JP2012142495A - Plasma etching method and plasma etching apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高周波電場によりエッチングガスをプラズマ化するプラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置に関する。 The present invention relates to a plasma etching method and a plasma etching apparatus for converting an etching gas into a plasma by a high frequency electric field.
半導体製造用途等に用いられる基板処理プロセスにプラズマエッチング法がある。この方法では、真空室内に導入されたエッチングガスがプラズマ化されて処理対象基板（以下、基板）と反応し、基板をエッチングする。基板にはエッチングマスク等が形成されており、エッチングによりパターニングされる。 There is a plasma etching method as a substrate processing process used for semiconductor manufacturing or the like. In this method, an etching gas introduced into a vacuum chamber is turned into plasma and reacts with a substrate to be processed (hereinafter referred to as a substrate) to etch the substrate. An etching mask or the like is formed on the substrate and is patterned by etching.
ここで、プラズマエッチングは、基板あるいはエッチングガスの種類、エッチング条件等によってはエッチングの等方性が大きい場合がある。そのような場合、基板にアスペクト比の高い（深度方向に深い）パターンを形成する場合には側壁方向（深度方向に直交する方向）のエッチングを防止する必要がある。深度方向のエッチングの進行に伴い、当初の孔径が拡張されていくためである。この点に対応する、種々のプラズマエッチング法が提案されている。 Here, plasma etching may be highly isotropic depending on the type of substrate or etching gas, etching conditions, and the like. In such a case, when a pattern having a high aspect ratio (deep in the depth direction) is formed on the substrate, it is necessary to prevent etching in the side wall direction (direction perpendicular to the depth direction). This is because the initial hole diameter is expanded with the progress of etching in the depth direction. Various plasma etching methods corresponding to this point have been proposed.
例えば、特許文献１には、エッチングにより形成されたパターンの側壁に、スパッタリングによって保護膜を形成し、高アスペクト比のパターンを形成するエッチング法及びエッチング装置が開示されている。磁気中性線放電（ＮＬＤ：magnetic Neutral Loop Discharge）型プラズマエッチング装置が用いられ、磁気中性線（磁場がゼロである領域）に沿って印加された高周波電場によりプラズマ中のイオンが基板あるいはスパッタリングターゲットに引き込まれ、エッチングあるいはスパッタリングが進行する。 For example, Patent Document 1 discloses an etching method and an etching apparatus in which a protective film is formed on a sidewall of a pattern formed by etching to form a high aspect ratio pattern. Magnetic Neutral Loop Discharge (NLD) type plasma etching apparatus is used, and ions in the plasma are sputtered by a high frequency electric field applied along the magnetic neutral line (region where the magnetic field is zero). It is drawn into the target and etching or sputtering proceeds.
しかしながら、特許文献１に記載のエッチング法及びエッチング装置では、プラズマ中のイオンを基板に引き込む高周波電場の周波数はエッチングの工程中は同一とされている。
ここで、高周波電場の周波数が高い場合、エッチングマスクと基板との選択性が高く、エッチング速度も大きい一方、エッチングの等方性が大きい。このため、エッチングの進行に伴いパターンの内壁が侵食され、パターン内径が拡張されるおそれがある。また、高周波電場の周波数が低い場合、エッチングの異方性が大きい一方、エッチングマスクと基板との選択性が小さく、エッチング速度も小さい。このため、エッチングの進行に伴いパターンの深部に到達するイオンの数が減少し、パターン内径が縮小されるおそれがある。このように、特に高アスペクト比のパターンでは開口から底部まで一定の内径を有するパターンを形成することは困難である。
However, in the etching method and the etching apparatus described in Patent Document 1, the frequency of the high-frequency electric field for drawing ions in plasma into the substrate is the same during the etching process.
Here, when the frequency of the high-frequency electric field is high, the selectivity between the etching mask and the substrate is high, the etching rate is high, and the isotropy of etching is high. For this reason, the inner wall of the pattern may be eroded with the progress of etching, and the pattern inner diameter may be expanded. Further, when the frequency of the high frequency electric field is low, the etching anisotropy is large, while the selectivity between the etching mask and the substrate is small, and the etching rate is also small. For this reason, as the etching proceeds, the number of ions reaching the deep part of the pattern decreases, and the pattern inner diameter may be reduced. As described above, it is difficult to form a pattern having a constant inner diameter from the opening to the bottom particularly in a pattern having a high aspect ratio.
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、高アスペクト比を有しながら内径が均一なパターンを形成することが可能なプラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a plasma etching method and a plasma etching apparatus capable of forming a pattern having a uniform inner diameter while having a high aspect ratio.
本発明の一形態に係るプラズマエッチング方法は、表面にマスクパターンが形成された基板を真空槽内に配置することを含む。
上記真空槽内に導入したガスのプラズマが発生させられる。
上記基板は、高周波電場を印加されながら上記プラズマを用いてエッチングされる。
上記真空槽内に設置されたターゲット材は、上記プラズマでスパッタされ、保護膜が基板に形成されたエッチングパターンの側壁部に形成される。
上記高周波電場の周波数は、上記基板に対するエッチングの進行に応じて変化させられる。
A plasma etching method according to an embodiment of the present invention includes disposing a substrate having a mask pattern formed on a surface in a vacuum chamber.
Plasma of the gas introduced into the vacuum chamber is generated.
The substrate is etched using the plasma while a high frequency electric field is applied.
The target material installed in the vacuum chamber is sputtered by the plasma, and a protective film is formed on the side wall portion of the etching pattern formed on the substrate.
The frequency of the high-frequency electric field is changed according to the progress of etching on the substrate.
