KR20230072429A - Etching method and etching device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에칭 방법 및 에칭 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an etching method and an etching apparatus.
실리콘 기판의 표면에 형성된 자연 산화막을 에칭에 의해서 제거하는 산화막 제거 장치가 알려져 있다. 산화막 제거 장치는 마이크로파를 이용해서 생성된 플라즈마 중에 포함되는 래디컬을 이용하여 자연 산화막의 에천트를 생성하고, 생성된 에천트에 의해서 자연 산화막을 실리콘을 포함하는 착체로 바꾼다. 착체의 열분해 온도는 자연 산화막의 열분해 온도보다 낮다. 또한, 산화막 제거 장치는 착체와 함께 실리콘 기판을 가열하는 것에 의해서, 착체를 실리콘 기판상으로부터 기화시킨다. 이것에 의해, 산화막 제거 장치는 자연 산화막을 실리콘 기판에서 제거한다. 산화막 제거 장치는 한 번에 복수의 실리콘 기판을 처리하는 것이 가능하다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).[0002] An oxide film removal device is known that removes a native oxide film formed on the surface of a silicon substrate by etching. An oxide film removal device generates an etchant for a natural oxide film using radicals included in plasma generated using microwaves, and converts the native oxide film into a complex containing silicon by the generated etchant. The thermal decomposition temperature of the complex is lower than that of the native oxide film. Further, the oxide film removing device vaporizes the complex from the silicon substrate by heating the silicon substrate together with the complex. By this, the oxide film removing device removes the native oxide film from the silicon substrate. The oxide film removal device is capable of processing a plurality of silicon substrates at one time (see
또한, 마이크로파를 이용해서 생성된 플라즈마를 사용하는 일 없이 상기 산화막 제거 장치와 마찬가지로 에칭을 실행하는 것도 가능한 것이 알려져 있다. 에칭에 사용하는 가스종을 변경함으로써, 플라즈마를 사용하는 일 없이 산화막의 제거를 실행할 수 있다.It is also known that etching can be performed similarly to the oxide film removal device without using plasma generated using microwaves. By changing the type of gas used for etching, the oxide film can be removed without using plasma.
그런데, 동시에 복수의 기판을 처리하는 배치식 장치의 경우, 에천트를 생성하기 위한 복수의 가스는 장치의 처리조 내에서 기판의 외주부로부터 내뿜어진다. 외주부에서 내뿜어진 에천트는 에칭 반응을 실행하고 기판 표면에서 소비되면서 처리조 내에 구비된 배기부로 진행하기 때문에, 소비된 양에 따라 처리조 내에서의 처리중인 에천트 농도에 분포가 발생한다. 이에 의하여, 기판 표면의 에칭 속도에도 분포가 생기며, 목적의 에칭량에 분포가 발생한다.By the way, in the case of a batch type apparatus that processes a plurality of substrates at the same time, a plurality of gases for generating an etchant are blown from the outer periphery of the substrates within the treatment tank of the apparatus. Since the etchant emitted from the outer periphery performs an etching reaction and is consumed on the surface of the substrate while proceeding to the exhaust provided in the treatment tank, a distribution occurs in the concentration of the etchant under treatment in the treatment tank according to the consumed amount. As a result, a distribution is also generated in the etching rate of the substrate surface, and a distribution is generated in the target etching amount.
또한, 이러한 과제는 에칭 대상인 기판이 실리콘 산화물층뿐만 아니라, 실리콘 질화물층을 구비하는 경우에도 발생한다. 또한, 처리 대상의 표면적이 클수록 큰 영향을 갖는 것도 알려져 있다.In addition, this problem occurs even when a substrate to be etched includes a silicon nitride layer as well as a silicon oxide layer. It is also known that the larger the surface area of the object to be treated, the larger the effect.
또한, 플라즈마를 사용하는 에칭에 있어서, 에천트의 생성에 이용되는 래디컬은 다른 가스나 유도되는 래디컬 유도관내나 분산 기구와의 벽과의 충돌에 의해 여기 상태를 잃는다. 이로 인하여, 복수의 실리콘 기판 중에서 산화막 제거 장치에서의 래디컬 유도관 내나 분산 기구의 형상에 따라, 실리콘 기판 사이에 있어서 여기된 래디컬의 도달량에 분포가 생긴다. 이에 의하여, 산화막의 에칭량도 실리콘 기판 사이에 있어서 분포를 가진다.Also, in etching using plasma, radicals used to generate an etchant lose their excited state due to collision with other gases or the walls of the induced radical guide tube or dispersion mechanism. For this reason, among a plurality of silicon substrates, a distribution occurs in the arrival amount of excited radicals between the silicon substrates depending on the shape of the radical guiding tube in the oxide film removal device or the dispersing mechanism. As a result, the etching amount of the oxide film also has a distribution among the silicon substrates.
상술한 과제를 해결하기 위한 에칭 방법은 진공조에 수용되는 복수의 기판이 각기 제1 처리 대상과 제2 처리 대상을 구비하고, 상기 제1 처리 대상은 실리콘 산화물층이며, 상기 제2 처리 대상은 실리콘 질화물층 또는 상기 실리콘 산화물층에 덮인 실리콘층이고, NH3 가스와 HF 가스를 상기 진공조에 도입하는 것에 의해 상기 제1 처리 대상을 에칭하는 제1 공정과, 상기 제1 공정 후에, NH3 가스를 포함하는 가스로부터 생성된 플라즈마와 NF3 가스를 상기 진공조에 공급하는 것에 의해 상기 제2 처리 대상을 에칭하는 제2 공정을 포함한다.In an etching method for solving the above problems, a plurality of substrates accommodated in a vacuum chamber each have 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 oxide layer. a silicon layer covered with a nitride layer or the silicon oxide layer, and a first step of etching the first processing target by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber; and, after the first step, NH 3 gas and a second step of etching the second processing object by supplying plasma generated from a gas containing NF 3 gas to the vacuum chamber.
상기 에칭 방법에 의하면, 제1 공정에서, 제1 처리 대상의 에칭을 NH3 가스 및 HF 가스를 이용해서 실행하기 때문에, 제1 공정과 제2 공정의 양쪽에 있어서 플라즈마를 이용해서 에칭을 실행하는 경우에 비하여 기판 사이에 있어서 에칭량에 분포가 생기기 어렵다.According to the above etching method, since etching of the first processing target is performed using NH 3 gas and HF gas in the first step, etching is performed using plasma in both the first step and the second step. Compared to the case, it is difficult to produce a distribution in the etching amount between the substrates.
상기 에칭 방법에 있어서, 상기 진공조에 NH3 가스를 도입하는 NH3 가스 도입구 및 상기 진공조에 HF 가스를 도입하는 HF 가스 도입구 중에서 적어도 한쪽이 대상구이고, 상기 제1 공정보다 전에, 상기 대상구의 위치를 바꾸는 것에 의해 상기 기판의 중심과 상기 대상구 사이의 거리를 바꾸는 변경 공정을 포함해도 좋다. 이 에칭 방법에 의하면, 대상구와 기판의 중심 사이의 거리를 바꾸는 것에 의해서, 기판의 면 내에 있어서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.In the etching method, at least one of an NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber and an HF gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber is a target hole, and prior to the first step, the target A changing step of changing the distance between the center of the substrate and the target sphere by changing the position of the sphere may be included. According to this etching method, it is possible to change the distribution of the etching amount within the plane of the substrate by changing the distance between the target sphere and the center of the substrate.
상기 에칭 방법에 있어서, 상기 기판에 NH3 가스를 도입하는 NH3 가스 도입구 및 상기 기판에 HF 가스를 도입하는 HF 가스 도입구 중에서 어느 한쪽이 대상구이고, 상기 제1 공정 이전에, 복수의 상기 대상구에서, 각 상기 대상구에서 공급되는 가스의 유량을 독립적으로 설정하는 설정 공정을 포함해도 좋다.In the etching method, either one of the NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the substrate and the HF gas inlet for introducing HF gas into the substrate is a target hole, and prior to the first step, a plurality of In the target sphere, a setting step of independently setting the flow rate of gas supplied from each target sphere may be included.
상기 에칭 방법에 의하면, 각 대상구에서 공급되는 가스의 유량을 설정하는 것이 가능하기 때문에, 1개의 대상구에서 도입되는 가스의 유량을 변경하는 것이나, 제1 대상구에서 공급되는 가스의 유량과 제2 대상구에서 공급되는 가스의 유량의 비를 바꾸는 것 등에 의해 기판의 면내에 있어서의 에칭의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.According to the above etching method, since it is possible to set the flow rate of gas supplied from each target sphere, it is possible to change the flow rate of gas introduced from one target sphere, or to change the flow rate of gas supplied from the first target sphere. It is possible to change the distribution of etching within the surface of the substrate by changing the flow rate ratio of the gas supplied from the two target spheres.
상기 에칭 방법에 있어서, 상기 설정 공정은 모든 상기 대상구에서 도입하는 가스의 총 유량을 유지하며, 각 상기 대상구에서 도입하는 상기 가스의 유량을 바꾸어도 좋다. 이러한 에칭 방법에 의하면, 진공조에 도입되는 가스의 총 유량을 바꾸지 않고 대상구에서 도입하는 가스의 유량을 바꾸기 때문에, 진공조 내에서의 압력의 변동을 억제하면서, 기판의 면내에 있어서 가스의 분포를 바꾸는 것이 가능하다. 이에 의하여, 기판의 면내에 있어서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.In the etching method, in the setting step, the total flow rate of the gas to be introduced in all of the target spheres may be maintained, and the flow rate of the gas introduced in each of the target spheres may be changed. According to this etching method, since 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, the distribution of the gas within the surface of the substrate is controlled while suppressing the pressure fluctuation in the vacuum chamber. it is possible to change This makes it possible to change the distribution of the etching amount within the surface of the substrate.
상술한 과제를 해결하기 위한 에칭 장치는 기판이 제1 처리 대상과 제2 처리 대상을 구비하며, 상기 제1 처리 대상은 실리콘 산화물층이고, 상기 제2 처리 대상은 실리콘 질화물층 또는 상기 실리콘 산화물층에 덮인 실리콘층이고, 복수의 상기 기판을 수용하는 진공조와 NH3 가스와 HF 가스를 상기 진공조에 도입하는 것에 의해 상기 제1 처리 대상을 에칭하는 제1 처리부와, 상기 제1 처리 대상의 에칭 후에, NH3 가스를 포함하는 가스로부터 생성된 플라즈마와 NF3 가스를 상기 진공조에 도입하는 것에 의해 상기 제2 처리 대상을 에칭하는 제2 처리부를 구비한다.In an etching apparatus for solving the above problems, a 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 the silicon oxide layer. A silicon layer covered with a vacuum chamber for accommodating a plurality of the substrates, a first processing unit for etching the first processing target by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber, and after etching the first processing target and a second processing unit for etching the second processing target by introducing plasma generated from a gas containing NH 3 gas and NF 3 gas into the vacuum chamber.
상기 에칭 장치에 의하면, 제1 처리부가 제1 처리 대상의 에칭을 NH3 가스 및 HF 가스를 이용해서 실행하기 때문에, 제1 처리부 및 제2 처리부의 양쪽이 플라즈마를 이용해서 에칭을 실행하는 경우에 비하여 기판 사이에 있어서 에칭량에 분포가 생기기 어렵다.According to the etching apparatus, since the first processing unit performs etching of the first processing target using NH 3 gas and HF gas, when both the first processing unit and the second processing unit perform etching using plasma, In contrast, it is difficult to produce a distribution in the etching amount between the substrates.
상기 에칭 장치에 있어서, 상기 진공조에 NH3 가스를 도입하는 NH3 가스 도입구와 상기 진공조에 HF 가스를 도입하는 HF 가스 도입구를 구비하고, 상기 NH3 가스 도입구와 상기 HF 가스 도입구 중에서 적어도 한쪽은 대상구이며, 상기 에칭 장치는 복수의 상기 대상구의 후보를 구비하고, 상기 기판의 중심과 1개의 상기 후보 사이의 거리가 상기 중심과 다른 상기 후보 사이의 거리와 달라도 좋다.In the etching apparatus, an NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber and an HF gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber, at least one of the NH 3 gas inlet and the HF gas inlet is a target sphere, and the etching apparatus includes a plurality of candidates for the target sphere, and the distance between the center of the substrate and one of the candidates may be different from the distance between the center and the other candidates.
상기 에칭 장치에 의하면, 대상구의 후보를 복수 구비하기 때문에, 제1 후보를 대상구로 선택한 경우와 제2 후보를 대상구로 선택한 경우 사이에서 대상구와 기판의 중심 사이의 거리를 바꾸는 것이 가능하다. 이에 의하여, 제1 후보를 대상구로 선택한 경우와 제2 후보를 대상구로 선택한 경우의 사이에 있어서 기판의 면내에 있어서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.Since the etching apparatus has a plurality of target ball candidates, it is possible to change the distance between the target ball and the center of the substrate between a case where the first candidate is selected as the target ball and a case where the second candidate is selected as the target ball. In this way, it is possible to change the distribution of the etching amount within the plane of the substrate between the case where the first candidate is selected as the target sphere and the case where the second candidate is selected as the target sphere.
상기 에칭 장치에 있어서, 상기 진공조에 NH3 가스를 도입하는 NH3 가스 도입구와 상기 진공조에 HF 가스를 도입하는 HF 가스 도입구를 구비하며, 상기 NH3 가스 도입구와 상기 HF 가스 도입구 중에서 적어도 한쪽은 대상구이고, 상기 에칭 장치는 상기 기판의 중심과 상기 대상구 사이의 거리를 변경하도록 상기 대상구를 이동시키는 이동 기구를 더 구비해도 좋다.In the etching apparatus, an NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber and an HF gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber are provided, and at least one of the NH 3 gas inlet and the HF gas inlet is provided. is a target sphere, and the etching apparatus may further include a moving mechanism for moving the target sphere to change a distance between the center of the substrate and the target sphere.
상기 에칭 장치에 의하면, 이동 기구가 대상구를 이동시키는 것에 의해 대상구와 기판의 중심 사이의 거리를 바꾸는 것이 가능하고, 이에 의하여 기판의 면내에 있어서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.According to the above etching device, the distance between the target sphere and the center of the substrate can be changed by the moving mechanism moving the target sphere, thereby changing the distribution of the etching amount within the surface of the substrate.
