。また、工程ST2では、排気装置50が作動され、処理容器12内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ST2では、第1の高周波電源62からの高周波電力が上部電極30に供給され、第2の高周波電源64からの高周波バイアス電力が下部電極LEに対して供給される。   In the subsequent step ST2, the organic film OL is etched. For this reason, in process ST2, processing gas is supplied in processing container 12 from a gas source selected among a plurality of gas sources of gas source group 40. The processing gas can include hydrogen gas and nitrogen gas. Note that the processing gas used in step ST2 may be another gas, for example, a processing gas containing oxygen gas, as long as it can etch the organic film. Moreover, in process ST2, the exhaust apparatus 50 is operated and the pressure in the processing container 12 is set to a predetermined pressure. Further, in step ST2, high frequency power from the first high frequency power supply 62 is supplied to the upper electrode 30, and high frequency bias power from the second high frequency power supply 64 is supplied to the lower electrode LE.

以下に、工程ST2における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力:50mTorr(6.65Pa)〜200mTorr(26.6Pa)
・処理ガス
ガス:200sccm〜400sccm
ガス:200sccm〜400sccm
・プラズマ生成用の高周波電力:500W〜2000W
・高周波バイアス電力:200W〜500W
Below, various conditions in process ST2 are illustrated.
-Processing container pressure: 50 mTorr (6.65 Pa) to 200 mTorr (26.6 Pa)
Process gas N 2 gas: 200 sccm to 400 sccm
H 2 gas: 200 sccm to 400 sccm
・ High frequency power for plasma generation: 500W to 2000W
・ High frequency bias power: 200W to 500W

工程ST2では、処理ガスのプラズマが生成され、反射防止膜ALの開口から露出されている部分において有機膜OLがエッチングされる。また、レジストマスクRMもエッチングされる。その結果、図5に示すように、レジストマスクRMが除去され、有機膜OLの全領域のうち、反射防止膜ALの開口から露出されている部分が除去される。即ち、有機膜OLに反射防止膜ALのパターンが転写され、有機膜OLに開口MOを提供するパターンが形成され、当該有機膜OLからマスクMKが生成される。なお、工程ST2における上述したプラズマ処理装置10の各部の動作は制御部Cntによって制御され得る。   In step ST2, plasma of the processing gas is generated, and the organic film OL is etched in a portion exposed from the opening of the antireflection film AL. The resist mask RM is also etched. As a result, as shown in FIG. 5, the resist mask RM is removed, and the portion exposed from the opening of the antireflection film AL is removed from the entire region of the organic film OL. That is, the pattern of the antireflection film AL is transferred to the organic film OL, the pattern that provides the opening MO is formed in the organic film OL, and the mask MK is generated from the organic film OL. In addition, operation | movement of each part of the plasma processing apparatus 10 mentioned above in process ST2 can be controlled by the control part Cnt.

一実施形態においては、工程ST2の実行後に工程ST3が実行される。工程ST3では、第1領域R1が、第2領域R2が露出する直前までエッチングされる。即ち、第2領域R2上に第1領域R1が僅かに残されるまで、当該第1領域R1がエッチングされる。このため、工程ST3では、ガスソース群40の複数のガスソースのうち選択されたガスソースから処理容器12内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、フルオロカーボンガスを含む。また、この処理ガスは、希ガス、例えば、Arガスを更に含み得る。また、この処理ガスは、酸素ガスを更に含み得る。また、工程ST3では、排気装置50が作動され、処理容器12内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ST3では、第1の高周波電源62からの高周波電力が上部電極30に供給され、第2の高周波電源64からの高周波バイアス電力が下部電極LEに対して供給される。   In one embodiment, step ST3 is performed after step ST2. In step ST3, the first region R1 is etched until just before the second region R2 is exposed. That is, the first region R1 is etched until the first region R1 remains slightly on the second region R2. For this reason, in process ST3, process gas is supplied in process container 12 from a gas source selected among a plurality of gas sources of gas source group 40. This processing gas contains a fluorocarbon gas. Further, the processing gas may further include a rare gas, for example, Ar gas. The processing gas may further include oxygen gas. Moreover, in process ST3, the exhaust apparatus 50 is operated and the pressure in the processing container 12 is set to a predetermined pressure. Further, in step ST3, high frequency power from the first high frequency power supply 62 is supplied to the upper electrode 30, and high frequency bias power from the second high frequency power supply 64 is supplied to the lower electrode LE.

工程ST3では、処理ガスのプラズマが生成され、マスクMKの開口から露出されている部分において第1領域R1が、フルオロカーボンの活性種によってエッチングされる。この工程ST3の処理時間は、当該工程ST3の終了時に、第2領域R2上に第1領域R1が所定の膜厚で残されるように、設定される。この工程ST3の実行の結果、図6に示すように、上部開口UOが部分的に形成される。なお、工程ST3における上述したプラズマ処理装置10の各部の動作は制御部Cntによって制御され得る。   In step ST3, plasma of the processing gas is generated, and the first region R1 is etched by the active species of fluorocarbon in the portion exposed from the opening of the mask MK. The processing time of this step ST3 is set so that the first region R1 is left with a predetermined film thickness on the second region R2 at the end of the step ST3. As a result of the execution of this step ST3, the upper opening UO is partially formed as shown in FIG. In addition, operation | movement of each part of the plasma processing apparatus 10 mentioned above in process ST3 can be controlled by the control part Cnt.

