JP7407162B2 - Etching method and etching device - Google Patents
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Description
本発明は、エッチング方法およびエッチング装置に関する。 The present invention relates to an etching method and an etching apparatus.
シリコン基板の表面に形成された自然酸化膜をエッチングによって除去する酸化膜除去装置が知られている。酸化膜除去装置は、マイクロ波を用いて生成したプラズマ中に含まれるラジカルを用いて自然酸化膜のエッチャントを生成し、生成されたエッチャントによって自然酸化膜をシリコンを含む錯体に変える。錯体の熱分解温度は、自然酸化膜の熱分解温度よりも低い。そして、酸化膜除去装置は、錯体とともにシリコン基板を加熱することによって、錯体をシリコン基板上から気化させる。これにより、酸化膜除去装置は、自然酸化膜をシリコン基板から除去する。酸化膜除去装置は、一度に複数のシリコン基板を処理することが可能である(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art An oxide film removal apparatus is known that removes a natural oxide film formed on the surface of a silicon substrate by etching. The oxide film removal device uses radicals contained in plasma generated using microwaves to generate an etchant for the natural oxide film, and the generated etchant converts the natural oxide film into a complex containing silicon. The thermal decomposition temperature of the complex is lower than that of the native oxide film. Then, the oxide film removal device vaporizes the complex from above the silicon substrate by heating the silicon substrate together with the complex. Thereby, the oxide film removal device removes the natural oxide film from the silicon substrate. The oxide film removal apparatus is capable of processing multiple silicon substrates at once (see, for example, Patent Document 1).
また、マイクロ波を用いて生成したプラズマを使用することなく、上記酸化膜除去装置と同様にエッチングを実行することも可能であることが知られている。エッチングに使用するガス種を変更することで、プラズマを使用することなく酸化膜の除去を行うことができる。 Furthermore, it is known that etching can be performed in the same manner as the oxide film removal apparatus described above without using plasma generated using microwaves. By changing the type of gas used for etching, the oxide film can be removed without using plasma.
ところで、同時に複数の基板を処理するバッチ式装置の場合、エッチャントを生成するための複数のガスは、装置の処理槽内において基板の外周部から吹き付けられる。外周部から吹き付けられたエッチャントは、エッチング反応を行い基板表面で消費されながら処理槽内に備えられた排気部へ進むため、消費された量に応じて処理槽内での処理中のエッチャント濃度に分布が生じる。これにより、基板表面のエッチング速度にも分布が生じ、目的のエッチング量に分布が生じる。 Incidentally, in the case of a batch-type apparatus that processes a plurality of substrates at the same time, a plurality of gases for generating etchants are blown from the outer periphery of the substrate in the processing tank of the apparatus. The etchant sprayed from the outer periphery undergoes an etching reaction and is consumed on the substrate surface before proceeding to the exhaust section provided in the processing tank, so the etchant concentration during processing in the processing tank changes depending on the amount consumed. A distribution occurs. This causes a distribution in the etching rate of the substrate surface, resulting in a distribution in the target etching amount.
なお、こうした課題は、エッチング対象である基板がシリコン酸化物層だけでなく、シリコン窒化物層を備える場合にも生じる。また、処理対象の表面積が大きいほど、大きな影響を持つことも知られている。 Note that such a problem also occurs when the substrate to be etched includes not only a silicon oxide layer but also a silicon nitride layer. It is also known that the larger the surface area of the object to be treated, the greater the effect.
また、プラズマを使用するエッチングにおいて、エッチャントの生成に用いられるラジカルは、他のガスや誘導されるラジカル誘導管内や分散機構との壁との衝突により励起状態を失う。そのため、複数のシリコン基板のうち、酸化膜除去装置におけるラジカル誘導管内や分散機構の形状に応じて、シリコン基板間において励起されたラジカルの到達量に分布が生じる。これにより、酸化膜のエッチング量もシリコン基板間において分布を有する。 Furthermore, in etching using plasma, radicals used to generate an etchant lose their excited state due to collisions with other gases, the inside of the induced radical guide tube, and the walls of the dispersion mechanism. Therefore, among the plurality of silicon substrates, the amount of excited radicals reaching the silicon substrates varies depending on the shape of the radical guide tube and the dispersion mechanism in the oxide film removal apparatus. As a result, the etching amount of the oxide film also has a distribution among the silicon substrates.
上記課題を解決するためのエッチング方法は、真空槽に収容される複数の基板の各々が、第1処理対象と第2処理対象とを備え、前記第1処理対象がシリコン酸化物層であり、前記第2処理対象がシリコン窒化物層または前記シリコン酸化物層に覆われたシリコン層であり、NH3ガスとHFガスとを前記真空槽に導入することによって、前記第1処理対象をエッチングする第1工程と、前記第1工程後に、NH3ガスを含むガスから生成されたプラズマと、NF3ガスとを前記真空槽に供給することによって、前記第2処理対象をエッチングする第2工程と、を含む。 In an etching method for solving the above problems, each of a plurality of substrates housed in a vacuum chamber includes a first processing target and a second processing target, the first processing target is a silicon oxide layer, The second processing target is a silicon layer covered with a silicon nitride layer or the silicon oxide layer, and the first processing target is etched by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber. a first step, and a second step of etching the second target by supplying plasma generated from a gas containing NH3 gas and NF3 gas to the vacuum chamber after the first step; ,including.
上記エッチング方法によれば、第1工程において、第1処理対象のエッチングをNH3ガスおよびHFガスを用いて行うから、第1工程と第2工程との両方においてプラズマを用いてエッチングを行う場合に比べて、基板間においてエッチング量に分布が生じにくい。 According to the above etching method, in the first step, the first processing target is etched using NH 3 gas and HF gas, so when etching is performed using plasma in both the first step and the second step, Compared to the above, the etching amount is less likely to be distributed among the substrates.
上記エッチング方法において、前記真空槽にNH3ガスを導入するNH3ガス導入口、および、前記真空槽にHFガスを導入するHFガス導入口の少なくとも一方が、対象口であり、前記第1工程よりも前に、前記対象口の位置を変えることによって、前記基板の中心と前記対象口との間の距離を変える変更工程を含んでもよい。このエッチング方法によれば、対象口と基板の中心との間の距離を変えることによって、基板の面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。 In the above etching method, at least one of an NH 3 gas introduction port for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber and an HF gas introduction port for introducing HF gas into the vacuum chamber is the target port, and the first step The method may further include a changing step of changing the distance between the center of the substrate and the target aperture by changing the position of the target aperture. According to this etching method, by changing the distance between the target opening and the center of the substrate, it is possible to change the distribution of the amount of etching within the plane of the substrate.
上記エッチング方法において、前記基板にNH3ガスを導入するNH3ガス導入口、および、前記基板にHFガスを導入するHFガス導入口のいずれか一方が、対象口であり、前記第1工程よりも前に、複数の前記対象口において、各対象口から供給されるガスの流量を独立して設定する設定工程を含んでもよい。 In the above etching method, either the NH 3 gas introduction port for introducing NH 3 gas into the substrate or the HF gas introduction port for introducing HF gas into the substrate is the target port, and from the first step The method may also include a setting step of independently setting the flow rate of gas supplied from each target port in the plurality of target ports.
上記エッチング方法によれば、各対象口から供給されるガスの流量を設定することが可能であるから、1つの対象口から導入されるガスの流量を変更することや、第1の対象口から供給されるガスの流量と、第2の対象口から供給されるガスの流量との比を変えることなどによって、基板の面内におけるエッチングの分布を変えることが可能である。 According to the above etching method, it is possible to set the flow rate of gas supplied from each target port, so it is possible to change the flow rate of gas introduced from one target port or from the first target port. It is possible to change the etching distribution within the plane of the substrate by, for example, changing the ratio of the flow rate of the supplied gas to the flow rate of the gas supplied from the second target port.
上記エッチング方法において、前記設定工程は、全ての前記対象口から導入するガスの総流量を保ち、かつ、各対象口から導入する前記ガスの流量を変えてもよい。このエッチング方法によれば、真空槽に導入されるガスの総流量を変えずに対象口から導入するガスの流量を変えるから、真空槽内における圧力の変動を抑えつつ、基板の面内においてガスの分布を変えることが可能である。これによって、基板の面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。 In the etching method described above, in the setting step, the total flow rate of the gas introduced from all the target ports may be maintained, and the flow rate of the gas introduced from each target port may be changed. According to this etching method, the flow rate of the gas introduced from the target port is changed without changing the total flow rate of the gas introduced into the vacuum chamber, so the gas flow within the plane of the substrate is suppressed while suppressing pressure fluctuations within the vacuum chamber. It is possible to change the distribution of This makes it possible to change the distribution of etching amount within the plane of the substrate.
上記課題を解決するためのエッチング装置は、基板が、第1処理対象と第2処理対象とを備え、前記第1処理対象がシリコン酸化物層であり、前記第2処理対象がシリコン窒化物層または前記シリコン酸化物層に覆われたシリコン層であり、複数の前記基板を収容する真空槽と、NH3ガスとHFガスとを前記真空槽に導入することによって、前記第1処理対象をエッチングする第1処理部と、前記第1処理対象による処理の後に、NH3ガスを含むガスから生成されたプラズマと、NF3ガスとを前記真空槽に導入することによって、前記第2処理対象をエッチングする第2処理部と、を備える。 In an etching apparatus for solving the above problems, the substrate includes a first processing target and a second processing target, the first processing target is a silicon oxide layer, and the second processing target is a silicon nitride layer. or a silicon layer covered with the silicon oxide layer, and the first processing target is etched by introducing a vacuum chamber containing a plurality of the substrates and NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber. After the processing by the first processing section and the first processing object, plasma generated from a gas containing NH 3 gas and NF 3 gas are introduced into the vacuum chamber, thereby treating the second processing object. and a second processing section for etching.
上記エッチング装置によれば、第1処理部が第1処理対象のエッチングをNH3ガスおよびHFガスを用いて行うから、第1処理部および第2処理部の両方がプラズマを用いてエッチングを行う場合に比べて、基板間においてエッチング量に分布が生じにくい。 According to the etching apparatus, the first processing section etches the first processing target using NH 3 gas and HF gas, so both the first processing section and the second processing section perform etching using plasma. Compared to the case, the etching amount is less likely to be distributed among the substrates.
上記エッチング装置において、前記真空槽にNH3ガスを導入するNH3ガス導入口と、前記真空槽にHFガスを導入するHFガス導入口と、を備え、前記NH3ガス導入口と前記HFガス導入口との少なくとも一方が、対象口であり、前記エッチング装置は、複数の前記対象口の候補を備え、前記基板の中心と、1つの前記候補との間の距離が、前記中心と他の前記候補との間の距離と異なってもよい。 The etching apparatus described above includes an NH 3 gas introduction port for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber, and an HF gas introduction port for introducing HF gas into the vacuum chamber, and the NH 3 gas introduction port and the HF gas At least one of the introduction ports is a target opening, and the etching apparatus includes a plurality of candidates for the target opening, and the distance between the center of the substrate and one of the candidates is such that the distance between the center and the other It may be different from the distance between the candidate and the candidate.
上記エッチング装置によれば、対象口の候補を複数備えるから、第1の候補を対象口に選択した場合と、第2の候補を対象口に選択した場合との間において、対象口と基板の中心との間の距離を変えることが可能である。これによって、第1の候補を対象口に選択した場合と、第2の候補を対象口に選択した場合との間において、基板の面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。 According to the above-mentioned etching apparatus, since a plurality of candidates for the target opening are provided, the difference between the target opening and the substrate between the case where the first candidate is selected as the target opening and the case where the second candidate is selected as the target opening is determined. It is possible to change the distance from the center. Thereby, it is possible to change the distribution of the etching amount in the plane of the substrate between the case where the first candidate is selected as the target hole and the case where the second candidate is selected as the target hole.
