JP7490687B2 - Substrate processing method - Google Patents

Substrate processing method Download PDF

Info

Publication number
JP7490687B2
JP7490687B2 JP2022003985A JP2022003985A JP7490687B2 JP 7490687 B2 JP7490687 B2 JP 7490687B2 JP 2022003985 A JP2022003985 A JP 2022003985A JP 2022003985 A JP2022003985 A JP 2022003985A JP 7490687 B2 JP7490687 B2 JP 7490687B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
reaction
plasma
processed
etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022003985A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023103113A (en
Inventor
昌浩 笹倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SPP Technologies Co Ltd
Original Assignee
SPP Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SPP Technologies Co Ltd filed Critical SPP Technologies Co Ltd
Priority to JP2022003985A priority Critical patent/JP7490687B2/en
Publication of JP2023103113A publication Critical patent/JP2023103113A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7490687B2 publication Critical patent/JP7490687B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

この発明は、基板処理方法に関し、特に、基板載置部上の被処理基板をプラズマによってエッチングする基板処理方法に関する。 This invention relates to a substrate processing method, and in particular to a substrate processing method in which a substrate to be processed placed on a substrate placement part is etched by plasma.

従来、基板載置部上の被処理基板をプラズマによってエッチングする基板処理方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a substrate processing method is known in which a substrate placed on a substrate placement unit is etched using plasma (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1には、処理チャンバ内に処理ガスを供給し高周波電圧を印加して処理ガスをプラズマ化させるとともに、基板保持装置に高周波電圧を印加し、プラズマによって生成したラジカルやイオンにより、処理チャンバ内の基板保持装置に保持されたシリコン基板をエッチングする技術が開示されている。上記特許文献1では、基板保持装置により保持されたシリコン基板の外周側縁部上面が環状の保護部材で覆われる。保護部材は、シリコン基板のうち、レジスト膜や酸化膜などの保護膜が形成されていない外周側縁部上面がエッチングされることを防ぐ機能を有し、アルミニウムにアルマイトコーティングを施したもの或いは酸化アルミニウムからなるセラミックにより構成されている。 The above-mentioned Patent Document 1 discloses a technique in which a process gas is supplied into a process chamber and a high-frequency voltage is applied to turn the process gas into plasma, and a high-frequency voltage is also applied to a substrate holding device, and a silicon substrate held by the substrate holding device in the process chamber is etched by radicals and ions generated by the plasma. In the above-mentioned Patent Document 1, the upper surface of the outer peripheral edge of the silicon substrate held by the substrate holding device is covered with an annular protective member. The protective member has the function of preventing the upper surface of the outer peripheral edge of the silicon substrate, which does not have a protective film such as a resist film or an oxide film, from being etched, and is made of aluminum with an anodized coating or ceramic made of aluminum oxide.

特許第5250445号公報Japanese Patent No. 5250445

しかしながら、上記特許文献1のように非ボッシュプロセスのドライエッチング処理を行う場合に、環状の保護部材よりも内周側のエッチング部(エッチングされる加工箇所)において、被処理基板の中央部付近と被処理基板の外周部付近(保護部材付近)とで寸法差が生じてしまうことが知られている。すなわち、被処理基板の中央部と被処理基板の外周部(保護部材付近)とでエッチング形状が均一にならないという課題がある。 However, when performing a non-Bosch dry etching process as in Patent Document 1, it is known that a dimensional difference occurs between the center of the substrate and the outer periphery of the substrate (near the protective member) in the etching portion (the processing portion to be etched) that is on the inner side of the annular protective member. In other words, there is a problem in that the etching shape is not uniform between the center of the substrate and the outer periphery of the substrate (near the protective member).

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、非ボッシュプロセスのドライエッチング処理において、被処理基板の中央部付近と外周部付近との形状の均一性を改善させることが可能な基板処理方法を提供することである。 This invention has been made to solve the above problems, and one object of the invention is to provide a substrate processing method that can improve the uniformity of the shape near the center and near the periphery of the substrate being processed in a non-Bosch dry etching process.

上記目的を達成するために、本願発明者が鋭意検討した結果、SFガスとOガスとを用いてシリコンをエッチングする条件下では、被処理基板の中央部と外周部との位置の相違に起因して、エッチングに関与する物質の分布に不均一が生じることが、エッチング形状の均一性に影響を与えているとの結論に至った。すなわち、被処理基板の中央部のエッチング部(エッチングされる加工箇所)では、周囲に他のエッチング部が密に存在することから、ラジカルと反応するシリコン表面積が相対的に大きいのに対し、被処理基板の外周部のエッチング部では、それよりも外周側にエッチング部が少ないか、または存在せず、さらに外周側縁部もエッチング耐性の高い酸化アルミニウム等の保護部材に覆われているため、ラジカルと反応するシリコン表面積が相対的に小さい。このため、被処理基板の中央部ではラジカルとの反応生成物が相対的に多く生成され、ラジカルがその分少なくなる。反対に、被処理基板の外周部ではラジカルとの反応生成物が相対的に少なく、ラジカルが相対的に多く分布する。本願発明者は、このようなエッチングに関与する物質の不均一な分布が、エッチング部における保護膜の形成に影響を及ぼし、非ボッシュプロセスのドライエッチング処理における形状の均一性を損なう要因の1つになることを発見した。この要因を解消するため、本願発明者は、下記の発明をするに至った。 In order to achieve the above object, the inventors of the present application conducted intensive research and came to the conclusion that under the conditions of etching silicon using SF6 gas and O2 gas, the distribution of substances involved in etching is non-uniform due to the difference in position between the center and the outer periphery of the substrate to be processed, which affects the uniformity of the etching shape. That is, in the etching part (processing part to be etched) in the center of the substrate to be processed, other etching parts are densely present around it, so the silicon surface area reacting with radicals is relatively large, whereas in the etching part in the outer periphery of the substrate to be processed, there are fewer or no etching parts on the outer periphery side, and furthermore, the outer periphery edge is covered with a protective member such as aluminum oxide, which has high etching resistance, so the silicon surface area reacting with radicals is relatively small. For this reason, in the center of the substrate to be processed, the reaction products with radicals are generated relatively in large amounts, and the radicals are reduced accordingly. Conversely, in the outer periphery of the substrate to be processed, the reaction products with radicals are relatively small, and the radicals are distributed relatively in large amounts. The inventors of the present application have discovered that such non-uniform distribution of the material involved in etching affects the formation of a protective film in the etched portion, and is one of the factors that impair the uniformity of the shape in the dry etching process of the non-Bosch process. In order to eliminate this factor, the inventors of the present application have come up with the following invention.

すなわち、本発明の第1の局面による基板処理方法は、基板載置部の載置面にシリコンからなる被処理基板を配置する工程と、載置面上に配置された被処理基板の外周縁部を上方から覆うように、環状の保護部材を配置する工程と、基板載置部および保護部材を収容する処理チャンバ内にSFガスおよびOガスを導入し、高周波電力を印加してプラズマを形成する工程と、プラズマにより載置面上の被処理基板をエッチングするとともに、プラズマにより、保護部材の表面に設けられたシリコンを含む反応部から反応生成物を生成する工程と、反応部から生成された反応生成物をプラズマと反応させることにより、被処理基板の外周部におけるエッチング部に保護膜を形成する工程と、を備え、反応部の材料はSiO であり、反応生成物は、フッ化ケイ素および酸素ラジカルを含む。なお、本明細書における被処理基板の「外周部」とは、被処理基板の外周側で、かつ、保護部材よりも内周側であってエッチング部(加工箇所)が存在する領域を意味し、被処理基板の外周縁部を含まない概念である。
本発明の第2の局面による基板処理方法は、基板載置部の載置面にシリコンからなる被処理基板を配置する工程と、載置面上に配置された被処理基板の外周縁部を上方から隙間を空けて覆うように、環状の保護部材を配置する工程と、基板載置部および保護部材を収容する処理チャンバ内にSF ガスおよびO ガスを導入し、高周波電力を印加してプラズマを形成する工程と、プラズマにより載置面上の被処理基板をエッチングするとともに、プラズマにより、保護部材の表面に設けられたシリコンを含む反応部から反応生成物を生成する工程と、反応部から生成された反応生成物をプラズマと反応させることにより、被処理基板の外周部におけるエッチング部に保護膜を形成する工程と、を備え、反応部の材料はSiO である。
本発明の第3の局面による基板処理方法は、基板載置部の載置面にシリコンからなる被処理基板を配置する工程と、載置面上に配置された被処理基板の外周縁部を上方から覆うように、環状の保護部材を配置する工程と、基板載置部および保護部材を収容する処理チャンバ内にSF ガスおよびO ガスを導入し、高周波電力を印加してプラズマを形成する工程と、プラズマにより載置面上の被処理基板をエッチングするとともに、プラズマにより、保護部材の表面に設けられたシリコンを含む反応部から反応生成物を生成する工程と、反応部から生成された反応生成物をプラズマと反応させることにより、被処理基板の外周部におけるエッチング部に保護膜を形成する工程と、を備え、保護部材は、被処理基板の外周縁部を覆うとともに、上面に反応部を有する環状の第1部材と、第1部材の外周端を着脱可能に支持し、反応部を有しない環状の第2部材と、を含む。
That is, the substrate processing method according to the first aspect of the present invention includes the steps of: arranging a substrate to be processed made of silicon on the mounting surface of a substrate mounting part; arranging an annular protective member so as to cover the outer peripheral edge of the substrate to be processed arranged on the mounting surface from above; introducing SF 6 gas and O 2 gas into a processing chamber that accommodates the substrate mounting part and the protective member, and applying high-frequency power to form plasma; etching the substrate to be processed on the mounting surface with the plasma, and generating a reaction product from a reaction part containing silicon provided on the surface of the protective member with the plasma; and forming a protective film on the etching part in the outer peripheral part of the substrate to be processed by reacting the reaction product generated from the reaction part with the plasma , the material of the reaction part is SiO 2 , and the reaction product contains silicon fluoride and oxygen radicals . Note that the "outer peripheral part" of the substrate to be processed in this specification means a region on the outer peripheral side of the substrate to be processed and on the inner peripheral side of the protective member where an etching part (processing part) exists, and is a concept that does not include the outer peripheral part of the substrate to be processed.
A substrate processing method according to a second aspect of the present invention includes the steps of: placing a substrate to be processed made of silicon on the mounting surface of a substrate mounting part; placing an annular protective member so as to cover the outer peripheral edge of the substrate to be processed placed on the mounting surface with a gap therebetween from above; introducing SF6 gas and O2 gas into a processing chamber that accommodates the substrate mounting part and the protective member, and applying high -frequency power to form plasma; etching the substrate to be processed on the mounting surface with the plasma, and generating a reaction product from a reaction part containing silicon provided on the surface of the protective member with the plasma; and forming a protective film on the etching part at the outer peripheral part of the substrate to be processed by reacting the reaction product generated from the reaction part with the plasma, the material of the reaction part being SiO2 .
A substrate processing method according to a third aspect of the present invention includes the steps of: placing a substrate to be processed made of silicon on the mounting surface of a substrate mounting part; placing an annular protective member so as to cover from above the outer periphery of the substrate to be processed placed on the mounting surface; introducing SF6 gas and O2 gas into a processing chamber that accommodates the substrate mounting part and the protective member, and applying high -frequency power to form plasma; etching the substrate to be processed on the mounting surface with the plasma, and generating a reaction product from a reaction section containing silicon provided on the surface of the protective member with the plasma; and forming a protective film on the etching section in the outer periphery of the substrate to be processed by reacting the reaction product generated from the reaction section with the plasma, wherein the protective member includes an annular first member that covers the outer periphery of the substrate to be processed and has a reaction section on its upper surface, and an annular second member that detachably supports the outer periphery end of the first member and does not have a reaction section.