本発明の一形態に係るプラズマエッチング装置は、真空槽と、ステージと、プラズマ発生手段と、第１の高周波電源と、第２の高周波電源と、制御手段とを具備する。
上記ステージは、上記真空槽内に配置された基板を支持する。
上記プラズマ発生手段は、上記真空槽内に導入されたガスをプラズマ化する。
上記第１の高周波電源は、上記ステージに第１の周波数の高周波電場を印加する。
上記第２の高周波電源は、上記ステージに上記第１の周波数より高い第２の周波数の高周波電場を印加する。
上記制御手段は、上記ステージに対する上記第１の高周波電源の接続と上記ステージに対する上記第２の高周波電源の接続とを制御する。
A plasma etching apparatus according to an aspect of the present invention includes a vacuum chamber, a stage, a plasma generation unit, a first high-frequency power source, a second high-frequency power source, and a control unit.
The stage supports a substrate disposed in the vacuum chamber.
The plasma generating means converts the gas introduced into the vacuum chamber into plasma.
The first high-frequency power supply applies a high-frequency electric field having a first frequency to the stage.
The second high-frequency power source applies a high-frequency electric field having a second frequency higher than the first frequency to the stage.
The control means controls connection of the first high-frequency power source to the stage and connection of the second high-frequency power source to the stage.
本発明の一実施形態に係るプラズマエッチング方法は、表面にマスクパターンが形成された基板を真空槽内に配置することを含む。
上記真空槽内に導入したガスのプラズマが発生させられる。
上記基板は、高周波電場を印加されながら上記プラズマを用いてエッチングされる。
上記真空槽内に設置されたターゲット材は、上記プラズマでスパッタされ、保護膜が基板に形成されたエッチングパターンの側壁部に形成される。
上記高周波電場の周波数は、上記基板に対するエッチングの進行に応じて変化させられる。
A plasma etching method according to an embodiment of the present invention includes disposing a substrate having a mask pattern formed on a surface thereof in a vacuum chamber.
Plasma of the gas introduced into the vacuum chamber is generated.
The substrate is etched using the plasma while a high frequency electric field is applied.
The target material installed in the vacuum chamber is sputtered by the plasma, and a protective film is formed on the side wall portion of the etching pattern formed on the substrate.
The frequency of the high-frequency electric field is changed according to the progress of etching on the substrate.
上記プラズマエッチング方法によれば、エッチングにより形成されたパターンにスパッタによる保護膜が形成され、パターンの側壁方向がエッチングされることが防止される。
また、エッチング時に印加される高周波電場の周波数を変更することにより、エッチングの指向性（等方的か異方的か）を変化させることが可能となる。エッチングが等方的となる周波数とエッチングが異方的となる周波数を切り替えることにより、パターンの拡張と縮小を抑え、内径が均一なパターンを形成することが可能となる。
According to the plasma etching method, the protective film is formed by sputtering on the pattern formed by etching, and the side wall direction of the pattern is prevented from being etched.
In addition, by changing the frequency of the high-frequency electric field applied during etching, the etching directivity (isotropic or anisotropic) can be changed. By switching between the frequency at which etching is isotropic and the frequency at which etching is anisotropic, expansion and reduction of the pattern can be suppressed, and a pattern having a uniform inner diameter can be formed.
上記エッチングする工程は、第１の周波数の上記高周波電場でエッチングする第１の工程と、上記第１の工程の後、上記第１の周波数より高い第２の周波数の上記高周波電場でエッチングする第２の工程と、上記第２の工程の後、上記第２の周波数より低い第３の周波数の上記高周波電場でエッチングする第３の工程とを含んでもよい。 The etching step includes a first step of etching with the high-frequency electric field having a first frequency, and a second step of etching with the high-frequency electric field having a second frequency higher than the first frequency after the first step. And a third step of etching with the high-frequency electric field having a third frequency lower than the second frequency after the second step.
上記構成によれば、エッチング開始段階ではエッチングの異方性が高い第１の周波数によりエッチングすることにより高い加工精度が得られる。次にエッチングの等方性が高い第２の周波数によりエッチングすることによりパターンの内径が縮小することが防止される。エッチング終了段階では再びエッチングの異方性が高い第３の周波数によりエッチングすることによりパターンの内径が拡張することが防止される。 According to the above configuration, high processing accuracy can be obtained by etching at the first frequency with high etching anisotropy at the etching start stage. Next, the inner diameter of the pattern is prevented from being reduced by etching with the second frequency having high isotropic etching. In the etching end stage, the inner diameter of the pattern is prevented from being expanded by etching again with the third frequency having high etching anisotropy.
上記基板は、シリコン基板または石英基板であるものとしてもよい。 The substrate may be a silicon substrate or a quartz substrate.
上記構成によれば、シリコン基板あるいは石英基板上に、高アスペクト比ながら内径が均一なパターンを形成することが可能である。 According to the above configuration, it is possible to form a pattern with a uniform inner diameter on a silicon substrate or quartz substrate with a high aspect ratio.
上記第１の周波数と上記第３の周波数は同一であるものとしてもよい。 The first frequency and the third frequency may be the same.
上記第１の周波数は１．０ＭＨｚであり、上記第２の周波数は１３．５６ＭＨｚであるものとしてもよい。 The first frequency may be 1.0 MHz, and the second frequency may be 13.56 MHz.
本発明の一実施形態に係るプラズマエッチング装置は、真空槽と、ステージと、プラズマ発生手段と、第１の高周波電源と、第２の高周波電源と、制御手段とを具備する。
上記ステージは、上記真空槽内に配置された基板を支持する。
上記プラズマ発生手段は、上記真空槽内に導入されたガスをプラズマ化する。
上記第１の高周波電源は、上記ステージに第１の周波数の高周波電場を印加する。
上記第２の高周波電源は、上記ステージに上記第１の周波数より高い第２の周波数の高周波電場を印加する。
上記制御手段は、上記ステージに対する上記第１の高周波電源の接続と上記ステージに対する上記第２の高周波電源の接続とを制御する。
A plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention includes a vacuum chamber, a stage, a plasma generating unit, a first high frequency power source, a second high frequency power source, and a control unit.
The stage supports a substrate disposed in the vacuum chamber.
The plasma generating means converts the gas introduced into the vacuum chamber into plasma.
The first high-frequency power supply applies a high-frequency electric field having a first frequency to the stage.
The second high-frequency power source applies a high-frequency electric field having a second frequency higher than the first frequency to the stage.
