JP2020161596A - 基板のエッチング装置及びエッチング方法 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、本実施形態にかかるエッチング装置の構成について説明する。図1は、本実施形態にかかるエッチング装置1の構成の概略を示す縦断面図である。なお、本実施形態では、エッチング装置1が、例えば基板としてのウェハWに対してCOR処理を行うCOR処理装置である場合について説明する。また、エッチング装置1では、ウェハW上に形成された、シリコン含有膜としてのシリコンゲルマニウム(SiGe)膜をエッチングする。
次に、上述した給気部12の構成について説明する。図3は、本実施形態にかかる給気部12の構成の概略を示す説明図である。図3に示すように給気部12は、シャワーヘッド40とガスボックス41を有している。シャワーヘッド40は、処理容器10の天井板21の下面において、各載置台11に対向して個別に設けられている。本実施形態では、2つのシャワーヘッド40が一体に構成されている。なお、図3においては、2つのシャワーヘッド40のうち、1つのシャワーヘッド40のみを図示している。
図4に示すようにシャワーヘッド40は、天板100を構成する上側天板101と下側天板102、拡散板110、及びシャワー板120(いわゆるシャワープレート)が、上方からこの順で積層された構成を有している。図3に示すように天板100とシャワー板120で囲まれた空間には、拡散空間Dが形成されている。拡散板110は、この拡散空間Dに設けられている。なお、上側天板101、下側天板102、拡散板110、及びシャワー板120はそれぞれ、例えばアルミニウムにより形成される。
天板100において、上側天板101と下側天板102はそれぞれ、2つのシャワーヘッド40、40に共通して設けられている。上側天板101の外周部には、下方に向かって突出する突出部103が設けられている。下側天板102は、突出部103の内側に収容される。
拡散板110は、各シャワーヘッド40に個別に設けられている。また、拡散板110は、中央拡散板111と外周拡散板112が一体に構成されている。拡散板110において中央拡散板111と外周拡散板112の境界には、上方に向かって突出するリング状の突出部113が設けられている。この突出部113が下側天板102の下面と当接することで、拡散空間Dが中央拡散空間D1と外周拡散空間D2に区画される。その結果、中央ガス供給路104から中央拡散空間D1に供給された処理ガスと、外周ガス供給路105から外周拡散空間D2に供給された処理ガスとが混合されるのを防止できる。
シャワー板120において、1対の中央シャワー板121と外周シャワー板122は、各シャワーヘッド40に個別に設けられている。中央シャワー板121と外周シャワー板122の境界には、上方に向かって突出するリング状の突出部123が設けられている。この突出部123が拡散板110の下面と当接することで、拡散空間Dが中央拡散空間D1と外周拡散空間D2に区画される。その結果、中央拡散板111から中央拡散空間D1に供給された処理ガスと、外周拡散板112から外周拡散空間D2に供給された処理ガスとが混合されるのを防止できる。
シャワーヘッド40の中心には、処理容器10内の圧力を測定するための圧力測定路130が形成されている。圧力測定路130は、上側天板101及び下側天板102の中心、中央拡散板111の中心、及び中央拡散空間D1の中心を貫通する、例えば管路である。圧力測定路130は、中央シャワー板121において4つの管路に分岐し、図5に示すように中央シャワー板121の下面に形成された複数、例えば4つの圧力測定孔130aに連通する。
ガスボックス41は、F2ガスを供給するF2ガス流量調節器140と、ClF3ガスをClF3ガス流量調節器141と、HFガスを供給するHFガス流量調節器142と、Arガスを供給するArガス流量調節器143と、を有している。これらガス流量調節器140〜143は、中央ガス供給路104と外周ガス供給路105毎に設けられる。また、ガス流量調節器140〜143はそれぞれ、例えばマスフローコントローラにより構成されている。なお、ガス流量調節器140〜143はマスフローコントローラに限定されるものではなく、ガスフローを調節する任意の調節器を用いることができる。
次に、以上のように構成されたエッチング装置1におけるエッチング処理について説明する。上述したように本実施形態のエッチング装置1では、ウェハW上に形成された、シリコン含有膜としてのシリコンゲルマニウム(SiGe)膜をエッチングする。
次に、エッチング装置1でSiGe膜をエッチングするに際し、シャワーヘッド40の中央領域R1と外周領域R2のそれぞれから供給する処理ガスの流量を調整(制御)する方法について説明する。