상기 에칭 장치에 있어서, 상기 진공조에 NH3 가스를 도입하는 NH3 가스 도입구와 상기 진공조에 HF 가스를 도입하는 HF 가스 도입구를 구비하며, 상기 NH3 가스 도입구와 상기 HF 가스 도입구 중에서 어느 한쪽은 대상구이고, 상기 에칭 장치는 복수의 상기 대상구를 구비하며, 상기 에칭 장치는 각 상기 대상구에 대해 해당 대상구에서 공급하는 가스의 유량을 제어하는 유량 제어부를 1개씩 구비해도 좋다. 이러한 에칭 장치에 의하면, 1개의 대상구에 대해 1개의 유량 제어부를 구비하기 때문에, 각 대상구에서 공급하는 가스의 유량에 있어서의 조합의 자유도를 높이는 것이 가능하다.In the etching apparatus, an NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber and an HF gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber are provided, and either the NH 3 gas inlet or the HF gas inlet is provided. is a target sphere, the etching device includes a plurality of the target spheres, and the etching device may include one flow rate controller for controlling a flow rate of gas supplied from the corresponding target sphere for each of the target spheres. According to such an etching apparatus, since one flow rate controller is provided for one target sphere, it is possible to increase the degree of freedom in the combination of flow rates of gas supplied from each target sphere.
상기 에칭 장치에 있어서, 상기 유량 제어부는 모든 상기 대상구에서 도입하는 가스의 총 유량을 유지하며, 각 상기 대상구에서 도입하는 상기 가스의 유량을 바꾸도록 상기 가스의 상기 유량을 제어해도 좋다.In the above etching device, the flow rate controller may control the flow rate of the gas so as to maintain a total flow rate of the gas introduced from all of the target spheres and change the flow rate of the gas introduced from each of the target spheres.
상기 에칭 장치에 의하면, 유량 제어부가 가스의 총 유량을 바꾸지 않고 대상구에서 도입하는 가스의 유량을 바꾸기 때문에, 진공조 내에 있어서의 압력의 변동을 억제하면서, 기판의 면내에서 가스의 분포를 바꾸는 것이 가능하다. 이에 의하여, 기판의 면내에 있어서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.According to the above etching device, since the flow rate controller changes the flow rate of the gas introduced from the target hole without changing the total flow rate of the gas, it is possible to change the distribution of the gas within the surface of the substrate while suppressing the fluctuation of the pressure in the vacuum chamber. possible. This makes it possible to change the distribution of the etching amount within the surface of the substrate.
상술한 과제를 해결하기 위한 에칭 장치는 복수의 기판을 수용하는 진공조와, 상기 진공조에 NH3 가스를 도입하는 제1 가스 도입구와, 상기 진공조에 HF 가스를 도입하는 제2 가스 도입구를 구비하며, 상기 제1 가스 도입구와 상기 제2 가스 도입구 사이의 거리를 변경하는 기구를 구비한다.An etching apparatus for solving the above problems includes a vacuum chamber for accommodating a plurality of substrates, a first gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber, and a second gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber, , a mechanism for changing the distance between the first gas inlet and the second gas inlet.
상기 에칭 장치에 의하면, NH3 가스를 도입하는 제1 가스 도입구와 HF를 도입하기 위한 제2 가스 도입구의 거리를 변경할 수 있기 때문에, 실리콘 산화물층의 에칭을 실행하는 에천트를 진공조내에서 합성하는 위치를 변경할 수 있으므로 기판면내의 에칭 분포를 조정할 수 있다.According to the above etching apparatus, since the distance between the first gas inlet for introducing NH 3 gas and the second gas inlet for introducing HF can be changed, an etchant for etching the silicon oxide layer can be synthesized in a vacuum chamber. Since the position can be changed, the etching distribution within the substrate surface can be adjusted.
상기 에칭 장치에 있어서, NF3 가스를 도입하기 위한 제3 가스 도입구와 방전관을 통해 방전된 NH3 가스를 도입하기 위한 제4 가스 도입구를 구비해도 좋다.In the above etching device, a third gas inlet for introducing the NF 3 gas and a fourth gas inlet for introducing the NH 3 gas discharged through the discharge tube may be provided.
상기 에칭 장치에 의하면, 플라즈마를 사용하지 않는 에칭에서는 에칭되지 않는 실리콘 질화물층이나 실리콘층에 대해, 플라즈마를 사용하는 에칭을 조합할 수 있고, 실리콘 질화막층이나 실리콘층의 에칭 선택성의 자유도를 높일 수 있다.According to the above etching apparatus, it is possible to combine etching using plasma with respect to the silicon nitride layer or the silicon layer, which is not etched by etching using no plasma, and the degree of freedom in the etching selectivity of the silicon nitride film layer or the silicon layer can be increased. there is.
상기 에칭 장치에 있어서, 1개의 유로에서 도입된 NH3 가스가 2개 이상의 상기 제1 가스 도입구로 분기되어 있으며, 1개의 유로에서 도입된 HF 가스가 2개 이상의 상기 제2 가스 도입구로 분기되어 있고, NH3 가스 및 HF 가스의 분기를 선택함으로써, 상기 2개 이상의 상기 제1 가스 도입구에서 선택된 NH3 가스 도입구의 대상구와 상기 2개 이상의 상기 제2 가스 도입구에서 선택된 HF 가스 도입구 사이의 거리를 변화시키는 기구를 구비해도 좋다.In the etching apparatus, NH 3 gas introduced from one passage is branched into two or more first gas inlets, and HF gas introduced from one passage is branched into two or more second gas inlets; , by selecting branches of the NH 3 gas and the HF gas, between the target port of the NH 3 gas inlet selected from the two or more first gas inlets and the HF gas inlet selected from the two or more second gas inlets A mechanism for changing the distance may be provided.
상기 에칭 장치에 의하면, NH3 가스를 도입하는 제1 가스 도입구와 HF를 도입하기 위한 제2 가스 도입구의 거리를 변경할 수 있기 때문에, 실리콘 산화물층의 에칭을 실행하는 에천트를 진공조내에서 합성하는 위치를 변경할 수 있으므로 기판면내의 에칭 분포를 조정할 수 있다.According to the above etching apparatus, since the distance between the first gas inlet for introducing NH 3 gas and the second gas inlet for introducing HF can be changed, an etchant for etching the silicon oxide layer can be synthesized in a vacuum chamber. Since the position can be changed, the etching distribution within the substrate surface can be adjusted.
상기 에칭 장치에 있어서, 1개의 유로에서 도입된 NH3 가스는 다른 컨덕턴스를 갖는 유로로 분기되며, 1개의 유로에서 도입된 HF 가스는 다른 컨덕턴스를 갖는 유로로 분기되어도 좋다.In the above etching apparatus, NH 3 gas introduced from one flow path may branch to flow paths having different conductances, and HF gas introduced from one flow path may branch into flow paths having different conductances.
상기 에칭 장치에 의하면, 도입구의 거리에 의한 에천트의 위치 뿐만 아니라, 에천트를 생성하기 위한 가스의 분포를 미리 조정할 수 있기 때문에, 더욱 기판 면내의 에칭 분포 조정에 자유도를 갖게 할 수 있다.According to the above etching device, 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 adjusted in advance, so that the etching distribution within the surface of the substrate can be adjusted with a degree of freedom.
상기 에칭 장치에 있어서, 1개의 유로에서 도입된 NH3 가스가 2개 이상의 상기 제1 가스 도입구로 분기되어 있으며, 1개의 유로에서 도입된 HF 가스가 2개 이상의 상기 제2 가스 도입구로 분기되어 있고, 분기된 유로는 각각 유량 제어부를 1개씩 구비해도 좋다.In the etching apparatus, NH 3 gas introduced from one passage is branched into two or more first gas inlets, and HF gas introduced from one passage is branched into two or more second gas inlets; , the branched passages may each have one flow rate controller.
상기 에칭 장치에 의하면, 각 도입구에 1개씩 유량 제어부를 갖는 것에 의해 더욱 미세한 에천트를 생성하기 위한 가스의 분포를 조정하는 것이 가능하게 되고, 기판 면내의 분포 조정에 자유도를 갖게 할 수 있다.According to the above etching device, by having one flow rate controller at each inlet, it is possible to adjust the distribution of gas for generating a finer etchant, and it is possible to have a degree of freedom in adjusting the distribution within the surface of the substrate.
상기 에칭 장치에 있어서, 제1 가스 도입구 및 제2 가스 도입구가 상기 기판의 법선에 직교하는 평면상에 배치됨으로써, 상기 제1 가스 도입구 및 상기 제2 가스 도입구에서 각각 도입되는 가스가 상기 기판에 평행하고 또한 서로 평행하게 흐르도록 구비되어 있고, 상기 진공조 내에 설치된 상기 기판의 법선에 평행한 축을 중심으로 상기 제1 가스 도입구 및 상기 제2 가스 도입구를 회전 이동시키는 기구를 구비해도 좋다.In the etching apparatus, the first gas inlet and the second gas inlet are arranged on a plane orthogonal to the normal line of the substrate, so that the gas introduced from the first gas inlet and the second gas inlet, respectively, A mechanism provided so as to flow parallel to the substrate and parallel to each other, and to rotate and move the first gas inlet and the second gas inlet around an axis parallel to the normal line of the substrate installed in the vacuum chamber. You can do it.
상기 에칭 장치에 의하면, 도입구의 위치 관계와 각도를 연속적으로 설정 가능하게 되며, 미세하게 에천트를 진공조 내에서 합성하는 위치를 변경할 수 있다.According to the above etching device, it is possible to continuously set the positional relationship and angle of the inlet, and it is possible to finely change the position where the etchant is synthesized in the vacuum chamber.
상술한 과제를 해결하기 위한 에칭 방법은 진공조에 수용되는 복수의 기판에 대하여, NH3 가스와 HF 가스를 상기 진공조에 도입함으로써 실행되는 제1 처리와, 상기 NH3 가스를 포함하는 가스로부터 생성된 플라즈마와 NF3 가스를 상기 진공조에 공급하는 것에 의해 실행되는 제2 처리를 포함한다.An etching method for solving the above problems includes a first process performed by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber for a plurality of substrates accommodated in the vacuum chamber, and a gas generated from the gas containing the NH 3 gas and a second process performed by supplying plasma and NF 3 gas to the vacuum chamber.
상기 에칭 방법에 있어서, 상기 제1 처리의 대상은 실리콘 산화물층이고, 상기 제2 처리의 대상이 실리콘 질화물층 또는 상기 실리콘 산화물층에 덮인 실리콘층이어도 좋다.In the etching method, the subject of the first process may be a silicon oxide layer, and the subject of the second process may be a silicon nitride layer or a silicon layer covered by the silicon oxide layer.
상기 에칭 방법에 의하면, 플라즈마를 사용하지 않는 에칭에서는 에칭되지 않는 실리콘 질화물층이나 실리콘층에 대하여, 플라즈마를 사용하는 에칭을 조합할 수 있고, 실리콘 질화막층이나 실리콘층의 에칭 선택성의 자유도를 높일 수 있다.According to the above etching method, it is possible to combine etching using plasma with respect to the silicon nitride layer or the silicon layer, which is not etched in the etching using no plasma, and the degree of freedom in the etching selectivity of the silicon nitride film layer or the silicon layer can be increased. there is.
상기 에칭 방법에 있어서, 제1 처리 후에, 상기 제2 처리가 실시되어도 좋다.In the above etching method, the second treatment may be performed after the first treatment.
상기 에칭 방법에 의하면, 제1 처리에서 받는 래디컬에 기인되는 에칭의 분포를 제1 처리가 받는 일이 없어진다.According to the above etching method, the first process does not receive the etching distribution caused by the radicals received in the first process.
상기의 에칭 방법에서는 상기 제1 처리에 있어서, 1개의 유로에서 도입된 NH3 가스가 2개 이상의 상기 제1 가스 도입구로 분기되어 있으며, 1개의 유로에서 도입된 HF 가스가 2개 이상의 상기 제2 가스 도입구로 분기되어 있고, NH3 가스 및 HF 가스의 분기를 선택함으로써, 상기 2개 이상의 제1 가스 도입구에서 선택된 NH3 가스 도입구의 대상구와 상기 2개 이상의 제2 가스 도입구에서 선택된 HF 가스 도입구의 대상구 사이의 거리를 변화시켜도 좋다.In the above etching method, in the first processing, 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 second gas inlets. It is branched into a gas inlet, and by selecting a branch of NH 3 gas and HF gas, the object of the NH 3 gas inlet selected from the two or more first gas inlets and the HF gas selected from the two or more second gas inlets The distance between target balls of the inlet may be changed.
상기 에칭 방법에 의하면, NH3 가스를 도입하는 제1 가스 도입구와 HF를 도입하기 위한 제2 가스 도입구의 거리를 변경할 수 있기 때문에, 실리콘 산화물층의 에칭을 실행하는 에천트를 진공조내에서 합성하는 위치를 변경할 수 있으므로 기판면내의 에칭 분포를 조정할 수 있다.According to the above etching method, since the distance between the first gas inlet for introducing NH 3 gas and the second gas inlet for introducing HF can be changed, an etchant for etching the silicon oxide layer is synthesized in a vacuum chamber. Since the position can be changed, the etching distribution within the substrate surface can be adjusted.
상기 에칭 방법에 있어서, 상기 1개의 유로에서 도입된 NH3 가스는 다른 컨덕턴스를 갖는 유로로 분기되며, 상기 1개의 유로에서 도입된 HF 가스는 다른 컨덕턴스를 갖는 유로로 분기되고, NH3 가스와 HF 가스가 각각 다른 유량으로 상기 NH3 가스 도입구의 대상구와 상기 HF 가스 도입구의 대상구에서 도입되어도 좋다.In the etching method, the NH 3 gas introduced from one passage is branched into a passage having a different conductance, the HF gas introduced from the one passage is branched into a passage having a different conductance, and the NH 3 gas and HF Gas may be introduced from the target port of the NH 3 gas inlet and the target port of the HF gas inlet at different flow rates.
