JP7348672B2 - プラズマ処理方法及びプラズマ処理システム - Google Patents
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Description
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図1は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。
図2は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法(以下「本処理方法」ともいう。)を示すフローチャートである。図2に示すように、本処理方法は、基板を提供する工程ST1と、基板支持部の温度を設定する工程ST2と、基板上のエッチング対象膜をエッチングする工程ST3とを含む。各工程における処理は、図1に示すプラズマ処理システムで実行されてよい。以下では、制御部2がプラズマ処理装置1の各部を制御して、基板Wに対して本処理方法を実行する場合を例に説明する。
工程ST1において、基板Wは、プラズマ処理装置1のプラズマ処理空間10s内に提供される。基板Wは、基板支持部11の上面に、上部電極と対向するように配置され、静電チャック1111により基板支持部11に保持される。
工程ST2において、基板支持部11の温度を目標温度に設定する。目標温度は、例えば、0度以下でよい。目標温度は、-10℃以下、-20℃以下、-30℃以下、-40℃以下、-50℃以下、-60℃以下又は-70℃以下でもよい。
工程ST3において、エッチング対象膜EFがエッチングされる。工程ST3は、処理ガスを供給する工程ST31、及び、処理ガスからプラズマを生成する工程ST32を含む。工程ST3における処理の間、基板支持部11の温度は、工程ST2で設定した目標温度に設定される。
次に、本処理方法の実施例について説明する。本開示は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例1及び2では、プラズマ処理装置1を用いて本処理方法を適用し、図3に示す基板Wと同様の構造を有する基板をエッチングした。マスク膜MFとしては、ポリシリコン膜を用いた。エッチング膜EFとしては、シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された2層膜を用いた。処理ガスは、HFガス、WF6ガス、C4F8ガス及びO2ガスを含んでいた。実施例1の処理ガスは、HFガスを85体積%以上含み、WF6ガスを0.2体積%含んでいた。実施例2の処理ガスは、HFガスを85体積%以上含み、WF6ガスを0.5体積%含んでいた。エッチング中の基板支持部の目標温度は-70℃に設定した。またバイアス信号として、バイアスDC信号のパルス波をデューティ比20%で下部電極に供給した。
プラズマ処理装置1を用いて、実施例1及び2と同様の基板をエッチングした。参考例1にかかる処理ガスは、HFガス、C4F8ガス及びO2ガスを含んでおり、WF6ガスを含んでいなかった。この点を除き、実施例1及び実施例2と同一のエッチング条件でエッチングをおこなった。
プラズマ処理装置1を用いて本処理方法を適用し、実施例1及び実施例2と同様の基板をエッチングした。実施例3及び実施例4にかかる処理ガスは、WF6ガスを0.3体積%含むことを除き、実施例1及び実施例2と同一である。実施例3では、バイアスDC信号のパルス波のデューティ比を30%とした。また実施例4では、バイアスDC信号のパルス波のデューティ比を20%とした。この点を除き、実施例1及び実施例2と同一のエッチング条件でエッチングをおこなった。
タングステン含有ガスと、当該タングステン含有ガスよりも流量の多いフッ化水素ガスとを含む、エッチングガス組成物。
チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるデバイス製造方法であって、
(a)シリコン含有膜と前記シリコン含有膜上のマスク膜とを有する基板を、チャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、
(b)タングステン含有ガスと、当該タングステン含有ガスよりも流量の多いフッ化水素ガスとを含む処理ガスからプラズマを生成して、前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、
を含む、デバイス製造方法。
チャンバ、前記チャンバ内に設けられた基板支持部及びプラズマ生成部を備えるプラズマ処理システムのコンピュータに、
(a)シリコン含有膜と前記シリコン含有膜上のマスク膜とを有する基板を、前記基板支持部上に提供し、
(b)前記プラズマ生成部から供給する電力により、タングステン含有ガスと、当該タングステン含有ガスよりも流量の多いフッ化水素ガスとを含む処理ガスからプラズマを生成して、前記シリコン含有膜をエッチングする、
制御を実行させる、プログラム。
付記3に記載のプログラムを格納した、記憶媒体。
Claims (23)
- チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
(a)シリコン含有膜と前記シリコン含有膜上のマスク膜とを有する基板を、チャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、
(b)タングステン含有ガスとフッ化水素ガスとを含む処理ガスを前記チャンバ内に供給する工程と、
(c)前記処理ガスからプラズマを生成して、前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、
前記(c)において、前記タングステン含有ガス中のタングステンにより前記マスク膜上に保護膜を形成しつつ、前記シリコン含有膜をエッチングする、
プラズマ処理方法。 - 前記タングステン含有ガスは、WFaClb(a及びbはそれぞれ0以上6以下の整数であり、aとbとの和は2以上6以下である)ガスである、請求項1に記載のプラズマ処理方法。
