JP7382848B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Description
図1は、本開示の一実施形態におけるエッチング装置1の一例を示す概略断面図である。エッチング装置1は、装置本体10と、装置本体10を制御する制御装置11とを備える。装置本体10は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置であり、表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等により形成された略円筒状のチャンバ12を有する。チャンバ12は保安接地されている。エッチング装置1は、基板処理装置の一例である。
次に、図1で説明されたエッチング装置1によってエッチングされる基板Wの構造について説明する。本実施形態における基板Wは、例えば三次元構造の多層膜を有するNAND型フラッシュメモリの構造を形成するために用いられる。図2は、エッチング前の基板Wの断面の一例を示す図である。
図4は、プラズマエッチングにおけるチャンバ12内の電子の動きの一例を示す模式図である。第1のRF電源62からの第1のRF信号および第2のRF電源63からの第2のRF信号が基台16に供給されることにより、チャンバ12内に供給されたガスからプラズマが生成される。プラズマ中にはイオン200やラジカル等が含まれる。チャンバ12内にプラズマが生成されることにより、基台16付近にシース203が発生する。シース203により、プラズマに含まれるイオン200が基板Wに引き込まれ、基板Wがエッチングされる。
また、RF信号の電圧のピークツーピーク(Vpp)の大きさは、チャンバ12内の状態によって変化する。例えば、プラズマエッチングの実行時間が長くなると、チャンバ12の内壁に付着したデポの影響や、チャンバ12内の部品の消耗等により、チャンバ12とプラズマとの間のインピーダンスが変化する。これにより、整合器60および61の制御量が変化し、RF信号のVppの大きさが変化する場合がある。RF信号のVppの大きさが変化すると、導電膜104上に形成されるポリマーの量が変化する。
図10は、エッチングが終了した直後のホールHの状態の一例を示す模式図である。エッチングが終了した直後は、例えば図10に示されるように、ホールHの底部にポリマー106が形成されている。ポリマー106と導電膜104との間には、酸素含有ガスとの反応によって酸化膜108が形成されている。
図13は、エッチング方法の一例を示すフローチャートである。図13に例示されたエッチング方法は、例えば、制御装置11のプロセッサが制御装置11のメモリに格納されたプログラムを読み出して実行し、制御装置11の入出力インターフェイスを介して装置本体10の各部を制御することによって実現される。図13に例示されたエッチング方法は、基板処理方法の一例である。
圧力:10~30mTorr
第1のRF信号の電力:1000~2000W
第2のRF信号の電力:3000~6000W
負の直流電圧:-300~-100V
C4F8ガス:20~40sccm
C4F6ガス:5~20sccm
O2ガス:10~30sccm
Arガス:300~600sccm
圧力:10~30mTorr
第1のRF信号の電力:200~2000W
第2のRF信号の電力:100~1000W
N2ガス:50~200sccm
Arガス:100~500sccm
処理時間:5~20秒
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
H ホール
P パターン
S 処理空間
W 基板
1 エッチング装置
10 装置本体
11 制御装置
12 チャンバ
12a 導体
12e 排気口
12g 開口部
14 支持部
16 基台
18 静電チャック
20 電極
22 直流電源
24 流路
26 配管
28 配管
30 上部電極
32 絶縁性遮蔽部材
34 電極板
34a ガス吐出孔
36 電極支持体
36a 拡散室
36b ガス流通孔
36c ガス導入口
38 配管
40 ガス供給源
42 バルブ
43 スプリッタ
44 流量制御器
46 デポシールド
48 バッフル板
50 排気装置
52 排気管
54 ゲートバルブ
56 導電性部材
58 給電棒
58a 棒状導電部材
58b 筒状導電部材
58c 絶縁部材
60 整合器
61 整合器
62 第1のRF電源
63 第2のRF電源
64 スイッチ
65 可変直流電源
66 LPF
67 スイッチ
100 マスク膜
102 絶縁膜
104 導電膜
106 ポリマー
108 酸化膜
200 イオン
201 シース
202 電子
203 シース
Claims (17)
- チャンバにおける基板処理方法であって、
前記チャンバは、基板を載置する載置台と、前記載置台に対向する上部電極と、前記チャンバ内に処理ガスを供給するためのガス供給口とを備え、
a)前記載置台に基板を提供する工程と、
b)前記チャンバ内に第1の処理ガスを供給する工程と、
c)前記上部電極に負の直流電圧を連続的に供給しながら、RF信号を連続的に供給することにより、前記第1の処理ガスからプラズマを生成する工程と、
d)前記上部電極に負の直流電圧を連続的に供給しながら、パルス状のRF信号を供給することにより、前記第1の処理ガスからプラズマを生成する工程と
を含み、
前記c)と前記d)とは交互に繰り返し実行され、
前記c)の1回あたりの期間は30秒以下である、基板処理方法。 - 前記d)の1回あたりの期間は60秒以下である、請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記d)において、
