JP7078792B2 - プラズマ処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、プラズマ処理方法に関する。
半導体デバイスの製造工程においては、半導体装置に含まれるコンポーネントの微細化や集積化への対応が求められている。例えば、集積回路やナノ電気機械システムにおいて、構造物のナノスケール化がさらに推進されている。
通常、半導体デバイスの製造工程において、微細パターンを成形するためにリソグラフィ技術が用いられる。この技術は、レジスト層の上にデバイス構造のパターンを適用し、レジスト層のパターンによって露出した基板を選択的にエッチング除去するものである。その後の処理工程において、エッチング領域内に他の材料を堆積させれば、集積回路を形成できる。
特に近年では、半導体加工の微細化・三次元構造化の推進に伴い、半導体デバイスの量産プラズマエッチング処理では、原子レベルの高精度な異物低減と加工再現性とが要求されている。そして、これらの実現にあたっては、処理室表面状態の制御が重要とされている。
低減すべき異物は、以下の事象に起因して発生する。例えば製品エッチングにより生じる処理室表面への反応生成物、すなわち堆積物に対して適切なケアがなされない場合、何れ堆積物が成長してウエハ上に落下する異物となりうる。また、不揮発性のリアクタ処置室表面部材がプラズマエッチング中にダメージを受けてパーティクルとなり、ウエハ上に落下する異物となることもある。
これら異物の発生を抑制するため、プラズマエッチング装置のセラミック材料の高耐性化及び低異物化を実現する改良が検討されてきた。しかし、プラズマで発生するラジカルやイオンエネルギーが比較的大きいことから、処理室表面部材の改良によりエッチングダメージを全く発生させないことは極めて難しいことがわかった。
そこで、製品処理前にプラズマエッチングを用いて処理室表面にＳｉ系やＣ系等の堆積物を付着させた後に、製品加工処理を開始する対策が実施されている。この堆積膜により、処理室表面部材のダメージ保護を図り、異物の放出を低減することが可能となる。
一方、加工再現性に関しては、処理室表面の物理化学状態が変動する場合、処理室表面でラジカルの表面再結合確率や消費量が変わるため、ラジカルバランスが変化することへの対応が必要になる。例えば、Ｃｌ２プラズマ中のＣｌラジカル量が処理室表面のＳｉＣｌｘ堆積物の有無によって数倍異なることが明らかとなっている。このため、Ｃｌ２プラズマ中のＣｌラジカル量の制御が重要である。
また、処理室表面温度によりラジカルと処理室の反応レートや堆積物の付着係数が異なるため、ロット内やロット間で処理室内の温度を一定にする必要がある。従って、エッチングの量産装置では、表面温度を含めて処理室内壁の状態を一定に保つ技術が要求される。
また加工再現性を高めるため、プロセス変動抑制が重要となる。プロセス変動抑制のため、製品処理前にプラズマエッチングを用いて処理室表面にＳｉ系やＣ系等の堆積物を付着させてから、製品加工処理を進める技術が開発されている（特許文献１、２）。この堆積膜により、処理室表面状態をウエハ毎で常に一定化させることが可能となり、プロセス変動を低減することが可能となる。
このように、プロセス変動抑制や異物低減のために、製品処理前に処理室内壁にＳｉ系やＣ系等の堆積物を付着させるコーティング工程が実施されていた。しかし、プラズマエッチング装置において製品エッチングを処理していない非稼働状態であるアイドリングが発生した場合に、ロット処理一枚目においてプロセス変動が観測された。これは、いわゆるファーストウエハ効果と呼ばれる事象であるが、このようなプロセス変動により加工精度が許容範囲外へと悪化し、これがデバイスの歩留まり低下の一要因となっていた。
上記したように、従来のコーティング工程を用いた技術によれば、異物低減に関して一定の効果を発揮するが、ロット処理一枚目のプロセス変動を抑制できないという課題を有していた。このプロセス変動は、処理室表面温度や堆積物の状態などの処理室内環境が、ロット処理一枚目のウエハと、二枚目以降のウエハとの間で相違することに起因して生じる。
これに対し、処理室温度に起因するプロセス変動を抑制する技術として、ロット処理一枚目の製品エッチング工程の着工前に、プラズマを用いて処理室内壁温度を量産処理中の温度に昇温させるプラズマヒーティング技術（以後、ヒーティング工程と呼ぶ）や、ヒーターにより内壁温度を制御するなどの対策がある。しかし、本発明者らは、鋭意研究の結果、処理室内壁温度以外の要因でファーストウエハ効果が起きうることを見出した。このため、処理室内壁温度を制御する以外の方法で、プロセス変動を抑制する必要が生じた。
本発明は、かかる問題を鑑みてなされたものであり、ロット処理一枚目におけるプロセス変動の低減を実現するプラズマ処理方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、代表的な本発明にかかるプラズマ処理方法の一つは、プラズマを用いて試料を処理室にて処理するプラズマ処理方法において、
ガスを前記処理室に供給する第一の工程と、