本発明の第1~第3の局面による基板処理方法では、上記のように、プラズマにより載置面上の被処理基板をエッチングするとともに、プラズマにより、保護部材の表面に設けられたシリコンを含む反応部から反応生成物を生成する工程を備える。これにより、被処理基板だけでなく保護部材の反応部でも、余剰のラジカルによる反応生成物が生成するので、被処理基板の外周部付近における反応生成物の分布量を増大させることができる。被処理基板も反応部もシリコンを含むため、被処理基板および反応部から生成される反応生成物には、SFガスのプラズマによるフッ素ラジカルとシリコンとの反応によるフッ化ケイ素(SiF等)が共に含まれる。このフッ化ケイ素が、エッチング部における保護膜の形成に寄与する。そして、反応部から生成された反応生成物をプラズマと反応させることにより、被処理基板の外周部におけるエッチング部に保護膜を形成する工程を備えるので、被処理基板の外周部におけるエッチング部でも、反応生成物が十分に確保される被処理基板の中央部と同様に、保護膜を形成できる。この結果、被処理基板の外周部におけるエッチング部と中央部におけるエッチング部とで保護膜の形成状況を近づけることができるので、非ボッシュプロセスのドライエッチング処理において、被処理基板の中央部付近と外周部付近との形状の均一性を改善させることができる。 The substrate processing method according to the first to third aspects of the present invention includes a step of etching the substrate on the mounting surface with plasma and generating reaction products from the reaction part containing silicon provided on the surface of the protective member with plasma, as described above. As a result, reaction products are generated by excess radicals not only on the substrate to be processed but also on the reaction part of the protective member, so that the distribution amount of reaction products near the outer periphery of the substrate to be processed can be increased. Since both the substrate to be processed and the reaction part contain silicon, the reaction products generated from the substrate to be processed and the reaction part contain silicon fluoride (SiF 4 , etc.) generated by the reaction between fluorine radicals and silicon by the plasma of SF 6 gas. This silicon fluoride contributes to the formation of a protective film in the etching part. And, since the method includes a step of forming a protective film on the etching part in the outer periphery of the substrate to be processed by reacting the reaction products generated from the reaction part with plasma, a protective film can be formed in the etching part in the outer periphery of the substrate to be processed as well as in the central part of the substrate to be processed where reaction products are sufficiently secured. As a result, the formation conditions of the protective film can be made similar between the etching portion at the outer periphery of the processed substrate and the etching portion at the center, thereby improving the uniformity of the shape near the center and near the outer periphery of the processed substrate in non-Bosch dry etching processing.

上記発明の第1~第3の局面による基板処理方法において、好ましくは、被処理基板の外周部におけるエッチング部に保護膜を形成する工程は、反応部から生成されたシリコンを含む反応生成物をプラズマにより解離させる工程と、解離されたシリコンとプラズマ中の酸素ラジカルとの反応により酸化ケイ素を含む保護膜を形成する工程と、を含む。このように構成すれば、反応生成物であるフッ化ケイ素の一部をプラズマによって解離させ、解離されたシリコンとOガス由来の酸素ラジカルとの反応によって、エッチング部にSiO系の保護膜が形成される。これにより、被処理基板の外周部においても、保護部材の反応部から供給される反応生成物により、エッチング部にSiO系の保護膜を効果的に形成できる。 In the substrate processing method according to the first to third aspects of the invention, the step of forming a protective film on the etched portion in the outer periphery of the substrate to be processed preferably includes the steps of dissociating a reaction product containing silicon generated from the reaction portion by plasma, and forming a protective film containing silicon oxide by a reaction between the dissociated silicon and oxygen radicals in the plasma. In this manner, a SiO-based protective film is formed on the etched portion by dissociating a part of silicon fluoride, which is a reaction product, by plasma, and reacting the dissociated silicon with oxygen radicals derived from O2 gas. As a result, a SiO-based protective film can be effectively formed on the etched portion by the reaction product supplied from the reaction portion of the protective member, even in the outer periphery of the substrate to be processed.

上記発明の第1の局面による基板処理方法では、反応部の材料はSiOであり、反応生成物は、フッ化ケイ素および酸素ラジカルを含む。これにより、フッ素ラジカルと反応部との反応により、フッ化ケイ素だけでなく、保護膜を形成するための材料としての酸素ラジカルも反応部から供給できる。また、ラジカルによる反応生成物の他に、反応部からはイオン衝突により酸素原子も生成され、保護膜を形成するための材料となる。なお、反応部の材料としてのSiOには、石英その他のSiO結晶が含まれる。 In the substrate processing method according to the first aspect of the invention, the material of the reaction section is SiO2 , and the reaction products include silicon fluoride and oxygen radicals. As a result , not only silicon fluoride but also oxygen radicals as a material for forming a protective film can be supplied from the reaction section by the reaction between the fluorine radicals and the reaction section. In addition to the reaction products of the radicals, oxygen atoms are also generated from the reaction section by ion collision, and become a material for forming a protective film. The SiO2 material of the reaction section includes quartz and other SiO2 crystals.

上記発明の第1~第3の局面による基板処理方法において、好ましくは、反応部から反応生成物を生成する工程において、被処理基板の外周部におけるラジカルおよび反応生成物の分布を、被処理基板の中央部におけるラジカルおよび反応生成物の分布と近づけるように、反応部から反応生成物を生成する。このように構成すれば、エッチング部および反応部の両方を合わせた被処理基板の外周部におけるラジカルおよび反応生成物の分布を、被処理基板の中央部のラジカルおよび反応生成物の分布に、近付けることができる。その結果、被処理基板の中央部と外周部とで保護膜の形成状況を近づけることができるので、被処理基板の中央部および外周部の各エッチング部の形状差を効果的に低減できる。 In the substrate processing method according to the first to third aspects of the invention, preferably, in the step of generating reaction products from the reaction section, the reaction products are generated from the reaction section so that the distribution of radicals and reaction products in the outer periphery of the substrate to be processed is made closer to the distribution of radicals and reaction products in the central part of the substrate to be processed. With this configuration, the distribution of radicals and reaction products in the outer periphery of the substrate to be processed, which includes both the etching section and the reaction section, can be made closer to the distribution of radicals and reaction products in the central part of the substrate to be processed. As a result, the formation conditions of the protective film in the central part and the outer periphery of the substrate to be processed can be made closer to each other, so that the difference in shape of the etching sections in the central part and the outer periphery of the substrate to be processed can be effectively reduced.

上記発明の第3の局面による基板処理方法では、保護部材は、被処理基板の外周縁部を覆うとともに、上面に反応部を有する環状の第1部材と、第1部材の外周端を着脱可能に支持し、反応部を有しない環状の第2部材と、を含む。これにより、被処理基板とともにエッチングされる反応部を有する第1部材を、第2部材に対して交換できる。そのため、エッチングに伴い反応部が消耗した場合に、保護部材の全体を交換する場合と比べて、交換作業を容易化できるとともに資源消費量を低減できる。 In the substrate processing method according to the third aspect of the present invention, the protective member includes an annular first member that covers the outer peripheral edge of the substrate to be processed and has a reaction portion on its upper surface, and an annular second member that detachably supports the outer peripheral end of the first member and does not have a reaction portion. This makes it possible to replace the first member having a reaction portion that is etched together with the substrate to be processed with the second member. Therefore, when the reaction portion is worn out due to etching, the replacement work can be made easier and resource consumption can be reduced compared to when the entire protective member is replaced.

本発明によれば、上記のように、非ボッシュプロセスのドライエッチング処理において、被処理基板の中央部付近と外周部付近との形状の均一性を改善させることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to improve the uniformity of the shape near the center and near the periphery of the substrate to be processed in a non-Bosch dry etching process.

