JP7253729B2 - Gas generation method and etching apparatus - Google Patents

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Description

本実施形態は、ガス生成方法およびエッチング装置に関する。 The present embodiment relates to a gas generation method and an etching apparatus.

超大規模集積回路(ULSI)は、スケーリング則に基づいた微細化・高集積化を推し進めることでその性能を向上させてきた。ULSIの製造プロセスにはフォトリソグラフィー・成膜・化学機械研磨・エッチング等の工程があるが、特にエッチングプロセスにおいては非常に高精度な加工形状制御が求められており、プラズマによるRIE(Reactive Ion Etching)が重要な役割を担っている。近年の高集積化を実現するためには微細化(ウェハの平面方向の縮小)に加えて3次元化(厚さ方向の増大)が進んでおり、その結果として、エッチング形状の縦横比率、つまりアスペクト比の増大に対する対応が求められている。エッチング装置においては、エッチング処理に最適なエッチングガスを得るために、様々な種類のエッチングガスを所望の比率で混合して導入する必要がある。1980年代にはエッチングガスとしてCF/CHF混合ガスなどが用いられていたが、1990年代になるとc(cyclo)-CやCおよびc-Cといった分子量が大きく、C/F比の大きなガスが開発され使用される傾向が強くなった。しかし、これらの有効なエッチングガスの中には、高価なガスもあり、あるいは、入手が困難なガスもある。 Ultra-large-scale integration (ULSI) has improved its performance by promoting miniaturization and high integration based on the scaling law. ULSI manufacturing processes include photolithography, film deposition, chemical mechanical polishing, and etching. Etching processes in particular require extremely high-precision shape control, and plasma RIE (reactive ion etching) is required. ) plays an important role. In order to achieve high integration in recent years, in addition to miniaturization (reduction in the planar direction of the wafer), three-dimensionalization (increase in the thickness direction) is progressing.As a result, the aspect ratio of the etched shape, that is, There is a need to cope with the increase in aspect ratio. In an etching apparatus, it is necessary to mix various kinds of etching gases in a desired ratio and introduce them in order to obtain an optimum etching gas for the etching process. In the 1980s, a CF 4 / CHF 3 mixed gas was used as an etching gas . There is an increasing tendency to develop and use gases with large C/F ratios. However, some of these effective etching gases are expensive or difficult to obtain.

特許第0502817号Patent No. 0502817

K. Fujita et al, Journal of Vacuum Science and Technology B, 17 (1999) 957.K. Fujita et al, Journal of Vacuum Science and Technology B, 17 (1999) 957.

アスペクト比の高いパターンを容易かつ低コストで形成可能とするガスの生成方法およびエッチング装置を提供する。 A gas generation method and an etching apparatus capable of easily forming a pattern with a high aspect ratio at low cost are provided.

本実施形態によるガス生成方法は、エッチングガスを生成する第1チャンバと、エッチングガスを用いてエッチング処理を行う第2チャンバとを備えたエッチング装置におけるガス生成方法である。第1チャンバへ炭素(C)およびフッ素(F)を含む第1ガスを供給し、第1チャンバ内の圧力をエッチング処理時における第2チャンバ内の圧力よりも高くする。第1チャンバ内において、第1ガスに高周波電力を印加して該第1ガスから炭素(C)およびフッ素(F)を含む第2ガスを生成する。第2ガスをエッチングガスとして第2チャンバへ供給する。 A gas generation method according to this embodiment is a gas generation method in an etching apparatus having a first chamber for generating an etching gas and a second chamber for performing an etching process using the etching gas. A first gas containing carbon (C) and fluorine (F) is supplied to the first chamber, and the pressure inside the first chamber is made higher than the pressure inside the second chamber during the etching process. A second gas containing carbon (C) and fluorine (F) is generated from the first gas by applying high frequency power to the first gas in the first chamber. A second gas is supplied to the second chamber as an etching gas.

第1実施形態によるエッチング装置の構成例を示す概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an etching apparatus according to a first embodiment; FIG. 第1実施形態によるガス生成方法の一例を示すフロー図。FIG. 4 is a flowchart showing an example of a gas generation method according to the first embodiment; ソースガスCmFnのガス成分およびエッチングガスCxFyのガス成分のそれぞれの組成比を示すグラフ。4 is a graph showing composition ratios of gas components of source gas CmFn and etching gas CxFy; 高周波電力密度とソースガスの利用効率の関係を示すグラフ。4 is a graph showing the relationship between high-frequency power density and source gas utilization efficiency;

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment does not limit the present invention. The drawings are schematic or conceptual, and the ratio of each part is not necessarily the same as the actual one. In the specification and drawings, the same reference numerals are given to the same elements as those described above with respect to the previous drawings, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態によるエッチング装置1の構成例を示す概略断面図である。エッチング装置1は、ガス生成チャンバ10と、エッチングチャンバ20と、精製装置30とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an etching apparatus 1 according to the first embodiment. The etching apparatus 1 includes a gas generation chamber 10 , an etching chamber 20 and a refiner 30 .

第1チャンバとしてのガス生成チャンバ10は、第1電極としての接地電極11と、第2電極としてのカーボン電極12とを備えている。接地電極11は、基板W0を搭載可能なステージとして設けられている。基板W0は、例えばシリコン等を含む半導体基板であるが特に限定されない。 A gas generation chamber 10 as a first chamber comprises a ground electrode 11 as a first electrode and a carbon electrode 12 as a second electrode. The ground electrode 11 is provided as a stage on which the substrate W0 can be mounted. The substrate W0 is, for example, a semiconductor substrate containing silicon or the like, but is not particularly limited.