前記第一の工程後、プラズマを用いて前記試料をエッチングする第二の工程とを有し、
前記ガスは、炭素元素と水素元素を含有するガス、塩素元素を含有するガスまたは、前記第二の工程に用いられるガスの全てを含む混合ガスであるとともにプラズマを生成することに用いられないことにより達成される。
ガスを前記処理室に供給する第一の工程と、
前記第一の工程後、プラズマを用いて前記試料をエッチングする第二の工程とを有し、
前記ガスは、炭素元素と水素元素を含有するガス、塩素元素を含有するガスまたは、前記第二の工程に用いられるガスの全てを含む混合ガスであるとともにプラズマを生成することに用いられないことにより達成される。
本発明によれば、ロット処理一枚目におけるプロセス変動の低減を実現するプラズマ処理方法を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
（実施形態１）
本発明の実施形態が適用されるエッチング装置（プラズマ処理装置）の例として、図１に示すマイクロ波ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）エッチング装置を用いることができる。エッチング装置は、処理容器内に被処理材としてのウエハ（試料）１１０を載置する電極１１１と、ガス供給装置１３２と、天板１４０と石英製シャワープレート１０１と、石英製内筒１０２と、アース１０３と、電磁石１４２と、プラズマを発生させる高周波導波管１５０と、ＲＦバイアス電源１６１と整合機１６２と、処理室の真空排気バルブ１７１とを有している。本実施形態では、ＲＦバイアスは電力固定にて制御した。
本実施形態のエッチング装置は、処理容器内部に形成された処理室内に導入されるマイクロ波の電界を用いて、処理ガスの原子または分子等の粒子を励起してプラズマ化し、そして電極１１１に載置されたウエハ１１０の上面に予め形成された膜構造をエッチングするプラズマエッチング工程を実施できるものである。ただし、本実施形態のプラズマ処理方法はマイクロ波ＥＣＲエッチング装置に限らず適用可能である。また、ファーストウエハ効果のメカニズムを解明するため、四重極形質量分析装置１８０を用いてチャンバ（処理室）内の残留ガスについて調査した。
本発明の実施形態が適用されるエッチング装置（プラズマ処理装置）の例として、図１に示すマイクロ波ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）エッチング装置を用いることができる。エッチング装置は、処理容器内に被処理材としてのウエハ（試料）１１０を載置する電極１１１と、ガス供給装置１３２と、天板１４０と石英製シャワープレート１０１と、石英製内筒１０２と、アース１０３と、電磁石１４２と、プラズマを発生させる高周波導波管１５０と、ＲＦバイアス電源１６１と整合機１６２と、処理室の真空排気バルブ１７１とを有している。本実施形態では、ＲＦバイアスは電力固定にて制御した。
本実施形態のエッチング装置は、処理容器内部に形成された処理室内に導入されるマイクロ波の電界を用いて、処理ガスの原子または分子等の粒子を励起してプラズマ化し、そして電極１１１に載置されたウエハ１１０の上面に予め形成された膜構造をエッチングするプラズマエッチング工程を実施できるものである。ただし、本実施形態のプラズマ処理方法はマイクロ波ＥＣＲエッチング装置に限らず適用可能である。また、ファーストウエハ効果のメカニズムを解明するため、四重極形質量分析装置１８０を用いてチャンバ（処理室）内の残留ガスについて調査した。
（参考例の処理）
先ず、本実施形態の効果を説明するために、図２に参考例の処理フローを、そして参考例の処理フローによって得られた製品エッチング工程中のウエハバイアス電圧（高周波ＲＦバイアスのピーク・トウ・ピーク電圧、Ｖｐｐ）と処理時間との関係を図３に示した。まず図２の参考例の処理フローについて説明する。
先ず、本実施形態の効果を説明するために、図２に参考例の処理フローを、そして参考例の処理フローによって得られた製品エッチング工程中のウエハバイアス電圧（高周波ＲＦバイアスのピーク・トウ・ピーク電圧、Ｖｐｐ）と処理時間との関係を図３に示した。まず図２の参考例の処理フローについて説明する。
参考例の処理フローは、エッチング装置を稼働させていない（処理を休止している）アイドル時間として５分を経て開始した。また、製品エッチングの条件は、Ｃｌ２ガス／ＮＦ３ガスを供給してエッチングを実行するステップと、ＨＢｒガス／ＣＨ４ガス／Ａｒガスを供給してエッチングを実行するステップの構成とした。すなわち、製品エッチング工程において処理室内部に供給される処理ガスは、ＣとＨ、またはＣｌの元素を含んでいる。
図２の参考例の処理フローには、製品エッチング工程の前にヒーティング工程Ｓ２０１と、第１のクリーニング工程Ｓ２０２と、第１のコーティング工程Ｓ２０３が含まれている。ヒーティング工程Ｓ２０１は、チャンバ内壁温度を制御するために用い、量産処理中の温度を実現するように条件と時間が設定されている。ここでは、ヒーティング工程Ｓ２０１は、図１のエッチング装置において、ガス供給装置１３２からＡｒガスを１８０ｃｃ／ｍｉｎで供給し、マイクロ波パワーを１０００ｗに設定して、処理時間１２０秒で実施した。
