JP2019192734A - プラズマエッチング方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、一実施形態に係るプラズマ処理装置5の構成の一例について、図1を参照しながら説明する。図1は、一実施形態に係るプラズマ処理装置5の構成の一例を示す。本実施形態では、プラズマ処理装置5の一例として容量結合型の平行平板プラズマ処理装置を例に挙げて説明する。
[3分割エッジリング]
ウェハWのエッジ部のエッチングレートは、エッジリング38の高さに依存して変化する。このため、エッジリング38の消耗によりその高さが変動すると、ウェハWのエッジ部のエッチングレートが変動し、ウェハWのエッジ部の制御が困難になる。
次に、エッジリング38及びその周辺の構成について、図2を参照しながら詳述する。また、中央エッジリング38mの上下動について、図3を参照しながら説明する。図2は、一実施形態に係るエッジリング38及びその周辺を拡大した縦断面の一例を示す図である。図3は、一実施形態に係るエッジリングの上下動を説明するための図である。
中央エッジリング38mの爪部38m2は、環状の連結部103に接続されている。連結部103は、筒状支持部16に設けられた空間16aを上下に移動する。
次に、図5を参照して、エッジリングの厚さとエッチング特性との関係について説明する。図5は、一実施形態に係るエッジリングの厚さとエッチング特性の関係の実験結果の一例を示す図である。図5(a)は、横軸のエッジリング38の厚さの基準からの差分に対する縦軸のエッチングレートの均一性を示すグラフである。図5(b)は、横軸のエッジリング38の厚さの基準からの差分に対する縦軸のチルティングについて示す。
曲線Aは、高周波HF及びLFのパワーをそれぞれ500W及び200Wに制御し、CF4ガスを供給してシリコン酸化膜201をエッチングしたときの実験結果の一例である。
曲線Bは、高周波HF及びLFのパワーをそれぞれ500W及び400Wに制御し、H2ガス及びN2ガスを供給してフォトレジスト204をエッチングしたときの実験結果の一例である。
曲線Cは、高周波HF及びLFのパワーをそれぞれ100W及び350Wに制御し、C4F6ガス、Arガス及びO2ガスを供給してシリコン酸化膜201をエッチングしたときの実験結果の一例である。
曲線Dは、高周波HF及びLFのパワーをそれぞれ100W及び400Wに制御し、CH3Fガス、Arガス及びO2ガスを供給してシリコン窒化膜をエッチングしたときの実験結果の一例である。
曲線Eは、高周波HF及びLFのパワーをそれぞれ500W及び400Wに制御し、H2ガス及びN2ガスを供給してカーボンハードマスク202をエッチングしたときの実験結果の一例である。
図7は、一実施形態に係る中央エッジリング38mの上下動とエッチング特性の関係の実験結果の一例を示す図である。本実験では、図5(c)に示す膜の積層構造の反射防止膜203をエッチングする際には、図7(a)に示すように中央エッジリング38mは上下動させていない(0mm)。
次に、一実施形態に係る中央エッジリング38mの上下動とエッチング特性の相関情報の収集処理について、図9及び図10を参照しながら説明する。図9は、一実施形態に係る中央エッジリングの上下動とエッチング特性の相関情報収集処理の一例を示すフローチャートである。図10は、一実施形態に係る収集した相関情報の一例を示す図である。なお、図10の相関情報を得るための実験におけるプロセス条件は以下である。
圧力 50mT(6.666Pa)
パワー HF(上部電極に印加) 500W、LF(下部電極に印加) 150W
ガス種 CF4ガス
エッチング対象膜 SiO2
図9の相関情報の収集処理は、制御部74により実行される。本処理が開始されると、制御部74は、プラズマ処理装置5の中央エッジリング38mの上又は下への移動距離を設定する(ステップS10)。次に、制御部74は、プラズマ処理装置5により実行するプロセス条件を設定する(ステップS12)。次に、制御部74は、プラズマ処理装置5を使用してプラズマエッチング処理を実行する(ステップS14)。
次に、一実施形態に係るエッチング処理について、図11を参照しながら説明する。図11は、一実施形態に係るエッチング処理の一例を示すフローチャートである。
上記実施形態では、ライブラリ74eに記憶された、計測した製品ウェハWのエッチングレートとエッジリング38の少なくともいずれかのパーツの移動距離との相関情報に基づき、エッジリング38の少なくともいずれかのパーツの上下動を制御した。しかしながら、これに限られず、例えば、製品ウェハではないダミーウェハへのエッチングで得られたエッチングレートとエッジリング38の移動距離との相関情報に基づき、エッジリング38の少なくともいずれかのパーツの上下動を制御して製品ウェハをエッチングしてもよい。
さい値である。
10 :処理容器
12 :載置台
26 :排気装置
30 :第2の高周波電源
36 :静電チャック
38 :エッジリング
38i:内側エッジリング
38m:中央エッジリング
38o:外側エッジリング
40 :直流電源
44 :冷媒流路
51 :ガスシャワーヘッド
57 :第1の高周波電源
66 :ガス供給源
74 :制御部
