TW202245028A - 蝕刻方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種於使用物理濺射現象之加工方法中抑制所濺射之原子附著於蝕刻側壁之技術。 一實施方式之蝕刻方法中，藉由使用電漿中之離子進行濺射而蝕刻晶圓。關於將晶圓中含有難揮發性材料之多層膜之表面上之遮罩層之高度(h)除以劃分形成表面露出之露出空間之一部分的相鄰之遮罩層之兩個側壁於表面形成之間隔(D)所得之縱橫比(h/D)，在將側壁相對於與側壁交叉、且與表面垂直之垂直面之傾斜角度設為θ，並將由濺射產生之離子朝垂直面之入射角度之上限值設為ϕ時，滿足條件：h/D≧1/(tan(ϕ)−tan(θ))，蝕刻方法中，藉由使用自供給至腔室之內部空間中之處理氣體產生之電漿中之離子進行濺射而對多層膜進行蝕刻。

Description

蝕刻方法

本發明之例示性實施方式係關於一種於磁阻效應元件之製造中執行之蝕刻方法。

包含磁穿隧接面(MTJ：Magnetic Tunnel Junction)層之磁阻效應元件例如用於MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory，磁阻隨機存取記憶體)等元件中。於磁阻效應元件之製造中，進行多層膜之蝕刻。於磁阻效應元件之製造中執行之蝕刻有時係基於微細之圖案進行。關於此種蝕刻，記載於專利文獻1中。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特表第2014/002336號公報

[發明所欲解決之問題]

本發明提供一種於使用物理濺射現象之加工方法中抑制所濺射之原子附著於蝕刻側壁之技術。 [解決問題之技術手段]

於一個例示性實施方式中，提供一種藉由使用由電漿處理裝置產生之電漿中之離子進行濺射而實施之晶圓之蝕刻方法。晶圓包含含有難揮發性材料之多層膜、及設置於多層膜之表面上之遮罩層，於表面上設置有未被遮罩層覆蓋之區域、即表面露出之露出空間。將表面上之遮罩層之高度(h)除以劃分形成露出空間之一部分的相鄰之遮罩層之兩個側壁於表面形成之間隔(D)所得之縱橫比(h/D)滿足以下條件。即，以θ表示側壁相對於與側壁交叉、且與表面垂直之垂直面之傾斜角度，以ϕ表示由濺射產生之離子朝垂直面之入射角度之上限值時，h/D滿足條件：h/D≧1/(tan(ϕ)−tan(θ))。ϕ大於θ。該蝕刻方法包含下述兩個步驟。最初之步驟係將晶圓收容於電漿處理裝置之腔室之內部空間中。後續步驟係藉由使用自供給至內部空間中之處理氣體產生之電漿中之離子進行濺射而對多層膜進行蝕刻。 [發明之效果]

根據一個例示性實施方式，提供一種於使用物理濺射現象之加工方法中抑制所濺射之原子附著於蝕刻側壁之技術。

以下，對各種例示性實施方式進行說明。

於MRAM元件之製造中可能難以進行記憶媒體中使用之過渡金屬或磁性體膜之加工。即，使用氬離子之物理濺射現象之加工方法(離子研磨)中，因與遮罩之選擇性較低，所濺射之原子會附著於蝕刻側壁，故MRAM元件之微細化可能存在極限。因此，研究一種使基板旋轉，自形成於基板上之圖案槽延伸之方向側入射之離子束之蝕刻量大於自傾斜方向側入射之離子束之蝕刻量之MRAM元件之製造方法。藉此，抑制於圖案槽(孔)之底部沈積再附著膜，可形成微細圖案。然而，於推進微細化之後，來自傾斜方向側之離子束無法到達圖案槽(孔)之底部，可能難以進行精度良好之蝕刻。因此，期待開發一種能夠進一步推進MRAM元件微細化之蝕刻方法。

