KR20230164573A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20230164573A
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도모히코 니이제키
마주 도무라
요시히데 기하라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 에칭의 중반 이후에도 불균일한 CD(Critical Dimension) 확대 영역의 발생을 억제할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다.
[해결수단] 기판 처리 방법은, 기판 처리 장치에서의 기판 처리 방법으로서, 기판 처리 장치는, 챔버와, 챔버 내에서 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지부와, 기판의 중심에 대향하는 상부 전극과, 상부 전극의 중심에 대하여 방사형으로 배치된 복수의 전자석을 구비하고, 에칭 중에서의 복수의 전자석의 극성 변경 패턴을 선택하는 공정과, 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하고, 극성 변경 패턴에 기초하여, 기판을 에칭하는 공정을 갖는다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 기판 상에 형성된 막에 대한 고어스펙트비의 에칭에서, 수직의 측벽 형상을 얻기 위해, 이온(하전 입자)과 중성 에천트(Cold Radical)를 제어하는 것이 알려져 있다. 또한, 처리 공간의 플라즈마 밀도의 분포를 용이하게 변경하기 위해, 상부 전극의 외측에 전자석을 배치하여 전자석의 자극을 제어하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1).
특허문헌 1 : 일본특허공개 제2013-149722호 공보
본 개시는, 에칭의 중반 이후에도 불균일한 CD(Critical Dimension) 확대 영역의 발생을 억제할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 기판 처리 방법은, 기판 처리 장치에서의 기판 처리 방법으로서, 기판 처리 장치는, 챔버와, 챔버 내에서 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지부와, 기판의 중심에 대향하는 상부 전극과, 상부 전극의 중심에 대하여 방사형으로 배치된 복수의 전자석을 구비하고, 에칭 중에서의 복수의 전자석의 극성 변경 패턴을 선택하는 공정과, 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하고, 극성 변경 패턴에 기초하여, 기판을 에칭하는 공정을 갖는다.
본 개시에 의하면, 에칭의 중반 이후에도 불균일한 CD 확대 영역의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시형태에서의 플라즈마 처리 시스템의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는, 측벽 형상의 수직화의 요소의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은, 플라즈마 처리 공간에 발생하는 자계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는, 샤워 헤드의 하면측으로부터 본 극성 변경을 행하는 전자석의 조(組)의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는, 전자석의 극성 변경 패턴의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은, 이온의 입사 각도의 세차 운동에 의한 구멍의 확대 방향의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은, 본 실시형태에서의 에칭 처리의 일례를 도시하는 플로우차트이다.
이하에, 개시하는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치의 실시형태에 대해, 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 또, 이하의 실시형태에 의해 개시 기술이 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 수직의 측벽 형상을 얻기 위해, 이온과 중성 에천트를 제어하는 경우, 이온은, 입사각의 분포(Ion Angular Distribution)가 좁아지도록 제어하는 것에 의해 바텀(Btm) 형상의 직사각형화에 기여해 왔다. 또한, 중성 에천트는, 측벽 보호 가스와의 조합에 의해 바텀 CD의 확대에 기여해 왔다. 그러나, 한층 더 고어스펙트비를 요구한 경우, 마스크에 의해 되튀겨진 이온이 대각 방향의 측벽에 집중 입사함으로써, 불균일한 CD 확대 영역, 즉 보잉(Bowing(1st, 2nd, …))이 생기는 경우가 있다. 불균일한 CD 확대 영역은, 하드마스크가 에칭되어 패싯(Facet) 형상을 나타내기 시작하는 에칭의 중반 이후에 현재화하기 시작한다. 따라서, 에칭의 중반 이후에도 불균일한 CD 확대 영역의 발생을 억제하는 것이 기대되고 있다.
[플라즈마 처리 시스템의 구성]
이하에, 플라즈마 처리 시스템의 구성예에 대해 설명한다. 도 1은, 본 개시의 일 실시형태에서의 플라즈마 처리 시스템의 일례를 도시하는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 플라즈마 처리 시스템은, 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치(1) 및 제어부(2)를 포함한다. 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 가스 공급부(20), 전원(30) 및 배기 시스템(40)을 포함한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 기판 지지부(11) 및 가스 도입부를 포함한다. 가스 도입부는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 도입하도록 구성된다. 가스 도입부는 샤워 헤드(13)를 포함한다. 기판 지지부(11)는 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 배치된다. 샤워 헤드(13)는 기판 지지부(11)의 상측에 배치된다. 일 실시형태에서, 샤워 헤드(13)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 천정부(ceiling)의 적어도 일부를 구성한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 샤워 헤드(13), 플라즈마 처리 챔버(10)의 측벽(10a) 및 기판 지지부(11)에 의해 규정된 플라즈마 처리 공간(10s)을 갖는다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s)에 공급하기 위한 적어도 하나의 가스 공급구와, 플라즈마 처리 공간(10s)으로부터 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 가스 배출구를 갖는다. 플라즈마 처리 챔버(10)는 접지된다. 샤워 헤드(13) 및 기판 지지부(11)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 케이스와는 전기적으로 절연된다.
기판 지지부(11)는, 본체부(111) 및 링 어셈블리(112)를 포함한다. 본체부(111)는, 기판(W)을 지지하기 위한 중앙 영역(111a)과, 링 어셈블리(112)를 지지하기 위한 고리형 영역(111b)을 갖는다. 웨이퍼는 기판(W)의 일례이다. 본체부(111)의 고리형 영역(111b)은, 평면시에서 본체부(111)의 중앙 영역(111a)을 둘러싸고 있다. 기판(W)은, 본체부(111)의 중앙 영역(111a) 상에 배치되고, 링 어셈블리(112)는, 본체부(111)의 중앙 영역(111a) 상의 기판(W)을 둘러싸도록 본체부(111)의 고리형 영역(111b) 상에 배치된다. 따라서, 중앙 영역(111a)은, 기판(W)을 지지하기 위한 기판 지지면이라고도 불리고, 고리형 영역(111b)은, 링 어셈블리(112)를 지지하기 위한 링 지지면이라고도 불린다.