100:ハウジング
101:ピエゾアクチュエータ
102:プッシャーピン
200:移動機構
Claims (11)
- 載置台に載置された基板の近傍に設けられる内側エッジリングと、前記内側エッジリングの外側に設けられ、移動機構により上下に移動が可能な中央エッジリングと、前記中央エッジリングの外側に設けられる外側エッジリングと、を含むエッジリングを有するプラズマ処理装置を使用したプラズマエッチング方法であって、
第1のプロセス条件に基づきエッチングを行う第1のエッチング工程と、
前記第1のプロセス条件と異なる第2のプロセス条件に基づきエッチングを行う第2のエッチング工程と、
前記第1のエッチング工程と前記第2のエッチング工程の間において、前記移動機構により前記中央エッジリングを移動させる工程と、
を有するプラズマエッチング方法。 - 中央エッジリングの移動距離と基板のエッチング特性を示す値の相関情報をプロセス条件に対応させて記憶した記憶部に基づき、前記第2のプロセス条件に対応する相関情報を取得する工程を有し、
取得した前記相関情報に基づき前記中央エッジリングを移動させる、
請求項1に記載のプラズマエッチング方法。 - 載置台に載置された基板の近傍に設けられる内側エッジリングと、前記内側エッジリングの外側に設けられ、移動機構により上下に移動が可能な中央エッジリングと、前記中央エッジリングの外側に設けられ、を使用した上下に移動が可能な外側エッジリングと、を含むエッジリングを有するプラズマ処理装置において行うプラズマエッチング方法であって、
第1のプロセス条件に基づきエッチングを行う第1のエッチング工程と、
前記第1のプロセス条件と異なる第2のプロセス条件に基づきエッチングを行う第2のエッチング工程と、
前記第1のエッチング工程と前記第2のエッチング工程の間において、前記移動機構により前記中央エッジリング及び前記外側エッジリングの少なくともいずれかを移動させる工程と、
を有するプラズマエッチング方法。 - 中央エッジリング及び外側エッジリングの少なくともいずれかの移動距離と基板のエッチング特性を示す値の相関情報をプロセス条件に対応させて記憶した記憶部に基づき、前記第2のプロセス条件に対応する相関情報を取得する工程を有し、
取得した前記相関情報に基づき前記中央エッジリング及び前記外側エッジリングの少なくともいずれかを移動させる、
請求項3に記載のプラズマエッチング方法。 - 前記移動機構を上下に駆動する駆動部を有し、前記駆動部の分解能は、0.006mmである、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のプラズマエッチング方法。 - 前記中央エッジリングの移動距離の下限値は、前記駆動部の分解能であり、
前記中央エッジリングの移動距離の上限値は、前記中央エッジリングの厚さよりも小さい値である、
請求項5に記載のプラズマエッチング方法。 - 前記外側エッジリングの移動距離の下限値は、前記駆動部の分解能であり、
前記外側エッジリングの移動距離の上限値は、前記外側エッジリングの厚さよりも小さい値である、
請求項5又は6に記載のプラズマエッチング方法。 - 前記第1のエッチング工程と前記第2のエッチング工程は、同じ基板に対するエッチング工程である、
請求項1〜7のいずれか一項に記載のプラズマエッチング方法。 - 前記第1のエッチング工程と前記第2のエッチング工程は、異なる基板に対するエッチング工程である、
請求項1〜7のいずれか一項に記載のプラズマエッチング方法。 - 載置台に載置された基板の近傍に設けられる内側エッジリングと、前記内側エッジリングの外側に設けられ、移動機構により上下に移動が可能な中央エッジリングと、前記中央エッジリングの外側に設けられる外側エッジリングとを含むエッジリングと、プロセス条件を切り替えて基板に行うエッチングを制御する制御部とを有するプラズマ処理装置であって、
前記制御部は、
第1のプロセス条件に基づきエッチングを行う第1のエッチング工程と、
前記第1のプロセス条件と異なる第2のプロセス条件に基づきエッチングを行う第2のエッチング工程と、
前記第1のエッチング工程と前記第2のエッチング工程の間において、前記移動機構により前記中央エッジリングを移動させる工程と、
を制御するプラズマ処理装置。 - 載置台に載置された基板の近傍に設けられる内側エッジリングと、前記内側エッジリングの外側に設けられ、移動機構により上下に移動が可能な中央エッジリングと、前記中央エッジリングの外側に設けられ、前記移動機構により上下に移動が可能な外側エッジリングとを含むエッジリングと、プロセス条件を切り替えて基板に行うエッチングを制御する制御部とを有するプラズマ処理装置であって、
前記制御部は、
第1のプロセス条件に基づきエッチングを行う第1のエッチング工程と、
前記第1のプロセス条件と異なる第2のプロセス条件に基づきエッチングを行う第2のエッチング工程と、
前記第1のエッチング工程と前記第2のエッチング工程の間において、前記移動機構により前記中央エッジリング及び前記外側エッジリングの少なくともいずれかを移動させる工程と、
を制御するプラズマ処理装置。
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