KR20230079304A

KR20230079304A - 플라스마 처리용 가스, 플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치

Info

Publication number: KR20230079304A
Application number: KR1020227041451A
Authority: KR
Inventors: 가즈유키 스에다; 마사히로 사사쿠라; 료토 야마모토; 마이 스미카와
Original assignee: 에스피피 테크놀로지스 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2020-10-05
Filing date: 2020-10-05
Publication date: 2023-06-07
Also published as: JPWO2022074708A1; EP4167272A4; JP6977199B1; US20230230810A1; WO2022074708A1; CN115699264A; EP4167272A1

Abstract

[과제] 지구 온난화에 대한 영향을 억제 가능함과 더불어, 스루풋이 높은 플라스마 처리를 실행 가능한 플라스마 처리 장치 등을 제공한다.
[해결 수단] 본 발명에 따른 플라스마 처리 장치(100)는, 내부에 플라스마가 생성되는 챔버(1)와, 챔버 내에 배치되며, 기판(S)을 재치(載置)하는 재치대(2)와, 챔버 내에 플라스마를 생성하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급원(3)(3a~3d)을 구비하고, 기판을 플라스마를 이용하여 에칭하는 에칭 처리(S2)와, 에칭 처리에 의해서 형성된 오목부에 플라스마를 이용하여 보호막을 형성하는 보호막 형성 처리(S3)를 번갈아 반복 실행함으로써, 기판을 딥 에칭하는 장치이다. 보호막 형성 처리(S3)에 있어서, 플라스마를 생성하기 위해서 공급하는 가스로서, 가스 공급원(3b, 3c)으로부터 챔버 내에 C₄F₈과 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 혼합 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라스마 처리용 가스, 플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치

본 발명은, 플라스마 처리용 가스, 플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 지구 온난화에 대한 영향을 억제 가능함과 더불어, 스루풋이 높은 플라스마 처리를 실행 가능한 플라스마 처리용 가스, 플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치에 관한 것이다.

종래, Si 등의 기판을 고애스펙트비로 에칭 가능한 방법으로서, 보쉬 프로세스법이라 칭해지는 딥 에칭이 이용되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

딥 에칭은, 기판을 SF₆ 등의 에칭용 가스의 플라스마를 이용하여 에칭하는 에칭 처리와, 상기 에칭 처리에 의해서 형성된 오목부에 c-C₄F₈(이하, 본 명세서 및 청구 범위에서는, 간단히 「C₄F₈」이라고 한다) 등의 보호막 형성용 가스의 플라스마를 이용하여 보호막을 형성하는 보호막 형성 처리를 번갈아 반복 실행함으로써, 기판을 고애스펙트비로 에칭하는 플라스마 처리 방법이다.

딥 에칭의 보호막 형성용 가스로서 일반적으로 이용되는 C₄F₈은, 지구 온난화 계수가 9540(IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 제5차 평가 보고서에 기재됨. CO₂를 1로 했을 때의 100년간의 온난화에 대한 영향.)으로 크기 때문에, 다량으로 사용하면, 지구의 온난화를 촉진시켜 버린다는 문제가 있다.

그래서, 딥 에칭의 보호막 형성용 가스로서, C₄F₈을 대신하여, 지구 온난화 계수가 1 미만(IPCC 제5차 평가 보고서에 기재됨. CO₂를 1로 했을 때의 100년간의 온난화에 대한 영향)으로 작은 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(HFO-1234yf라고도 한다. 화학식:CF3-CF=CH2)을 이용하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

그러나, 딥 에칭의 보호막 형성용 가스로서, 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜을 이용하면, 딥 에칭의 보호막 형성 처리에 있어서, 플라스마 처리 장치의 챔버 내에, 막 조성물로서의 CF 폴리머가 많이 퇴적되는 것을 알 수 있었다. 챔버 내가 CF 폴리머로 오염되면, 기판의 로트 내, 로트 간의 프로세스 안정성이 악화될 우려가 있다.

이 때문에, 복수의 기판에 딥 에칭을 실행할 때, 하나의 기판의 딥 에칭이 종료된 후, 다음 기판의 딥 에칭을 개시할 때까지의 사이에, O₂ 등의 클리닝용 가스의 플라스마를 이용하여 실행하는 챔버 내의 클리닝 처리에 필요로 하는 시간이 길어진 결과, 스루풋이 저하한다는 문제가 있다.

일본국 특허 제6529943호 공보 일본국 특허 제6438511호 공보

본 발명은, 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 지구 온난화에 대한 영향을 억제 가능함과 더불어, 스루풋이 높은 플라스마 처리를 실행 가능한 플라스마 처리용 가스, 플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 딥 에칭의 보호막 형성용 가스로서, C₄F₈과 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 혼합 가스를 이용하면 되는 것을 발견하여, 본 발명을 완성했다.

즉, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, C₄F₈과 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 혼합 가스인, 플라스마 처리용 가스를 제공한다.

본 발명에 따른 플라스마 처리용 가스를 딥 에칭의 보호막 형성용 가스로서 이용함으로써, 보호막 형성용 가스로서 C₄F₈을 이용하는 경우에 비해, 지구 온난화에 대한 영향을 억제 가능하다. 또, 보호막 형성용 가스로서 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜을 이용하는 경우에 비해, 클리닝 처리에 필요로 하는 시간이 단축된 결과, 스루풋이 높은 플라스마 처리를 실행 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 플라스마 처리용 가스는, 반드시 딥 에칭의 보호막 형성용 가스로서 이용하는 경우에 한정되는 것은 아니며, 기판의 통상의 성막 처리나 에칭 처리에 이용하는 것도 가능하다.

바람직하게는, 상기 혼합 가스 중의 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 유량 비율이, 5% 이상 60% 이하이다.