基板処理方法を実施するための基板処理装置の概略構成を示した模式図である。1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus for carrying out a substrate processing method. 保護部材および保護部材の支持構造を示した模式的な斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing a protective member and a support structure for the protective member. 保護部材を説明するための被処理基板の外周縁部近傍の拡大断面図である。4 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the outer periphery of the substrate to be processed for explaining a protective member. FIG. 保護部材と被処理基板との位置関係を説明するための模式的な平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view for explaining the positional relationship between a protection member and a substrate to be processed. 本実施形態の基板処理方法を示したフロー図である。FIG. 2 is a flow chart showing a substrate processing method according to the present embodiment. 被処理基板の外周部のエッチング部での保護膜の形成を説明する図である。1A to 1C are diagrams illustrating the formation of a protective film in an etching portion on the outer periphery of a substrate to be processed. 被処理基板の中央部のエッチング部での保護膜の形成を説明する図である。1A to 1C are diagrams illustrating the formation of a protective film in an etching portion in the center of a substrate to be processed. 酸化アルミニウム製の保護部材を用いた比較例による、被処理基板の外周部および中央部の各エッチング部の断面の全体画像および拡大画像である。13 shows an overall image and an enlarged image of the cross section of each etched portion at the periphery and center of a substrate to be processed in a comparative example in which a protective member made of aluminum oxide was used. 石英製の第1部材を備えた保護部材を用いた実施例による、被処理基板の外周部および中央部の各エッチング部の断面の全体画像および拡大画像である。13A and 13B are overall and enlarged images of cross sections of etched portions at the periphery and center of a substrate to be processed in an embodiment using a protective member having a first member made of quartz.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

図1を参照して本実施形態の基板処理方法を行う基板処理装置100を説明する。 The substrate processing apparatus 100 that performs the substrate processing method of this embodiment will be described with reference to FIG. 1.

(基板処理装置)
基板処理装置100は、処理チャンバ10内にプラズマを形成して被処理基板1のドライエッチングを行うプラズマ処理装置である。被処理基板1は、シリコンにより形成されたシリコンウェハである。
(Substrate Processing Apparatus)
The substrate processing apparatus 100 is a plasma processing apparatus that generates plasma in a processing chamber 10 and performs dry etching on a substrate 1 to be processed. The substrate 1 to be processed is a silicon wafer made of silicon.

基板処理装置100は、処理チャンバ10と、基板載置部20と、ガス供給装置30と、プラズマ生成装置40と、排気装置50と、高周波電源60と、保護部材70とを備える。 The substrate processing apparatus 100 includes a processing chamber 10, a substrate placement unit 20, a gas supply unit 30, a plasma generating unit 40, an exhaust unit 50, a high-frequency power supply 60, and a protective member 70.

処理チャンバ10は閉塞空間を有し、閉塞空間内に基板載置部20を収容している。処理チャンバ10は、相互に連通した内部空間を有する上チャンバ11および下チャンバ12から構成される。 The processing chamber 10 has a closed space and houses a substrate placement unit 20 within the closed space. The processing chamber 10 is composed of an upper chamber 11 and a lower chamber 12 that have internal spaces that are connected to each other.

基板載置部20は、被処理基板1が載置される載置面20aを有する。基板載置部20は、円板形状を有し、基台21と、基台21上に設置された静電チャック22と、静電チャック22の周囲を取り囲むリング部材23とを含む。基板載置部20は、昇降シリンダ25により処理チャンバ10内で昇降自在に設けられている。基台21はアルミニウムからなり、静電チャック22およびリング部材23は酸化アルミニウムからなる。静電チャック22は、静電吸着用の電圧を印加する静電吸着用電源(図示せず)と接続されている。静電チャック22に電圧を印加すると、静電誘導により、被処理基板1が静電チャック22の上面である載置面20aに吸着される。なお、基板載置部20には内部配管(図示せず)が設けられ、この内部配管にガルデン(登録商標)等の所定の冷媒を導入し、冷媒の温度を管理(例えば、5℃に管理)しながら、冷媒を循環させるチラー装置(図示せず)が取り付けられている。これにより、プラズマ処理の実行中、基板載置部20が冷却される。また、プラズマ処理の実行中、被処理基板1の裏面には、所定の冷却ガス供給管(図示せず)から冷却ガス(Heガス等の不活性ガス)が供給され、被処理基板1が冷却される。 The substrate placement part 20 has a placement surface 20a on which the substrate 1 to be processed is placed. The substrate placement part 20 has a disk shape and includes a base 21, an electrostatic chuck 22 installed on the base 21, and a ring member 23 surrounding the electrostatic chuck 22. The substrate placement part 20 is provided so as to be freely raised and lowered in the processing chamber 10 by a lifting cylinder 25. The base 21 is made of aluminum, and the electrostatic chuck 22 and the ring member 23 are made of aluminum oxide. The electrostatic chuck 22 is connected to an electrostatic adsorption power source (not shown) that applies a voltage for electrostatic adsorption. When a voltage is applied to the electrostatic chuck 22, the substrate 1 to be processed is adsorbed to the placement surface 20a, which is the upper surface of the electrostatic chuck 22, by electrostatic induction. The substrate placement part 20 is provided with an internal pipe (not shown), into which a specified coolant such as Galden (registered trademark) is introduced, and a chiller device (not shown) is attached to circulate the coolant while controlling the coolant temperature (for example, at 5°C). This cools the substrate placement part 20 during plasma processing. Also, during plasma processing, a cooling gas (an inert gas such as He gas) is supplied from a specified cooling gas supply pipe (not shown) to the rear surface of the substrate 1 to cool the substrate 1.

ガス供給装置30は、処理チャンバ10内にエッチングガスおよび保護膜形成ガスを供給する。ガス供給装置30は、エッチングガスとしてSFガスを供給するSFガス供給部31と、保護膜形成ガスとしてOガスを供給するOガス供給部32とを含む。各ガス供給部は、ガス供給用の分岐した供給管33により、上チャンバ11の上面から処理チャンバ10内に接続している。供給管33を介して、処理チャンバ10内にSFガスおよびOガスが供給される。 The gas supply device 30 supplies an etching gas and a protective film forming gas into the processing chamber 10. The gas supply device 30 includes an SF6 gas supply unit 31 that supplies SF6 gas as an etching gas, and an O2 gas supply unit 32 that supplies O2 gas as a protective film forming gas. Each gas supply unit is connected to the processing chamber 10 from the top surface of the upper chamber 11 by a branched supply pipe 33 for gas supply. SF6 gas and O2 gas are supplied into the processing chamber 10 through the supply pipe 33.

プラズマ生成装置40は、処理チャンバ10内に供給されたガスにより誘導結合プラズマ(ICP)を生成する装置である。プラズマ生成装置40は、上チャンバ11の外周に設けられた螺旋状のコイル41と、このコイル41に高周波電力を供給する高周波電源42とを含む。高周波電源42によってコイル41に高周波電力を供給することにより、上チャンバ11内に供給されたガスがプラズマ化される。 The plasma generating device 40 is a device that generates inductively coupled plasma (ICP) from gas supplied into the processing chamber 10. The plasma generating device 40 includes a spiral coil 41 provided on the outer periphery of the upper chamber 11, and a high-frequency power source 42 that supplies high-frequency power to the coil 41. The gas supplied into the upper chamber 11 is turned into plasma by supplying high-frequency power to the coil 41 by the high-frequency power source 42.

排気装置50は、処理チャンバ10内の圧力を減圧する。排気装置50は、処理チャンバ10内のガスを排気する真空ポンプ51と、真空ポンプ51を処理チャンバ10内に接続する排気管52とを含む。排気管52を介して、真空ポンプ51が処理チャンバ10内のガスを排気し、処理チャンバ10内を真空に近い所定の圧力状態とする。 The exhaust device 50 reduces the pressure inside the processing chamber 10. The exhaust device 50 includes a vacuum pump 51 that exhausts gas inside the processing chamber 10, and an exhaust pipe 52 that connects the vacuum pump 51 to the processing chamber 10. The vacuum pump 51 exhausts gas inside the processing chamber 10 through the exhaust pipe 52, and the processing chamber 10 is brought to a predetermined pressure state close to a vacuum.

高周波電源60は、基板載置部20にバイアス電位用の高周波電力を供給する。高周波電源60は、基板載置部20の基台21に高周波電力を供給することで、基板載置部20(基台21)とプラズマとの間にバイアス電位を与える。 The high frequency power supply 60 supplies high frequency power for the bias potential to the substrate placement part 20. The high frequency power supply 60 supplies high frequency power to the base 21 of the substrate placement part 20, thereby providing a bias potential between the substrate placement part 20 (base 21) and the plasma.

保護部材70は、処理チャンバ10内で基板載置部20の上方に配置されている。保護部材70は、円環形状かつ平板形状を有する。保護部材70は、環状のベース部75(図2参照)から立ち上がる複数の支柱76により支持されている。 The protective member 70 is disposed above the substrate placement portion 20 within the processing chamber 10. The protective member 70 has a circular ring shape and a flat plate shape. The protective member 70 is supported by a number of supports 76 that rise from an annular base portion 75 (see FIG. 2).

昇降シリンダ25により基板載置部20が下降位置(実線参照)にあるとき、基板載置部20が保護部材70の下方に離隔する。昇降シリンダ25により基板載置部20が上昇位置(二点鎖線参照)に移動すると、リング部材23の上面が保護部材70の下面と接触して、保護部材70が被処理基板1の外周縁部1c(図3参照)を上方から覆う。なお、基板載置部20に対して保護部材70が昇降してもよい。 When the substrate placement part 20 is in the lowered position (see solid line) by the lifting cylinder 25, the substrate placement part 20 moves away from the protective member 70. When the substrate placement part 20 moves to the raised position (see two-dot chain line) by the lifting cylinder 25, the upper surface of the ring member 23 comes into contact with the lower surface of the protective member 70, and the protective member 70 covers the outer peripheral edge part 1c (see FIG. 3) of the substrate 1 to be processed from above. The protective member 70 may be raised and lowered relative to the substrate placement part 20.

〈保護部材の構成〉
図2に示すように、保護部材70は、環状の第1部材71と、第1部材71の外周端を着脱可能に支持する環状の第2部材72とを含む。第1部材71は、全周にわたって連続した単一部材である。第2部材72は、外周側が複数の支柱76により支持されている。第2部材72には、表裏に貫通するガス抜き用の貫通孔72bが、周方向に沿って複数形成されている。
<Configuration of protective member>
2, the protective member 70 includes an annular first member 71 and an annular second member 72 that detachably supports the outer peripheral end of the first member 71. The first member 71 is a single member that is continuous around the entire circumference. The outer peripheral side of the second member 72 is supported by a plurality of supports 76. A plurality of through holes 72b for venting gas are formed in the second member 72 along the circumferential direction, penetrating from the front to the back.