上記エッチング装置において、前記真空槽にNH3ガスを導入するNH3ガス導入口と、前記真空槽にHFガスを導入するHFガス導入口と、を備え、前記NH3ガス導入口と前記HFガス導入口との少なくとも一方が、対象口であり、前記エッチング装置は、前記基板の中心と前記対象口との間の距離を変更するように前記対象口を移動させる移動機構をさらに備えてもよい。 The etching apparatus described above includes an NH 3 gas introduction port for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber, and an HF gas introduction port for introducing HF gas into the vacuum chamber, and the NH 3 gas introduction port and the HF gas At least one of the introduction port and the target port may be a target port, and the etching apparatus may further include a moving mechanism that moves the target port so as to change a distance between the center of the substrate and the target port. .
上記エッチング装置によれば、移動機構が対象口を移動させることによって、対象口と基板の中心との間の距離を変えることが可能であり、これによって、基板の面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。 According to the etching apparatus described above, by moving the target opening by the moving mechanism, it is possible to change the distance between the target opening and the center of the substrate, thereby controlling the distribution of the etching amount within the plane of the substrate. It is possible to change.
上記エッチング装置において、前記真空槽にNH3ガスを導入するNH3ガス導入口と、前記真空槽にHFガスを導入するHFガス導入口と、を備え、前記NH3ガス導入口と前記HFガス導入口とのいずれか一方が、対象口であり、前記エッチング装置は、複数の前記対象口を備え、前記エッチング装置は、各対象口に対して当該対象口から供給するガスの流量を制御する流量制御部を1つずつ備えてもよい。このエッチング装置によれば、1つの対象口に対して1つの流量制御部を備えるから、各対象口から供給するガスの流量における組み合わせの自由度を高めることが可能である。 The etching apparatus described above includes an NH 3 gas introduction port for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber, and an HF gas introduction port for introducing HF gas into the vacuum chamber, and the NH 3 gas introduction port and the HF gas Either one of the inlet port and the target port is a target port, the etching device includes a plurality of target ports, and the etching device controls the flow rate of gas supplied from the target port to each target port. One flow control section may be provided. According to this etching apparatus, since one flow rate control section is provided for one target port, it is possible to increase the degree of freedom in combining the flow rates of gases supplied from each target port.
上記エッチング装置において、前記流量制御部は、全ての前記対象口から導入するガスの総流量を保ち、かつ、各対象口から導入する前記ガスの流量を変えるように前記ガスの前記流量を制御してもよい。 In the etching apparatus, the flow rate control unit controls the flow rate of the gas so as to maintain the total flow rate of the gas introduced from all the target ports and to change the flow rate of the gas introduced from each target port. You can.
上記エッチング装置によれば、流量制御部がガスの総流量を変えずに対象口から導入するガスの流量を変えるから、真空槽内における圧力の変動を抑えつつ、基板の面内においてガスの分布を変えることが可能である。これによって、基板の面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。 According to the above etching apparatus, the flow rate controller changes the flow rate of the gas introduced from the target port without changing the total gas flow rate, thereby suppressing pressure fluctuations in the vacuum chamber and distributing the gas within the plane of the substrate. It is possible to change. This makes it possible to change the distribution of etching amount within the plane of the substrate.
上記課題を解決するためのエッチング装置は、複数の基板を収容する真空槽と、前記真空槽にNH3ガスを導入する第1のガス導入口と、前記真空槽にHFガスを導入する第2のガス導入口とを備え、前記第1のガス導入口と前記第2のガス導入口との間の距離を変更する機構を備える。 An etching apparatus for solving the above problems includes a vacuum chamber that accommodates a plurality of substrates, a first gas inlet for introducing NH3 gas into the vacuum chamber, and a second gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber. and a mechanism for changing the distance between the first gas inlet and the second gas inlet.
上記エッチング装置によれば、NH3ガスを導入する第1のガス導入口とHFを導入するための第2のガス導入口の距離を変更することができるため、シリコン酸化物層のエッチングを行うエッチャントを真空槽内で合成する位置を変更することができるから、基板面内のエッチング分布を調整することができる。 According to the above etching apparatus, the distance between the first gas introduction port for introducing NH3 gas and the second gas introduction port for introducing HF can be changed, so that etching of the silicon oxide layer can be performed. Since the position where the etchant is synthesized within the vacuum chamber can be changed, the etching distribution within the substrate surface can be adjusted.
上記エッチング装置において、NF3ガスを導入するための第3のガス導入口と、放電管を介して放電されたNH3ガスを導入するための第4のガス導入口を備えてもよい。
上記エッチング装置によれば、プラズマを使用しないエッチングではエッチングされない、シリコン窒化物層やシリコン層について、プラズマを使用するエッチングを組み合わせることができ、シリコン窒化膜層やシリコン層のエッチング選択性の自由度を高めることができる。
The etching apparatus may include a third gas introduction port for introducing NF 3 gas and a fourth gas introduction port for introducing NH 3 gas discharged through the discharge tube.
According to the above etching apparatus, it is possible to combine etching using plasma for silicon nitride layers and silicon layers that are not etched by etching that does not use plasma, and there is a high degree of freedom in etching selectivity of silicon nitride film layers and silicon layers. can be increased.
上記エッチング装置において、1つの流路から導入されたNH3ガスが、2つ以上の前記第1のガス導入口に分岐されており、かつ、1つの流路から導入されたHFガスが、2つ以上の前記第2のガス導入口に分岐されており、NH3ガスおよびHFガスの分岐を選択することで、NH3ガス導入口の対象口とHFガス導入口との間の距離が変化する機構を備えてもよい。 In the above etching apparatus, the NH 3 gas introduced from one flow path is branched to two or more of the first gas introduction ports, and the HF gas introduced from one flow path is branched into two or more of the first gas introduction ports. The second gas inlet is branched into two or more of the second gas inlets, and by selecting the branch for NH3 gas and HF gas, the distance between the target port of the NH3 gas inlet and the HF gas inlet changes. It may be provided with a mechanism to do so.
上記エッチング装置によれば、NH3ガスを導入する第1のガス導入口とHFを導入するための第2のガス導入口の距離を変更することができるため、シリコン酸化物層のエッチングを行うエッチャントを真空槽内で合成する位置を変更することができるから、基板面内のエッチング分布を調整することができる。 According to the above etching apparatus, the distance between the first gas introduction port for introducing NH3 gas and the second gas introduction port for introducing HF can be changed, so that etching of the silicon oxide layer can be performed. Since the position where the etchant is synthesized within the vacuum chamber can be changed, the etching distribution within the substrate surface can be adjusted.
上記エッチング装置において、1つの流路から導入されたNH3ガスが、異なるコンダクタンスを持つ流路に分岐され、かつ、1つの流路から導入されたHFガスが、異なるコンダクタンスを持つ流路に分岐されてもよい。 In the above etching apparatus, NH3 gas introduced from one channel is branched into channels having different conductances, and HF gas introduced from one channel is branched into channels having different conductances. may be done.
上記エッチング装置によれば、導入口の距離によるエッチャントの位置だけでなく、エッチャントを生成するためのガスの分布を予め調整することができるため、さらに基板面内のエッチング分布調整に自由度を持たせることができる。 According to the above-mentioned etching apparatus, it is possible to adjust in advance not only the position of the etchant depending on the distance of the inlet, but also the distribution of the gas for generating the etchant. can be set.
上記エッチング装置において、1つの流路から導入されたNH3ガスが、2つ以上の前記第1のガス導入口に分岐されており、かつ、1つの流路から導入されたHFガスが、2つ以上の前記第2のガス導入口に分岐されており、分岐された流路はそれぞれ流量制御部を1つずつ備えてもよい。 In the above etching apparatus, the NH 3 gas introduced from one flow path is branched to two or more of the first gas introduction ports, and the HF gas introduced from one flow path is branched into two or more of the first gas introduction ports. The flow path may be branched into two or more second gas introduction ports, and each branched flow path may be provided with one flow rate control section.
上記エッチング装置によれば、各導入口に1つずつ流量制御部を持つことで、さらに細かいエッチャントを生成するためのガスの分布を調整が可能となり、基板面内の分布調整に自由度を持たせることができる。 According to the above etching apparatus, by having one flow rate control unit for each inlet, it is possible to adjust the gas distribution to generate finer etchant, and it has a degree of freedom in adjusting the distribution within the substrate surface. can be set.
上記エッチング装置において、第1のガス導入口および第2のガス導入口が、前記基板の法線に平行かつ直線上に配置され、さらに、導入されるガスが前記基板に平行にかつ互いに平行になるように備えられており、かつ、前記真空槽内に設置された前記基板の法線に平行な軸に前記第1のガス導入口および前記第2のガス導入口が取り付けられ、前記軸を中心に回転移動する機構を備えてもよい。
上記エッチング装置によれば、導入口の位置関係と角度を連続的に設定可能となり、さらに細かくエッチャントを真空槽内で合成する位置を変更することができる。
In the above etching apparatus, the first gas inlet and the second gas inlet are arranged in parallel to the normal line of the substrate and on a straight line, and further, the introduced gas is parallel to the substrate and parallel to each other. The first gas inlet and the second gas inlet are attached to an axis parallel to the normal line of the substrate installed in the vacuum chamber, and the axis is A mechanism for rotationally moving the center may be provided.
According to the above etching apparatus, the positional relationship and angle of the introduction port can be set continuously, and the position where the etchant is synthesized in the vacuum chamber can be changed more precisely.
上記課題を解決するためのエッチング方法は、真空槽に収容される複数の基板について、NH3ガスとHFガスとを前記真空槽に導入することで実行される第1の処理と、前記NH3ガスを含むガスから生成されたプラズマと、NF3ガスとを前記真空槽に供給することによって実行される第2の処理と、を含む。 An etching method for solving the above problems includes a first process performed on a plurality of substrates housed in a vacuum chamber by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber; and a second process performed by supplying plasma generated from a gas containing gas and NF 3 gas to the vacuum chamber.
上記エッチング方法において、前記第1の処理の対象がシリコン酸化物層であり、前記第2の処理の対象がシリコン窒化物層または前記シリコン酸化物層に覆われたシリコン層であってよい。 In the above etching method, the object of the first treatment may be a silicon oxide layer, and the object of the second treatment may be a silicon nitride layer or a silicon layer covered with the silicon oxide layer.
上記エッチング方法によれば、プラズマを使用しないエッチングではエッチングされない、シリコン窒化物層やシリコン層について、プラズマを使用するエッチングを組み合わせることができ、シリコン窒化膜層やシリコン層のエッチング選択性の自由度を高めることができる。 According to the above etching method, it is possible to combine etching using plasma for silicon nitride layers and silicon layers that are not etched by etching that does not use plasma, and there is a high degree of freedom in etching selectivity of silicon nitride film layers and silicon layers. can be increased.
上記エッチング方法において、第1の処理後に、前記第2の処理が実施されてもよい。
上記エッチング方法によれば、第1の処理で受けるラジカルに起因されるエッチングの分布を第1の処理が受けることが無くなる。
In the etching method described above, the second treatment may be performed after the first treatment.
According to the above etching method, the first treatment is not affected by the etching distribution caused by the radicals received in the first treatment.
