JP6971823B2 - シリコン含有膜のエッチング方法、コンピュータ記憶媒体、及びシリコン含有膜のエッチング装置 - Google Patents
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Description
別な観点による本発明は、基板上のシリコン含有膜をエッチングする方法であって、前記シリコン含有膜に対して、ClF 3 の分子量未満のフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給し、前記シリコン含有膜のエッチングとは別で行われ、且つ、エッチングの後に行われる他の工程の後の、前記シリコン含有膜の状態に基づいて、前記エッチングガスの流速をフィードバック制御することで、前記シリコン含有膜の中心部と外周部のエッチング量を制御することを特徴としている。
別な観点による本発明は、基板上のシリコン含有膜をエッチングする装置であって、前記基板を収容するチャンバと、前記シリコン含有膜に対して、ClF 3 の分子量未満のフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給する給気部と、前記チャンバ内の前記エッチングガスを排出する排気部と、前記給気部と前記排気部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記シリコン含有膜のエッチングとは別で行われ、且つ、エッチングの後に行われる他の工程の後の、前記シリコン含有膜の状態に基づいて、前記エッチングガスの流速をフィードバック制御して、前記シリコン含有膜の中心部と外周部のエッチング量を制御することを特徴としている。
先ず、本発明の実施形態に係るエッチング装置の構成について説明する。図1は、本実施形態に係るエッチング装置1の構成の概略を示す縦断面図である。本実施形態においては、エッチング装置1において、基板としてのウェハ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場合について説明する。また、エッチング装置1で行われるエッチングは、プラズマを用いないガスエッチングである。
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方法について説明する。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SiGe膜をエッチングする。
エッチング装置1では、以上のようにウェハW上のSiGe膜がエッチングされる。次に、このSiGe膜のエッチングに際し、エッチング量の面内分布の制御方法について説明する。
次に、以上のように、F2ガスを含むエッチングガスの流速を制御することで、SiGe膜の中心部と外周部のエッチング量を制御できることのメカニズムについて説明する。図6は、エッチングガスとしてF2ガスを用いた場合のエッチング状態を示す説明図である。
次に、以上のエッチング制御の適用例について説明する。適用例としては、エッチングの条件設定に適用した場合(適用例1)、エッチングの前の工程を行った後のシリコン含有膜の状態に基づくフィードフォワード制御に適用した場合(適用例2)、エッチングの後の工程を行った後のシリコン含有膜の状態に基づくフィードバック制御に適用した場合(適用例3)、エッチング直後のシリコン含有膜の状態に基づくフィードバック制御に適用した場合(適用例4)について説明する。
適用例1のエッチング条件設定について説明する。本適用例1では、先ず、エッチング条件設定用のウェハWcに対し、F2ガスを含むエッチングガスを供給してSiGe膜をエッチングする。このウェハWcは、インラインで製造される製品用のウェハWではなく、エッチングの条件設定をするためだけに用いられるウェハである。その後、エッチングされたSiGe膜のエッチング量の面内分布を測定する。このエッチング量の測定には、公知の任意の方法を用いることができる。その後、測定結果に基づいて、エッチング後のSiGe膜が面内で所望の寸法になるように、SiGe膜のエッチング量が面内で設定され、これに基づいて、エッチングガスの流速が設定される。例えばSiGe膜の中心部のエッチング量を外周部のエッチング量より大きくしたい場合、エッチングガスの流速が速くなるように、エッチングガスの流量とチャンバ10内の圧力を設定する。そして、この設定された条件で、製品用のウェハWに対してエッチングが行われる。