일 실시형태에서, 본체부(111)는, 베이스(1110) 및 정전척(1111)을 포함한다. 베이스(1110)는 도전성 부재를 포함한다. 베이스(1110)의 도전성 부재는 하부 전극으로서 기능할 수 있다. 정전척(1111)은, 베이스(1110)의 위에 배치된다. 정전척(1111)은, 세라믹 부재(1111a)와 세라믹 부재(1111a) 내에 배치되는 정전 전극(1111b)을 포함한다. 세라믹 부재(1111a)는 중앙 영역(111a)을 갖는다. 일 실시형태에서, 세라믹 부재(1111a)는 고리형 영역(111b)도 갖는다. 또, 고리형 정전척이나 고리형 절연 부재와 같은, 정전척(1111)을 둘러싸는 다른 부재가 고리형 영역(111b)을 가져도 좋다. 이 경우, 링 어셈블리(112)는, 고리형 정전척 또는 고리형 절연 부재의 위에 배치되어도 좋고, 정전척(1111)과 고리형 절연 부재의 양쪽의 위에 배치되어도 좋다. 또한, 후술하는 RF(Radio Frequency) 전원(31) 및/또는 DC(Direct Current) 전원(32)에 결합되는 적어도 하나의 RF/DC 전극이 세라믹 부재(1111a) 내에 배치되어도 좋다. 이 경우, 적어도 하나의 RF/DC 전극이 하부 전극으로서 기능한다. 후술하는 바이어스 RF 신호 및/또는 DC 신호가 적어도 하나의 RF/DC 전극에 공급되는 경우, RF/DC 전극은 바이어스 전극이라고도 불린다. 또, 베이스(1110)의 도전성 부재와 적어도 하나의 RF/DC 전극이 복수의 하부 전극으로서 기능해도 좋다. 또한, 정전 전극(1111b)이 하부 전극으로서 기능해도 좋다. 따라서, 기판 지지부(11)는 적어도 하나의 하부 전극을 포함한다.
링 어셈블리(112)는, 하나 또는 복수의 고리형 부재를 포함한다. 일 실시형태에서, 하나 또는 복수의 고리형 부재는, 하나 또는 복수의 엣지링과 적어도 하나의 커버링을 포함한다. 엣지링은, 도전성 재료 또는 절연 재료로 형성되고, 커버링은, 절연 재료로 형성된다.
또한, 기판 지지부(11)는, 정전척(1111), 링 어셈블리(112) 및 기판 중 적어도 하나를 타겟 온도로 조절하도록 구성되는 온도 조절 모듈을 포함해도 좋다. 온도 조절 모듈은, 히터, 전열 매체, 유로(1110a), 또는 이들의 조합을 포함해도 좋다. 유로(1110a)에는, 브라인이나 가스와 같은 전열 유체가 흐른다. 일 실시형태에서, 유로(1110a)가 베이스(1110) 내에 형성되고, 하나 또는 복수의 히터가 정전척(1111)의 세라믹 부재(1111a) 내에 배치된다. 또한, 기판 지지부(11)는, 기판(W)의 이면과 중앙 영역(111a) 사이의 간극에 전열 가스를 공급하도록 구성된 전열 가스 공급부를 포함해도 좋다.
샤워 헤드(13)는, 가스 공급부(20)로부터의 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 도입하도록 구성된다. 샤워 헤드(13)는, 적어도 하나의 가스 공급구(13a), 적어도 하나의 가스 확산실(13b), 및 복수의 가스 도입구(13c)를 갖는다. 가스 공급구(13a)에 공급된 처리 가스는, 가스 확산실(13b)을 통과하여 복수의 가스 도입구(13c)로부터 플라즈마 처리 공간(10s) 내에 도입된다. 또한, 샤워 헤드(13)는, 적어도 하나의 상부 전극을 포함한다. 또, 가스 도입부는, 샤워 헤드(13)에 더하여, 측벽(10a)에 형성된 하나 또는 복수의 개구부에 부착되는 하나 또는 복수의 사이드 가스 주입부(SGI : Side Gas Injector)를 포함해도 좋다.
가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 가스 소스(21) 및 적어도 하나의 유량 제어기(22)를 포함해도 좋다. 일 실시형태에서, 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스를, 각각에 대응의 가스 소스(21)로부터 각각에 대응하는 유량 제어기(22)를 통하여 샤워 헤드(13)에 공급하도록 구성된다. 각 유량 제어기(22)는, 예컨대 매스플로우 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기를 포함해도 좋다. 또한, 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스의 유량을 변조 또는 펄스화하는 하나 또는 그 이상의 유량 변조 디바이스를 포함해도 좋다.
전원(30)은, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로를 통해 플라즈마 처리 챔버(10)에 결합되는 RF 전원(31)을 포함한다. RF 전원(31)은, 적어도 하나의 RF 신호(RF 전력)를 적어도 하나의 하부 전극 및/또는 적어도 하나의 상부 전극에 공급하도록 구성된다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s)에 공급된 적어도 하나의 처리 가스로부터 플라즈마가 형성된다. 따라서, RF 전원(31)은, 플라즈마 처리 챔버(10)에서 하나 또는 그 이상의 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성되는 플라즈마 생성부의 적어도 일부로서 기능할 수 있다. 또한, 바이어스 RF 신호를 적어도 하나의 하부 전극에 공급하는 것에 의해, 기판(W)에 바이어스 전위가 발생하고, 형성된 플라즈마 중의 이온 성분을 기판(W)에 인입할 수 있다.
일 실시형태에서, RF 전원(31)은, 제1 RF 생성부(31a) 및 제2 RF 생성부(31b)를 포함한다. 제1 RF 생성부(31a)는, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로를 통해 적어도 하나의 하부 전극 및/또는 적어도 하나의 상부 전극에 결합되고, 플라즈마 생성용의 소스 RF 신호(소스 RF 전력)를 생성하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 소스 RF 신호는, 10 MHz∼150 MHz의 범위 내의 주파수를 갖는다. 일 실시형태에서, 제1 RF 생성부(31a)는, 상이한 주파수를 갖는 복수의 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되어도 좋다. 생성된 하나 또는 복수의 소스 RF 신호는, 적어도 하나의 하부 전극 및/또는 적어도 하나의 상부 전극에 공급된다.