上記のエッチング方法では、前記第1の処理において、1つの流路から導入されたNH3ガスが、2つ以上の前記第1のガス導入口に分岐されており、かつ、1つの流路から導入されたHFガスが、2つ以上の前記第2のガス導入口に分岐されており、NH3ガスおよびHFガスの分岐を選択することで、前記第1の導入口と前記第2の導入口の距離を変化させてもよい。
In the above etching method, in the first process, the NH 3 gas introduced from one flow path is branched to two or more of the first gas introduction ports, and the
上記エッチング方法によれば、NH3ガスを導入する第1のガス導入口とHFを導入するための第2のガス導入口の距離を変更することができるため、シリコン酸化物層のエッチングを行うエッチャントを真空槽内で合成する位置を変更することができるから、基板面内のエッチング分布を調整することができる。 According to the above etching method, the distance between the first gas introduction port for introducing NH 3 gas and the second gas introduction port for introducing HF can be changed, so that etching of the silicon oxide layer is performed. Since the position where the etchant is synthesized within the vacuum chamber can be changed, the etching distribution within the substrate surface can be adjusted.
上記エッチング方法において、1つの流路から導入されたNH3ガスは、異なるコンダクタンスを持つ流路に分岐され、かつ、1つの流路から導入されたHFガスは、異なるコンダクタンスを持つ流路に分岐され、NH3ガスとHFガスとがそれぞれ異なる流量で、前記第1のガス導入口および前記第2のガス導入口から導入されてもよい。 In the above etching method, NH 3 gas introduced from one channel is branched into channels with different conductances, and HF gas introduced from one channel is branched into channels with different conductances. The NH3 gas and the HF gas may be introduced from the first gas introduction port and the second gas introduction port at different flow rates.
上記エッチング方法によれば、導入口の距離によるエッチャントの位置だけでなく、エッチャントを生成するためのガスの分布を予め調整することができるため、さらに基板面内のエッチング分布調整に自由度を持たせることができる。 According to the above etching method, not only the position of the etchant can be adjusted by the distance of the inlet, but also the distribution of the gas for generating the etchant can be adjusted in advance, so there is a greater degree of freedom in adjusting the etching distribution within the substrate surface. can be set.
上記エッチング方法では、前記第1の処理において、1つの流路から導入されたNH3ガスが、2つ以上の前記第1のガス導入口に分岐されており、かつ、1つの流路から導入されたHFガスが、2つ以上の前記第2のガス導入口に分岐されており、分岐された流路にそれぞれ1つずつ備えられた流量制御部によって、NH3ガスとHFガスがそれぞれ異なる流量・異なる距離の組み合わせで前記第1のガス導入口および前記第2のガス導入口から導入されてもよい。
In the above etching method, in the first process, the NH 3 gas introduced from one flow path is branched to two or more of the first gas introduction ports, and the
上記エッチング方法によれば、さらに細かくエッチャントを生成するためのガスの分布を予め調整することができるため、さらに基板面内のエッチング分布調整に自由度を持たせることができる。 According to the above-mentioned etching method, the distribution of the gas for generating the etchant can be adjusted in advance more finely, so that the etching distribution within the substrate surface can be adjusted with a greater degree of freedom.
上記エッチング方法では、前記第1の処理において、前記基板の法線に平行かつ直線上に配置され、さらに、導入されるガスが前記基板に平行にかつ互いに平行になるように備えられ、かつ、前記真空槽内に設置された前記基板の法線に平行な軸に取り付けられた前記第1のガス導入口および前記第2のガス導入口から、軸を中心に各導入口を回転移動させ、前記第1のガス導入口の距離と前記第2のガス導入口の距離・導入角度を設定したのちにNH3ガスとHFガスが導入されてもよい。 In the etching method, in the first process, the gases are arranged parallel to the normal line of the substrate and on a straight line, and the gases to be introduced are arranged parallel to the substrate and parallel to each other, and Rotating each introduction port around the axis from the first gas introduction port and the second gas introduction port attached to an axis parallel to the normal line of the substrate installed in the vacuum chamber, The NH 3 gas and the HF gas may be introduced after setting the distance of the first gas introduction port and the distance and introduction angle of the second gas introduction port.
上記エッチング方法によれば、導入口の位置関係と角度を連続的に設定可能となり、さらに細かくエッチャントを真空槽内で合成する位置を変更することができる。 According to the above etching method, the positional relationship and angle of the introduction port can be set continuously, and the position where the etchant is synthesized in the vacuum chamber can be changed more precisely.
図1から図12を参照して、エッチング方法およびエッチング装置の一実施形態を説明する。 An embodiment of an etching method and an etching apparatus will be described with reference to FIGS. 1 to 12.
[エッチング装置]
図1から図4を参照して、エッチング装置を説明する。
図1が示すエッチング装置10は、複数の基板を同時にエッチングすることが可能に構成されている。基板は、第1処理対象と第2処理対象とを備えている。第1処理対象は、シリコン酸化物層である。第2処理対象は、シリコン窒化物層、または、第1処理対象であるシリコン酸化物層に覆われたシリコン層である。
[Etching equipment]
The etching apparatus will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
The
エッチング装置10は、処理チャンバー11と搬出入チャンバー12とを備えている。処理チャンバー11は、基板を収容する真空槽の一例である。処理チャンバー11において、基板のエッチングが行われる。搬出入チャンバー12は、処理チャンバー11におけるエッチング処理前の基板を搬出入チャンバー12の外部から搬入し、かつ、エッチング処理後の基板を搬出入チャンバー12の外部に搬出する。
The
処理チャンバー11と搬出入チャンバー12との間には、ゲートバルブ13が位置している。ゲートバルブ13は開放された状態と閉鎖された状態とを有する。ゲートバルブ13が開放されることによって、処理チャンバー11が画定する空間が、搬出入チャンバー12が画定する空間に繋がる。これに対して、ゲートバルブ13が閉鎖されることによって、処理チャンバー11が画定する空間が、搬出入チャンバー12が画定する空間から隔てられる。
A
処理チャンバー11は、第1加熱部11Aおよび排気部11Bを備えている。第1加熱部11Aは、処理チャンバー11内に位置する複数の基板を同時に加熱する。第1加熱部11Aは、例えば、処理チャンバー11が画定する空間の温度を所定のチャンバー温度に調整することによって、空間内に位置する基板の温度を所定の基板温度に調整する。チャンバー温度と基板温度とは互いに同じ温度でもよいし、互いに異なる温度でもよい。排気部11Bは、処理チャンバー11内を所定の圧力に減圧する。
The
エッチング装置10は、窒素(N2)ガス供給部21、アンモニア(NH3)ガス供給部22,23、フッ化水素(HF)ガス供給部24、および、三フッ化窒素(NF3)ガス供給部25を備えている。NH3ガス、HFガス、および、NF3ガスは、基板をエッチングするエッチャントを生成するためのガスであり、N2ガスは、NH3ガス、HFガス、NF3ガスとともに供給先に供給されるキャリアガスである。
The
各供給部21,22,23,24,25は、例えばマスフローコントローラーであり、各供給部21,22,23,24,25が供給するガスを貯蔵するボンベに接続されている。マスフローコントローラーは、流量制御部の一例である。各供給部21,22,23,24,25と、供給部21,22,23,24,25の供給先との間には、バルブが位置している。バルブが開放されることによって、各供給部21,22,23,24,25が供給するガスが、供給先に流入する。これに対して、バルブが閉塞されることによって、各供給部21,22,23,24,25が供給するガスが、供給先に流入しない。
Each
エッチング装置10は、放電管26、導波管27、および、マイクロ波源28を備えている。放電管26には、導波管27を介してマイクロ波源28が発振したマイクロ波が照射される。上述した供給部21,22,23,24,25のうち、NH3ガス供給部22およびN2ガス供給部21が、放電管26に接続されている。NH3ガスおよびN2ガスが放電管26に供給された状態で、放電管26にマイクロ波が照射されることによって、NH3ガスおよびN2ガスが励起される。すなわち、NH3ガスおよびN2ガスの混合ガスからプラズマが生成される。混合ガスの励起によって、H*、NH*、NH2
*、および、N2
*が生成される。
The
N2ガス供給部21とNH3ガス供給部22とは、1つの配管によって、放電管26に接続されている。
NH3ガス供給部23、HFガス供給部24、および、NF3ガス供給部25は、処理チャンバー11に接続されている。NH3ガス供給部23、HFガス供給部24、および、NF3ガス供給部25は、個別の配管によって処理チャンバー11に接続される。
The N 2
The NH 3
搬出入チャンバー12には、ベント用ガス供給部12Aが接続されている。ベント用ガス供給部12Aは、エッチング処理後の基板を冷却するためのベント用ガスを搬出入チャンバー12内に供給する。ベント用ガスは、例えばN2ガスであってよい。ベント用ガス供給部12Aは、例えばマスフローコントローラーであり、ベント用ガスを貯蔵するボンベに接続されている。
A vent
エッチング装置10は、制御部10Cをさらに備えている。制御部10Cは、エッチング装置10が備える各部の駆動を制御する。これによって、制御部10Cは、エッチング装置10による第1処理対象および第2処理対象のエッチングを可能にする。
The
制御部10Cは、記憶部10CMを備えている。記憶部10CMには、プロセスレシピが記憶されている。プロセスレシピには、プロセスレシピを構成する複数のプロセスステップが含まれる。プロセスレシピは、各プロセスステップにおける処理チャンバー11、搬出入チャンバー12、および、処理チャンバー11に接続された各部の動作に関する設定値を含んでいる。制御部10Cは、プロセスレシピを読み出した後、プロセスステップ毎にそのプロセスステップに定められた設定値を読み出して、読み出した設定値に応じた指令を生成する。
The
制御部10Cは、NH3ガス供給部22およびHFガス供給部24の駆動を制御し、これによって、NH3ガスとHFガスとを処理チャンバー11に導入する。制御部10Cは、その後、NH3ガス供給部22、NF3ガス供給部25、および、マイクロ波源28の駆動を制御し、これによって、NH3ガスを含むガスから生成されたプラズマと、NF3ガスとを処理チャンバー11に供給する。これにより、制御部10Cは、エッチング装置10において実施されるエッチング方法が含む第1工程、すなわち第1の処理と、第2工程、すなわち第2の処理とを実行する。
The
このように、本実施形態のエッチング装置10では、第1処理部の一例が、NH3ガス供給部23、および、HFガス供給部24を含んでいる。第2処理部の一例が、NH3ガス供給部22、NF3ガス供給部25、放電管26、導波管27、および、マイクロ波源28を含んでいる。
As described above, in the
図2は、処理チャンバー11の構造を示している。なお、図2では、処理チャンバー11が備える第1加熱部11A以外の機能部を説明する便宜上、第1加熱部11Aの図示が省略されている。
FIG. 2 shows the structure of the