ここで、後述する工程ST11では、第1領域R1のエッチングよりも、第1領域R1を含むウエハWの表面上へのフルオロカーボンを含む堆積物の形成が優位となるモード、即ち、堆積モードとなる条件が選択される。一方、工程ST3では、堆積物の形成よりも第1領域R1のエッチングが優位となるモード、即ち、エッチングモードとなる条件が選択される。このため、一例では、工程ST3において利用されるフルオロカーボンガスは、Cガス及びCFガスのうち一種以上を含み得る。この例のフルオロカーボンガスは、工程ST11において利用されるフルオロカーボンガスの炭素原子数に対するフッ素原子数の比(即ち、フッ素原子数/炭素原子数)よりも、炭素原子数に対するフッ素原子数の比(即ち、フッ素原子数/炭素原子数)が高いフルオロカーボンガスである。また、一例では、フルオロカーボンガスの解離度を高めるために、工程ST3において利用されるプラズマ生成用の高周波電力は、工程ST11において利用されるプラズマ生成用の高周波電力よりも大きい電力に設定され得る。これら例によれば、エッチングモードを実現することが可能となる。また、一例では、工程ST3において利用される高周波バイアス電力も、工程ST11の高周波バイアス電力よりも大きい電力に設定され得る。この例によれば、ウエハWに対して引き込まれるイオンのエネルギーが高められ、第1領域R1を高速にエッチングすることが可能となる。 Here, in step ST11 to be described later, a mode in which the formation of a deposit containing fluorocarbon is more advantageous on the surface of the wafer W including the first region R1 than the etching of the first region R1, that is, the deposition mode is set. A condition is selected. On the other hand, in the process ST3, a mode in which the etching of the first region R1 is superior to the formation of the deposit, that is, a condition for the etching mode is selected. Thus, in one example, the fluorocarbon gas to be utilized in step ST3 may include one or more of the C 4 F 8 gas and CF 4 gas. The fluorocarbon gas in this example has a ratio of the number of fluorine atoms to the number of carbon atoms (that is, the number of fluorine atoms / the number of carbon atoms) (that is, the number of fluorine atoms / the number of carbon atoms) of the fluorocarbon gas used in step ST11 (that is, the number of carbon atoms). , Fluorine carbon number / carbon atom number). In one example, in order to increase the degree of dissociation of the fluorocarbon gas, the high frequency power for plasma generation used in step ST3 can be set to a higher power than the high frequency power for plasma generation used in step ST11. According to these examples, the etching mode can be realized. In one example, the high-frequency bias power used in step ST3 can also be set to be higher than the high-frequency bias power in step ST11. According to this example, the energy of ions drawn into the wafer W is increased, and the first region R1 can be etched at a high speed.

以下に、工程ST3における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力:10mTorr(1.33Pa)〜50mTorr(6.65Pa)
・処理ガス
8ガス:10sccm〜30sccm
CFガス:50sccm〜150sccm
Arガス:500sccm〜1000sccm
ガス:10sccm〜30sccm
・プラズマ生成用の高周波電力:500W〜2000W
・高周波バイアス電力:500W〜2000W
Below, various conditions in process ST3 are illustrated.
-Processing container pressure: 10 mTorr (1.33 Pa) to 50 mTorr (6.65 Pa)
Processing gas C 4 F 8 gas: 10 sccm to 30 sccm
CF 4 gas: 50 sccm to 150 sccm
Ar gas: 500 sccm to 1000 sccm
O 2 gas: 10 sccm to 30 sccm
・ High frequency power for plasma generation: 500W to 2000W
・ High frequency bias power: 500W to 2000W

一実施形態では、次いで、工程ST4が実行される。工程ST4では、処理容器12内において酸素含有ガスを含む処理ガスのプラズマが生成される。このため、工程ST4では、ガスソース群40の複数のガスソースのうち選択されたガスソースから処理容器12内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、一例では、酸素含有ガスとして、酸素ガスを含み得る。また、処理ガスは、希ガス(例えば、Arガス)又は窒素ガスといった不活性ガスを更に含み得る。また、工程ST4では、排気装置50が作動され、処理容器12内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ST4では、第1の高周波電源62からの高周波電力が上部電極30に対して供給される。なお、工程ST4では、第2の高周波電源64からの高周波バイアス電力が下部電極LEに供給されなくてもよい。   In one embodiment, process ST4 is then performed. In step ST4, plasma of a processing gas containing an oxygen-containing gas is generated in the processing container 12. For this reason, in process ST4, process gas is supplied in process container 12 from a gas source selected among a plurality of gas sources of gas source group 40. In one example, the processing gas may include oxygen gas as the oxygen-containing gas. Further, the processing gas may further include an inert gas such as a rare gas (for example, Ar gas) or nitrogen gas. Moreover, in process ST4, the exhaust apparatus 50 is operated and the pressure in the processing container 12 is set to a predetermined pressure. Further, in step ST <b> 4, high frequency power from the first high frequency power supply 62 is supplied to the upper electrode 30. In step ST4, the high frequency bias power from the second high frequency power supply 64 may not be supplied to the lower electrode LE.

