JP2021197378A - Etching method and substrate processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、エッチング方法及び基板処理装置に関する。 The present disclosure relates to an etching method and a substrate processing apparatus.
例えば、特許文献1は、上層のチタン膜、アルミニウム膜、及び下層のチタン膜の積層膜を有し、その上にパターン化されたフォトレジスト層が形成された基板を搬入し、前記積層膜をプラズマエッチングすることを提案している。特許文献1では、圧力制御バルブの自動制御により処理室内を所定の真空度に調整し、処理ガスとして塩素含有ガスを含むエッチングガスを処理室内へ供給し、処理ガスをプラズマ化して積層膜をプラズマエッチングする。
For example,
本開示は、処理室内の圧力を安定して制御することができるエッチング方法及び基板処理装置を提供する。 The present disclosure provides an etching method and a substrate processing apparatus capable of stably controlling the pressure in the processing chamber.
本開示の一の態様によれば、(a)第1のチタン膜と前記第1のチタン膜の下層のアルミニウム膜とを有する積層膜が形成された基板を処理室内に配置する工程と、(b)圧力制御バルブを介して排気管により排気装置に接続された前記処理室内又は前記排気管内の圧力の変化に追随して前記圧力制御バルブの開度を自動制御しながら、有機材料から成るマスクを介して前記第1のチタン膜をエッチングする工程と、(c)前記(b)においてサンプリングされた前記圧力制御バルブの開度の値から第1の開度値を算出する工程と、(d)前記アルミニウム膜のエッチングの開始時に前記圧力制御バルブの開度を前記第1の開度値に設定し、前記アルミニウム膜をエッチングする工程と、(e)前記(d)において前記圧力を監視し、前記圧力が予め定められた閾値を超えた場合に、前記第1の開度値を予め定められた変化量により第2の開度値に変更する工程と、を有し、(f)前記アルミニウム膜のエッチングが終了するまでの間、前記(e)を1回以上行う、エッチング方法が提供される。 According to one aspect of the present disclosure, (a) a step of arranging a substrate on which a laminated film having a first titanium film and an aluminum film under the first titanium film is formed in a processing chamber, (a). b) A mask made of an organic material while automatically controlling the opening degree of the pressure control valve according to a change in pressure in the processing chamber or the exhaust pipe connected to the exhaust device by an exhaust pipe via a pressure control valve. The step of etching the first titanium film via the above, (c) the step of calculating the first opening value from the opening value of the pressure control valve sampled in (b), and (d). ) The step of setting the opening degree of the pressure control valve to the first opening value at the start of etching of the aluminum film and etching the aluminum film, and (e) monitoring the pressure in the above (d). (F) The step of changing the first opening value to a second opening value by a predetermined change amount when the pressure exceeds a predetermined threshold. An etching method is provided in which the above (e) is performed one or more times until the etching of the aluminum film is completed.
一の側面によれば、処理室内の圧力を安定して制御することができる。 According to one aspect, the pressure in the processing chamber can be stably controlled.
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals and duplicate explanations may be omitted.
[基板処理装置]
はじめに、図1を参照して、本開示の実施形態に係る基板処理装置の一例について説明する。図1は、実施形態に係る基板処理装置の一例を示す断面模式図である。
[Board processing equipment]
First, an example of the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a substrate processing apparatus according to an embodiment.
基板処理装置100は、FPD用の平面視矩形の基板(以下、単に「基板」という)Gに対して、各種の基板処理方法を実行する誘導結合型プラズマ(Inductive Coupled Plasma: ICP)処理装置である。基板の材料としては、主にガラスが用いられ、用途によっては透明の合成樹脂などが用いられることもある。ここで、基板処理には、エッチング処理や、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いた成膜処理等が含まれる。FPDとしては、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display: LCD)が例示される。エレクトロルミネセンス(Electro Luminescence: EL)、プラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel;PDP)等であってもよい。基板Gは、その表面に回路がパターニングされる形態の他、支持基板も含まれる。また、FPD用基板の平面寸法は世代の推移と共に大規模化している。基板処理装置100によって処理される基板Gの平面寸法は、例えば、第6世代の約1500mm×1800mm程度の寸法から、第10.5世代の3000mm×3400mm程度の寸法までを少なくとも含む。また、基板Gの厚みは0.2mm乃至数mm程度である。
The
基板処理装置100は、直方体状の箱型の処理容器10と、処理容器10内に配設されて基板Gが載置される平面視矩形の外形の基板載置台60と、制御部90とを有する。処理容器10は、円筒状の箱型や楕円筒状の箱型などの形状であってもよく、この形態では、基板載置台60も円形もしくは楕円形となり、基板載置台60に載置される基板Gも円形等になる。
The
処理容器10は誘電体板11により上下2つの空間に区画されており、上側空間であるアンテナ室は上チャンバ12により形成され、下方空間である処理室Sは下チャンバ13により形成される。処理容器10はアルミニウム等の金属により形成されており、誘電体板11はアルミナ(Al2O3)等のセラミックスや石英により形成されている。
The
処理容器10において、下チャンバ13と上チャンバ12の境界となる位置には矩形環状の支持枠14が処理容器10の内側に突設するようにして配設されており、支持枠14に誘電体板11が載置されている。処理容器10は、接地線13eにより接地されている。
In the
下チャンバ13の側壁13aには、下チャンバ13に対して基板Gを搬出入するための搬出入口13bが開設されており、搬出入口13bはゲートバルブ20により開閉自在となっている。下チャンバ13には搬送機構を内包する搬送室(いずれも図示せず)が隣接しており、ゲートバルブ20を開閉制御し、搬送機構にて搬出入口13bを介して基板Gの搬出入が行われる。
The
また、下チャンバ13の側壁13aには、間隔を置いて複数の開口13cが開設されており、それぞれの開口13cの外側には、開口13cを塞ぐようにして石英製の観測窓25が取り付けられている。観測窓25の外側には、光ファイバを介して発光分光分析装置55が取り付けられている。発光分光分析装置55は、観測窓25を介して処理室S内のプラズマの発光を受信し、その強度を測定する。発光分光分析装置55によるプラズマの発光強度のモニター情報が制御部90に送信されるようになっている。発光分光分析装置55は、複数の開口13cのうち必要な開口13cの観測窓25に取り付けられていればよい。
Further, a plurality of