図2が示すように、エッチング装置10は、基板Sを支持する支持部10Aを備えている。支持部10Aは、複数の基板Sを基板S間に隙間Gを空けて積み重ねた状態で支持する。なお、図2では、支持部10Aが処理チャンバー11内に位置しているが、エッチング装置10は、搬出入チャンバー12と処理チャンバー11との間において支持部10Aを移動させることが可能な機構を備えている。これにより、エッチング装置10は、ゲートバルブ13が開放されている状態において、支持部10Aを搬出入チャンバー12から処理チャンバー11に、もしくは、処理チャンバー11から搬出入チャンバー12に移動させる。
As shown in FIG. 2, the
基板Sは、例えば円形状を有している。上述したように、基板Sは、第1処理対象と第2処理対象とを備えている。第2処理対象がシリコン層である場合には、第2処理対象はポリシリコンから形成される。この場合には、第1処理対象は、ポリシリコンの酸化物である。複数の基板Sは、複数の基板Sが積み重なる方向において隙間Gを空けた状態で支持部10Aによって支持されている。隙間Gは、例えば5mm以上20mm以下である。
The substrate S has, for example, a circular shape. As described above, the substrate S includes a first processing target and a second processing target. When the second processing target is a silicon layer, the second processing target is formed from polysilicon. In this case, the first treatment target is polysilicon oxide. The plurality of substrates S are supported by the
処理チャンバー11内には、ガス分散管11Cが位置している。ガス分散管11Cは、ガス分散管11Cに供給されたガスを処理チャンバー11内において分散させるための複数の孔を有している。
Inside the
処理チャンバー11には、ガス分散管11Cとは別体のシャワーヘッド11Dが取り付けられている。シャワーヘッド11Dは、導入口を有している。シャワーヘッド11Dの導入口は、処理チャンバー11が画定する空間内に露出しているから、処理チャンバー11には、シャワーヘッド11Dの導入口から各種のガスが導入される。
A
シャワーヘッド11Dには、NH3ガス供給部22が放電管26を介して接続されている。また、NF3ガス供給部25は、放電管26を介さずにガス分散管11Cに接続されている。
An NH 3
NH3ガス供給部23、HFガス供給部24、および、NF3ガス供給部25は、それぞれ個別の配管によって、放電管26を介さずにシャワーヘッド11Dに接続されている。
The NH 3
処理チャンバー11は、回転部11Eを備えている。回転部11Eは、支持部10Aが処理チャンバー11内に位置している場合に、支持部10Aに接続することが可能に構成されている。回転部11Eは、支持部10Aに接続した状態において、支持部10Aの中心軸を回転軸として支持部10Aを回転させる。回転部11Eは、第1処理対象および第2処理対象に対するエッチングの開始から終了までにわたって、支持部10Aを回転させる。そのため、基板Sでは、基板Sの径方向における所定の位置でのエッチング量は、基板Sの周方向においてほぼ一定である。
The
図3は、処理チャンバー11に各種ガスを導入するための導入口を模式的に示している。なお、図3には、1枚の基板Sに対応する複数のガス導入口が模式的に示されている。
エッチング装置10は、処理チャンバー11にNH3ガスを導入するNH3ガス導入口と、処理チャンバー11にHFガスを導入するHFガス導入口とを備えている。NH3ガス導入口とHFガス導入口との少なくとも一方が、対象口である。NH3ガス導入口は、第1のガス導入口の一例であり、HFガス導入口は第2のガス導入口の一例である。エッチング装置10は、複数の対象口の候補を備えている。基板Sの中心SCと、1つの候補との間の距離が、基板Sの中心SCと他の候補との間の距離と異なっている。
FIG. 3 schematically shows inlets for introducing various gases into the
The
本開示のエッチング装置10は、対象口の候補を複数備えるから、第1の候補を対象口に選択した場合と、第2の候補を対象口に選択した場合との間において、対象口と基板の中心との間の距離を変えることが可能である。これによって、第1の候補を対象口に選択した場合と、第2の候補を対象口に選択した場合との間において、基板の面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。
Since the
例えば、図3が示す例では、NH3ガス導入口とHFガス導入口との両方が、対象口である。エッチング装置10は、NH3ガス導入口の候補である第1候補31を複数備え、かつ、HFガス導入口の候補である第2候補32を複数備えている。各第1候補31は、NH3ガスを処理チャンバー11に導入するための孔であって、シャワーヘッド11Dに形成された孔である。各第2候補32は、HFガスを処理チャンバー11に導入するための孔であって、シャワーヘッド11Dに形成された孔である。なお、図3では、図示の便宜上、シャワーヘッド11Dの図示が省略され、かつ、各候補31,32が模式的に図示されている。
For example, in the example shown in FIG. 3, both the NH 3 gas inlet and the HF gas inlet are target ports. The
本例では、エッチング装置10は、第1候補群と第2候補群とを備えている。第1候補群において、1つの方向に沿って第1の第1候補31、第2の第1候補31、第3の第1候補31が連続して配置されている。第2候補群において、第1の第2候補32、第2の第2候補32、第3の第2候補32が連続して配置されている。第1候補群には、NH3ガス供給部23が接続されている。NH3ガスを第1候補31に供給するための流路は、NH3ガス供給部23が接続される1つの流路から、3つの流路に分岐され、かつ、分岐後の各流路が1つの第1候補31に接続されている。第2候補群には、HFガス供給部24が接続されている。HFガスを第2候補32に供給するための流路は、HFガス供給部24が接続される1つの流路から、3つの流路に分岐され、かつ、分岐後の各流路が1つの第2候補32に接続されている。
In this example, the
基板Sが広がる平面と平行な面において、第1の第1候補31と第1の第2候補32との間の距離が、第1距離L1であり、第3の第1候補31と第1の第2候補32との間の距離が、第2距離L2である。第1距離L1は、第2距離L2とは異なっている。本例では、第1距離L1が第2距離よりも長い。
In a plane parallel to the plane on which the substrate S spreads, the distance between the first
本例では、例えば、第1候補群のうち、最も左側に位置する第1候補31がNH3ガス導入口に選択され、かつ、第2候補群のうち、最も左側に位置する第2候補32がHFガス導入口に選択されている。NH3ガス導入口からNH3ガスが処理チャンバー11内に供給され、かつ、HFガス導入口からHFガスが処理チャンバー11内に供給される。
In this example, for example, the
基板Sが広がる面と対向する視点から見て、排気部11Bは、第1候補31および第2候補32と対向している。これにより、基板Sは、第1候補31および第2候補32と排気部11Bとに挟まれている。そのため、NH3ガス導入口から処理チャンバー11内に導入されたNH3ガスは、基板Sを介して排気部11Bに向けて流れ、かつ、HFガス導入口から処理チャンバー11内に導入されたHFガスは、基板Sを介して排気部11Bに向けて流れる。
The
また、エッチング装置10は、N2ガス導入口33と、NF3ガス導入口34とを備えている。N2ガス導入口33には、N2ガス供給部21が接続されている。N2ガス導入口33には、N2ガス供給部21とともにNH3ガス供給部22が接続されている。本例では、N2ガス導入口33は、第1候補群と第2候補群との間に位置している。NF3ガス導入口34には、NF3ガス供給部25が接続されている。本例では、NF3ガス導入口34は、第1候補群、第2候補群、および、N2ガス導入口33から離れた位置に配置されている。NF3ガス導入口34は第3のガス導入口の一例であり、N2ガス導入口33は第4のガス導入口の一例である。
The
図4は、支持部10Aに支持される複数の基板Sと、各基板Sとガス導入口との関係を示している。また以下に、第1の候補群から選択されるNH3ガスの対象口と、第2の候補群から選択されるHFガスの対象口の距離を設定する方法を記載する。
FIG. 4 shows a plurality of substrates S supported by the
図4が示すように、エッチング装置10は、上述した第1候補群、第2候補群、N2ガス導入口33、および、NF3ガス導入口34を、基板Sごとに備えている。言い換えれば、各基板Sには、1つの第1候補群、1つの第2候補群、1つのN2ガス導入口33、および、2つのNF3ガス導入口34が紐付けられている。1つの基板Sのエッチングには、その基板Sに紐付けられた第1候補31から選択されたNH3ガス導入口、第2候補32から選択されたHFガス導入口、N2ガス導入口33、および、NF3ガス導入口34から導入されたガスが主に寄与する。
As shown in FIG. 4, the
1つの基板Sに紐付けられた第1候補群、第2候補群、N2ガス導入口33、および、NF3ガス導入口34は、例えば、その基板Sが広がる平面上に位置している。あるいは、複数の基板Sが積み重なる方向において、1つの基板Sに紐付けられた第1候補群、第2候補群、N2ガス導入口33、および、NF3ガス導入口34は、その基板Sの上方に位置し、かつ、当該基板Sの直上に位置する基板Sよりも下方に位置している。
The first candidate group, the second candidate group, the N2
エッチング装置10は、第1候補群から選択される対象口と、第2候補群から選択される対象口との間の距離を変更するように、対象口を移動させる移動機構をさらに備えてもよい。これにより、移動機構が対象口を移動させることによって、第1候補群から選択される対象口と、第2候補群から選択される対象口との間の距離を変えることが可能であるから、基板Sの面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。
The
例えば、図4が示す例では、対象口の1つであるNH3ガス導入口について、対象口の移動前において、第1候補群のうち、中央に位置する第2の第1候補31が、NH3ガス導入口として選択されている。エッチング装置10は、例えば、NH3ガス供給部23と供給先であるNH3ガス導入口との間に位置するバルブの開閉を切り替えることにより、第1候補群の最も左に位置する第1の第1候補31を、NH3ガス導入口として選択する。これにより、NH3ガス導入口が、移動前の位置から移動後の位置に移動する。
For example, in the example shown in FIG. 4, for the NH 3 gas inlet, which is one of the target ports, before the target port moves, the second
なお、エッチング装置10は、NH3ガス供給部23と供給先であるNH3ガス導入口との間に位置するバルブを切り替えることによって、第1候補群のうち、最も左側の第1候補31と、中央に位置する第1候補31との両方をNH3ガス導入口に選択してもよい。これにより、NH3ガス導入口の位置を変更し、かつ、NH3ガス導入口の数を変更することも可能である。
Note that the
エッチング装置10は、NH3ガス供給部23を複数備えてもよい。この場合には、NH3ガス供給部23の数は、第1候補31の数と同数であってもよいし、第1候補31の数よりも少なくてもよい。
The
エッチング装置10がNH3ガス供給部23を複数備える場合には、エッチング装置10は、例えば、処理チャンバー11にNH3ガスを供給するためのNH3ガス供給部23を切り替えてよい。これにより、エッチング装置10は、NH3ガス導入口を移動前の位置から移動後の位置に移動させることが可能である。エッチング装置10は、第1候補群のうち、最も左側の第1候補31に接続されたNH3ガス供給部23から、第1候補群のうち、最も右側の第1候補31に接続されたNH3ガス供給部23に切り替えることによって、NH3ガス導入口の位置を切り替えてよい。
When the
あるいは、エッチング装置10は、第1候補群のうち、最も左側の第1候補31に接続されたNH3ガス供給部23と、最も右側の第1候補31に接続されたNH3ガス供給部23との両方から、NH3ガスを供給させてもよい。これにより、2つの第1候補31が、それぞれNH3ガス導入口として選択される。結果として、NH3ガス導入口の位置を変更し、かつ、NH3ガス導入口の数を変更することも可能である。
Alternatively, the
この場合には、エッチング装置10は、NH3ガス導入口のみが対象口に設定される場合において、各対象口に対して当該対象口から供給するNH3ガスの流量を制御するNH3ガス供給部23を1つずつ備えている。1つのNH3ガス導入口に対して1つのNH3ガス供給部23を備えるから、各NH3ガス導入口から供給するガスの流量における組み合わせの自由度を高めることが可能である。
In this case, when only the NH 3 gas inlet is set as the target port, the
NH3ガス供給部23は、各対象口から導入するNH3ガスの流量比を変えるようにNH3ガスの流量を制御してもよい。例えば、流量の制御前において、最も左側のNH3ガス導入口から導入されるNH3ガスの流量が流量Aに設定され、かつ、最も右側のNH3ガス導入口から導入されるNH3ガスの流量が流量Bに設定される場合には、NH3ガスの総流量は流量(A+B)である。次いで、最も左側のNH3ガス導入口に接続されたNH3ガス供給部23における設定値が流量(A-α)に変更され、かつ、最も右側のNH3ガス導入口に接続されたNH3ガス供給部23における設定値が流量(B+α)に変更されてもよい。
The NH 3
なお、例えば、各対象口に接続される分岐されたガス流路に予め所定のコンダクタンスを設定することで各対象口から導入するNH3ガスの流量比を設定することができる。また、このコンダクタンスは、可変とすることもできる。 Note that, for example, by setting in advance a predetermined conductance in the branched gas flow path connected to each target port, the flow rate ratio of the NH 3 gas introduced from each target port can be set. Moreover, this conductance can also be made variable.