제2 RF 생성부(31b)는, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로를 통해 적어도 하나의 하부 전극에 결합되고, 바이어스 RF 신호(바이어스 RF 전력)를 생성하도록 구성된다. 바이어스 RF 신호의 주파수는, 소스 RF 신호의 주파수와 동일해도 좋고 상이해도 좋다. 일 실시형태에서, 바이어스 RF 신호는, 소스 RF 신호의 주파수보다 낮은 주파수를 갖는다. 일 실시형태에서, 바이어스 RF 신호는, 100 kHz∼60 MHz의 범위 내의 주파수를 갖는다. 일 실시형태에서, 제2 RF 생성부(31b)는, 상이한 주파수를 갖는 복수의 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성되어도 좋다. 생성된 하나 또는 복수의 바이어스 RF 신호는, 적어도 하나의 하부 전극에 공급된다. 또한, 여러가지 실시형태에서, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호 중 적어도 하나가 펄스화되어도 좋다.
또한, 전원(30)은, 플라즈마 처리 챔버(10)에 결합되는 DC 전원(32)을 포함해도 좋다. DC 전원(32)은, 제1 DC 생성부(32a) 및 제2 DC 생성부(32b)를 포함한다. 일 실시형태에서, 제1 DC 생성부(32a)는, 적어도 하나의 하부 전극에 접속되고, 제1 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 생성된 제1 바이어스 DC 신호는, 적어도 하나의 하부 전극에 인가된다. 일 실시형태에서, 제2 DC 생성부(32b)는, 적어도 하나의 상부 전극에 접속되고, 제2 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 생성된 제2 DC 신호는, 적어도 하나의 상부 전극에 인가된다.
여러가지 실시형태에서, 제1 및 제2 DC 신호 중 적어도 하나가 펄스화되어도 좋다. 이 경우, 전압 펄스의 시퀀스가 적어도 하나의 하부 전극 및/또는 적어도 하나의 상부 전극에 인가된다. 전압 펄스는, 직사각형, 사다리꼴, 삼각형 또는 이들의 조합의 펄스 파형을 가져도 좋다. 일 실시형태에서, DC 신호로부터 전압 펄스의 시퀀스를 생성하기 위한 파형 생성부가 제1 DC 생성부(32a)와 적어도 하나의 하부 전극 사이에 접속된다. 따라서, 제1 DC 생성부(32a) 및 파형 생성부는, 전압 펄스 생성부를 구성한다. 제2 DC 생성부(32b) 및 파형 생성부가 전압 펄스 생성부를 구성하는 경우, 전압 펄스 생성부는 적어도 하나의 상부 전극에 접속된다. 전압 펄스는, 플러스의 극성을 가져도 좋고, 마이너스의 극성을 가져도 좋다. 또한, 전압 펄스의 시퀀스는, 1 주기 내에 하나 또는 복수의 정극성 전압 펄스와 하나 또는 복수의 부극성 전압 펄스를 포함해도 좋다. 또, 제1 및 제2 DC 생성부(32a, 32b)는, RF 전원(31)에 더하여 설치되어도 좋고, 제1 DC 생성부(32a)가 제2 RF 생성부(31b) 대신 설치되어도 좋다.
배기 시스템(40)은, 예컨대 플라즈마 처리 챔버(10)의 바닥부에 설치된 가스 배출구(10e)에 접속될 수 있다. 배기 시스템(40)은, 압력 조정 밸브 및 진공 펌프를 포함해도 좋다. 압력 조정 밸브에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 압력이 조정된다. 진공 펌프는, 터보 분자 펌프, 드라이 펌프 또는 이들의 조합을 포함해도 좋다.
전자석(50)은, 상부 전극을 포함하는 샤워 헤드(13)의 플라즈마 처리 공간(10s)과 반대측인 상면에 대략 방사형으로 복수 배치된다. 전자석(50)은, 철심으로 이루어진 막대형의 요크(50a)와, 요크(50a)의 측면에 권회되어 양끝이 인출되는 도선으로 이루어진 코일(50b)을 갖는다. 전자석(50)은, 도시하지 않은 컨트롤러에 의해 코일(50b)로 흘리는 전류의 값이나 전류의 방향을 제어하여, 전자석(50)이 발생하는 전체 자속이나 자속의 방향을 임의로 변화시킬 수 있다. 또, 전자석(50)은, 에칭의 초기에서는, 요크(50a)의 히스테리시스에 의한 바이어스 자장을 없애기 위한 전류가 흘러, 자장을 발생시키지 않도록 제어된다.
복수의 전자석(50)은, 예컨대, 중앙부 대향군(51)과, 주연부 대향군(52)과, 외측 대향군(53)으로 나누어진다. 중앙부 대향군(51)에는, 기판(W)의 중심에 대향하는 전자석(50)이 포함된다. 주연부 대향군(52)에는, 기판(W)의 중심에 대향하는 샤워 헤드(13)(상부 전극)의 중심에 대하여 원환형으로 배치되고, 또한, 기판(W)의 주연부에 대향하는 복수의 전자석(50)이 포함된다. 외측 대향군(53)에는, 샤워 헤드(13)(상부 전극)의 중심에 대하여 원환형으로 배치되고, 또한, 주연부 대향군(52)보다 외측에 배치되어 기판(W)과는 대향하지 않는 복수의 전자석(50)이 포함된다. 또, 중앙부 대향군(51)과 주연부 대향군(52)의 사이, 및, 주연부 대향군(52)과 외측 대향군(53)의 사이에도, 복수의 전자석(50)이 배치되어도 좋다. 또한, 중앙부 대향군(51)에는 복수의 전자석(50)이 포함되어도 좋다.
플라즈마 처리 장치(1)에서는, 예컨대, 주연부 대향군(52)의 각 전자석(50)에서의 플라즈마 처리 공간(10s)측의 자극이 전부 동일해지도록 각 전자석(50)의 코일(50b)에 흘리는 전류의 방향이 제어된다. 또한, 예컨대, 외측 대향군(53)의 각 전자석(50)에서의 플라즈마 처리 공간(10s)측의 자극이 전부 동일해지도록 각 전자석(50)의 코일(50b)에 흘리는 전류의 방향이 제어된다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 예컨대, 인접하는 전자석(50)이나, 하나의 전자석(50)이 인접하는 복수의 전자석(50)의 조에서, 선택된 극성 변경 패턴에 기초하여, 에칭 처리 중에 극성을 변경하도록 제어된다.