また、下チャンバ13の有する底板13dには複数の排気口13fが開設されている。排気口13fにはガス排気管51が接続され、ガス排気管51は圧力制御バルブ52を介して排気装置53に接続されている。ガス排気管51、圧力制御バルブ52及び排気装置53により、ガス排気部50が形成される。排気装置53はターボ分子ポンプ等の真空ポンプを有し、プロセス中に下チャンバ13内を所定の真空度まで真空引き自在となっている。圧力制御バルブ52の近傍であって圧力制御バルブ52の上流側(下チャンバ13側)には、圧力計(CM)54が設置されている。圧力制御バルブ52の上流のガス排気管51内の圧力値が圧力計(CM)54により測定され、制御部90に送信されるようになっている。制御部90は、測定された圧力値に基づき圧力制御バルブ52の開度を制御する。
Further, a plurality of
誘電体板11の下面において、誘電体板11を支持するための支持梁が設けられており、支持梁はシャワーヘッド30を兼ねている。シャワーヘッド30は、アルミニウム等の金属により形成されており、陽極酸化による表面処理が施されていてよい。シャワーヘッド30内には、水平方向に延設するガス流路31が形成されている。ガス流路31には、下方に延設してシャワーヘッド30の下方にある処理室Sに臨むガス吐出孔32が連通している。
A support beam for supporting the
誘電体板11の上面にはガス流路31に連通するガス導入管45が接続されている。ガス導入管45は上チャンバ12の天井12aに開設されている供給口12bを気密に貫通し、ガス導入管45と気密に結合されたガス供給管41を介して処理ガス供給源44に接続されている。ガス供給管41の途中位置には開閉バルブ42とマスフローコントローラのような流量制御器43が介在している。ガス導入管45、ガス供給管41、開閉バルブ42、流量制御器43及び処理ガス供給源44により、処理ガス供給部40が形成される。処理ガス供給部40から供給される処理ガスがガス供給管41及びガス導入管45を介してシャワーヘッド30に供給され、ガス流路31及びガス吐出孔32を介して処理室Sに吐出される。
A
アンテナ室を形成する上チャンバ12内には、高周波アンテナ15が配設されている。高周波アンテナ15は、銅等の良導電性の金属から形成されるアンテナ線15aを、環状もしくは渦巻き状に巻装することにより形成される。例えば、環状のアンテナ線15aを多重に配設してもよい。
A
アンテナ線15aの端子には上チャンバ12の上方に延設する給電部材16が接続されており、給電部材16の上端には給電線17が接続され、給電線17はインピーダンス整合を行う整合器18を介して高周波電源19に接続されている。高周波アンテナ15に対して高周波電源19から例えば10MHz〜15MHzの高周波電力が印加されることにより、下チャンバ13内に誘導電界が形成される。この誘導電界により、シャワーヘッド30から処理室Sに供給された処理ガスがプラズマ化されて誘導結合型プラズマが生成され、プラズマ中のイオンが基板Gに提供される。高周波電源19はプラズマ発生用のソース源であり、基板載置台60に接続されている高周波電源73は、発生したイオンを引き付けて運動エネルギを付与するバイアス源となる。このように、イオンソース源には誘導結合を利用してプラズマを生成し、別電源であるバイアス源を基板載置台60に接続してイオンエネルギの制御を行う。これにより、プラズマの生成とイオンエネルギの制御が独立して行われ、プロセスの自由度を高めることができる。高周波電源19から出力される高周波電力の周波数は、0.1乃至500MHzの範囲内で設定されるのが好ましい。
A
基板載置台60は、基材63と、基材63の上面63aに形成されている静電チャック66とを有する。基材63の平面視形状は矩形であり、基板載置台60に載置される基板Gと同程度の平面寸法を有し、長辺の長さは1800mm乃至3400mm程度であり、短辺の長さは約1500mm乃至3000mm程度の寸法に設定できる。この平面寸法に対して、基材63の厚みは、例えば50mm乃至100mm程度となり得る。基材63は、ステンレス鋼やアルミニウム、アルミニウム合金等により形成される。基材63には、矩形平面の全領域をカバーするように蛇行した温調媒体流路62aが設けられている。なお、温調媒体流路62aは、例えば静電チャック66に設けられてもよい。また、基材63は、図示例のように一部材による単体でなく、二部材の積層体に形成されてもよい。
The substrate mounting table 60 has a
温調媒体流路62aの両端には、温調媒体流路62aに対して温調媒体が供給される送り配管62bと、温調媒体流路62aを流通して昇温された温調媒体が排出される戻り配管62cとが連通している。送り配管62bと戻り配管62cにはそれぞれ、送り流路82と戻り流路83が連通しており、送り流路82と戻り流路83はチラー81に連通している。チラー81は、温調媒体の温度や吐出流量を制御する本体部と、温調媒体を圧送するポンプとを有する(いずれも図示せず)。なお、温調媒体としては冷媒が適用され、この冷媒には、ガルデン(登録商標)やフロリナート(登録商標)等が適用される。図示例の温調形態は、基材63に温調媒体を流通させる形態であるが、基材63がヒータ等を内蔵し、ヒータにより温調する形態であってもよいし、温調媒体とヒータの双方により温調する形態であってもよい。また、ヒータの代わりに、高温の温調媒体を流通させることにより加熱を伴う温調を行ってもよい。なお、抵抗体であるヒータは、タングステンやモリブデン、もしくはこれらの金属のいずれか一種とアルミナやチタン等との化合物から形成される。また、図示例は、基材63に温調媒体流路62aが形成されているが、例えば静電チャック66が温調媒体流路を有していてもよい。
At both ends of the temperature control
下チャンバ13の底板13dの上には、絶縁材料により形成されて内側に段部を有する箱型の台座68が固定されており、台座68の段部の上に基板載置台60が載置される。
A box-shaped
基材63の上面には、基板Gが直接載置される静電チャック66が形成されている。静電チャック66は、アルミナ等のセラミックスを溶射して形成される誘電体被膜であるセラミックス層64と、セラミックス層64の内部に埋設されていて静電吸着機能を有する導電層65(電極)とを有する。導電層65は、給電線74を介して直流電源75に接続されている。制御部90により、給電線74に介在するスイッチ(図示せず)がオンされると、直流電源75から導電層65に直流電圧が印加されることによりクーロン力が発生する。このクーロン力により、基板Gが静電チャック66の上面に静電吸着され、基材63の上面に載置された状態で保持される。このように、基板載置台60は、基板Gを載置する下部電極を形成する。
An
基材63には熱電対等の温度センサが配設されており、温度センサによるモニター情報は、制御部90に随時送信される。制御部90は、送信された温度のモニター情報に基づいて、基材63及び基板Gの温調制御を実行する。より具体的には、制御部90により、チラー81から送り流路82に供給される温調媒体の温度や流量が調整される。そして、温度調整や流量調整が行われた温調媒体が温調媒体流路62aに循環されることにより、基板載置台60の温調制御が実行される。なお、熱電対等の温度センサは、例えば静電チャック66に配設されてもよい。
A temperature sensor such as a thermoelectric pair is arranged on the
静電チャック66の外周であって台座68の上面には、矩形枠状のフォーカスリング69が載置され、フォーカスリング69の上面の方が静電チャック66の上面よりも低くなるよう設定されている。フォーカスリング69は、アルミナ等のセラミックスもしくは石英等から形成される。
A rectangular frame-shaped
基材63の下面には、給電部材70が接続されている。給電部材70の下端には給電線71が接続されており、給電線71はインピーダンス整合を行う整合器72を介してバイアス源である高周波電源73に接続されている。基板載置台60に対して高周波電源73から例えば2MHz〜6MHzの高周波電力が印加されることにより、プラズマ発生用のソース源である高周波電源19にて生成されたイオンを基板Gに引き付けることができる。従って、プラズマエッチング処理においては、エッチングレートとエッチング選択比を共に高めることが可能になる。
A feeding
制御部90は、基板処理装置100の各構成部、例えば、チラー81、高周波電源19,73、処理ガス供給部40、圧力計(CM)54が測定した圧力のモニター情報に基づくガス排気部50等の動作を制御する。制御部90は、CPU(Central Processing Unit)及びROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等のメモリを有する。CPUは、メモリの記憶領域に格納されたレシピ(プロセスレシピ)に従い、所定の処理を実行する。レシピには、プロセス条件に対する基板処理装置100の制御情報が設定されている。制御情報には、例えば、ガス流量や処理容器10内の圧力、処理容器10内の温度や基材63の温度、プロセス時間等が含まれる。
The
レシピ及び制御部90が適用するプログラムは、例えば、ハードディスクやコンパクトディスク、光磁気ディスク等に記憶されてもよい。また、レシピ等は、CD−ROM、DVD、メモリカード等の可搬性のコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体に収容された状態で制御部90にセットされ、読み出される形態であってもよい。制御部90はその他、コマンドの入力操作等を行うキーボードやマウス等の入力装置、基板処理装置100の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等の表示装置、及びプリンタ等の出力装置といったユーザーインターフェイスを有している。