カーボン電極12は、インピーダンスマッチング回路(図示せず)を介して高周波電源50に接続されており、接地電極11との間に高周波電力による電界を印加する。カーボン電極12は、高い印加電力による温度上昇に耐え、ガスと反応しても好ましくない半導体デバイスの汚染源となるような金属化合物などの副生成物を排出しない、高純度のカーボン製である。接地電極11に対向するカーボン電極12の対向面は、例えば、略円形であり、その直径は、例えば、約10mmである。接地電極11とカーボン電極12との間の間隙は、約5mm以下であり、好ましくは約1mm以下である。 The carbon electrode 12 is connected to a high frequency power supply 50 via an impedance matching circuit (not shown), and applies an electric field by high frequency power between the carbon electrode 12 and the ground electrode 11 . The carbon electrode 12 is made of high-purity carbon that withstands a temperature rise due to high applied power and does not emit by-products such as metal compounds that may cause undesirable contamination of semiconductor devices even if reacted with gas. The facing surface of the carbon electrode 12 facing the ground electrode 11 is, for example, substantially circular, and has a diameter of, for example, about 10 mm. The gap between the ground electrode 11 and the carbon electrode 12 is about 5 mm or less, preferably about 1 mm or less.

ガス生成チャンバ10には、ソースガス供給部40が配管P1を介して配管接続されている。ガス生成チャンバ10を真空排気系(図示せず)にて排気した後、ソースガス供給部40よりソースガスを導入して所望の圧力に保つ。ソースガス供給部40は、ガス生成チャンバ10へ導入されるソースガスCmFn(m、nは正整数)を主に格納するボンベである。第1実施形態では、ソースガス(第1ガス)は、炭素(C)およびフッ素(F)を含むCmFnであり、m値および比率m/nの比較的低い低次のPFCガスである。ソースガスCmFnは、例えば、主にCFである。 A source gas supply unit 40 is pipe-connected to the gas generation chamber 10 via a pipe P1. After the gas generation chamber 10 is evacuated by a vacuum exhaust system (not shown), the source gas is introduced from the source gas supply section 40 and maintained at a desired pressure. The source gas supply unit 40 is a cylinder that mainly stores the source gas CmFn (m and n are positive integers) to be introduced into the gas generation chamber 10 . In the first embodiment, the source gas (first gas) is CmFn containing carbon (C) and fluorine (F), which is a low-order PFC gas with a relatively low m value and m/n ratio. The source gas CmFn is mainly CF4 , for example.

高周波電源50は、例えば、約200W以上の高周波電力を約13.56MHz~300MHzでカーボン電極12に印加する。またチャンバ10内の圧力を、1Torr以上、望ましくは10Torr以上として粒子の平均自由行程を短くすることで、電極12の先端近傍に局在プラズマを生成する。これにより、接地電極11とカーボン電極12との間の高周波電力密度を、約0.5kW/cm以上にすることができ、好ましくは約3kW/cm以上にすることができる。尚、高周波電源50の出力(電力)は、接地電極11とカーボン電極12との対向面積やそれらの間の距離に応じて変更し、高周波電力密度を約0.5kW/cm以上にすることができ、好ましくは約3kW/cm以上にすればよい。 The high frequency power supply 50 applies high frequency power of, for example, about 200 W or more to the carbon electrode 12 at about 13.56 MHz to 300 MHz. Also, by setting the pressure in the chamber 10 to 1 Torr or more, preferably 10 Torr or more to shorten the mean free path of the particles, localized plasma is generated near the tip of the electrode 12 . Thereby, the high-frequency power density between the ground electrode 11 and the carbon electrode 12 can be made about 0.5 kW/cm 3 or more, preferably about 3 kW/cm 3 or more. The output (electric power) of the high-frequency power source 50 is changed according to the facing area of the ground electrode 11 and the carbon electrode 12 and the distance between them, and the high-frequency power density is set to about 0.5 kW/cm 3 or more. and preferably about 3 kW/cm 3 or more.

高圧力の接地電極11とカーボン電極12との間で放電状態を維持し、それらの間にあるガスを電離させる。即ち、ガス生成チャンバ10は、その内部のガスに高周波電力を印加することによって電離させ、プラズマ状態にする。これにより、ガス生成チャンバ10は、エッチングガスを生成する。 A discharge state is maintained between the high pressure ground electrode 11 and the carbon electrode 12 to ionize the gas between them. That is, the gas generation chamber 10 ionizes the gas therein by applying high frequency power to bring it into a plasma state. Thereby, the gas generation chamber 10 generates an etching gas.

ここで、ガス生成チャンバ10は、エッチング処理時におけるエッチングチャンバ20内の圧力よりも高い圧力のもとでソースガスCmFnを電離させ、プラズマ状態Dにする。例えば、エッチング処理時におけるエッチングチャンバ20内の圧力が10mTorr~100mTorrであるとすると、ガス生成チャンバ10内のソースガスCmFnの圧力は、20Torr~400Torrである。即ち、ガス生成チャンバ10内の圧力は、エッチングチャンバ20内の圧力よりも桁違いに高い。また、高周波電源50は、接地電極11とカーボン電極12との間の高周波電力密度を約0.5kW/cm以上とする。このように高い圧力および高い電力密度のもとで、CFのような低次のPFCガスを電離すると、解離反応だけでなく、合成反応も生じる。 Here, the gas generation chamber 10 ionizes the source gas CmFn into a plasma state D under a pressure higher than the pressure inside the etching chamber 20 during the etching process. For example, if the pressure in the etching chamber 20 during the etching process is 10-100 mTorr, the pressure of the source gas CmFn in the gas generation chamber 10 is 20-400 Torr. That is, the pressure in gas generation chamber 10 is orders of magnitude higher than the pressure in etching chamber 20 . Further, the high frequency power source 50 has a high frequency power density of about 0.5 kW/cm 3 or more between the ground electrode 11 and the carbon electrode 12 . Under such high pressures and high power densities, the ionization of low order PFC gases such as CF4 results in not only dissociation reactions but also synthesis reactions.

例えば、比較的低圧力のもとで誘導結合プラズマ(ICP(Inductively Coupled Plasma))、あるいは容量結合プラズマ(CCP(Capacitively Coupled Plasma))を用いてPFCガスを電離させた場合、CF→CF+F→CF+2F→CF+3F→C+4Fのような解離反応が主に生じる。 For example, when PFC gas is ionized using inductively coupled plasma (ICP) or capacitively coupled plasma (CCP) under relatively low pressure, CF 4 → CF 3 A dissociation reaction such as +F→CF 2 +2F→CF+3F→C+4F mainly occurs.