適用例2のフィードフォワード制御について説明する。本適用例2では、インラインで製造されるウェハWに対し、エッチングの前の工程を行う。その後、エッチング装置1に搬入される直前において、ウェハW上に形成されたSiGe膜の状態、例えばSiGe膜の膜厚を測定する。この膜厚の測定には、公知の任意の方法を用いることができる。その後、測定結果に基づいて、エッチングの流速を補正する。例えば測定結果が、SiGe膜の中心部の膜厚が外周部の膜厚より大きい場合、エッチング工程では、中心部のエッチング量を外周部のエッチング量よりも大きく設定する。かかる場合、エッチングガスの流速が速くなるように、エッチングガスの流量とチャンバ10内の圧力を設定する。一方、例えば測定結果が、SiGe膜の外周部の膜厚が中心部の膜厚より小さい場合、エッチング工程では、外周部のエッチング量を中心部のエッチング量よりも大きく設定する。かかる場合、エッチングガスの流速が遅くなるように、エッチングガスの流量とチャンバ10内の圧力を設定する。そして、この補正された設定された条件で、当該ウェハWに対してエッチングが行われる。
適用例3のフィードバック制御について説明する。本適用例3では、インラインで製造されるウェハWに対し、エッチングの後の工程を行った後、ウェハW上に形成されたSiGe膜の状態、例えばSiGe膜の膜厚を測定する。その後、測定結果に基づいて、エッチングの流速を補正する。例えば測定結果が、SiGe膜の中心部の膜厚が外周部の膜厚より大きい場合、エッチング工程では、中心部のエッチング量を外周部のエッチング量よりも大きく設定する。かかる場合、エッチングガスの流速が速くなるように、エッチングガスの流量とチャンバ10内の圧力を設定する。一方、例えば測定結果が、SiGe膜の外周部の膜厚が中心部の膜厚より小さい場合、エッチング工程では、外周部のエッチング量を中心部のエッチング量よりも大きく設定する。かかる場合、エッチングガスの流速が遅くなるように、エッチングガスの流量とチャンバ10内の圧力を設定する。そして、この補正された設定された条件で、次のウェハWに対してエッチングが行われる。
適用例4のフィードバック制御について説明する。本適用例4では、インラインで製造されるウェハWに対し、エッチング直後において、ウェハW上に形成されたSiGe膜の状態、例えばSiGe膜の膜厚を測定する。その後、測定結果に基づいて、エッチングの流速を補正する。例えばSiGe膜の中心部のエッチング量を外周部のエッチング量より大きくしたい場合、エッチングガスの流速が速くなるように、エッチングガスの流量とチャンバ10内の圧力を設定する。一方、例えばSiGe膜の外周部のエッチング量を中心部のエッチング量より大きくしたい場合、エッチングガスの流速が遅くなるように、エッチングガスの流量とチャンバ10内の圧力を設定する。そして、この補正された設定された条件で、次のウェハWに対してエッチングが行われる。
以上の実施形態では、SiGe膜をエッチングする際のエッチング制御について説明したが、本発明のエッチング制御は、他のシリコン含有膜にも適用できる。
10 チャンバ
11 載置台
12 給気部
13 排気部
20 チャンバ本体
21 蓋体
30 上部台
31 下部台
32 温度調節器
40 シャワーヘッド
41 供給口
50 F2ガス供給源
51 NH3ガス供給源
52 HFガス供給源
53 Arガス供給源
54 F2ガス供給配管
55 NH3ガス供給配管
56 HFガス供給配管
57 Arガス供給配管
58 集合配管
59 流量調節器
60 排気管
61 排気機構
62 自動圧力制御弁
70 制御部
W ウェハ
Claims (13)
- 基板上のシリコン含有膜をエッチングする方法であって、
前記基板に対向する面が平面形状を有し、且つ、前記基板の径より大きい径を有するシャワーヘッドから前記シリコン含有膜に対して、ClF3の分子量未満のフッ素含有ガスを含むエッチングガスを、前記シリコン含有膜の中心部と外周部に同一流量で、且つ、当該シリコン含有膜の表面全面に均一に供給し、
前記エッチングガスの流速を制御することで、前記シリコン含有膜の中心部と外周部のエッチング量を制御することを特徴とする、シリコン含有膜のエッチング方法。 - エッチング条件設定用の基板上の前記シリコン含有膜に対して、前記エッチングガスを供給して当該シリコン含有膜をエッチングし、
その後、エッチングされた前記シリコン含有膜のエッチング量の面内分布を測定し、
その後、測定された前記エッチング量の面内分布に基づいて、前記エッチングガスの流速を設定することを特徴とする、請求項1に記載のシリコン含有膜のエッチング方法。 - 前記シリコン含有膜のエッチングとは別で行われる他の工程の後の、当該シリコン含有膜の状態に基づいて、前記エッチングガスの流速を制御することを特徴とする、請求項1に記載のシリコン含有膜のエッチング方法。