次に、他の実施形態にかかるシャワーヘッド40の構成について説明する。上記実施形態のシャワーヘッド40の天板100において、中央ガス流入孔104aの径方向位置と中央ガス流出孔104bの径方向位置は一致していたが、図11に示すように中央ガス流出孔104bは中央ガス流入孔104aの径方向内側に配置されてもよい。
(1)基板に対してエッチング処理を行うエッチング装置であって、基板を収容する処理容器と、前記処理容器内で基板を載置する載置台と、前記載置台の上方から当該載置台に向けて処理ガスを供給する給気部と、前記処理容器内を排気する排気部と、を有し、前記給気部は、前記載置台の中央部に対向する中央領域と、前記中央領域と同一中心軸を備え、当該中央領域を囲うように設けられた外周領域と、を有し、前記給気部は、前記中央領域と前記外周領域毎に、前記処理ガスを供給可能である、基板のエッチング装置。
前記(1)によれば、給気部が中央領域と外周領域を有し、中央領域と外周領域毎に、流量が調整された処理ガスが供給されるので、当該処理ガスは基板に面内均一に供給される。その結果、基板に対するエッチング量を均一にすることができ、面内均一なエッチング処理を行うことができる。
前記(2)によれば、拡散空間が中央拡散空間と外周拡散空間を有し、中央拡散空間と外周拡散空間毎にそれぞれ、中央拡散板と外周拡散板によって、処理ガスを拡散させることができる。したがって、中央シャワー板と外周シャワー板のそれぞれにおいて、処理ガスを均一に供給することができる。
(4)前記天板は、上側天板と下側天板が積層して構成され、前記中央ガス流入孔は、前記上側天板の上面に形成され、前記中央ガス流出孔は、前記下側天板の下面に形成され、前記上側天板又は前記下側天板には、径方向に延伸する前記中央ガス供給路が形成されている、前記(3)に記載の基板のエッチング装置。
前記(3)と(4)によれば、中央ガス流出孔を中央ガス流入孔の径方向内側に配置することで、中央拡散空間に対する処理ガスの供給位置を調整することができる。その結果、中央拡散空間において、処理ガスをより適切に拡散させることができる。
また、上側天板又は下側天板を位置調整板として機能させることで、例えば中央ガス流入孔の位置が決まっていたとしても、中央ガス流出孔の位置を自在に調整することができる。したがって、設計の自由度が向上し、また汎用性が高くなる。
前記(5)によれば、複数の圧力測定孔を中央部に形成することで、処理ガスの乱れを中央部のみに集中させることができ、処理ガスの乱れを制御することができる。しかも、複数の圧力測定孔が形成されているので、各圧力測定孔の処理ガスに対する影響を分散させることができ、さらに処理ガスの乱れを抑制することができる。
前記(6)によれば、排気部は、処理空間の処理ガスを、隔壁と載置台の間を介して排出する。ここで、例えば隔壁と載置台の間の距離は小さいため、当該隔壁と載置台の間において処理ガスの流速が速くなり、基板の外周部においてエッチング量が小さくなりやすい。したがって、前記(1)のように中央領域と外周領域毎に処理ガスの流量を調整することで、エッチング量の面内均一性を向上させるという効果は、このような装置構成に特に有用である。
前記(7)によれば、Arガスの流量を中央領域と外周領域で調整することで、処理ガスの流速を最適化することができる。さらに、F2ガスの流量を中央領域と外周領域で調整することで、エッチング量の基板面内の均一性をさらに向上させることができる。
(10)前記処理ガスは、フッ素含有ガスと不活性ガスを含み、基板に供給する前記処理ガスの流量を調整するにあたり、前記中央領域と前記外周領域毎に前記不活性ガスの流量を調整する工程と、前記中央領域と前記外周領域毎に前記フッ素含有ガスの流量を調整するする工程とを実行する、前記(9)に記載の基板のエッチング方法。
(11)前記不活性ガスと前記フッ素含有ガスの流量の調整はそれぞれ、基板の中央部と外周部のエッチングレートに応じて行われる、前記(10)に記載の基板のエッチング方法。
(12)基板上のシリコンゲルマニウム膜、シリコン膜、又はゲルマニウム膜をエッチングする、前記(9)〜(11)のいずれかに記載の基板のエッチング方法。
10 処理容器
11 載置台
12 給気部
40 シャワーヘッド
16 排気部
R1 中央領域
R2 外周領域
W ウェハ
Claims (12)
- 基板に対してエッチング処理を行うエッチング装置であって、
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内で基板を載置する載置台と、
前記載置台の上方から当該載置台に向けて処理ガスを供給する給気部と、
前記処理容器内を排気する排気部と、を有し、
前記給気部は、
前記載置台の中央部に対向する中央領域と、
前記中央領域と同一中心軸を備え、当該中央領域を囲うように設けられた外周領域と、を有し、