これに対し、本実施形態のように、比較的高圧力および高電力密度のもとで、低次のPFCガスを電離すると、高密度に生成されたラジカル間の衝突頻度が高いため、CF+CF→C、CF+CF→C+2F、CF+CF→C+F、CF+CF→C、C+CF→C、C+C→C+2F、C+C→C等の合成反応も高い確率で生じる。即ち、比較的高圧力および高電力密度のもとで、CFのような低次PFCガスを電離すると、C、C、C、C、C、C、C等の少なくとも1つを主に含む高次PFCガス(第2ガス)を生成することができる。 On the other hand, when a low-order PFC gas is ionized under relatively high pressure and high power density as in the present embodiment, the collision frequency between radicals generated at high density is high, resulting in CF 2 + CF2C2F4 , CF2 + CF2 C2F2 +2F, CF2 + CF3C2F4 + F , CF3 + CF3C2F6 , C2F2 + CF3C3F 5 , C 2 F 4 +C 2 F 4 →C 4 F 6 +2F, C 2 F 4 +C 2 F 4 →C 4 F 8 and the like also occur with high probability. That is, ionizing low order PFC gases such as CF4 under relatively high pressure and high power density yields C2F2 , C2F4 , C2F6 , C3F5 , C3 A high-order PFC gas (second gas) mainly containing at least one of F 6 , C 4 F 6 , C 4 F 8 and the like can be generated.

一般化すると、本実施形態によるエッチング装置1は、比較的高圧力および高電力密度のもとで、CmFn(m、nは正整数)を主に含むソースガスを電離して、CxFy(x、yは正整数)を主に含むエッチングガスを生成する。このとき、少なくともx>mであり、並びに/あるいは、x/y>m/nである。即ち、第2ガスとしてのエッチングガスは、第1ガスとしてのソースガスよりも高次のPFCガスとなる。ここでの高次とは、x>mであり、並びに/あるいは、x/y>m/nを示し、カーボンリッチな組成を有するPFCガスを意味する。 Generally speaking, the etching apparatus 1 according to the present embodiment ionizes a source gas mainly containing CmFn (m and n are positive integers) under a relatively high pressure and a high power density to produce CxFy (x, y is a positive integer) is generated. Then at least x>m and/or x/y>m/n. That is, the etching gas as the second gas is a PFC gas of higher order than the source gas as the first gas. Higher order here means a PFC gas having a carbon-rich composition with x>m and/or x/y>m/n.

高次ガスは、アスペクト比の高いパターンを形成するために必要となるが、希少で高価である。例えば、Cガスの単価は、CFガスの単価よりも数倍高い。Cガスの単価は、Cガスの単価よりもさらに高い。 Higher-order gases are needed to form patterns with high aspect ratios, but they are scarce and expensive. For example, the unit price of C4F8 gas is several times higher than that of CF4 gas. The unit price of C4F6 gas is higher than that of C4F8 gas.

しかし、本実施形態によれば、安価な低次ガスを主として含むソースガスを用いて、高価な高次ガスを主として含むエッチングガスを生成することができる。これにより、半導体装置の製造コストの上昇を抑制しつつ、エッチングガスとして高次ガスを用いることができる。その結果、アスペクト比の高いパターンを低コストで形成することができる。 However, according to the present embodiment, it is possible to generate an etching gas that mainly contains an expensive high-order gas using a source gas that mainly contains an inexpensive low-order gas. As a result, a high-order gas can be used as an etching gas while suppressing an increase in the manufacturing cost of the semiconductor device. As a result, a pattern with a high aspect ratio can be formed at low cost.

図1を再度参照して、エッチング装置1の構成の説明を続ける。ガス生成チャンバ10において、電離したプラズマ状態のガスは活性状態であるので、前出のカーボン電極12と同様に、接地電極11との間に高周波電力による電界を印加したときにガスと反応しても悪影響を及ぼす恐れのない材質を選定する必要がある。例えば、接地電極11上に基板W0を載置して、接地電極11を保護する。この場合、基板W0が活性状態のガスに削られ、半導体の成分を含むガスが発生する。つまり、基板W0にシリコンを用いてかつCFガスを電離させた場合、SiFが発生する。SiFは汚染などの悪影響を及ぼすことなく、エッチングプロセスに利用してもよいが、不要な場合は、精製装置30において除去できる。また、別の実施形態として、SiFが不要な場合はAlやCの基板W0を接地電極11上に載置してもよい。それにより、放電による基板の消耗やSiFの発生を抑制することができる。 The description of the configuration of the etching apparatus 1 will be continued with reference to FIG. 1 again. In the gas generation chamber 10, the ionized plasma gas is in an active state, and thus reacts with the gas when an electric field is applied between the carbon electrode 12 and the ground electrode 11 by high-frequency power. It is necessary to select a material that does not have a negative effect on For example, the substrate W<b>0 is placed on the ground electrode 11 to protect the ground electrode 11 . In this case, the substrate W0 is scraped by the gas in the active state, and a gas containing semiconductor components is generated. That is, when silicon is used for the substrate W0 and CF4 gas is ionized, SiF4 is generated. SiF 4 may be utilized in the etching process without adverse effects such as contamination, but can be removed in refiner 30 if not needed. As another embodiment, a substrate W0 of Al 2 O 3 or C may be placed on the ground electrode 11 when SiF 4 is unnecessary. As a result, consumption of the substrate and generation of SiF 4 due to discharge can be suppressed.

精製装置30は、ガス生成チャンバ10から得られたエッチングガスに含まれる特定のガスを選択的に吸着するように選定される薬剤、例えば、ゼオライト等からなるフィルタ31を備えている。精製装置30は、配管P2を介してガス生成チャンバ10に配管接続されており、配管P3、P4を介してエッチングチャンバ20に配管接続されている。フィルタ31は、エッチングガスを分離・精製して所望のエッチングガスのみを通過させる。例えば、フィルタ31は、エッチングガスに含まれる比較的分子量の大きなSiFガスを選択的に吸着・除去し、つまり、このような不要なガスを取り除き(吸着して分離し)、所望のガス、すなわちSiFよりも分子量の小さなエッチングガスを通過させる。 Purifier 30 includes a filter 31 made of an agent, such as zeolite, selected to selectively adsorb particular gases contained in the etching gas obtained from gas generation chamber 10 . The refiner 30 is piped to the gas generation chamber 10 via a pipe P2, and is piped to the etching chamber 20 via pipes P3 and P4. The filter 31 separates and refines the etching gas and allows only the desired etching gas to pass through. For example, the filter 31 selectively adsorbs and removes SiF 4 gas, which has a relatively large molecular weight, contained in the etching gas. That is, an etching gas having a molecular weight smaller than that of SiF 4 is allowed to pass through.