工程ST4では、酸素の活性種が生成され、当該酸素の活性種によってマスクMKの開口MOがその上端部分において広げられる。具体的には、図7に示すように、開口MOの上端部分を画成するマスクMKの上側肩部がテーパ形状を呈するように、エッチングされる。これにより、以後の工程で生成される堆積物がマスクMKの開口MOを画成する面に付着しても、当該開口MOの幅の縮小量を低減させることができる。なお、工程ST4における上述したプラズマ処理装置10の各部の動作は制御部Cntによって制御され得る。   In step ST4, oxygen active species are generated, and the opening MO of the mask MK is widened at the upper end portion by the oxygen active species. Specifically, as shown in FIG. 7, etching is performed so that the upper shoulder portion of the mask MK that defines the upper end portion of the opening MO has a tapered shape. Thereby, even if the deposit generated in the subsequent process adheres to the surface defining the opening MO of the mask MK, the reduction amount of the width of the opening MO can be reduced. In addition, operation | movement of each part of the plasma processing apparatus 10 mentioned above in process ST4 can be controlled by the control part Cnt.

ここで、後述する工程ST12では、各シーケンスにおいて形成される微量の堆積物を減少させるものであり、堆積物の過剰な減少を抑制する必要がある。一方、工程ST4では、マスクMKの開口MOの上端部分の幅を広げるために実行されるものであり、その処理時間の短さが要求される。   Here, in step ST12 to be described later, a very small amount of deposit formed in each sequence is reduced, and it is necessary to suppress an excessive decrease in the deposit. On the other hand, in step ST4, the process is performed to increase the width of the upper end portion of the opening MO of the mask MK, and a short processing time is required.

以下に、工程ST4における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力:30mTorr(3.99Pa)〜200mTorr(26.6Pa)
・処理ガス
ガス:50sccm〜500sccm
Arガス:200sccm〜1500sccm
・プラズマ生成用の高周波電力:100W〜500W
・高周波バイアス電力:0W〜200W
Below, various conditions in process ST4 are illustrated.
・ Processing vessel internal pressure: 30 mTorr (3.99 Pa) to 200 mTorr (26.6 Pa)
Processing gas O 2 gas: 50 sccm to 500 sccm
Ar gas: 200 sccm to 1500 sccm
・ High frequency power for plasma generation: 100 W to 500 W
・ High frequency bias power: 0W to 200W

次いで、方法MTでは、第1領域R1をエッチングするために、シーケンスSQが繰り返して実行される。シーケンスSQは、工程ST11、工程ST12、及び、工程ST13を順に含んでいる。   Next, in the method MT, the sequence SQ is repeatedly performed to etch the first region R1. The sequence SQ includes a process ST11, a process ST12, and a process ST13 in order.

シーケンスSQでは、まず、工程ST11が実行される。工程ST11では、ウエハWが収容された処理容器12内で、処理ガスのプラズマが生成される。このため、工程ST11では、ガスソース群40の複数のガスソースのうち選択されたガスソースから処理容器12内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、フルオロカーボンガスを含む。また、この処理ガスは、希ガス、例えば、Arガスを更に含み得る。また、工程ST11では、排気装置50が作動され、処理容器12内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ST11では、第1の高周波電源62からの高周波電力が上部電極30に対して供給される。これにより、フルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマが生成され、解離したフルオロカーボンが、ウエハWの表面上に堆積して、図8に示すように堆積物DPを形成する。かかる工程ST11における上述したプラズマ処理装置10の各部の動作は制御部Cntによって制御され得る。   In sequence SQ, step ST11 is first executed. In step ST11, plasma of a processing gas is generated in the processing container 12 in which the wafer W is accommodated. For this reason, in process ST11, process gas is supplied in process container 12 from a gas source selected among a plurality of gas sources of gas source group 40. This processing gas contains a fluorocarbon gas. Further, the processing gas may further include a rare gas, for example, Ar gas. Moreover, in process ST11, the exhaust apparatus 50 is operated and the pressure in the processing container 12 is set to a predetermined pressure. Further, in step ST <b> 11, high frequency power from the first high frequency power supply 62 is supplied to the upper electrode 30. As a result, plasma of the processing gas containing the fluorocarbon gas is generated, and the dissociated fluorocarbon is deposited on the surface of the wafer W to form a deposit DP as shown in FIG. The operation of each part of the above-described plasma processing apparatus 10 in the step ST11 can be controlled by the control unit Cnt.

上述したように、工程ST11では、堆積モードとなる条件が選択される。このため、一例では、フルオロカーボンガスとして、Cガスが利用される。 As described above, in step ST11, the conditions for the deposition mode are selected. For this reason, in one example, C 4 F 6 gas is used as the fluorocarbon gas.