第１のクリーニング工程Ｓ２０２は、チャンバ内壁のＳｉ系堆積物やＣ系堆積物を除去するため実施された。また第１のコーティング工程Ｓ２０３は、製品エッチング工程における内壁ダメージ保護や異物源を覆うためにＳｉ系堆積物やＣ系堆積物を内壁に付着させた。
次に、ウエハ１１０をエッチング装置の処理室内に搬送して、製品エッチング工程Ｓ２０４を実施し、処理が完了した後、ウエハ１１０を処理室内より搬送して取り出した。
次に、メタル反応生成物を除去するメタルクリーニング工程Ｓ２０５を実施し、次に第１のコーティング工程Ｓ２０３で堆積させた膜や製品エッチング工程Ｓ２０４で発生した反応生成物を除去する第２のクリーニング工程Ｓ２０６を実施し、次に再び第２のコーティング工程Ｓ２０７を実施した。
第２のコーティング工程Ｓ２０７の実施後は、再び製品エッチング工程Ｓ２０４に移行した。ここでは製品エッチング工程Ｓ２０４、メタルクリーニング工程Ｓ２０５、第２のクリーニング工程Ｓ２０６、第２のコーティング工程Ｓ２０７を１セットとして２５回繰り返して、最後にポストクリーニング工程Ｓ２０８でチャンバ内壁のＳｉ系堆積物やＣ系堆積物やコート膜を除去して１ロットのエッチング処理を完了した。
この例では、メタルクリーニング工程Ｓ２０５で、ＢＣｌ３ガス／Ｃｌ２ガス、を用いて処理した。また、第１のクリーニング工程Ｓ２０２、第２のクリーニング工程Ｓ２０６及びポストクリーニング工程Ｓ２０８で、ＮＦ３ガス／Ａｒガスを用いて処理した。さらに、第１のコーティング工程Ｓ２０３、第２のコーティング工程Ｓ２０７で、ＳｉＣｌ４ガス／Ｏ２ガスを用いて処理した。
図３は、製品エッチング工程において、ロット内の最初の３枚におけるウエハバイアス電圧（Ｖｐｐ）と処理時間との関係を示す図である。図３によれば、製品ロット１枚目（最初）のウエハバイアス電圧と、製品２枚目及び３枚目のウエハバイアス電圧とで相違があり、これにより１枚目のみ製品エッチングが不安定になることがわかった。
（本実施形態の処理）
図４は、本実施形態のプラズマ処理方法における処理フローを示す図である。参考例の処理フローとの相違は、ヒーティング工程Ｓ２０１の前にガスイン工程（第一の工程）Ｓ４０１を追加したことである。すなわち本実施形態では、ガスイン工程Ｓ４０１後に、処理室を昇温させるヒーティング工程Ｓ２０１と、プラズマを用いて処理室内の堆積物を除去する第１のクリーニング工程Ｓ２０２と、処理室に堆積膜を堆積させる第１のコーティング工程Ｓ２０３が実施され、その後に製品エッチング工程（第二の工程）Ｓ２０４が実施される。また、製品エッチング工程Ｓ２０４の後に、金属を含有する堆積物を除去するメタルクリーニング工程Ｓ２０５と、プラズマを用いて処理室内の堆積物を除去する第２のクリーニング工程Ｓ２０６と、処理室に堆積膜を堆積させる第２のコーティング工程Ｓ２０７が実施され、その後にポストクリーニング工程Ｓ２０８が実施される。参考例と共通する工程については、詳細な説明を省略する。
図４は、本実施形態のプラズマ処理方法における処理フローを示す図である。参考例の処理フローとの相違は、ヒーティング工程Ｓ２０１の前にガスイン工程（第一の工程）Ｓ４０１を追加したことである。すなわち本実施形態では、ガスイン工程Ｓ４０１後に、処理室を昇温させるヒーティング工程Ｓ２０１と、プラズマを用いて処理室内の堆積物を除去する第１のクリーニング工程Ｓ２０２と、処理室に堆積膜を堆積させる第１のコーティング工程Ｓ２０３が実施され、その後に製品エッチング工程（第二の工程）Ｓ２０４が実施される。また、製品エッチング工程Ｓ２０４の後に、金属を含有する堆積物を除去するメタルクリーニング工程Ｓ２０５と、プラズマを用いて処理室内の堆積物を除去する第２のクリーニング工程Ｓ２０６と、処理室に堆積膜を堆積させる第２のコーティング工程Ｓ２０７が実施され、その後にポストクリーニング工程Ｓ２０８が実施される。参考例と共通する工程については、詳細な説明を省略する。
図４に示す本実施形態の処理フローについて説明する。本実施形態の処理フローにおいても、参考例の処理フローと同様に、エッチング装置を稼働させないアイドル時間として５分を経て開始した。ガスイン工程Ｓ４０１の条件として、残留調整ガスとして処理室内に、Ｃｌ２ガスを３００ｃｃ／ｍｉｎで１５秒間供給した。
図５は、本実施形態の処理フローにより得られた、製品エッチング工程中のウエハバイアス電圧（Ｖｐｐ）と処理時間との関係を示す図である。図５に示すように、製品ロット１枚目（最初）のウエハバイアス電圧が、製品ロット２枚目及び３枚目のウエハバイアス電圧と一致している。
なお、参考例において、製品ロット１枚目と、製品ロット２枚目以降とでウエハバイアス電圧に差があることを示したが、Ｓｉ発光強度等プラズマスペクトルにも変化が生じていることも、発明者らにより確認されている。
なお、参考例において、製品ロット１枚目と、製品ロット２枚目以降とでウエハバイアス電圧に差があることを示したが、Ｓｉ発光強度等プラズマスペクトルにも変化が生じていることも、発明者らにより確認されている。