エッチングチャンバ20は、エッチング処理の対象となる半導体基板W1を収容可能であり、精製装置30を介してガス生成チャンバ10から得られたエッチングガスを用いて、半導体基板W1をエッチング処理する。エッチング処理は、特に限定せず、例えば、一般的なRIE(Reactive Ion Etching)法でよい。エッチング処理に用いられるエッチングガスは、上述のとおり、C、C、C、C、C、C、C等の高次ガスの少なくとも1つを主として含む。これにより、半導体装置の製造コストの上昇を抑制しつつ、エッチングガスとして高次ガスを用いることができる。 The etching chamber 20 can accommodate the semiconductor substrate W1 to be etched, and uses the etching gas obtained from the gas generation chamber 10 through the refiner 30 to etch the semiconductor substrate W1. The etching process is not particularly limited, and for example, a general RIE (Reactive Ion Etching) method may be used. The etching gas used for the etching process is, as described above, a high gas such as C2F2 , C2F4 , C2F6 , C3F5 , C3F6 , C4F6 , C4F8 . It mainly contains at least one of the following gases. As a result, a high-order gas can be used as an etching gas while suppressing an increase in the manufacturing cost of the semiconductor device.

エッチング処理に使用されたエッチングガスは、配管P5を介してエッチングチャンバ20の外部へ排気される。 The etching gas used for the etching process is exhausted to the outside of the etching chamber 20 through the pipe P5.

バルブV1は、配管P2とP3との間に設けられており、精製装置30においてフィルタ31およびバルブV2と並列に接続されている。バルブV2は、配管P2とP3との間にフィルタ31と直列に接続されている。バルブV3は、配管P3,P4と配管P6との間に設けられている。バルブV4は、配管P4とエッチングチャンバ20との間に接続されている。 Valve V1 is provided between pipes P2 and P3 and is connected in parallel with filter 31 and valve V2 in refiner 30 . The valve V2 is connected in series with the filter 31 between the pipes P2 and P3. The valve V3 is provided between the pipes P3, P4 and the pipe P6. A valve V4 is connected between the pipe P4 and the etching chamber 20 .

尚、バルブV1、V3は、ガス生成チャンバ10内の気体を配管P6から排気するために設けられている。バルブV2、V4は、ガス生成チャンバ10からのPFCガスをフィルタ31で精製し、精製されたPFCガスをエッチングチャンバ20へ供給するために設けられている。よって、バルブV1、V3が開状態でガス生成チャンバ10を排気しているときには、バルブV2、V4は閉状態となっている。一方、バルブV2、V4が開状態でガス生成チャンバ10からのPFCガスを精製しエッチングチャンバ20へ供給するときには、バルブV1、V3が閉状態となっている。 The valves V1 and V3 are provided for exhausting the gas in the gas generation chamber 10 from the pipe P6. Valves V 2 and V 4 are provided to purify the PFC gas from gas generation chamber 10 with filter 31 and supply the purified PFC gas to etching chamber 20 . Thus, when valves V1 and V3 are open to evacuate gas generation chamber 10, valves V2 and V4 are closed. On the other hand, when the PFC gas from the gas generation chamber 10 is purified and supplied to the etching chamber 20 with the valves V2 and V4 open, the valves V1 and V3 are closed.

次に、本実施形態によるガス生成方法を説明する。 Next, a gas generation method according to this embodiment will be described.

図2は、第1実施形態によるガス生成方法の一例を示すフロー図である。まず、バルブV1、V3を開状態にして、ガス生成チャンバ10を減圧し、ソースガス供給部40からソースガスCmFnをガス生成チャンバ10へ供給する(S10)。このとき、ソースガス供給部40は、例えば、ソースガスCmFnを約150sccmで導入する。ソースガスCmFnは、炭素(C)およびフッ素(F)を含む低次のPFCガスであり、例えば、主にCFを含むガスである。 FIG. 2 is a flow chart showing an example of the gas generation method according to the first embodiment. First, the valves V1 and V3 are opened, the pressure in the gas generation chamber 10 is reduced, and the source gas CmFn is supplied from the source gas supply unit 40 to the gas generation chamber 10 (S10). At this time, the source gas supply unit 40 introduces the source gas CmFn at approximately 150 sccm, for example. The source gas CmFn is a low-order PFC gas containing carbon (C) and fluorine (F), for example, a gas mainly containing CF4 .

ここで、ガス生成チャンバ10内の圧力は、エッチング処理時におけるエッチングチャンバ20内の圧力よりも高くする。例えば、エッチング処理時におけるエッチングチャンバ20内の圧力10mTorr~100mTorrに対して、ガス生成チャンバ10内のソースガスCmFnの圧力は、20Torr~400Torrである。例えば、ガス生成チャンバ10内の圧力は、約80Torrに調整される。 Here, the pressure inside the gas generation chamber 10 is made higher than the pressure inside the etching chamber 20 during the etching process. For example, the pressure of the source gas CmFn in the gas generation chamber 10 is 20 Torr to 400 Torr while the pressure in the etching chamber 20 is 10 mTorr to 100 mTorr during the etching process. For example, the pressure within gas generation chamber 10 is adjusted to approximately 80 Torr.