상기의 바람직한 구성에 있어서, 혼합 가스 중의 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 유량 비율이란, 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 유량(체적 유량)/혼합 가스의 유량(체적 유량)을 의미한다. 또한, 플라스마 처리용 가스(혼합 가스)가 흐르고 있지 않은 상태에서는, 상기의 바람직한 구성에 있어서의 유량 비율은, 체적 비율(2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 체적/혼합 가스의 체적)을 의미한다.

상기의 바람직한 구성에 의하면, 보호막 형성용 가스로서 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜을 이용하는 경우뿐만 아니라, C₄F₈을 이용하는 경우에 비해도, 동등 이상으로 스루풋이 높은 플라스마 처리를 실행 가능하다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 혼합 가스 중의 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 유량 비율은, 5% 이상 45% 이하가 된다. 이 보다 바람직한 구성에 의하면, 보호막 형성용 가스로서 C₄F₈을 이용하는 경우보다 스루풋이 높은 플라스마 처리를 실행 가능하다.

바람직하게는, 상기 혼합 가스 중의 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 유량 비율이, 20% 이상 100% 미만이다.

상기의 바람직한 구성에 의하면, 보호막 형성용 가스로서 C₄F₈을 이용하는 경우에 비해, 소정의 에칭 깊이를 얻는 데에 필요로 하는 가스 사용량을 크게 저하시키는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명에 있어서, 혼합 가스 중의 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 유량 비율을 20% 이상 60% 이하(보다 바람직하게는, 20% 이상 45% 이하)로 함으로써, 지구 온난화에 대한 영향을 억제하고, 스루풋이 높으며, 또한, 가스 사용량이 적은 플라스마 처리를 실행 가능하다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 플라스마 처리용 가스는, 기판의 성막 처리에 이용된다. 그 중에서도, 본 발명에 따른 플라스마 처리용 가스는, 기판의 딥 에칭에 있어서의 보호막 형성 처리에 이용되는 것이 바람직하다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 기판을 플라스마를 이용하여 에칭하는 에칭 처리와, 상기 에칭 처리에 의해서 형성된 오목부에 플라스마를 이용하여 보호막을 형성하는 보호막 형성 처리를 번갈아 반복 실행함으로써, 상기 기판을 딥 에칭하는 플라스마 처리 방법으로서, 상기 보호막 형성 처리에 있어서, 플라스마를 생성하기 위해서 공급하는 가스로서, 상기 플라스마 처리용 가스를 이용하는, 플라스마 처리 방법으로서도 제공된다.

또한, 반복 실행하는 각 보호막 형성 처리에 있어서, 플라스마 처리용 가스(혼합 가스) 중의 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 유량 비율은 반드시 일정할 필요는 없고, 보호막 형성 처리마다 상이한 유량 비율로 설정하는 것도 가능하다. 또, 하나의 보호막 형성 처리 중에 유량 비율을 변경하는 것도 가능하다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 내부에 플라스마가 생성되는 챔버와, 상기 챔버 내에 배치되며, 기판을 재치(載置)하는 재치대와, 상기 챔버 내에 플라스마를 생성하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급원을 구비하고, 상기 기판을 플라스마를 이용하여 에칭하는 에칭 처리와, 상기 에칭 처리에 의해서 형성된 오목부에 플라스마를 이용하여 보호막을 형성하는 보호막 형성 처리를 번갈아 반복 실행함으로써, 상기 기판을 딥 에칭하는 플라스마 처리 장치로서, 상기 보호막 형성 처리에 있어서, 플라스마를 생성하기 위해서 공급하는 가스로서, 상기 가스 공급원으로부터 상기 챔버 내에 상기 플라스마 처리용 가스를 공급하는, 플라스마 처리 장치로서도 제공된다.

본 발명에 의하면, 지구 온난화에 대한 영향을 억제 가능함과 더불어, 스루풋이 높은 플라스마 처리를 실행 가능하다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라스마 처리 장치의 개략 구성을 모식적으로 나타낸 일부 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라스마 처리 방법의 개략 순서를 나타낸 플로도이다.
도 3은, 딥 에칭에 의해 형성되는 트렌치의 형상예를 나타낸 SEM 사진이다.
도 4는, 도 2에 나타낸 클리닝 처리(S6)에 있어서의 클리닝 시간의 결정 방법을 설명한 도면이다.
도 5는, 실시예 1-1~1-6, 및, 비교예 1-1, 1-2의 주된 시험 조건 및 시험 결과를 나타낸다.
도 6은, 딥 에칭에 의해 형성되는 홀의 형상예를 나타낸 SEM 사진이다.
도 7은, 실시예 2-1~2-6, 및, 비교예 2-1, 2-2의 주된 시험 조건 및 시험 결과를 나타낸다.
도 8은, 실시예 1-1~2-6 및 비교예 1-1~2-2의 시험 결과에 의거하여, HFO-1234yf의 유량 비율과 스루풋의 관계, HFO-1234yf의 유량 비율과 가스 사용량 합계의 관계, 및, HFO-1234yf의 유량 비율과 CO₂ 환산량의 관계를 정리한 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대해서, 적절히 도면을 참조하면서 설명한다.

또한, 설명의 편의상, 각 도면에 나타내는 각 구성 요소의 치수나 축척비는 실제의 것과는 상이한 경우가 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라스마 처리 장치의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 일부 단면도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 플라스마 처리 장치(100)는, 챔버(1)와, 재치대(2)와, 가스 공급원(3)을 구비하고 있다. 또, 플라스마 처리 장치(100)는, 코일(4)과, 고주파 전원(5, 7)과, 임피던스 정합기(6, 8)와, 승강 장치(9)와, 리프트 핀(9a)과, 배기 장치(10)를 구비하고 있다.

챔버(1)의 내부에는, 상방에 플라스마가 생성되는 플라스마 생성 공간(11)이 형성되고, 하방에 플라스마 처리가 실행되는 플라스마 처리 공간(12)이 형성되어 있다.

코일(4)은, 플라스마 생성 공간(11)을 둘러싸도록 챔버(1)의 외부에 배치되어 있다.