このようなファーストウエハ効果は、ラジカルバランスやイオンバランスを変化させるようなチャンバ環境の変化に起因して生じ、それはガスイン工程の導入により改善可能となる。なお、ガスイン工程Ｓ４０１で供給されるガスは、炭素元素と水素元素を含有するガス、塩素元素を含有するガスまたは、製品エッチングＳ２０４に用いられるガスの全てを含む混合ガスである。ガスの流量は、混合ガスを構成する各ガスのプラズマ処理条件に規定された流量と所定の割合との積により求められた流量であると好ましい。
次に、このようなファーストウエハ効果の改善効果を検証すべく、四重極形質量分析装置１８０を用いて残留ガスの分析を行った。
図６Ａ～６Ｃは、メカニズム解明のために、３種類の処理フローを用いてチャンバ内に残留するガスを質量分析した評価フローを示す図である。これら評価フローでは、アイドリングの影響を可能な限り大きく引き出すこと及び残留ガスの影響を避けるために、開始前にアイドル時間を１２時間以上空けて実施した。以下、それぞれの処理フローを説明する。
図６Ａは、図２の参考例に相当し、ロット着工前工程（ヒーティング工程Ｓ２０１と、第１のクリーニング工程Ｓ２０２と、第１のコーティング工程Ｓ２０３）を実施した後、製品エッチング工程Ｓ２０４、メタルクリーニング工程Ｓ２０５、第２のクリーニング工程Ｓ２０６、第２のコーティング工程Ｓ２０７を１セットとして２５回繰り返して、量産処理中の残留ガスを質量分析Ｓ６０１した評価フローの図である。
図６Ｂは、ロット着工前工程（ヒーティング工程Ｓ２０１と、第１のクリーニング工程Ｓ２０２と、第１のコーティング工程Ｓ２０３）を実施直後に、残留ガスを質量分析Ｓ６０２した評価フローの図である。
図６Ｃは、図４の実施形態１に相当し、ガスイン工程を含むロット着工前工程（ガスイン工程Ｓ４０１と、ヒーティング工程Ｓ２０１と、第１のクリーニング工程Ｓ２０２と、第１のコーティング工程Ｓ２０３）を実施直後に、残留ガスを質量分析Ｓ６０３した評価フローの図である。
ガスイン工程Ｓ４０１では、Ｃｌ２ガスを３００ｃｃ／ｍｉｎで１５秒間供給した。ここで、図６Ａの評価フローで評価された量産処理中の質量分析Ｓ６０１の結果と、図６Ｂの評価フローで評価された質量分析Ｓ６０２の結果が異なればプロセス変動を生じていることが立証され、ファーストウエハ効果が生じることが確認される。
発明者らは、これらの残留ガスを解析した結果、顕著に強度変化する質量数として、質量数３６の残留物が存在することを確認した。図７は、図６Ａ～６Ｃの３種評価フローにより得られた質量数３６の残留物の強度の時間推移である。
図７に示すように、量産処理中（図６Ａの評価フローに対応）において、質量数３６の残留物の非常に高い強度が確認され、それは長時間かけて減衰することが確認された。一方、ガスイン工程が無く処理実施（図６Ｂの評価フローに対応）において、質量数３６の残留物の強度は量産処理中よりも非常に低いレベルであることが判明した。
従って、エッチング装置の非稼働時間であるアイドリング時間が増加するとき、質量数３６の残留物の減少が原因となる処置室表面状態の変化で、ファーストウエハ効果が生じているものと推認される。
一方、本実施形態のガスイン工程を有して処理実施（図６Ｃの評価フローに対応）とすることにより、質量数３６の残留物の強度は、１枚目の製品処理工程前に量産処理中のレベルを実現した。
尚、質量数３６の残留物の例としては、ＨＣｌがある。今回のガスイン工程では、Ｃｌ２ガスを導入したため、ガスイン工程を有して処理実施により増加した質量数３６の分子種は、ＨＣｌと推定される。
またＨは、製品ウエハに使用されるガスとして含まれていることから、チャンバ内にＨの吸着物が残存しており、それと反応してＨＣｌが生成されているものと推認される。
図８Ａ、８Ｂは、このような質量数３６の残留物の変化が原因となるコート膜工程のコート組成状態を模式的に示す推定モデルを示す概略図である。図８Ａはガスイン工程が無く開始する処理の場合、図８Ｂはガスイン工程を有して開始する処理又は量産処理中の場合である。
ガスイン工程を有して開始する処理又は量産処理中では、ガスイン工程が無く開始する処理と比べて、処理室内の残留Ｃｌが多いことが質量分析の結果よりわかっている。このため、ＳｉＣｌ４ガス／Ｏ２ガスを導入してプラズマを用いたコート膜工程では、ガスイン工程を有して開始する処理又は量産処理中において、ＣｌリッチなＳｉコート膜が生成されることになる（図８Ｂ）。
一方、ガスイン工程が無く開始する処理では、ＯリッチなＳｉコート膜が生成されることになる（図８Ａ）。そして、製品エッチング工程は、これらコート膜の組成状態に影響を受けて、ラジカルバランスが変化したと推定される。
従って、ファーストウエハ効果を改善するためには、製品エッチング工程に影響を及ぼすこれらコート膜の組成状態が常に一定となるように安定化させる必要がある。すなわち、ロット着工前工程中のコーティング工程後における質量数３６の残留物の残留量を量産処理中のレベルに合わせる必要がある。