The control means controls connection of the first high-frequency power source to the stage and connection of the second high-frequency power source to the stage.
上記制御手段は、エッチングの開始時に上記第１の高周波電源と上記ステージを接続し、エッチングの進行に伴い上記第２の高周波電源と上記ステージを接続し、さらなるエッチングの進行に伴い上記第１の高周波電源と上記ステージを接続する。 The control means connects the first high-frequency power source and the stage at the start of etching, connects the second high-frequency power source and the stage as the etching progresses, and connects the first high-frequency power source and the stage as the etching progresses. Connect the high frequency power supply and the above stage.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の第１の実施形態によるプラズマエッチング方法に適用されるプラズマエッチング装置２０の概略構成図である。図示するプラズマエッチング装置２０は、ＮＬＤ（磁気中性線放電：magnetic Neutral Loop Discharge）型のプラズマエッチング装置として構成されており、基板表面のエッチング機能と、基板表面のエッチングパターンの側壁部に保護膜を形成する機能とを兼ね備えている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a plasma etching apparatus 20 applied to the plasma etching method according to the first embodiment of the present invention. The illustrated plasma etching apparatus 20 is configured as an NLD (magnetic neutral loop discharge) type plasma etching apparatus, and has an etching function on the substrate surface and a protective film on the side wall portion of the etching pattern on the substrate surface. It has the function to form.
図１において、２１は真空槽であり、内部にプラズマ形成空間２１ａを含む真空チャンバ（プラズマチャンバ）が形成されている。真空槽２１にはターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）等の真空ポンプが接続され、真空槽２１の内部が所定の真空度に真空排気されている。
In FIG. 1,
プラズマ形成空間２１ａの周囲には、真空槽２１の一部を構成する筒状壁２２によって区画されている。筒状壁２２は石英等の透明絶縁材料で構成されている。筒状壁２２の外周側には、第１高周波電源ＲＦ１に接続されたプラズマ発生用の高周波コイル（アンテナ）２３と、この高周波コイル２３の外周側に配置された三つの磁気コイル群２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）がそれぞれ配置されている。
A
磁気コイル２４Ａと磁気コイル２４Ｃにはそれぞれ同一方向に電流が供給され、磁気コイル２４Ｂには他の磁気コイル２４Ａ，２４Ｃと逆方向に電流が供給される。その結果、プラズマ形成空間２１ａにおいて、磁場ゼロとなる磁気中性線２５が環状に連続して形成される。そして、高周波コイル２３により磁気中性線２５に沿った誘導電場（高周波電場）が形成されることで、放電プラズマが形成される。
Current is supplied to the
特に、ＮＬＤ方式のプラズマエッチング装置においては、磁気コイル２４Ａ〜２４Ｃに流す電流の大きさによって、磁気中性線２５の形成位置および大きさを調整することができる。すなわち、磁気コイル２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに流す電流をそれぞれＩＡ，ＩＢ，ＩＣとしたとき、ＩＡ＞ＩＣの場合は磁気中性線２５の形成位置は磁気コイル２４Ｃ側へ下がり、逆に、ＩＡ＜ＩＣの場合は磁気中性線２５の形成位置は磁気コイル２４Ａ側へ上がる。また、中間の磁気コイル２４Ｂに流す電流ＩＢを増していくと、磁気中性線２５のリング径は小さくなると同時に、磁場ゼロの位置での磁場の勾配が緩やかになる。これらの特性を利用することで、プラズマ密度分布の最適化を図ることができる。
In particular, in the NLD plasma etching apparatus, the formation position and size of the magnetic
一方、真空槽２１の内部には、半導体ウエハ（シリコン（Ｓｉ）基板）Ｗを支持するステージ２６が設置されている。ステージ２６は、導電体で構成されており、制御部３６に接続されている。ステージ２６には、基板Ｗを所定温度に加熱するためのヒータ等の加熱源が内蔵されている。制御部３６は、コンデンサ２７を介して第２高周波電源ＲＦ２（１．０ＭＨｚ）と、コンデンサ３５を介して第３高周波電源ＲＦ３（１３．５６ＭＨｚ）に接続されている。制御部３６は、第２高周波電源ＲＦ２と第２高周波電源ＲＦ３のどちらがステージ２６と接続されるかを切り替える。制御部３６は例えば、切り替え信号を出力するコンピュータによって制御される。
On the other hand, a
第２高周波電源ＲＦ２の周波数は１．０ＭＨｚに限られず、採用するエッチング条件において、エッチングの異方性が大きくなる周波数、即ち、後述するように物理的プロセスが支配的となる周波数の範囲内とすることが可能である。また、第３高周波電源ＲＦ３の周波数は１３．５６ＭＨｚに限られず、採用するエッチング条件において、エッチングの等方性が大きくなる周波数、即ち後述するように化学的プロセスが支配的となる周波数の範囲内とすることが可能である。 The frequency of the second high-frequency power supply RF2 is not limited to 1.0 MHz, and the etching anisotropy becomes large under the etching conditions employed, that is, within the frequency range where the physical process is dominant as will be described later. Is possible. Further, the frequency of the third high frequency power supply RF3 is not limited to 13.56 MHz, and is within a frequency range in which etching isotropic is increased under the employed etching conditions, that is, within a frequency range in which a chemical process is dominant as will be described later. Is possible.