前記パルス状のRF信号の1周期に対する前記RF信号が供給される期間の比は、90%以上である、請求項1または2に記載の基板処理方法。 - 前記d)において、
前記パルス状のRF信号の1周期の期間は、50ミリ秒以下である、請求項1から3のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記d)において、
前記パルス状のRF信号の周波数は20Hz以上である、請求項1から4のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記d)において、
前記パルス状のRF信号のデューティ比は90%以上である、請求項1から5のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記d)において、
前記RF信号の供給が遮断されている期間に前記上部電極に供給される負の直流電圧の絶対値は、前記RF信号が供給されている期間に前記上部電極に供給される負の直流電圧の絶対値より大きい、請求項1から6のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記基板は、導電膜と、前記導電膜上に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられ、予め定められたパターンが形成されたマスク膜とを有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記絶縁膜は、酸化膜であり、
前記導電膜は、シリコンまたはタングステンの膜である、請求項8に記載の基板処理方法。 - 前記第1の処理ガスには、
炭素およびフッ素を含有するガス、酸素含有ガス、および希ガスが含まれる、請求項1から9のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記炭素およびフッ素を含有するガスは、C4F8ガスまたはC4F6ガスであり、
前記酸素含有ガスは、O2ガスまたはCOガスであり、
前記希ガスは、Arガスである、請求項10に記載の基板処理方法。 - e)前記c)および前記d)の繰り返しの後に実行される、前記チャンバ内に窒素含有ガスおよび希ガスを含む第2の処理ガスを供給する工程と、
f)前記チャンバ内に前記RF信号を供給することにより前記第2の処理ガスからプラズマを生成し、前記c)および前記d)によって前記基板に形成されたホール内に残存するポリマーを除去する工程と
をさらに含む、請求項10または11に記載の基板処理方法。 - 前記窒素含有ガスは、N2ガスであり、
前記希ガスは、Arガスである、請求項12に記載の基板処理方法。 - 前記c)および前記d)において、
前記パルス状のRF信号の電圧のピークツーピークの大きさが予め定められた範囲内となるように制御される、請求項1から13のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - a)チャンバに配置された基板載置台に基板を提供する工程と、
b)前記チャンバ内に第1の処理ガスを供給する工程と、
c)前記基板載置台に対向するように設けられた上部電極に負の直流電圧を連続的に供給しながら、RF信号を前記チャンバに連続的に供給することにより、前記チャンバ内で前記第1の処理ガスからプラズマを生成する工程と、
d)前記上部電極に負の直流電圧を連続的に供給しながら、パルス状のRF信号を供給することにより、前記第1の処理ガスからプラズマを生成する工程と、
を含み、
前記c)と前記d)とは交互に繰り返し実行され、
前記c)の処理期間が前記d)の処理期間よりも短い、基板処理方法。 - チャンバと、
前記チャンバ内に設けられた上部電極と、
前記上部電極に対向し、基板を載置する載置台と、
RF信号を供給するRF信号供給部と、
前記上部電極に負の直流電圧を供給する電圧供給部と、
制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
a)前記載置台に前記基板を提供する工程と、
b)前記チャンバ内に第1の処理ガスを供給する工程と、
c)前記上部電極に負の直流電圧を連続的に供給しながら、前記チャンバ内にRF信号を連続的に供給することにより、前記第1の処理ガスからプラズマを生成する工程と、
d)前記上部電極に負の直流電圧を連続的に供給しながら、パルス状の前記RF信号を供給することにより、前記第1の処理ガスからプラズマを生成する工程と
を含み、
前記c)と前記d)とは交互に繰り返し実行され、
前記c)の1回あたりの期間は30秒以下である、基板処理装置。 - チャンバと、
前記チャンバ内に設けられた上部電極と、
前記上部電極に対向し、基板を載置する載置台と、
RF信号を供給するRF信号供給部と、
前記上部電極に負の直流電圧を供給する電圧供給部と、
制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
a)チャンバに配置された基板載置台に基板を提供する工程と、
b)前記チャンバ内に第1の処理ガスを供給する工程と、
c)前記基板載置台に対向するように設けられた上部電極に負の直流電圧を連続的に供給しながら、RF信号を前記チャンバに連続的に供給することにより、前記チャンバ内で前記第1の処理ガスからプラズマを生成する工程と、
d)前記上部電極に負の直流電圧を連続的に供給しながら、パルス状のRF信号を供給することにより、前記第1の処理ガスからプラズマを生成する工程と、
を含み、
前記c)と前記d)とは交互に繰り返し実行され、
前記c)の処理期間が前記d)の処理期間よりも短い、基板処理方法。
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