於一個例示性實施方式中，提供一種藉由使用由電漿處理裝置產生之電漿中之離子進行濺射而實施之晶圓之蝕刻方法。晶圓包含含有難揮發性材料之多層膜、及設置於多層膜之表面上之遮罩層，於表面上設置有未被遮罩層覆蓋之區域、即表面露出之露出空間。將表面上之遮罩層之高度(h)除以劃分形成露出空間之一部分的相鄰之遮罩層之兩個側壁於表面形成之間隔(D)所得之縱橫比(h/D)滿足以下條件。即，以θ表示側壁相對於與側壁交叉、且與表面垂直之垂直面之傾斜角度，以ϕ表示由濺射產生之離子朝垂直面之入射角度之上限值時，h/D滿足條件：h/D≧1/(tan(ϕ)−tan(θ))。ϕ大於θ。該蝕刻方法包含下述兩個步驟。最初之步驟係將晶圓收容於電漿處理裝置之腔室之內部空間中。後續步驟係藉由使用自供給至內部空間中之處理氣體產生之電漿中之離子進行濺射而對多層膜進行蝕刻。

發明人經銳意研究之後發現，藉由將上述蝕刻方法應用於滿足上述條件之包含高縱橫比之遮罩層之晶圓，可減少因附著於遮罩側壁之沈積膜導致之尺寸增加，能夠進行垂直加工。

於一個例示性實施方式中，於θ為0度之情形時，條件為h/D≧1/tan(10°)。

於一個例示性實施方式中，遮罩層包含劃分形成圖案之一部分之凸部、及包圍凸部之外周之外周區域。露出空間包含凸部及外周區域之間之空間。外周區域於蝕刻多層膜之步驟之後被去除。

於一個例示性實施方式中，遮罩層包含具有劃分形成圖案之複數個凸部之圖案區域、及設置於圖案區域之外側之外側區域。露出空間包含圖案區域及外側區域之間之空間。外側區域於蝕刻多層膜之步驟之後被去除。

於一個例示性實施方式中，處理氣體包含稀有氣體。

於一個例示性實施方式中，處理氣體進而包含二氧化碳、烴類氣體、氫氣、氧氣、氟氣、及氮氣。

於一個例示性實施方式中，處理氣體所包含之稀有氣體包含氬氣(Ar)、氖氣(Ne)、氪氣(Kr)中之至少一者。

於一個例示性實施方式中，多層膜中含有之難揮發性材料包含由Ru、Ir、Co、Fe、Mg、Pt、W、Mo、Ni所組成之金屬群中所含之任一種金屬、合金化合物、金屬氧化物、及金屬氮化物中之至少一者。合金化合物係包含金屬群中所含之兩種以上金屬之化合物。金屬氧化物係金屬群中所含之任一種金屬之氧化物。金屬氮化物係金屬群中所含之任一種金屬之氮化物。

於一個例示性實施方式中，遮罩層之材料包含Ti、TiN、Ta、TaN中之至少一者。

以下，參照圖式對各種例示性實施方式詳細地進行說明。再者，各圖式中對相同或相當之部分標註相同之符號。

圖1係表示一實施方式之蝕刻方法之流程圖。圖1所示之蝕刻方法(以下，稱為「方法MT」)係藉由使用由電漿處理裝置產生之電漿中之離子進行濺射而實施之晶圓之蝕刻方法，作為一例，可於磁阻效應元件之製造中執行。

圖2係表示一例之晶圓之多層膜及遮罩層之概況之剖視圖。為了進行圖2所示之晶圓W之多層膜L2之蝕刻，可執行方法MT。一實施方式中，晶圓W為MRAM元件。如圖2所示，晶圓W具有遮罩層L1、多層膜L2、及基底層L3。於基底層L3上設置有多層膜L2，於多層膜L2之表面SF上設置有遮罩層L1。於表面SF上設置有未被遮罩層L1覆蓋之區域、即表面SF露出之露出空間OP。

遮罩層L1具有劃分形成晶圓W上所要形成之圖案之形狀。遮罩層L1之材料例如包含Ti、TiN、Ta、TaN中之至少一者。

多層膜L2至少包含磁穿隧接面層(MTJ層)及電極層。多層膜L2含有難揮發性材料。多層膜L2中所含之難揮發性材料例如包含由Ru、Ir、Co、Fe、Mg、Pt、W、Mo、及Ni所組成之金屬群中含有之任一種金屬、合金化合物、金屬氧化物、及金屬氮化物中之至少一者。上述合金化合物係包含上述金屬群中所含之兩種以上金屬之化合物。上述金屬氧化物係上述金屬群中所含之任一種金屬之氧化物。上述金屬氮化物係上述金屬群中所含之任一種金屬之氮化物。於一實施方式中，可自多層膜L2形成MRAM元件之MTJ柱、線與空間構造、孔等。