제어부(2)는, 본 개시에서 설명되는 여러가지 공정을 플라즈마 처리 장치(1)에 실행시키는 컴퓨터 실행 가능한 명령을 처리한다. 제어부(2)는, 여기서 설명되는 여러가지 공정을 실행하도록 플라즈마 처리 장치(1)의 각 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 제어부(2)의 일부 또는 전부가 플라즈마 처리 장치(1)에 포함되어도 좋다. 제어부(2)는, 처리부(2a1), 기억부(2a2) 및 통신 인터페이스(2a3)를 포함해도 좋다. 제어부(2)는, 예컨대 컴퓨터(2a)에 의해 실현된다. 처리부(2a1)는, 기억부(2a2)로부터 프로그램을 독출하고, 독출된 프로그램을 실행하는 것에 의해 여러가지 제어 동작을 행하도록 구성될 수 있다. 이 프로그램은, 미리 기억부(2a2)에 저장되어 있어도 좋고, 필요할 때에 매체를 통해 취득되어도 좋다. 취득된 프로그램은, 기억부(2a2)에 저장되고, 처리부(2a1)에 의해 기억부(2a2)로부터 독출되어 실행된다. 매체는, 컴퓨터(2a)에 판독 가능한 여러가지 기억 매체이어도 좋고, 통신 인터페이스(2a3)에 접속되어 있는 통신 회선이어도 좋다. 처리부(2a1)는, CPU(Central Processing Unit)이어도 좋다. 기억부(2a2)는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid StateDrive), 또는 이들의 조합을 포함해도 좋다. 통신 인터페이스(2a3)는, LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 통해 플라즈마 처리 장치(1)와의 사이에서 통신해도 좋다.
[측벽 형상의 수직화의 요소]
여기서, 도 2를 이용하여 고어스펙트비(HAR : High Aspect Ratio) 에칭에서의 측벽 형상의 수직화의 요소에 대해 설명한다. 도 2는, 측벽 형상의 수직화의 요소의 일례를 도시하는 도면이다. 도 2에 도시하는 상태 60∼62는, 종래의 이온과 중성 에천트를 제어한 경우의 구멍의 측벽의 상태 변화를 나타내고 있다. 또한, 상태 63은, 본 실시형태에서의 이온의 법선 방향을 세차 운동시킨 경우의 구멍의 측벽의 상태 변화를 나타내고 있다.
상태 60은, 피에칭막(70)에 대하여 마스크(71)로 규정된 개구(72)에 의한 에칭에서, 이온 에너지(Ei) 및 이온 플럭스(Γi)를 높게 한 이온(73)에 의해 구멍(74)의 형상을 테이퍼형으로부터 수직에 점차 가깝게 하는 상태를 나타내고 있다. 상태 61은, 구멍(74)의 측벽을 보호하면서, 중성 에천트(75)에 의한 오버 에칭(OE)에 의해, 바텀 CD(76)를 확대시키는 상태를 나타내고 있다. 상태 62는, 에칭이 진행되어 패싯 형상이 된 마스크(71a)에 의해 이온(77)이 되튀어, 이온(77)이 궤적(78a, 78b)으로 나타낸 바와 같이 구멍(74)의 대각 방향의 측벽에 집중 입사하게 되어, 깊이 방향으로 이산적인 CD 확대 영역(Bow)(79a, 79b)이 발생하는 상태를 나타내고 있다.
이것에 대하여, 상태 63에서는, 이온(77a)의 입사 각도가 법선 방향의 세차 운동에 의해 변화하기 때문에, 마스크(71a)에 의해 이온(77a)이 되튀더라도, 궤적(78c∼78e)에 나타낸 바와 같이 구멍(74a)의 측벽의 특정한 장소에 집중 입사하지 않는다. 따라서, 구멍(74a)의 측벽에서는, CD 확대 영역의 발생을 억제할 수 있다. 본 실시형태에서는, 상태 63에 나타낸 바와 같이, 이온(77a)의 법선 방향을 전자석(50)의 자계에 의해 세차 운동시킴으로써, CD 확대 영역의 발생을 억제한다.
[전자 밀도의 분포와 제어]
다음으로, 도 3∼도 6을 이용하여, 플라즈마 처리 공간(10s)에서의 전자 밀도(Ne)의 분포와 제어에 대해 설명한다. 도 3은, 플라즈마 처리 공간에 발생하는 자계의 일례를 도시하는 도면이다. 도 4는, 샤워 헤드의 하면측으로부터 본 극성 변경을 행하는 전자석의 조의 일례를 도시하는 도면이다. 또, 도 4에서는, 전자석(50)을 투과하여 나타내고 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 예컨대, 중앙부 대향군(51)에서의 전자석(50)의 플라즈마 처리 공간(10s)측의 자극을 N극으로 설정하고, 주연부 대향군(52) 및 외측 대향군(53)에서의 각 전자석(50)의 플라즈마 처리 공간(10s)측의 자극을 S극으로 설정한다. 그렇게 하면, 중앙부 대향군(51)으로부터 주연부 대향군(52)이나 외측 대향군(53)을 향해 방사형으로 자계 B가 발생한다. 이 때, 플라즈마 처리 공간(10s)에는 전계 E가 발생하고 있기 때문에, 플라즈마 처리 공간(10s) 중의 전자는, 전계 E 및 자계 B에 기인하는 로렌츠력을 받아 드리프트한다. 구체적으로는, 도 4에서 바깥쪽에서 안쪽으로 전계 E가 발생하고, 또한, 샤워 헤드(13)(상부 전극)의 중심에 대하여 방사형으로 자계 B가 발생한다. 이 때문에, 전자는, 플레밍의 왼손의 법칙에 따라서, 샤워 헤드(13)(상부 전극)의 중심과 동심원의 원주의 접선 방향으로 가속도를 받아 원형의 전자 궤적(D)을 따라 선회한다. 이 때, 선회하는 전자는, 플라즈마 처리 공간(10s) 중의 처리 가스의 분자나 원자와 충돌하여 플라즈마를 생성한다. 그 결과, 원형의 전자 궤적(D)을 따라 원환형의 플라즈마가 발생한다.