재치대(2)는, 플라스마 처리 공간(12)에 배치되고, 이 재치대(2)에 플라스마 처리를 실시하는 기판(S)이 재치된다. 재치대(2)는, 재치대(2)를 승강시키는 승강 수단(도시 생략)에 장착되어 있어도 되고, 승강 불능하게 챔버(1)에 고정되어 있어도 된다. 재치대(2)는, Al 등의 금속으로 형성된 재치대 본체(사선의 해칭을 실시한 부분)(21)와, 재치대 본체(21) 상에 위치하고, 전극(도시 생략)이 매설된 유전체로 형성된 정전 척(도트 형상의 해칭을 실시한 부분)(22)을 구비한다. 정전 척(22)에는, 직류 전원(도시 생략)이 접속되고, 이 직류 전원으로부터 정전 척(22)의 전극에 직류 전압을 인가함으로써 발생하는 전극과 기판(S) 사이의 정전력에 의해, 플라스마 처리의 실행 중, 기판(S)은 정전 척(22)에 흡착된다.

또한, 재치대(2)에는 내부 배관(도시 생략)이 설치되고, 이 내부 배관에 갈덴(등록상표) 등의 소정의 냉매를 도입하고, 냉매의 온도를 관리(예를 들면, 5℃로 관리)하면서 냉매를 순환시키는 칠러 장치(도시 생략)가 장착되어 있다. 이에 의해, 플라스마 처리의 실행 중, 기판(S)이 냉각된다. 또, 플라스마 처리의 실행 중, 기판(S)의 이면에는, 소정의 전열 가스 공급관(도시 생략)으로부터 전열 가스(He 가스 등의 불활성 가스)가 공급되어, 기판(S)이 냉각된다.

가스 공급원(3)은, 플라스마 처리용 가스를 플라스마 생성 공간(11)에 공급한다. 본 실시형태에 따른 플라스마 처리 장치(100)는, 가스 공급원(3)으로서, 가스 공급원(3a, 3b, 3c, 3d)을 구비하고 있다.

가스 공급원(3a)은, 에칭용 가스로서, SF₆를 공급한다. 가스 공급원(3b)은, 보호막 형성용 가스로서, C₄F₈을 공급한다. 가스 공급원(3c)은, 보호막 형성용 가스로서, 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(이하, HFO-1234yf라고 한다)을 공급한다. 가스 공급원(3d)은, 클리닝용 가스로서, O₂를 공급한다.

고주파 전원(5)은, 임피던스 정합기(6)를 통해, 코일(4)에 고주파 전력을 인가한다. 고주파 전원(7)은, 임피던스 정합기(8)를 통해, 재치대(2)의 재치대 본체(21)에 고주파 전력을 인가한다.

리프트 핀(9a)은, 승강 장치(9)에 장착되어 있고, 재치대(2)를 관통하는 구멍에 대해서 승강 가능하게 설치되어 있다. 플라스마 처리를 실행하기 전의 기판(S)은, 반송 기구(도시 생략)에 의해서 챔버(1)의 외부로부터 내부로 반송되어, 재치대(2)의 상면(정전 척(22)의 상면)보다 상방으로 돌출한 리프트 핀(9a) 상에 재치된다. 이어서, 승강 장치(9)에 의해서 리프트 핀(9a)이 강하함으로써, 기판(S)은 재치대(2)(정전 척(22)) 상에 재치된다. 플라스마 처리가 종료된 후에는, 기판(S)의 제전을 실행한 후, 승강 장치(9)에 의해 리프트 핀(9a)이 상승하고, 이에 따라, 기판(S)도 상승한다. 상승한 기판(S)은, 반송 기구에 의해서 챔버(1)의 외부로 반송된다.

배기 장치(10)는, 챔버(1) 내(플라스마 생성 공간(11) 및 처리 공간(12))의 가스를 챔버(1) 밖으로 배기한다.

상기의 구성을 갖는 플라스마 처리 장치(100)를 이용하여, 본 실시형태에 따른 플라스마 처리 방법은 실행된다. 이하, 본 실시형태에 따른 플라스마 처리 방법에 대해서 설명한다.

도 2는, 본 실시형태에 따른 플라스마 처리 방법의 개략 순서를 나타내는 플로도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 플라스마 처리 방법은, 에칭 처리 공정(S2)과 보호막 형성 처리 공정(S3)을 포함하고 있다. 또, 본 실시형태에 따른 플라스마 처리 방법은, 기판 재치 공정(S1)과, 기판 회수 공정(S5)과, 클리닝 처리 공정(S6)을 포함하고 있다.

기판 재치 공정(S1)에서는, 플라스마 처리를 실행하기 전의 기판(S)을 챔버(1)의 외부로부터 내부로 반송하여 재치대(2)에 재치한다. 이 기판(S) 상에는, 원하는 형상이나 치수에 대응하는 패턴이 형성된 마스크(도시 생략)가 배치되어 있다. 마스크는, 예를 들면, 포토레지스트로 형성된다.

에칭 처리 공정(S2)에서는, 기판(S)에 대해서 에칭 처리를 실행한다. 구체적으로는, 배기 장치(10)에 의해서 챔버(1) 내를 감압 상태로 한 후, 가스 공급원(3a)으로부터 플라스마 생성 공간(11)에 대해서, 에칭용 가스로서 SF₆를 공급함과 더불어, 고주파 전원(5, 7)으로부터 코일(4) 및 재치대(2)에 고주파 전력을 인가한다. 코일(4)에 고주파 전력이 인가됨으로써, SF₆가 플라스마화된다. 한편, 재치대(2)에 고주파 전력이 인가됨으로써 재치대(2)와 플라스마 사이에 전위차가 발생하고, 플라스마 중의 이온이 이 전위차에 의해서 재치대(2)를 향하여 이동한다. 플라스마 중의 이온이, 마스크를 통해 기판(S)에 충돌함으로써, 기판(S)이 에칭된다. 또한, 후술하는 보호막 형성 처리 공정(S3)을 실행한 후의 에칭 처리 공정(S2)(2회째 이후의 에칭 처리 공정(S2))에서는, 오목부의 저면에 퇴적된 보호막이 제거된 후, 기판(S)이 에칭되게 된다.