基底層L3係由SiO ₂、SiN等材料構成。

以下，以應用於圖2所示之晶圓W之情形為例來說明方法MT。方法MT中使用電漿處理裝置。圖3係概略地表示能夠用於執行圖1所示之蝕刻方法之電漿處理裝置之一例的圖。圖3中概略地示出電漿處理裝置之縱剖面之構造。圖3所示之電漿處理裝置10係電容耦合型電漿處理裝置。

電漿處理裝置10具備腔室本體12。腔室本體12具有大致圓筒形狀。腔室本體12將其內側之空間作為內部空間12c而提供。腔室本體12例如由鋁形成。腔室本體12連接於接地電位。於腔室本體12之內壁面、即劃分形成內部空間12c之壁面，形成有具有耐電漿性之膜。該膜可為藉由陽極氧化處理而形成之膜、或由氧化釔形成之膜等陶瓷製之膜。於腔室本體12之側壁12s，形成有開口12g。晶圓W於被搬入至內部空間12c時、及自內部空間12c被搬出時，通過開口12g。開口12g能夠藉由閘閥14而開閉。閘閥14沿著側壁12s設置。

於內部空間12c中設置有支持部15。支持部15自腔室本體12之底部朝上方延伸。支持部15具有大致圓筒形狀。支持部15由石英等絕緣材料形成。於內部空間12c中，進而設置有載台16。載台16由支持部15支持。載台16構成為支持搭載於其上之晶圓W。晶圓W可具有如晶圓般之圓盤形狀。載台16包含下部電極18及靜電吸盤20。

下部電極18包含第1極板18a及第2極板18b。第1極板18a及第2極板18b例如由鋁等金屬形成。第1極板18a及第2極板18b之各者具有大致圓盤形狀。第2極板18b設置於第1極板18a上，且與第1極板18a電性連接。

於第2極板18b上，設置有靜電吸盤20。靜電吸盤20具有絕緣層、及內置於該絕緣層內之電極。直流電源22經由開關23而電性連接於靜電吸盤20之電極。當對靜電吸盤20之電極施加來自直流電源22之直流電壓時，在靜電吸盤20與晶圓W之間產生靜電引力。晶圓W藉由所產生之靜電引力而被靜電吸盤20吸引，且由靜電吸盤20保持。

於第2極板18b之周緣部上，以包圍晶圓W之邊緣及靜電吸盤20之方式配置聚焦環24。聚焦環24係為了提高電漿處理之均勻性而設置。聚焦環24由根據電漿處理而適當選擇之材料構成，例如由石英形成。

於第2極板18b之內部設置有流路18f。自設置於腔室本體12之外部之冷卻器單元經由配管26a對流路18f供給冷媒。供給至流路18f之冷媒經由配管26b而返回至冷卻器單元。即，冷媒於冷卻器單元與流路18f之間循環。藉由利用冷卻器單元控制該冷媒之溫度，而控制由靜電吸盤20支持之晶圓W之溫度。

於電漿處理裝置10設置有氣體供給管線28。氣體供給管線28將來自傳熱氣體供給機構之傳熱氣體、例如He氣供給至靜電吸盤20之上表面與晶圓W之背面之間。

電漿處理裝置10進而具備上部電極30。上部電極30設置於載台16之上方，且相對於下部電極18大致平行地設置。上部電極30與構件32一起將腔室本體12之上部開口封閉。構件32具有絕緣性。上部電極30經由該構件32而支持於腔室本體12之上部。

上部電極30包含頂板34及支持體36。頂板34面向內部空間12c。於頂板34設置有複數個氣體噴出孔34a。該頂板34不受限定，例如由矽構成。或者，頂板34可具有於鋁製母材之表面設置有耐電漿性膜之構造。再者，該膜可為藉由陽極氧化處理而形成之膜、或由氧化釔形成之膜等陶瓷製之膜。

支持體36構成為將頂板34裝卸自如地支持。支持體36可由鋁等導電性材料形成。於支持體36之內部設置有氣體擴散室36a。複數個氣體孔36b自氣體擴散室36a朝下方延伸。複數個氣體孔36b分別與複數個氣體噴出孔34a連通。於支持體36，形成有將氣體引導至氣體擴散室36a之氣體導入口36c。於氣體導入口36c連接有氣體供給管38。

於氣體供給管38，經由閥群42及流量控制器群44而連接有氣體源群40。氣體源群40具有用於第1氣體、第2氣體、第3氣體、及清洗氣體之複數個氣體源。關於第1氣體、第2氣體、第3氣體、及清洗氣體，將於下文中敍述。