以下に、工程ST11における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力:10mTorr(1.33Pa)〜50mTorr(6.65Pa)
・処理ガス
ガス:2sccm〜10sccm
Arガス:500sccm〜1500sccm
・プラズマ生成用の高周波電力:100W〜500W
・高周波バイアス電力:0W
Below, various conditions in process ST11 are illustrated.
-Processing container pressure: 10 mTorr (1.33 Pa) to 50 mTorr (6.65 Pa)
Processing gas C 4 F 6 gas: 2 sccm to 10 sccm
Ar gas: 500 sccm to 1500 sccm
・ High frequency power for plasma generation: 100 W to 500 W
・ High frequency bias power: 0W

方法MTでは、次いで、工程ST12が実行される。工程ST12では、処理容器12内において酸素含有ガス及び不活性ガスを含む処理ガスのプラズマが生成される。このため、工程ST12では、ガスソース群40の複数のガスソースのうち選択されたガスソースから処理容器12内に処理ガスが供給される。一例では、この処理ガスは、酸素含有ガスとして、酸素ガスを含む。また、一例では、この処理ガスは、不活性ガスとして、Arガスといった希ガスを含む。不活性ガスは、窒素ガスであってもよい。また、工程ST12では、排気装置50が作動され、処理容器12内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ST12では、第1の高周波電源62からの高周波電力が上部電極30に対して供給される。工程ST12では、第2の高周波電源64からの高周波バイアス電力が下部電極LEに供給されなくてもよい。   Next, in method MT, step ST12 is performed. In step ST12, plasma of a processing gas containing an oxygen-containing gas and an inert gas is generated in the processing container 12. For this reason, in process ST12, process gas is supplied in process container 12 from a gas source selected among a plurality of gas sources of gas source group 40. In one example, the processing gas includes oxygen gas as the oxygen-containing gas. In one example, the processing gas includes a rare gas such as Ar gas as an inert gas. The inert gas may be nitrogen gas. Moreover, in process ST12, the exhaust apparatus 50 is operated and the pressure in the processing container 12 is set to a predetermined pressure. Further, in step ST <b> 12, high frequency power from the first high frequency power supply 62 is supplied to the upper electrode 30. In step ST12, the high frequency bias power from the second high frequency power supply 64 may not be supplied to the lower electrode LE.

工程ST12では、酸素の活性種が生成され、当該酸素の活性種によって、ウエハW上の堆積物DPの量が、図9に示すように、適度に減少される。その結果、過剰な堆積物DPによって開口MO及び上部開口UOが閉塞されることが防止される。また、工程ST12で利用される処理ガスでは、酸素ガスが不活性ガスによって希釈されているので、堆積物DPが過剰に除去されることを抑制することができる。かかる工程ST12における上述したプラズマ処理装置10の各部の動作は制御部Cntによって制御され得る。   In step ST12, active species of oxygen are generated, and the amount of deposit DP on the wafer W is appropriately reduced by the active species of oxygen as shown in FIG. As a result, the opening MO and the upper opening UO are prevented from being blocked by the excessive deposit DP. Further, in the processing gas used in step ST12, since the oxygen gas is diluted with the inert gas, it is possible to suppress the deposit DP from being excessively removed. The operation of each part of the above-described plasma processing apparatus 10 in step ST12 can be controlled by the control unit Cnt.

以下に、工程ST12における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力:10mTorr(1.33Pa)〜50mTorr(6.65Pa)
・処理ガス
ガス:2sccm〜20sccm
Arガス:500sccm〜1500sccm
・プラズマ生成用の高周波電力:100W〜500W
・高周波バイアス電力:0W
Below, various conditions in process ST12 are illustrated.
-Processing container pressure: 10 mTorr (1.33 Pa) to 50 mTorr (6.65 Pa)
Process gas O 2 gas: 2 sccm to 20 sccm
Ar gas: 500 sccm to 1500 sccm
・ High frequency power for plasma generation: 100 W to 500 W
・ High frequency bias power: 0W

一実施形態では、各シーケンスの工程ST12、即ち一回の工程ST12は2秒以上実行され、且つ、工程ST12において堆積物DPが1nm/秒以下のレートでエッチングされ得る。プラズマ処理装置10のようなプラズマ処理装置を用いて上記シーケンスを実行するには、工程ST11、工程ST12、及び工程ST13の各工程間の遷移のためのガスの切り換えに時間を要する。したがって、放電の安定に要する時間を考慮すると、工程ST12は2秒以上実行される必要がある。しかしながら、このような時間長の期間における堆積物DPのエッチングのレートが高すぎると、第2領域R2を保護するための堆積物が過剰に除去され得る。このため、工程ST12において1nm/秒以下のレートで堆積物DPがエッチングされる。これにより、ウエハW上に形成されている堆積物DPの量を適度に調整することが可能となる。なお、工程ST12における堆積物DPのエッチングの1nm/秒以下のレートは、処理容器内の圧力、処理ガス中の酸素の希ガスによる希釈の度合い、即ち、酸素濃度、及び、プラズマ生成用の高周波電力を、上述した条件から選択することによって達成され得る。   In one embodiment, step ST12 of each sequence, that is, one step ST12, is performed for 2 seconds or more, and the deposit DP can be etched at a rate of 1 nm / second or less in step ST12. In order to execute the above sequence using a plasma processing apparatus such as the plasma processing apparatus 10, it takes time to switch gases for transition between the processes ST11, ST12, and ST13. Therefore, considering the time required for stable discharge, the step ST12 needs to be executed for 2 seconds or more. However, if the etching rate of the deposit DP in such a long time period is too high, the deposit for protecting the second region R2 may be excessively removed. For this reason, the deposit DP is etched at a rate of 1 nm / second or less in the step ST12. Thereby, the amount of the deposit DP formed on the wafer W can be adjusted appropriately. Note that the rate of etching of the deposit DP in the process ST12 of 1 nm / second or less is the pressure in the processing container, the degree of dilution of the oxygen in the processing gas with the rare gas, that is, the oxygen concentration, and the high frequency for plasma generation. Power can be achieved by selecting from the conditions described above.