図3に示すように、第2部材72の内周端には、第1部材71の外周端と係合する周状の段差部72aが形成されている。この段差部72aに、第1部材71が上方へ移動可能(取り外し可能)な状態で設置されている。第2部材72の下面には、リング部材23の上面と接触する当接部72cが設けられている。接触により、保護部材70と被処理基板1との上下位置関係が一定になる。第1部材71は、被処理基板1の外周縁部1cを覆うように、被処理基板1の外径よりも、外周縁部1cの被覆範囲の分だけ小さい内径(図4参照)を有する。被処理基板1の外周縁部1cを覆う部分は第1部材71によって構成され、第2部材72は、略全体が外周縁部1cよりも外周側に設けられている。保護部材70(第1部材71、第2部材72)と被処理基板1の外周縁部1c上面及び外周面との間には隙間が形成されている。 3, a circumferential step 72a is formed on the inner peripheral end of the second member 72 to engage with the outer peripheral end of the first member 71. The first member 71 is installed on this step 72a in a state in which it can be moved upward (removed). The lower surface of the second member 72 is provided with an abutment 72c that contacts the upper surface of the ring member 23. The contact keeps the vertical positional relationship between the protective member 70 and the substrate 1 to be processed constant. The first member 71 has an inner diameter (see FIG. 4) that is smaller than the outer diameter of the substrate 1 to be processed by the coverage area of the outer peripheral edge 1c so as to cover the outer peripheral edge 1c of the substrate 1 to be processed. The portion covering the outer peripheral edge 1c of the substrate 1 to be processed is constituted by the first member 71, and the second member 72 is provided almost entirely on the outer peripheral side of the outer peripheral edge 1c. A gap is formed between the protective member 70 (first member 71, second member 72) and the upper surface and outer peripheral surface of the outer peripheral edge 1c of the substrate 1 to be processed.

本実施形態では、保護部材70の表面に、シリコンを含む反応部71aが設けられている。反応部71aの材料は、Si、SiO、SiCなどが選択される。本実施形態の反応部71aの材料は、SiO(石英)である。後述するが、反応部71aは、被処理基板1のエッチングの際に、プラズマ中のラジカルと反応して反応生成物87(図6参照)を生成する機能を有する。 In this embodiment, a reaction portion 71a containing silicon is provided on the surface of the protective member 70. The material of the reaction portion 71a is selected from Si, SiO 2 , SiC, and the like. In this embodiment, the material of the reaction portion 71a is SiO 2 (quartz). As will be described later, the reaction portion 71a has a function of reacting with radicals in the plasma to generate a reaction product 87 (see FIG. 6) when etching the substrate 1 to be processed.

本実施形態では、第1部材71が反応部71aを有し、第2部材72は反応部71aを有しない。具体的には、第1部材71の全体形状がSiO(石英)により形成されており、第1部材71の上面全体(図4参照)が反応部71aを構成する。一方、第2部材72は、酸化アルミニウムにより形成されており、反応部71aを構成しない。第2部材72の材料には、耐エッチング性能および機械的強度(靭性)が反応部71aの構成材料よりも高いものが選択される。第2部材72の材料は窒化アルミニウム等でもよい。 In this embodiment, the first member 71 has a reaction portion 71a, and the second member 72 does not have a reaction portion 71a. Specifically, the entire shape of the first member 71 is made of SiO 2 (quartz), and the entire upper surface of the first member 71 (see FIG. 4) constitutes the reaction portion 71a. On the other hand, the second member 72 is made of aluminum oxide, and does not constitute the reaction portion 71a. A material having higher etching resistance and mechanical strength (toughness) than the material constituting the reaction portion 71a is selected for the second member 72. The material for the second member 72 may be aluminum nitride or the like.

(基板処理方法)
次に、本実施形態の基板処理方法について説明する。図5に示すように、本実施形態の基板処理方法は、下記の工程S1~S5を備える。以下、基板処理装置100の各部については、図1~図4を参照するものとする。
(Substrate Processing Method)
Next, the substrate processing method of this embodiment will be described. As shown in Fig. 5, the substrate processing method of this embodiment includes the following steps S1 to S5. In the following, for each part of the substrate processing apparatus 100, Figs. 1 to 4 will be referred to.

工程S1では、基板載置部20の載置面20aに被処理基板1を配置する。被処理基板1は、図示しない搬送ロボット等により、下降位置にある基板載置部20の載置面20a上に載置される。静電チャック22により被処理基板1が載置面20aに吸着される。 In step S1, the substrate 1 to be processed is placed on the mounting surface 20a of the substrate mounting part 20. The substrate 1 to be processed is placed on the mounting surface 20a of the substrate mounting part 20 in the lowered position by a transport robot (not shown) or the like. The substrate 1 to be processed is attracted to the mounting surface 20a by the electrostatic chuck 22.

工程S2において、載置面20a上に配置された被処理基板1の外周縁部1cを上方から覆うように、環状の保護部材70を配置する。すなわち、昇降シリンダ25により基板載置部20が下降位置から上昇位置へ移動されることにより、第1部材71が被処理基板1の外周縁部1cの上方を覆う所定位置(図3参照)に保護部材70が配置される。 In step S2, an annular protective member 70 is positioned so as to cover from above the outer peripheral edge 1c of the substrate 1 to be processed that is placed on the mounting surface 20a. That is, the substrate mounting part 20 is moved from a lowered position to an elevated position by the lift cylinder 25, so that the protective member 70 is positioned at a predetermined position (see FIG. 3) where the first member 71 covers the upper part of the outer peripheral edge 1c of the substrate 1 to be processed.

工程S3において、基板載置部20および保護部材70を収容する処理チャンバ10内にSFガスおよびOガスを導入し、高周波電力を印加してプラズマを形成する。まず、ガス供給装置30により上チャンバ11内にSFガス、Oガスが供給されるとともに、高周波電源42によりコイル41に高周波電力が供給される。これにより、SFガスおよびOガスが高周波電力により励起されてプラズマ80(図6参照)となる。プラズマ80は、SFガス由来のフッ素ラジカル等のラジカル81、SFガス由来のフッ素イオン等のイオン82、Oガス由来の酸素ラジカル85および酸素イオン86、電子などを含む。実際には反応は複雑なので、図6および図7は、代表的な反応例あるいは反応イメージを図示している。 In step S3, SF6 gas and O2 gas are introduced into the processing chamber 10 that accommodates the substrate placement unit 20 and the protective member 70, and high-frequency power is applied to form plasma. First, SF6 gas and O2 gas are supplied into the upper chamber 11 by the gas supply device 30, and high-frequency power is supplied to the coil 41 by the high-frequency power source 42. As a result, SF6 gas and O2 gas are excited by the high-frequency power to become plasma 80 (see FIG. 6). The plasma 80 includes radicals 81 such as fluorine radicals derived from SF6 gas, ions 82 such as fluorine ions derived from SF6 gas, oxygen radicals 85 and oxygen ions 86 derived from O2 gas, electrons, etc. In reality, the reaction is complicated, so FIGS. 6 and 7 show representative reaction examples or reaction images.

工程S4において、プラズマ80により載置面20a上の被処理基板1をエッチングするとともに、プラズマ80により、保護部材70(第1部材71)の表面に設けられた反応部71aから反応生成物87(図6参照)を生成する。具体的には、高周波電源60により基板載置部20に高周波電力が印加され、これにより、基板載置部20と処理チャンバ10中のプラズマ80との間で電位差(バイアス電位)が生じる。 In step S4, the plasma 80 etches the substrate 1 on the mounting surface 20a, and generates a reaction product 87 (see FIG. 6) from the reaction section 71a provided on the surface of the protective member 70 (first member 71). Specifically, high-frequency power is applied to the substrate mounting section 20 by the high-frequency power source 60, which generates a potential difference (bias potential) between the substrate mounting section 20 and the plasma 80 in the processing chamber 10.

図6に示すように、バイアス電位によって、プラズマ80中のイオン82が被処理基板1に向けて引き込まれる。イオン82のエッチング部90への衝突により、エッチング部90が物理的にエッチングされる。また、プラズマ80中のラジカル81が、エッチング部90のシリコンとの化学反応により、反応生成物を脱離させてシリコンをエッチングする。生成される反応生成物は、フッ化ケイ素83(SiF等)を含む。他に、図示していないが、酸素ラジカル85や酸素イオン86によるシリコンの表面酸化も行われている。このとき、被処理基板1の外周部1a(図4参照)の外側でも、プラズマ80中のラジカル81の一部が保護部材70の反応部71aをエッチングし、反応部71aからもフッ化ケイ素83(SiF)および酸素ラジカル85を含む反応生成物87が生じる。また、プラズマ80中のイオン82による反応部71aの物理的なエッチングも生じている。なお、本実施形態のエッチング処理は、いわゆる非ボッシュプロセスである。シリコンのエッチング工程と側壁保護膜の形成工程とを繰り返すボッシュプロセスと異なり、非ボッシュプロセスでは、エッチング工程と側壁保護膜形成工程が同時に行われる。ボッシュプロセスはエッチング部の側壁にスキャロップと呼ばれる等方性エッチによる貝殻状の形状(あるいは波状の凹凸)が生じるため、エッチング側壁形状を重視する場合にはスキャロップが生じない非ボッシュプロセスが好ましい。 As shown in FIG. 6, ions 82 in the plasma 80 are attracted toward the substrate 1 to be processed by the bias potential. The ions 82 collide with the etching portion 90, which physically etches the etching portion 90. In addition, radicals 81 in the plasma 80 chemically react with the silicon in the etching portion 90 to detach reaction products and etch the silicon. The reaction products generated include silicon fluoride 83 (SiF 4 , etc.). In addition, although not shown, surface oxidation of silicon is also performed by oxygen radicals 85 and oxygen ions 86. At this time, even outside the outer periphery 1a (see FIG. 4) of the substrate 1 to be processed, some of the radicals 81 in the plasma 80 etches the reaction portion 71a of the protective member 70, and reaction products 87 including silicon fluoride 83 (SiF 4 ) and oxygen radicals 85 are generated from the reaction portion 71a. In addition, physical etching of the reaction portion 71a by the ions 82 in the plasma 80 also occurs. Note that the etching process of this embodiment is a so-called non-Bosch process. Unlike the Bosch process, which repeats the silicon etching process and the sidewall protection film formation process, the non-Bosch process simultaneously performs the etching process and the sidewall protection film formation process. In the Bosch process, a shell-shaped shape (or wavy unevenness) called scallops occurs on the sidewall of the etched part due to isotropic etching, so when the etching sidewall shape is important, the non-Bosch process, which does not generate scallops, is preferable.