閥群42包含複數個閥，流量控制器群44包含質量流量控制器等複數個流量控制器。氣體源群40之複數個氣體源之各者經由閥群42之對應之閥及流量控制器群44之對應之流量控制器而連接於氣體供給管38。該電漿處理裝置10能夠將來自氣體源群40之複數個氣體源中所選擇之一個以上之氣體源之氣體以個別調整後之流量供給至內部空間12c。

在支持部15與腔室本體12之側壁12s之間設置有擋板48。擋板48例如可藉由將氧化釔等陶瓷被覆於鋁製母材上而構成。於該擋板48形成有多個貫通孔。於擋板48之下方，將排氣管52連接於腔室本體12之底部。於該排氣管52連接有排氣裝置50。排氣裝置50具有自動壓力控制閥等壓力控制器、及渦輪分子泵等真空泵，可使內部空間12c減壓。

電漿處理裝置10進而具備第1高頻電源62。第1高頻電源62係產生電漿產生用之第1高頻之電源。第1高頻之頻率為27～100[MHz]範圍內之頻率，例如為60 MHz。第1高頻電源62經由匹配器63而連接於上部電極30。匹配器63具有用以使第1高頻電源62之輸出阻抗與負載側(上部電極30側)之輸入阻抗匹配之電路。再者，第1高頻電源62亦可經由匹配器63而連接於下部電極18。於第1高頻電源62連接於下部電極18之情形時，上部電極30連接於接地電位。

電漿處理裝置10進而具備第2高頻電源64。第2高頻電源64係產生用以將離子饋入晶圓W之偏壓用第2高頻之電源。第2高頻之頻率低於第1高頻之頻率。第2高頻之頻率為400 kHz～13.56 MHz範圍內之頻率，例如為400 kHz。第2高頻電源64經由匹配器65而連接於下部電極18。匹配器65具有用以使第2高頻電源64之輸出阻抗與負載側(下部電極18側)之輸入阻抗匹配之電路。

一實施方式中，電漿處理裝置10可進而具備控制部Cnt。控制部Cnt係具備處理器、記憶裝置、輸入裝置、顯示裝置等之電腦，控制電漿處理裝置10之各部。具體而言，控制部Cnt執行記憶裝置中所記憶之控制程式，並基於該記憶裝置中所記憶之製程配方資料來控制電漿處理裝置10之各部。藉此，電漿處理裝置10執行由製程配方資料指定之製程。例如，控制部Cnt基於方法MT用之製程配方資料來控制電漿處理裝置10之各部。

使用該電漿處理裝置10執行電漿處理時，將來自氣體源群40之複數個氣體源中所選擇之氣體源之氣體供給至內部空間12c。又，藉由排氣裝置50使內部空間12c減壓。然後，供給至內部空間12c之氣體由藉由來自第1高頻電源62之高頻而產生之高頻電場激發。其結果，於內部空間12c中產生電漿。又，對下部電極18供給第2高頻。其結果，電漿中之離子朝晶圓W加速。藉由將如此加速後之離子、及/或自由基照射至晶圓W，而對晶圓W進行蝕刻。

參照圖4、圖5、圖6、及圖7，進而對被實施方法MT之圖2所示之遮罩層L1之形狀進行說明。圖4～圖7中分別示出圖2所示之遮罩層L1之俯視下之形狀之一例。圖4～圖7所示之遮罩層L1具有複數個凸部K1。複數個凸部K1於多層膜L2之表面SF於俯視下平移對稱地配置。

圖4及圖6之各者所示之遮罩層L1於俯視下具有圓形之凸部K1。圖4及圖6之各者所示之凸部K1呈柱狀，且具有圓形之剖面。圖4所示之複數個凸部K1沿正方格子配置，圖6所示之複數個凸部K1沿三角格子配置。

圖5所示之遮罩層L1於俯視下具有六邊形之凸部K1。圖5所示之凸部K1呈柱狀，且具有六邊形之剖面。圖7所示之遮罩層L1設置成線與空間狀。圖7所示之複數個凸部K1於俯視下設置成複數條線形狀。