이어서, 보호막 형성 처리 공정(S3)에서는, 기판(S)에 대해서 보호막 형성 처리를 실행한다. 구체적으로는, 가스 공급원(3b, 3c)으로부터 플라스마 생성 공간(11)에 대해서, 보호막 형성 처리용 가스로서, 각각 C₄F₈ 및 HFO-1234yf를 동시에 공급함과 더불어, 고주파 전원(5)으로부터 코일(4)에 고주파 전력을 인가한다. 즉, 보호막 형성 처리용 가스로서, C₄F₈과 HFO-1234yf의 혼합 가스를 공급한다. 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율(HFO-1234yf의 유량/혼합 가스의 유량)은, 가스 공급원(3b)으로부터 공급하는 C₄F₈의 유량과, 가스 공급원(3c)으로부터 공급하는 HFO-1234yf의 유량을 조정함으로써, 설정 가능하다. 예를 들면, 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 50%로 하려면, 가스 공급원(3b)으로부터 공급하는 C₄F₈의 유량과, 가스 공급원(3c)으로부터 공급하는 HFO-1234yf의 유량을 동일하게 조정하면 된다.

코일(4)에 고주파 전력이 인가됨으로써, 보호막 형성 처리용의 혼합 가스가 플라스마화된다. 생성된 플라스마가 재치대(2)를 향하여 이동하고, 에칭 처리에 의해서 형성된 기판(S)의 오목부에 퇴적됨으로써, 기판(S)의 오목부에 보호막이 형성된다.

또한, 본 실시형태에서는, 에칭 처리 공정(S2)을 먼저 실행한 후에, 보호막 형성 처리 공정(S3)을 실행하고 있는데, 이에 한정되는 것은 아니고, 보호막 형성 처리 공정(S3)을 먼저 실행한 후에, 에칭 처리 공정(S2)을 실행하는 것도 가능하다.

본 실시형태에 따른 플라스마 처리 방법은, 이상에 설명한 에칭 처리 공정(S2)과, 보호막 형성 처리 공정(S3)을, 오목부가 미리 설정한 깊이에 도달할 때까지(도 2의 S4에 있어서 「Yes」가 될 때까지), 번갈아 반복한다. 즉, 도 2의 S4에 있어서 「No」의 경우, 다시 에칭 처리 공정(S2) 및 보호막 형성 처리 공정(S3)을 실행한다. 또한, 오목부가 미리 설정한 깊이에 도달했는지 아닌지에 대해서는, 예를 들면, 1회의 에칭 처리 공정(S2)에서의 에칭 깊이(형성되는 오목부의 깊이의 진전량)를 미리 실험적으로 조사하여, 미리 설정한 깊이에 도달하는 데에 필요한 에칭 처리 공정(S2)의 횟수를 미리 구해 두면, 그 횟수에 도달했는지 아닌지로 판단 가능하다. 1회의 에칭 처리 공정(S2)에서의 에칭 깊이는, 예를 들면, 복수 회의 에칭 처리 공정(S2)에서의 에칭 깊이를 조사하고, 이것을 에칭 처리 공정(S2)의 횟수로 제산함으로써 구할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 따른 플라스마 처리 방법은, 에칭 처리 공정(S2)과 보호막 형성 처리 공정(S3)을 번갈아 반복하는 보쉬 프로세스법을 적용하고 있기 때문에, 기판(S)을 딥 에칭하는 것이 가능하다.

또한, 도 2에서는, 에칭 처리 공정(S2)과 보호막 형성 처리 공정(S3)을 번갈아 반복하며, 마지막에 보호막 형성 처리 공정(S3)을 실행하고 딥 에칭을 종료하는 플로로 되어 있다. 그러나, 본 발명은, 이에 한정되는 것은 아니고, 마지막에 에칭 처리 공정(S2)을 실행하고 딥 에칭을 종료하는 플로를 채용하는 것도 가능하다.

본 실시형태에 따른 플라스마 처리 방법은, 기판(S)의 딥 에칭이 종료된 후(도 2의 S4에서 「Yes」의 경우), 기판 회수 공정(S5)에 있어서, 기판(S)을 제전한 후에 챔버(1)의 내부로부터 외부로 반송하여 회수한다. 그 후, 챔버(1) 내를 클리닝 처리하는 클리닝 처리 공정(S6)을 실행한다. 하나의 기판(S)의 복수 개소에 상이한 타이밍에 딥 에칭을 실행하는 경우에는, 모든 개소의 딥 에칭이 종료된 후에 클리닝 처리 공정(S6)을 실행한다.

또한, 본 실시형태에서는, 하나의 기판(S)을 딥 에칭하여 회수가 끝날 때마다 클리닝 처리 공정(S6)을 실행하고 있어, 프로세스 안정성의 면에서는 바람직하다. 단, 이에 한정하는 것은 아니고, 복수의 기판(S)을 딥 에칭하여 회수가 끝날 때마다 (예를 들면, 기판(S)의 로트간에 있어서) 클리닝 처리 공정(S6)을 실행하는 것도 가능하다.

클리닝 처리 공정(S6)에서는, 배기 장치(10)에 의해서 챔버(1) 내를 감압 상태로 한 후, 가스 공급원(3d)으로부터 플라스마 생성 공간(11)에 대해서, 클리닝용 가스로서 O₂를 공급함과 더불어, 고주파 전원(5)으로부터 코일(4)에 고주파 전력을 인가한다. 코일(4)에 고주파 전력이 인가됨으로써, O₂가 플라스마화된다. 생성된 플라스마 중에 포함되는 O 라디칼이 챔버(1) 내에 부착된 막 조성물로서의 CF 폴리머와 반응함으로써, CF 폴리머가 제거되어, 배기 장치(10)에 의해서 챔버(1)의 외부로 배출된다.