プラズマ形成空間２１ａの上部には、天板２９が設置されている。天板２９は、ステージ２６の対向電極として構成されており、コンデンサ２８を介して第４高周波電源ＲＦ４に接続されている。天板２９のプラズマ形成空間２１ａ側の面には、スパッタにより基板を成膜するためのターゲット（スパッタリングターゲット）３０が取り付けられている。ターゲット３０は、本実施形態では、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂が用いられているが、これ以外の合成樹脂材料、あるいは珪素材、炭素材、炭化珪素材、酸化珪素材、窒化珪素材等が適用可能である。
A
天板２９の近傍には、真空槽２１の内部にプロセスガスを導入するためのガス導入管３１が設置されている。本実施形態において、プロセスガスは、エッチング用のガス、スパッタ用のガス、そして、後述するクリーニング用のガスが含まれる。
In the vicinity of the
プラズマエッチング装置２０の動作を説明する。
図２は、プラズマエッチング装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。
同図に示すように、プラズマエッチング装置２０では、エッチング（ＳＴ１０１、２０３等）とスパッタリング（ＳＴ１０２、ＳＴ２０３等）とクリーニング（ＳＴ２０１、ＳＴ３０１）が行われる。エッチングによる基板Ｗの表面の除去と、スパッタリングによる保護膜の成膜が交互に複数サイクル（５０〜１００サイクル）行われた後、クリーニングによる堆積物の除去が行われ、再びエッチング、スパッタリングが実行されることによって所定のパターンが形成される。エッチング及びスパッタリングの実行回数は適宜設定することが可能であり、クリーニングの間にエッチング及びスパッタリングを繰り返す回数も任意である。
The operation of the plasma etching apparatus 20 will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the plasma etching apparatus 20.
As shown in the figure, the plasma etching apparatus 20 performs etching (ST101, 203, etc.), sputtering (ST102, ST203, etc.), and cleaning (ST201, ST301). After removing the surface of the substrate W by etching and forming a protective film by sputtering alternately for a plurality of cycles (50 to 100 cycles), the deposit is removed by cleaning, and etching and sputtering are performed again. As a result, a predetermined pattern is formed. The number of executions of etching and sputtering can be set as appropriate, and the number of times etching and sputtering are repeated during cleaning is also arbitrary.
ＲＦ２エッチング（ＳＴ１０１、ＳＴ３０２等）は、ステージ２６に高周波電源ＲＦ２が接続されて、ステージ２６に高周波電源ＲＦ２の周波数（１．０ＭＨｚ）の高周波が印加された状態で進行するエッチングを意味する。ＲＦ３エッチング（ＳＴ２０１等）は、ステージ２６に高周波電源ＲＦ３が接続され、ステージ２６に高周波電源ＲＦ３の周波数（１３．５６ＭＨｚ）の高周波が印加された状態で進行するエッチングを意味する。図２では、クリーニングの前後で周波数が変更されているが、これに限られず、例えば、ステップ１０３をＲＦ３エッチングとすることも可能である。
RF2 etching (ST101, ST302, etc.) means etching that proceeds in a state where a high frequency power supply RF2 is connected to the
エッチング及びスパッタリングについて説明する。
図３は、本実施形態に係るプラズマエッチング装置２０の動作例を示すタイミングチャートである。図３において、Ａは、高周波コイル２３に供給される第１高周波電源ＲＦ１の電力印加タイミング、Ｂは、ステージ２６に供給される第２高周波電源ＲＦ２の電力印加タイミング、Ｃは、ステージ２６に供給される第３高周波電源ＲＦ３の電力印加タイミング、Ｄは、天板２９に供給される第４高周波電源ＲＦ４の電力印加タイミング、Ｅは、真空槽２１の内部における圧力をそれぞれ示している。この例では、エッチングの処理圧力（プロセスガス導入量）は、スパッタリングのそれよりも高く設定されている。
Etching and sputtering will be described.
FIG. 3 is a timing chart showing an operation example of the plasma etching apparatus 20 according to the present embodiment. In FIG. 3, A is the power application timing of the first high frequency power supply RF1 supplied to the
基板Ｗの表面にはあらかじめ、マスクパターンが形成されている。このマスクパターンには、有機レジストやメタルマスク等のエッチングマスクが含まれる。エッチングおよびスパッタリングでは、プラズマ形成空間２１ａに、磁気コイル群２４による環状磁気中性線２５が形成され、更に、第１高周波電源ＲＦ１から高周波コイル２３への電力投入により、環状磁気中性線２５に沿って誘導結合プラズマが形成される。
A mask pattern is formed in advance on the surface of the substrate W. This mask pattern includes an etching mask such as an organic resist or a metal mask. In the etching and sputtering, an annular magnetic
エッチングにおいて、真空槽２１の内部に導入されたエッチングガス（ＳＦ６とＡｒの混合ガス）は、プラズマ形成空間２１ａでプラズマ化され、生成されたイオンとラジカルによりステージ２６上の基板Ｗをエッチング処理する。このとき、第２高周波電源ＲＦ２、もしくは第３高周波電源ＲＦ３からの電力投入で基板バイアスがＯＮとなり、イオンをステージ２６側へ加速させ、基板Ｗ上のラジカル生成物をスパッタ除去してエッチング性を高める。すなわち、フッ素ラジカルがシリコンと反応してラジカル生成物を形成し、これをプラズマ中のイオンによるスパッタ作用で除去することで、基板Ｗのエッチング処理が進行する。第２高周波電源ＲＦ２及び第３高周波電源ＲＦ３の切替については後述する。
In the etching, the etching gas (SF 6 and Ar mixed gas) introduced into the
エッチング処理を所定時間行った後、真空槽２１の内部に残留するエッチングガスが排気される。そして、保護膜形成用のプロセスガス（Ａｒ）が真空槽２１の内部に導入されることでスパッタリングが開始される。導入されたプロセスガスは、プラズマ形成空間２１ａでプラズマ化される。このとき、基板バイアス（ＲＦ２もしくはＲＦ３）はＯＦＦとなり、代わりに、第４高周波電源（ＲＦ４）からの電力投入で天板バイアスがＯＮとなる。その結果、天板２９に設置されたターゲット３０はプラズマ中のイオンによりスパッタされ、そのスパッタ物が基板Ｗの表面および上述のエッチングで形成されたエッチングパターンに付着する。以上のようにして、エッチングパターンの底部および側壁部に、保護膜として機能するポリマー層が形成される。
After the etching process is performed for a predetermined time, the etching gas remaining in the
ここで、ターゲット３０から叩き出されたスパッタ粒子は、プラズマ形成空間２１ａに形成されているＮＬＤプラズマを通過して基板へ到達する。このとき、スパッタ粒子は、環状磁気中性線２５が形成される高密度プラズマ領域で分解、再励起されることにより、化学的蒸着法（ＣＶＤ法）に類似する成膜形態で、基板の表面に対して等方的に入射する。したがって、本実施形態によって得られるエッチングパターンの段差被膜（保護膜）は、カバレッジ性が高く、面内均一性に優れる。
Here, the sputtered particles knocked out from the target 30 pass through the NLD plasma formed in the