The recipe and the program applied by the
[エッチング方法]
以下では、本実施形態に係るエッチング方法について参考例1、2に係るエッチング方法と比較しながら説明する。図2(a)は参考例1に係るエッチング方法を示し、図2(b)は参考例2に係るエッチング方法を示し、図2(c)は本実施形態に係るエッチング方法を示す。参考例1、2及び本実施形態のエッチング対象膜は、いずれも同じ膜構成を有し、上層Ti膜、下層Ti膜の間にAl膜を挟んだ積層膜を有する基板Gを、有機材料のフォトレジスト膜から成るマスクを介してエッチングした。なお、上層Ti膜は第1のチタン膜に相当し、下層Ti膜は第2のチタン膜に相当する。Al膜は、Al単体であってもよいし、Al−Si等のAl合金であってもよい。なお、エッチング対象膜は、上記3層構造に限られず、例えば上層Ti膜とその下層のAl膜の2層の上に有機材料から成るマスクが形成された構造であってもよいし、Al膜上に有機材料から成るマスクが形成された構造であってもよい。
[Etching method]
Hereinafter, the etching method according to the present embodiment will be described while comparing with the etching methods according to Reference Examples 1 and 2. 2A shows an etching method according to Reference Example 1, FIG. 2B shows an etching method according to Reference Example 2, and FIG. 2C shows an etching method according to the present embodiment. Reference Examples 1 and 2 and the etching target film of the present embodiment both have the same film structure, and a substrate G having a laminated film in which an Al film is sandwiched between an upper Ti film and a lower Ti film is made of an organic material. Etched through a mask made of a photoresist film. The upper Ti film corresponds to the first titanium film, and the lower Ti film corresponds to the second titanium film. The Al film may be a simple substance of Al or an Al alloy such as Al—Si. The etching target film is not limited to the above three-layer structure, and may be, for example, a structure in which a mask made of an organic material is formed on two layers of an upper Ti film and an lower Al film, or an Al film. It may have a structure in which a mask made of an organic material is formed on the mask.
また、本実施形態及び参考例1、2のプロセス条件は同一であり、塩素含有ガスを含むエッチングガスを下チャンバ13内へ供給した。エッチングガスとしては塩素含有ガスに加えてArガスやN2ガス等の不活性ガスを供給してもよい。エッチングガス中の主に塩素含有ガスのプラズマにより、上層Ti膜、Al膜及び下層Ti膜の積層膜のエッチングが行われる。
Further, the process conditions of the present embodiment and Reference Examples 1 and 2 were the same, and an etching gas containing a chlorine-containing gas was supplied into the
本実施形態及び参考例1、2では、上層Ti膜及び下層Ti膜用の塩素含有ガスを含むエッチングガスと、Al膜用の塩素含有ガスを含むエッチングガスとは同一であり、塩素含有ガスとしてBCl3ガス及びCl2ガスを用いた。しかし、これに限られず、上層Ti膜及び下層Ti膜用のエッチングガスと、Al膜用のエッチングガスとは塩素含有ガスを含んでいれば、一部又は全部が異なっていてもよい。 In the present embodiment and Reference Examples 1 and 2, the etching gas containing chlorine-containing gas for the upper Ti film and the lower Ti film and the etching gas containing chlorine-containing gas for the Al film are the same, and are used as the chlorine-containing gas. BCl 3 gas and Cl 2 gas were used. However, the present invention is not limited to this, and the etching gas for the upper Ti film and the lower Ti film and the etching gas for the Al film may be partially or completely different as long as they contain a chlorine-containing gas.
本実施形態及び参考例1、2におけるそれぞれのエッチングの結果について説明する。図2の各グラフの横軸は、時間(秒)を示し、縦軸の右側は圧力計が測定した圧力値を示し、縦軸の左側はAPCポジション(APC Position)を示す。APCポジションは、圧力制御バルブ52の弁体の位置(角度)であり、回転角度/1000(=圧力制御バルブ52に取り付けられたエンコーダ値/1000)で示される。
The results of each etching in this embodiment and Reference Examples 1 and 2 will be described. The horizontal axis of each graph in FIG. 2 indicates time (seconds), the right side of the vertical axis indicates the pressure value measured by the pressure gauge, and the left side of the vertical axis indicates the APC position. The APC position is the position (angle) of the valve body of the
参考例1で使用した圧力計は、本実施形態及び参考例2で使用した圧力計と異なる位置に配置されている。参考例1では、図3に示す下チャンバ13の有する底板13dに設けられたCM用ポートに配置された圧力計(CM2)151を用いて処理室Sの圧力を測定した。そして、上層Ti膜、Al膜及び下層Ti膜をエッチングしている間、圧力計(CM2)151が測定した処理室Sの圧力値に基づき圧力制御バルブ52の開度を自動制御した。なお、圧力計(CM2)151に替えて圧力計(CM1)150が測定した処理室Sの圧力値に基づき圧力制御バルブ52の開度を自動制御してもよい。
The pressure gauge used in Reference Example 1 is arranged at a position different from that of the pressure gauge used in the present embodiment and Reference Example 2. In Reference Example 1, the pressure in the processing chamber S was measured using a pressure gauge (CM2) 151 arranged in the CM port provided on the
図2(a)、(b)及び(c)の(1)は、エッチング対象膜が上層Ti膜からAl膜に切り替わるタイミングを示し、(2)は、エッチング対象膜がAl膜から下層Ti膜に切り替わるタイミングを示す。 (1) of FIGS. 2 (a), (b) and (c) shows the timing at which the etching target film switches from the upper Ti film to the Al film, and (2) shows the timing at which the etching target film changes from the Al film to the lower Ti film. Indicates the timing of switching to.