ここで、本実施形態では、図4の工程S5において、反応部71aから生成された反応生成物87をプラズマ80と反応させることにより、被処理基板1の外周部1aにおけるエッチング部90に保護膜91を形成する。 In this embodiment, in step S5 of FIG. 4, the reaction product 87 generated from the reaction portion 71a is reacted with the plasma 80 to form a protective film 91 on the etched portion 90 in the outer periphery 1a of the substrate 1 to be processed.

具体的には、工程S5は、反応部71aから生成されたシリコンを含む反応生成物87(図6参照)をプラズマ80により解離させる工程と、解離されたシリコンと酸素ラジカル85との反応により酸化ケイ素を含む保護膜91(図6参照)を形成する工程と、を含む。シリコンを含む反応生成物87は、具体的にはフッ化ケイ素83(SiF等)である。 Specifically, step S5 includes a step of dissociating a reaction product 87 (see FIG. 6) containing silicon generated from the reaction section 71a by plasma 80, and a step of forming a protective film 91 (see FIG. 6) containing silicon oxide by a reaction between the dissociated silicon and oxygen radicals 85. Specifically, the reaction product 87 containing silicon is silicon fluoride 83 ( SiF4 , etc.).

図6において、被処理基板1のエッチング部90から生成された反応生成物であるフッ化ケイ素83(SiF)も、反応部71aから生成された反応生成物87であるフッ化ケイ素83も、大部分は、排気装置50により処理チャンバ10から排出されることになる。一方で、各部で生成されたフッ化ケイ素83の一部は、プラズマ80によってSi解離種83aとF解離種83bとに解離される。解離されたSi解離種83aは、Oガスに由来する酸素ラジカル85または反応部71aの反応生成物87である酸素ラジカル85と反応して結合し、エッチング部90内に付着することでSiO系(酸化ケイ素)の保護膜91が形成される。エッチング部90の底面に形成された保護膜91はイオン82等により物理的にエッチングされるため、結果としてエッチング部90の側壁に保護膜91が形成される。 6, most of silicon fluoride 83 (SiF 4 ) which is a reaction product generated from the etching portion 90 of the substrate 1 to be processed, and silicon fluoride 83 which is a reaction product 87 generated from the reaction portion 71a are exhausted from the processing chamber 10 by the exhaust device 50. Meanwhile, a part of the silicon fluoride 83 generated in each portion is dissociated into Si dissociated species 83a and F dissociated species 83b by the plasma 80. The dissociated Si dissociated species 83a reacts with and bonds to oxygen radicals 85 derived from O 2 gas or oxygen radicals 85 which are reaction products 87 of the reaction portion 71a, and adheres to the inside of the etching portion 90 to form a SiO-based (silicon oxide) protective film 91. The protective film 91 formed on the bottom surface of the etching portion 90 is physically etched by ions 82, etc., and as a result, the protective film 91 is formed on the side wall of the etching portion 90.

フッ化ケイ素83に由来するSiO系の保護膜91の形成は、被処理基板1の外周部1aおよび中央部1bのどちらでも生じる。図6に示す外周部1aでは、上記のようにエッチング部90から生成されたフッ化ケイ素83および反応部71aから生成されたフッ化ケイ素83の両方が、保護膜91の形成に寄与する。図7に示す中央部1bでは、反応部71aからの距離が大きいため、主にエッチング部90から生成されたフッ化ケイ素83が保護膜91の形成に寄与する。 The formation of a SiO-based protective film 91 derived from silicon fluoride 83 occurs in both the outer periphery 1a and the central portion 1b of the substrate 1 to be processed. In the outer periphery 1a shown in FIG. 6, both the silicon fluoride 83 generated from the etching portion 90 and the silicon fluoride 83 generated from the reaction portion 71a as described above contribute to the formation of the protective film 91. In the central portion 1b shown in FIG. 7, since the distance from the reaction portion 71a is large, the silicon fluoride 83 generated mainly from the etching portion 90 contributes to the formation of the protective film 91.

なお、図4に示したように、被処理基板1の「外周部」とは、中央部1bよりも径方向外側の部分かつ保護部材70よりも径方向内側の部分(覆われていない部分)であり、たとえば被処理基板1の外周縁部1cから内側へ10mm~20mm程度の範囲である。 As shown in FIG. 4, the "periphery" of the substrate 1 to be processed is the portion radially outward from the center 1b and radially inward from the protective member 70 (the portion not covered), for example, a range of about 10 mm to 20 mm inward from the outer periphery 1c of the substrate 1 to be processed.

次に、本実施形態の基板処理方法の作用を、被処理基板1の中央部1bのエッチング部90と外周部1aのエッチング部90との対比で説明する。 Next, the operation of the substrate processing method of this embodiment will be explained by comparing the etched portion 90 in the central portion 1b of the substrate 1 to the etched portion 90 in the peripheral portion 1a.

図7に示すように、被処理基板1の中央部1bでは、いずれかのエッチング部90の周囲は、別のエッチング部90によって囲まれている。そのため、中央部1bのある点の周囲(一定半径内の領域)では、外周部1aと比べて、ラジカル81と反応するシリコン表面積(の比率)が大きい。ラジカル81により、多数のエッチング部90の各々でフッ化ケイ素83(SiF)が生成する。中央部1bでは、ラジカル81と反応するシリコン表面積(の比率)が大きいため、外周部1aと比べて反応生成物(フッ化ケイ素83)の生成量が相対的に大きく、ラジカル81が相対的に少なくなる。 7, in the central portion 1b of the substrate 1 to be processed, any one of the etching portions 90 is surrounded by another etching portion 90. Therefore, in the periphery (region within a certain radius) of a certain point in the central portion 1b, the silicon surface area (ratio) reacting with the radicals 81 is larger than that in the peripheral portion 1a. The radicals 81 generate silicon fluoride 83 (SiF 4 ) in each of the many etching portions 90. In the central portion 1b, since the silicon surface area (ratio) reacting with the radicals 81 is larger, the amount of reaction product (silicon fluoride 83) generated is relatively larger than that in the peripheral portion 1a, and the amount of radicals 81 generated is relatively smaller.

図6に示したように、被処理基板1の外周部1aのエッチング部90は、被処理基板1の外周縁部1cに近いので、周囲にある別のエッチング部90の数が少ない。そのため、外周部1aのある点の周囲(一定半径内の領域)では、中央部1bと比較して、ラジカル81と反応するシリコン表面積(の比率)が小さい。また、被処理基板1の外周縁部1cは保護部材70により覆われている。したがって、仮に反応部71aが設けられない場合、外周部1aでは、中央部1bと比較して、反応生成物(フッ化ケイ素83)の生成量が相対的に少なく、シリコン表面積に対してラジカル81が相対的に多い状態となる。なお、図6、図7において、各反応は各々1つの反応として描写しているが、実際には無数に発生しており、図6、図7は、各反応の反応量(あるいは反応比率)を示しているものではない。例えば、図6および図7では、共に、1つのエッチング部90から生成されるフッ化ケイ素83は1つのみ描写されているが、周囲(一定半径内の領域)も含めたエッチング部90の存在数(つまりシリコン表面積)は外周部1aよりも中央部1bの方が多いことから、1つのエッチング部90の周囲も含めたエッチング部90から生成されるフッ化ケイ素83等の反応生成物の量は中央部1bの方が多い。さらに、図6に示した外周部1a付近に反応部71aが存在しない場合(エッチング部90から生成された反応生成物に由来する保護膜91だけを考慮した場合)、エッチング部90への保護膜91の進入量(つまり生成量)が図6と図7で同数描写されていることになるが、上記の様に、1つのエッチング部90の周囲も含めたエッチング部90から生成される反応生成物の量が中央部1bの方が多いことから、エッチング部90から生成された反応生成物に由来する保護膜91のエッチング部90への進入量(生成量)も中央部1bの方が多い。 As shown in FIG. 6, the etching portion 90 of the outer periphery 1a of the substrate 1 is close to the outer periphery 1c of the substrate 1, so there are few other etching portions 90 around it. Therefore, in the periphery (area within a certain radius) of a certain point of the outer periphery 1a, the silicon surface area (ratio) reacting with the radicals 81 is small compared to the central portion 1b. In addition, the outer periphery 1c of the substrate 1 is covered by the protective member 70. Therefore, if the reaction portion 71a is not provided, the amount of reaction product (silicon fluoride 83) generated in the outer periphery 1a is relatively small compared to the central portion 1b, and the radicals 81 are relatively large relative to the silicon surface area. Note that although each reaction is depicted as one reaction in FIG. 6 and FIG. 7, in reality, an infinite number of reactions occur, and FIG. 6 and FIG. 7 do not show the reaction amount (or reaction ratio) of each reaction. For example, in both Fig. 6 and Fig. 7, only one silicon fluoride 83 is depicted from one etching portion 90, but the number of etching portions 90 (i.e., silicon surface area) including the periphery (area within a certain radius) is greater in the central portion 1b than in the outer peripheral portion 1a, so the amount of reaction products such as silicon fluoride 83 generated from the etching portion 90 including the periphery of one etching portion 90 is greater in the central portion 1b. Furthermore, if there is no reaction portion 71a near the outer peripheral portion 1a shown in Fig. 6 (when only the protective film 91 derived from the reaction product generated from the etching portion 90 is considered), the amount of the protective film 91 that penetrates into the etching portion 90 (i.e., the amount of production) is the same in Fig. 6 and Fig. 7, but as described above, the amount of reaction products generated from the etching portion 90 including the periphery of one etching portion 90 is greater in the central portion 1b, so the amount of the protective film 91 that penetrates into the etching portion 90 (the amount of production) derived from the reaction product generated from the etching portion 90 is also greater in the central portion 1b.