なお、スパッタリングのプロセスガスとして、例えば、Ａｒとフロロカーボン系ガス（Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３等）の混合ガスを用いることで、プロセスガス中の反応ガスがプラズマ形成空間２１ａにおいてプラズマ化し、そのラジカル生成物が基板表面に堆積することによって、保護膜として機能するポリマー層を形成する。更に、プロセスガスとして上記混合ガスを用いることで、Ａｒガスのみをプロセスガスとして用いる場合に比べてスパッタレート（成膜レート）の向上を図ることができる。
As a sputtering process gas, for example, by using a mixed gas of Ar and a fluorocarbon-based gas (C 4 F 8 , CHF 3 or the like), the reaction gas in the process gas is converted into plasma in the
スパッタリングを所定時間行った後、再び上述したエッチングが行われる。このエッチングの初期段階は、エッチングパターンの底部を被覆する保護膜の除去作用に費やされる。その後、保護膜の除去により露出したエッチングパターンの底部のエッチング処理が再開される。このとき、プラズマ中のイオンは、基板バイアス作用によって基板に対して垂直方向に入射する。このため、エッチングパターンの側壁部を被覆する保護膜に到達するイオンは、エッチングパターンの底部に到達するイオンに比べて少ない。したがって、エッチングの間、エッチングパターンの側壁部を被覆する保護膜は完全に除去されることなく残留する。これにより、エッチングパターンの側壁部とフッ素ラジカルとの接触が回避され、エッチングパターンの側壁部のエッチングによる侵食が防止される。 After performing the sputtering for a predetermined time, the above-described etching is performed again. This initial stage of etching is spent on removing the protective film covering the bottom of the etching pattern. Thereafter, the etching process of the bottom of the etching pattern exposed by removing the protective film is resumed. At this time, ions in the plasma are incident on the substrate in the vertical direction by the substrate bias action. For this reason, the number of ions reaching the protective film covering the side wall of the etching pattern is less than the number of ions reaching the bottom of the etching pattern. Therefore, during the etching, the protective film covering the side wall portion of the etching pattern remains without being completely removed. As a result, contact between the sidewall portion of the etching pattern and the fluorine radical is avoided, and erosion due to etching of the sidewall portion of the etching pattern is prevented.
以上のようにエッチングとスパッタリングが交互に複数回実行されることによってパターンが形成される。ここで、エッチングの際にステージ２６に接続される高周波電源を、制御部３６によって第２高周波電源ＲＦ２と第３高周波電源ＲＦ３のいずれかに切り替えることによって、基板Ｗに印加される高周波の周波数を変更し、エッチング特性を最適なものとする。
As described above, a pattern is formed by alternately performing etching and sputtering a plurality of times. Here, the frequency of the high frequency applied to the substrate W is changed by switching the high frequency power source connected to the
図４は、本実施形態に係るプラズマエッチング装置２０による、基板に印加される高周波の周波数について説明する図である。
図４（Ａ）は、エッチングの進行にともなって周波数が変更される様子を示す。
図示するように、開口に近い部分、すなわちエッチングの開始段階においては第２高周波電源ＲＦ２（１．０ＭＨｚ）が用いられ、中間段階においては第３高周波電源ＲＦ３（１３．５６ＭＨｚ）が用いられ、最奥部分、すなわち終了段階においては再び第２高周波電源ＲＦ２（１．０ＭＨｚ）が用いられる。
図４（Ｂ）は、形成されたパターンの、エッチング深度毎の使用周波数を示す。
FIG. 4 is a diagram for explaining the frequency of the high frequency applied to the substrate by the plasma etching apparatus 20 according to the present embodiment.
FIG. 4A shows how the frequency is changed as the etching progresses.
As shown in the figure, the second high frequency power supply RF2 (1.0 MHz) is used in the portion near the opening, that is, the etching start stage, and the third high frequency power supply RF3 (13.56 MHz) is used in the intermediate stage. The second high-frequency power source RF2 (1.0 MHz) is used again in the back portion, that is, in the end stage.
FIG. 4B shows the use frequency of the formed pattern for each etching depth.
図５は、パターン形状への高周波の周波数の影響を示す図である。
図５（Ａ）は、エッチング時に高周波の周波数を１．０ＭＨｚのみとした場合のパターンの概念図である。同図に示すように、当該パターンでは開口から先端に向かって径が縮小し、また、エッチングマスクＭの膜厚が減少する。
FIG. 5 is a diagram illustrating the influence of high frequency on the pattern shape.
FIG. 5A is a conceptual diagram of a pattern when the frequency of the high frequency is only 1.0 MHz during etching. As shown in the figure, in the pattern, the diameter decreases from the opening toward the tip, and the film thickness of the etching mask M decreases.
図５（Ｂ）は、エッチング時に高周波の周波数を１３．５６ＭＨｚのみとした倍のパターンの概念図である。同図に示すように、当該パターンは側壁がエッチングされて拡張され、一方、エッチングマスクＭの膜厚はほとんど減少しない。 FIG. 5B is a conceptual diagram of a double pattern in which the frequency of the high frequency is only 13.56 MHz during etching. As shown in the figure, the pattern is expanded by etching the side wall, while the thickness of the etching mask M is hardly reduced.