본 실시형태에 따른 플라스마 처리 방법에서는, 상기의 클리닝 처리 공정(S6)을 실행한 후, 다른 기판(S)에 대해서도 딥 에칭을 실행하는 경우(도 2의 S7에 있어서 「Yes」의 경우), 당해 다른 기판(S)에 대해서 다시 기판 재치 공정(S1)~기판 회수 공정(S6)을 실행한다.

이상에 설명한 본 실시형태에 따른 플라스마 처리 방법에 의하면, 보호막 형성 처리 공정(S3)에 있어서, 보호막 형성용 가스로서, C₄F₈과 HFO-1234yf의 혼합 가스를 이용한다. 이 때문에, 보호막 형성용 가스로서 C₄F₈을 이용하는 경우에 비해, 지구 온난화에 대한 영향을 억제 가능하다. 또, 보호막 형성용 가스로서 HFO-1234yf를 이용하는 경우에 비해, 클리닝 처리에 필요로 하는 시간이 단축된 결과, 스루풋이 높은 플라스마 처리를 실행 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는, 가스 공급원(3b)으로부터 플라스마 생성 공간(11)에 C₄F₈을 공급하고, 가스 공급원(3c)으로부터 플라스마 생성 공간(11)에 HFO-1234yf를 공급하고 있다. 환언하면, 본 실시형태에서는, 상이한 가스 공급원으로부터 각각 C₄F₈ 및 HFO-1234yf를 공급하여 플라스마 생성 공간(11) 내에서 혼합하는 양태에 대해서 설명했다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니고, 단일의 가스 공급원 내에 있어서 C₄F₈ 및 HFO-1234yf가 소정의 유량 비율(체적 비율)로 미리 혼합된 혼합 가스를 플라스마 생성 공간(11)에 공급하는 양태를 채용하는 것도 가능하다.

또, 본 실시형태에서는, 보호막 형성 처리 공정(S3)에 있어서, 보호막 형성 처리용 가스로서 C₄F₈ 및 HFO-1234yf를 동시에 공급하고 있다. 그러나, C₄F₈ 및 HFO-1234yf가 챔버(1) 내에서 충분히 혼합되는 한, C₄F₈ 및 HFO-1234yf를 공급하는 타이밍이 엄밀하게 동시일 필요는 없고, 약간의 시간차(예를 들면, 밀리세컨드 오더의 시간차)를 가지고 공급하는 양태를 채용하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는, HFO-1234yf에 혼합시키는 가스로서 C₄F₈을 들었는데, 예를 들면, C₄F₆나 C₅F₈ 등의 FC계 가스나, CHF₃나 CH₂F₂ 등의 HFC계 가스를 HFO-1234yf에 혼합시키는 경우에도, 동일한 효과가 얻어지는 것을 기대할 수 있다.

이하, 본 실시형태에 따른 플라스마 처리 방법 및 비교예에 따른 플라스마 처리 방법에 대해서 시험을 행한 결과의 일례에 대해서 설명한다.

＜실시예 1-1＞

도 1에 나타내는 플라스마 처리 장치(100)를 이용하여, 딥 에칭에 의해, 기판(S)(Si 기판)에 폭이 30μm이고 깊이가 250μm인 트렌치를 형성하는 시험을 행했다.

에칭 처리 공정(S2)에서는, 에칭 단계 시간(1회의 에칭 처리에 필요로 하는 시간)을 14.0sec, 공급하는 SF₆의 유량을 600sccm, 챔버(1) 내의 압력을 25Pa, 코일(4)에 인가하는 고주파 전력을 4500W, 재치대(2)의 재치대 본체(21)에 인가하는 고주파 전력을 40W의 조건으로 했다.

보호막 형성 처리 공정(S3)에서는, 보호막 형성 단계 시간(1회의 보호막 형성 처리에 필요로 하는 시간)을 2.2sec, 공급하는 혼합 가스의 유량을 450sccm, 챔버(1) 내의 압력을 20Pa, 코일(4)에 인가하는 고주파 전력을 3000W의 조건으로 했다. 또, 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 5%의 조건으로 했다.

이상의 조건으로, 깊이가 250μm인 트렌치가 형성될 때까지, 에칭 처리 공정(S2)과 보호막 형성 처리 공정(S3)을 번갈아 반복 실행했다.

도 3은, 딥 에칭에 의해 형성되는 트렌치의 형상예를 나타내는 단면 SEM 사진이다. 도 3 (a)는 건전한 트렌치의 형상예를, 도 3 (b)는 측벽 파열이 발생한 트렌치의 형상예를, 도 3 (c)는 잔사가 발생한 트렌치의 형상예를 나타낸다. 또한, 도 3 (a)의 왼쪽으로부터 두번째에 나타내는 트렌치가, 실시예 1-1에 의해서 형성한 트렌치에 상당한다.

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 설정하는 보호막 형성 단계 시간이 너무 짧으면, 트렌치의 측벽(특히, 상부 측벽)에 퇴적되는 보호막의 두께가 얇아진 결과, 에칭 처리 공정(S2)에 있어서 보호막의 두께가 불충분하여 트렌치의 측벽이 에칭되어, 도 3 (b)에 나타내는 측벽 파열이 발생해 버린다. 한편, 보호막 형성 처리 공정(S3)에서 설정하는 보호막 형성 단계 시간이 너무 길면, 트렌치의 저면에 퇴적되는 보호막의 두께가 두꺼워진 결과, 에칭 처리 공정(S2)에 있어서 트렌치의 저면에 퇴적된 보호막이 충분히 제거되지 않아, 도 3 (c)에 나타내는 잔사가 발생해 버린다. 따라서, 보호막 형성 처리 공정(S3)에서 설정하는 보호막 형성 단계 시간은, 측벽 파열이 발생하지 않는 최단 시간으로 설정했다.

클리닝 처리 공정(S6)에서는, 공급하는 O₂의 유량을 300sccm, 챔버(1) 내의 압력을 1Pa, 코일(4)에 인가하는 고주파 전력을 2500W의 조건으로 하고, 클리닝 시간이 138.0sec인 클리닝을 실행했다.