本願発明者は、このようなラジカル81の分布(粗密)および反応生成物(フッ化ケイ素83)の分布(粗密)が被処理基板1の中央部1bと外周部1aとで異なる場合、中央部1bと外周部1aとで反応生成物に由来するSiO系の保護膜91の形成状況に差異が生じ、エッチング部90の形状差をもたらす要因の1つとなることを発見した。外周部1aにおける保護膜91の形成作用が弱いため、中央部1bと比較して、外周部1aでは深さ方向のエッチングレート、溝幅が増大する傾向にある。 The inventors of the present application have discovered that when the distribution (dense or coarse) of such radicals 81 and the distribution (dense or coarse) of the reaction product (silicon fluoride 83) differ between the central portion 1b and the peripheral portion 1a of the substrate 1 to be processed, the formation of the SiO-based protective film 91 derived from the reaction product differs between the central portion 1b and the peripheral portion 1a, which is one of the factors that cause the difference in shape of the etched portion 90. Because the formation of the protective film 91 in the peripheral portion 1a is weak, the etching rate in the depth direction and the groove width tend to be greater in the peripheral portion 1a compared to the central portion 1b.

そこで、本実施形態では、被処理基板1の外周部1aのさらに外側の保護部材70に反応部71aを設けたため、外周部1aにおける余剰のラジカル81は、反応部71aのエッチングに利用され、反応生成物87(フッ化ケイ素83)を生成する。すなわち、本実施形態では、工程S4(図5参照)において、被処理基板1の外周部1a(図6参照)におけるラジカル81および反応生成物(フッ化ケイ素83)の分布を、被処理基板1の中央部1bにおけるラジカル81および反応生成物(フッ化ケイ素83)の分布と近づけるように、反応部71aから反応生成物87を生成する。 Therefore, in this embodiment, a reaction section 71a is provided on the protective member 70 further outside the outer periphery 1a of the substrate 1 to be processed, so that the excess radicals 81 in the outer periphery 1a are used to etch the reaction section 71a and generate a reaction product 87 (silicon fluoride 83). That is, in this embodiment, in step S4 (see FIG. 5), the reaction product 87 is generated from the reaction section 71a so that the distribution of the radicals 81 and the reaction product (silicon fluoride 83) in the outer periphery 1a (see FIG. 6) of the substrate 1 to be processed is made closer to the distribution of the radicals 81 and the reaction product (silicon fluoride 83) in the central portion 1b of the substrate 1 to be processed.

この結果、本実施形態では、中央部1bと外周部1aとの間での反応生成物に由来するSiO系の保護膜91の形成状況の差異が低減され、エッチング部90の形状差が低減される。特に、本実施形態では石英(SiO)からなる反応部71aからの反応生成物87にはフッ化ケイ素83だけでなく酸素ラジカル85が含まれ、SiO系の保護膜91の材料となるSiおよびOの両方が反応部71aから供給される。なお、図示を省略するが、反応部71aからは、プラズマ80中のイオン82の衝突による酸素原子(O)も供給される。 As a result, in this embodiment, the difference in the formation state of the SiO-based protective film 91 resulting from the reaction product between the central portion 1b and the peripheral portion 1a is reduced, and the difference in shape of the etched portion 90 is reduced. In particular, in this embodiment, the reaction product 87 from the reaction portion 71a made of quartz (SiO 2 ) contains not only silicon fluoride 83 but also oxygen radicals 85, and both Si and O, which are materials for the SiO-based protective film 91, are supplied from the reaction portion 71a. Although not shown in the figure, oxygen atoms (O) are also supplied from the reaction portion 71a due to collision of ions 82 in the plasma 80.

(本実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effects of this embodiment)
In this embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態の基板処理方法では、上記のように、プラズマ80により載置面20a上の被処理基板1をエッチングするとともに、プラズマ80により、保護部材70の表面に設けられた反応部71aから反応生成物87を生成する工程S4を備える。これにより、被処理基板1の外周部1a付近では、被処理基板1のエッチング部90だけでなく保護部材70の反応部71aでも余剰のラジカルによる反応生成物87を生成するので、被処理基板1の外周部1a付近における反応生成物(フッ化ケイ素83)の分布量を増大させることができる。被処理基板1および反応部71aから生成される反応生成物には、フッ化ケイ素83(SiF等)が共に含まれる。このフッ化ケイ素83が、エッチング部90における保護膜91の形成に寄与する。そして、反応部71aから生成された反応生成物87をプラズマ80と反応させることにより、被処理基板1の外周部1aにおけるエッチング部90に保護膜91を形成する工程S5を備えるので、被処理基板1の外周部1aにおけるエッチング部90において、反応生成物が十分に確保される中央部1bと同様に、反応生成物(フッ化ケイ素83)に由来する十分な量の保護膜91を形成できる。この結果、被処理基板1の外周部1aと中央部1bとで保護膜91の形成状況を近づけることができるので、非ボッシュプロセスのドライエッチング処理において、被処理基板1の中央部1b付近と外周部1a付近との形状の均一性を改善させることができる。 As described above, the substrate processing method of this embodiment includes a step S4 in which the substrate 1 on the mounting surface 20a is etched by the plasma 80, and the reaction product 87 is generated from the reaction section 71a provided on the surface of the protective member 70 by the plasma 80. As a result, in the vicinity of the outer periphery 1a of the substrate 1, the reaction product 87 is generated by excess radicals not only in the etching section 90 of the substrate 1 but also in the reaction section 71a of the protective member 70, so that the distribution amount of the reaction product (silicon fluoride 83) in the vicinity of the outer periphery 1a of the substrate 1 can be increased. The reaction product generated from the substrate 1 and the reaction section 71a both contains silicon fluoride 83 (SiF 4 , etc.). This silicon fluoride 83 contributes to the formation of the protective film 91 in the etching section 90. Then, the method includes a step S5 of forming a protective film 91 in an etched portion 90 in the outer periphery 1a of the substrate 1 by reacting the reaction product 87 generated from the reaction portion 71a with the plasma 80, so that a sufficient amount of the protective film 91 derived from the reaction product (silicon fluoride 83) can be formed in the etched portion 90 in the outer periphery 1a of the substrate 1, similarly to the central portion 1b where the reaction product is sufficiently secured. As a result, the formation conditions of the protective film 91 can be made similar between the outer periphery 1a and the central portion 1b of the substrate 1, so that the uniformity of the shape between the central portion 1b and the outer periphery 1a of the substrate 1 can be improved in the dry etching process of the non-Bosch process.

また、本実施形態では、上記のように、被処理基板1の外周部1aにおけるエッチング部90に保護膜91を形成する工程S5は、反応部71aから生成されたシリコンを含む反応生成物87をプラズマ80により解離させる工程と、解離されたシリコンとプラズマ80中の酸素ラジカル85との反応により酸化ケイ素を含む保護膜91を形成する工程と、を含む。これにより、反応生成物87であるフッ化ケイ素83(SiF)の一部をプラズマ80によって解離させ、解離されたシリコン(Si)とプラズマ80中の酸素ラジカル85との反応によって、外周部1aにおけるエッチング部90にSiO系の保護膜91が形成される。そのため、被処理基板1の外周部1aにおいても、反応部71aから供給される反応生成物87により、エッチング部90にSiO系の保護膜91を効果的に形成できる。 In the present embodiment, as described above, the step S5 of forming the protective film 91 on the etched portion 90 in the outer peripheral portion 1a of the substrate 1 to be processed includes a step of dissociating the reaction product 87 containing silicon generated from the reaction portion 71a by the plasma 80, and a step of forming the protective film 91 containing silicon oxide by the reaction between the dissociated silicon and the oxygen radicals 85 in the plasma 80. As a result, a part of the silicon fluoride 83 (SiF 4 ) which is the reaction product 87 is dissociated by the plasma 80, and the SiO-based protective film 91 is formed on the etched portion 90 in the outer peripheral portion 1a by the reaction between the dissociated silicon (Si) and the oxygen radicals 85 in the plasma 80. Therefore, even in the outer peripheral portion 1a of the substrate 1 to be processed, the SiO-based protective film 91 can be effectively formed on the etched portion 90 by the reaction product 87 supplied from the reaction portion 71a.

また、本実施形態では、上記のように、反応部71aの材料はSiO(石英)であり、反応生成物87は、フッ化ケイ素83および酸素ラジカル85を含む。これにより、ラジカル81と反応部71aとの反応により、フッ化ケイ素83だけでなく、保護膜91を形成するための材料としての酸素ラジカル85も反応部71aから供給できる。そのため、保護膜91を形成するための材料としての酸素ラジカル85も反応部71aから供給できる。この他に、反応部71aからはイオン衝突により酸素原子(O)も生成され、保護膜91を形成するための材料となる。 In this embodiment, as described above, the material of the reaction section 71a is SiO 2 (quartz), and the reaction product 87 contains silicon fluoride 83 and oxygen radicals 85. As a result, not only silicon fluoride 83 but also oxygen radicals 85 serving as a material for forming the protective film 91 can be supplied from the reaction section 71a by the reaction between the radicals 81 and the reaction section 71a. Therefore, oxygen radicals 85 serving as a material for forming the protective film 91 can also be supplied from the reaction section 71a. In addition, oxygen atoms (O) are also generated from the reaction section 71a by ion collision, and serve as a material for forming the protective film 91.