상기 에칭 방법에 의하면, 도입구의 거리에 의한 에천트의 위치 뿐만 아니라, 에천트를 생성하기 위한 가스의 분포를 미리 조정할 수 있기 때문에, 또한 기판면내의 에칭 분포 조정에 자유도를 가지게 할 수 있다.According to the above etching method, since not only the position of the etchant by the distance of the inlet but also the distribution of the gas for generating the etchant can be adjusted in advance, it is possible to have a degree of freedom in adjusting the etching distribution within the substrate surface.
상기 에칭 방법에서는 상기 제1 처리에 있어서, 1개의 유로에서 도입된 NH3 가스가 2개 이상의 상기 제1 가스 도입구로 분기되어 있으며, 1개의 유로에서 도입된 HF 가스가 2개 이상의 상기 제2 가스 도입구로 분기되어 있고, NH3 가스 및 HF 가스의 분기를 선택함으로써, 상기 2개 이상의 제1 가스 도입구에서 선택된 NH3 가스 도입구의 대상구와 상기 2개 이상의 제2 가스 도입구에서 선택된 HF 가스 도입구의 대상구 사이의 거리를 변화시켜도 좋다. 또한, 분기된 유로에 각각 1개씩 구비된 유량 제어부에 의해 NH3 가스와 HF 가스가 각각 다른 유량으로 상기 NH3 가스 도입구의 대상구와 상기 HF 가스 도입구의 대상구에서 도입되어도 좋다.In the etching method, in the first processing, the NH 3 gas introduced from one passage is branched to two or more first gas introduction ports, and the HF gas introduced from one passage is divided into two or more second gases. It is branched into the inlet, and by selecting a branch of the NH 3 gas and the HF gas, the target port of the NH 3 gas inlet selected from the two or more first gas inlets and the HF gas selected from the two or more second gas inlets are introduced The distance between spheres and target spheres may be varied. In addition, the NH 3 gas and the HF gas may be introduced from the target opening of the NH 3 gas inlet and the target opening of the HF gas inlet at different flow rates by flow rate controllers, each provided in each of the branched passages.
상기 에칭 방법에 의하면, 더욱 미세하게 에천트를 생성하기 위한 가스의 분포를 미리 조정할 수 있기 때문에, 더욱 기판 면내의 에칭 분포 조정에 자유도를 가지게 할 수 있다.According to the above etching method, since the distribution of the gas for generating the etchant can be further finely adjusted in advance, it is possible to have a degree of freedom in adjusting the etching distribution within the surface of the substrate.
상기 에칭 방법에서는 상기 제1 처리에서, 제1 가스 도입구에서 NH3 가스가 도입되는 동시에 제2 가스 도입구에서 HF 가스가 도입되며, 상기 제1 가스 도입구 및 상기 제2 가스 도입구는 상기 기판의 법선에 직교하는 평면상에 배치됨으로써, 상기 제1 가스 도입구 및 상기 제2 가스 도입구에서 각각 도입되는 가스가 상기 기판과 평행하고, 서로 평행하게 흐르도록 구비되어도 좋다. 나아가, 상기 진공조 내에 설치된 상기 기판의 법선에 평행한 축을 중심으로 상기 제1 가스 도입구 및 상기 제2 가스 도입구를 회전이동시키는 것에 의해 상기 제1 가스 도입구와 상기 제2 가스 도입구 사이의 거리를 변경하는 동시에 NH3 가스의 도입 각도와 HF 가스의 도입 각도를 변경해도 좋다.In the etching method, in the first process, NH 3 gas is introduced from the first gas inlet and HF gas is introduced from the second gas inlet at the same time, and the first gas inlet and the second gas inlet are connected to the substrate By being disposed on a plane orthogonal to the normal line of , the gas introduced from the first gas inlet and the second gas inlet may flow parallel to the substrate and parallel to each other. Furthermore, by rotating the first gas inlet and the second gas inlet around an axis parallel to the normal line of the substrate installed in the vacuum chamber, the first gas inlet and the second gas inlet are moved. The introduction angle of the NH 3 gas and the introduction angle of the HF gas may be changed simultaneously with changing the distance.
상기 에칭 방법에 의하면, 도입구의 위치 관계와 각도를 연속적으로 설정 가능하게 되고, 더욱 미세하게 에천트를 진공조 내에서 합성하는 위치를 변경할 수 있다.According to the above etching method, it is possible to continuously set the positional relationship and angle of the inlet, and it is possible to change the position where the etchant is synthesized in the vacuum chamber more finely.
본 발명에 의하면. 기판 사이에 있어서의 에칭량의 분포를 억제할 수 있다.according to the present invention. Distribution of the etching amount between substrates can be suppressed.
도 1은 일 실시 형태에서의 에칭 장치의 구성을 나타내는 장치 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 에칭 장치가 구비하는 처리실(처리 챔버)의 구성을 나타내는 장치 구성도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 처리실이 구비하는 NH3 가스 도입구의 후보 및 HF 가스 도입구의 후보를 나타내는 모식도이다.
도 4는 NH3 가스 도입구의 후보 및 HF 가스 도입구의 후보와 기판의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 5는 일 실시 형태에 있어서의 에칭 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6은 에칭 방법에 있어서의 1공정을 나타내는 공정도이다.
도 7은 에칭 방법에 있어서의 1공정을 나타내는 공정도이다.
도 8은 에칭 방법에 있어서의 1공정을 나타내는 공정도이다.
도 9는 실리콘층에 대한 실리콘 산화물층의 선택비를 나타내는 그래프이다.
도 10은 실리콘층에 대한 실리콘 질화물층의 선택비를 나타내는 그래프이다.
도 11은 기판에 있어서의 위치와 에칭량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는 도입구간 거리와 에칭량의 비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은 에칭 장치의 변경예에 있어서의 NH3 가스 도입구의 후보 및 HF 가스 도입구의 후보를 나타내는 모식도이다.1 is a device configuration diagram showing the configuration of an etching device in one embodiment.
FIG. 2 is a device configuration diagram showing the configuration of a processing chamber (processing chamber) included in the etching apparatus shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a schematic view showing candidates for NH 3 gas inlets and HF gas inlets provided in the processing chamber shown in FIG. 2 .
4 is a schematic diagram showing the relationship between NH 3 gas inlet candidates and HF gas inlet candidates and a substrate.
5 is a timing chart for explaining an etching method in one embodiment.
6 is a process chart showing one step in the etching method.
7 is a process chart showing one step in the etching method.
8 is a process chart showing one step in the etching method.
9 is a graph showing the selectivity of a silicon oxide layer with respect to a silicon layer.
10 is a graph showing the selectivity of a silicon nitride layer with respect to a silicon layer.
11 is a graph showing the relationship between the position on the substrate and the etching amount.
12 is a graph showing the relationship between the ratio of the distance between introduction sections and the amount of etching.
Fig. 13 is a schematic diagram showing candidates for NH 3 gas inlets and candidates for HF gas inlets in a modified example of an etching apparatus.
도 1 내지 도 12를 참조하여, 에칭 방법 및 에칭 장치의 일 실시 형태를 설명한다.1 to 12, an embodiment of an etching method and an etching apparatus will be described.
에칭 장치etching device
도 1 내지 도 4를 참조하여, 에칭 장치를 설명한다.Referring to Figs. 1 to 4, the etching apparatus will be described.
도 1에 나타내는 에칭 장치(10)는 복수의 기판을 동시에 에칭하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 기판은 제1 처리 대상과 제2 처리 대상을 구비하고 있다. 제1 처리 대상은 실리콘 산화물층이다. 제2 처리 대상은 실리콘 질화물층, 또는 제1 처리 대상인 실리콘 산화물층에 덮인 실리콘층이다.The
에칭 장치(10)는 처리실(11)과 반출입실(반출입 챔버)(12)을 구비하고 있다. 처리실(11)은 기판을 수용하는 진공조의 일예이다. 처리실(11)에서, 기판의 에칭이 실행된다. 반출입실(12)은 처리실(11)에서의 에칭 처리 이전의 기판을 반출입실(12)의 외부로부터 반입하며, 에칭 처리 이후의 기판을 반출입실(12)의 외부에 반출한다.The
처리실(11)과 반출입실(12) 사이에는 게이트 밸브(13)가 위치하고 있다. 게이트 밸브(13)는 개방된 상태와 폐쇄된 상태를 가진다. 게이트 밸브(13)가 개방되는 것에 의해 처리실(11)이 획정하는 공간이 반출입실(12)이 획정하는 공간에 연결된다. 이에 비하여, 게이트 밸브(13)가 폐쇄되는 것에 의해 처리실(11)이 획정하는 공간이 반출입실(12)이 획정하는 공간에서 멀어진다.A
처리실(11)은 제1 가열부(11A) 및 배기부(11B)를 구비하고 있다. 제1 가열부(11A)는 처리실(11)내에 위치하는 복수의 기판을 동시에 가열한다. 제1 가열부(11A)는, 예를 들면, 처리실(11)이 획정하는 공간의 온도를 소정의 챔버 온도로 조정하는 것에 의해 공간 내에 위치하는 기판의 온도를 소정의 기판 온도로 조정한다. 챔버 온도와 기판 온도는 서로 동일한 온도라도 좋고, 서로 다른 온도라도 좋다. 배기부(11B)는 처리실(11) 내를 소정의 압력으로 감압한다.The
에칭 장치(10)는 질소(N2) 가스 공급부(21), 암모니아(NH3) 가스 공급부(22), 23), 불화수소(HF) 가스 공급부(24) 및 3불화질소(NF3) 가스 공급부(25)를 구비하고 있다. NH3 가스, HF 가스 및 NF3 가스는 기판을 에칭하는 에천트를 생성하기 위한 가스이며, N2 가스는 NH3 가스, HF 가스, NF3 가스와 함께 공급처에 공급되는 캐리어 가스이다.The
각 공급부(21, 22, 23, 24, 25)는, 예를 들면, 매스플로 콘트롤러이며, 각 공급부(21, 22, 23, 24, 25)가 공급하는 가스를 저장하는 봄베에 접속되어 있다. 매스플로 콘트롤러는 유량 제어부의 일예이다. 각 공급부(21, 22, 23, 24, 25)와, 공급부(21, 22, 23, 24, 25)의 공급처 사이에는 밸브가 위치하고 있다. 밸브가 개방되는 것에 의해 각 공급부(21, 22, 23, 24, 25)가 공급하는 가스가 공급처에 유입된다. 이에 비하여, 밸브가 폐색되는 것에 의해 각 공급부(21, 22, 23, 24, 25)가 공급하는 가스가 공급처에 유입되지 않는다.Each
에칭 장치(10)는 방전관(26), 도파관(27) 및 마이크로파원(28)을 구비하고 있다. 방전관(26)에는 도파관(27)을 통해 마이크로파원(28)이 발진한 마이크로파가 조사된다. 상술한 공급부(21, 22, 23, 24, 25) 중에서 NH3 가스 공급부(22) 및 N2 가스 공급부(21)가 방전관(26)에 접속되어 있다. NH3 가스 및 N2 가스가 방전관(26)에 공급된 상태에서, 방전관(26)에 마이크로파가 조사되는 것에 의해 NH3 가스 및 N2 가스가 여기된다. 즉, NH3 가스 및 N2 가스의 혼합 가스로부터 플라즈마가 생성된다. 혼합 가스의 여기에 의해서, H*, NH*, NH2 * 및 N2 *가 생성된다.