図９は、図２の参考例の処理フローと、図４の本実施形態の処理フローとで、ガスイン工程にてＣｌ２ガスを３００ｃｃ／ｍｉｎで１５秒間供給する条件の有無により、製品エッチングを１ロット処理したときのあるラインの寸法で示すＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）値の推移を示す図である。図９中、ロットにおいて最初に処理するウエハを１とし、次いで処理するウエハを２というように、順次番号を付してウエハ番号としている。
処理前のアイドル時間は各々１２時間としている。ＣＤの目標寸法値が１０ｎｍだが、参考例において製品ロット処理１枚目のウエハにおけるＣＤ値が約８ｎｍと変動がある。これに対し、本実施形態のガスイン工程を導入することにより、製品ロット処理１枚目のウエハにおいても、それ以降のウエハと同様に約１０ｎｍのＣＤ値を実現することが可能となった。
以上より、被処理材をプラズマ加工する製品エッチング工程前に内壁にＳｉ系堆積物又はＣ系堆積物を付着させるコーティング工程と、製品エッチング工程後に処理室の内壁に残留する金属を除去するメタルクリーニング工程と、前記Ｓｉと前記Ｃ系堆積物を除去するクリーニング工程と、その後再び処理室の内壁に前記Ｓｉ系又は前記Ｃ系堆積物を付着させるコーティング工程とを有し、前記製品エッチング工程と前記クリーニング工程と前記コーティング工程とを繰り返すプラズマエッチングの量産処理方法において、ロット処理１枚目の製品エッチング工程前の前記コーティング工程より前にプラズマを発生させることなく処理室内にガスを流すガスイン工程を含むことにより、ロット処理１枚目の製品エッチング工程前にチャンバ内のガス残留量を量産処理中と同じにすることが可能となり、ロット処理１枚目の製品エッチング工程のファーストウエハ効果の改善が可能である。
本実施形態では、ＨＣｌがチャンバ内に残留するため、ガスイン工程のガスとして、Ｃｌ２のガスを３００ｃｃ／ｍｉｎで供給する例を示したが、ＣＨ系ガスを主体する他の製品エッチングプロセスにおいては、チャンバ内にＣ３が残留した。Ｃ３もチャンバ内に留まりやすいガスとして考慮が必要である。このような製品エッチングプロセスでは、ガスイン工程のガスとして、ＣＨ４ガス／Ａｒガスが有効であることを確認した。
また、本実施形態では製品ウエハにＴｉやＡｌ等のメタルが含まれることを想定してメタルクリーニング工程Ｓ２０５を実施しているが、メタルが含まれない場合はメタルクリーニング工程Ｓ２０５を省略することが可能である。
また、本実施形態では、ロット着工前工程において処理室表面温度を昇温させる技術としてヒーティング工程Ｓ２０１を実施したが、ハードウエアやプロセス等他技術により昇温させることが可能な場合には、必ずしもヒーティング工程Ｓ２０１を含む構成としなくて良い。また、クリーニング工程も必ずしも実施しなくてよい。
また、本実施形態では、第１のコーティング工程Ｓ２０３、第２のコーティング工程Ｓ２０７において、ＳｉＣｌ４ガス／Ｏ２ガスを用いて説明したが、ＣＨＦ３、ＣＨ４、ＣＨ３Ｆ、Ｃ４Ｆ８等カーボン系のガスを用いた場合にも、本ガスイン工程の技術が有効である。また、第１のクリーニング工程Ｓ２０２、第２のクリーニング工程Ｓ２０６において、本実施形態ではＮＦ３ガス／Ａｒガスを用いたが、Ｓｉ系やＣ系膜の除去に有効なＦ系またＯ系ガスで代用可能である。
また、本実施形態では、ヒーティング工程Ｓ２０１の前にガスイン工程Ｓ４０１を実施した。しかし、発明者らは質量分析器にてガスイン工程Ｓ４０１の実施タイミングと残留ガス量の関係を調査した結果、ガスイン工程Ｓ４０１は、ヒーティング工程Ｓ２０１の直後、第１のクリーニング工程Ｓ２０２の直後、第１のコーティング工程Ｓ２０３の直後の何れでも質量数３６の残留レベルに大差はなく、ファーストウエハ効果の低減に有効であることを確認した。また、図４に示したロット着工前工程に含まれる工程は、全てウエハレスにて（電極１１１にウエハを保持しないで）実施されることが望ましい。また、ガスイン工程において、プラズマを発生させない理由の一つは、電極へのダメージを与えないことにある。
（実施形態２）
実施形態２に係わる、ファーストウエハ効果を更に低減するシーケンスフローについて説明する。上記の実施形態１では、ガスイン工程Ｓ４０１のガスとして、質量数３６の分子種を持つガスを用いた。実施形態１のプロセスでは、質量数３６のガス残留が主成分であったが、製品エッチング工程Ｓ２０４にて用いられるガスの種類によっては、質量数３６のガス以外のガス残留を考慮しなければならない場合がある。この場合、ガスイン工程Ｓ４０１に製品エッチング工程Ｓ２０４で用いられるガスの一部あるいは全てを用いると効果がある。
実施形態２に係わる、ファーストウエハ効果を更に低減するシーケンスフローについて説明する。上記の実施形態１では、ガスイン工程Ｓ４０１のガスとして、質量数３６の分子種を持つガスを用いた。実施形態１のプロセスでは、質量数３６のガス残留が主成分であったが、製品エッチング工程Ｓ２０４にて用いられるガスの種類によっては、質量数３６のガス以外のガス残留を考慮しなければならない場合がある。この場合、ガスイン工程Ｓ４０１に製品エッチング工程Ｓ２０４で用いられるガスの一部あるいは全てを用いると効果がある。