再者，遮罩層L1並不限於圖4～圖7所示者，其可具有各種剖面形狀之凸部K1，平移對稱性之朝向亦可為各種方向。

參照圖8對遮罩層L1之凸部K1之縱橫比進行說明。凸部K1之縱橫比設定為離子IN可與側壁SW碰撞。將多層膜L2之表面SF上之遮罩層L1之高度設為h[nm]。將劃分形成露出空間OP之一部分的相鄰之遮罩層L1之兩個側壁SW於表面SF形成之間隔設為D[nm]。將h除以D所得之凸部K1之縱橫比(h/D)滿足條件：h/D≧1/(tan(ϕ)−tan(θ))。θ表示側壁SW相對於與側壁SW交叉、且與表面SF垂直之垂直面SP之傾斜角度。ϕ表示由濺射產生之離子朝垂直面SP之入射角度之上限值。入射角度ϕ大於傾斜角度θ。尤其於傾斜角度θ為0度之情形時，上述條件為h/D≧1/tan(ϕ)。又，於稀疏圖案之蝕刻(RIE(Reactive Ion Etching，反應性離子蝕刻))之情形時，加工極限角度可為10度(ϕ＝10度)，故ϕ可滿足0度≦ϕ≦10度。因此，於θ＝0度且加工極限角度為10度(ϕ＝10度)之情形時，h/D可滿足h/D≧1/tan(10°)之條件。

參照圖1及圖9。一實施方式之方法MT主要包含步驟ST1及步驟ST2，且藉由作為一例之圖3所示之構成之電漿處理裝置10執行。於步驟ST1中，將晶圓W收容於內部空間12c中。晶圓W被載置於載台16之靜電吸盤20上，且由靜電吸盤20保持。

於後續之步驟ST2中，藉由使用自供給至內部空間12c中之處理氣體產生之電漿中之離子IN進行濺射，而對多層膜L2進行蝕刻。處理氣體包含稀有氣體。稀有氣體可包含氬氣、氖氣、氪氣中之至少一者。處理氣體可包含稀有氣體並且進而包含氧氣、氟氣、氟碳、醇類氣體、鹵素氣體、烴類氣體、二氧化碳、氫氣、及氮氣。

步驟ST2中，將處理氣體自氣體源群40供給至內部空間12c。又，藉由排氣裝置50將內部空間12c中之壓力設定為指定壓力。又，為了產生電漿，自第1高頻電源62供給第1高頻。步驟ST2中，於內部空間12c中，藉由基於第1高頻之高頻電場而激發處理氣體，產生處理氣體之電漿。步驟ST2中，自第2高頻電源64將第2高頻供給至下部電極18。藉由將第2高頻供給至下部電極18，而將電漿中之離子IN饋入晶圓W，照射至該晶圓W。

步驟ST2中，藉由來自從處理氣體產生之電漿之離子IN與多層膜L2碰撞，而對多層膜L2進行蝕刻。即，步驟ST2中，藉由離子IN之濺射而對多層膜L2進行蝕刻。藉由執行該步驟ST2，而於自遮罩層L1露出之露出空間OP中對多層膜L2進行蝕刻，將遮罩層L1之圖案轉印至多層膜L2。藉由離子IN之濺射而使含有難揮發性材料之多層膜L2削減，藉此難揮發性材料附著於遮罩層L1之側壁SW(包含藉由蝕刻而形成於多層膜L2之側壁，以下相同)，從而形成沈積膜DP1。

沈積膜DP1可導致遮罩層L1之相鄰之兩個凸部K1之間隔變窄。然而，離子IN與沈積膜DP1碰撞，進而自多層膜L2削減飛出之難揮發性材料於自多層膜L2飛出之過程中與沈積膜DP1碰撞複數次，藉此沈積膜DP1被削減。由此，可充分抑制沈積膜DP1之厚度增加。再者，沈積膜DP1之表面因離子IN之碰撞、進而自多層膜L2飛出之難揮發性材料之碰撞而改質，形成改質層DP2。

先前藉由MRAM之MTJ之濺射進行之蝕刻中使柱等難揮發性材料削減，故被削減之難揮發性材料之沈積層形成於包含遮罩層之側壁在內之蝕刻槽之側壁。於藉由濺射進行之蝕刻中若能夠對難揮發性材料之柱等進行垂直加工，則能夠兼顧充分之遮罩殘膜與加工尺寸之微細化，但由於加工形狀中會設置楔形角度，故難以兼顧充分之遮罩殘膜與加工尺寸之微細化。又，於大容量MRAM所要求之高密度之柱等中，於離子研磨下亦難以進行垂直加工。