여기서, 특정한 전자석(50)을 제어하여 자계 B의 강도를 크게 하면, 전자의 드리프트 운동의 속도가 저하되고, 특정한 전자석(50)에 대응하는 개소의 전자 밀도가 상승한다. 즉, 전자 밀도(Ne)를 테이블 클로스에 비유하면, 각 전자석(50)의 위치에 요철(시스 두께의 변화)을 만드는 것에 의해, 국소적으로 임의의 각도 및 방향의 기울기를 실현할 수 있다. 즉, 전자 밀도의 분포에 기초하는 이온의 입사 각도를 전자석(50)에 의해 제어할 수 있다. 또한, 전자 밀도가 상승한 개소는, 전자와 처리 가스의 분자나 원자와의 충돌 기회가 증가하기 때문에, 플라즈마 밀도가 상승한다.
전자 밀도를 기판(W)의 면내(이차원)에서 제어하기 위해서는, 동경(動徑) 방향(Radial)과, 방위각 방향(Azimuth)으로 복수의 전자석(50)을 분할하고, 전자 밀도를 위상차로 제어하면 된다. 이것에 의해, 이온의 법선 방향(입사 각도)를 세차 운동시킬 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 예컨대, 인접하는 전자석(50)인, 중앙부 대향군(51)의 전자석(50)과, 주연부 대향군(52)의 전자석(50)의 조(80)를 설치한다. 또한, 예컨대, 하나의 전자석(50)이 인접하는 복수의 전자석(50)의 조이다, 주연부 대향군(52)의 전자석(50)과, 외측 대향군(53)의 전자석(50)의 조(81)를 설치한다. 또, 조(80, 81)는 원주 방향으로 복수 설치된다. 또한, 조(80, 81)는, 각각 설치해도 좋고, 조(80)와 조(81)의 한쪽을 설치하도록 해도 좋다. 또한, 도 4에 도시하는 복수의 전자석(50)의 수는 일례이기 때문에, 전자석(50)을 샤워 헤드(13)의 전역에 배치하고, 임의의 인접하는 전자석(50)을 조(80)로 해도 좋고, 임의의 하나의 전자석(50)이 인접하는 복수의 전자석(50)을 조(81)로 해도 좋다. 그리고, 전자 밀도를 위상차로 제어하기 위해서는, 복수의 조(80, 81) 각각에서, 전자석(50)의 극성을 변경한다.
도 5는, 전자석의 극성 변경 패턴의 일례를 도시하는 도면이다. 또, 도 5에 도시하는 극성은, 도 4과 마찬가지로, 샤워 헤드(13)의 하면측으로부터 보고 있는 것으로 한다. 도 5에 도시하는 극성 변경 패턴(150, 160)은, 각각 전술한 전자석(50)의 조(80, 81)에 대응하는 극성 변경 패턴의 일례이다. 극성 변경 패턴(150)은, 조(80)의 인접하는 전자석(50)에서, 한쪽을 N극, 다른쪽을 S극으로 한 상태 151과, N극과 S극을 교체한 상태 152를 반복하는 패턴이다. 즉, 극성 변경 패턴(150)은, 복수의 전자석(50) 중, 인접하는 전자석(50)의 극성을 교대로 변경하는 패턴의 일례이다.
극성 변경 패턴(160)은, 조(81)의 4개의 전자석(50)에서, 인접하는 2개의 전자석(50)을 동일한 극성으로 하고, 극성이 회전하도록 변경하는 패턴이다. 극성 변경 패턴(160)에서, 상태 161에서는, 도 5 중, 상측의 2개의 전자석(50)을 S극, 하측의 2개의 전자석(50)을 N극으로 하고 있다. 상태 162에서는, 도 5 중, 우측의 2개의 전자석(50)을 S극, 좌측의 2개의 전자석(50)을 N극으로 하고 있다. 상태 163에서는, 도 5 중, 하측의 2개의 전자석(50)을 S극, 상측의 2개의 전자석(50)을 N극으로 하고 있다. 상태 164에서는, 도 5 중, 좌측의 2개의 전자석(50)을 S극, 우측의 2개의 전자석(50)을 N극으로 하고 있다. 즉, 극성 변경 패턴(160)은 상태 161∼164를 반복하는 패턴이다. 즉, 극성 변경 패턴(160)은, 복수의 전자석(50) 중, 하나의 전자석(50)이 인접하는 복수의 전자석(50)의 조에서, 전자석(50)의 극성의 일부를 교대로 변경하는 패턴의 일례이다.
또한, 전자석(50)의 극성 변경 패턴은, 샤워 헤드(13)(상부 전극)의 면내를 동경 방향 및 방위각 방향으로 분할한 복수의 영역에 관해, 영역마다 상이한 패턴이 설정되어도 좋다. 예컨대, 동경 방향에 관해, 중심 영역, 미들 영역 및 엣지 영역으로 3분할하고, 중심 영역은 극성 변경 패턴(150)을 이용하여 극성 변경하고, 미들 영역 및 엣지 영역은 극성 변경 패턴(160)을 이용하여 극성 변경하도록 해도 좋다. 방위각 방향에 관해서도 마찬가지로, 분할된 영역마다 상이한 극성 변경 패턴을 이용하여 극성 변경하도록 해도 좋다.
극성 변경 패턴(150, 160)에서, 전자석(50)의 극성을 교대로 전환하는 주기는, 예컨대, 에칭 시간의 10% 이하의 시간으로 한다. 이것은, 깊이 방향의 에칭 속도와 비교한 경우, 측벽이 에칭되는 속도는 느리기 때문에, 측벽의 에칭 속도에 따른 주기로 하고 있기 때문이다. 예컨대, 에칭 시간이 5분∼20분이면, 10초∼120초 주기로 전자석(50)의 극성을 전환한다.