次に、バルブV1、V3を閉状態にして、ガス生成チャンバ10において、接地電極11とカーボン電極12との間に電界が印加され、ソースガスCmFnを電離させる(S20)。このとき、高周波電源50は、接地電極11とカーボン電極12との間の高周波電力密度を約0.5kW/cm以上とする。このように高圧力および高電力密度のもとで、ソースガスCmFnを電離しプラズマ状態にすると、合成反応が生じ、C、C、C、C、C、C、C等の高次PFCガスをエッチングガスCxFyとして生成することができる。このとき、少なくともx>mであり、並びに/あるいは、x/y>m/nである。 Next, the valves V1 and V3 are closed, and an electric field is applied between the ground electrode 11 and the carbon electrode 12 in the gas generation chamber 10 to ionize the source gas CmFn (S20). At this time, the high frequency power supply 50 sets the high frequency power density between the ground electrode 11 and the carbon electrode 12 to approximately 0.5 kW/cm 3 or more. Under such high pressure and high power density , when the source gas CmFn is ionized into a plasma state, a synthesis reaction occurs to produce C2F2 , C2F4 , C2F6 , C3F5 , Higher order PFC gases such as C3F6 , C4F6 and C4F8 can be generated as the etching gas CxFy . Then at least x>m and/or x/y>m/n.

図3は、ソースガスCmFnのガス成分およびエッチングガスCxFyのガス成分のそれぞれの組成比を示すグラフである。この実験では、FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)を用いて、ガス生成チャンバ10におけるプラズマ放電前後のガス成分を解析した結果である。プラズマ放電前のソースガスCmFnは、CFを約100%含む。一方、プラズマ放電後のエッチングガスCxFyは、約42%のCF、約30%のC、約9%のC、約19%のSiFを含む混合ガスとなった。また、元のソースガスCFの約42%が高次のPFCガスに合成されていたことがわかった。 FIG. 3 is a graph showing composition ratios of the gas components of the source gas CmFn and the etching gas CxFy. In this experiment, FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) was used to analyze the gas components before and after plasma discharge in the gas generation chamber 10 . The source gas CmFn before plasma discharge contains about 100% CF4 . On the other hand, the etching gas CxFy after plasma discharge was a mixed gas containing approximately 42% CF 4 , approximately 30% C 2 F 4 , approximately 9% C 2 F 6 and approximately 19% SiF 4 . It was also found that approximately 42% of the original source gas CF4 had been synthesized into higher order PFC gases.

図2を再度参照する。バルブV2、V4を開状態にして、精製装置30がエッチングガスCxFyを精製する(S30)。ガス生成チャンバ10では、接地電極11とカーボン電極12との間に半導体基板W0が配置されている。従って、エッチングガスCxFyが生成されたとき、エッチングガスCxFyには、SiF等の好ましくないガスが不純物として混在する。本実施例において精製装置30は、フィルタ31によって、必要なガス、例えば、Cガスを選択的・可逆的に吸着させ、不要な他のガスを通過廃棄後、Cを、昇温などの方法により再脱離させることにより濃縮・精製する。この場合も、フィルタ31には、目的に応じて選定されたゼオライト等を用いればよい。このように必要なガスを吸着・脱離させ、エッチングガスCを精製する。これにより、純度の高いPFCガスが得られる。 Refer to FIG. 2 again. The valves V2 and V4 are opened, and the refiner 30 refines the etching gas CxFy (S30). In the gas generation chamber 10, a semiconductor substrate W0 is arranged between the ground electrode 11 and the carbon electrode 12. As shown in FIG. Therefore, when the etching gas CxFy is generated, the etching gas CxFy contains unfavorable gases such as SiF 4 as impurities. In this embodiment, the purification device 30 selectively and reversibly adsorbs a necessary gas, for example, C 2 F 4 gas, by a filter 31, and after passing and discarding other unnecessary gases, C 2 F 4 is Concentrate and purify by re-desorption by a method such as temperature elevation. Also in this case, zeolite or the like selected according to the purpose may be used for the filter 31 . In this manner, necessary gases are adsorbed and desorbed to purify the etching gas C 2 F 4 . Thereby, PFC gas with high purity is obtained.

次に、精製装置30からのPFCガスをエッチングガスCxFyとしてエッチングチャンバ20へ供給する。エッチングチャンバ20は、CFよりも高次のPFCガスをエッチングガスとして用いて半導体基板W1をエッチングする。(S40)。エッチングガスCxFyは、C、C等の高次ガスを含む。これにより、アスペクト比の高いパターンを低コストで形成することができる。また、エッチングチャンバ20には、合成ガスによるガス導入配管の他に、図示しないガス導入配管によってO、Ar等他のガスを混合させてエッチングしてもよく、これによりパターンの加工形状などの特性を最適に制御することができる。さらに、本実施形態では、ソースガスCmFnは、安価なCFガスを用いている。従って、半導体装置の製造コストの上昇を抑制することができる。 Next, the PFC gas from the refiner 30 is supplied to the etching chamber 20 as the etching gas CxFy. The etching chamber 20 etches the semiconductor substrate W1 using a PFC gas higher than CF4 as an etching gas. (S40). The etching gas CxFy contains high - order gases such as C2F4 and C2F6 . Thereby, a pattern with a high aspect ratio can be formed at low cost. Further, in the etching chamber 20, other gases such as O 2 and Ar may be mixed and etched through a gas introduction pipe (not shown) in addition to the gas introduction pipe for synthetic gas. Properties can be optimally controlled. Furthermore, in this embodiment, the source gas CmFn uses inexpensive CF 4 gas. Therefore, it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost of the semiconductor device.

(第2実施形態)
第2実施形態によるエッチング装置1は、図1に示す構成と同様でよい。ただし、第2実施形態によれば、ソースガス供給部40がガス生成チャンバ10にソースガスとして高次ガス(例えば、C)を供給する。第2実施形態のその他の構成は、第1実施形態の対応する構成と同様でよい。また、第2実施形態の動作も同様でよい。従って、ガス生成チャンバ10は、高い圧力および高い電力密度のもとで、Cのような高次のPFCガスを電離する。
(Second embodiment)
The etching apparatus 1 according to the second embodiment may have the same configuration as shown in FIG. However, according to the second embodiment, the source gas supply section 40 supplies a higher order gas (eg, C 4 F 8 ) to the gas generation chamber 10 as the source gas. Other configurations of the second embodiment may be the same as corresponding configurations of the first embodiment. Also, the operation of the second embodiment may be the same. Accordingly, the gas generation chamber 10 ionizes higher order PFC gases such as C4F8 under high pressure and high power density.