針對此，根據一實施方式之方法MT，藉由高縱橫比之遮罩層L1可減少因附著於側壁SW之沈積膜DP1所導致之尺寸增加，能夠藉由凸部K1之蝕刻進行垂直加工。例如，由於使MRAM之柱間變窄，故對於高密度之MRAM之MTJ加工亦可應對。又，藉由使用方法MT，能夠進行MRAM之MTJ以外之作為難揮發性材料之金屬、絕緣物、及包含其等之多層膜之柱、線與空間、孔、環狀遮罩、虛設側壁之垂直加工。

又，藉由使含有稀有氣體之處理氣體進而含有氧氣、醇類氣體、二氧化碳、氟氣、及氮氣並進行流量調整而形成絕緣性化合物，藉此能夠應對短路。又，藉由含有氫氣、氟碳、氟氣、鹵素氣體，能夠連續處理包含矽及矽化合物之多層膜之加工。

又，藉由SiO ₂、SiN等基底層L3，可將自多層膜L2藉由方法MT而形成之柱等之側壁以SiO ₂、SiN等覆蓋，故能夠實現元件表面之減活。

以上，對各種例示性實施方式進行了說明，但並不限定於上述例示性實施方式，亦可進行各種追加、省略、替換、及變更。又，能夠將不同實施方式中之要素加以組合而形成其他實施方式。

例如圖10及圖11所示，遮罩層L1可包含劃分形成圖案之一部分之凸部K1、及包圍凸部K1之外周之外周區域K2。露出空間OP包含凸部K1及外周區域K2之間之空間。相鄰之兩個凸部K1之間隔(D)相對較大，即便於不滿足凸部K1之縱橫比相關之上述條件之情形時，亦可以外周區域K2、與由外周區域K2包圍之凸部K1之間隔(D)滿足上述條件之方式設置外周區域K2。對於由此種外周區域K2包圍之凸部K1，能夠藉由蝕刻進行垂直加工。於步驟ST2之後，藉由蝕刻而最終去除外周區域K2。

進而，如圖12所示，遮罩層L1可包含具有劃分形成圖案之複數個凸部K1之圖案區域K3、及設置於圖案區域K3之外側之外側區域K4。露出空間OP包含圖案區域K3及外側區域K4之間之空間。有時於圖案區域K3之外周區域未設置相鄰之兩個凸部K1，可能存在不滿足凸部K1之縱橫比相關之上述條件之情形。於此種情形時，亦可於圖案區域K3之外周區域，以與外側區域K4相鄰之凸部K1與外側區域K4之間隔(D)滿足上述條件之方式設置外側區域K4。對於與外側區域K4相鄰之凸部K1，能夠藉由蝕刻進行垂直加工。於步驟ST2之後，藉由蝕刻而最終去除外側區域K4。

根據以上說明，本發明之各種實施方式於本說明書中出於說明之目的而進行了說明，應理解，可不脫離本發明之範圍及主旨而進行各種變更。因此，本說明書中揭示之各種實施方式並未意圖進行限定，真正之範圍與主旨係由隨附之專利申請範圍表示。

10:電漿處理裝置 12:腔室本體 12c:內部空間 12s:側壁 12g:開口 14:閘閥 15:支持部 16:載台 18:下部電極 18a:第1極板 18b:第2極板 18f:流路 20:靜電吸盤 22:直流電源 23:開關 24:聚焦環 26b:配管 28:氣體供給管線 30:上部電極 32:構件 34:頂板 34a:氣體噴出孔 36:支持體 36a:氣體擴散室 36b:氣體孔 36c:氣體導入口 38:氣體供給管 40:氣體源群 42:閥群 44:流量控制器群 48:擋板 50:排氣裝置 52:排氣管 62:第1高頻電源 63:匹配器 64:第2高頻電源 65:匹配器 Cnt:控制部 D:間隔 DP1:沈積膜 DP2:改質層 h:高度 IN:離子 K1:凸部 K2:外周區域 K3:圖案區域 K4:外側區域 L1:遮罩層 L2:多層膜 L3:基底層 MT:方法 OP:露出空間 SF:表面 SP:垂直面 ST1:步驟 ST2:步驟 SW:側壁 W:晶圓 θ:傾斜角度 ϕ:入射角度之上限值