- 前記タングステン含有ガスは、WF6ガス及びWCl6ガスの少なくともいずれかのガスである、請求項1又は請求項2のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
- 前記処理ガスに含まれるガスのうち、前記フッ化水素ガスの流量が最も多い、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
(a)シリコン含有膜と前記シリコン含有膜上のマスク膜とを有する基板を、チャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、
(b)タングステン含有ガスと、フッ化水素ガスと、リン含有ガスと、炭素含有ガス、酸素含有ガス及びフッ素以外のハロゲン含有ガスの群から選択される少なくとも1種のガスとを含む処理ガスを前記チャンバ内に供給する工程と、
(c)前記処理ガスからプラズマを生成して、前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、
を含み、
前記処理ガスに含まれるガスのうち、前記タングステン含有ガスの流量が最も少なく、前記タングステン含有ガスの流量は、前記処理ガスの総流量に対して1体積%以下である、プラズマ処理方法。 - 前記タングステン含有ガスの流量は、前記処理ガスの総流量に対して5体積%以下である、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記フッ化水素ガスの流量は、前記タングステン含有ガスの流量の10倍以上である、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記処理ガスは、炭素含有ガス、酸素含有ガス及びフッ素以外のハロゲン含有ガスの群から選択される少なくとも1種のガスをさらに含む、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記炭素含有ガスは、CxFyガス(x、yは正の整数)又はCsHtFuガス(s、t,uは正の整数)である、請求項8に記載のプラズマ処理方法。
- 前記フッ素以外のハロゲン含有ガスは、塩素含有ガスである、請求項8に記載のプラズマ処理方法。
- 前記処理ガスは、リン含有ガスをさらに含む請求項1乃至請求項10のいずれかに記載のプラズマ処理方法。
- 前記リン含有ガスは、ハロゲン化リンガスである、請求項11に記載のプラズマ処理方法。
- 前記(c)において、前記基板支持部の温度が0℃以下に設定される、請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記(c)において、前記基板支持部の温度は-50℃以下に設定される、請求項13に記載のプラズマ処理方法。
- 前記マスク膜は、タングステン含有膜である、請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記マスク膜は、WC膜又はWSi膜である、請求項15に記載のプラズマ処理方法。
- 前記(c)において、前記タングステン含有ガス中のタングステンが、前記プラズマ中の水素の活性種により還元されて、前記マスク膜上に保護膜を形成しつつ、前記シリコン含有膜をエッチングする、請求項1乃至請求項16のいずれか1項に記載のプラズマ処理方法。
- チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
(a)シリコン含有膜と前記シリコン含有膜上のマスク膜とを有する基板を、チャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、
(b)処理ガスを前記チャンバ内に供給する工程と、
(c)前記処理ガスからプラズマを生成し、前記プラズマに含まれるHF種により、前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、
前記処理ガスは、タングステン含有ガスを含み、前記(c)において、前記タングステン含有ガス中のタングステンにより前記マスク膜上に保護膜を形成しつつ、前記シリコン含有膜をエッチングする、
プラズマ処理方法。 - 前記HF種は、HFガス及びハイドロフルオロカーボンガスからなる群から選択される少なくとも1種のガスから生成される、請求項18に記載のプラズマ処理方法。
- 前記HF種は、炭素数が2以上のハイドロフルオロカーボンガスから生成される、請求項18に記載のプラズマ処理方法。
- 前記HF種は、CH2F2ガス、C3H2F4ガス、C3H2F6ガス及びC4H2F6ガスからなる群から選択される少なくとも1種のガスから生成される、請求項18に記載のプラズマ処理方法。
- チャンバ、前記チャンバ内に設けられた基板支持部、プラズマ生成部、及び、制御部を備え、
前記制御部は、
(a)シリコン含有膜と前記シリコン含有膜上のマスク膜とを有する基板を、前記基板支持部上に配置し、
(b)タングステン含有ガスとフッ化水素ガスとを含む処理ガスを前記チャンバ内に供給し、
(c)前記処理ガスからプラズマを生成して、前記タングステン含有ガス中のタングステンにより前記マスク膜上に保護膜を形成しつつ、前記シリコン含有膜をエッチングする、
制御を実行する、プラズマ処理システム。 - チャンバ、前記チャンバ内に設けられた基板支持部、プラズマ生成部、及び、制御部を備え、
前記制御部は、
(a)シリコン含有膜と前記シリコン含有膜上のマスク膜とを有する基板を、前記基板支持部上に配置し、
(b)処理ガスを前記チャンバ内に供給し、
(c)前記処理ガスからプラズマを生成し、前記プラズマに含まれるHF種により、前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、
前記処理ガスは、タングステン含有ガスを含み、
前記(c)において、前記タングステン含有ガス中のタングステンにより前記マスク膜上に保護膜を形成しつつ、前記シリコン含有膜をエッチングする、
制御を実行する、プラズマ処理システム。
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