また、エッチング装置のアイドリング時間が長い場合、つまり長時間ガスを使用しない場合に、マスフローコントローラー（ＭＦＣ）の内部配管にガスだまりが生じることがある。このガスだまりは、次にガスを流す場合に、初期ガス流量を数秒程度増加させてしまうことがある。これが製品エッチング工程におけるプロセス変動を生じさせる可能性がある。
従って、ＭＦＣ内部配管のガスだまりによるプロセス変動は、製品エッチング工程Ｓ２０４で用いられるガスの一部あるいは全てにより生じる。これを改善するためには、製品エッチング工程Ｓ２０４で用いられるガスの一部あるいは全てを含んだガスイン工程Ｓ４０１を、製品エッチング工程Ｓ２０４の処理前に実施する必要がある。以下、ファーストウエハ効果を更に低減する実施形態２の具体例を示す。
図１０は、本実施例のガスイン工程におけるレシピ設定の例である。製品エッチングレシピＳ１００１が、ステップ１のガス種と流量がそれぞれＣｌ２／ＮＦ３／Ａｒ：３００／１００／５０ｃｃｍ、ステップ２のガス種と流量がそれぞれＣＨ４／Ａｒ：１０／２５０ｃｃｍで構成される場合を例にして、その設定例を説明する。ガスだまりを生じる可能性がある製品エッチングで使用されるガスは、ガスイン工程Ｓ４０１で予め流しておく必要がある。
発明者らは、製品エッチング中の各ガス最大流量の１０％程度をガスイン工程で約５秒以上流せば、これを十分解消できることを確認した。このとき、ガスインステップのレシピＳ１００２は、例えば、製品エッチングレシピの全ステップ中（本実施形態ではステップ１とステップ２）各ガスの最大流量の１０％を設定し、ガス種と流量がそれぞれＣｌ２／ＮＦ３／ＣＨ４／Ａｒ：３０／１０／１／２５ｃｃｍとなる。ここで、ＭＦＣ最小流量Ｓ１００４の制限を考慮する必要があり、例えば、その制限がＣｌ２／ＮＦ３／ＣＨ４／Ａｒ：３０／２０／１０／２０ｃｃｍのガス種と流量であった場合、ＭＦＣ流量制限を考慮したガスインステップのレシピＳ１００３は、ガス種と流量がそれぞれＣｌ２／ＮＦ３／ＣＨ４／Ａｒ：３０／２０／１０／２５ｃｃｍとなる。
発明者らは、製品エッチング中の各ガス最大流量の１０％程度をガスイン工程で約５秒以上流せば、これを十分解消できることを確認した。このとき、ガスインステップのレシピＳ１００２は、例えば、製品エッチングレシピの全ステップ中（本実施形態ではステップ１とステップ２）各ガスの最大流量の１０％を設定し、ガス種と流量がそれぞれＣｌ２／ＮＦ３／ＣＨ４／Ａｒ：３０／１０／１／２５ｃｃｍとなる。ここで、ＭＦＣ最小流量Ｓ１００４の制限を考慮する必要があり、例えば、その制限がＣｌ２／ＮＦ３／ＣＨ４／Ａｒ：３０／２０／１０／２０ｃｃｍのガス種と流量であった場合、ＭＦＣ流量制限を考慮したガスインステップのレシピＳ１００３は、ガス種と流量がそれぞれＣｌ２／ＮＦ３／ＣＨ４／Ａｒ：３０／２０／１０／２５ｃｃｍとなる。
上記のように設定したガスイン工程Ｓ４０１の実施により、ＭＦＣ内部配管のガスだまりによるプロセス変動を抑制することができる。さらに、製品エッチング工程Ｓ２０４中の一部あるいは全てのガスを流すことで、実施形態１や冒頭で説明した残留ガスによるプロセス変動も低減可能となる。
（実施形態３）
また、プロセス変動を引きこすもう一つの課題とその低減方法を説明する。図１１はファーストウエハ効果を更に低減する実施形態３の処理フローである。図４に示した実施形態１の処理フローのヒーティング工程Ｓ２０１とガスイン工程Ｓ４０１の時間的順序を逆としている。また、ガスイン工程Ｓ４０１の前に、新たにメタルクリーニング工程Ｓ１１００と、第３のクリーニング工程Ｓ１１０１と、第３のコーティング工程Ｓ１１０２とを追加し、ガスイン工程Ｓ４０１後にメタルクリーニング工程Ｓ１１０３を追加した。
また、プロセス変動を引きこすもう一つの課題とその低減方法を説明する。図１１はファーストウエハ効果を更に低減する実施形態３の処理フローである。図４に示した実施形態１の処理フローのヒーティング工程Ｓ２０１とガスイン工程Ｓ４０１の時間的順序を逆としている。また、ガスイン工程Ｓ４０１の前に、新たにメタルクリーニング工程Ｓ１１００と、第３のクリーニング工程Ｓ１１０１と、第３のコーティング工程Ｓ１１０２とを追加し、ガスイン工程Ｓ４０１後にメタルクリーニング工程Ｓ１１０３を追加した。
メタルクリーニング工程Ｓ１１００は、ガスイン工程Ｓ４０１の後のメタルクリーニング工程Ｓ１１０３と同じ条件であり、第３のクリーニング工程Ｓ１１０１はガスイン工程Ｓ４０１の後における第１のクリーニング工程Ｓ２０２と同じ条件であり、第３のコーティング工程Ｓ１１０２はガスイン工程Ｓ４０１の後における第１のコーティング工程Ｓ２０３と同じ条件であることが望ましい。
本処理フローの効果を以下に説明する。アイドル時間が発生した場合、第３のコーティング工程Ｓ１１０２により得られる膜質が変化する場合があり、ファーストウエハ効果が生じる。このため、１回目のクリーニング工程Ｓ１１０１と、第３のコーティング工程Ｓ１１０２と、製品エッチング工程を模擬するガスイン工程Ｓ４０１を用いることにより、あたかも１回目の製品エッチング工程を完了したかのような処理室壁面状態を確保することができる。