도 4는, 클리닝 시간의 결정 방법을 설명하는 도면이다.

구체적으로는, 플라스마 처리 장치(100)에, 공지의 발광 분광 분석 장치(Optical Emission Spectrometer)를 장착하여, 막 조성물로서의 CF 폴리머와 O₂의 반응 생성물인 CO의 발광 강도(파장 483nm)를 측정했다. 도 4는, 클리닝 처리 공정(S6)의 실행 개시로부터의 CO의 발광 강도의 변화를 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, CO의 발광 강도의 변화율의 절대치가 1% 이하가 된 점을 종점 X로 한다. 발광 강도의 변화율은, (금회의 측정 시점에서의 발광 강도-전회의 측정 시점에서의 발광 강도)/전회의 측정 시점에서의 발광 강도×100[%]를 의미한다. 클리닝 처리 공정(S6)의 실행 개시로부터 종점 X까지의 경과 시간을 T0라고 하면, 클리닝 시간 T=T0＋0.5·T0=1.5T0로 했다. 즉, 50%의 오버 클리닝을 실행했다.

이상에 설명한 에칭 처리 공정(S2) 및 보호막 형성 처리 공정(S3)을 1장의 기판(S)에 대해서 반복 실행하고, 그 후에 챔버(1)에 대한 클리닝 처리 공정(S6)을 실행하고, 스루풋을 평가한 결과, 4.62wph였다. 「wph」는, wafers per hour의 약어이며, 1시간당 기판(S)의 처리 장 수를 의미한다.

또한, 스루풋의 평가에는, 기판 재치 공정(S1) 및 기판 회수 공정(S5)을 실행하는 데에 필요로 한 시간을 가미했다.

실시예 1-1에서는, 1장의 기판(S)을 이용하여 스루풋을 평가했는데, 복수 장의 기판(S)에 대해서, 각각 기판 재치 공정(S1)~클리닝 처리 공정(S6)의 일련의 공정을 실행하는 데에 필요로 한 시간을 평가하고, 그 평균치로부터 스루풋을 평가하는 것도 가능하다. 후술하는 다른 실시예 1-2~1-6 및 비교예 1-1, 1-2에 대해서도 동일하다.

＜실시예 1-2＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 20%로 한 것 이외에는, 실시예 1-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 트렌치를 형성한 결과, 스루풋은 4.72wph였다.

＜실시예 1-3＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 45%로 한 것 이외에는, 실시예 1-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 트렌치를 형성한 결과, 스루풋은 4.64wph였다.

＜실시예 1-4＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 50%로 한 것 이외에는, 실시예 1-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 트렌치를 형성한 결과, 스루풋은 4.60wph였다.

＜실시예 1-5＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 80%로 한 것 이외에는, 실시예 1-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 트렌치를 형성한 결과, 스루풋은 4.21wph였다.

＜실시예 1-6＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 95%로 한 것 이외에는, 실시예 1-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 트렌치를 형성한 결과, 스루풋은 3.96wph였다.

＜비교예 1-1＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 보호막 형성용 가스를 C₄F₈만으로 한 것(즉, HFO-1234yf의 유량 비율이 0%) 이외에는, 실시예 1-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 트렌치를 형성한 결과, 스루풋은 4.62wph였다.

＜비교예 1-2＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 보호막 형성용 가스를 HFO-1234yf만으로 한 것(즉, HFO-1234yf의 유량 비율이 100%) 이외에는, 실시예 1-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 트렌치를 형성한 결과, 스루풋은 3.95wph였다.

도 5는, 이상에 설명한 실시예 1-1~1-6, 및, 비교예 1-1, 1-2의 주된 시험 조건 및 시험 결과를 나타낸다.

또한, 도 5에 나타내는 「딥 에칭 시간」은, 깊이가 250μm인 트렌치를 형성하는 데에 필요로 한 시간을 의미한다. 또, 「C₄F₈ 사용량」은, 깊이가 250μm인 트렌치를 형성하는 데에 이용한 C₄F₈의 토탈 사용량을 의미한다. 또, 「HFO-1234yf 사용량」은, 깊이가 250μm인 트렌치를 형성하는 데에 이용한 HFO-1234yf의 토탈 사용량을 의미한다. 또한, 「CO₂ 환산량」은, 각 가스의 사용량×각 가스의 지구 온난화 계수의 합계를 의미한다. 「CO₂ 환산량」을 산출할 때, C₄F₈의 지구 온난화 계수는 9540으로 하고, HFO-1234yf의 지구 온난화 계수는 1로 했다.

＜실시예 2-1＞

도 1에 나타내는 플라스마 처리 장치(100)를 이용하여, 딥 에칭에 의해, 기판(S)(Si 기판)에 직경이 600μm이고 깊이가 250μm인 홀을 형성하는 시험을 행했다.

에칭 처리 공정(S2)에서는, 에칭 단계 시간(1회의 에칭 처리에 필요로 하는 시간)을 8.0sec, 공급하는 SF₆의 유량을 400sccm, 챔버(1) 내의 압력을 20Pa, 코일(4)에 인가하는 고주파 전력을 4000W, 재치대(2)의 재치대 본체(21)에 인가하는 고주파 전력을 60W의 조건으로 했다.

보호막 형성 처리 공정(S3)에서는, 보호막 형성 단계 시간(1회의 보호막 형성 처리에 필요로 하는 시간)을 2.4sec, 공급하는 혼합 가스의 유량을 250sccm, 챔버(1) 내의 압력을 15Pa, 코일(4)에 인가하는 고주파 전력을 3500W의 조건으로 했다. 또, 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 5%의 조건으로 했다.

이상의 조건으로, 깊이가 250μm인 홀이 형성될 때까지, 에칭 처리 공정(S2)과 보호막 형성 처리 공정(S3)을 번갈아 반복 실행했다.