エッチング時の高周波の周波数がエッチング特性に与える影響として、選択性、指向性、エッチング速度が上げられる。上述のように、エッチングガスのプラズマは高周波電場によりラジカルとイオンに解離し、生成したラジカルと基板Ｗが反応（化学的プロセス）し、イオンが基板Ｗに衝突してラジカル生成物が除去（物理的プロセス）されることにより進行する。高周波の周波数は、プラズマの解離度と、基板Ｗに入射するイオンの入射エネルギーに影響を与える。このため、高周波の周波数により化学的プロセスと物理的プロセスのどちらが支配的であるかが異なり、エッチング特性が変化する。 Selectivity, directivity, and etching rate can be increased as influences of high-frequency frequencies during etching on etching characteristics. As described above, the plasma of the etching gas is dissociated into radicals and ions by a high-frequency electric field, the generated radicals react with the substrate W (chemical process), and the ions collide with the substrate W to remove radical products (physical). The process proceeds as a result. The frequency of the high frequency affects the degree of plasma dissociation and the incident energy of ions incident on the substrate W. For this reason, whether the chemical process or the physical process is dominant depends on the frequency of the high frequency, and the etching characteristics change.
周波数が高い高周波（１３．５６ＭＨｚ）は、低い高周波（１．０ＭＨｚ）に比べ、プラズマの解離度が大きく、化学的プロセスの寄与が大きいのに対し、低い周波数は高い周波数に比べイオンの入射エネルギーが大きく、物理的プロセスの寄与が大きい。 A high frequency (13.56 MHz) with a high frequency has a higher degree of plasma dissociation and a larger contribution of chemical processes than a low frequency (1.0 MHz), whereas a low frequency has a higher incident frequency of ions than a high frequency. The contribution of physical processes is large.
選択性は、エッチングマスクＭと基板Ｗのエッチング速度の比である。基板Ｗのみがエッチングされ、エッチングマスクＭはエッチングされない場合が理想的であるが、多くの場合、エッチングマスクＭもエッチングされる。選択性が大きい場合、エッチング速度の差が大きい、すなわちエッチングマスクＭはエッチングされ難く、選択性が小さい場合エッチング速度の差は小さい、すなわちエッチングマスクＭはエッチングされ易い。
パターンの形成が完了する前にエッチングマスクＭが失われてしまうと、基板Ｗ上のマスクされるべき領域もエッチングされてしまうため、選択性が大きい方が好適である。
The selectivity is the ratio between the etching rate of the etching mask M and the substrate W. Ideally, only the substrate W is etched and the etching mask M is not etched, but in many cases, the etching mask M is also etched. When the selectivity is high, the difference in etching rate is large, that is, the etching mask M is difficult to be etched, and when the selectivity is low, the difference in etching rate is small, that is, the etching mask M is easily etched.
If the etching mask M is lost before the formation of the pattern is completed, the region to be masked on the substrate W is also etched, so it is preferable that the selectivity is high.
本実施形態に係るプラズマエッチング装置２０において、周波数が１．０ＭＨｚである場合は選択性は小さく、１３．５６ＭＨｚである場合は選択性は大きい。これは、物理的プロセスよりも化学的プロセスによるエッチングの進行が支配的であり、基板ＷとエッチングマスクＭの材質（化学組成）が異なるため、化学的プロセスの寄与が大きい１３．５６ＭＨｚではエッチング速度の差が大きいためである。 In the plasma etching apparatus 20 according to the present embodiment, the selectivity is small when the frequency is 1.0 MHz, and the selectivity is large when the frequency is 13.56 MHz. This is because the progress of etching by the chemical process is more dominant than the physical process, and the material (chemical composition) of the substrate W and the etching mask M is different. Therefore, the etching rate is increased at 13.56 MHz where the contribution of the chemical process is large. This is because the difference is large.
指向性は、エッチングが等方的に進行するか、異方的に進行するかを意味する。本実施形態に係るプラズマエッチング装置２０においては、パターンの側壁部を保護するための保護膜が形成されるが、エッチングの等方性が大きい場合は、側壁部の保護膜も除去され高アスペクト比のパターンを形成することができない。 Directivity means whether etching proceeds isotropically or anisotropically. In the plasma etching apparatus 20 according to the present embodiment, a protective film for protecting the side wall portion of the pattern is formed. However, if the etching is highly isotropic, the protective film on the side wall portion is also removed and a high aspect ratio is removed. The pattern cannot be formed.
本実施形態に係るプラズマエッチング装置２０において、周波数が１．０ＭＨｚである場合は異方性が大きく、１３．５６ＭＨｚである場合は等方性が大きい。これは、イオンの入射（物理的プロセス）は異方性が大きく、ラジカルと基板Ｗとの反応（化学的プロセス）は等方性が大きいためである。 In the plasma etching apparatus 20 according to the present embodiment, the anisotropy is large when the frequency is 1.0 MHz, and the isotropic property is large when the frequency is 13.56 MHz. This is because the incidence of ions (physical process) is highly anisotropic, and the reaction between the radical and the substrate W (chemical process) is highly isotropic.
エッチング速度は基板Ｗを深度方向にエッチングする速度である。本実施形態に係るプラズマエッチング装置２０においては、周波数が１３．５６ＭＨｚである場合が１．０ＭＨｚである場合に比べエッチング速度が大きい。これは、高周波ほどプラズマ解離が進行し、結果的にフッ素ラジカルが多く生成されるためである。 The etching rate is a rate at which the substrate W is etched in the depth direction. In the plasma etching apparatus 20 according to this embodiment, the etching rate is higher when the frequency is 13.56 MHz than when the frequency is 1.0 MHz. This is because plasma dissociation proceeds as the frequency increases, and as a result, more fluorine radicals are generated.
図５（Ａ）においては、エッチングの異方性が高いため、パターンの深度が深くなるにつれて、底部に到達するイオンが減少し開口から先端に向かって径が縮小し、エッチング速度も遅い。また、上述のようにエッチングマスクＭの残存膜厚が小さい。
図５（Ｂ）においては、エッチングの等方性が高いため、パターンの側壁がエッチングされて拡張されて、エッチングパターンの形状維持性が低下する。
In FIG. 5A, since the anisotropy of etching is high, ions reaching the bottom decrease as the pattern depth increases, the diameter decreases from the opening toward the tip, and the etching rate is slow. Further, as described above, the remaining film thickness of the etching mask M is small.