この場合、例えば、ソースガスがCを主に含む高次PFCガスである場合、C→2C、C→C+C、C→CF+C、C→C+F等の解離反応が生じる。勿論、解離反応により分解したPFCガスがさらに合成される場合もある。これにより、エッチングガスは、C、C、C、C、C、Cの少なくとも1つを主に含むPFCガスとなる。このエッチングガスは、ソースガスCよりも低次であるものの、C/F比は同等であるものも多く、CFよりも高次なPFCガスである。Cをエッチングガスとして導入するとCよりも高い対マスク選択性を示し、エッチングに有効であることが知られている。しかし、Cガスは安全に取り扱うことが難しく、半導体プロセスガスとしては入手が困難である。従って、第2実施形態のようにソースガスとして高次ガスを用いても、第1実施形態と同様に、エッチングに有効な高次ガスを主として含むガスを、その場で生成し、供給することができる。 In this case, for example , when the source gas is a high-order PFC gas mainly containing C4F8 , C4F82C2F4 , C4F8C2F2 + C2F6 , C4 Dissociation reactions such as F 8 →CF 3 +C 3 F 5 and C 4 F 8 →C 4 F 6 +F 2 occur. Of course, the PFC gas decomposed by the dissociation reaction may be further synthesized. Thereby, the etching gas becomes a PFC gas mainly containing at least one of C2F2 , C2F4 , C2F6 , C3F5 , C3F6 , and C4F6 . Although this etching gas has a lower order than the source gas C 4 F 8 , it is a PFC gas with a higher order than CF 4 , having the same C/F ratio in many cases. It is known that introduction of C 2 F 4 as an etching gas exhibits higher selectivity to a mask than C 4 F 8 and is effective for etching. However, C 2 F 4 gas is difficult to handle safely and is difficult to obtain as a semiconductor process gas. Therefore, even if a high-order gas is used as the source gas as in the second embodiment, a gas mainly containing a high-order gas effective for etching can be generated on the spot and supplied as in the first embodiment. can be done.

一般化すると、第2実施形態によるエッチング装置は、比較的高圧力および高電力密度のもとで、CmFn(m、nは正整数)を主に含むソースガスを電離して、CxFy(x、yは正整数)を主に含むエッチングガスを生成する。このとき、少なくともx≦mであり、並びに/あるいは、x/y≧m/nである。即ち、第2ガスとしてのエッチングガスは、第1ガスとしてのソースガスよりも低次のPFCガスとなる。一方、エッチングガスは、CFより高次であることが好ましい。従って、x≧2であることが好ましい。 Generally speaking, the etching apparatus according to the second embodiment ionizes a source gas mainly containing CmFn (where m and n are positive integers) under relatively high pressure and high power density to produce CxFy (x, y is a positive integer) is generated. Then at least x≦m and/or x/y≧m/n. That is, the etching gas as the second gas is a PFC gas of a lower order than the source gas as the first gas. On the other hand, the etching gas is preferably higher order than CF4 . Therefore, it is preferable that x≧2.

次に、第2実施形態によるガス生成方法を説明する。 Next, a gas generation method according to the second embodiment will be described.

まず、バルブV1、V3を開状態にして、ガス生成チャンバ10を減圧し、ソースガス供給部40からソースガスCmFnをガス生成チャンバ10へ供給する(S10)。このとき、ソースガス供給部40は、例えば、ソースガスCmFnを約200sccmで導入する。ソースガスCmFnは、炭素(C)およびフッ素(F)を含む高次のPFCガスであり、例えば、主にCを含むガスである。 First, the valves V1 and V3 are opened, the pressure in the gas generation chamber 10 is reduced, and the source gas CmFn is supplied from the source gas supply unit 40 to the gas generation chamber 10 (S10). At this time, the source gas supply unit 40 introduces the source gas CmFn at about 200 sccm, for example. The source gas CmFn is a high-order PFC gas containing carbon (C) and fluorine (F), for example, a gas mainly containing C4F8 .

ここで、ガス生成チャンバ10内の圧力は、エッチング処理時におけるエッチングチャンバ20内の圧力よりも高くする。例えば、ガス生成チャンバ10内のソースガスCmFnの圧力は、20Torr~400Torrである。例えば、ガス生成チャンバ10内の圧力は、約50Torrに調整される。 Here, the pressure inside the gas generation chamber 10 is made higher than the pressure inside the etching chamber 20 during the etching process. For example, the pressure of the source gas CmFn in gas generation chamber 10 is between 20 Torr and 400 Torr. For example, the pressure within gas generation chamber 10 is adjusted to approximately 50 Torr.

次に、バルブV1、V3を閉状態にして、ガス生成チャンバ10において、接地電極11とカーボン電極12との間に電界が印加され、ソースガスCmFnを電離させる(S20)。このとき、高周波電源50は、接地電極11とカーボン電極12との間の高周波電力密度を約0.5kW/cm以上とする。このように高圧力および高電力密度のもとで、ソースガスCmFnを電離しプラズマ状態にすると、分解反応が生じ、C、C、C、C、C、C等のCFよりも高次のPFCガスをエッチングガスCxFyとして生成する。 Next, the valves V1 and V3 are closed, and an electric field is applied between the ground electrode 11 and the carbon electrode 12 in the gas generation chamber 10 to ionize the source gas CmFn (S20). At this time, the high frequency power supply 50 sets the high frequency power density between the ground electrode 11 and the carbon electrode 12 to approximately 0.5 kW/cm 3 or more. When the source gas CmFn is ionized into a plasma state under such high pressure and high power density, a decomposition reaction occurs to produce C2F2 , C2F4 , C2F6 , C3F5 , A PFC gas having a higher order than CF 4 such as C 3 F 6 and C 4 F 6 is generated as the etching gas CxFy.

第2実施形態では、接地電極11と直径6.35mmのカーボン電極12との間の0.5mmのギャップに高周波電力を印加して、ソースガスCガスを電離した。その際、プラズマ暴露時間を1Hzの周波数でON/OFF制御することにより、基板W0の表面温度が約500℃以下に維持された。 In the second embodiment, high-frequency power was applied to the gap of 0.5 mm between the ground electrode 11 and the carbon electrode 12 having a diameter of 6.35 mm to ionize the source gas C 4 F 8 gas. At that time, the surface temperature of the substrate W0 was maintained at about 500° C. or less by ON/OFF controlling the plasma exposure time at a frequency of 1 Hz.