N2 가스 공급부(21)와 NH3 가스 공급부(22)는 1개의 배관에 의해 방전관(26)에 접속되어 있다.The N 2
NH3 가스 공급부(23), HF 가스 공급부(24) 및 NF3 가스 공급부(25)는 처리실(11)에 접속되어 있다. NH3 가스 공급부(23), HF 가스 공급부(24) 및 NF3 가스 공급부(25)는 개별의 배관에 의해서 처리실(11)에 접속된다.The NH 3
반출입실(12)에는 벤트용 가스 공급부(12A)가 접속되어 있다. 벤트용 가스 공급부(12A)는 에칭 처리 후의 기판을 냉각하기 위한 벤트용 가스를 반출입실(12) 내에 공급한다. 벤트용 가스는, 예를 들면, N2 가스이어도 좋다. 벤트용 가스 공급부(12A)는, 예를 들면, 매스플로 콘트롤러이며, 벤트용 가스를 저장하는 봄베에 접속되어 있다.12 A of vent gas supply parts are connected to the carry-in/out
에칭 장치(10)는 제어부(10C)를 더 구비하고 있다. 제어부(10C)는 에칭 장치(10)가 구비하는 각 부의 구동을 제어한다. 이에 의하여, 제어부(10C)는 에칭 장치(10)에 의한 제1 처리 대상 및 제2 처리 대상의 에칭을 가능하게 한다.The
제어부(10C)는 기억부(10CM)를 구비하고 있다. 기억부(10CM)에는 프로세스 레시피가 기억되어 있다. 프로세스 레시피에는 프로세스 레시피를 구성하는 복수의 프로세스 스텝이 포함된다. 프로세스 레시피는 각 프로세스 스텝에 있어서의 처리실(11), 반출입실(12) 및 처리실(11)에 접속된 각 부의 동작에 관한 설정값을 포함하고 있다. 제어부(10C)는 프로세스 레시피를 읽어낸 후, 프로세스 스텝마다 그 프로세스 스텝에 정해진 설정값을 읽어내고, 읽어낸 설정값에 따른 명령을 생성한다.The
제어부(10C)는 NH3 가스 공급부(23) 및 HF 가스 공급부(24)의 구동을 제어하고, 이에 의하여, NH3 가스와 HF 가스를 처리실(11)에 도입한다. 제어부(10C)는 그 후, NH3 가스 공급부(22), NF3 가스 공급부(25) 및 마이크로파원(28)의 구동을 제어하고, 이에 의하여 NH3 가스를 포함하는 가스로부터 생성된 플라즈마와 NF3 가스를 처리실(11)에 공급한다. 이에 따라, 제어부(10C)는 에칭 장치(10)에서 실시되는 에칭 방법이 포함하는 제1 공정, 즉 제1 처리 및 제2 공정, 즉 제2 처리를 실행한다.The
이와 같이, 본 실시 형태의 에칭 장치(10)에서는 제1 처리부의 일예가 NH3 가스 공급부(23) 및 HF 가스 공급부(24)를 포함하고 있다. 제2 처리부의 일예가 NH3 가스 공급부(22), NF3 가스 공급부(25), 방전관(26), 도파관(27) 및 마이크로파원(28)을 포함하고 있다.Thus, in the
도 2는 처리실(11)의 구조를 나타내고 있다. 또한, 도 2에서는 처리실(11)이 구비하는 제1 가열부(11A) 이외의 기능부를 설명하는 편의상 제1 가열부(11A)의 도시가 생략되어 있다.2 shows the structure of the
도 2에 나타내는 바와 같이, 에칭 장치(10)는 기판(S)을 지지하는 지지부(10A)를 구비하고 있다. 지지부(10A)는 복수의 기판(S)을 기판(S) 사이에 간극 G를 두고 겹쳐진 상태에서 지지한다. 또한, 도 2에서는 지지부(10A)가 처리실(11) 내에 위치하고 있지만, 에칭 장치(10)는 반출입실(12)과 처리실(11) 사이에서 지지부(10A)를 이동시키는 것이 가능한 기구를 구비하고 있다. 이에 의하여, 에칭 장치(10)는 게이트 밸브(13)가 개방되어 있는 상태에서, 지지부(10A)를 반출입실(12)에서 처리실(11)로, 혹은 처리실(11)에서 반출입실(12)로 이동시킨다.As shown in FIG. 2, the
기판(S)은, 예를 들면, 원 형상을 갖고 있다. 상술한 바와 같이, 기판(S)은 제1 처리 대상과 제2 처리 대상을 구비하고 있다. 제2 처리 대상이 실리콘층인 경우에는 제2 처리 대상은 폴리실리콘으로 형성된다. 이 경우에는 제1 처리 대상은 폴리실리콘의 산화물이다. 복수의 기판(S)은 복수의 기판(S)이 겹쳐지는 방향에서 간극(G)을 둔 상태에서 지지부(10A)에 의해서 지지되어 있다. 간극(G)은, 예를 들면, 5㎜ 이상 20㎜ 이하이다.The substrate S has a circular shape, for example. As described above, the substrate S has a first processing target and a second processing target. When the second processing target is a silicon layer, the second processing target is formed of polysilicon. In this case, the first processing target is an oxide of polysilicon. The plurality of substrates S is supported by the
처리실(11) 내에는 가스 분산관(11C)이 위치하고 있다. 가스 분산관(11C)은 가스 분산관(11C)에 공급된 가스를 처리실(11) 내에서 분산시키기 위한 복수의 구멍을 갖고 있다.A
처리실(11)에는 가스 분산관(11C)과는 별체의 샤워 헤드(11D)가 부착되어 있다. 샤워 헤드(11D)는 도입구를 가지고 있다. 샤워 헤드(11D)의 도입구는 처리실(11)이 획정하는 공간 내에 노출되어 있기 때문에, 처리실(11)에는 샤워 헤드(11D)의 도입구에서 각종의 가스가 도입된다.In the
샤워 헤드(11D)에는 NH3 가스 공급부(22)가 방전관(26)을 통해 접속되어 있다. 또한, NF3 가스 공급부(25)는 방전관(26) 및 샤워 헤드(11D)를 거치지 않고 가스 분산관(11C)에 접속되어 있다.An NH 3
NH3 가스 공급부(23), HF 가스 공급부(24) 및 NF3 가스 공급부(25)는 각각 개별의 배관에 접속되어 있고, NH3 가스 공급부(23) 및 HF 가스 공급부(24)는 방전관(26)을 거치지 않고 샤워 헤드(11D)에 접속되어 있다.The NH 3
처리실(11)은 회전부(11E)를 구비하고 있다. 회전부(11E)는 지지부(10A)가 처리실(11) 내에 위치하고 있는 경우에, 지지부(10A)에 접속하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 회전부(11E)는 지지부(10A)에 접속된 상태에 있어서, 지지부(10A)의 중심축을 회전축으로 해서 지지부(10A)를 회전시킨다. 회전부(11E)는 제1 처리 대상 및 제2 처리 대상에 대한 에칭의 개시에서 종료까지에 걸쳐 지지부(10A)를 회전시킨다. 이에 따라, 기판(S)에서는 기판(S)의 직경 방향에서의 소정의 위치에서의 에칭량은 기판(S)의 둘레 방향에 있어서 대략 일정하다.The
도 3은 처리실(11)에 각종 가스를 도입하기 위한 도입구를 모식적으로 나타내고 있다. 또한, 도 3에는 1개의 기판(S)에 대응하는 복수의 가스 도입구가 모식적으로 나타나 있다.3 schematically shows inlets for introducing various gases into the
에칭 장치(10)는 처리실(11)에 NH3 가스를 도입하는 NH3 가스 도입구와 처리실(11)에 HF 가스를 도입하는 HF 가스 도입구를 구비하고 있다. NH3 가스 도입구와 HF 가스 도입구 중에서 적어도 한쪽은 대상구이다. NH3 가스 도입구는 제1 가스 도입구의 일예이며, HF 가스 도입구는 제2 가스 도입구의 일예이다. 에칭 장치(10)는 복수의 대상구의 후보를 구비하고 있다. 기판(S)의 중심(SC)와 1개의 후보 사이의 거리가 기판(S)의 중심(SC)와 다른 후보 사이의 거리와 다르다.The
본 실시 형태의 에칭 장치(10)는 대상구의 후보를 복수로 구비하기 때문에, 제1 후보를 대상구로 선택한 경우와 제2 후보를 대상구로 선택한 경우 사이에서 대상구와 기판의 중심 사이의 거리를 바꾸는 것이 가능하다. 이에 의하여, 제1 후보를 대상구로 선택한 경우와 제2 후보를 대상구로 선택한 경우 사이에서 기판의 면내에 있어서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.Since the
도 3에 나타내는 예에서는 NH3 가스 도입구와 HF 가스 도입구의 양쪽이 대상구이다. 에칭 장치(10)는 NH3 가스 도입구의 후보인 제1 후보(31)를 복수로 구비하며, HF 가스 도입구의 후보인 제2 후보(32)를 복수로 구비하고 있다. 각 제1 후보(31)는 NH3 가스를 처리실(11)에 도입하기 위한 구멍으로서, 샤워 헤드(11D)에 형성된 구멍이다. 각 제2 후보(32)는 HF 가스를 처리실(11)에 도입하기 위한 구멍으로서, 샤워 헤드(11D)에 형성된 구멍이다. 또한, 도 3에서는 도시의 편의상 샤워 헤드(11D)의 도시가 생략되며, 각 후보(31, 32)가 모식적으로 도시되어 있다.In the example shown in FIG. 3 , both the NH 3 gas inlet and the HF gas inlet are target ports. The
본 실시예에서는 에칭 장치(10)는 제1 후보군과 제2 후보군을 구비하고 있다. 제1 후보군에서, 1개의 방향을 따라 제1의 제1 후보(31), 제2의 제1 후보(31) 및 제3의 제1 후보(31)가 연속적으로 배치되어 있다. 제1 후보군에는 NH3 가스 공급부(23)가 접속되어 있다. 도 3의 예에서는 NH3 가스를 제1 후보(31)에 공급하기 위한 유로는 NH3 가스 공급부(23)가 접속되는 1개의 유로에서 3개의 유로로 분기되며, 분기 후의 각 유로가 1개의 제1 후보(31)에 접속되어 있다. 제2 후보군에는 HF 가스 공급부(24)가 접속되어 있다. HF 가스를 제2 후보(32)에 공급하기 위한 유로는 HF 가스 공급부(24)가 접속되는 1개의 유로에서 3개의 유로로 분기되며, 분기 후의 각 유로가 1개의 제2 후보(32)에 접속되어 있다.In this embodiment, the
기판(S)가 확대되는 평면과 평행한 면에 있어서, 제1의 제1 후보(31)와 제1의 제2 후보(32) 사이의 거리는 제1 거리(L1)이고, 제3의 제1 후보(31)와 제1의 제2 후보(32) 사이의 거리는 제2 거리(L2)이다. 제1 거리(L1)는 제2 거리(L2)와는 다르다. 본 실시예에서는 제1 거리(L1)가 제2 거리(L2)보다 길다.In a plane parallel to the plane on which the substrate S is enlarged, the distance between the first
본 실시예에서는 제1 후보군 중에서 도 3에서 가장 좌측에 위치하는 제1 후보(31)가 NH3 가스 도입구로 선택되며, 제2 후보군 중에서 도 3에어서 가장 좌측에 위치하는 제2 후보(32)가 HF 가스 도입구로 선택되어 있다. NH3 가스 도입구에서 NH3 가스가 처리실(11)내에 공급되며, HF 가스 도입구에서 HF 가스가 처리실(11) 내에 공급된다.In this embodiment, the
기판(S)가 확대되는 면과 대향하는 시점에서 볼 경우, 배기부(11B)는 제1 후보(31) 및 제2 후보(32)와 대향하고 있다. 이에 의하여, 기판(S)은 제1 후보(31) 및 제2 후보(32)와 배기부(11B) 사이에 배치되어 있다. 이로 인하여, NH3 가스 도입구에서 처리실(11) 내에 도입된 NH3 가스는 기판(S)를 통해 배기부(11B)를 향해 흐르며, HF 가스 도입구에서 처리실(11) 내에 도입된 HF 가스는 기판(S)를 통해 배기부(11B)를 향해 흐른다.When viewed from the viewpoint facing the plane on which the substrate S is enlarged, the
또한, 에칭 장치(10)는 N2 가스 도입구(33)와 NF3 가스 도입구(34)를 구비하고 있다. N2 가스 도입구(33)에는 N2 가스 공급부(21)가 접속되어 있다. N2 가스 도입구(33)에는 N2 가스 공급부(21)와 함께 NH3 가스 공급부(22)이 접속되어 있다. 본 실시예에서는 N2 가스 도입구(33)는 제1 후보군과 제2 후보군 사이에 위치하고 있다. NF3 가스 도입구(34)에는 NF3 가스 공급부(25)가 접속되어 있다. 본 실시예에서는 NF3 가스 도입구(34)는 제1 후보군, 제2 후보군 및 N2 가스 도입구(33)에서 떨어진 위치에 배치되어 있다. NF3 가스 도입구(34)는 제3 가스 도입구의 일예이며, N2 가스 도입구(33)는 제4 가스 도입구의 일예이다.In addition, the
도 4는 지지부(10A)에 지지되는 복수의 기판(S)과 각 기판(S)와 가스 도입구 사이의 관계를 나타내고 있다. 또한, 이하에서는 제1 후보군에서 선택되는 NH3 가스의 대상구와 제2 후보군에서 선택되는 HF 가스의 대상구 사이의 거리를 설정하는 방법을 설명한다.4 shows a plurality of substrates S supported by the
도 4에 나타내는 바와 같이, 에칭 장치(10)는 상술한 제1 후보군(즉, 복수의 제1 후보(31)), 제2 후보군(즉, 복수의 제2 후보(32)), N2 가스 도입구(33) 및 NF3 가스 도입구(34)를 기판(S)마다 구비하고 있다. 다시 말하면, 각 기판(S)에는 제1 후보군, 제2 후보군, 1개의 N2 가스 도입구(33) 및 2개의 NF3 가스 도입구(34)가 연관되어 있다. 1개의 기판(S)의 에칭에는 그 기판(S)에 연관된 복수의 제1 후보(31)에서 선택된 NH3 가스 도입구, 복수의 제2 후보(32)에서 선택된 HF 가스 도입구, N2 가스 도입구(33) 및 NF3 가스 도입구(34)에서 도입된 가스가 주로 기여한다.As shown in FIG. 4 , the
1개의 기판(S)에 연관된 제1 후보군, 제2 후보군, N2 가스 도입구(33) 및 NF3 가스 도입구(34)는, 예를 들면, 그 기판(S)이 확대되는 평면상에 위치하고 있다. 또는, 복수의 기판(S)가 겹쳐지는 방향에서, 1개의 기판(S)에 연관된 제1 후보군, 제2 후보군, N2 가스 도입구(33) 및 NF3 가스 도입구(34)는 그 기판(S)의 위쪽에 위치하며, 해당 기판(S)의 바로위에 위치하는 기판(S)보다 아래쪽에 위치하고 있다.The first candidate group, the second candidate group, the N 2 gas inlet 33 and the NF 3 gas inlet 34 associated with one substrate S are, for example, on a plane on which the substrate S is expanded. is located Alternatively, in the direction in which the plurality of substrates S overlap, the first candidate group, the second candidate group, the N 2 gas inlet 33 and the NF 3 gas inlet 34 associated with one substrate S are It is located above (S) and is located below the substrate (S) located directly above the substrate (S).