- 前記他の工程は、エッチングの前に行われる工程であって、
前記シリコン含有膜の状態に基づいて、前記エッチングガスの流速をフィードフォワード制御することを特徴とする、請求項3に記載のシリコン含有膜のエッチング方法。 - 基板上のシリコン含有膜をエッチングする方法であって、
前記シリコン含有膜に対して、ClF3の分子量未満のフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給し、
前記シリコン含有膜のエッチングとは別で行われ、且つ、エッチングの後に行われる他の工程の後の、前記シリコン含有膜の状態に基づいて、前記エッチングガスの流速をフィードバック制御することで、前記シリコン含有膜の中心部と外周部のエッチング量を制御することを特徴とする、シリコン含有膜のエッチング方法。 - 前記エッチングガスの流速の制御は、前記エッチングガスの流量又はエッチングが行われる処理空間の圧力を制御して行うことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシリコン含有膜のエッチング方法。
- 前記フッ素含有ガスの分子量は38以下であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のシリコン含有膜のエッチング方法。
- 前記シリコン含有膜はシリコンゲルマニウム膜であり、
前記エッチングガスは、前記シリコンゲルマニウム膜をエッチングするF2ガスを含むことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のシリコン含有膜のエッチング方法。 - 前記シリコン含有膜はシリコン膜であり、
前記エッチングガスは、前記シリコン膜をエッチングするF2ガスと塩基性ガスを含むことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のシリコン含有膜のエッチング方法。 - 前記基板の上方から前記前記シリコン含有膜に対して前記エッチングガスを供給すると共に、前記基板の側方且つ下方から前記エッチングガスを排出することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載のシリコン含有膜のエッチング方法。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載のエッチング方法をエッチング装置によって実行させるように、当該エッチング装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
- 基板上のシリコン含有膜をエッチングする装置であって、
前記基板を収容するチャンバと、
前記シリコン含有膜に対して、ClF3の分子量未満のフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給する給気部と、
前記チャンバ内の前記エッチングガスを排出する排気部と、
前記給気部と前記排気部を制御する制御部と、を有し、
前記給気部は、前記基板に対向する面が平面形状を有し、且つ、前記基板の径より大きい径を有するシャワーヘッドを有し、
前記シャワーヘッドは、前記シリコン含有膜の中心部と外周部に同一流量で、且つ、当該シリコン含有膜の表面全面に均一に前記エッチングガスを供給し、
前記制御部は、前記エッチングガスの流速を制御して、前記シリコン含有膜の中心部と外周部のエッチング量を制御することを特徴とする、シリコン含有膜のエッチング装置。 - 基板上のシリコン含有膜をエッチングする装置であって、
前記基板を収容するチャンバと、
前記シリコン含有膜に対して、ClF3の分子量未満のフッ素含有ガスを含むエッチングガスを供給する給気部と、
前記チャンバ内の前記エッチングガスを排出する排気部と、
前記給気部と前記排気部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記シリコン含有膜のエッチングとは別で行われ、且つ、エッチングの後に行われる他の工程の後の、前記シリコン含有膜の状態に基づいて、前記エッチングガスの流速をフィードバック制御して、前記シリコン含有膜の中心部と外周部のエッチング量を制御することを特徴とする、シリコン含有膜のエッチング装置。
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