続く工程ST13では、第1領域R1がエッチングされる。このため、工程ST13では、ガスソース群40の複数のガスソースのうち選択されたガスソースから処理容器12内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、不活性ガスを含む。不活性ガスは、一例では、Arガスといった希ガスであり得る。或いは、不活性ガスは、窒素ガスであってもよい。また、工程ST13では、排気装置50が作動され、処理容器12内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ST13では、第1の高周波電源62からの高周波電力が上部電極30に対して供給される。また、工程ST13では、第2の高周波電源64からの高周波バイアス電力が下部電極LEに供給される。   In subsequent step ST13, the first region R1 is etched. For this reason, in process ST13, processing gas is supplied in processing container 12 from a gas source selected among a plurality of gas sources of gas source group 40. This processing gas contains an inert gas. In one example, the inert gas may be a noble gas such as Ar gas. Alternatively, the inert gas may be nitrogen gas. Moreover, in process ST13, the exhaust apparatus 50 is operated and the pressure in the processing container 12 is set to a predetermined pressure. Further, in step ST <b> 13, high frequency power from the first high frequency power supply 62 is supplied to the upper electrode 30. In step ST13, the high frequency bias power from the second high frequency power supply 64 is supplied to the lower electrode LE.

以下に、工程ST13における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力:10mTorr(1.33Pa)〜50mTorr(6.65Pa)
・処理ガス
Arガス:500sccm〜1500sccm
・プラズマ生成用の高周波電力:100W〜500W
・高周波バイアス電力:20W〜300W
Below, various conditions in process ST13 are illustrated.
-Processing container pressure: 10 mTorr (1.33 Pa) to 50 mTorr (6.65 Pa)
Processing gas Ar gas: 500 sccm to 1500 sccm
・ High frequency power for plasma generation: 100 W to 500 W
・ High frequency bias power: 20W to 300W

工程ST13では、不活性ガスのプラズマが生成され、イオンがウエハWに対して引き込まれる。そして、堆積物DPに含まれるフルオロカーボンのラジカルによって第1領域R1がエッチングされる。これにより、図10に示すように、第2領域R2によって提供される凹部内の第1領域R1がエッチングされ、下部開口LOが徐々に形成される。かかる工程ST13における上述したプラズマ処理装置10の各部の動作は制御部Cntによって制御され得る。   In step ST <b> 13, an inert gas plasma is generated and ions are attracted to the wafer W. Then, the first region R1 is etched by the fluorocarbon radicals contained in the deposit DP. As a result, as shown in FIG. 10, the first region R1 in the recess provided by the second region R2 is etched, and the lower opening LO is gradually formed. The operation of each part of the plasma processing apparatus 10 described above in step ST13 can be controlled by the control unit Cnt.

方法MTでは、上述した工程ST11〜工程ST13を含むシーケンスSQが繰り返される。そして、シーケンスSQの繰り返しに伴い、図11に示すように、工程ST11の実行により堆積物DPがウエハW上に形成される。そして、図12に示すように、工程ST12の実行により、堆積物DPの量が減少される。そして、図13に示すように、工程ST13の実行により更に第1領域R1がエッチングされ、下部開口LOの深さが深くなる。また、更なるシーケンスSQの繰り返しに伴い、図14に示すように、工程ST11の実行により堆積物DPがウエハW上に形成される。そして、図15に示すように、工程ST12の実行により、堆積物DPの量が減少される。そして、図16に示すように、工程ST13の実行により更に第1領域R1がエッチングされ、下部開口LOの深さが更に深くなる。最終的には、凹部の底にある第2領域R2が露出するまで第1領域R1がエッチングされる。   In the method MT, the sequence SQ including the above-described steps ST11 to ST13 is repeated. As the sequence SQ is repeated, the deposit DP is formed on the wafer W by executing the step ST11 as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 12, the amount of the deposit DP is reduced by executing the step ST12. And as shown in FIG. 13, 1st area | region R1 is further etched by execution of process ST13, and the depth of lower opening LO becomes deep. As the sequence SQ is further repeated, a deposit DP is formed on the wafer W by executing the step ST11 as shown in FIG. And as shown in FIG. 15, the quantity of deposit DP is reduced by execution of process ST12. And as shown in FIG. 16, 1st area | region R1 is further etched by execution of process ST13, and the depth of lower opening LO becomes deeper. Finally, the first region R1 is etched until the second region R2 at the bottom of the recess is exposed.