圖1係表示一個例示性實施方式之蝕刻方法之流程圖。 圖2係表示一例之晶圓之多層膜及遮罩層之概況之剖視圖。 圖3係概略地表示能夠用於執行圖1所示之蝕刻方法之電漿處理裝置之一例的圖。 圖4係一例之遮罩層之一部分之形狀的俯視圖。 圖5係另一例之遮罩層之一部分之形狀的俯視圖。 圖6係另一例之遮罩層之一部分之形狀的俯視圖。 圖7係另一例之遮罩層之一部分之形狀的俯視圖。 圖8係用以說明一例之遮罩層之縱橫比之圖。 圖9係例示藉由濺射對多層膜進行蝕刻之情況之圖。 圖10係一例之遮罩層包含劃分形成圖案之一部分之凸部、及包圍凸部之外周之外周區域之情形時的遮罩層之一部分之形狀之俯視圖。 圖11係另一例之遮罩層包含劃分形成圖案之一部分之凸部、及包圍凸部之外周之外周區域之情形時的遮罩層之一部分之形狀之俯視圖。 圖12係一例之遮罩層包含具有劃分形成圖案之複數個凸部之圖案區域、及設置於圖案區域之外側之外側區域之情形時的遮罩層之一部分之形狀之俯視圖。

MT:方法

ST1:步驟

ST2:步驟

Claims (9)

1. 一種蝕刻方法，其係藉由使用由電漿處理裝置產生之電漿中之離子進行濺射而實施之晶圓之蝕刻方法， 上述晶圓包含含有難揮發性材料之多層膜、及設置於該多層膜之表面上之遮罩層，於該表面上設置有未被該遮罩層覆蓋之區域、即該表面露出之露出空間， 關於將上述表面上之上述遮罩層之高度(h)除以劃分形成上述露出空間之一部分的相鄰之該遮罩層之兩個側壁於該表面形成之間隔(D)所得之縱橫比(h/D)，在以θ表示該側壁相對於與該側壁交叉且與該表面垂直之垂直面的傾斜角度，以ϕ表示由濺射產生之離子朝該垂直面之入射角度之上限值時，滿足條件：h/D≧1/(tan(ϕ)−tan(θ))， 上述ϕ大於上述θ， 該蝕刻方法包含以下步驟： 將上述晶圓收容於上述電漿處理裝置之腔室之內部空間中；及 藉由使用自供給至上述內部空間中之處理氣體產生之電漿中之離子進行濺射而對上述多層膜進行蝕刻。
2. 如請求項1之蝕刻方法，其中 於上述θ為0度之情形時，上述條件為h/D≧1/tan(10°)。
3. 如請求項1或2之蝕刻方法，其中 上述遮罩層包含劃分形成圖案之一部分之凸部、及包圍該凸部之外周之外周區域， 上述露出空間包含上述凸部及上述外周區域之間之空間， 上述外周區域係於蝕刻上述多層膜之上述步驟之後被去除。
4. 如請求項1至3中任一項之蝕刻方法，其中 上述遮罩層包含具有劃分形成圖案之複數個凸部之圖案區域、及設置於該圖案區域之外側之外側區域， 上述露出空間包含上述圖案區域及上述外側區域之間之空間， 上述外側區域於蝕刻上述多層膜之上述步驟之後被去除。
5. 如請求項1至4中任一項之蝕刻方法，其中 上述處理氣體包含稀有氣體。
6. 如請求項5之蝕刻方法，其中 上述處理氣體進而包含氧氣、氟氣、氟碳、醇類氣體、鹵素氣體、烴類氣體、二氧化碳、氫氣、及氮氣。
7. 如請求項5或6之蝕刻方法，其中 上述處理氣體中所含之稀有氣體包含氬氣、氖氣、氪氣中之至少一者。
8. 如請求項1至7中任一項之蝕刻方法，其中 上述多層膜中所含之難揮發性材料包含由Ru、Ir、Co、Fe、Mg、Pt、W、Mo、Ni所組成之金屬群中所含之任一種金屬、合金化合物、金屬氧化物、及金屬氮化物中之至少一者， 上述合金化合物係包含上述金屬群中所含之兩種以上金屬之化合物， 上述金屬氧化物係上述金屬群中所含之任一種金屬之氧化物， 上述金屬氮化物係上述金屬群中所含之任一種金屬之氮化物。
9. 如請求項1至8中任一項之蝕刻方法，其中 上述遮罩層之材料包含Ti、TiN、Ta、TaN中之至少一者。

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