또한, 전자석(50)의 극성을 교대로 전환하는 주기는, 예컨대, 에칭 시간에 비례하여 길어지도록 해도 좋다. 이것은, 에칭이 깊어짐에 따라서 에치 레이트가 저하되기 때문에, 주기를 길게 함으로써 보다 수직으로 에칭할 수 있기 때문이다. 또한, 각 전자석(50)의 설정 전류치의 크기는, 에칭 시간에 비례하여, 즉 에칭의 진행에 따라 커지도록 해도 좋다. 이것은, 에칭이 깊어짐에 따라서 입사하는 이온의 법선 방향의 각도, 즉, 세차 운동의 축의 기울기를 크게 함으로써, 보다 수직으로 에칭할 수 있기 때문이다.
또한, 극성 변경 패턴(150, 160)에 기초하는 각 전자석(50)의 극성 변경은, 플라즈마에 의한 처리의 시작으로부터 미리 정해진 시간의 경과 후에 시작된다. 이것은, 마스크의 개구가 패싯 형상이 되고 나서, 이온의 입사 각도를 세차 운동시킴으로써, 불균일한 CD 확대 영역의 발생을 억제하기 때문이다.
도 6은, 이온의 입사 각도의 세차 운동에 의한 구멍의 확대 방향의 일례를 도시하는 도면이다. 도 6에 도시하는 상태 85는, 피에칭막(90)의 에칭의 중반 이후에서, 전자석(50)의 극성을, 예컨대, 극성 변경 패턴(150, 160)에 의해 변경하면서 에칭한 경우를 나타내고 있다. 또한, 상태 85의 A-A 단면(Top)을 단면(86)으로서 나타내고, 상태 85의 B-B 단면(Botom)을 단면(87)으로서 나타내고 있다. 여기서, 피에칭막(90)은, 예컨대, 산화막과 질화막의 적층막, 또는, 산화막과 실리콘막의 적층막을 이용할 수 있다. 즉, 에칭에 의해 형성되는 구멍(94)은 이들 적층막에 형성된다. 또한, 구멍(94)의 어스펙트비는 30 이상인 것으로 한다.
상태 85에서는, 마스크(91)가 패싯 형상으로 되어있다. 이 때, 각 전자석(50)의 극성이 제어됨으로써, 개구(92)로부터 구멍(94) 내에 입사하는 이온(93)의 궤적을, 궤적(95)에 나타낸 바와 같이 세차 운동시킨다. 이것에 의해, 기판(W)의 평면 방향을 X, Y축, 깊이 방향을 Z축으로 한 경우, 단면(87)에서는, 구멍(94)의 단면이 XY 방향으로 균등하게 넓어지게 된다. 또, 도 6에 도시한 바와 같이, 이온(93)의 궤적을 세차 운동시킴으로써, 단면(87)에서의 구멍(94)의 크기는, 단면(86)에서의 구멍(94)의 크기보다 크게 할 수 있다(역테이퍼 형상으로 할 수 있다).
[에칭 방법]
다음으로, 본 실시형태에 따른 에칭 방법에 대해 설명한다. 도 7은, 본 실시형태에서의 에칭 처리의 일례를 도시하는 플로우차트이다.
본 실시형태에 따른 에칭 방법에서는, 제어부(2)는, 도시하지 않은 개구부를 개방하고, 플라즈마 처리 챔버(10) 내에, 피에칭막이 형성된 기판(W)이 반입되고, 기판 지지부(11)의 중앙 영역(111a)에 배치된다. 기판(W)은, 정전척(1111)에 직류 전압이 인가됨으로써 정전척(1111)에 유지된다. 제어부(2)는, 그 후, 개구부를 폐쇄하여 배기 시스템(40)을 제어하는 것에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s)의 분위기가 미리 정해진 진공도가 되도록, 플라즈마 처리 공간(10s)으로부터 기체를 배기한다. 또한, 제어부(2)는, 도시하지 않은 온도 조절 모듈을 제어하는 것에 의해, 기판(W)의 온도가 미리 정해진 온도가 되도록 온도 조정된다(단계 S1).
다음으로, 제어부(2)는, 에칭 중에서의 각 전자석(50)의 극성 변경 패턴을 선택한다(단계 S2). 제어부(2)는, 예컨대, 미리 에칭 처리의 레시피와 함께 기억된 극성 변경 패턴을 독출하여, 상기 극성 변경 패턴을 선택하도록 해도 좋고, 플라즈마 처리 시스템의 조작자로부터 극성 변경 패턴의 선택을 접수하도록 해도 좋다.
계속해서, 제어부(2)는, 처리 가스를 가스 공급구(13a)에 공급하도록 가스 공급부(20)를 제어한다. 처리 가스는, 가스 공급구(13a)로부터 가스 확산실(13b) 및 복수의 가스 도입구(13c)를 통해, 플라즈마 처리 챔버(10)의 플라즈마 처리 공간(10s)에 도입된다.
제어부(2)는, 제1 RF 생성부(31a)를 제어하는 것에 의해, 플라즈마 여기용의 소스 RF 신호를 하부 전극을 포함하는 기판 지지부(11)에 공급한다. 플라즈마 처리 공간(10s)에는, 플라즈마 여기용의 소스 RF 신호가 공급되는 것에 의해 플라즈마가 발생한다. 또한, 제어부(2)는, 제2 RF 생성부(31b)를 제어하는 것에 의해, 바이어스 RF 신호를 하부 전극을 포함하는 기판 지지부(11)에 공급한다. 기판(W)은, 플라즈마 처리 공간(10s)에 발생한 플라즈마에 의해 피에칭막이 에칭된다. 즉, 제어부(2)는, 기판(W)의 피에칭막의 에칭을 시작하도록 제1 RF 생성부(31a) 및 제2 RF 생성부(31b)를 제어한다(단계 S3).
제어부(2)는, 에칭 처리의 레시피에 기초하여, 미리 정해진 시간이 경과했는지 아닌지를 판정한다(단계 S4). 여기서, 미리 정해진 시간은, 에칭에 의한 형상의 깊이가, 목표가 되는 깊이의 중간 이후가 되는 시간이다. 즉, 제어부(2)는, 에칭이 중반 이후에 접어들었는지 아닌지를 판정한다. 제어부(2)는, 미리 정해진 시간이 경과하지 않았다고 판정한 경우(단계 S4 : No), 이어서 에칭 및 단계 S4의 판정을 계속한다.