図1に戻り、方法MTでは、工程STaにおいて、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件はシーケンスSQが所定回数実行されている場合に満たされるものと判定される。工程STaにおいて、停止条件が満たされないと判定される場合には、工程ST11からシーケンスSQが実行される。一方、工程STaにおいて、停止条件が満たされると判定される場合には、方法MTの実施が終了する。   Returning to FIG. 1, in the method MT, it is determined whether or not the stop condition is satisfied in the step STa. The stop condition is determined to be satisfied when the sequence SQ is executed a predetermined number of times. In step STa, when it is determined that the stop condition is not satisfied, the sequence SQ is executed from step ST11. On the other hand, when it is determined in the step STa that the stop condition is satisfied, the execution of the method MT ends.

一実施形態では、第2領域R2が露出されるときを含む期間に実行されるシーケンスSQ(以下、「第1シーケンス」という)において第1領域R1がエッチングされる量が、以後に実行されるシーケンスSQ(以下、「第2シーケンス」という)において第1領域R1がエッチングされる量よりも少なくなるように、シーケンスSQの繰り返しにおける条件が設定されてもよい。一例においては、第1シーケンスの実行時間長が、第2シーケンスの実行時間長よりも短く設定される。この例では、第1シーケンスにおける工程ST11の実行時間長、工程ST12の実行時間長、及び工程ST13の実行時間長の比は、第2シーケンスにおける工程ST11の実行時間長、工程ST12の実行時間長、及び工程ST13の実行時間長の比と同様に設定され得る。例えば、第1シーケンスでは、工程ST11の実行時間長は2秒〜5秒の範囲の時間長から選択され、工程ST12の実行時間長は2秒〜5秒の範囲の時間長から選択され、工程ST13の実行時間長は5秒〜10秒の範囲の時間長から選択される。また、第2シーケンスでは、工程ST11の実行時間長は2秒〜10秒の範囲の時間長から選択され、工程ST12の実行時間長は2秒〜10秒の範囲の時間長から選択され、工程ST13の実行時間長は5秒〜20秒の範囲の時間長から選択される。   In one embodiment, the amount by which the first region R1 is etched in a sequence SQ (hereinafter referred to as “first sequence”) executed in a period including when the second region R2 is exposed is executed thereafter. Conditions in the repetition of the sequence SQ may be set so that the amount of the first region R1 is less than the amount etched in the sequence SQ (hereinafter referred to as “second sequence”). In one example, the execution time length of the first sequence is set shorter than the execution time length of the second sequence. In this example, the ratio of the execution time length of the process ST11, the execution time length of the process ST12, and the execution time length of the process ST13 in the first sequence is the execution time length of the process ST11 and the execution time length of the process ST12 in the second sequence. , And the ratio of the execution time length of step ST13. For example, in the first sequence, the execution time length of the process ST11 is selected from a time length in the range of 2 seconds to 5 seconds, and the execution time length of the process ST12 is selected from a time length in the range of 2 seconds to 5 seconds. The execution time length of ST13 is selected from a time length in the range of 5 seconds to 10 seconds. In the second sequence, the execution time length of the process ST11 is selected from a time length in the range of 2 seconds to 10 seconds, and the execution time length of the process ST12 is selected from a time length in the range of 2 seconds to 10 seconds. The execution time length of ST13 is selected from a time length in the range of 5 to 20 seconds.

工程ST11で生成されるフルオロカーボンの活性種は、第2領域R2上に堆積して当該第2領域R2を保護するが、第1領域R1がエッチングされて第2領域R2が露出したときには、第2領域R2をエッチングし得る。そこで、一実施形態では、第2領域R2が露出する期間において第1シーケンスが実行される。これにより、エッチング量が抑えられつつ堆積物DPがウエハW上に形成され、当該堆積物DPによって第2領域R2が保護される。しかる後に、エッチング量の多い第2シーケンスが実行される。したがって、この実施形態によれば、第2領域R2の削れを抑制しつつ、第1領域R1をエッチングすることが可能となる。   The active species of the fluorocarbon generated in the process ST11 is deposited on the second region R2 to protect the second region R2, but when the first region R1 is etched and the second region R2 is exposed, the second region R2 is exposed. Region R2 may be etched. Therefore, in one embodiment, the first sequence is executed in a period in which the second region R2 is exposed. Thereby, the deposit DP is formed on the wafer W while the etching amount is suppressed, and the second region R2 is protected by the deposit DP. Thereafter, the second sequence with a large etching amount is executed. Therefore, according to this embodiment, it is possible to etch the first region R1 while suppressing the scraping of the second region R2.

また、第2シーケンスの実行の後に実行されるシーケンスSQ(以下、「第3シーケンス」という)の工程ST13では、高周波バイアス電力が、第1シーケンス及び第2シーケンスの工程ST13において利用される高周波バイアス電力よりも、大きい電力に設定されてもよい。例えば、第1シーケンス及び第2シーケンスの工程ST13では、高周波バイアス電力が20W〜100Wの電力に設定され、第3シーケンスの工程ST13では、高周波バイアス電力が100W〜300Wの電力に設定される。なお、一例の第3シーケンスでは、工程ST11の実行時間長は2秒〜10秒の範囲の時間長から選択され、工程ST12の実行時間長は2秒〜10秒の範囲の時間長から選択され、工程ST13の実行時間長は5秒〜15秒の範囲の時間長から選択される。   In step ST13 of the sequence SQ (hereinafter referred to as “third sequence”) executed after execution of the second sequence, the high-frequency bias power is used in the step ST13 of the first sequence and the second sequence. The power may be set higher than the power. For example, in the process ST13 of the first sequence and the second sequence, the high-frequency bias power is set to 20 W to 100 W, and in the third sequence process ST13, the high-frequency bias power is set to 100 W to 300 W. In the third sequence as an example, the execution time length of the process ST11 is selected from a time length in the range of 2 seconds to 10 seconds, and the execution time length of the process ST12 is selected from a time length in the range of 2 seconds to 10 seconds. The execution time length of step ST13 is selected from a time length in the range of 5 seconds to 15 seconds.