以上より、被処理材をプラズマ加工する製品エッチング工程前に、処理室の内壁にＳｉ堆積物又はＣ系堆積物を付着させるコーティング工程と、製品エッチング工程後に処理室の内壁に残留する金属を除去するメタルクリーニング工程と、前記Ｓｉ堆積物やＣ系堆積物を除去するクリーニング工程とを有するプラズマエッチングの量産処理方法において、ロット処理１枚目の製品エッチング工程前に、１回目のメタルクリーニング工程Ｓ１１００と、第３のクリーニング工程Ｓ１１０１と、第３のコーティング工程Ｓ１１０２（１回目トリートメント工程）と、２回目のメタルクリーニング工程Ｓ１１０３と、第１のクリーニング工程Ｓ２０２と、第１のコーティング工程Ｓ２０３（２回目トリートメント工程）と、１回目トリートメント工程と２回目トリートメント工程の間に、プラズマを発生させることなく処理室内にガスを流すガスイン工程Ｓ４０１を含むことにより、ロット処理１枚目の製品エッチング工程前にチャンバ内のガス残留量を量産処理中と同じにすることが可能となり、ロット処理１枚目の製品エッチング工程のファーストウエハ効果の改善を実現可能である。
但し、本処理フローではクリーニング工程とコーティング工程を２回実施するため、スループットが低下する。このため、状況に応じて実施形態１と実施形態２の処理を使い分けるのが良い。また、メタル反応生成物をクリーニングする必要がないプロセスであれば、各メタルクリーニング工程Ｓ１１００、Ｓ１１０３、Ｓ２０５の一部あるいは全てを省略することが可能である。
（実施形態４）
実施形態４に係わる、ガスイン工程の最適化手法について説明する。
図１２Ａは、図６Ｃの評価フローにおいて、ガスイン工程Ｓ４０１の条件としてＣｌ２ガスを２００ｃｃ／ｍｉｎで供給した場合の質量数３６の残留物と処理時間の関係を示した図である。質量数３６の残留物の強度は、処理時間の増加に従って増加した。
実施形態４に係わる、ガスイン工程の最適化手法について説明する。
図１２Ａは、図６Ｃの評価フローにおいて、ガスイン工程Ｓ４０１の条件としてＣｌ２ガスを２００ｃｃ／ｍｉｎで供給した場合の質量数３６の残留物と処理時間の関係を示した図である。質量数３６の残留物の強度は、処理時間の増加に従って増加した。
また、図１２Ｂは、図６Ｃの評価フローにおいて、ガスイン工程Ｓ４０１の条件としてＣｌ２ガスを３０秒間供給した場合の質量数３６の残留物とガス流量の関係を示した図である。質量数３６の残留物の強度は、ガス流量の増加に従って増加した。
これらの結果より、量産処理中の質量数３６の残留物強度を早期に安定化させるためには、ガス流量と処理時間が制御ノブ（制御因子）になることがわかった。言い換えれば、これら制御ノブを用いて、量産処理中の質量数３６の残留物強度を早期に安定化可能とするガスをガスイン工程で流せば良い。ガスイン工程で処理室に供給されるガスは、製品エッチング工程の間に処理室に供給されるガスのうち少なくとも一部のガスを含むと好ましい。また、さらには、実施形態２で説明したガスだまりの影響をなくすように、製品エッチング工程Ｓ２０４中の一部或いは全てのガスをガスイン工程Ｓ４０１で設定することを基本として、質量数３６の残留物強度をあわせるようにガス流量や時間を調整することが望ましい。
１１０：ウエハ、１１１：電極、１３２：ガス供給装置、１４０：天板、１０１：石英製シャワープレート、１０２：石英製内筒、１０３：アース、１４２：電磁石、１５０：プラズマを発生させる高周波導波管、１６１：ＲＦバイアス電源、１６２：整合機、１７１：処理室の真空排気バルブ、１８０：四重極形質量分析装置、Ｓ２０１：ヒーティング工程、Ｓ２０２：第１のクリーニング工程、Ｓ２０３：第１のコーティング工程、Ｓ２０４：製品エッチング工程、Ｓ２０５：メタルクリーニング工程、Ｓ２０６：第２のクリーニング工程、Ｓ２０７：第２のコーティング工程、Ｓ２０８：ポストクリーニング工程、Ｓ４０１：ガスイン工程、Ｓ６０１：質量分析、Ｓ６０２：質量分析、Ｓ６０３：質量分析、Ｓ１００１：製品エッチングレシピ、Ｓ１００２：ガスインステップのレシピ、Ｓ１００３：ＭＦＣ流量制限を考慮したガスインステップのレシピ、Ｓ１００４：ＭＦＣ最小流量、Ｓ１１００：メタルクリーニング工程、Ｓ１１０１：第３のクリーニング工程、Ｓ１１０２：第３のコーティング工程、Ｓ１１０３：メタルクリーング工程
Claims (11)
- プラズマを用いて試料を処理室にて処理するプラズマ処理方法において、
ガスを前記処理室に供給する第一の工程と、
前記第一の工程後、プラズマを用いて前記試料をエッチングする第二の工程とを有し、
前記ガスは、炭素元素と水素元素を含有するガス、塩素元素を含有するガスまたは、前記第二の工程に用いられるガスの全てを含む混合ガスであるとともにプラズマを生成することに用いられないことを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項１に記載のプラズマ処理方法において、