제어부(2)는, 미리 정해진 시간이 경과했다고 판정한 경우(단계 S4 : Yes), 선택된 극성 변경 패턴에 기초하여, 각 전자석(50)을 제어하고, 각 전자석(50)의 극성 변경을 시작한다(단계 S5). 또, 극성 변경이 시작되더라도, 플라즈마에 의한 에칭은 계속해서 행해지고 있다.
제어부(2)는, 에칭 처리에 의해, 미리 정해진 형상이 얻어졌는지 아닌지를 판정한다(단계 S6). 또, 미리 정해진 형상이 얻어졌는지 아닌지의 판정은, 예컨대, 레시피에 기초하는 미리 정해진 처리 시간의 경과 등에 의해 판정된다. 제어부(2)는, 미리 정해진 형상이 얻어지지 않았다고 판정한 경우(단계 S6 : No), 이어서, 에칭 및 단계 S6의 판정을 계속한다. 한편, 제어부(2)는, 미리 정해진 형상이 얻어졌다고 판정한 경우(단계 S6 : Yes), 처리를 종료한다.
제어부(2)는, 처리를 종료하는 경우, 제1 RF 생성부(31a) 및 제2 RF 생성부(31b)를 제어하는 것에 의해, 하부 전극에 대한 RF 신호의 공급을 정지한다. 제어부(2)는, 도시하지 않은 개구부를 개방한다. 기판(W)은, 개구부를 통해 플라즈마 처리 챔버(10)의 플라즈마 처리 공간(10s)으로부터 반출된다.
이상, 본 실시형태에 의하면, 기판 처리 장치(플라즈마 처리 시스템)는, 챔버(플라즈마 처리 챔버(10))와, 챔버 내에서 기판(W)을 지지하도록 구성된 기판 지지부(11)와, 기판(W)의 중심에 대향하는 상부 전극(샤워 헤드(13))과, 상부 전극의 중심에 대하여 방사형으로 배치된 복수의 전자석(50)과, 제어부(2)를 구비한다. 제어부(2)는, 에칭 중에서의 복수의 전자석(50)의 극성 변경 패턴(150, 160)을 선택하도록 기판 처리 장치를 제어하도록 구성된다. 또한, 제어부(2)는, 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하고, 극성 변경 패턴에 기초하여, 기판(W)을 에칭하도록 기판 처리 장치를 제어하도록 구성된다. 그 결과, 에칭의 중반 이후에도 불균일한 CD 확대 영역의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 극성 변경 패턴은, 복수의 전자석(50) 중, 인접하는 전자석(50)의 극성을 교대로 변경하는 패턴이다. 그 결과, 이온의 법선 방향(입사 각도)을 세차 운동시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 극성 변경 패턴은, 복수의 전자석(50) 중, 하나의 전자석(50)이 인접하는 복수의 전자석(50)의 조에서, 전자석(50)의 극성의 일부를 교대로 변경하는 패턴이다. 그 결과, 이온의 법선 방향(입사 각도)을 세차 운동시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 극성 변경 패턴은, 상부 전극면 내의 영역마다 상이한 패턴이 설정된다. 그 결과, 상부 전극면 내의 영역마다, 이온의 법선 방향(입사 각도)의 세차 운동을 제어할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 교대의 전환 주기는, 에칭 시간의 10% 이하의 시간이다. 그 결과, 에칭의 중반 이후에도 불균일한 CD 확대 영역의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 주기는 에칭 시간에 비례하여 길어진다. 그 결과, 보다 수직으로 에칭할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 복수의 전자석(50)의 설정 전류치의 크기는, 에칭 시간에 비례하여 커진다. 그 결과, 에칭이 깊어짐에 따라서 입사하는 이온의 세차 운동의 축의 기울기를 크게 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 에칭하는 공정은, 극성 변경 패턴에 기초하는 복수의 전자석(50)의 극성 변경을, 플라즈마에 의한 처리의 시작으로부터 미리 정해진 시간의 경과 후에 시작한다. 그 결과, 에칭의 중반 이후에도 불균일한 CD 확대 영역의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 미리 정해진 시간은, 에칭에 의한 형상의 깊이가, 목표가 되는 깊이의 중간 이후가 되는 시간이다. 그 결과, 에칭의 중반 이후에도 불균일한 CD 확대 영역의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 에칭에 의한 형상은 어스펙트비가 30 이상이다. 그 결과, 고어스펙트비의 구멍이나 홈 등의 형상에서, 불균일한 CD 확대 영역의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 에칭에 의한 형상은, 기판(W) 상에 형성된 산화막과 질화막의 적층막, 또는, 산화막과 실리콘막의 적층막에 형성된다. 그 결과, 적층막의 에칭에서, 불균일한 CD 확대 영역의 발생을 억제할 수 있다.
이번에 개시된 실시형태는, 모든 점에서 예시이고, 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시형태는, 첨부한 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 여러가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 전자석(50)으로서 철심으로 이루어진 막대형의 요크(50a)를 갖는 전자석(50)을 이용한 경우를 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 공심 코일의 전자석을 이용해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 플라즈마원으로서 용량 결합형 플라즈마를 이용하여 기판(W)에 대하여 에칭 등의 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치(1)를 예를 들어 설명했지만, 개시한 기술은 이것에 한정되지 않는다. 플라즈마를 이용하여 기판(W)에 대하여 처리를 행하는 장치라면, 플라즈마원은 용량 결합형 플라즈마에 한정되지 않고, 예컨대, 유도 결합형 플라즈마, 마이크로파 플라즈마, 마그네트론 플라즈마 등 임의의 플라즈마원을 이용할 수 있다. 예컨대, 유도 결합형 플라즈마를 이용하는 경우, 기판 지지부(11) 내의 정전척(1111)의 이면측에 전자석(50)을 배치함으로써, 상기 실시형태와 마찬가지로, 전자 밀도(Ne)의 면내 분포를 형성할 수 있다. 또한, 예컨대, 유도 결합형 플라즈마를 이용하는 경우, 복수의 유도 코일을 조합하여 제어하는 것에 의해, 전자 밀도의 면내 분포를 형성하도록 해도 좋다.