In FIG. 5B, since the isotropicity of etching is high, the side wall of the pattern is etched and expanded, and the shape maintaining property of the etching pattern is deteriorated.
以上のように高周波の周波数が大きい（例えば１３．５６ＭＨｚ）場合、化学的プロセスの寄与が大きいことに起因し、選択性が大きく、エッチング速度が大きい一方、エッチングの等方性が大きい。また、高周波の周波数が小さい（例えば１．０ＭＨｚ）場合、物理的プロセスの寄与が大きいことに起因し、エッチングの異方性が大きい一方、選択性が小さく、エッチング速度が小さい。このような高周波の周波数によるエッチング特性への影響を利用して、エッチングの進行に伴い高周波の周波数を切り替える。 As described above, when the frequency of the high frequency is large (for example, 13.56 MHz), due to the large contribution of the chemical process, the selectivity is large and the etching rate is large, but the etching isotropic is large. In addition, when the frequency of the high frequency is small (for example, 1.0 MHz), due to the large contribution of the physical process, the etching anisotropy is large, while the selectivity is small and the etching rate is small. By using the influence of the high frequency on etching characteristics, the high frequency is switched as the etching progresses.
エッチング開始段階では高周波の周波数を１．０ＭＨｚとする（第２高周波電源ＲＦ２を用いる）。異方性が高い１．０ＭＨｚとすることにより、開口の加工精度を維持することが可能である。 At the etching start stage, the high frequency is set to 1.0 MHz (the second high frequency power supply RF2 is used). By making the anisotropy high at 1.0 MHz, it is possible to maintain the processing accuracy of the opening.
エッチングがある程度進行した段階で、高周波の周波数を１３．５６ＭＨｚとする（第３高周波電源ＲＦ３を用いる）。等方性が高い１３．５６ＭＨｚとすることにより、パターンの径が収縮することを防止し、かつ、エッチング速度を向上させることが可能である。また、エッチングマスクがエッチングされることも防止される。 When the etching has progressed to some extent, the high frequency is set to 13.56 MHz (the third high frequency power supply RF3 is used). By setting the isotropic high 13.56 MHz, it is possible to prevent the pattern diameter from shrinking and to improve the etching rate. Further, the etching mask is prevented from being etched.
さらにエッチングが進行した段階で、高周波の周波数を再び１．０ＭＨｚとする。１３．５６ＭＨｚのままでは、上述のように側壁が拡張してしまうが、適当な段階で１．０ＭＨｚに変更することにより、パターンの形状を維持することが可能である。
また、パターンの底面の加工精度も高いものとなる。
Further, when the etching progresses, the high frequency is set again to 1.0 MHz. If the frequency is 13.56 MHz, the side wall expands as described above, but the pattern shape can be maintained by changing to 1.0 MHz at an appropriate stage.
In addition, the processing accuracy of the bottom surface of the pattern is high.
以上のように、エッチングが等方的となる周波数とエッチングが異方的となる周波数を切り替えることにより、パターンの拡張と縮小を抑え、内径が均一なパターンを形成することが可能となる。同時に、加工精度、エッチング速度、エッチングマスク残存膜厚のいずれも向上させることが可能である。 As described above, by switching the frequency at which etching is isotropic and the frequency at which etching is anisotropic, expansion and reduction of the pattern can be suppressed and a pattern with a uniform inner diameter can be formed. At the same time, it is possible to improve all of processing accuracy, etching rate, and etching mask residual film thickness.
次に、本発明に係るターゲット３０の表面のクリーニング工程について説明する。 Next, the surface cleaning process of the target 30 according to the present invention will be described.
基板のエッチング処理および保護膜の成膜処理を続けると、プラズマ形成空間２１ａ内で生成されるエッチングガス（ＳＦ６／Ａｒ）、ターゲット材（ＰＴＦＥ）、基板材料（シリコン）等に関連する反応生成物がターゲット３０の表面に堆積する。この種の堆積膜は、プラズマの照射を受けてスパッタされて、基板の表面に形成されたエッチングパターンに付着する。エッチングの際に上記堆積膜のスパッタ物がエッチングパターンの開口部に堆積することによってエッチングの進行を妨げる。
When the substrate etching process and the protective film forming process are continued, reaction generation related to the etching gas (SF 6 / Ar), target material (PTFE), substrate material (silicon), etc. generated in the
そこで本実施形態では、エッチングの途中またはエッチング後に、真空槽２１内の雰囲気ガスを酸素系ガスに置換して、ターゲット３０の表面を清浄化するためのクリーニング工程が実施される。このクリーニング工程では、真空槽２１内で酸素系ガスのプラズマを発生させて、ターゲット３０の表面に付着した反応生成物をプラズマアッシングによって除去する。
Therefore, in the present embodiment, a cleaning process for cleaning the surface of the target 30 is performed by replacing the atmospheric gas in the
このクリーニング工程で用いられるプロセスガスとしては、Ｏ２、Ｏ３、ＣＯｘ、ＮＯｘ、Ｈ２Ｏ、ＳＯｘの何れか又はこれらの混合ガスが用いられる。また、これら酸素系ガスと希ガスとの混合ガスを用いてもよい。プロセス圧力は、エッチングと同程度に設定され、例えば１．０Ｐａ〜６．０Ｐａである。酸素系ガスのプラズマは、第１高周波電源ＲＦ１に接続された高周波コイル２３および磁気コイル群２４を用いて発生される。
As the process gas used in this cleaning step, any of O 2 , O 3 , COx, NOx, H 2 O, SOx, or a mixed gas thereof is used. Further, a mixed gas of these oxygen-based gas and rare gas may be used. The process pressure is set to the same level as that of etching, and is, for example, 1.0 Pa to 6.0 Pa. The oxygen-based gas plasma is generated using the high-
図２では、ターゲット３０のクリーニングを、エッチングとスパッタリングを交互に複数回実行した後に実施する例を示している。エッチングとスパッタリングを所定サイクル（５０〜１００サイクル）実施する毎に、ターゲット３０の表面のクリーニング処理が実行される。上述したように、エッチング時の周波数を変更するタイミングとクリーニングのタイミングは関連しない。 FIG. 2 shows an example in which the target 30 is cleaned after etching and sputtering are alternately performed a plurality of times. Each time etching and sputtering are performed for a predetermined cycle (50 to 100 cycles), the surface of the target 30 is cleaned. As described above, the timing for changing the frequency during etching and the timing for cleaning are not related.