参考例1のエッチング結果を示す図2(a)では、A1に示すAPCポジションは、Al膜をエッチングしている間振動し、ハンチングが生じた。その理由は、圧力制御バルブ52の駆動速度に機械的限界があるために、圧力計(CM2)151が測定した処理室S内の圧力値の変化に圧力制御バルブ52の弁体の駆動が追従できなかったためである。更に、圧力制御バルブ52の駆動遅延が圧力値P1の振動幅ΔP1を助長する結果となり、Al膜をエッチングしている間に圧力計(CM2)151が測定した圧力値P1の振動幅ΔP1は2.8mT(約0.373Pa)になった。また、圧力計(CM2)151の位置と圧力制御バルブ52の位置が離れているため、圧力計(CM2)151で測定した圧力変化が圧力制御バルブ52の位置での圧力に反映されるまでに遅れが生じることも弁体の駆動が追従できないことの一因となっている。このようにしてAl膜のエッチング工程において発生した圧力制御バルブ52のハンチングによりパーティクルが発生し、不良が生じた。
In FIG. 2A showing the etching result of Reference Example 1, the APC position shown in A1 vibrates while etching the Al film, and hunting occurs. The reason is that the drive speed of the
参考例2では、図3に示す圧力計(CM)54を用いて圧力制御バルブ52の上流のガス排気管51内の圧力を測定した。そして、上層Ti膜、Al膜及び下層Ti膜をエッチングしている間、圧力計(CM)54が測定したガス排気管51の圧力値に基づき圧力制御バルブ52の開度を自動制御した。
In Reference Example 2, the pressure in the
この結果、参考例2のエッチング結果を示す図2(b)では、A2に示すAPCポジションは、Al膜をエッチングしている間振動し、ハンチングが生じた。ただし、圧力制御バルブ52の制御を、処理室Sの圧力に替えて圧力制御バルブ52の近傍のガス排気管51内の圧力P2に基づき制御した。このため、参考例1で見られた位置が離間することによる圧力変化の伝達の遅延が解消されて圧力制御バルブ52の制御の応答性がよくなり、Al膜をエッチングしている間のガス排気管51内の圧力P2の振動幅ΔP2は1.1mT(約0.14Pa)となった。圧力計(CM)54の位置が処理室Sと遠ざかったことにより、処理室S内の圧力変化の影響を受けにくくなったことも改善の要因の一つである。
As a result, in FIG. 2B showing the etching result of Reference Example 2, the APC position shown in A2 vibrates while etching the Al film, and hunting occurs. However, the control of the
そこで、本実施形態に係るエッチング方法では、参考例2と同様に図3に示す圧力計(CM)54を用いて圧力制御バルブ52の上流のガス排気管51内の圧力を測定した。そして、上層Ti膜及び下層Ti膜のエッチングではAPCポジションを自動制御するが、Al層のエッチングでは異なる制御を行うことにした。つまり、Al層のエッチング開始時、APCポジションを初期値に設定した。ただし、Al層をエッチングしている間、APCポジションを初期値に固定した状態では、処理室S内又はガス排気管51内の圧力変動にAPCポジションを追従させることができない。この結果、処理室S内の圧力が徐々に上昇し、基板Gに施されるエッチングの特性等のプロセス性能に影響を与える。
Therefore, in the etching method according to the present embodiment, the pressure in the
これを回避するために、本実施形態に係るエッチング方法では、Al層をエッチングしている間、圧力計(CM)54が周期的にガス排気管51内の圧力を測定した。そして、測定した圧力が予め定められた閾値を超えた場合、APCポジションを現時点の開度から予め定められた変化量だけ開くように制御した。
In order to avoid this, in the etching method according to the present embodiment, the pressure gauge (CM) 54 periodically measures the pressure in the
つまり、APCポジションの初期値は、上層Ti膜のエッチング工程においてサンプリングされた圧力制御バルブ52の値から第1の開度値を算出し、Al膜のエッチングの開始時に圧力制御バルブ52の開度を第1の開度値に設定する。自動制御においては、通常、圧力の変化に応じて逐次APCポジションを変化させ開度を調整することにより常に圧力を一定に保つように動作するが、本実施形態においては基本的には圧力変化に応じず開度は固定である。そして、本実施形態では、予め定めた閾値を超えたときのみ、開度を調整するという点で通常的な自動制御とは異なる。
That is, for the initial value of the APC position, the first opening value is calculated from the value of the
次に、Al膜のエッチング工程において、ガス排気管51内の圧力を監視し、圧力が予め定められた閾値を超えた場合に、第1の開度値を予め定められた変化量により第2の開度値に変更した。そして、Al膜のエッチングが終了するまでの間、圧力が予め定められた閾値を超える度に第2の開度値に変化量を加算して第2の開度値を変更する工程を1回以上行った。
Next, in the etching step of the Al film, the pressure in the
なお、本実施形態では、Al層のエッチングが進む程、圧力計(CM)54が測定する圧力値が高くなる場合を想定し、変化量を加算して第2の開度値を変更し、圧力が予め定められた閾値を超える度にAPCポジションを変化量だけ更に開くように制御した。しかし、これに限られず、Al層のエッチングが進む程、圧力計(CM)54が測定する圧力値が低くなる場合には、変化量を減算して第2の開度値を変更し、圧力が予め定められた閾値を下回る度にAPCポジションを変化量だけ更に閉じるように制御してもよい。 In this embodiment, assuming that the pressure value measured by the pressure gauge (CM) 54 increases as the etching of the Al layer progresses, the change amount is added to change the second opening value. Every time the pressure exceeded a predetermined threshold value, the APC position was controlled to be further opened by the amount of change. However, not limited to this, when the pressure value measured by the pressure gauge (CM) 54 becomes lower as the etching of the Al layer progresses, the change amount is subtracted to change the second opening value, and the pressure is changed. May be controlled so that the APC position is further closed by the amount of change each time the value falls below a predetermined threshold value.