前記処理室に堆積膜を堆積させるコーティング工程と、プラズマを用いて前記処理室内の堆積物を除去するクリーニング工程とをさらに有し、
前記コーティング工程は、前記第一の工程と前記第二の工程の間に行われ、
前記クリーニング工程は、前記第二の工程後に行われることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項１に記載のプラズマ処理方法において、
前記ガスは、炭素元素と水素元素を含有するガスまたは塩素元素を含有するガスであることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項１に記載のプラズマ処理方法において、
前記ガスは、炭素元素と水素元素を含有するガスであることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項２に記載のプラズマ処理方法において、
金属を含有する堆積物を除去するメタルクリーニング工程をさらに有し、
前記メタルクリーニング工程は、前記第二の工程と前記クリーニング工程の間に行われることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項２に記載のプラズマ処理方法において、
前記第二の工程前、前記処理室を昇温するヒーティング工程が行われるか、または、前記クリーニング工程が前記第二の工程前にも行われることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項１に記載のプラズマ処理方法において、
前記処理室に堆積膜を堆積させるコーティング工程と、プラズマを用いて前記処理室内の堆積物を除去するクリーニング工程とをさらに有し、
前記コーティング工程及び前記クリーニング工程は、前記第二の工程前に行われるとともに前記第一の工程の前後に行われることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項１に記載のプラズマ処理方法において、
前記第二の工程に用いられるガスは、炭素元素と水素元素を含有するガスまたは塩素元素を含有するガスを含むことを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項１に記載のプラズマ処理方法において、
前記ガスは、塩素ガスであることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項１に記載のプラズマ処理方法において、
前記ガスは、メタンガスであることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 請求項１に記載のプラズマ処理方法において、
前記ガスの流量は、前記混合ガスを構成する各ガスのプラズマ処理条件に規定された流量と所定の割合との積により求められた流量であることを特徴とするプラズマ処理方法。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005268292A (ja) | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2010153508A (ja) | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Hitachi High-Technologies Corp | 試料のエッチング処理方法 |
| JP2011192872A5 (ja) | 2010-03-16 | 2013-05-02 | ||
| JP2017010972A (ja) | 2015-06-17 | 2017-01-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
| JP2018046216A (ja) | 2016-09-16 | 2018-03-22 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7204913B1 (en) | 2002-06-28 | 2007-04-17 | Lam Research Corporation | In-situ pre-coating of plasma etch chamber for improved productivity and chamber condition control |
| JP5450187B2 (ja) | 2010-03-16 | 2014-03-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JP6242095B2 (ja) * | 2013-06-28 | 2017-12-06 | 株式会社日立国際電気 | クリーニング方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラム |
-
2020
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