この場合には、基板Sの面内においてガスの分布を変えることが可能である。これによって、基板Sの面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。
またあるいは、エッチング装置10は、2つのNH3ガス供給部23からNH3ガスを供給させ、かつ、一方のNH3ガス供給部23が、2つの第1候補31に向けてNH3ガスを供給してもよい。これにより、エッチング装置10は、2つのNH3ガス供給部23を用いて、3つのNH3ガス導入口から処理チャンバー11にNH3ガスを導入することが可能である。
In this case, it is possible to change the gas distribution within the plane of the substrate S. This makes it possible to change the distribution of the etching amount within the plane of the substrate S.
Alternatively, the
一方、図4が示す例では、対象口の1つであるHFガス導入口について、対象口の移動前において、第2候補群のうち、中央の第2候補32が、HFガス導入口として選択されている。エッチング装置10は、例えば、HFガス供給部24と供給先であるHFガス導入口との間に位置するバルブの開閉を切り替えることによって、第2候補群のうち、最も左側に位置する第2候補32が、HFガス導入口として選択される。これにより、HFガス導入口が、移動前の位置から移動後の位置に移動する。
On the other hand, in the example shown in FIG. 4, for the HF gas inlet which is one of the target ports, the
なお、エッチング装置10は、HFガス供給部24と供給先であるHFガス導入口との間に位置するバルブを切り替えることによって、第2候補群のうち、2つの第2候補32の両方をHFガス導入口に選択してもよい。これにより、HFガス導入口の位置を変更し、かつ、HFガス導入口の数を変更することも可能である。
Note that the
また、エッチング装置10は、NH3ガス供給部23と同様に、HFガス供給部24を複数備えてもよい。この場合には、第2候補32と同数のHFガス供給部24を備えてもよいし、HFガス供給部24が第2候補32よりも少なくてもよい。
Further, the
[エッチング方法]
図5から図8を参照して、エッチング方法を説明する。
図5は、各供給部21,22,23,24,25からガスが供給されるタイミング、および、マイクロ波源28から放電管26に向けてマイクロ波が発振されるタイミングを示すタイミングチャートである。
[Etching method]
The etching method will be described with reference to FIGS. 5 to 8.
FIG. 5 is a timing chart showing the timing at which gas is supplied from each of the
図5が示すように、基板Sのエッチングが行われる際には、まず、制御部10Cが、NH3ガス供給部23の駆動、N2ガス供給部21、および、HFガス供給部24の駆動を制御する(タイミングt1)。これにより、NH3ガス供給部23がNH3ガスの供給を開始するから、NH3ガス導入口に選択された第1候補31から、NH3ガスが導入される。また、HFガス供給部24がHFガスの供給を開始し、これによって、HFガス導入口に選択された第2候補32から、HFガスが導入される。また、N2ガス供給部21がN2ガスの供給を開始し、これによって、N2ガス導入口33からN2ガスが導入される。
As shown in FIG. 5, when the substrate S is etched, the
タイミングt1から所定の期間が経過するまで、各ガスの供給が継続された後、制御部10Cは、NH3ガス供給部23の駆動、N2ガス供給部21の駆動、および、HFガス供給部24の駆動を制御する(タイミングt2)。これにより、NH3ガス供給部23がNH3ガスの供給を停止するから、NH3ガスの導入が停止される。また、HFガス供給部24がHFガスの供給を停止し、これによって、HFガスの導入が停止される。また、N2ガス供給部21がN2ガスの供給を停止し、これによって、N2ガスの導入が停止される。
After the supply of each gas is continued until a predetermined period elapses from timing t1, the
タイミングt2から所定の期間が経過した後、制御部10Cは、NH3ガス供給部22の駆動、N2ガス供給部21の駆動、および、NF3ガス供給部25の駆動を制御する(タイミングt3)。放電管26においてN2ガスとともに励起されたNH3ガスは、N2ガス導入口33を通じて処理チャンバー11に導入される。
After a predetermined period has elapsed from timing t2, the
また、NF3ガス供給部25は、ガス分散管11Cに接続され、これによって、NF3ガスがNF3ガス導入口34から処理チャンバー11に導入される。あるいは、NF3ガス供給部25は、シャワーヘッド11Dに接続され、これによって、第1候補31および第2候補32の少なくとも1つからNF3ガスが処理チャンバー11に導入されてもよい。
Further, the NF 3
これにより、NH3ガス供給部22がNH3ガスの供給を開始し、かつ、N2ガス供給部21がN2ガスの供給をするから、NH3ガスとN2ガスとの混合ガスが、放電管26に供給される。また、NF3ガス供給部25がNF3ガスの供給を開始するから、ガス分散管11Cが有するガス導入口34からNF3ガスが導入される。
As a result, the NH 3
タイミングt3から所定の期間が経過した後、制御部10Cは、マイクロ波源28の駆動を制御する(タイミングt4)。これにより、マイクロ波源28がマイクロ波を発振するから、マイクロ波が導波管27を通じて放電管26に照射されることによって、上述した混合ガスからプラズマが生成される。混合ガスから生成されたプラズマには、励起種の一例である水素ラジカル(H*)が含まれる。そのため、タイミングt4以降において、H*が、N2ガス導入口33から導入される。
After a predetermined period has elapsed from timing t3, the
タイミングt4から所定の期間が経過した後、制御部10Cは、NH3ガス供給部22の駆動、N2ガス供給部21の駆動、NF3ガス供給部25、および、マイクロ波源28の駆動を制御する(タイミングt5)。これにより、NH3ガス供給部22がNH3ガスの供給を停止するから、NH3ガスの導入が停止される。また、NF3ガス供給部25がNF3ガスの供給を停止し、これによって、NF3ガスの導入が停止される。また、N2ガス供給部21がN2ガスの供給を停止し、これによって、N2ガスの導入が停止される。また、マイクロ波源28が、マイクロ波の発振を停止する。
After a predetermined period has elapsed from timing t4, the
図6から図8は、基板Sに含まれる第1処理対象および第2処理対象の状態を、エッチング方法に含まれる工程ごとに示している。なお、図6はタイミングt1における基板Sの状態を示し、図7はタイミングt4における基板Sの状態を示し、かつ、図8はタイミングt5における基板Sの状態を示している。 6 to 8 show the states of the first processing target and the second processing target included in the substrate S for each step included in the etching method. Note that FIG. 6 shows the state of the substrate S at timing t1, FIG. 7 shows the state of the substrate S at timing t4, and FIG. 8 shows the state of the substrate S at timing t5.
図6が示すように、基板Sの一例は、シリコン窒化物層51、シリコン層52、および、シリコン酸化物層53を備えている。シリコン層52は、第1処理対象の一例であり、シリコン酸化物層53は、第2処理対象の一例である。シリコン窒化物層51は凹部を有し、かつ、凹部内にシリコン層52が位置している。シリコン酸化物層53は、シリコン層52上に位置している。シリコン酸化物層53は、例えば、シリコン層52が大気に暴露されることによって形成された自然酸化膜である。シリコン層52は、ポリシリコンから形成されている。シリコン層52のうち、シリコン酸化物層53が接する面には、変性シリコン層52Aが位置している。変性シリコン層52Aは、シリコン酸化物から形成される層ではない一方、シリコン層52が大気に暴露されることによって、大気中の酸素によって変性された部分である。
As shown in FIG. 6, an example of the substrate S includes a
タイミングt1において、NH3ガスとHFガスとが処理チャンバー11に導入される。これにより、処理チャンバー11内において、NH3ガスとHFガスとから、第1エッチャントE1が生成される。タイミングt1からタイミングt2までにわたって第1エッチャントE1が基板Sに供給されることによって、シリコン酸化物層53がエッチングされる。このように、上述したタイミングt1からタイミングt2までの期間が、シリコン酸化物層53がエッチングされる第1工程である。
At timing t1, NH 3 gas and HF gas are introduced into the
エッチング方法は、第1工程よりも前に、対象口の位置を変えることによって、基板Sの中心SCと対象口との間の距離を変える変更工程を含んでもよい。これにより、基板Sの面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。 The etching method may include, before the first step, a changing step of changing the distance between the center SC of the substrate S and the target hole by changing the position of the target hole. Thereby, it is possible to change the distribution of the etching amount within the plane of the substrate S.
また、エッチング方法は、第1工程よりも前に、複数の対象口において、各対象口から供給されるガスの流量を独立して設定する設定工程を含んでもよい。これにより、各対象口から供給されるガスの流量を設定することが可能である。そのため、1つの対象口から導入されるガスの流量を変更することや、第1の対象口から供給されるガスの流量と、第2の対象口から供給されるガスの流量との比を変えることなどによって、基板Sの面内におけるエッチングの分布を変えることが可能である。 Further, the etching method may include, before the first step, a setting step of independently setting the flow rate of gas supplied from each target port in the plurality of target ports. Thereby, it is possible to set the flow rate of gas supplied from each target port. Therefore, it is possible to change the flow rate of gas introduced from one target port, or change the ratio of the flow rate of gas supplied from the first target port to the flow rate of the gas supplied from the second target port. It is possible to change the etching distribution within the plane of the substrate S by, for example, changing the etching distribution within the plane of the substrate S.
なお、設定工程は、各対象口から導入するガスの流量を変えてもよい。これにより、処理チャンバー11に導入されるガスの総流量を変えずに対象口から導入するガスの流量を変える。そのため、処理チャンバー11内における圧力の変動を抑えつつ、基板Sの面内においてガスの分布を変えることが可能である。これによって、基板Sの面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。
Note that in the setting step, the flow rate of gas introduced from each target port may be changed. Thereby, the flow rate of gas introduced from the target port is changed without changing the total flow rate of gas introduced into the
図7が示すように、タイミングt4において、NH3ガスとN2ガスとの混合ガスから生成されたプラズマ中の励起種と、NF3ガスとが処理チャンバー11に導入され、これによって、励起種とNF3ガスとから、第2エッチャントE2が生成される。タイミングt4からタイミングt5までにわたって第2エッチャントE2が基板Sに供給されることによって、変性シリコン層52Aがエッチングされる。
As shown in FIG. 7, at timing t4, excited species in the plasma generated from a mixed gas of NH 3 gas and N 2 gas and NF 3 gas are introduced into the
図8が示すように、タイミングt5までにわたって第2エッチャントE2が基板Sに供給されることによって、変性シリコン層52Aがエッチングされる。このように、上述したタイミングt4からタイミングt5までの期間が、シリコン層52の一部である変性シリコン層52Aがエッチングされる第2工程である。
As shown in FIG. 8, the second etchant E2 is supplied to the substrate S until timing t5, thereby etching the modified
なお、タイミングt5の後において、シリコン層52上には、第2エッチャントE2が変性シリコン層52Aと反応することによって生成されたシリコンを含む反応生成物が少なくとも位置している。そのため、第1工程による処理、および、第2工程による処理が施された基板Sが、第1加熱部11Aによって加熱されることにより、シリコン層52上の反応生成物が揮発する。
Note that after timing t5, at least a reaction product containing silicon generated by the reaction of the second etchant E2 with the modified
[作用]
図9から図12を参照して、エッチング方法およびエッチング装置の作用を説明する。図9は、シリコン層52に対するシリコン酸化物層53の選択比を示している。選択比は、シリコン層52のエッチング量に対するシリコン酸化物層53のエッチング量の比である。図10は、シリコン窒化物層51に対するシリコン酸化物層53の選択比を示している。選択比は、シリコン窒化物層51のエッチング量に対するシリコン酸化物層53のエッチング量の比である。
[Effect]
The etching method and the operation of the etching apparatus will be described with reference to FIGS. 9 to 12. FIG. 9 shows the selectivity of
活性された状態が維持されにくい励起種を用いた場合には、複数の基板S間において、活性された励起種の供給量にばらつきが生じ、これに起因して、基板S間においてエッチング量にばらつきが生じてしまう。この点、本開示の第1工程によれば、第1エッチャントE1の生成にNH3ガスとHFガスとを用いるから、エッチャントの生成に励起種を用いる場合に比べて、基板S間において第1エッチャントE1が生成される量にばらつきが生じにくい。そのため、基板S間において、エッチング量にばらつきが生じることが抑えられる。 When using excited species that are difficult to maintain in an activated state, variations occur in the supply amount of the activated excited species between multiple substrates S, and due to this, the etching amount between the substrates S varies. Variations will occur. In this regard, according to the first step of the present disclosure, since NH 3 gas and HF gas are used to generate the first etchant E1, the first etchant between the substrates S is Variations in the amount of etchant E1 produced are less likely to occur. Therefore, variations in the amount of etching between the substrates S can be suppressed.