この結果、図2(c)の本実施形態のエッチング結果に示すように、A3に示すAPCポジションは、Al膜をエッチングしている間、(1)のタイミングにおける初期値の開度である第1の開度値から段階的に徐々に開くように制御された。これにより、APCポジションのハンチングの発生を回避できた。これにより、Al膜をエッチングしている間のガス排気管51内の圧力P3の振動幅ΔP3を0.4mT(約0.0533Pa)に減らし、安定した圧力制御を行うことができた。
As a result, as shown in the etching result of this embodiment of FIG. 2C, the APC position shown in A3 is the opening of the initial value at the timing of (1) while the Al film is being etched. It was controlled to open gradually from the opening value of 1. As a result, it was possible to avoid the occurrence of hunting in the APC position. As a result, the vibration width ΔP3 of the pressure P3 in the
なお、本実施形態では、上層Ti膜のエッチング工程においてサンプリングされた圧力制御バルブ52の最新のサンプリング値を含む複数のサンプリング値の平均値を第1の開度値として算出した。最新のサンプリング値を含む複数のサンプリング値は、連続したサンプリング値であることが望ましい。また、一つおき、或いは所定回数おきでサンプリングした値であってもよい。ただし、上層Ti膜のエッチング工程においてサンプリングされた圧力制御バルブ52の値のうち最新のサンプリング値を第1の開度値としてもよい。更に、APCポジションの初期値は、このようにして算出した第1の開度値に予め定められたパラメータであるオフセット値を加算した値にしてもよい。オフセット値は、本実施形態に係るエッチング方法により経験的に得られた値をパラメータとして予めメモリに記憶しておいてもよい。
In this embodiment, the average value of a plurality of sampling values including the latest sampling value of the
[エッチング処理]
以上に説明した本実施形態に係るエッチング方法を基板処理装置100にて実行する場合について、図4を参照しながら説明する。図4は、実施形態に係るエッチング方法を示すフローチャートである。図4に示すエッチング方法は、制御部90が、基板処理装置100の各部を制御することにより実行される。
[Etching process]
A case where the etching method according to the present embodiment described above is executed by the
図4のエッチング方法が開始されると、ゲートバルブ20を開き、搬出入口13bを介して上層Ti膜、Al膜及び下層Ti膜の積層膜を有する基板Gを搬入し、基板載置台60に配置する(ステップS1)。基板Gを搬入後、ゲートバルブ20は閉じられる。
When the etching method of FIG. 4 is started, the
次に、塩素含有ガスを含むエッチングガスを下チャンバ13内へ供給し、高周波電源19から印加された高周波電力によりプラズマ化し、圧力制御バルブ52を自動制御しながら、上層Ti膜をエッチングする(ステップS2)。圧力制御バルブ52の自動制御は、圧力計(CM2)151又は圧力計(CM1)150が測定した処理室Sの圧力値に基づき行ってもよいし、圧力計(CM)54が測定したガス排気管51内の圧力値に基づき行ってもよい。この時、基板載置台60には高周波電源73から高周波電力が印加され、バイアスを発生させて基板Gに入射するイオンのエネルギを制御する。
Next, an etching gas containing a chlorine-containing gas is supplied into the
上層Ti膜をエッチングしている間、所与の周期で圧力制御バルブ52の開度をサンプリングし、そのサンプリング値をメモリに記憶する(ステップS3)。
While the upper Ti film is being etched, the opening degree of the
次に、発光分光分析装置55により処理室Sにて生成されたプラズマの発光強度を検出する。そして、プラズマの発光強度に基づきEPD(End Point Detection)制御により、上層Ti膜の終点を検出したかを判定する(ステップS4)。
Next, the emission intensity of the plasma generated in the processing chamber S is detected by the
図5(c)の例では、横軸に時間(秒)を示し、縦軸の左側に波長が396nmのアルミニウムの発光強度を示し、縦軸の右側に波長が838nmの塩素の発光強度を示す。上層Ti膜のエッチングが進み、下地のAl膜の露出が進むと波長が396nmのアルミニウムの発光強度が高くなる。これを利用して、プラズマの発光強度から上層Ti膜のエッチングの終点を検出できる。具体的には、発光強度の変化量が閾値を下回ったことを以って終点に至ったと判断し、発光強度の変化を示す曲線(直線部分を含む)の傾き(微分量)により発光強度の変化量が示される。例えば、波長が396nmのアルミニウムの発光強度の変化の曲線の傾き(以下、「傾き」と称する)が予め設定された閾値以上の間、制御部90は、上層Ti膜の終点を検出していないと判定し、ステップS2に戻り、ステップS2〜S4の処理を繰り返す。これにより、上層Ti膜のエッチングを進める。
In the example of FIG. 5 (c), the horizontal axis shows time (seconds), the left side of the vertical axis shows the emission intensity of aluminum having a wavelength of 396 nm, and the right side of the vertical axis shows the emission intensity of chlorine having a wavelength of 838 nm. .. As the etching of the upper Ti film progresses and the exposure of the underlying Al film progresses, the emission intensity of aluminum having a wavelength of 396 nm increases. Utilizing this, the end point of etching of the upper Ti film can be detected from the emission intensity of plasma. Specifically, it is determined that the end point has been reached when the amount of change in emission intensity falls below the threshold value, and the slope (differential amount) of the curve (including the straight line portion) indicating the change in emission intensity determines the emission intensity. The amount of change is shown. For example, the
一方、波長が396nmのアルミニウムの発光強度の傾きが予め設定された閾値以下になったとき、下地のAl膜が十分に露出したと判定し、ステップS4において上層Ti膜の終点検出と判定し、ステップS5に進む。そして、メモリに記憶した圧力制御バルブ52の開度のサンプリング値から第1の開度値を算出する(ステップS5)。メモリに複数のサンプリング値がある場合、最新のサンプリング値を含む複数のサンプリング値の平均値を第1の開度値として算出することが好ましい。ただし、最新のサンプリング値を第1の開度値としてもよい。
On the other hand, when the slope of the emission intensity of aluminum having a wavelength of 396 nm becomes equal to or less than a preset threshold value, it is determined that the underlying Al film is sufficiently exposed, and it is determined in step S4 that the end point of the upper Ti film is detected. Proceed to step S5. Then, the first opening value is calculated from the sampling value of the opening of the
次に、圧力制御バルブ52の開度を第1の開度値に設定し、塩素含有ガスを含むエッチングガスによりAl膜をエッチングする(ステップS6)。このとき、変数nに1を設定する。
Next, the opening degree of the
次に、圧力計(CM)54によりガス排気管51内の圧力を監視する(ステップS7)。ただし、圧力計(CM2)151により処理室S内の圧力を監視してもよい。次に、ガス排気管51内の圧力値が予め定められた閾値よりも大きいかを判定する(ステップS8)。
Next, the pressure in the
ガス排気管51内の圧力値が閾値以下の場合、ステップS11に進む。ガス排気管51内の圧力値が閾値よりも大きい場合、変数nに1を加算し、この時点の圧力制御バルブ52の開度に予め定められた変化量を加算した第nの開度値を算出する(ステップS9)。この時点では、第1の開度値に予め定められた変化量を加算した第2の開度値が算出される。
If the pressure value in the
次に、圧力制御バルブ52の開度を第n(n=2)の開度値に設定し、Al膜をエッチングする(ステップS10)。次に、発光分光分析装置55によりプラズマの発光強度を検出し、プラズマの発光強度に基づきEPD制御により、Al膜の終点を検出したかを判定する(ステップS11)。
Next, the opening degree of the
図5(c)の例では、波長が396nmのアルミニウムの発光強度の傾きが予め定められた閾値以上の間、制御部90は、Al膜の終点を検出していないと判定し、ステップS7に戻り、ステップS7〜S11の処理を繰り返す。これにより、Al膜のエッチングを進める。
In the example of FIG. 5C, the
一方、Al膜のエッチングが進み、下地の下層Ti膜が露出してくると波長が396nmのアルミニウムの発光強度が低くなり変化の傾きも大きくなる。そこで、波長が396nmのアルミニウムの発光強度の傾きが予め設定された閾値以下となったとき、制御部90は、Al膜の終点を検出したと判定し、ステップS12に進む。なお、ここでは発光強度の変化は減少であるため傾きは負の値として表される。従って、閾値は負の値として設定される。また、ステップS11における閾値は、ステップS5における閾値とは別に設定される。
On the other hand, when the etching of the Al film progresses and the underlying Ti film is exposed, the emission intensity of aluminum having a wavelength of 396 nm becomes low and the slope of change becomes large. Therefore, when the slope of the emission intensity of aluminum having a wavelength of 396 nm becomes equal to or less than a preset threshold value, the
次に、上層Ti膜と同様に、圧力制御バルブ52を自動制御しながら、塩素含有ガスを含むエッチングガスにより下層Ti膜をエッチングする(ステップS12)。下層Ti膜のエッチングを終了後、処理後の基板Gを搬出し(ステップS13)、本処理を終了する。 Next, similarly to the upper Ti film, the lower Ti film is etched with an etching gas containing a chlorine-containing gas while automatically controlling the pressure control valve 52 (step S12). After the etching of the lower Ti film is completed, the processed substrate G is carried out (step S13), and this processing is completed.