図4に高周波電力密度とソースガスCガスの分解効率の関係を示す。図4のグラフに示すように、本実施形態では、高周波電力密度を約5kW/cm以上とすることにより、100%に近い高効率でソースガスCガスを分解し改質することができた。その結果、ソースガスCガスから、86%のCと、14%のCを含有するエッチングガスが生成された。 FIG. 4 shows the relationship between the high-frequency power density and the decomposition efficiency of the C 4 F 8 source gas. As shown in the graph of FIG. 4, in this embodiment, by setting the high-frequency power density to about 5 kW/cm 3 or more, the source gas C 4 F 8 gas can be decomposed and reformed with high efficiency close to 100%. was made. As a result, an etching gas containing 86% C 2 F 4 and 14% C 2 F 6 was generated from the source gas C 4 F 8 gas.

その後、図2のステップS30以降を実行することによって、エッチングチャンバ20では、ソースガスCガスを供給したにもかかわらず、CFよりも高次のPFCガスをエッチングガスとして用いて半導体基板W1をエッチングすることができる。つまり、Cをエッチングガスとして導入できるようになり、これにより、第2実施形態も第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Thereafter, by executing step S30 and subsequent steps in FIG. 2, in the etching chamber 20, although the source gas C4F8 gas is supplied, the PFC gas having a higher order than CF4 is used as the etching gas to etch the semiconductor . Substrate W1 may be etched. In other words, C 2 F 4 can be introduced as an etching gas, whereby the second embodiment can obtain the same effect as the first embodiment.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

1 エッチング装置、10 ガス生成チャンバ、11 接地電極、12 カーボン電極、20 エッチングチャンバ、30精製装置、31 フィルタ、40 ソースガス供給部、50 高周波電源、W0,W1 半導体基板、V1~V4 バルブ、P1~P6 配管 1 Etching Device 10 Gas Generation Chamber 11 Grounding Electrode 12 Carbon Electrode 20 Etching Chamber 30 Refining Device 31 Filter 40 Source Gas Supply Unit 50 High Frequency Power Supply W0, W1 Semiconductor Substrate V1 to V4 Valve P1 ~P6 Piping

Claims (9)