しかも、図9が示すように、エッチング条件の一例によって第1工程を実施した場合に、第1工程において、シリコン層52に対するシリコン酸化物層53の選択比が、107.1であることが認められている。これに対して、エッチング条件の一例によって第2工程を実施した場合に、第2工程において、シリコン層52に対するシリコン酸化物層53の選択比が5.0であることが認められている。
Moreover, as shown in FIG. 9, when the first step is carried out under an example of etching conditions, the selectivity ratio of the
一方で、図10が示すように、エッチング条件の一例によって第1工程を実施した場合に、第1工程において、シリコン窒化物層51に対するシリコン酸化物層53の選択比が、52.5であることが認められている。これに対して、エッチング条件の一例によって第2工程を実施した場合に、第2工程において、シリコン窒化物層51に対するシリコン酸化物層53の選択比が3.9であることが認められている。
On the other hand, as shown in FIG. 10, when the first step is performed under an example of etching conditions, the selectivity ratio of the
このように、第2エッチング対象がシリコン層52およびシリコン窒化物層51のいずれであっても、第1工程によれば、第1処理対象であるシリコン酸化物層53に対して、第2工程に比べて高い選択比を得ることが可能である。また、第2工程によれば、第1処理対象と第2処理対象との両方をエッチングすることも可能である。
In this way, regardless of whether the second etching target is the
図11は、第1工程における基板Sの面内でのエッチング量(E/A)の分布を示している。なお、図11では、エッチング対象として、半径が150mmであり、かつ、表面の全体に一様な厚さを有したシリコン酸化物層が形成された基板を用いている。図11では、基板の中心から、基板の径方向において147mmだけ離れた位置までにおけるエッチング量が示されている。 FIG. 11 shows the distribution of the etching amount (E/A) within the plane of the substrate S in the first step. In FIG. 11, a substrate having a radius of 150 mm and a silicon oxide layer having a uniform thickness over the entire surface is used as an etching target. FIG. 11 shows the etching amount from the center of the substrate to a position 147 mm away in the radial direction of the substrate.
また、図11では、基板が広がる平面と対向する視点から見た場合のNH3ガス導入口とHFガス導入口との間の距離である導入口間距離を第1距離、第2距離、第3距離の3通りに変更している。第1距離から第3距離において、第1距離が最も短く、第3距離が最も長い。図11では、導入口間距離が第1距離に設定された場合のエッチング量が、破線で示されている。また、導入口間距離が第2距離に設定された場合のエッチング量が、実線で示されている。また、導入口間距離が第3距離に設定された場合のエッチング量が、一点鎖線で示されている。なお、導入口間距離を変更する場合には、処理チャンバー11内におけるNH3ガス導入口の位置と、HFガス導入口の位置との両方を変更している。
In addition, in FIG. 11, the distance between the inlets, which is the distance between the NH 3 gas inlet and the HF gas inlet when viewed from a viewpoint facing the plane on which the substrate spreads, is the first distance, the second distance, and the second distance. It has been changed to 3 ways with 3 distances. From the first distance to the third distance, the first distance is the shortest and the third distance is the longest. In FIG. 11, the amount of etching when the distance between the introduction ports is set to the first distance is shown by a broken line. Further, the amount of etching when the distance between the introduction ports is set to the second distance is shown by a solid line. Further, the amount of etching when the distance between the introduction ports is set to the third distance is shown by a chain line. Note that when changing the distance between the inlets, both the position of the NH 3 gas inlet and the position of the HF gas inlet in the
図11が示すように、導入口間距離が第1距離に設定された場合には、基板の中心でのエッチング量が最も小さく、基板の中心からの距離が大きくなるほどエッチング量が大きくなることが認められた。また、基板の中心からの距離における絶対値が等しい場合には、エッチング量も等しいことが認められた。すなわち、導入口間距離が第1距離に設定された場合には、エッチング量と基板における位置との関係を示すグラフが、下に凸状を有することが認められた。 As shown in FIG. 11, when the distance between the inlets is set to the first distance, the amount of etching is the smallest at the center of the substrate, and the amount of etching increases as the distance from the center of the substrate increases. Admitted. Furthermore, it was found that when the absolute values of the distances from the center of the substrate were equal, the etching amounts were also equal. That is, when the distance between the introduction ports was set to the first distance, it was observed that the graph showing the relationship between the etching amount and the position on the substrate had a downwardly convex shape.
導入口間距離が第2距離に設定された場合には、基板の中心でのエッチング量が最も大きく、基板の中心からの距離が大きくなるほどエッチング量が小さくなることが認められた。また、基板の中心からの距離における絶対値が等しい場合には、エッチング量も等しいことが認められた。すなわち、導入口間距離が第2距離に設定された場合には、エッチング量と基板における位置との関係を示すグラフが、上に凸状を有することが認められた。 It was found that when the distance between the introduction ports was set to the second distance, the amount of etching was greatest at the center of the substrate, and that the amount of etching decreased as the distance from the center of the substrate increased. Furthermore, it was found that when the absolute values of the distances from the center of the substrate were equal, the etching amounts were also equal. That is, when the distance between the inlets was set to the second distance, it was observed that the graph showing the relationship between the etching amount and the position on the substrate had an upwardly convex shape.
導入口間距離が第3距離に設定された場合には、導入口間距離が第2距離に設定された場合と同様に、エッチング量と基板における位置との関係を示すグラフが、上に凸状を有することが認められた。ただし、第3距離に設定された場合におけるエッチング量の最大値が、第2距離に設定された場合におけるエッチング量の最大値よりも大きいことが認められた。また、第3距離に設定された場合におけるエッチング量の最小値が、第2距離に設定された場合におけるエッチング量の最小値よりも小さいことが認められた。 When the distance between the inlets is set to the third distance, the graph showing the relationship between the etching amount and the position on the substrate is convex upwards, similar to when the distance between the inlets is set to the second distance. It was recognized that the patient had a condition. However, it was found that the maximum value of the etching amount when the third distance was set was greater than the maximum value of the etching amount when the second distance was set. Furthermore, it was found that the minimum value of the etching amount when the third distance was set was smaller than the minimum value of the etching amount when the second distance was set.
このように、NH3ガス導入口およびHFガス導入口の少なくとも一方と基板の中心との間の距離を変更することによって、基板の面内におけるエッチング量の分布を変更することが可能である。 In this way, by changing the distance between at least one of the NH 3 gas inlet and the HF gas inlet and the center of the substrate, it is possible to change the etching amount distribution within the plane of the substrate.
図12は、図11と同様のエッチング処理において、導入口間距離のみを変更した6例について、導入口間距離とエッチング量の比との関係を示すグラフである。なお、図12におけるエッチング量の比は、基板の中心から147mmだけ離れた位置でのエッチング量に対する基板の中心でのエッチング量の比である。そのため、エッチング量の比が1よりも小さい場合には、エッチング量と基板における位置との関係を示すグラフが下に凸状を示す一方で、エッチング量の比が1よりも大きい場合には、エッチング量と基板における位置との関係を示すグラフが上に凸状を示す。 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the distance between introduction ports and the etching amount ratio for six cases in which only the distance between introduction ports was changed in the same etching process as shown in FIG. 11. Note that the etching amount ratio in FIG. 12 is the ratio of the etching amount at the center of the substrate to the etching amount at a position 147 mm away from the center of the substrate. Therefore, when the etching amount ratio is smaller than 1, the graph showing the relationship between the etching amount and the position on the substrate shows a downward convex shape, whereas when the etching amount ratio is larger than 1, A graph showing the relationship between the etching amount and the position on the substrate shows an upwardly convex shape.
図12が示すように、エッチング条件の一例では、導入口間距離が25mm以下の範囲では、エッチング量の比が1よりも小さいことが認められた。これに対して、導入口間距離が30mm以上の範囲では、エッチング量の比が1よりも大きいことが認められた。このように、導入口間距離、すなわち、導入口と基板の中心との間の距離を変更することによって、基板の面内におけるエッチング量を調整することが可能である。 As shown in FIG. 12, under one example of the etching conditions, it was observed that the etching amount ratio was smaller than 1 in a range where the distance between the inlets was 25 mm or less. On the other hand, it was observed that the etching amount ratio was greater than 1 in a range where the distance between the inlets was 30 mm or more. In this way, by changing the distance between the inlets, that is, the distance between the inlet and the center of the substrate, it is possible to adjust the amount of etching in the plane of the substrate.
以上説明したように、エッチング方法およびエッチング装置の一実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)第1工程において、第1処理対象のエッチングをNH3ガスおよびHFガスを用いて行うから、第1工程と第2工程との両方においてプラズマを用いてエッチングを行う場合に比べて、基板S間においてエッチング量に分布が生じにくい。
As explained above, according to one embodiment of the etching method and etching apparatus, the following effects can be obtained.
(1) In the first step, the first processing target is etched using NH 3 gas and HF gas, so compared to the case where etching is performed using plasma in both the first step and the second step, The etching amount is less likely to be distributed between the substrates S.
(2)対象口と基板Sの中心SCとの間の距離を変えることによって、基板Sの面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。
(3)各対象口から供給されるガスの流量を設定することが可能である。そのため、1つの対象口から導入されるガスの流量を変更することや、第1の対象口から供給されるガスの流量と、第2の対象口から供給されるガスの流量との比を変えることなどによって、基板Sの面内におけるエッチングの分布を変えることが可能である。
(2) By changing the distance between the target opening and the center SC of the substrate S, it is possible to change the distribution of the etching amount within the plane of the substrate S.
(3) It is possible to set the flow rate of gas supplied from each target port. Therefore, it is possible to change the flow rate of gas introduced from one target port, or change the ratio of the flow rate of gas supplied from the first target port to the flow rate of the gas supplied from the second target port. It is possible to change the etching distribution within the plane of the substrate S by, for example, changing the etching distribution within the plane of the substrate S.
(4)処理チャンバー11に対象口から導入するガスの流量を変えるから、基板Sの面内においてガスの分布を変えることが可能である。これによって、基板Sの面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。特に、各対象口に接続される分岐されたガス流路に予め所定のコンダクタンスを設定することで、すべての対象口に流量制御部を備えることなく、各対象口から供給するガスの流量における組み合わせを変化させることができる。
(4) Since the flow rate of gas introduced into the
(5)移動機構が対象口を移動させることによって、対象口と基板Sの中心SCとの間の距離を変えることが可能であり、これによって、基板Sの面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。 (5) By moving the target opening by the moving mechanism, it is possible to change the distance between the target opening and the center SC of the substrate S, thereby changing the distribution of the etching amount within the plane of the substrate S. Is possible.
(6)1つの対象口に対して1つの供給部23,24を備えるから、各対象口から供給するガスの流量における組み合わせの自由度を高めることが可能である。
なお、上述した実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(6) Since one
Note that the above-described embodiment may be modified and implemented as follows.