図5(c)の例では、波長が838nmの塩素の発光強度の傾きが予め設定された閾値以下となったとき、下層Ti膜の終点を検出し、更にオーバーエッチングにより下層Ti膜の下地膜をエッチングした後、処理後の基板Gを搬出し、本処理を終了してもよい。なお、波長が838nmの塩素は、下層Ti膜のエッチングにおいて消費されずに残った塩素含有ガスに含まれる元素である。ステップS12における閾値も、ステップS5及びステップS11とは別の閾値として設定される。 In the example of FIG. 5 (c), when the slope of the emission intensity of chlorine having a wavelength of 838 nm is equal to or less than a preset threshold value, the end point of the lower Ti film is detected, and further, the undercoat of the lower Ti film is overetched. After etching, the treated substrate G may be carried out and the main treatment may be completed. Chlorine having a wavelength of 838 nm is an element contained in the chlorine-containing gas that remains unconsumed in the etching of the lower Ti film. The threshold value in step S12 is also set as a threshold value different from those in step S5 and step S11.
なお、上記の閾値の値については、例えば、上記実施形態で用いた終点検出システムにおいては、エッチングが上層TiからAlに移行する場合には閾値を200と設定してこれを下回ると上層Tiのエッチングが終了したとした。また、エッチングがAlから下層Tiに移行する場合には、閾値を−10と設定してこれを下回るとAlのエッチングが終了したとした。また、エッチングが下層Tiから下地膜に移行する時には閾値を20と設定してこれを下回ると下地Tiのエッチングが終了したとした。しかし、これらの閾値の値は本実施形態の発明において本質的なものではなく、使用する終点検出システムなどに応じて適宜決められるべきものである。また、これらの閾値は、エッチング条件などによっても変わりうる。 Regarding the value of the above threshold value, for example, in the end point detection system used in the above embodiment, when the etching shifts from the upper layer Ti to Al, the threshold value is set to 200, and when the value is lower than this, the upper layer Ti It was assumed that the etching was completed. Further, when the etching shifts from Al to the lower layer Ti, the threshold value is set to -10, and when the threshold value is lower than this, the etching of Al is considered to be completed. Further, when the etching is transferred from the lower layer Ti to the base film, the threshold value is set to 20, and when the threshold value is lower than this, the etching of the base Ti is completed. However, the values of these threshold values are not essential in the invention of the present embodiment, and should be appropriately determined according to the end point detection system to be used and the like. Further, these threshold values may change depending on the etching conditions and the like.
以上に説明したように、本実施形態に係るエッチング方法によれば、Al膜のエッチング工程において、圧力制御バルブ52の開度(APCポジション)を第1の開度値に設定した状態からガス排気管51内の圧力値に応じて徐々に開く制御を行う。また、APCポジションの初期値である第1の開度値は、上層Ti膜のエッチング工程の最後にサンプリングされたAPCポジションをベースとして最適化する制御を行う。これにより、処理室S内の圧力変動を抑制し、プロセス性能を向上させることができる。また、圧力制御バルブ52のハンチングを防止してパーティクルの発生を抑えることができる。
As described above, according to the etching method according to the present embodiment, in the etching process of the Al film, the gas exhaust is performed from the state where the opening degree (APC position) of the
理想的には、処理室S内の圧力変動によるプロセス性能への影響を最小限に抑えるために、図3に示す圧力計(CM1)150及び圧力計(CM2)151により処理室S内の圧力を直接計測することが好ましい。しかし、圧力計(CM2)151が計測する処理室Sの圧力は排気空間の圧力と必ずしも同じではなく、圧力制御バルブ52の制御によりガス排気管51内の圧力は迅速に変化するが、処理室S内の圧力が変化するまでにはある程度の時間的な遅延が生じる。このため、本実施形態に係る圧力制御バルブ52の制御では、圧力制御バルブ52に近いガス排気管51内の圧力を圧力計(CM)54により監視し、圧力計(CM)54が測定した圧力値に基づき圧力制御バルブ52を制御する。これにより、圧力制御バルブ52の開度を制御してからガス排気管51内の圧力が変化するまでの遅延が生じにくいため、圧力の追従性が高まる。ただし、本実施形態の適用において、圧力計(CM1)150又は圧力計(CM2)151が測定した圧力値に基づき圧力制御バルブ52を制御してもよい。
Ideally, the pressure in the processing chamber S is measured by the pressure gauge (CM1) 150 and the pressure gauge (CM2) 151 shown in FIG. 3 in order to minimize the influence of the pressure fluctuation in the processing chamber S on the process performance. It is preferable to directly measure. However, the pressure in the processing chamber S measured by the pressure gauge (CM2) 151 is not necessarily the same as the pressure in the exhaust space, and the pressure in the
[EPD制御]
本実施形態に係るエッチング方法では、EPD制御により最適なタイミングで上層Ti膜のエッチング時のAPCポジションの自動制御から、Al膜のエッチング時のAPCポジションの所与の制御へと制御方法を切り替える。同様にEPD制御により最適なタイミングでAl膜のエッチング時のAPCポジションの制御から、下層Ti膜のエッチング時のAPCポジションの自動制御へと制御方法を切り替える。
[EPD control]
In the etching method according to the present embodiment, the control method is switched from the automatic control of the APC position at the time of etching the upper Ti film to the given control of the APC position at the time of etching the Al film at the optimum timing by EPD control. Similarly, the control method is switched from the control of the APC position at the time of etching the Al film to the automatic control of the APC position at the time of etching the lower Ti film at the optimum timing by EPD control.