도 6은, 딥 에칭에 의해 형성되는 홀의 형상예를 나타내는 단면 SEM 사진이다. 도 6 (a)는 건전한 홀의 형상예를, 도 6 (b)는 측벽 파열이 발생한 홀의 형상예를 나타낸다. 또한, 도 6 (a)에 나타내는 홀이, 실시예 2-1에 의해서 형성한 홀에 상당한다.

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 설정하는 보호막 형성 단계 시간이 너무 짧으면, 홀의 측벽(특히, 상부 측벽)에 퇴적되는 보호막의 두께가 얇아진 결과, 에칭 처리 공정(S2)에 있어서 보호막의 두께가 불충분하여 홀의 측벽이 에칭되어, 도 6 (b)에 나타내는 측벽 파열이 발생해 버린다. 한편, 보호막 형성 처리 공정(S3)에서 설정하는 보호막 형성 단계 시간이 너무 길면, 홀의 저면에 퇴적되는 보호막의 두께가 두꺼워진 결과, 에칭 처리 공정(S2)에 있어서 홀의 저면에 퇴적된 보호막이 충분히 제거되지 않아, 잔사가 발생해 버린다(도시 생략). 따라서, 보호막 형성 처리 공정(S3)에서 설정하는 보호막 형성 단계 시간은, 트렌치의 경우와 동일하게, 측벽 파열이 발생하지 않는 최단 시간으로 설정했다.

클리닝 처리 공정(S6)에서는, 공급하는 O₂의 유량을 300sccm, 챔버(1) 내의 압력을 1Pa, 코일(4)에 인가하는 고주파 전력을 2500W의 조건으로 하여, 클리닝 시간이 159.8sec인 클리닝을 실행했다. 클리닝 시간은, 트렌치의 경우와 동일하게, 클리닝 처리 공정(S6)의 실행 개시로부터 종점 X까지의 경과 시간을 T0로 하면, 클리닝 시간 T=T0＋0.5·T0=1.5T0로 했다. 즉, 50%의 오버 클리닝을 실행했다.

이상에 설명한 에칭 처리 공정(S2) 및 보호막 형성 처리 공정(S3)을 1장의 기판(S)에 대해서 반복 실행하고, 그 후에 챔버(1)에 대한 클리닝 처리 공정(S6)을 실행하고, 스루풋을 평가한 결과, 4.34wph였다.

또한, 스루풋의 평가에는, 트렌치의 경우와 동일하게, 기판 재치 공정(S1) 및 기판 회수 공정(S5)을 실행하는 데에 필요로 한 시간을 가미했다.

실시예 2-1에서는, 1장의 기판(S)을 이용하여 스루풋을 평가했는데, 복수 장의 기판(S)에 대해서, 각각 기판 재치 공정(S1)~클리닝 처리 공정(S6)의 일련의 공정을 실행하는 데에 필요로 한 시간을 평가하고, 그 평균치로부터 스루풋을 평가하는 것도 가능하다. 후술하는 다른 실시예 2-2~2-6 및 비교예 2-1, 2-2에 대해서도 동일하다.

＜실시예 2-2＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 20%로 한 것 이외에는, 실시예 2-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 홀을 형성한 결과, 스루풋은 4.51wph였다.

＜실시예 2-3＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 50%로 한 것 이외에는, 실시예 2-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 홀을 형성한 결과, 스루풋은 4.46wph였다.

＜실시예 2-4＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 60%로 한 것 이외에는, 실시예 2-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 홀을 형성한 결과, 스루풋은 4.34wph였다.

＜실시예 2-5＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 80%로 한 것 이외에는, 실시예 2-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 홀을 형성한 결과, 스루풋은 4.17wph였다.

＜실시예 2-6＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율을 95%로 한 것 이외에는, 실시예 2-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 홀을 형성한 결과, 스루풋은 3.85wph였다.

＜비교예 2-1＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 보호막 형성용 가스를 C₄F₈으로만 한 것(즉, HFO-1234yf의 유량 비율이 0%) 이외에는, 실시예 2-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 홀을 형성한 결과, 스루풋은 4.32wph였다.

＜비교예 2-2＞

보호막 형성 처리 공정(S3)에서 이용하는 보호막 형성용 가스를 HFO-1234yf로만 한 것(즉, HFO-1234yf의 유량 비율이 100%) 이외에는, 실시예 2-1과 동일한 조건(값은 상이해도, 보호막 형성 단계 시간의 설정 방법이나 클리닝 시간의 결정 방법은 동일하다)으로 딥 에칭을 실행하여 홀을 형성한 결과, 스루풋은 3.86wph였다.

도 7은, 이상에 설명한 실시예 2-1~2-6, 및, 비교예 2-1, 2-2의 주된 시험 조건 및 시험 결과를 나타낸다.

또한, 도 7에 나타내는 「딥 에칭 시간」은, 깊이가 250μm인 홀을 형성하는 데에 필요로 한 시간을 의미한다. 또, 「C₄F₈ 사용량」은, 깊이가 250μm인 홀을 형성하는 데에 이용한 C₄F₈의 토탈 사용량을 의미한다. 또, 「HFO-1234yf 사용량」은, 깊이가 250μm인 홀을 형성하는 데에 이용한 HFO-1234yf의 토탈 사용량을 의미한다. 또한, 「CO₂ 환산량」은, 각 가스의 사용량×각 가스의 지구 온난화 계수의 합계를 의미한다. 「CO₂ 환산량」을 산출할 때, C₄F₈의 지구 온난화 계수는 9540으로 하고, HFO-1234yf의 지구 온난화 계수는 1로 했다.

