JP7250895B2 - エッチング方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents
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Description
プラズマ処理システムは、容量結合プラズマ処理装置1及び制御部2を含む。容量結合プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10sに供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。側壁10aは接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10筐体とは電気的に絶縁される。
第1実験では、シリコン窒化物(SiNx)を含む第1領域R1と、シリコン酸化物(SiOx)を含む第2領域R2とを含む基板Wを準備した。その後、プラズマ処理装置1を用いて基板Wに対して工程ST2を実施した。工程ST2において、処理ガスは、フルオロカーボンガスと酸素ガスと六フッ化タングステンガス(WF6)との混合ガスである。また、六フッ化タングステンガス(WF6)の流量比は、フルオロカーボンガスの流量比よりも高く、酸素ガスの流量比よりも高い。
第2実験では、工程ST2において、処理ガスから六フッ化タングステンガス(WF6)を除去したこと以外は第1実験の方法と同じ方法を実行した。
第1実験及び第2実験において方法が実行された基板Wの断面のTEM画像を観察した。図8の(a)は、第1実験においてエッチング方法を実行することによって得られる基板の断面のTEM画像を示す図である。図8の(b)は、第2実験においてエッチング方法を実行することによって得られる基板の断面のTEM画像を示す図である。図8の(a)では、第1領域R1上に形成された膜DP(図中の黒色部分)が確認された。TEM-EDXの結果から、図8の(a)中の膜DPに対応する部分がタングステンを含有することが確認された。一方、図8の(b)では、第1領域R1上にタングステン含有膜は確認されなかった。さらに、図8の(a)では、エッチングにより形成された凹部の底(第2領域R2の上面)が平坦になっている。一方、図8の(b)では、エッチングにより形成された凹部の底(第2領域R2の上面)が傾斜している。よって、第1実験では、エッチングにより凹部の底を所望の形状に加工できることが分かる。
Claims (18)
- 基板を準備する工程であり、前記基板は、シリコン及び窒素を含む第1領域と、SiO x を含む第2領域とを含む、工程と、
炭素、フッ素及びタングステンを含む処理ガスから生成されるプラズマに前記第1領域及び前記第2領域を晒すことによって、前記第1領域上にタングステン含有保護層を形成しつつ、前記第2領域をエッチングする工程と、
を含む、エッチング方法。 - 基板を準備する工程であり、前記基板は、シリコン及び窒素を含む第1領域と、シリコン及び酸素を含む第2領域とを含み、前記第1領域は凹部を有し、前記第2領域は前記凹部内に埋め込まれる、工程と、
炭素、フッ素及びタングステンを含む処理ガスから生成されるプラズマに前記第1領域及び前記第2領域を晒すことによって、前記第1領域上にタングステン含有保護層を形成しつつ、前記第2領域をエッチングする工程と、
を含む、エッチング方法。 - 前記エッチングする工程は、セルフアラインコンタクト工程において行われる、請求項2に記載のエッチング方法。
- 基板を準備する工程であり、前記基板は、シリコン及び窒素を含む第1領域と、シリコン及び酸素を含む第2領域とを含む、工程と、
炭素、フッ素及びタングステンを含む処理ガスから生成されるプラズマに前記第1領域及び前記第2領域を晒すことによって、前記第1領域上にタングステン含有保護層を形成しつつ、前記第2領域をエッチングする工程と、
を含み、
前記エッチングする工程では、前記プラズマを生成するために、プラズマ処理装置に高周波電力及びバイアス電力を供給し、
前記エッチングする工程は、
(a)前記高周波電力を第1の電力とし、前記バイアス電力を第2の電力とすることにより、前記第1領域上に優先的にタングステン含有堆積物を堆積させる工程と、
(b)前記高周波電力を、前記第1の電力より低い第3の電力とし、前記バイアス電力を前記第2の電力とする遷移工程と、
(c)前記高周波電力を前記第3の電力とし、前記バイアス電力を前記第2の電力より高い第4の電力とすることにより、前記第2領域をエッチングする工程と、
を含む、エッチング方法。 - 前記(a)~(c)を含むサイクルが2回以上繰り返して実施される、請求項4に記載のエッチング方法。
- 前記処理ガスが、炭素及びフッ素を含有するガスと、タングステン含有ガスとを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載のエッチング方法。
- 前記タングステン含有ガスが、六フッ化タングステンガスを含む、請求項6に記載のエッチング方法。
- 前記炭素及びフッ素を含有するガスが、フルオロカーボンガスを含む、請求項6又は7に記載のエッチング方法。
- 前記エッチングする工程において、前記第2領域が除去された後において前記タングステン含有保護層が前記第1領域上に残存している、請求項1~8のいずれか一項に記載のエッチング方法。
- 露出した上面を有するシリコン窒化物と、露出した上面を有するSiO x とを含む基板を準備する工程と、
前記SiO x 及び前記シリコン窒化物を、六フッ化タングステンガスを含む処理ガスから生成されるプラズマに曝すことにより、前記シリコン窒化物上にタングステン窒化物含有保護層を形成する工程と、
前記SiO x 及び前記シリコン窒化物を、六フッ化タングステンガスを含む処理ガスから生成されるプラズマに曝すことにより、前記シリコン窒化物に対して前記SiO x を優先的にエッチングする工程と、
を含む、エッチング方法。 - 前記処理ガスが、フルオロカーボンガスを含む、請求項10に記載のエッチング方法。
- 前記処理ガスが酸素を含む、請求項1~11のいずれか一項に記載のエッチング方法。
- チャンバと、
前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持器であり、前記基板は、シリコン及び窒素を含む第1領域と、SiO x を含む第2領域とを含む、基板支持器と、
炭素、フッ素及びタングステンを含む処理ガスを前記チャンバ内に供給するように構成されたガス供給部と、
前記チャンバ内で前記処理ガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記プラズマに前記第1領域及び前記第2領域を晒すことによって、前記第1領域上にタングステン含有保護層を形成しつつ、前記第2領域がエッチングされるように、前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御するように構成される、プラズマ処理装置。 - 前記処理ガスが、炭素及びフッ素を含有するガスと、タングステン含有ガスとを含む、請求項13に記載のプラズマ処理装置。
- 前記タングステン含有ガスが、六フッ化タングステンガスを含む、請求項14に記載のプラズマ処理装置。
- 前記炭素及びフッ素を含有するガスが、フルオロカーボンガスを含む、請求項14又は15に記載のプラズマ処理装置。
- 前記プラズマ生成部は、前記プラズマ処理装置に高周波電力及びバイアス電力を供給し、
前記制御部は、
(a)前記高周波電力を第1の電力とし、前記バイアス電力を第2の電力とすることにより、前記第1領域上に優先的にタングステン含有堆積物を堆積させる工程と、
(b)前記高周波電力を、前記第1の電力より低い第3の電力とし、前記バイアス電力を前記第2の電力とする遷移工程と、
(c)前記高周波電力を前記第3の電力とし、前記バイアス電力を前記第2の電力より高い第4の電力とすることにより、前記第2領域をエッチングする工程と、
を実行するように、前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御するように構成される、請求項13~16のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記(a)~(c)を含むサイクルが2回以上繰り返して実施される、請求項17に記載のプラズマ処理装置。
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