図5(a)は、参考例3に係るエッチングの結果であり、図5(b)は、本実施形態に係るエッチングの結果である。図5(a)の参考例3では、上層Ti膜のエッチング時、Al膜のエッチング時、及び下層Ti膜のエッチング時のAPCポジションの制御方法の切り替えを予め定められた時間で制御した。図5(a)は、参考例3において圧力計(CM2)151が測定した圧力P4と、圧力制御バルブ52の開度A4とを示す。
FIG. 5A is the result of etching according to Reference Example 3, and FIG. 5B is the result of etching according to this embodiment. In Reference Example 3 of FIG. 5A, switching of the APC position control method at the time of etching the upper Ti film, the etching of the Al film, and the etching of the lower Ti film was controlled at a predetermined time. FIG. 5A shows the pressure P4 measured by the pressure gauge (CM2) 151 in Reference Example 3 and the opening degree A4 of the
図5(b)では、上層Ti膜のエッチング時、Al膜のエッチング時、及び下層Ti膜のエッチング時のAPCポジションの制御方法の切り替えをEPD制御により行った。図5(b)は、本実施形態において圧力計(CM)54が測定した圧力P5と、圧力制御バルブ52の開度A5とを示す。
In FIG. 5B, the APC position control method was switched by EPD control during etching of the upper Ti film, etching of the Al film, and etching of the lower Ti film. FIG. 5B shows the pressure P5 measured by the pressure gauge (CM) 54 in the present embodiment and the opening degree A5 of the
なお、図5の実験における上層Ti膜、Al膜及び下層Ti膜のエッチングのプロセス条件は同一にした。また、上層Ti膜のエッチング時、Al膜のエッチング時、及び下層Ti膜のエッチング時のAPCポジションの制御方法は、図4に示すように本実施形態に係る制御方法を用いた。 The process conditions for etching the upper Ti film, the Al film, and the lower Ti film in the experiment of FIG. 5 were the same. Further, as a method for controlling the APC position at the time of etching the upper Ti film, the etching of the Al film, and the etching of the lower Ti film, the control method according to the present embodiment was used as shown in FIG.
この結果、APCポジションの制御方法の切り替えを時間で制御した参考例3の場合、図5(a)のF1の点線枠内に示すようにAl膜のエッチング工程にて圧力計(CM2)151が測定した圧力P4が上昇し、排気空間及び処理室S内の圧力が不安定になった。 As a result, in the case of Reference Example 3 in which the switching of the APC position control method is controlled by time, the pressure gauge (CM2) 151 is used in the etching process of the Al film as shown in the dotted frame of F1 in FIG. 5 (a). The measured pressure P4 increased, and the pressure in the exhaust space and the processing chamber S became unstable.
一方、APCポジションの制御方法の切り替えをEPD制御した本実施形態の場合、最適なタイミングで上層Ti膜のエッチング時のAPCポジションの自動制御から、Al膜のエッチング時のAPCポジションの制御へと切り替えることができた。同様にEPD制御により最適なタイミングでAl膜のエッチング時のAPCポジションの制御から、下層Ti膜のエッチング時のAPCポジションの自動制御へと切り替えることができた。このため、図5(b)のF2の点線枠内に示すように、排気空間及び処理室S内の圧力を安定させることができた。 On the other hand, in the case of the present embodiment in which the switching of the APC position control method is controlled by EPD, the automatic control of the APC position at the time of etching the upper Ti film is switched to the control of the APC position at the time of etching the Al film at the optimum timing. I was able to. Similarly, by EPD control, it was possible to switch from the control of the APC position at the time of etching the Al film to the automatic control of the APC position at the time of etching the lower Ti film at the optimum timing. Therefore, as shown in the dotted line frame of F2 in FIG. 5B, the pressure in the exhaust space and the processing chamber S could be stabilized.
[他の膜の適用例]
以上に説明した本実施形態に係るエッチング方法では、上層Ti膜、Al膜及び下層Ti膜の積層膜をエッチング対象膜として用いた。しかし、本実施形態に係るエッチング方法の適用範囲はこれに限らない。図6は、本実施形態に係るエッチング方法が適用される他の膜構造を示す図である。
[Application examples of other membranes]
In the etching method according to the present embodiment described above, the laminated film of the upper Ti film, the Al film and the lower Ti film was used as the etching target film. However, the scope of application of the etching method according to this embodiment is not limited to this. FIG. 6 is a diagram showing another film structure to which the etching method according to the present embodiment is applied.
例えば、図6(a)に示すように、単体のAl膜1をエッチング対象膜としてマスク2を介してエッチングする場合であってマスク2にカーボンが含まれる場合、Al膜1をエッチングしている間、圧力制御バルブ52が振動する。この結果、図6(b)に示すように処理室S内の圧力Pが振動する。係る現象に対してAl膜1のエッチング時に本実施形態に係るエッチング方法を適用することが有益である。
For example, as shown in FIG. 6A, when the
図6(c)は、発光分光分析装置55が検出したプラズマの発光強度のうち、波長が396nmのAlの発光強度I1と、278.8nmのCClの発光強度I2の一例を示す。図6(b)及び(c)によれば、圧力Pが最大のとき、Alの発光強度I1が最大ピークになり、CClの発光強度I2が最小ピークになる。一方、圧力Pが最小のとき、Alの発光強度I1が最小ピークになり、CClの発光強度I2が最大ピークになる。
FIG. 6C shows an example of the emission intensity I1 of Al having a wavelength of 396 nm and the emission intensity I2 of CCl having a wavelength of 278.8 nm among the emission intensities of plasma detected by the
この現象は、処理室S内の圧力Pが高くなると、主にAl膜1がエッチングされ、Al膜1のエッチングレートが上がり、Alの発光強度I1が高くなる。一方、処理室S内の圧力Pが低くなると、主にマスク2がエッチングされ、マスク2のエッチングレートが上がり、マスク2にカーボンが含まれるためにCClの発光強度I2が高くなる。このため、圧力制御バルブ52の開度を自動制御すると、圧力Pの周期的な変動に応じてAl膜1とマスク2とが交互にエッチングされる現象が生じる。圧力Pの周期的な変動は、Al膜1のエッチング及びマスク2のエッチングのそれぞれにおいて、エッチングの進行自体が圧力の変動をもたらすことに起因する。
In this phenomenon, when the pressure P in the processing chamber S increases, the
この場合、Al膜1をエッチングする間、上層Ti膜と下層Ti膜との間のAl膜をエッチングするときと同様に、圧力制御バルブ52の開度(APCポジション)を所与の初期値に設定した状態から圧力値に応じて徐々に開く又は閉じる制御を行う。これにより、処理室S内の圧力変動を抑制し、圧力制御バルブ52のハンチングを防止してパーティクルの発生を抑えることができる。所与の初期値は、例えば、予め予備的なエッチングを行い、その結果から定めるなどすることができる。
In this case, the opening degree (APC position) of the
以上に説明したように、本実施形態のエッチング方法によれば、処理室S内の圧力を安定して制御することができる。 As described above, according to the etching method of the present embodiment, the pressure in the processing chamber S can be stably controlled.
今回開示された実施形態に係るエッチング方法及び基板処理装置は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。 It should be considered that the etching method and the substrate processing apparatus according to the embodiment disclosed this time are exemplary in all respects and are not restrictive. The above embodiment can be modified and improved in various forms without departing from the scope of the attached claims and the gist thereof. The matters described in the plurality of embodiments may have other configurations within a consistent range, and may be combined within a consistent range.
本開示の基板処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。 The substrate processing apparatus of the present disclosure includes Atomic Layer Deposition (ALD) apparatus, Capacitively Coupled Plasma (CCP), Inductively Coupled Plasma (ICP), Radial Line Slot Antenna (RLSA), Electron Cyclotron Resonance Plasma (ECR), Helicon Wave Plasma ( It is applicable to any type of device (HWP).