[対象口]
・エッチング装置10において、NH3ガス導入口およびHFガス導入口のいずれか一方のみが対象口でもよい。例えば、NH3ガス導入口が対象口である場合には、処理チャンバー11におけるHFガス導入口の位置が固定されている。これに対して、HFガス導入口が対象口である場合には、処理チャンバー11におけるNH3導入口の位置が固定されている。
[Target mouth]
- In the
・対象口を第1の候補から第2の候補に変える変更操作は、エッチング装置10の使用者によって行われてもよい。変更操作は、例えば、上述したバルブの開閉を切り替える操作でもよいし、NH3ガス供給部23またはHFガス供給部24の接続先を第1の候補から第2の候補に切り替える操作であってもよい。
- A change operation for changing the target opening from the first candidate to the second candidate may be performed by the user of the
[流量制御部]
・上述したように、1つのNH3ガス供給部23が複数の配管に接続し、かつ、各配管が1つの第1候補31に接続されている場合には、複数の配管には、第1のコンダクタンスを有する配管と、第2のコンダクタンスを有する配管とが含まれてもよい。第1のコンダクタスは、第2のコンダクタンスとは異なる。この場合には、NH3ガス供給部23における設定値が同一であっても、NH3ガス供給部23がNH3ガスを供給する配管として、第1のコンダクタンスを有する配管が選択された場合と、第2のコンダクタンスを有する配管が選択された場合とで、NH3ガスの流量を変更することが可能である。
[Flow rate control section]
- As described above, when one NH 3
・1つのHFガス供給部24が複数の配管に接続し、かつ、各配管が1つの第2候補32に接続されている場合には、複数の配管には、第1のコンダクタンスを有する配管と、第2のコンダクタンスを有する配管とが含まれてもよい。第1のコンダクタスは、第2のコンダクタンスとは異なる。この場合には、HFガス供給部24における設定値が同一であっても、HFガス供給部24がHFガスを供給する配管として、第1のコンダクタンスを有する配管が選択された場合と、第2のコンダクタンスを有する配管が選択された場合とで、HFガスの流量を変更することが可能である。
- When one HF
[移動機構]
・図13が示すように、エッチング装置10は、第1移動機構41と第2移動機構42とを備えてもよい。第1移動機構41および第2移動機構42は、処理チャンバー11内において、排気部11Bと対向する位置に配置されている。第1移動機構41は、第1回転部41A、第1ノズル41B、および、NH3ガス導入口41Cを備えている。回転部41A、第1ノズル41B、および、NH3ガス導入口41Cは、処理チャンバー11内に設置されている。第1回転部41Aは、処理チャンバー11が延びる方向と平行な方向に沿って延びる回転軸を中心とする回転、すなわち、回転移動が可能に構成されている。第1ノズル41Bは、第1回転部41Aに接続されている。NH3ガス導入口41Cは、第1ノズル41Bの先端に位置している。第1回転部41Aには、NH3ガス供給部23が接続されている。NH3ガス導入口41Cには、第1回転部41Aおよび第1ノズル41Bを通じて、NH3ガスが供給される。
[Moving mechanism]
- As shown in FIG. 13, the
第2移動機構42は、第2回転部42A、第2ノズル42B、および、HFガス導入口42Cを備えている。第2回転部42A、第2ノズル42B、および、HFガス導入口42Cは、処理チャンバー11内に設置されている。第2回転部42Aは、処理チャンバー11が延びる方向と平行な方向に沿って延びる回転軸を中心とする回転、すなわち回転移動が可能に構成されている。第2ノズル42Bは、第2回転部42Aに接続されている。NHFガス導入口42Cは、第2ノズル42Bの先端に位置している。第2回転部42Aには、HFガス供給部24が接続されている。HFガス導入口42Cには、第2回転部42Aおよび第2ノズル42Bを通じて、HFガスが供給される。
The
NH3ガス導入口41Cは第1のガス導入口の一例であり、HFガス導入口42Cは第2のガス導入口の一例である。NH3ガス導入口41CおよびHFガス導入口42Cは、それぞれ基板Sの法線に平行な直線上に位置している。NH3ガス導入口41Cは、NH3ガス導入口41Cから導入されるNH3ガスの流れる方向が、基板Sが広がる平面に平行になるように構成されている。HFガス導入口42Cは、HFガス導入口42Cから導入されるHFガスの流れる方向が基板Sが広がる平面に平行であり、かつ、NH3ガスの流れる方向と互いに平行であるように構成されている。
The NH 3
第1移動機構41が第1回転部41Aを回転すること、および、第2移動機構42が第2回転部42Aを回転することの少なくとも一方によって、NH3ガス導入口41CとHFガス導入口42Cとの間の距離を変えることが可能である。また、第1移動機構41が第1回転部41Aを回転することによって、基板Sに対してNH3ガスが導入される角度を変更することが可能である。また、第2移動機構42が第2回転部42Aを回転することによって、基板Sに対してHFガスが導入される角度を変更することが可能である。
By at least one of the first moving
また、第1移動機構41によれば、第1回転部41Aが回転することによって、NH3ガス導入口41Cと基板Sの中心SCとの間の距離を変えることが可能である。第2移動機構42によれば、第2回転部42Aが回転することによって、HFガス導入口42Cと基板Sの中心SCとの間の距離を変えることが可能である。エッチング装置10によれば、第1移動機構41および第2移動機構42の少なくとも一方を用いることによって、基板Sの面内におけるエッチング量の分布を変えることが可能である。
Further, according to the first moving
なお、各回転部41A,42Aの回転量は、すなわち、処理チャンバー11内における導入口41C,42Cの位置は、制御部10Cによって変更されてもよいし、エッチング装置10の使用者によって変更されてもよい。
Note that the amount of rotation of each of the
[第1工程]
・第1工程では、シリコン酸化物層53の全てが除去されてもよいし、シリコン酸化物層53の一部が、基板S上に残されてもよい。なお、第1工程においてシリコン酸化物層53の一部が基板S上に残された場合には、第2工程において、シリコン層52あるいはシリコン窒化物層51とともにシリコン酸化物層53の一部が除去されてよい。
[First step]
- In the first step, the entire
・第1工程は、第2工程よりも後に行われてもよい。 - The first step may be performed after the second step.
10…エッチング装置
11…処理チャンバー
21…N2ガス供給部
22,23…NH3ガス供給部
24…HFガス供給部
25…NF3ガス供給部
26…放電管
27…導波管
28…マイクロ波源
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記第1処理対象がシリコン酸化物層であり、
前記第2処理対象がシリコン窒化物層または前記シリコン酸化物層に覆われたシリコン層であり、
NH3ガスとHFガスとを前記真空槽に導入することによって、前記第1処理対象をエッチングする第1工程と、
前記第1工程後に、NH3ガスを含むガスから生成されたプラズマと、NF3ガスとを前記真空槽に供給することによって、前記第2処理対象をエッチングする第2工程と、を含み、
前記真空槽にNH 3 ガスを導入するNH 3 ガス導入口、および、前記真空槽にHFガスを導入するHFガス導入口の少なくとも一方が、対象口であり、
前記第1工程よりも前に、前記対象口の位置を変えることによって、前記基板の中心と前記対象口との間の距離を変える変更工程を含む
エッチング方法。 Each of the plurality of substrates housed in the vacuum chamber includes a first processing target and a second processing target,
the first processing target is a silicon oxide layer,
The second processing target is a silicon nitride layer or a silicon layer covered with the silicon oxide layer,
a first step of etching the first processing target by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber;
After the first step, a second step of etching the second processing target by supplying plasma generated from a gas containing NH gas and NF gas to the vacuum chamber ,
At least one of the NH 3 gas introduction port for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber and the HF gas introduction port for introducing HF gas into the vacuum chamber is a target port,
Before the first step, the method includes a changing step of changing the distance between the center of the substrate and the target opening by changing the position of the target opening.
Etching method.
前記第1処理対象がシリコン酸化物層であり、
前記第2処理対象がシリコン窒化物層または前記シリコン酸化物層に覆われたシリコン層であり、
NH 3 ガスとHFガスとを前記真空槽に導入することによって、前記第1処理対象をエッチングする第1工程と、
前記第1工程後に、NH 3 ガスを含むガスから生成されたプラズマと、NF 3 ガスとを前記真空槽に供給することによって、前記第2処理対象をエッチングする第2工程と、を含み、
前記基板にNH3ガスを導入するNH3ガス導入口、および、前記基板にHFガスを導入するHFガス導入口のいずれか一方が、対象口であり、
前記第1工程よりも前に、複数の前記対象口において、各対象口から供給されるガスの流量を独立して設定する設定工程を含む
エッチング方法。 Each of the plurality of substrates housed in the vacuum chamber includes a first processing target and a second processing target,
the first processing target is a silicon oxide layer,
The second processing target is a silicon nitride layer or a silicon layer covered with the silicon oxide layer,
a first step of etching the first processing target by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber;
After the first step, a second step of etching the second processing target by supplying plasma generated from a gas containing NH gas and NF gas to the vacuum chamber,
Either one of the NH 3 gas introduction port for introducing NH 3 gas into the substrate and the HF gas introduction port for introducing HF gas into the substrate is a target port,
Prior to the first step, the method includes a setting step of independently setting the flow rate of gas supplied from each target port in the plurality of target ports.
Etching method.
請求項2に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 2 , wherein in the setting step, the flow rate of the gas introduced from each target port is changed by setting in advance the conductance of the gas flow path of the gas introduced from the target port.
前記第1処理対象がシリコン酸化物層であり、
前記第2処理対象がシリコン窒化物層または前記シリコン酸化物層に覆われたシリコン層であり、
複数の前記基板を収容する真空槽と、
NH3ガスとHFガスとを前記真空槽に導入することによって、前記第1処理対象をエッチングする第1処理部と、
前記第1処理対象による処理の後に、NH3ガスを含むガスから生成されたプラズマと、NF3ガスとを前記真空槽に導入することによって、前記第2処理対象をエッチングする第2処理部と、を備えるエッチング装置であって、
前記真空槽にNH 3 ガスを導入するNH 3 ガス導入口と、
前記真空槽にHFガスを導入するHFガス導入口と、を備え、
前記NH 3 ガス導入口と前記HFガス導入口との少なくとも一方が、対象口であり、
前記エッチング装置は、複数の前記対象口の候補を備え、
前記基板の中心と、1つの前記候補との間の距離が、前記中心と他の前記候補との間の距離と異なる
エッチング装置。 The substrate includes a first processing target and a second processing target,
the first processing target is a silicon oxide layer,
The second processing target is a silicon nitride layer or a silicon layer covered with the silicon oxide layer,
a vacuum chamber accommodating a plurality of the substrates;
a first processing section that etches the first processing target by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber;
a second processing section that etches the second processing object by introducing plasma generated from a gas containing NH 3 gas and NF 3 gas into the vacuum chamber after the processing with the first processing object; An etching apparatus comprising:
an NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber ;
an HF gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber,
At least one of the NH 3 gas introduction port and the HF gas introduction port is a target port,
The etching apparatus includes a plurality of candidates for the target opening,
The distance between the center of the substrate and one of the candidates is different from the distance between the center and the other candidates.
Etching equipment.