에칭 장치(10)는 제1 후보군에서 선택되는 대상구와 제2 후보군에서 선택되는 대상구 사이의 거리를 변경하도록 대상구를 이동시키는 이동 기구를 더 구비하여도 좋다. 이에 의하여, 이동 기구가 대상구를 이동시키는 것에 의해 제1 후보군에서 선택되는 대상구와 제2 후보군에서 선택되는 대상구 사이의 거리를 바꾸는 것이 가능하기 때문에, 기판(S)의 면내에 있어서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.The
도 4에 나타내는 예에서는 대상구의 1개인 NH3 가스 도입구에 대하여, 대상구의 이동 전에서, 제1 후보군 중에서, 도 4에 있어서 중앙에 위치하는 제2 제1 후보(31)가 NH3 가스 도입구로서 선택되고 있다. 에칭 장치(10)는, 예를 들면, NH3 가스 공급부(23)와 공급처인 NH3 가스 도입구 사이에 위치하는 밸브의 개폐를 전환하는 것에 의해 도 4에서 제1 후보군의 가장 좌측에 위치하는 제1의 제1 후보(31)를 NH3 가스 도입구로서 선택한다. 이에 의하여, NH3 가스 도입구가 이동 전의 위치에서 이동 후의 위치로 이동한다.In the example shown in FIG. 4 , the second
또한, 에칭 장치(10)는 NH3 가스 공급부(23)와 공급처인 NH3 가스 도입구 사이에 위치하는 밸브를 전환하는 것에 의해 제1 후보군 중에서 도 4에서 가장 좌측의 제1 후보(31)와 도 4에서 중앙에 위치하는 제1 후보(31)의 양쪽을 NH3 가스 도입구로 선택해도 좋다. 이에 의하여, NH3 가스 도입구의 위치를 변경하고, NH3 가스 도입구의 수를 변경하는 것도 가능하다.In addition, the
에칭 장치(10)는 NH3 가스 공급부(23)를 복수 구비해도 좋다. 이 경우에는 NH3 가스 공급부(23)의 수는 제1 후보(31)의 수와 동수라도 좋고, 제1 후보(31)의 수보다 적어도 좋다.The
에칭 장치(10)가 NH3 가스 공급부(23)를 복수 구비하는 경우에는 에칭 장치(10)는, 예를 들면, 처리실(11)에 NH3 가스를 공급하기 위한 NH3 가스 공급부(23)를 전환해도 좋다. 이에 의하여, 에칭 장치(10)는 NH3 가스 도입구를 이동 전의 위치에서 이동 후의 위치로 이동시키는 것이 가능하다. 에칭 장치(10)는 제1 후보군 중에서 도 4에서 가장 좌측의 제1 후보(31)에 접속된 NH3 가스 공급부(23)에서 제1 후보군 중에서 도 4에서 가장 우측의 제1 후보(31)에 접속된 NH3 가스 공급부(23)로 전환하는 것에 의해 NH3 가스 도입구의 위치를 전환해도 좋다.When the
또는, 에칭 장치(10)는 제1 후보군 중에서 도 4에서 가장 좌측의 제1 후보(31)에 접속된 NH3 가스 공급부(23)와 도 4에서 가장 우측의 제1 후보(31)에 접속된 NH3 가스 공급부(23)의 양쪽에서 NH3 가스를 공급시켜도 좋다. 이에 의하여, 2개의 제1 후보(31)가 각각 NH3 가스 도입구로서 선택된다. 결과적으로, NH3 가스 도입구의 위치를 변경하고, NH3 가스 도입구의 수를 변경하는 것도 가능하다.Alternatively, the
이 경우에는 에칭 장치(10)는 NH3 가스 도입구만이 대상구로 설정되는 경우에서, 각 대상구에 대해 해당 대상구에서 공급하는 NH3 가스의 유량을 제어하는 NH3 가스 공급부(23)을 1개씩 구비하고 있다. 1개의 NH3 가스 도입구에 대해 1개의 NH3 가스 공급부(23)를 구비하기 때문에, 각 NH3 가스 도입구에서 공급하는 가스의 유량에 있어서의 조합의 자유도를 높이는 것이 가능하다.In this case, in the case where only the NH 3 gas inlet is set as the target zone, the
NH3 가스 공급부(23)는 각 대상구에서 도입하는 NH3 가스의 유량비를 바꾸도록 NH3 가스의 유량을 제어해도 좋다. 예를 들면, 유량의 제어 이전에서, 도 4에서 가장 좌측의 NH3 가스 도입구에서 도입되는 NH3 가스의 유량이 유량 A로 설정되고, 또한, 도 4에 있어서 가장 우측의 NH3 가스 도입구에서 도입되는 NH3 가스의 유량이 유량 B로 설정되는 경우에는 NH3 가스의 총 유량은 유량 A+B이다. 다음에, 가장 좌측의 NH3 가스 도입구에 접속된 NH3 가스 공급부(23)에 있어서의 설정값이 유량(A-α)로 변경되고, 또한, 가장 우측의 NH3 가스 도입구에 접속된 NH3 가스 공급부(23)에 있어서의 설정값이 유량(B+α)로 변경되어도 좋다.The NH 3
또한, 예를 들면, 각 대상구에 접속되는 분기된 가스 유로에 미리 소정의 컨덕턴스를 설정함으로써, 각 대상구에서 도입하는 NH3 가스의 유량비를 설정할 수 있다. 또한, 이러한 컨덕턴스는 가변으로 할 수도 있다.Further, for example, by setting predetermined conductances in the branched gas passages connected to each target sphere in advance, the flow rate ratio of the NH 3 gas introduced from each target sphere can be set. In addition, this conductance can also be made variable.
이 경우에는 기판(S)의 면내에 있어서 가스의 분포를 바꾸는 것이 가능하다. 이에 의하여, 기판(S)의 면내에 있어서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.In this case, it is possible to change the gas distribution within the plane of the substrate S. Thereby, it is possible to change the distribution of etching amount in the surface inside of the board|substrate S.
또한, 에칭 장치(10)는 2개의 NH3 가스 공급부(23)에서 NH3 가스를 공급시키고, 또한, 한쪽의 NH3 가스 공급부(23)가 2개의 제1 후보(31)를 향해 NH3 가스를 공급해도 좋다. 이에 의하여, 에칭 장치(10)는 2개의 NH3 가스 공급부(23)를 이용하여 3개의 NH3 가스 도입구에서 처리실(11)에 NH3 가스를 도입하는 것이 가능하다.In addition, in the
한편, 도 4에 나타내는 예에서는 대상구의 1개인 HF 가스 도입구에 대하여, 대상구의 이동 전에서, 제2 후보군 중에서 도 4에서 중앙의 제2 후보(32)가 HF 가스 도입구로서 선택되고 있다. 에칭 장치(10)는, 예를 들면, HF 가스 공급부(24)와 공급처인 HF 가스 도입구 사이에 위치하는 밸브의 개폐를 전환하는 것에 의해 제2 후보군 중에서 도 4에서 가장 좌측에 위치하는 제2 후보(32)가 HF 가스 도입구로서 선택된다. 이에 의하여, HF 가스 도입구가 이동 전의 위치에서 이동 후의 위치로 이동한다.On the other hand, in the example shown in FIG. 4 , the central
또한, 에칭 장치(10)는 HF 가스 공급부(24)와 공급처인 HF 가스 도입구 사이에 위치하는 밸브를 전환하는 것에 의해 제2 후보군 중에서 어느 2개의 제2 후보(32)의 양쪽을 HF 가스 도입구로 선택해도 좋다. 이에 의하여, HF 가스 도입구의 위치를 변경하고, HF 가스 도입구의 수를 변경하는 것도 가능하다.In addition, the
또한, 에칭 장치(10)는 NH3 가스 공급부(23)와 마찬가지로 HF 가스 공급부(24)를 복수 구비해도 된다. 이 경우에는 제2 후보(32)와 동수의 HF 가스 공급부(24)를 구비해도 좋고, HF 가스 공급부(24)가 제2 후보(32)보다 적어도 좋다.In addition, the
에칭 방법etching method
도 5 내지 도 8을 참조하여, 에칭 방법을 설명한다.Referring to Figs. 5 to 8, the etching method will be described.
도 5는 각 공급부(21, 22, 23, 24, 25)에서 가스가 공급되는 타이밍 및 마이크로파원(28)에서 방전관(26)을 향해 마이크로파가 발진되는 타이밍을 나타내는 타이밍도이다.FIG. 5 is a timing diagram showing the timing at which gas is supplied from each of the
도 5에 나타내는 바와 같이, 기판(S)의 에칭이 실행될 때에는 우선, 제어부(10C)가 NH3 가스 공급부(23)의 구동, N2 가스 공급부(21) 및 HF 가스 공급부(24)의 구동을 제어한다(타이밍 t1). 이에 의하여, NH3 가스 공급부(23)가 NH3 가스의 공급을 개시하기 때문에, NH3 가스 도입구에 선택된 제1 후보(31)에서 NH3 가스가 도입된다. 또한, HF 가스 공급부(24)가 HF 가스의 공급을 개시하며, 이에 의해 HF 가스 도입구로 선택된 제2 후보(32)에서 HF 가스가 도입된다. 또한, N2 가스 공급부(21)가 N2 가스의 공급을 개시하고, 이에 의해 N2 가스 도입구(33)에서 N2 가스가 도입된다.As shown in FIG. 5 , when the substrate S is etched, first, the
타이밍 t1부터 소정의 기간이 경과할 때까지, 각 가스의 공급이 계속된 후에 제어부(10C)는 NH3 가스 공급부(23)의 구동, N2 가스 공급부(21)의 구동 및 HF 가스 공급부(24)의 구동을 제어한다(타이밍 t2). 이에 의하여, NH3 가스 공급부(23)가 NH3 가스의 공급을 정지시키기 때문에, NH3 가스의 도입이 정지된다. 또한, HF 가스 공급부(24)가 HF 가스의 공급을 정지시키며, 이에 의해 HF 가스의 도입이 정지된다. 또한, N2 가스 공급부(21)가 N2 가스의 공급을 정지시키며, 이에 의해 N2 가스의 도입이 정지된다.After the supply of each gas continues from timing t1 until a predetermined period has elapsed, the
타이밍 t2부터 소정의 기간이 경과한 후, 제어부(10C)는 NH3 가스 공급부(22)의 구동, N2 가스 공급부(21)의 구동 및 NF3 가스 공급부(25)의 구동을 제어한다(타이밍 t3). 방전관(26)에서 N2 가스와 함께 여기된 NH3 가스는 N2 가스 도입구(33)를 통해 처리실(11)에 도입된다.After a predetermined period has elapsed from timing t2, the
또한, NF3 가스 공급부(25)는 가스 분산관(11C)에 접속되며, 이에 의해 NF3 가스가 NF3 가스 도입구(34)에서 처리실(11)에 도입된다. 또는, NF3 가스 공급부(25)는 샤워 헤드(11D)에 접속되며, 이에 의해 제1 후보(31) 및 제2 후보(32)의 적어도 1개로부터 NF3 가스가 처리실(11)에 도입되어도 좋다.Further, the NF 3
이에 의하여, NH3 가스 공급부(22)가 NH3 가스의 공급을 개시하며, N2 가스 공급부(21)가 N2 가스의 공급을 하기 때문에, NH3 가스와 N2 가스의 혼합 가스가 방전관(26)에 공급된다. 또한, NF3 가스 공급부(25)가 NF3 가스의 공급을 개시하기 때문에, 가스 분산관(11C)이 갖는 가스 도입구(34)에서 NF3 가스가 도입된다.Accordingly, since the NH 3
타이밍 t3부터 소정의 기간이 경과한 후, 제어부(10C)는 마이크로파원(28)의 구동을 제어한다(타이밍 t4). 이에 의하여, 마이크로파원(28)이 마이크로파를 발진하기 때문에, 마이크로파가 도파관(27)을 통해 방전관(26)에 조사되는 것에 의해 상술한 혼합 가스로부터 플라즈마가 생성된다. 혼합 가스로부터 생성된 플라즈마에는 여기종의 일예인 수소 래디컬(H*)이 포함된다. 이로 인하여, 타이밍 t4 이후에서, H*가 N2 가스 도입구(33)에서 도입된다.After a predetermined period has elapsed from timing t3, the
타이밍 t4부터 소정의 기간이 경과한 후, 제어부(10C)는 NH3 가스 공급부(22)의 구동, N2 가스 공급부(21)의 구동, NF3 가스 공급부(25) 및 마이크로파원(28)의 구동을 제어한다(타이밍 t5). 이에 의하여, NH3 가스 공급부(22)가 NH3 가스의 공급을 정지시키기 때문에, NH3 가스의 도입이 정지된다. 또한, NF3 가스 공급부(25)가 NF3 가스의 공급을 정지시키고, 이에 의해 NF3 가스의 도입이 정지된다. 또한, N2 가스 공급부(21)가 N2 가스의 공급을 정지시키며, 이에 의해 N2 가스의 도입이 정지된다. 또한, 마이크로파원(28)이 마이크로파의 발진을 정지한다.After a predetermined period of time has elapsed from timing t4, the
도 6 내지 도 8은 기판(S)에 포함되는 제1 처리 대상 및 제2 처리 대상의 상태를 에칭 방법에 포함되는 공정마다 나타내고 있다. 또한, 도 6은 타이밍 t1에있어서의 기판(S)의 상태를 나타내고, 도 7은 타이밍 t4에서의 기판(S)의 상태를 나타내며, 도 8은 타이밍 t5에 있어서의 기판(S)의 상태를 나타내고 있다.6 to 8 show states of a first processing target and a second processing target included in the substrate S for each step included in the etching method. 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. indicates
도 6에 나타내는 바와 같이, 기판(S)의 일예는 실리콘 질화물층(51), 실리콘층(52) 및 실리콘 산화물층(53)을 구비하고 있다. 실리콘층(52)은 제1 처리 대상의 일예이며, 실리콘 산화물층(53)은 제2 처리 대상의 일예이다. 실리콘 질화물층(51)은 오목부를 가지며, 오목부 내에 실리콘층(52)이 위치하고 있다. 실리콘 산화물층(53)은 실리콘층(52) 상에 위치하고 있다. 실리콘 산화물층(53)은, 예를 들면, 실리콘층(52)이 대기에 폭로되는 것에 의해서 형성된 자연 산화막이다. 실리콘층(52)은 폴리실리콘으로 형성되어 있다. 실리콘층(52) 중에서 실리콘 산화물층(53)이 접하는 면에는 변성 실리콘층(52A)이 위치하고 있다. 변성 실리콘층(52A)은 실리콘 산화물로 형성되는 층이 아닌 한편, 실리콘층(52)이 대기에 노출되는 것에 의해 대기중에서 산소에 의해서 변성된 부분이다.As shown in FIG. 6 , one example of the substrate S includes a
타이밍 t1에서, NH3 가스와 HF 가스가 처리실(11)에 도입된다. 이에 의하여, 처리실(11) 내에서, NH3 가스와 HF 가스로부터 제1 에천트(E1)가 생성된다. 타이밍 t1에서 타이밍 t2까지에 걸쳐 제1 에천트(E1)가 기판(S)에 공급되는 것에 의해 실리콘 산화물층(53)이 에칭된다. 이와 같이, 상술한 타이밍 t1에서 타이밍 t2까지의 기간이 실리콘 산화물층(53)이 에칭되는 제1 공정이다.At timing t1, NH 3 gas and HF gas are introduced into the
에칭 방법은 제1 공정보다 이전에, 대상구의 위치를 바꾸는 것에 의해 기판(S)의 중심(SC)과 대상구 사이의 거리를 바꾸는 변경 공정을 포함해도 좋다. 이에 의하여, 기판(S)의 면내에 있어서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.The etching method may include a changing step of changing the distance between the target sphere and the center SC of the substrate S by changing the position of the target sphere prior to the first step. Thereby, it is possible to change the distribution of etching amount in the surface inside of the board|substrate S.