また、基板処理装置の一例としてプラズマ処理装置を挙げて説明したが、基板処理装置は、基板に所定の処理(例えば、成膜処理、エッチング処理等)を施す装置であればよく、プラズマ処理装置に限定されるものではない。エッチングにプラズマを用いない場合、EPD制御においてはプラズマ発光ではなくプローブ光を入射し吸収率をモニターするなどしてAlのエッチング工程を制御してもよい。 Further, although the plasma processing device has been described as an example of the substrate processing device, the substrate processing device may be any device that performs a predetermined treatment (for example, film forming treatment, etching treatment, etc.) on the substrate. Not limited to. When plasma is not used for etching, the etching process of Al may be controlled by injecting probe light instead of plasma emission and monitoring the absorption rate in EPD control.
10 処理容器
12 上チャンバ
12a 天井
13 下チャンバ
13a 側壁
25 観測窓
13d 底板
13f 排気口
30 シャワーヘッド
51 ガス排気管
52 圧力制御バルブ
53 排気装置
54 圧力計(CM)
55 発光分光分析装置
60 基板載置台
100 基板処理装置
G 基板
S 処理室
10
55 Emission spectroscopic analyzer 60 Board mounting table 100 Board processing device G Board S Processing room
Claims (8)
(b)圧力制御バルブを介して排気管により排気装置に接続された前記処理室内又は前記排気管内の圧力の変化に追随して前記圧力制御バルブの開度を自動制御しながら、有機材料から成るマスクを介して前記第1のチタン膜をエッチングする工程と、
(c)前記(b)においてサンプリングされた前記圧力制御バルブの開度の値から第1の開度値を算出する工程と、
(d)前記アルミニウム膜のエッチングの開始時に前記圧力制御バルブの開度を前記第1の開度値に設定し、前記アルミニウム膜をエッチングする工程と、
(e)前記(d)において前記圧力を監視し、前記圧力が予め定められた閾値を超えた場合に、前記第1の開度値を予め定められた変化量により第2の開度値に変更する工程と、を有し、
(f)前記アルミニウム膜のエッチングが終了するまでの間、前記(e)を1回以上行う、エッチング方法。 (A) A step of arranging a substrate on which a laminated film having a first titanium film and an aluminum film under the first titanium film is formed in a processing chamber.
(B) It is made of an organic material while automatically controlling the opening degree of the pressure control valve according to a change in pressure in the processing chamber or the exhaust pipe connected to the exhaust device by an exhaust pipe via a pressure control valve. The step of etching the first titanium film via a mask and
(C) A step of calculating the first opening value from the opening value of the pressure control valve sampled in the above (b), and
(D) A step of setting the opening degree of the pressure control valve to the first opening degree value at the start of etching of the aluminum film and etching the aluminum film.
(E) The pressure is monitored in the above (d), and when the pressure exceeds a predetermined threshold value, the first opening value is changed to the second opening value by a predetermined change amount. Has a process to change,
(F) An etching method in which the (e) is performed once or more until the etching of the aluminum film is completed.
請求項1に記載のエッチング方法。 In the above (d), the pressure is the pressure in the exhaust pipe in the vicinity of the pressure control valve and is measured on the upstream side of the pressure control valve.
The etching method according to claim 1.
請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The etching of (b) and the etching of (d) are carried out by converting chlorine-containing gas into plasma.
The etching method according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のエッチング方法。 The first (c) calculates the first opening value based on the values of the plurality of pressure control valves including the value of the pressure control valve last sampled in the (b).
The etching method according to any one of claims 1 to 3.
請求項1〜4のいずれか一項に記載のエッチング方法。 In (d), the opening degree of the pressure control valve is set to a value obtained by adding a predetermined offset value to the first opening degree value at the start of etching of the aluminum film.
The etching method according to any one of claims 1 to 4.
(g)前記(f)の後、前記処理室内又は前記排気管内の圧力の変化に追随して前記圧力制御バルブの開度を自動制御しながら、前記第2のチタン膜をエッチングする工程を有する、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のエッチング方法。 The laminated film has a second titanium film under the aluminum film and has a second titanium film.
(G) After the (f), there is a step of etching the second titanium film while automatically controlling the opening degree of the pressure control valve according to a change in pressure in the processing chamber or the exhaust pipe. ,
The etching method according to any one of claims 1 to 5.
前記プラズマの発光強度に基づき、前記(b)から前記(d)へのエッチングの切り替え、及び前記(d)から前記(g)へのエッチングの切り替えを行う、
請求項6のいずれか一項に記載のエッチング方法。 (H) A step of measuring the emission intensity of plasma in the processing chamber is provided.
Based on the emission intensity of the plasma, the etching is switched from the (b) to the (d), and the etching is switched from the (d) to the (g).
The etching method according to any one of claims 6.
前記制御部は、
(a)第1のチタン膜と前記第1のチタン膜の下層のアルミニウム膜とを有する積層膜が形成された基板を前記処理室内に配置する工程と、
(b)前記圧力計により測定された前記処理室内又は前記排気管内の圧力の変化に追随して前記圧力制御バルブの開度を自動制御しながら、有機材料から成るマスクを介して前記第1のチタン膜をエッチングする工程と、
(c)前記(b)においてサンプリングされた前記圧力制御バルブの開度の値から第1の開度値を算出する工程と、
(d)前記アルミニウム膜のエッチングの開始時に前記圧力制御バルブの開度を前記第1の開度値に設定し、前記アルミニウム膜をエッチングする工程と、
(e)前記(d)において前記圧力を監視し、前記圧力が予め定められた閾値を超えた場合に、前記第1の開度値を予め定められた変化量により第2の開度値に変更する工程と、を制御し、
(f)前記アルミニウム膜のエッチングが終了するまでの間、前記(e)を1回以上行うように制御する、
基板処理装置。
A substrate having a processing chamber in which a substrate is arranged, an exhaust device connected to the processing chamber by an exhaust pipe via a pressure control valve, a pressure gauge for measuring the pressure in the processing chamber or the exhaust pipe, and a control unit. It ’s a processing device,
The control unit
(A) A step of arranging a substrate on which a laminated film having a first titanium film and an aluminum film under the first titanium film is formed in the processing chamber.
(B) The first, through a mask made of an organic material, while automatically controlling the opening degree of the pressure control valve according to a change in pressure in the processing chamber or the exhaust pipe measured by the pressure gauge. The process of etching the titanium film and
(C) A step of calculating the first opening value from the opening value of the pressure control valve sampled in the above (b), and
(D) A step of setting the opening degree of the pressure control valve to the first opening degree value at the start of etching of the aluminum film and etching the aluminum film.
(E) The pressure is monitored in the above (d), and when the pressure exceeds a predetermined threshold value, the first opening value is changed to the second opening value by a predetermined change amount. Control the process of changing and
(F) Control is performed so that the (e) is performed once or more until the etching of the aluminum film is completed.
Board processing equipment.
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