図14に示すように、第1シーケンス及び第2シーケンスの実行後には、ウエハW上の堆積物DPの量が相当に多くなる。堆積物DPの量が多くなると、開口MOの幅、上部開口UO、及び下部開口LOの幅が堆積物DPによって狭められる。これにより、下部開口LOの深部に到達するイオンの流束が不足する事態が生じ得る。しかしながら、第3シーケンスの工程ST13では比較的大きい高周波バイアス電力が利用されるので、ウエハWに引きつけられるイオンのエネルギーが高められる。その結果、下部開口LOが深くても、当該下部開口LOの深部までイオンを供給することが可能となる。   As shown in FIG. 14, the amount of the deposit DP on the wafer W is considerably increased after the execution of the first sequence and the second sequence. When the amount of the deposit DP increases, the width of the opening MO, the upper opening UO, and the width of the lower opening LO are narrowed by the deposit DP. As a result, a situation may occur where the flux of ions reaching the deep part of the lower opening LO is insufficient. However, in the third sequence step ST13, since a relatively large high-frequency bias power is used, the energy of ions attracted to the wafer W is increased. As a result, even if the lower opening LO is deep, ions can be supplied to the deep part of the lower opening LO.

以下、別の実施形態に係るエッチング方法について説明する。図17は、別の実施形態に係るエッチング方法を示す流れ図である。図18及び図19は、図17に示す方法の工程ST14の実行後の被処理体を示す断面図である。図18は、図10に示したウエハWに対して工程ST14を実行した後の当該ウエハの断面の状態を示しており、図19は、図13に示したウエハWに対して工程ST14を実行した後の当該ウエハの断面の状態を示している。図17に示す方法MT2は、工程ST13の実行の後に実行される工程ST14をシーケンスSQが更に含む点で、方法MTと異なっている。この工程ST14は、工程ST12と同様の工程である。工程ST14の処理における条件には、工程ST12の処理に関して上述した条件が採用され得る。   Hereinafter, an etching method according to another embodiment will be described. FIG. 17 is a flowchart showing an etching method according to another embodiment. 18 and 19 are cross-sectional views showing the object to be processed after step ST14 of the method shown in FIG. FIG. 18 shows a cross-sectional state of the wafer after the process ST14 is performed on the wafer W shown in FIG. 10, and FIG. 19 shows the process ST14 performed on the wafer W shown in FIG. The state of the cross section of the wafer after being processed is shown. The method MT2 shown in FIG. 17 is different from the method MT in that the sequence SQ further includes a step ST14 executed after the execution of the step ST13. This step ST14 is the same as step ST12. As the conditions in the process of step ST14, the conditions described above regarding the process of step ST12 can be adopted.

上述したように工程ST13ではウエハWに対してイオンが引き込まれる。これにより、堆積物DPを構成する物質がウエハWから放出され、当該物質がウエハWに再度付着して、図10及び図13に示すように、開口MO及び下部開口LOの幅を狭めるように堆積物DPを形成する。この堆積物DPは、場合によっては、開口MO及び下部開口LOを閉塞させることもある。方法MT2では、工程ST14の実行によって、図10及び図13に示したウエハWが、工程ST12と同様に酸素の活性種に晒される。これにより、開口MO及び下部開口LOの幅を狭める堆積物DP(図10及び図13を参照)を、図18及び図19に示すように減少させることができ、開口MO及び下部開口LOの閉塞をより確実に防止することができる。   As described above, ions are attracted to the wafer W in the process ST13. As a result, the material constituting the deposit DP is released from the wafer W, and the material adheres to the wafer W again, so that the width of the opening MO and the lower opening LO is reduced as shown in FIGS. 10 and 13. A deposit DP is formed. This deposit DP may block the opening MO and the lower opening LO in some cases. In the method MT2, the wafer W shown in FIGS. 10 and 13 is exposed to the active species of oxygen by the execution of the step ST14 as in the case of the step ST12. As a result, the deposit DP (see FIGS. 10 and 13) that narrows the width of the opening MO and the lower opening LO can be reduced as shown in FIGS. 18 and 19, and the opening MO and the lower opening LO are blocked. Can be prevented more reliably.

以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、方法MTの実施において、上部電極30にプラズマ生成用の高周波電力が供給されているが、当該高周波電力は下部電極LEに供給されてもよい。また、方法MTの実施には、プラズマ処理装置10以外のプラズマ処理装置を用いることができる。具体的には、誘導結合型のプラズマ処理装置、又は、マイクロ波といった表面波によってプラズマを生成するプラズマ処理装置のように、任意のプラズマ処理装置を用いて方法MTを実施することが可能である。   Although various embodiments have been described above, various modifications can be made without being limited to the above-described embodiments. For example, in the implementation of the method MT, high-frequency power for plasma generation is supplied to the upper electrode 30, but the high-frequency power may be supplied to the lower electrode LE. In addition, a plasma processing apparatus other than the plasma processing apparatus 10 can be used for performing the method MT. Specifically, the method MT can be performed using an arbitrary plasma processing apparatus such as an inductively coupled plasma processing apparatus or a plasma processing apparatus that generates plasma by surface waves such as microwaves. .