또한, 에칭 방법은 제1 공정보다 이전에, 복수의 대상구에서 각 대상구에서 공급되는 가스의 유량을 독립적으로 설정하는 설정 공정을 포함해도 좋다. 이에 의하여, 각 대상구에서 공급되는 가스의 유량을 설정하는 것이 가능하다. 이에 따라, 1개의 대상구에서 도입되는 가스의 유량을 변경하는 것이나, 제1 대상구에서 공급되는 가스의 유량과 제2 대상구에서 공급되는 가스의 유량의 비를 바꾸는 것 등에 의해 기판(S)의 면내에 있어서의 에칭의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.Further, the etching method may include a setting step of independently setting the flow rate of gas supplied from each of the target spheres in the plurality of target spheres prior to the first step. In this way, it is possible to set the flow rate of gas supplied from each target sphere. Accordingly, by changing the flow rate of the gas introduced from one target sphere or by changing the ratio between the flow rate of the gas supplied from the first target sphere and the flow rate of the gas supplied from the second target sphere, the substrate S It is possible to change the distribution of etching within the plane of .
또한, 설정 공정은 각 대상구에서 도입하는 가스의 유량을 바꾸어도 좋다. 이에 의하여, 처리실(11)에 도입되는 가스의 총 유량을 바꾸지 않고 대상구에서 도입하는 가스의 유량을 바꾼다. 이로 인하여, 처리실(11) 내에서의 압력의 변동을 억제하면서, 기판(S)의 면내에 있어서 가스의 분포를 바꾸는 것이 가능하다. 이에 의하여, 기판(S)의 면내에 있어서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.Further, in the setting step, the flow rate of the gas introduced from each target sphere may be changed. In this way, the flow rate of the gas introduced from the target sphere is changed without changing the total flow rate of the gas introduced into the
도 7에 나타나는 바와 같이, 타이밍 t4에서, NH3 가스와 N2 가스의 혼합 가스로부터 생성된 플라즈마 중에서 여기종과 NF3 가스와 처리실(11)에 도입되고, 이에 의해 여기종과 NF3 가스로부터 제2 에천트(E2)가 생성된다. 타이밍 t4에서 타이밍 t5까지에 걸쳐 제2 에천트(E2)가 기판(S)에 공급되는 것에 의해 변성 실리콘층(52A)이 에칭된다.As shown in FIG. 7 , at timing t4, excited species and NF 3 gas are introduced into the
도 8에 나타나는 바와 같이, 타이밍 t5까지에 걸쳐 제2 에천트(E2)가 기판(S)에 공급되는 것에 의해 변성 실리콘층(52A)이 에칭된다. 이와 같이, 상술한 타이밍 t4에서 타이밍 t5까지의 기간이 실리콘층(52)의 일부인 변성 실리콘층(52A)이 에칭되는 제2 공정이다.As shown in Fig. 8, the modified
또한, 타이밍 t5 후에서, 실리콘층(52)상에는 제2 에천트(E2)가 변성 실리콘층(52A)과 반응하는 것에 의해 생성된 실리콘을 포함하는 반응 생성물이 적어도 위치하고 있다. 이로 인하여, 제1 공정에 의한 처리 및, 제2 공정에 의한 처리가 실시된 기판(S)가 제1 가열부(11A)에 의해 가열되는 것에 의하여 실리콘층(52)상의 반응 생성물이 휘발한다.Further, after timing t5, at least a reaction product containing silicon generated by reacting the second etchant E2 with the modified
작용Action
도 9 내지 도 12를 참조하여, 에칭 방법 및 에칭 장치의 작용을 설명한다. 도 9는 실리콘층(52)에 대한 실리콘 산화물층(53)의 선택비를 나타내고 있다. 선택비는 실리콘층(52)의 에칭량에 대한 실리콘 산화물층(53)의 에칭량의 비이다. 도 10은 실리콘 질화물층(51)에 대한 실리콘 산화물층(53)의 선택비를 나타내고 있다. 선택비는 실리콘 질화물층(51)의 에칭량에 대한 실리콘 산화물층(53)의 에칭량의 비이다.Referring to Figs. 9 to 12, the etching method and the operation of the etching apparatus will be described. 9 shows the selectivity of the
활성된 상태가 유지되기 어려운 여기종을 이용한 경우에는 복수의 기판(S) 사이에서, 활성된 여기종의 공급량에 편차가 생기고, 이로 인하여 기판(S) 사이에 있어서 에칭량에 편차가 생겨 버린다. 이러한 관점에서, 본 실시 형태의 제1 공정에 의하면, 제1 에천트(E1)의 생성에 NH3 가스와 HF 가스를 이용하기 때문에, 에천트의 생성에 여기종을 이용하는 경우에 비하여 기판(S) 사이에 있어서 제1 에천트(E1)가 생성되는 양에 편차가 생기기 어렵다. 이에 따라, 기판(S) 사이에서 에칭량에 편차가 생기는 것이 억제된다.In the case of using an excited species that is difficult to maintain an activated state, variation occurs in the supply amount of the activated excited species among the plurality of substrates S, and as a result, variation occurs in the etching amount among the substrates S. From this point of view, according to the first step of the present embodiment, since the NH 3 gas and the HF gas are used to generate the first etchant E1, compared to the case where an excited species is used to generate the etchant, the substrate (S ), variation in the amount of the first etchant E1 is unlikely to occur. Thereby, it is suppressed that a variation arises in etching amount between the board|substrates S.
또한, 도 9에 나타나는 바와 같이, 에칭 조건의 일예에 의해 제1 공정을 실시한 경우에, 제1 공정에서 실리콘층(52)에 대한 실리콘 산화물층(53)의 선택비가 107.1인 것을 알 수 있다. 이에 비하여, 에칭 조건의 일예에 의해서 제2 공정을 실시한 경우에, 제2 공정에서 실리콘층(52)에 대한 실리콘 산화물층(53)의 선택비가 5.0인 것을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 9 , when the first process is performed according to an example of etching conditions, it can be seen that the selectivity ratio of the
한편, 도 10에 나타내는 바와 같이, 에칭 조건의 일예에 의해 제1 공정을 실시한 경우에, 제1 공정에서 실리콘 질화물층(51)에 대한 실리콘 산화물층(53)의 선택비가 52.5인 것을 알 수 있다. 이에 비해, 에칭 조건의 일예에 의해서 제2 공정을 실시한 경우에, 제2 공정에서 실리콘 질화물층(51)에 대한 실리콘 산화물층(53)의 선택비가 3.9인 것을 알 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 10, when the first step is performed according to an example of etching conditions, it can be seen that the selectivity ratio of the
이와 같이, 제2 에칭 대상이 실리콘층(52) 및 실리콘 질화물층(51)의 어느 것이라도 제1 공정에 의하면, 제1 처리 대상인 실리콘 산화물층(53)에 대하여 제2 공정에 비해 높은 선택비를 얻는 것이 가능하다. 또한, 제2 공정에 의하면, 제1 처리 대상과 제2 처리 대상의 양쪽을 에칭하는 것도 가능하다.In this way, even if the second etching target is either the
도 11은 제1 공정에 있어서의 기판(S)의 면내에서의 에칭량(E/A)의 분포를 나타내고 있다. 또한, 도 11에서는 에칭 대상으로서 반경이 150㎜이고, 표면의 전체에 균일한 두께를 가진 실리콘 산화물층이 형성된 기판을 이용하고 있다. 도 11에서는 기판의 중심에서 기판의 직경 방향에 있어서 147㎜만큼 떨어진 위치까지에 있어서의 에칭량이 나타나 있다.11 shows 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 having a silicon oxide layer having a uniform thickness over the entire surface is used as an etching target. 11 shows the etching amount from the center of the substrate to a position separated by 147 mm in the radial direction of the substrate.
또한, 도 11에서는 기판이 확대되는 평면과 대향하는 시점에서 본 경우의 NH3 가스 도입구와 HF 가스 도입구 사이의 거리인 도입구간 거리를 제1 거리, 제2 거리 및 제3 거리의 3가지로 변경하고 있다. 제1 거리로부터 제3 거리에서, 제1 거리가 가장 짧고, 제3 거리가 가장 길다. 도 11에서는 도입 구간 거리가 제1 거리로 설정된 경우의 에칭량이 파선으로 나타나 있다. 또한, 도입 구간 거리가 제2 거리로 설정된 경우의 에칭량이 실선으로 나타나 있다. 또한, 도입 구간 거리가 제3 거리로 설정된 경우의 에칭량이 일점 쇄선으로 나타나 있다. 또한, 도입 구간 거리를 변경하는 경우에는 처리실(11) 내에서의 NH3 가스 도입구의 위치와 HF 가스 도입구의 위치의 양쪽을 변경하고 있다.In addition, in FIG. 11, the introduction section distance, which is the distance between the NH 3 gas inlet and the HF gas inlet when viewed from the viewpoint facing the plane on which the substrate is enlarged, is divided into three types: a first distance, a second distance, and a third distance are changing At a third distance from the first distance, the first distance is the shortest and the third distance is the longest. In FIG. 11, the etching amount when the introduction section distance is set to the first distance is indicated by a broken line. Further, the etching amount when the introduction section distance is set to the second distance is indicated by a solid line. In addition, the etching amount in the case where the introduction section distance is set to the third distance is indicated by a dashed-dotted line. In the case of changing the introduction section distance, both the position of the NH 3 gas inlet and the position of the HF gas inlet in the
도 11에 나타내는 바와 같이, 도입 구간 거리가 제1 거리로 설정된 경우에는 기판의 중심에서의 에칭량이 가장 작고, 기판의 중심으로부터의 거리가 커질수록 에칭량이 커지는 것이 보였다. 또한, 기판의 중심으로부터의 거리에 있어서의 절대값이 동등한 경우에는 에칭량도 동등한 것이 보였다. 즉, 도입 구간 거리가 제1 거리로 설정된 경우에는 에칭량과 기판에 있어서의 위치의 관계를 나타내는 그래프가 아래로 볼록 형상을 갖는 것이 보였다.As shown in Fig. 11, when the introduction section distance was set to the first distance, the etching amount at the center of the substrate was the smallest, and it was seen that the etching amount increased as the distance from the center of the substrate increased. Moreover, when the absolute value in the distance from the center of the board|substrate was equal, it was seen that the etching amount was also equal. That is, when the introduction section distance was set to the first distance, it was seen that the graph showing the relationship between the etching amount and the position on the substrate had a downward convex shape.
도입 구간 거리가 제2 거리로 설정된 경우에는 기판의 중심에서의 에칭량이 가장 크고, 기판의 중심으로부터의 거리가 커질수록 에칭량이 작아지는 것이 보였다. 또한, 기판의 중심으로부터의 거리에 있어서의 절대값이 동등한 경우에는 에칭량도 동등한 것이 보였다. 즉, 도입 구간 거리가 제2 거리로 설정된 경우에는 에칭량과 기판에 있어서의 위치의 관계를 나타내는 그래프가 위로 볼록 형상을 갖는 것이 보였다.When the introduction section distance was set to the second distance, it was seen that the etching amount was greatest at the center of the substrate, and the etching amount decreased as the distance from the center of the substrate increased. Moreover, when the absolute value in the distance from the center of the board|substrate was equal, it was seen that the etching amount was also equal. That is, when the introduction section distance was set to the second distance, it was seen that the graph showing the relationship between the etching amount and the position on the substrate had an upwardly convex shape.
도입 구간 거리가 제3 거리로 설정된 경우에는 도입 구간 거리가 제2 거리로 설정된 경우와 마찬가지로, 에칭량과 기판에 있어서의 위치의 관계를 나타내는 그래프가 위로 볼록 형상을 갖는 것이 보였다. 다만, 제3 거리로 설정된 경우에서의 에칭량의 최대값은 제2 거리로 설정된 경우에서의 에칭량의 최대값보다 큰 것이 보였다. 또한, 제3 거리로 설정된 경우에서의 에칭량의 최소값은 제2 거리로 설정된 경우에서의 에칭량의 최소값보다 작은 것이 보였다.In the case where the introduction section distance was set to the third distance, similarly to the case where the introduction section distance was set to the second distance, it was seen that the graph showing the relationship between the etching amount and the position on the substrate had an upwardly convex shape. However, it was seen that the maximum value of the etching amount when set to the third distance was greater than the maximum value of the etching amount when set to the second distance. In addition, it was seen that the minimum value of the etching amount when set to the third distance was smaller than the minimum value of the etching amount when set to the second distance.
이와 같이, NH3 가스 도입구 및 HF 가스 도입구의 적어도 한쪽과 기판의 중심 사이의 거리를 변경하는 것에 의해 기판의 면내에 있어서의 에칭량의 분포를 변경하는 것이 가능하다.In this way, it is possible to change the distribution of the etching amount within the plane of the substrate 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.
도 12는 도 11과 마찬가지의 에칭 처리에 있어서, 도입 구간 거리만을 변경한 6개의 예에 대하여, 도입 구간 거리와 에칭량의 비의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 12에 있어서의 에칭량의 비는 기판의 중심에서 147㎜만큼 떨어진 위치에서의 에칭량에 대한 기판의 중심에서의 에칭량의 비이다. 이에 따라, 에칭량의 비가 1보다 작은 경우에는 에칭량과 기판에 있어서의 위치의 관계를 나타내는 그래프가 아래로 볼록 형상을 나타내는 한편, 에칭량의 비가 1보다 큰 경우에는 에칭량과 기판에 있어서의 위치의 관계를 나타내는 그래프가 위로 볼록 형상을 나타낸다.FIG. 12 is a graph showing the relationship between the ratio of the introduction section distance and the etching amount for six examples in which only the introduction section distance is changed in the same etching process as FIG. 11 . 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. Accordingly, when the ratio of the etching amount is less than 1, the graph showing the relationship between the etching amount and the position in the substrate shows a downward convex shape. A graph representing the positional relationship shows an upward convex shape.