前記第1処理対象がシリコン酸化物層であり、
前記第2処理対象がシリコン窒化物層または前記シリコン酸化物層に覆われたシリコン層であり、
複数の前記基板を収容する真空槽と、
NH 3 ガスとHFガスとを前記真空槽に導入することによって、前記第1処理対象をエッチングする第1処理部と、
前記第1処理対象による処理の後に、NH 3 ガスを含むガスから生成されたプラズマと、NF 3 ガスとを前記真空槽に導入することによって、前記第2処理対象をエッチングする第2処理部と、を備えるエッチング装置であって、
前記真空槽にNH3ガスを導入するNH3ガス導入口と、
前記真空槽にHFガスを導入するHFガス導入口と、を備え、
前記NH3ガス導入口と前記HFガス導入口との少なくとも一方が、対象口であり、
前記エッチング装置は、前記基板の中心と前記対象口との間の距離を変更するように前記対象口を移動させる移動機構をさらに備える
エッチング装置。 The substrate includes a first processing target and a second processing target,
the first processing target is a silicon oxide layer,
The second processing target is a silicon nitride layer or a silicon layer covered with the silicon oxide layer,
a vacuum chamber accommodating a plurality of the substrates;
a first processing section that etches the first processing target by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber;
a second processing section that etches the second processing object by introducing plasma generated from a gas containing NH 3 gas and NF 3 gas into the vacuum chamber after the processing with the first processing object; An etching apparatus comprising:
an NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber;
an HF gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber,
At least one of the NH 3 gas introduction port and the HF gas introduction port is a target port,
The etching apparatus further includes a moving mechanism that moves the target opening so as to change the distance between the center of the substrate and the target opening.
Etching equipment.
前記第1処理対象がシリコン酸化物層であり、
前記第2処理対象がシリコン窒化物層または前記シリコン酸化物層に覆われたシリコン層であり、
複数の前記基板を収容する真空槽と、
NH 3 ガスとHFガスとを前記真空槽に導入することによって、前記第1処理対象をエッチングする第1処理部と、
前記第1処理対象による処理の後に、NH 3 ガスを含むガスから生成されたプラズマと、NF 3 ガスとを前記真空槽に導入することによって、前記第2処理対象をエッチングする第2処理部と、を備えるエッチング装置であって、
前記真空槽にNH3ガスを導入するNH3ガス導入口と、
前記真空槽にHFガスを導入するHFガス導入口と、を備え、
前記NH3ガス導入口と前記HFガス導入口とのいずれか一方が、対象口であり、
前記エッチング装置は、複数の前記対象口を備え、
前記エッチング装置は、各対象口に対して当該対象口から供給するガスの流量を制御する流量制御部を1つずつ備える
エッチング装置。 The substrate includes a first processing target and a second processing target,
the first processing target is a silicon oxide layer,
The second processing target is a silicon nitride layer or a silicon layer covered with the silicon oxide layer,
a vacuum chamber accommodating a plurality of the substrates;
a first processing section that etches the first processing target by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber;
a second processing section that etches the second processing object by introducing plasma generated from a gas containing NH 3 gas and NF 3 gas into the vacuum chamber after the processing with the first processing object; An etching apparatus comprising:
an NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber;
an HF gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber,
Either one of the NH 3 gas introduction port and the HF gas introduction port is a target port,
The etching apparatus includes a plurality of the target openings,
The etching apparatus includes one flow rate control unit that controls the flow rate of gas supplied from each target port to each target port.
Etching equipment.
請求項6に記載のエッチング装置。 The flow rate control unit controls the flow rate of the gas so as to maintain the total flow rate of the gas introduced from all the target ports and change the flow rate of the gas introduced from each target port . etching equipment.
前記真空槽にNH3ガスを導入する第1のガス導入口と、
前記真空槽にHFガスを導入する第2のガス導入口と、
前記第1のガス導入口と前記第2のガス導入口との間の距離を変更する機構と、を備え、
NF 3 ガスを導入するための第3のガス導入口と、
放電管を介して放電されたNH 3 ガスを導入するための第4のガス導入口と、をさらに備える
エッチング装置。 a vacuum chamber that accommodates multiple substrates;
a first gas introduction port for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber;
a second gas introduction port for introducing HF gas into the vacuum chamber;
a mechanism for changing the distance between the first gas inlet and the second gas inlet ,
a third gas inlet for introducing NF3 gas ;
Further comprising a fourth gas inlet for introducing NH3 gas discharged through the discharge tube.
Etching equipment.
前記真空槽にNH 3 ガスを導入する第1のガス導入口と、
前記真空槽にHFガスを導入する第2のガス導入口と、
前記第1のガス導入口と前記第2のガス導入口との間の距離を変更する機構と、を備え、
1つの流路から導入されたNH3ガスが、2つ以上の前記第1のガス導入口に分岐されており、かつ、
1つの流路から導入されたHFガスが、2つ以上の前記第2のガス導入口に分岐されており、
NH3ガスおよびHFガスの分岐を選択することで、NH3ガス導入口の対象口とHFガス導入口の対象口との間の距離が変化する機構を備えた
エッチング装置。 a vacuum chamber that accommodates multiple substrates;
a first gas introduction port for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber ;
a second gas introduction port for introducing HF gas into the vacuum chamber;
a mechanism for changing the distance between the first gas inlet and the second gas inlet,
NH 3 gas introduced from one flow path is branched to two or more of the first gas introduction ports, and
HF gas introduced from one flow path is branched to two or more of the second gas introduction ports,
Equipped with a mechanism that changes the distance between the target port of the NH3 gas inlet and the target port of the HF gas inlet by selecting the branch of NH3 gas and HF gas.
Etching equipment.
1つの流路から導入されたHFガスは、異なるコンダクタンスを持つ流路に分岐される
請求項9に記載のエッチング装置。 NH3 gas introduced from one channel is branched into channels having different conductances, and
The etching apparatus according to claim 9 , wherein the HF gas introduced from one channel is branched into channels having different conductances.
前記真空槽にNH 3 ガスを導入する第1のガス導入口と、
前記真空槽にHFガスを導入する第2のガス導入口と、
前記第1のガス導入口と前記第2のガス導入口との間の距離を変更する機構と、を備え、
1つの流路から導入されたNH3ガスが、2つ以上の前記第1のガス導入口に分岐されており、かつ、
1つの流路から導入されたHFガスが、2つ以上の前記第2のガス導入口に分岐されており、
分岐された流路は、それぞれ流量制御部を1つずつ備える
エッチング装置。 a vacuum chamber that accommodates multiple substrates;
a first gas introduction port for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber ;
a second gas introduction port for introducing HF gas into the vacuum chamber;
a mechanism for changing the distance between the first gas inlet and the second gas inlet,
NH 3 gas introduced from one flow path is branched to two or more of the first gas introduction ports, and
HF gas introduced from one flow path is branched to two or more of the second gas introduction ports,
Each branched flow path is provided with one flow control section.
Etching equipment.
前記真空槽内に設置された前記基板の法線に平行な軸に前記第1のガス導入口および前記第2のガス導入口が取り付けられ、前記軸を中心に回転移動する機構を備えた
請求項8に記載のエッチング装置。 The first gas introduction port and the second gas introduction port are arranged parallel to a normal line of the substrate and on a straight line, and further, the gas introduced is parallel to the substrate and parallel to each other. provided, and
The first gas inlet and the second gas inlet are attached to an axis parallel to the normal line of the substrate installed in the vacuum chamber, and the first gas inlet and the second gas inlet are provided with a mechanism for rotating around the axis. Item 8. Etching apparatus according to item 8 .
NH3ガスとHFガスとを前記真空槽に導入することで実行される第1の処理と、
NH3ガスを含むガスから生成されたプラズマと、NF3ガスとを前記真空槽に供給することによって実行される第2の処理と、を含み、
前記第1の処理において、1つの流路から導入されたNH 3 ガスが、2つ以上の第1のガス導入口に分岐されており、かつ、
1つの流路から導入されたHFガスが、2つ以上の第2のガス導入口に分岐されており、
NH 3 ガスおよびHFガスの分岐を選択することで、NH 3 ガス導入口の対象口とHFガス導入口の対象口との間の距離を変化させる
エッチング方法。 Regarding multiple substrates housed in a vacuum chamber,
A first process performed by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber;
a second process performed by supplying plasma generated from a gas containing NH3 gas and NF3 gas to the vacuum chamber ,
In the first process, the NH 3 gas introduced from one flow path is branched to two or more first gas introduction ports, and
HF gas introduced from one flow path is branched to two or more second gas introduction ports,
By selecting the branch of NH3 gas and HF gas, change the distance between the target port of the NH3 gas inlet and the target port of the HF gas inlet .
Etching method.
前記第2の処理の対象がシリコン窒化物層または前記シリコン酸化物層に覆われたシリコン層である
請求項13に記載のエッチング方法。 The target of the first treatment is a silicon oxide layer,
The etching method according to claim 13 , wherein the target of the second treatment is a silicon nitride layer or a silicon layer covered with the silicon oxide layer.
請求項14に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 14 , wherein the second treatment is performed after the first treatment.
1つの流路から導入されたHFガスは、異なるコンダクタンスを持つ流路に分岐され、
NH3ガスとHFガスとがそれぞれ異なる流量で、前記第1のガス導入口および前記第2のガス導入口から導入される
請求項13に記載のエッチング方法。 NH3 gas introduced from one channel is branched into channels having different conductances, and
HF gas introduced from one channel is branched into channels with different conductances,
The etching method according to claim 13 , wherein NH 3 gas and HF gas are introduced from the first gas introduction port and the second gas introduction port at different flow rates.
NH 3 ガスとHFガスとを前記真空槽に導入することで実行される第1の処理と、
NH 3 ガスを含むガスから生成されたプラズマと、NF 3 ガスとを前記真空槽に供給することによって実行される第2の処理と、を含み、
前記第1の処理において、1つの流路から導入されたNH3ガスが、2つ以上の第1のガス導入口に分岐されており、かつ、
1つの流路から導入されたHFガスが、2つ以上の第2のガス導入口に分岐されており、
分岐された流路にそれぞれ1つずつ備えられた流量制御部によって、NH3ガスとHFガスの対象口がそれぞれ異なる流量・異なる距離の組み合わせで前記第1のガス導入口および前記第2のガス導入口から導入される
エッチング方法。 Regarding multiple substrates housed in a vacuum chamber,
A first process performed by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber;
a second process performed by supplying plasma generated from a gas containing NH3 gas and NF3 gas to the vacuum chamber,
In the first process, the NH 3 gas introduced from one flow path is branched to two or more first gas introduction ports, and
HF gas introduced from one flow path is branched to two or more second gas introduction ports,
The flow control units provided in each of the branched flow paths control the target ports for NH 3 gas and HF gas at different flow rates and different distances from the first gas inlet and the second gas inlet. Introduced from the introduction port
Etching method.
NH 3 ガスとHFガスとを前記真空槽に導入することで実行される第1の処理と、
NH 3 ガスを含むガスから生成されたプラズマと、NF 3 ガスとを前記真空槽に供給することによって実行される第2の処理と、を含み、
前記第1の処理において、前記基板の法線に平行かつ直線上に配置され、さらに、導入されるガスが前記基板に平行にかつ互いに平行になるように備えられ、かつ、前記真空槽内に設置された前記基板の法線に平行な軸に取り付けられた第1のガス導入口および第2のガス導入口から、前記軸を中心に各導入口を回転移動させ、前記第1のガス導入口の距離と前記第2のガス導入口との間の距離・導入角度を設定したのちにNH3ガスとHFガスが導入される
エッチング方法。 Regarding multiple substrates housed in a vacuum chamber,
A first process performed by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber;
a second process performed by supplying plasma generated from a gas containing NH3 gas and NF3 gas to the vacuum chamber,
In the first process, the gas is arranged parallel to the normal line of the substrate and on a straight line, and further provided so that the gases introduced are parallel to the substrate and parallel to each other, and in the vacuum chamber. From a first gas introduction port and a second gas introduction port attached to an axis parallel to the normal line of the installed substrate, each introduction port is rotated about the axis to introduce the first gas. After setting the distance and introduction angle between the port and the second gas introduction port, NH3 gas and HF gas are introduced.
Etching method.
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