또, 본 개시는 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1) 기판 처리 장치에서의 기판 처리 방법으로서,
상기 기판 처리 장치는,
챔버와,
상기 챔버 내에서 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지부와,
상기 기판의 중심에 대향하는 상부 전극과,
상기 상부 전극의 중심에 대하여 방사형으로 배치된 복수의 전자석
을 포함하고,
에칭 중에서의 상기 복수의 전자석의 극성 변경 패턴을 선택하는 공정과,
상기 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하고, 상기 극성 변경 패턴에 기초하여, 상기 기판을 에칭하는 공정
을 포함하는, 기판 처리 방법.
(2) 상기 극성 변경 패턴은, 상기 복수의 전자석 중, 인접하는 전자석의 극성을 교대로 변경하는 패턴인 것인, 상기 (1)에 기재된 기판 처리 방법.
(3) 상기 극성 변경 패턴은, 상기 복수의 전자석 중, 하나의 전자석이 인접하는 복수의 전자석의 조에서, 상기 전자석의 극성의 일부를 교대로 변경하는 패턴인 것인, 상기 (1)에 기재된 기판 처리 방법.
(4) 상기 극성 변경 패턴은, 상기 상부 전극면 내의 영역마다 상이한 패턴이 설정되는 것인, 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 방법.
(5) 상기 교대의 전환 주기는, 에칭 시간의 10% 이하의 시간인 것인, 상기 (2) 또는 (3)에 기재된 기판 처리 방법.
(6) 상기 주기는 상기 에칭 시간에 비례하여 길어지는 것인, 상기 (5)에 기재된 기판 처리 방법.
(7) 상기 복수의 전자석의 설정 전류치의 크기는 상기 에칭 시간에 비례하여 커지는 것인, 상기 (5) 또는 (6)에 기재된 기판 처리 방법.
(8) 상기 에칭하는 공정은, 상기 극성 변경 패턴에 기초하는 상기 복수의 전자석의 극성 변경을, 상기 플라즈마에 의한 처리의 시작으로부터 미리 정해진 시간의 경과 후에 시작하는 것인, 상기 (1)∼(7) 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 방법.
(9) 상기 미리 정해진 시간은, 에칭에 의한 형상의 깊이가, 목표가 되는 깊이의 중간 이후가 되는 시간인 것인, 상기 (8)에 기재된 기판 처리 방법.
(10) 상기 에칭에 의한 형상은 어스펙트비가 30 이상인 것인, 상기 (9)에 기재된 기판 처리 방법.
(11) 상기 에칭에 의한 형상은, 상기 기판 상에 형성된 산화막과 질화막의 적층막, 또는, 상기 산화막과 실리콘막의 적층막에 형성되는 것인, 상기 (10)에 기재된 기판 처리 방법.
(12) 기판 처리 장치로서,
챔버와,
상기 챔버 내에서 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지부와,
상기 기판의 중심에 대향하는 상부 전극과,
상기 상부 전극의 중심에 대하여 방사형으로 배치된 복수의 전자석과,
제어부
를 포함하고,
상기 제어부는, 에칭 중에서의 상기 복수의 전자석의 극성 변경 패턴을 선택하도록 상기 기판 처리 장치를 제어하도록 구성되고,
상기 제어부는, 상기 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하고, 상기 극성 변경 패턴에 기초하여, 상기 기판을 에칭하도록 상기 기판 처리 장치를 제어하도록 구성되는 것인, 기판 처리 장치.

Claims (12)

  1. 기판 처리 장치에서의 기판 처리 방법으로서,
    상기 기판 처리 장치는,
    챔버와,
    상기 챔버 내에서 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지부와,
    상기 기판의 중심에 대향하는 상부 전극과,
    상기 상부 전극의 중심에 대하여 방사형으로 배치된 복수의 전자석
    을 포함하고,
    에칭 중에서의 상기 복수의 전자석의 극성 변경 패턴을 선택하는 공정과,
    상기 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하고, 상기 극성 변경 패턴에 기초하여, 상기 기판을 에칭하는 공정
    을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 극성 변경 패턴은, 상기 복수의 전자석 중 인접하는 전자석의 극성을 교대로 변경하는 패턴인 것인, 기판 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 극성 변경 패턴은, 상기 복수의 전자석 중, 하나의 전자석이 인접하는 복수의 전자석의 조(組)에서, 상기 전자석의 극성의 일부를 교대로 변경하는 패턴인 것인, 기판 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 극성 변경 패턴은, 상기 상부 전극면 내의 영역마다 상이한 패턴이 설정되는 것인, 기판 처리 방법.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 교대의 전환 주기는 에칭 시간의 10% 이하의 시간인 것인, 기판 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주기는 상기 에칭 시간에 비례하여 길어지는 것인, 기판 처리 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 전자석의 설정 전류치의 크기는 상기 에칭 시간에 비례하여 커지는 것인, 기판 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 에칭하는 공정은, 상기 극성 변경 패턴에 기초하는 상기 복수의 전자석의 극성 변경을, 상기 플라즈마에 의한 처리의 시작으로부터 미리 정해진 시간의 경과 후에 시작하는 것인, 기판 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 미리 정해진 시간은, 에칭에 의한 형상의 깊이가, 목표가 되는 깊이의 중간 이후가 되는 시간인 것인, 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 에칭에 의한 형상은, 어스펙트비가 30 이상인 것인, 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 에칭에 의한 형상은, 상기 기판 상에 형성된 산화막과 질화막의 적층막, 또는, 상기 산화막과 실리콘막의 적층막에 형성되는 것인, 기판 처리 방법.
  12. 기판 처리 장치로서,
    챔버와,
    상기 챔버 내에서 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지부와,
    상기 기판의 중심에 대향하는 상부 전극과,
    상기 상부 전극의 중심에 대하여 방사형으로 배치된 복수의 전자석과,
    제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 에칭 중에서의 상기 복수의 전자석의 극성 변경 패턴을 선택하도록 상기 기판 처리 장치를 제어하도록 구성되고,
    상기 제어부는, 상기 챔버 내에 공급된 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하고, 상기 극성 변경 패턴에 기초하여, 상기 기판을 에칭하도록 상기 기판 처리 장치를 제어하도록 구성되는 것인, 기판 처리 장치.
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