도 12에 나타나는 바와 같이, 에칭 조건의 일예에서는 도입 구간 거리가 25㎜이하의 범위에서는 에칭량의 비가 1보다 작은 것이 보였다. 이에 비해, 도입 구간 거리가 30㎜이상의 범위에서는 에칭량의 비가 1보다 큰 것이 보였다. 이와 같이, 도입 구간 거리, 즉, 도입구와 기판의 중심 사이의 거리를 변경하는 것에 의해 기판의 면내에 있어서의 에칭량을 조정하는 것이 가능하다.As shown in FIG. 12, in one example of the etching conditions, it was seen that the ratio of the etching amount was smaller than 1 in the range of the introduction section distance of 25 mm or less. On the other hand, it was seen that the ratio of the etching amount was larger than 1 in the range of the introduction section distance of 30 mm or more. In this way, it is possible to adjust the etching amount in the surface of the substrate by changing the introduction section distance, that is, the distance between the introduction hole and the center of the substrate.
상술한 바와 같이, 에칭 방법 및 에칭 장치의 일 실시 형태에 의하면 이하에 기재된 효과들을 얻을 수 있다.As described above, according to one embodiment of the etching method and etching apparatus, the effects described below can be obtained.
(1) 제1 공정에서, 제1 처리 대상의 에칭을 NH3 가스 및 HF 가스를 이용하여 실행하기 때문에, 제1 공정과 제2 공정의 양쪽에 있어서 플라즈마를 이용해서 에칭을 실행하는 경우에 비해 기판(S) 간에 있어서 에칭량에 분포가 생기기 어렵다.(1) Since etching of the first process object is performed using NH 3 gas and HF gas in the first process, compared to the case where etching is performed using plasma in both the first process and the second process Between the board|substrates S, it is hard to produce distribution in etching amount.
(2) 대상구와 기판(S)의 중심 SC 사이의 거리를 바꾸는 것에 의해 기판(S)의 면내에서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.(2) By changing the distance between the object sphere and the center SC of the substrate S, it is possible to change the distribution of etching amount within the plane of the substrate S.
(3) 각 대상구에서 공급되는 가스의 유량을 설정하는 것이 가능하다. 이로 인하여, 1개의 대상구에서 도입되는 가스의 유량을 변경하는 것이나, 제1 대상구에서 공급되는 가스의 유량과 제2 대상구에서 공급되는 가스의 유량의 비를 바꾸는 것 등에 의해 기판(S)의 면내에서의 에칭의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.(3) It is possible to set the flow rate of gas supplied from each target sphere. For this reason, the substrate S is formed by changing the flow rate of the gas introduced from one target sphere or by changing the ratio of the flow rate of the gas supplied from the first target sphere to the flow rate of the gas supplied from the second target sphere. It is possible to change the distribution of etching in the plane of
(4) 처리실(11)에 대상구에서 도입하는 가스의 유량을 바꾸기 때문에, 기판(S)의 면내에서 가스의 분포를 바꾸는 것이 가능하다. 이에 의하여, 기판(S)의 면내에 있어서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다. 특히, 각 대상구에 접속되는 분기된 가스 유로에 미리 소정의 컨덕턴스를 설정함으로써, 모든 대상구에 유량 제어부를 구비하는 일 없이 각 대상구에서 공급하는 가스의 유량에 있어서의 조합을 변화시킬 수 있다.(4) Since the flow rate of the gas introduced into the
(5) 이동 기구가 대상구를 이동시키는 것에 의해 대상구와 기판(S)의 중심(SC) 사이의 거리를 바꾸는 것이 가능하고, 이에 의해 기판(S)의 면내에서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.(5) When the moving mechanism moves the target sphere, it is possible to change the distance between the target sphere and the center SC of the substrate S, thereby changing the distribution of the etching amount within the plane of the substrate S. possible.
(6) 1개의 대상구에 대해 1개의 공급부(23, 24)를 구비하기 때문에, 각 대상구에서 공급하는 가스의 유량에 있어서의 조합의 자유도를 높이는 것이 가능하다.(6) Since one
또한, 상술한 실시 형태는 이하와 같이 변경해서 실시해도 좋다.In addition, you may implement the above-mentioned embodiment with a change as follows.
대상구target ball
·에칭 장치(10)에 있어서, NH3 가스 도입구 및 HF 가스 도입구의 어느 한쪽만이 대상구라도 좋다. 예를 들면, NH3 가스 도입구가 대상구인 경우에는 처리실(11)에 있어서의 HF 가스 도입구의 위치가 고정되어 있다. 이에 비해, HF 가스 도입구가 대상구인 경우에는 처리실(11)에 있어서의 NH3 도입구의 위치가 고정되어 있다.• In the
·대상구를 제1 후보에서 제2 후보로 바꾸는 변경 조작은 에칭 장치(10)의 사용자에 의해서 실행되어도 좋다. 변경 조작은, 예를 들면, 상술한 밸브의 개폐를 전환하는 조작이라도 좋고, NH3 가스 공급부(23) 또는 HF 가스 공급부(24)의 접속처를 제1 후보에서 제2 후보로 전환하는 조작이어도 좋다.• The change operation of changing the target ball from the first candidate to the second candidate may be performed by the user of the
유량 제어부flow control
·상술한 바와 같이, 1개의 NH3 가스 공급부(23)가 복수의 배관에 접속되고, 각 배관이 1개의 제1 후보(31)에 접속되어 있는 경우에는 복수의 배관에는 제1 컨덕턴스를 갖는 배관과 제2 컨덕턴스를 갖는 배관이 포함되어도 좋다. 제1 컨덕턴스는 제2 컨덕턴스와는 다르다. 이 경우에는 NH3 가스 공급부(23)에 있어서의 설정값이 동일하여도, NH3 가스 공급부(23)가 NH3 가스를 공급하는 배관으로서 제1 컨덕턴스를 갖는 배관이 선택된 경우와 제2 컨덕턴스를 갖는 배관이 선택된 경우에 NH3 가스의 유량을 변경하는 것이 가능하다.・As described above, when one NH 3
·1개의 HF 가스 공급부(24)가 복수의 배관에 접속되고, 각 배관이 1개의 제2 후보(32)에 접속되어 있는 경우에는 복수의 배관에는 제1 컨덕턴스를 갖는 배관과 제2 컨덕턴스를 갖는 배관이 포함되어도 좋다. 제1 컨덕턴스는 제2 컨덕턴스와는 다르다. 이 경우에는 HF 가스 공급부(24)에서의 설정값이 동일하여도, HF 가스 공급부(24)가 HF 가스를 공급하는 배관으로서 제1 컨덕턴스를 갖는 배관이 선택된 경우와 제2 컨덕턴스를 갖는 배관이 선택된 경우에 HF 가스의 유량을 변경하는 것이 가능하다.When one HF
·도 4에 있어서, 복수의 제1 후보(31)에 각각 연결되는 분기 유로(도 4의 예에서는 3개의 분기 유로) 및 복수의 제2 후보(32)에 각각 연결되는 분기 유로(도 4의 예에서는 3개의 분기 유로)에 각각 매스플로 콘트롤러(유량 제어부)를 1개씩 구비해도 좋다.In FIG. 4 , branch flow passages each connected to a plurality of first candidates 31 (three branch flow passages in the example of FIG. 4 ) and branch flow passages respectively connected to a plurality of second candidates 32 (shown in FIG. 4 ) In the example, you may provide one mass flow controller (flow control part) to each branch flow path) respectively.
이동 기구moving device
·도 13에 나타내는 바와 같이, 에칭 장치(10)는 제1 이동 기구(41)와 제2 이동 기구(42)를 구비해도 좋다. 제1 이동 기구(41) 및 제2 이동 기구(42)는 처리실(11) 내에서 배기부(11B)와 대향하는 위치에 배치되어 있다. 제1 이동 기구(41)는 제1 회전부(41A), 제1 노즐(41B) 및 NH3 가스 도입구(41C)를 구비하고 있다. 회전부(41A), 제1 노즐(41B) 및 NH3 가스 도입구(41C)는 처리실(11) 내에 설치되어 있다. 제1 회전부(41A)는 처리실(11)이 연장되는 방향과 평행한 방향을 따라 연장되는 회전축을 중심으로 하는 회전, 즉 회전 이동이 가능하게 구성되어 있다. 제1 노즐(41B)은 제1 회전부(41A)에 접속되어 있다. NH3 가스 도입구(41C)는 제1 노즐(41B)의 선단에 위치하고 있다. 제1 회전부(41A)에는 NH3 가스 공급부(23)가 접속되어 있다. NH3 가스 도입구(41C)에는 제1 회전부(41A) 및 제1 노즐(41B)을 통해 NH3 가스가 공급된다.· As shown in FIG. 13 , the
제2 이동 기구(42)는 제2 회전부(42A), 제2 노즐(42B) 및 HF 가스 도입구(42C)를 구비하고 있다.제2 회전부(42A), 제2 노즐(42B) 및 HF 가스 도입구(42C)는 처리실(11) 내에 설치되어 있다. 제2 회전부(42A)는 처리실(11)이 연장되는 방향과 평행한 방향을 따라 연장하는 회전축을 중심으로 하는 회전, 즉 회전 이동이 가능하게 구성되어 있다. 제2 노즐(42B)은 제2 회전부(42A)에 접속되어 있다. NHF 가스 도입구(42C)는 제2 노즐(42B)의 선단에 위치하고 있다. 제2 회전부(42A)에는 HF 가스 공급부(24)가 접속되어 있다. HF 가스 도입구(42C)에는 제2 회전부(42A) 및 제2 노즐(42B)을 통해 HF 가스가 공급된다.The 2nd moving
NH3 가스 도입구(41C)는 제1 가스 도입구의 일예이며, HF 가스 도입구(42C)는 제2 가스 도입구의 일예이다. NH3 가스 도입구(41C) 및 HF 가스 도입구(42C)는 각각 기판(S)의 법선에 직교하는 평면 상에 위치하고 있다. NH3 가스 도입구(41C)는 NH3 가스 도입구(41C)에 도입되는 NH3 가스의 흐르는 방향이 기판(S)이 확장되는 평면에 평행하게 되도록 구성되어 있다. HF 가스 도입구(42C)는 HF 가스 도입구(42C)에서 도입되는 HF 가스의 흐르는 방향이 기판(S)가 확대되는 평면에 평행하며, NH3 가스의 흐르는 방향과 서로 평행하도록 구성되어 있다.The NH 3 gas inlet 41C is an example of a first gas inlet, and the
제1 이동 기구(41)가 제1 회전부(41A)를 회전하는 것 및 제2 이동 기구(42)가 제2 회전부(42A)를 회전하는 것 중에서 적어도 한쪽에 의해 NH3 가스 도입구(41C)와 HF 가스 도입구(42C) 사이의 거리를 변경하는 것이 가능하다. 또한, 제1 이동 기구(41)가 제1 회전부(41A)를 회전시키는 것에 의해 기판(S)에 대해 NH3 가스가 도입되는 각도를 변경하는 것이 가능하다. 또한, 제2 이동 기구(42)가 제2 회전부(42A)를 회전시키는 것에 의해 기판(S)에 대해 HF 가스가 도입되는 각도를 변경하는 것이 가능하다.The
또한, 제1 이동 기구(41)에 의하면, 제1 회전부(41A)가 회전하는 것에 의해 NH3 가스 도입구(41C)와 기판(S)의 중심(SC) 사이의 거리를 바꾸는 것이 가능하다. 제2 이동 기구(42)에 의하면, 제2 회전부(42A)가 회전하는 것에 의해 HF 가스 도입구(42C)와 기판(S)의 중심(SC) 사이의 거리를 바꾸는 것이 가능하다. 에칭 장치(10)에 의하면, 제1 이동 기구(41) 및 제2 이동 기구(42)의 적어도 한쪽을 이용하는 것에 의해 기판(S)의 면내에 있어서의 에칭량의 분포를 바꾸는 것이 가능하다.Moreover, according to the 1st moving
또한, 각 회전부(41A, 42A)의 회전량, 즉 처리실(11) 내에서의 도입구(41C, 42C)의 위치는 제어부(10C)에 의해서 변경되어도 좋고, 에칭 장치(10)의 사용자에 의해서 변경되어도 좋다.In addition, the amount of rotation of each of the
제1 공정1st process
·제1 공정에서는 실리콘 산화물층(53)의 전부가 제거되어도 좋고, 실리콘 산화물층(53)의 일부가 기판(S)상에 남겨져도 좋다. 또한, 제1 공정에서 실리콘 산화물층(53)의 일부가 기판(S)상에 남겨진 경우에는 제2 공정에서 실리콘층(52) 혹은 실리콘 질화물층(51)과 함께 실리콘 산화물층(53)의 일부가 제거되어도 좋다.• In the first step, all of the
·제1 공정은 제2 공정보다 이후에 실행되어도 좋다.- The 1st process may be performed after the 2nd process.
10: 에칭 장치
11: 처리실
21: N2 가스 공급부
22, 23: NH3 가스 공급부
24: HF 가스 공급부
25: NF3 가스 공급부
26: 방전관
27: 도파관
28: 마이크로파원10: etching device 11: processing chamber
21: N 2
24: HF gas supply unit 25: NF 3 gas supply unit
26: discharge tube 27: waveguide
28: microwave source
Claims (22)
상기 제1 처리 대상은 실리콘 산화물층이며,
상기 제2 처리 대상은 실리콘 질화물층 또는 상기 실리콘 산화물층에 덮인 실리콘층이고,
NH3 가스와 HF 가스를 상기 진공조에 도입하는 것에 의해 상기 제1 처리 대상을 에칭하는 제1 공정과,
상기 제1 공정 후에, NH3 가스를 포함하는 가스로부터 생성된 플라즈마와, NF3 가스를 상기 진공조에 공급하는 것에 의해 상기 제2 처리 대상을 에칭하는 제2 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.The plurality of substrates accommodated in the vacuum chamber each have 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,
a first step of etching the first processing target by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber;
and a second process of etching the second processing object by supplying plasma generated from a gas containing NH 3 gas and NF 3 gas to the vacuum chamber after the first process. .
상기 진공조에 NH3 가스를 도입하는 NH3 가스 도입구 및 상기 진공조에 HF 가스를 도입하는 HF 가스 도입구 중에서 적어도 한쪽은 대상구이고,
상기 제1 공정 이전에, 상기 대상구의 위치를 바꾸는 것에 의해 상기 기판의 중심과 상기 대상구 사이의 거리를 바꾸는 변경 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.According to claim 1,
At least one of the NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber and the HF gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber is an object hole;
and a changing step of changing a distance between the center of the substrate and the target sphere by changing the position of the target sphere before the first step.