また、本実施形態では、上記のように、反応部71aから反応生成物87を生成する工程S4において、被処理基板1の外周部1aにおけるラジカル81および反応生成物(フッ化ケイ素83)の分布を、被処理基板1の中央部1bにおけるラジカル81および反応生成物(フッ化ケイ素83)の分布と近づけるように、反応部71aから反応生成物87を生成する。これにより、被処理基板1の外周部1aのエッチング部90および反応部71aの両方を合わせたラジカル81および反応生成物の分布を、中央部1bのラジカル81および反応生成物の分布に、近付けることができる。その結果、被処理基板1の中央部1bと外周部1aとで保護膜91の形成状況を近づけることができるので、中央部1bおよび外周部1aの各エッチング部90の形状差を効果的に低減できる。 In addition, in this embodiment, as described above, in step S4 of generating the reaction product 87 from the reaction portion 71a, the reaction product 87 is generated from the reaction portion 71a so that the distribution of the radicals 81 and the reaction product (silicon fluoride 83) in the outer peripheral portion 1a of the substrate 1 to be processed is made closer to the distribution of the radicals 81 and the reaction product (silicon fluoride 83) in the central portion 1b of the substrate 1 to be processed. This makes it possible to make the distribution of the radicals 81 and the reaction product of both the etching portion 90 and the reaction portion 71a in the outer peripheral portion 1a of the substrate 1 to be processed closer to the distribution of the radicals 81 and the reaction product in the central portion 1b. As a result, the formation conditions of the protective film 91 in the central portion 1b and the outer peripheral portion 1a of the substrate 1 to be processed can be made closer, so that the difference in shape of each etching portion 90 in the central portion 1b and the outer peripheral portion 1a can be effectively reduced.

また、本実施形態では、上記のように、保護部材70は、被処理基板1の外周縁部1cを覆うとともに、上面に反応部71aを有する環状の第1部材71と、第1部材71の外周端を着脱可能に支持し、反応部71aを有しない環状の第2部材72と、を含む。これにより、エッチングに伴い反応部71aが消耗した場合に、第1部材71だけを第2部材72に対して交換できるので、交換作業を容易化できるとともに資源消費量を低減できる。また、第1部材71の全体を脆性材料である石英で形成した本実施形態では、第1部材71と第2部材72とを別個に構成することで第1部材71の構造を簡素化できるので、第1部材71(反応部71a)の破損のリスクを効果的に低減できる。 In addition, in this embodiment, as described above, the protective member 70 includes an annular first member 71 that covers the outer peripheral edge portion 1c of the substrate 1 to be processed and has a reaction portion 71a on its upper surface, and an annular second member 72 that detachably supports the outer peripheral end of the first member 71 and does not have a reaction portion 71a. As a result, when the reaction portion 71a is worn out due to etching, only the first member 71 can be replaced with the second member 72, making the replacement work easier and reducing resource consumption. In addition, in this embodiment, the entire first member 71 is made of quartz, which is a brittle material, and the structure of the first member 71 can be simplified by separately configuring the first member 71 and the second member 72, effectively reducing the risk of damage to the first member 71 (reaction portion 71a).

(実験結果)
次に、本実施形態の基板処理方法の効果を確認するために行った実験および実験結果について説明する。
(Experimental result)
Next, an experiment conducted to confirm the effect of the substrate processing method of this embodiment and the results of the experiment will be described.

実験は、同一の基板処理装置100を用いて、図3に示した保護部材70の材質を異ならせてそれぞれ同一のエッチング処理を行い、形成されるエッチング形状を比較することで行った。第1部材71の材質として、実施例では石英(SiO)製の第1部材71を使用し、比較例として第1部材および第2部材を酸化アルミニウム(Al)で一体形成した保護部材を使用した。第1部材および第2部材の形状および寸法は、実施例と比較例とで同一である。 The experiment was carried out by using the same substrate processing apparatus 100, performing the same etching process on different materials for the protective member 70 shown in Fig. 3, and comparing the etched shapes formed. As the material of the first member 71, a first member 71 made of quartz ( SiO2 ) was used in the example, and a protective member in which the first member and the second member were integrally formed of aluminum oxide ( Al2O3 ) was used as the comparative example. The shapes and dimensions of the first member and the second member were the same in the example and the comparative example.

表1は、エッチング処理の処理条件を示す。

Figure 0007490687000001
Table 1 shows the processing conditions for the etching process.
Figure 0007490687000001

表2は、エッチング処理の実験結果を示す。

Figure 0007490687000002
Table 2 shows the experimental results of the etching process.
Figure 0007490687000002

比較例では、深さ方向のエッチングレート、上端部の幅寸法、底部の幅寸法のいずれもが、中央部1bと比較して外周部1aで大きくなっており、エッチングレートの面内均一性が±3.9%となった。図8は、比較例による中央部1bにおけるエッチング部90の画像と、外周部1aにおけるエッチング部90の画像とを並べて示している。 In the comparative example, the etching rate in the depth direction, the width dimension of the top end, and the width dimension of the bottom end were all larger in the outer peripheral portion 1a than in the central portion 1b, and the in-plane uniformity of the etching rate was ±3.9%. Figure 8 shows an image of the etched portion 90 in the central portion 1b according to the comparative example side by side with an image of the etched portion 90 in the outer peripheral portion 1a.

ここで、面内均一性は、被処理基板1上の任意のnカ所で測定した深さ方向のエッチングレートの中の最大エッチングレート(ERMax)及び最小エッチングレート(ERMin)と、nカ所のエッチングレートから算出した平均エッチングレート(ERAve)とを基にして、下式(1)によって算出したものであり、算出した数値が小さいほど均一性が良好であることを意味する。
面内均一性={(ERMax-ERMin)/(2×ERAve)}×100・・・(1)
Here, the in-plane uniformity is calculated by the following formula (1) based on the maximum etching rate (ER Max ) and minimum etching rate (ER Min ) among the etching rates in the depth direction measured at any n locations on the substrate 1 to be processed, and the average etching rate (ER Ave ) calculated from the etching rates at the n locations. The smaller the calculated value, the better the uniformity.
In-plane uniformity={(ER Max −ER Min )/(2×ER Ave )}×100 (1)

一方、表2に示す実施例では、深さ方向のエッチングレート、上端部の幅寸法、底部の幅寸法のいずれもが、中央部1bと外周部1aとで同等であり、中央部1bと外周部1aとの差異は比較例と比べて小さくなる傾向が見られた。そして、エッチングレートの面内均一性が±0.3%となり、比較例と比べて小さくなることが確認された。図9は、実施例による被処理基板1の中央部1bにおけるエッチング部の画像と、外周部1aにおけるエッチング部の画像とを並べて示している。図8と比較して、図9からは、エッチング部の形状の均一性に明らかな改善が見られた。また、図8では外周部の保護膜形成不足による側壁荒れが見られていたが、図9では十分な保護膜形成により改善が見られた。 On the other hand, in the embodiment shown in Table 2, the etching rate in the depth direction, the width dimension of the upper end, and the width dimension of the bottom were all equivalent in the central portion 1b and the outer peripheral portion 1a, and the difference between the central portion 1b and the outer peripheral portion 1a tended to be smaller than in the comparative example. It was confirmed that the in-plane uniformity of the etching rate was ±0.3%, which was smaller than in the comparative example. Figure 9 shows images of the etched portion in the central portion 1b of the substrate 1 to be processed according to the embodiment and the etched portion in the outer peripheral portion 1a side by side. Compared to Figure 8, Figure 9 shows a clear improvement in the uniformity of the shape of the etched portion. Also, while Figure 8 shows sidewall roughness due to insufficient formation of the protective film on the outer peripheral portion, Figure 9 shows improvement due to sufficient formation of the protective film.

これにより、本実施形態による基板処理方法によって、被処理基板1の中央部1bと外周部1aとの形状の均一性が改善することが確認された。 This confirmed that the substrate processing method according to this embodiment improves the uniformity of the shape between the central portion 1b and the outer periphery 1a of the substrate 1 to be processed.

なお、上記の実験結果から分かるように、あるエッチング処理方法が本実施形態に記載の工程を備えているかどうかを確認するには、(1)実際に保護部材の反応部が消耗しているかどうかを検証すること、および、(2)反応部を他のSiを含まない材質に変えてエッチング形状が悪化するかどうかを検証すること、の2つで特定可能である。つまり、(1)については、例えば、ある一定量のエッチング処理を行い、その前後での保護部材(全体)の重量や厚みの変動によって反応部の消耗度を計測し、同様に従来のエッチング耐性のある材質(酸化アルミニウムなど)による保護部材の消耗度と比較することで検証可能である。また、(2)については本実施形態で記載の様に、エッチング形状の面内差を確認することで判断可能である。 As can be seen from the above experimental results, whether or not a certain etching method includes the steps described in this embodiment can be identified in two ways: (1) to verify whether the reactive portion of the protective member is actually worn out, and (2) to verify whether the etching shape deteriorates when the reactive portion is changed to a material that does not contain Si. In other words, (1) can be verified, for example, by performing a certain amount of etching, measuring the degree of wear of the reactive portion based on the fluctuation in the weight and thickness of the protective member (as a whole) before and after the etching process, and comparing the degree of wear with that of a protective member made of a conventional material that is resistant to etching (such as aluminum oxide). In addition, (2) can be determined by checking the in-plane difference in the etching shape, as described in this embodiment.

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
[Modification]
It should be noted that the embodiments disclosed herein are illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims, not by the description of the embodiments above, and further includes all modifications (variations) within the meaning and scope of the claims.

たとえば、上記実施形態では、図1に示した基板処理装置100を用いて基板処理方法を実施する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明の基板処理方法を実施する基板処理装置の装置構成は特に限定されず、図1の装置構成とは異なっていてもよい。 For example, in the above embodiment, an example of carrying out the substrate processing method using the substrate processing apparatus 100 shown in FIG. 1 has been described, but the present invention is not limited to this. The configuration of the substrate processing apparatus that carries out the substrate processing method of the present invention is not particularly limited, and may be different from the configuration of FIG. 1.

また、上記実施形態では、保護部材70を第1部材71と第2部材72との組立体として構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、保護部材70を単一部材で構成してもよい。 In the above embodiment, the protective member 70 is configured as an assembly of the first member 71 and the second member 72, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the protective member 70 may be configured as a single member.