エッチングガスを生成する第1チャンバと、前記エッチングガスを用いてエッチング処理を行う第2チャンバとを備えたエッチング装置におけるガス生成方法であって、
前記第1チャンバへ炭素(C)およびフッ素(F)を含む第1ガスを供給し、前記第1チャンバ内の圧力をエッチング処理時における前記第2チャンバ内の圧力よりも高くし、 前記第1チャンバ内において、前記第1ガスに高周波電力を印加して該第1ガスから炭素(C)およびフッ素(F)を含む第2ガスを生成し、
前記第2ガスをエッチングガスとして前記第2チャンバへ供給することを具備し、
前記第1ガスは、CmFn(m、nは正整数)を主に含み、
前記第2ガスは、CxFy(x、yは正整数)を主に含み、
少なくともx>mである、ガス生成方法。
A gas generation method in an etching apparatus comprising a first chamber for generating an etching gas and a second chamber for performing an etching process using the etching gas, comprising:
supplying a first gas containing carbon (C) and fluorine (F) to the first chamber, making the pressure in the first chamber higher than the pressure in the second chamber during etching, and generating a second gas containing carbon (C) and fluorine (F) from the first gas by applying high-frequency power to the first gas in the chamber;
supplying the second gas to the second chamber as an etching gas;
The first gas mainly contains CmFn (m and n are positive integers),
The second gas mainly contains CxFy (x, y are positive integers),
A method of gas generation, wherein at least x>m.
エッチングガスを生成する第1チャンバと、前記エッチングガスを用いてエッチング処理を行う第2チャンバとを備えたエッチング装置におけるガス生成方法であって、
前記第1チャンバへ炭素(C)およびフッ素(F)を含む第1ガスを供給し、前記第1チャンバ内の圧力をエッチング処理時における前記第2チャンバ内の圧力よりも高くし、 前記第1チャンバ内において、前記第1ガスに高周波電力を印加して該第1ガスから炭素(C)およびフッ素(F)を含む第2ガスを生成し、
前記第2ガスをエッチングガスとして前記第2チャンバへ供給することを具備し、
前記第1ガスは、CmFn(m、nは正整数)を主に含み、
前記第2ガスは、CxFy(x、yは正整数)を主に含み、
x/y>m/nである、ガス生成方法。
A gas generation method in an etching apparatus comprising a first chamber for generating an etching gas and a second chamber for performing an etching process using the etching gas, comprising:
supplying a first gas containing carbon (C) and fluorine (F) to the first chamber, making the pressure in the first chamber higher than the pressure in the second chamber during etching, and generating a second gas containing carbon (C) and fluorine (F) from the first gas by applying high-frequency power to the first gas in the chamber;
supplying the second gas to the second chamber as an etching gas;
The first gas mainly contains CmFn (m and n are positive integers),
The second gas mainly contains CxFy (x, y are positive integers),
A method of gas generation, wherein x/y>m/n.
エッチングガスを生成する第1チャンバと、前記エッチングガスを用いてエッチング処理を行う第2チャンバとを備えたエッチング装置におけるガス生成方法であって、
前記第1チャンバへ炭素(C)およびフッ素(F)を含む第1ガスを供給し、前記第1チャンバ内の圧力をエッチング処理時における前記第2チャンバ内の圧力よりも高くし、 前記第1チャンバ内において、前記第1ガスに高周波電力を印加して該第1ガスから炭素(C)およびフッ素(F)を含む第2ガスを生成し、
前記第2ガスをエッチングガスとして前記第2チャンバへ供給することを具備し、
前記第1ガスは、CFを主に含み、
前記第2ガスは、C、C、C、C、C、C、Cの少なくとも1つを主に含む、ガス生成方法。
A gas generation method in an etching apparatus comprising a first chamber for generating an etching gas and a second chamber for performing an etching process using the etching gas, comprising:
supplying a first gas containing carbon (C) and fluorine (F) to the first chamber, making the pressure in the first chamber higher than the pressure in the second chamber during etching, and generating a second gas containing carbon (C) and fluorine (F) from the first gas by applying high-frequency power to the first gas in the chamber;
supplying the second gas to the second chamber as an etching gas;
The first gas mainly contains CF4 ,
The second gas is a gas mainly containing at least one of C2F2 , C2F4 , C2F6 , C3F5 , C3F6 , C4F6 , and C4F8 . generation method.
前記第1チャンバは、基板を搭載可能な第1電極と、前記第1ガスに電界を印加する第2電極とを備えており、
前記第1電極と前記第2電極の間を約0.5kW/cm以上の高周波電極密度に設定可能である、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のガス生成方法。
The first chamber comprises a first electrode on which a substrate can be mounted and a second electrode for applying an electric field to the first gas,
4. The method of claim 1, wherein a radio frequency electrode density of about 0.5 kW/cm <3> or greater can be set between the first electrode and the second electrode.
エッチングガスを生成する第1チャンバと、前記エッチングガスを用いてエッチング処理を行う第2チャンバとを備えたエッチング装置におけるガス生成方法であって、
前記第1チャンバへ炭素(C)およびフッ素(F)を含む第1ガスを供給し、前記第1チャンバ内の圧力をエッチング処理時における前記第2チャンバ内の圧力よりも高くし、 前記第1チャンバ内において、前記第1ガスに高周波電力を印加して該第1ガスから炭素(C)およびフッ素(F)を含む第2ガスを生成し、
前記第2ガスをエッチングガスとして前記第2チャンバへ供給することを具備し、
前記第1チャンバは、前記第1ガスに電界を印加する第1および第2電極を備え、
前記第2ガスの生成において、前記第1電極と前記第2電極との間にある前記第1ガスを電離させることによって前記第2ガスを生成し、
前記第1ガスは、CmFn(m、nは正整数)を主に含み、
前記第2ガスは、CxFy(x、yは正整数)を主に含み、
少なくともx≦mである、ガス生成方法。
A gas generation method in an etching apparatus comprising a first chamber for generating an etching gas and a second chamber for performing an etching process using the etching gas, comprising:
supplying a first gas containing carbon (C) and fluorine (F) to the first chamber, making the pressure in the first chamber higher than the pressure in the second chamber during etching, and generating a second gas containing carbon (C) and fluorine (F) from the first gas by applying high-frequency power to the first gas in the chamber;
supplying the second gas to the second chamber as an etching gas;
the first chamber comprises first and second electrodes that apply an electric field to the first gas;
In generating the second gas, generating the second gas by ionizing the first gas between the first electrode and the second electrode;
The first gas mainly contains CmFn (m and n are positive integers),
The second gas mainly contains CxFy (x, y are positive integers),
A method of gas generation, wherein at least x≦m.
前記第1電極と前記第2電極の間を約5kW/cm以上の高周波電極密度に設定可能である、請求項5に記載のガス生成方法。 6. The gas generation method of claim 5, wherein a radio frequency electrode density of about 5 kW/cm3 or greater can be set between the first electrode and the second electrode. 炭素(C)およびフッ素(F)を含む第1ガスに高周波電力を印加して該第1ガスから炭素(C)およびフッ素(F)を含む第2ガスを生成する第1チャンバと、
前記第2ガスをエッチングガスとして用いてエッチング処理を行う第2チャンバとを備え、
前記第2ガスの生成時における前記第1チャンバ内の圧力は、エッチング処理時における前記第2チャンバ内の圧力よりも高く、
前記第1チャンバと前記第2チャンバとの間に設けられ、前記第2ガスから不要なガスを取り除く、もしくは不要なガスも含む第2ガスから必要となるガス群を吸着・脱離して抽出する精製部をさらに備える、エッチング装置。
a first chamber for applying high frequency power to a first gas containing carbon (C) and fluorine (F) to generate a second gas containing carbon (C) and fluorine (F) from the first gas;
a second chamber for performing an etching process using the second gas as an etching gas;
The pressure in the first chamber during generation of the second gas is higher than the pressure in the second chamber during etching,
Provided between the first chamber and the second chamber, removing unnecessary gases from the second gas, or adsorbing/desorbing and extracting necessary gas groups from the second gas including unnecessary gases An etching apparatus further comprising a refining unit.
前記第1チャンバは、基板を搭載可能な第1電極と、前記第1ガスに電界を印加する第2電極とを備えている、請求項7に記載のエッチング装置。 8. The etching apparatus according to claim 7, wherein said first chamber comprises a first electrode on which a substrate can be mounted, and a second electrode for applying an electric field to said first gas. 前記第1電極と対向する前記第2電極の対向面は略円形であり、
前記第2電極の前記対向面の直径は約10mmであり、
前記第1電極と前記第2電極との間の距離は約5mm以下である、請求項8に記載のエッチング装置。
The facing surface of the second electrode facing the first electrode is substantially circular,
the diameter of the facing surface of the second electrode is about 10 mm;
9. The etching apparatus of claim 8, wherein the distance between said first electrode and said second electrode is about 5 mm or less.
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CN115666005B (en) * 2022-12-15 2023-02-24 赛福仪器承德有限公司 Plasma etching machine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009049283A (en) 2007-08-22 2009-03-05 Sekisui Chem Co Ltd Plasma surface treatment method and equipment

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3499104B2 (en) * 1996-03-01 2004-02-23 株式会社日立製作所 Plasma processing apparatus and plasma processing method
TW473857B (en) * 1996-04-26 2002-01-21 Hitachi Ltd Method of manufacturing semiconductor device
JP4701776B2 (en) * 2005-03-25 2011-06-15 東京エレクトロン株式会社 Etching method and etching apparatus
US9373521B2 (en) * 2010-02-24 2016-06-21 Tokyo Electron Limited Etching processing method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009049283A (en) 2007-08-22 2009-03-05 Sekisui Chem Co Ltd Plasma surface treatment method and equipment

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