また、方法MTのシーケンスSQにおける工程ST11、工程ST12、及び工程ST13の実行順序が変更されてもよい。例えば、方法MTのシーケンスSQにおいて、工程ST13の実行後に工程ST12が実行されてもよい。   In addition, the execution order of the steps ST11, ST12, and ST13 in the sequence SQ of the method MT may be changed. For example, in the sequence SQ of the method MT, the process ST12 may be performed after the process ST13 is performed.

10…プラズマ処理装置、12…処理容器、30…上部電極、PD…載置台、LE…下部電極、ESC…静電チャック、40…ガスソース群、42…バルブ群、44…流量制御器群、50…排気装置、62…第1の高周波電源、64…第2の高周波電源、Cnt…制御部、W…ウエハ、R1…第1領域、R2…第2領域、OL…有機膜、AL…シリコン含有反射防止膜、MK…マスク、DP…堆積物。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Plasma processing apparatus, 12 ... Processing container, 30 ... Upper electrode, PD ... Mounting stage, LE ... Lower electrode, ESC ... Electrostatic chuck, 40 ... Gas source group, 42 ... Valve group, 44 ... Flow controller group, DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Exhaust device, 62 ... 1st high frequency power supply, 64 ... 2nd high frequency power supply, Cnt ... Control part, W ... Wafer, R1 ... 1st area | region, R2 ... 2nd area | region, OL ... Organic film, AL ... Silicon Containing antireflection film, MK ... mask, DP ... deposit.

Claims (4)

被処理体に対するプラズマ処理によって、酸化シリコンから構成された第1領域を窒化シリコンから構成された第2領域に対して選択的にエッチングする方法であって、
前記被処理体は、凹部を画成する前記第2領域、該凹部を埋め、且つ前記第2領域を覆うように設けられた前記第1領域、及び、前記第1領域上に設けられたマスクを有し、
該方法は、
前記被処理体を収容した処理容器内においてフルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第1工程であり、前記被処理体上にフルオロカーボンを含む堆積物を形成する、該第1工程と、
前記被処理体を収容した処理容器内において、酸素含有ガス及び不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第2工程と、
前記堆積物に含まれるフルオロカーボンのラジカルによって前記第1領域をエッチングする第3工程と、
を含み、
前記第1工程、前記第2工程、及び前記第3工程を含むシーケンスが繰り返して実行される、方法。
A method of selectively etching a first region composed of silicon oxide with respect to a second region composed of silicon nitride by a plasma treatment on an object to be processed,
The object to be processed includes the second region that defines a concave portion, the first region that is provided to fill the concave portion and cover the second region, and a mask that is provided on the first region. Have
The method
A first step of generating plasma of a processing gas containing a fluorocarbon gas in a processing container containing the processing target, and forming a deposit containing the fluorocarbon on the processing target;
A second step of generating plasma of a processing gas containing an oxygen-containing gas and an inert gas in a processing container containing the object to be processed;
A third step of etching the first region with fluorocarbon radicals contained in the deposit;
Including
A method in which a sequence including the first step, the second step, and the third step is repeatedly executed.
前記マスクは、有機材料から構成されており、
前記マスク上には、シリコン含有反射防止膜が設けられており、
前記処理容器内において、フルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第4工程であり、前記第2領域が露出する直前まで前記第1領域をエッチングする、該第4工程と、
前記処理容器内において酸素含有ガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第5工程と、
を更に含み、
前記第4工程及び前記第5工程の実行後に、前記シーケンスが実行される、請求項1に記載の方法。
The mask is made of an organic material,
A silicon-containing antireflection film is provided on the mask,
A fourth step of generating a plasma of a processing gas containing a fluorocarbon gas in the processing container, the fourth step of etching the first region until just before the second region is exposed; and
A fifth step of generating plasma of a processing gas containing an oxygen-containing gas in the processing container;
Further including
The method according to claim 1, wherein the sequence is executed after execution of the fourth step and the fifth step.
1回の前記第2工程は2秒以上実行され、且つ、前記第2工程において前記堆積物が1nm/秒以下のレートでエッチングされる、請求項1又は2に記載の方法。   3. The method according to claim 1, wherein one second step is performed for 2 seconds or more, and the deposit is etched at a rate of 1 nm / second or less in the second step. 前記シーケンスでは、前記第1工程と前記第3工程の間に前記第2工程が実行され、
前記シーケンスは、前記被処理体を収容した処理容器内において、酸素含有ガス及び不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを生成する別の工程を更に含む、
請求項1〜3の何れか一項に記載の方法。
In the sequence, the second step is executed between the first step and the third step,
The sequence further includes another step of generating plasma of a processing gas containing an oxygen-containing gas and an inert gas in a processing container containing the object to be processed.
The method according to claim 1.
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