前記給気部は、前記中央領域と前記外周領域毎に、前記処理ガスを供給可能である、基板のエッチング装置。 - 前記給気部は、
前記処理容器の上部に設けられた天板と、
前記天板の下方に配置され、前記処理ガスを前記処理容器の内部に供給する複数のガス供給孔が形成されたシャワー板と、
前記天板と前記シャワー板で囲まれた拡散空間と、
前記拡散空間に設けられ、前記処理ガスを拡散させる複数のガス拡散孔が形成された拡散板と、を有し、
前記拡散空間は、
前記中央領域に対応する中央拡散空間と、
前記外周領域に対応する外周拡散空間と、を有し、
前記シャワー板は、
前記中央拡散空間に対応して設けられる中央シャワー板と、
前記外周拡散空間に対応して設けられる外周シャワー板と、を有し、
前記中央シャワー板と前記外周シャワー板毎に、複数の前記ガス供給孔が形成され、
前記拡散板は、
前記中央拡散空間に設けられる中央拡散板と、
前記外周拡散空間に設けられる外周拡散板と、を有し、
前記中央拡散板と前記外周拡散板毎に、複数の前記ガス拡散孔が形成されている、請求項1に記載の基板のエッチング装置。 - 前記天板には、
前記中央拡散空間に前記処理ガスを供給する中央ガス供給路と、
前記外周拡散空間に前記処理ガスを供給する外周ガス供給路と、が形成され、
前記天板の上面には、前記中央ガス供給路の中央ガス流入孔が形成され、
前記天板の下面には、前記中央ガス供給路の中央ガス流出孔が形成され、
前記中央ガス流出孔は、前記中央ガス流入孔の径方向内側に配置されている、請求項2に記載の基板のエッチング装置。 - 前記天板は、上側天板と下側天板が積層して構成され、
前記中央ガス流入孔は、前記上側天板の上面に形成され、
前記中央ガス流出孔は、前記下側天板の下面に形成され、
前記上側天板又は前記下側天板には、径方向に延伸する前記中央ガス供給路が形成されている、請求項3に記載の基板のエッチング装置。 - 前記給気部の中心には、前記処理容器内の圧力を測定するための圧力測定路が形成され、
前記中央シャワー板の下面の中央部には、前記圧力測定路に連通する圧力測定孔が複数形成されている、請求項2〜4のいずれか一項に記載の基板のエッチング装置。 - 前記処理容器内に設けられ、前記載置台の外周と間隔をあけて当該載置台を囲う隔壁を有し、
前記隔壁の内側であって前記載置台の上方に形成された処理空間と、前記載置台の下方に設けられた前記排気部とは、前記隔壁と前記載置台の間を介して連通している、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板のエッチング装置。 - 前記給気部から供給される前記処理ガスの流量を調整する制御部を有し、
前記処理ガスは、フッ素含有ガスと不活性ガスを含み、
前記制御部は、前記中央領域と前記外周領域毎に前記不活性ガスの流量を調整する工程と、前記中央領域と前記外周領域毎に前記フッ素含有ガスの流量を調整する工程とを実行する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板のエッチング装置。 - 基板上のシリコンゲルマニウム膜、シリコン膜、又はゲルマニウム膜をエッチングする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板のエッチング装置。
- エッチング装置を用いて、基板に対してエッチング処理を行うエッチング方法であって、
前記エッチング装置は、
基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内で基板を載置する載置台と、
前記載置台の上方から当該載置台に向けて処理ガスを供給する給気部と、を有し、
前記給気部は、
前記載置台の中央部に対向する中央領域と、
前記中央領域と同一中心軸を備え、当該中央領域を囲うように設けられた外周領域と、を有し、
前記エッチング方法では、
前記載置台に載置された基板に対して、前記中央領域と前記外周領域毎に、前記処理ガスを供給する、基板のエッチング方法。 - 前記処理ガスは、フッ素含有ガスと不活性ガスを含み、
基板に供給する前記処理ガスの流量を調整するにあたり、前記中央領域と前記外周領域毎に前記不活性ガスの流量を調整する工程と、前記中央領域と前記外周領域毎に前記フッ素含有ガスの流量を調整する工程とを実行する、請求項9に記載の基板のエッチング方法。 - 前記不活性ガスと前記フッ素含有ガスの流量の調整はそれぞれ、基板の中央部と外周部のエッチングレートに応じて行われる、請求項10に記載の基板のエッチング方法。
- 基板上のシリコンゲルマニウム膜、シリコン膜、又はゲルマニウム膜をエッチングする、請求項9〜11のいずれか一項に記載の基板のエッチング方法。
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