도 8은, 이상에 설명한 실시예 1-1~2-6 및 비교예 1-1~2-2의 시험 결과에 의거하여, HFO-1234yf의 유량 비율과 스루풋의 관계, HFO-1234yf의 유량 비율과 가스 사용량 합계의 관계, 및, HFO-1234yf의 유량 비율과 CO₂ 환산량의 관계를 정리한 도면이다. 도 8 (a)는, HFO-1234yf의 유량 비율과 스루풋의 관계를 정리한 도면이다. 도 8 (b)는, HFO-1234yf의 유량 비율과 가스 사용량 합계의 관계를 정리한 도면이다. 도 8 (c)는, HFO-1234yf의 유량 비율과 CO₂ 환산량의 관계를 정리한 도면이다. 도 8에 있어서의 「□」 및 「■」는, 트렌치에 관한 데이터(「□」는 실시예, 「■」는 비교예)를 나타낸다. 도 8에 있어서의 「○」 및 「●」는, 홀에 관한 데이터(「○」는 실시예, 「●」는 비교예)를 나타낸다.

도 8 (a)에 나타내는 바와 같이, HFO-1234yf의 유량 비율이 5% 이상 60% 이하이면(도 8 (a)에 나타내는 A의 범위이면), 보호막 형성용 가스로서 HFO-1234yf를 이용하는 경우(HFO-1234yf의 유량 비율=100%)뿐만 아니라, C₄F₈을 이용하는 경우(HFO-1234yf의 유량 비율=0%)에 비해서도, 동등 이상으로 스루풋이 높은 플라스마 처리를 실행 가능하다는 것을 알 수 있다. 보다 바람직하게는, HFO-1234yf의 유량 비율이 5% 이상 45% 이하이면, 보호막 형성용 가스로서 C₄F₈을 이용하는 경우(HFO-1234yf의 유량 비율=0%)보다 스루풋이 높은 플라스마 처리를 실행 가능하다는 것을 알 수 있다.

도 8 (b)에 나타내는 「가스 사용량 합계」는, 깊이가 250μm인 트렌치 또는 홀을 형성하는 데에 이용한 C₄F₈ 및 HFO-1234yf의 사용량의 합계를 의미한다.

도 8 (b)에 나타내는 바와 같이, HFO-1234yf의 유량 비율이 20% 이상 100% 미만이면(도 8 (b)에 나타내는 B의 범위이면), 보호막 형성용 가스로서 C₄F₈을 이용하는 경우(HFO-1234yf의 유량 비율=0%)에 비해, 소정의 에칭 깊이를 얻는 데에 필요로 하는 가스 사용량을 크게 저하시키는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.

도 8 (c)에 나타내는 바와 같이, HFO-1234yf의 유량 비율을 크게 하면 할수록, CO₂ 환산량은 작아져, 지구 온난화에 대한 영향을 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.

이상의 결과로부터, 보다 바람직하게는, HFO-1234yf의 유량 비율을 20% 이상 60% 이하(가장 바람직하게는, 20% 이상 45% 이하)로 함으로써, 지구 온난화에 대한 영향을 억제하고, 스루풋이 높으며, 또한, 가스 사용량이 적은 플라스마 처리를 실행 가능하다는 것을 알 수 있다.

또한, 실시예 1-1~1-6 및 실시예 2-1~2-6에서는, 반복 실행하는 각 보호막 형성 처리(S3)에 있어서, 보호막 형성 단계 시간, 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율 및 혼합 가스의 유량을 각각 일정한 값으로 설정하는 조건으로 했다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며, 보호막 형성 처리 공정(S3)마다, 보호막 형성 단계 시간, 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율 및 혼합 가스의 유량 중 적어도 어느 하나를 상이한 값으로 설정하는 것도 가능하다. 또, 하나의 보호막 형성 처리(S3) 중에(즉, 몇 초의 보호막 형성 단계 시간 중에), 혼합 가스 중의 HFO-1234yf의 유량 비율 및/또는 혼합 가스의 유량을 변경하는 것도 가능하다. 이에 의해, 프로세스 최적화에 있어서의 유연성을 향상시킬 수 있다.

1 … 챔버
2 … 재치대(載置台)
3, 3a, 3b, 3c, 3d … 가스 공급원
4 … 코일
5, 7 … 고주파 전원
6, 8 … 임피던스 정합기
9 … 승강 장치
9a … 리프트 핀
10 … 배기 장치
S … 기판

Claims

C₄F₈과 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 혼합 가스인, 플라스마 처리용 가스.
청구항 1에 있어서,
상기 혼합 가스 중의 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 유량 비율이, 5% 이상 60% 이하인, 플라스마 처리용 가스.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 혼합 가스 중의 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜의 유량 비율이, 20% 이상 100% 미만인, 플라스마 처리용 가스.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
기판의 성막 처리에 이용되는, 플라스마 처리용 가스.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
기판의 딥 에칭에 있어서의 보호막 형성 처리에 이용되는, 플라스마 처리용 가스.
기판을 플라스마를 이용하여 에칭하는 에칭 처리와, 상기 에칭 처리에 의해서 형성된 오목부에 플라스마를 이용하여 보호막을 형성하는 보호막 형성 처리를 번갈아 반복 실행함으로써, 상기 기판을 딥 에칭하는 플라스마 처리 방법으로서,
상기 보호막 형성 처리에 있어서, 플라스마를 생성하기 위해서 공급하는 가스로서, 청구항 5에 기재된 플라스마 처리용 가스를 이용하는,
플라스마 처리 방법.
내부에 플라스마가 생성되는 챔버와,
상기 챔버 내에 배치되며, 기판을 재치(載置)하는 재치대와,
상기 챔버 내에 플라스마를 생성하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급원을 구비하고,
상기 기판을 플라스마를 이용하여 에칭하는 에칭 처리와, 상기 에칭 처리에 의해서 형성된 오목부에 플라스마를 이용하여 보호막을 형성하는 보호막 형성 처리를 번갈아 반복 실행함으로써, 상기 기판을 딥 에칭하는 플라스마 처리 장치로서,
상기 보호막 형성 처리에 있어서, 플라스마를 생성하기 위해서 공급하는 가스로서, 상기 가스 공급원으로부터 상기 챔버 내에 청구항 5에 기재된 플라스마 처리용 가스를 공급하는,
플라스마 처리 장치.