상기 기판에 NH3 가스를 도입하는 NH3 가스 도입구 및 상기 기판에 HF 가스를 도입하는 HF 가스 도입구 중에서 어느 한쪽은 대상구이고,
상기 제1 공정 이전에, 복수의 상기 대상구에서 각 상기 대상구에서 공급되는 가스의 유량을 독립적으로 설정하는 설정 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.According to claim 1,
Either one of the NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the substrate and the HF gas inlet for introducing HF gas into the substrate is a target hole;
The etching method characterized in that it includes a setting step of independently setting a flow rate of gas supplied from each of the target spheres in the plurality of target spheres before the first step.
상기 설정 공정은 상기 대상구에서 도입하는 가스의 가스 유로의 컨덕턴스를 미리 설정함으로써 각 상기 대상구에서 도입하는 상기 가스의 유량을 바꾸는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.According to claim 3,
The etching method according to claim 1 , wherein the setting step changes the flow rate of the gas introduced from each of the target spheres by presetting a conductance of a gas flow path of the gas introduced from the target sphere.
상기 제1 처리 대상은 실리콘 산화물층이며고,
상기 제2 처리 대상은 실리콘 질화물층 또는 상기 실리콘 산화물층에 덮인 실리콘층이고,
복수의 상기 기판을 수용하는 진공조와,
NH3 가스와 HF 가스를 상기 진공조에 도입하는 것에 의해 상기 제1 처리 대상을 에칭하는 제1 처리부와,
상기 제1 처리 대상의 에칭 후에, NH3 가스를 포함하는 가스로부터 생성된 플라즈마와 NF3 가스를 상기 진공조에 도입하는 것에 의해 상기 제2 처리 대상을 에칭하는 제2 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.The substrate has 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,
a vacuum chamber accommodating a plurality of the substrates;
a first processing unit which etches the first processing object by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber;
And a second processing unit for etching the second processing target by introducing plasma generated from a gas containing NH 3 gas and NF 3 gas into the vacuum chamber after etching the first processing target. etching device.
상기 진공조에 NH3 가스를 도입하는 NH3 가스 도입구와,
상기 진공조에 HF 가스를 도입하는 HF 가스 도입구를 구비하며,
상기 NH3 가스 도입구와 상기 HF 가스 도입구 중에서 적어도 한쪽은 대상구이고,
상기 에칭 장치는 복수의 상기 대상구의 후보를 구비하며,
상기 기판의 중심과 1개의 상기 후보 사이의 거리가 상기 중심과 다른 상기 후보 사이의 거리와 다른 것을 특징으로 하는 에칭 장치.According to claim 5,
An NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber;
Equipped with an HF gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber;
At least one of the NH 3 gas inlet and the HF gas inlet is a target port,
The etching device has a plurality of candidates for the target sphere,
The etching apparatus characterized in that the distance between the center of the substrate and one said candidate is different from the distance between said center and the other said candidate.
상기 진공조에 NH3 가스를 도입하는 NH3 가스 도입구와,
상기 진공조에 HF 가스를 도입하는 HF 가스 도입구를 구비하며,
상기 NH3 가스 도입구와 상기 HF 가스 도입구 중에서 적어도 한쪽은 대상구이고,
상기 에칭 장치는 상기 기판의 중심과 상기 대상구 사이의 거리를 변경하도록 상기 대상구를 이동시키는 이동 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.According to claim 5,
An NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber;
Equipped with an HF gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber;
At least one of the NH 3 gas inlet and the HF gas inlet is a target port,
The etching apparatus further comprises a moving mechanism for moving the target sphere to change a distance between the center of the substrate and the target sphere.
상기 진공조에 NH3 가스를 도입하는 NH3 가스 도입구와,
상기 진공조에 HF 가스를 도입하는 HF 가스 도입구를 구비하며,
상기 NH3 가스 도입구와 상기 HF 가스 도입구 중에서 어느 한쪽은 대상구이고,
상기 에칭 장치는 복수의 상기 대상구를 구비하며,
상기 에칭 장치는 각 상기 대상구에 대해 해당 대상구에서 공급하는 가스의 유량을 제어하는 유량 제어부를 1개씩 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.According to claim 5,
An NH 3 gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber;
Equipped with an HF gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber;
One of the NH 3 gas inlet and the HF gas inlet is a target port,
The etching device includes a plurality of target spheres,
The etching device is characterized in that the etching device is provided with one flow rate controller for controlling the flow rate of the gas supplied from the target sphere for each target sphere.
상기 유량 제어부는 모든 상기 대상구에서 도입하는 가스의 총 유량을 유지하며, 각 상기 대상구에서 도입하는 상기 가스의 유량을 바꾸도록 상기 가스의 상기 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.According to claim 8,
The etching apparatus according to claim 1 , wherein the flow control unit controls the flow rate of the gas so as to maintain a total flow rate of the gas introduced from all of the target spheres and change the flow rate of the gas introduced from each of the target spheres.
상기 진공조에 NH3 가스를 도입하는 제1 가스 도입구와,
상기 진공조에 HF 가스를 도입하는 제2 가스 도입구와,
상기 제1 가스 도입구와 상기 제2 가스 도입구 사이의 거리를 변경하는 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.A vacuum chamber accommodating a plurality of substrates;
a first gas inlet for introducing NH 3 gas into the vacuum chamber;
a second gas inlet for introducing HF gas into the vacuum chamber;
and a mechanism for changing a distance between the first gas inlet and the second gas inlet.
NF3 가스를 도입하기 위한 제3 가스 도입구와,
방전관을 통해 방전된 NH3 가스를 도입하기 위한 제4 가스 도입구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.According to claim 10,
A third gas inlet for introducing NF 3 gas;
An etching apparatus further comprising a fourth gas inlet for introducing discharged NH 3 gas through the discharge tube.
1개의 유로에서 도입된 NH3 가스가 2개 이상의 상기 제1 가스 도입구로 분기되어 있으며,
1개의 유로에서 도입된 HF 가스가 2개 이상의 상기 제2 가스 도입구로 분기되어 있고,
NH3 가스 및 HF 가스의 분기를 선택함으로써, 상기 2개 이상의 상기 제1 가스 도입구에서 선택된 NH3 가스 도입구의 대상구와 상기 2개 이상의 상기 제2 가스 도입구에서 선택된 HF 가스 도입구의 대상구 사이의 거리를 변화시키는 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.According to claim 10,
The NH 3 gas introduced from one passage is branched into two or more first gas inlets,
HF gas introduced from one flow path is branched into two or more second gas inlets,
Between the target port of the NH 3 gas inlet selected from the two or more first gas inlets and the target port of the HF gas inlet selected from the two or more second gas inlets by selecting the branches of the NH 3 gas and the HF gas Etching apparatus characterized in that it is provided with a mechanism for changing the distance of.
1개의 유로에서 도입된 NH3 가스는 다른 컨덕턴스를 갖는 유로로 분기되며,
1개의 유로에서 도입된 HF 가스는 다른 컨덕턴스를 갖는 유로로 분기되는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.According to claim 12,
The NH 3 gas introduced from one passage is branched to a passage having a different conductance,
An etching apparatus characterized in that the HF gas introduced in one flow path is branched into a flow path having a different conductance.
1개의 유로에서 도입된 NH3 가스가 2개 이상의 상기 제1 가스 도입구로 분기되어 있으며고,
1개의 유로에서 도입된 HF 가스가 2개 이상의 상기 제2 가스 도입구로 분기되어 있고,
분기된 유로는 각각 유량 제어부를 1개씩 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.According to claim 10,
The NH 3 gas introduced from one passage is branched into two or more of the first gas inlets,
HF gas introduced from one flow path is branched into two or more second gas inlets,
Etching apparatus, characterized in that each of the branched flow passages has one flow rate controller.
상기 제1 가스 도입구 및 상기 제2 가스 도입구가 상기 기판의 법선에 직교하는 평면상에 배치됨으로써, 상기 제1 가스 도입구 및 상기 제2 가스 도입구에서 각각 도입되는 가스가 상기 기판에 평행하고, 서로 평행하게 흐르도록 구비되며,
상기 진공조 내에 설치된 상기 기판의 법선에 평행한 축을 중심으로 상기 제1 가스 도입구 및 상기 제2 가스 도입구를 회전 이동시키는 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.According to claim 10,
Since the first gas inlet and the second gas inlet are disposed on a plane orthogonal to the normal line of the substrate, the gases introduced from the first gas inlet and the second gas inlet are parallel to the substrate. and are provided so as to flow in parallel with each other,
and a mechanism for rotationally moving the first gas inlet and the second gas inlet around an axis parallel to a normal line of the substrate installed in the vacuum chamber.
NH3 가스와 HF 가스를 상기 진공조에 도입함으로써 실행되는 제1 처리와,
NH3 가스를 포함하는 가스로부터 생성된 플라즈마와 NF3 가스를 상기 진공조에 공급하는 것에 의해서 실행되는 제2 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.For a plurality of substrates accommodated in a vacuum chamber,
a first process performed by introducing NH 3 gas and HF gas into the vacuum chamber;
and a second process performed by supplying NF 3 gas and plasma generated from a gas containing NH 3 gas to the vacuum chamber.
상기 제1 처리의 대상은 실리콘 산화물층이고,
상기 제2 처리의 대상은 실리콘 질화물층 또는 상기 실리콘 산화물층에 덮인 실리콘층인 것을 특징으로 하는 에칭 방법.According to claim 16,
The object of the first treatment is a silicon oxide layer,
The etching method according to claim 1, wherein the object of the second processing is a silicon layer covered with a silicon nitride layer or the silicon oxide layer.
상기 제1 처리 후에, 상기 제2 처리가 실시되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.According to claim 17,
The etching method characterized in that, after the first treatment, the second treatment is performed.
상기 제1 처리에서,
1개의 유로에서 도입된 NH3 가스가 2개 이상의 제1 가스 도입구로 분기되어 있으며,
1개의 유로에서 도입된 HF 가스가 2개 이상의 제2 가스 도입구로 분기되어 있고,
NH3 가스 및 HF 가스의 분기를 선택함으로써, 상기 2개 이상의 제1 가스 도입구에서 선택된 NH3 가스 도입구의 대상구와 상기 2개 이상의 제2 가스 도입구에서 선택된 HF 가스 도입구의 대상구 사이의 거리를 변화시키는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.According to claim 16,
In the first process,
The NH 3 gas introduced from one passage is branched into two or more first gas inlets,
The HF gas introduced from one flow path is branched into two or more second gas inlets,
The distance between the target port of the NH 3 gas inlet selected from the two or more first gas inlets and the target port of the HF gas inlet selected from the two or more second gas inlets by selecting branches of the NH 3 gas and the HF gas Etching method characterized in that for changing.
상기 1개의 유로에서 도입된 NH3 가스는 다른 컨덕턴스를 갖는 유로로 분기되며,
상기 1개의 유로에서 도입된 HF 가스는 다른 컨덕턴스를 갖는 유로로 분기되고,
NH3 가스와 HF 가스가 각각 다른 유량으로 상기 NH3 가스 도입구의 대상구와 상기 HF 가스 도입구의 대상구에서 도입되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.According to claim 19,
The NH 3 gas introduced from one passage is branched into passages having different conductances,
The HF gas introduced in the one passage is branched into passages having different conductances,
The etching method characterized in that the NH 3 gas and the HF gas are introduced from a target hole of the NH 3 gas inlet and a target hole of the HF gas inlet at different flow rates, respectively.
상기 제1 처리에서,
1개의 유로에서 도입된 NH3 가스가 2개 이상의 제1 가스 도입구로 분기되어 있으며,
1개의 유로에서 도입된 HF 가스가 2개 이상의 제2 가스 도입구로 분기되어 있고,
NH3 가스 및 HF 가스의 분기를 선택함으로써, 상기 2개 이상의 제1 가스 도입구에서 선택된 NH3 가스 도입구의 대상구와 상기 2개 이상의 제2 가스 도입구에서 선택된 HF 가스 도입구의 대상구 사이의 거리를 변화시키고,
분기된 유로에 각각 1개씩 구비된 유량 제어부에 의해 NH3 가스와 HF 가스가 각각 다른 유량으로 상기 NH3 가스 도입구의 대상구와 상기 HF 가스 도입구의 대상구에서 도입되는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.According to claim 16,
In the first process,
The NH 3 gas introduced from one passage is branched into two or more first gas inlets,
The HF gas introduced from one flow path is branched into two or more second gas inlets,
The distance between the target port of the NH 3 gas inlet selected from the two or more first gas inlets and the target port of the HF gas inlet selected from the two or more second gas inlets by selecting branches of the NH 3 gas and the HF gas change,
An etching method characterized in that the NH 3 gas and the HF gas are introduced from a target hole of the NH 3 gas inlet and a target hole of the HF gas inlet at different flow rates by flow control units provided in each of the branched passages.
상기 제1 처리에서, 제1 가스 도입구에서 NH3 가스가 도입되는 동시에 제2 가스 도입구에서 HF 가스가 도입되며,
상기 제1 가스 도입구 및 상기 제2 가스 도입구는 상기 기판의 법선에 직교하는 평면상에 배치됨으로써, 상기 제1 가스 도입구 및 상기 제2 가스 도입구에서 각각 도입되는 가스가 상기 기판에 평행하고, 서로 평행하게 흐르도록 구비되어 있고,
상기 진공조 내에 설치된 상기 기판의 법선에 평행한 축을 중심으로 상기 제1 가스 도입구 및 상기 제2 가스 도입구를 회전이동시키는 것에 의해 상기 제1 가스 도입구와 상기 제2 가스 도입구 사이의 거리를 변경하는 동시에 NH3 가스의 도입 각도와 HF 가스의 도입 각도를 변경하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.According to claim 16,
In the first process, NH 3 gas is introduced from the first gas inlet and HF gas is introduced from the second gas inlet;
The first gas inlet and the second gas inlet are disposed on a plane orthogonal to the normal line of the substrate, so that the gases introduced from the first gas inlet and the second gas inlet are parallel to the substrate and , are provided to flow parallel to each other,
The distance between the first gas inlet and the second gas inlet is determined by rotationally moving the first gas inlet and the second gas inlet around an axis parallel to the normal line of the substrate installed in the vacuum chamber. An etching method characterized by changing the introduction angle of the NH 3 gas and the introduction angle of the HF gas at the same time.
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