1:被処理基板、10:処理チャンバ、20:基板載置部、20a:載置面、70:保護部材、71:第1部材、71a:反応部、72:第2部材、80:プラズマ、81:ラジカル、83:フッ化ケイ素、85:酸素ラジカル、87:反応生成物、90:エッチング部、91:保護膜 1: substrate to be processed, 10: processing chamber, 20: substrate placement section, 20a: placement surface, 70: protective member, 71: first member, 71a: reaction section, 72: second member, 80: plasma, 81: radicals, 83: silicon fluoride, 85: oxygen radicals, 87: reaction products, 90: etching section, 91: protective film

Claims (5)

基板載置部の載置面にシリコンからなる被処理基板を配置する工程と、
前記載置面上に配置された前記被処理基板の外周縁部を上方から覆うように、環状の保護部材を配置する工程と、
前記基板載置部および前記保護部材を収容する処理チャンバ内にSFガスおよびOガスを導入し、高周波電力を印加してプラズマを形成する工程と、
前記プラズマにより前記載置面上の前記被処理基板をエッチングするとともに、前記プラズマにより、前記保護部材の表面に設けられたシリコンを含む反応部から反応生成物を生成する工程と、
前記反応部から生成された前記反応生成物を前記プラズマと反応させることにより、前記被処理基板の外周部におけるエッチング部に保護膜を形成する工程と、を備え
前記反応部の材料はSiO であり、
前記反応生成物は、フッ化ケイ素および酸素ラジカルを含む、基板処理方法。
A step of placing a substrate to be processed made of silicon on a mounting surface of a substrate mounting part;
a step of disposing an annular protective member so as to cover from above an outer peripheral edge portion of the substrate to be processed placed on the placement surface;
A step of introducing SF6 gas and O2 gas into a processing chamber that accommodates the substrate placement part and the protective member, and applying high frequency power to generate plasma;
a step of etching the substrate on the placement surface with the plasma and generating a reaction product from a reaction portion containing silicon provided on the surface of the protective member with the plasma;
and forming a protective film on an etching portion in an outer periphery of the substrate to be processed by reacting the reaction product generated in the reaction portion with the plasma ,
The material of the reaction part is SiO2 ,
The method for processing a substrate , wherein the reaction products include silicon fluorides and oxygen radicals .
基板載置部の載置面にシリコンからなる被処理基板を配置する工程と、A step of placing a substrate to be processed made of silicon on a mounting surface of a substrate mounting part;
前記載置面上に配置された前記被処理基板の外周縁部を上方から隙間を空けて覆うように、環状の保護部材を配置する工程と、a step of disposing an annular protective member so as to cover an outer peripheral edge portion of the substrate placed on the placement surface from above with a gap therebetween;
前記基板載置部および前記保護部材を収容する処理チャンバ内にSFA processing chamber that accommodates the substrate placement portion and the protective member is provided with SF 6 ガスおよびOGas and O 2 ガスを導入し、高周波電力を印加してプラズマを形成する工程と、introducing a gas and applying high frequency power to form a plasma;
前記プラズマにより前記載置面上の前記被処理基板をエッチングするとともに、前記プラズマにより、前記保護部材の表面に設けられたシリコンを含む反応部から反応生成物を生成する工程と、a step of etching the substrate on the placement surface with the plasma and generating a reaction product from a reaction portion containing silicon provided on the surface of the protective member with the plasma;
前記反応部から生成された前記反応生成物を前記プラズマと反応させることにより、前記被処理基板の外周部におけるエッチング部に保護膜を形成する工程と、を備え、and forming a protective film on an etching portion in an outer periphery of the substrate to be processed by reacting the reaction product generated in the reaction portion with the plasma,
前記反応部の材料はSiOThe material of the reaction part is SiO 2 である、基板処理方法。The substrate processing method is as follows.
基板載置部の載置面にシリコンからなる被処理基板を配置する工程と、
前記載置面上に配置された前記被処理基板の外周縁部を上方から覆うように、環状の保護部材を配置する工程と、
前記基板載置部および前記保護部材を収容する処理チャンバ内にSF ガスおよびO ガスを導入し、高周波電力を印加してプラズマを形成する工程と、
前記プラズマにより前記載置面上の前記被処理基板をエッチングするとともに、前記プラズマにより、前記保護部材の表面に設けられたシリコンを含む反応部から反応生成物を生成する工程と、
前記反応部から生成された前記反応生成物を前記プラズマと反応させることにより、前記被処理基板の外周部におけるエッチング部に保護膜を形成する工程と、を備え、
前記保護部材は、
前記被処理基板の外周縁部を覆うとともに、上面に前記反応部を有する環状の第1部材と、
前記第1部材の外周端を着脱可能に支持し、前記反応部を有しない環状の第2部材と、を含む、基板処理方法。
A step of placing a substrate to be processed made of silicon on a mounting surface of a substrate mounting part;
a step of disposing an annular protective member so as to cover from above an outer peripheral edge portion of the substrate to be processed placed on the placement surface;
A step of introducing SF6 gas and O2 gas into a processing chamber that accommodates the substrate placement part and the protective member , and applying high frequency power to generate plasma;
a step of etching the substrate on the placement surface with the plasma and generating a reaction product from a reaction portion containing silicon provided on the surface of the protective member with the plasma;
and forming a protective film on an etching portion in an outer periphery of the substrate to be processed by reacting the reaction product generated in the reaction portion with the plasma,
The protective member is
a first annular member that covers an outer peripheral edge of the substrate to be processed and has the reaction portion on an upper surface thereof;
a second annular member that detachably supports an outer peripheral end of the first member and does not have the reaction portion.
前記被処理基板の外周部における前記エッチング部に前記保護膜を形成する工程は、
前記反応部から生成されたシリコンを含む前記反応生成物を前記プラズマにより解離させる工程と、
解離されたシリコンと前記プラズマ中の酸素ラジカルとの反応により酸化ケイ素を含む前記保護膜を形成する工程と、を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の基板処理方法。
The step of forming the protective film on the etching portion in the outer periphery of the substrate to be processed includes:
dissociating the reaction product containing silicon produced in the reaction portion by the plasma;
The substrate processing method according to claim 1 , further comprising the step of forming the protective film containing silicon oxide by a reaction between dissociated silicon and oxygen radicals in the plasma.
前記反応部から前記反応生成物を生成する工程において、前記被処理基板の外周部におけるラジカルおよび反応生成物の分布を、前記被処理基板の中央部におけるラジカルおよび反応生成物の分布と近づけるように、前記反応部から前記反応生成物を生成する、請求項1~のいずれか1項に記載の基板処理方法。 5. The substrate processing method according to claim 1, wherein in the step of generating the reaction products from the reaction section, the reaction products are generated from the reaction section so that a distribution of radicals and reaction products in an outer periphery of the substrate is made closer to a distribution of radicals and reaction products in a central portion of the substrate.
JP2022003985A 2022-01-13 2022-01-13 Substrate processing method Active JP7490687B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022003985A JP7490687B2 (en) 2022-01-13 2022-01-13 Substrate processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022003985A JP7490687B2 (en) 2022-01-13 2022-01-13 Substrate processing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023103113A JP2023103113A (en) 2023-07-26
JP7490687B2 true JP7490687B2 (en) 2024-05-27

Family

ID=87377464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022003985A Active JP7490687B2 (en) 2022-01-13 2022-01-13 Substrate processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7490687B2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000077393A (en) 1998-09-03 2000-03-14 Hitachi Ltd Plasma processing system
JP2001308079A (en) 2000-02-14 2001-11-02 Tokyo Electron Ltd Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2003264227A (en) 2002-03-08 2003-09-19 Fuji Electric Co Ltd Method of forming trench
JP2004087738A (en) 2002-08-26 2004-03-18 Tokyo Electron Ltd Si etching method
JP2006140423A (en) 2004-11-15 2006-06-01 Tokyo Electron Ltd Focus ring, plasma etcher and plasma etching method
JP2007073751A (en) 2005-09-07 2007-03-22 Hitachi High-Technologies Corp Plasma processing apparatus and method therefor
JP2019004057A (en) 2017-06-15 2019-01-10 株式会社アルバック Plasma processing device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000077393A (en) 1998-09-03 2000-03-14 Hitachi Ltd Plasma processing system
JP2001308079A (en) 2000-02-14 2001-11-02 Tokyo Electron Ltd Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2003264227A (en) 2002-03-08 2003-09-19 Fuji Electric Co Ltd Method of forming trench
JP2004087738A (en) 2002-08-26 2004-03-18 Tokyo Electron Ltd Si etching method
JP2006140423A (en) 2004-11-15 2006-06-01 Tokyo Electron Ltd Focus ring, plasma etcher and plasma etching method
JP2007073751A (en) 2005-09-07 2007-03-22 Hitachi High-Technologies Corp Plasma processing apparatus and method therefor
JP2019004057A (en) 2017-06-15 2019-01-10 株式会社アルバック Plasma processing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023103113A (en) 2023-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5309164B2 (en) How to clean bevel edge, bevel etcher and bevel etcher configurable parts
US9123661B2 (en) Silicon containing confinement ring for plasma processing apparatus and method of forming thereof
JP5869899B2 (en) Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, substrate processing method, and susceptor cover
JP4499567B2 (en) Plasma apparatus with device for reducing polymer deposition on a substrate and method for reducing polymer deposition
JP5279656B2 (en) Plasma processing equipment
US10916442B2 (en) Etching method
TWM495617U (en) Process kit for edge critical dimension uniformity control
EP1269529B1 (en) Method for improving uniformity and reducing etch rate variation of etching polysilicon
US20080289766A1 (en) Hot edge ring apparatus and method for increased etch rate uniformity and reduced polymer buildup
TW201528323A (en) Tunable upper plasma-exclusion-zone ring for a bevel etcher
US20170301578A1 (en) Focus ring assembly and a method of processing a substrate using the same
KR20140016837A (en) Edge ring assembly for plasma processing chamber and method of manufacture thereof
JP2019207960A (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP3919409B2 (en) Focus ring of plasma processing apparatus and semiconductor manufacturing apparatus
KR20040053774A (en) Magnetic mirror for preventing wafer edge damage during dry etching
JPWO2002058125A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP7490687B2 (en) Substrate processing method
TW201624526A (en) Plasma processing device and plasma etching method
KR102507527B1 (en) System for treating substrate with the electro-static chuck
JP6529943B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and plasma etching apparatus used for the method
JP7431260B2 (en) Substrate processing method
JP5893260B2 (en) Plasma processing apparatus and processing method
JP4056316B2 (en) Dry etching method and apparatus
CN213583695U (en) Plasma processing device
TW201324577A (en) Plasma processing device and edge ring applicable to the plasma processing device

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20220120

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20220124

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230323

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240514

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240515

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7490687

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150