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るプラズマエッチング装置３７の概略構成図である。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a
本実施形態では、基板Ｓは石英基板で構成され、ターゲット３８はシリコン（Ｓｉ）プレートで構成されている。また、天板２９は、コンデンサ２８を介して、高周波コイル２３用の第１高周波電源ＲＦ１と接続される。これにより、プラズマ形成空間２１ａ内でプラズマが形成されている間、天板２９にもバイアス電力が印加される。
In the present embodiment, the substrate S is composed of a quartz substrate, and the
一方、真空槽２１の内部には、基板Ｗを支持するステージ２６が設置されている。ステージ２６は、導電体で構成されており、コンデンサ２７を介して第２高周波電源ＲＦ２と、コンデンサ３５を介して第３高周波電源ＲＦ３に接続されている。第２高周波電源ＲＦ２（１．０ＭＨｚ）と第３高周波電源ＲＦ３（１３．５６ＭＨｚ）は、制御部３６によって接続されている。
On the other hand, a
石英からなる基板Ｗのエッチングガスには、Ｃ３Ｆ８やＣＦ４、ＣＨＦ３等のフロロカーボン系ガスが用いられる。プラズマ形成空間２１ａでエッチングガスのプラズマを発生させて、表面にマスクパターンが形成された基板Ｗをエッチングする。エッチング時、ターゲット３８に高周波電力が印加されることで、プラズマ中のイオンが天板２９へ引き込まれ、ターゲット３８をスパッタする。スパッタされたシリコン粒子はエッチングガスの一部と反応し、チャンバ内におけるエッチャント濃度を調整する機能を果たす。これにより、基板Ｗの適切なエッチング処理が可能となり、形状制御性に優れたパターン加工を実現する。
As an etching gas for the substrate W made of quartz, a fluorocarbon-based gas such as C 3 F 8 , CF 4 , or CHF 3 is used. Etching gas plasma is generated in the
このような構成のプラズマエッチング装置３７においても、第１の実施形態と同様に、エッチングの進行段階に応じて高周波の周波数を変更することにより、加工精度、エッチング速度、エッチングマスク残存膜厚のいずれも向上させることが可能である。
In the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
上述の実施形態では、エッチング工程において、ステージに印加される高周波電力の周波数を２回切り替えたが、この回数は２回に限られず、より多段階であってもよい。また、連続的に高周波の周波数を変化させてもよい。また、エッチング開始段階において低い周波数とし、その後に高い周波数、さらに再び低い周波数としたが、この順に限られず、所望するパターンの形状に合わせて適宜変更することができる。 In the above-described embodiment, in the etching process, the frequency of the high-frequency power applied to the stage is switched twice. However, the number of times is not limited to two and may be more stages. Further, the frequency of the high frequency may be changed continuously. In addition, the frequency is set to a low frequency at the start of etching, then set to a high frequency, and then set to a low frequency again.
上述の実施形態では、ステージに接続される、周波数の異なる高周波電源を２基としたが、これに限られず、３基以上でもよい。あるいは、１基の高周波電源でその発振周波数を可変としてもよい。エッチング開始から終了までにわたって使用される周波数の大きさ、切り替え順序、切り替え回数等は、要求されるエッチング精度、パターン形状、アスペクト比の大きさ等に応じて、適宜設定可能である。 In the above-described embodiment, two high-frequency power sources having different frequencies connected to the stage are used. However, the present invention is not limited to this, and three or more high-frequency power sources may be used. Alternatively, the oscillation frequency may be variable with a single high-frequency power source. The magnitude of the frequency used from the start to the end of etching, the switching order, the number of times of switching, and the like can be appropriately set according to the required etching accuracy, pattern shape, aspect ratio, and the like.
Ｗ 基板
Ｍ エッチングマスク
Ｓ 基板
ＲＦ２ 第２高周波電源
ＲＦ３ 第３高周波電源
２０ プラズマエッチング装置
２１ 真空槽
３０ ターゲット
３６ 制御部
３７ プラズマエッチング装置
３８ ターゲット
W substrate M etching mask S substrate RF2 second high frequency power source RF3 third high frequency power source 20
Claims (7)
前記真空槽内に導入したガスのプラズマを発生させ、
前記基板に高周波電場を印加しながら前記プラズマを用いて前記基板をエッチングし、
前記真空槽内に設置されたターゲット材を前記プラズマでスパッタして、前記基板に形成されたエッチングパターンの側壁部に保護膜を形成し、
前記基板に対するエッチングの進行に応じて前記高周波電場の周波数を変化させる
プラズマエッチング方法。 A substrate with a mask pattern formed on the surface is placed in a vacuum chamber,
Generating a plasma of the gas introduced into the vacuum chamber;
Etching the substrate using the plasma while applying a high frequency electric field to the substrate,
Sputtering the target material installed in the vacuum chamber with the plasma, forming a protective film on the side wall of the etching pattern formed on the substrate,
A plasma etching method, wherein the frequency of the high-frequency electric field is changed according to the progress of etching on the substrate.
前記エッチングする工程は、
第１の周波数の前記高周波電場でエッチングする第１の工程と、
前記第１の工程の後、前記第１の周波数より高い第２の周波数の前記高周波電場でエッチングする第２の工程と、
前記第２の工程の後、前記第２の周波数より低い第３の周波数の前記高周波電場でエッチングする第３の工程とを含む
プラズマエッチング方法。 The plasma etching method according to claim 1,
The etching step includes
A first step of etching with said high frequency electric field of a first frequency;
After the first step, a second step of etching with the high-frequency electric field having a second frequency higher than the first frequency;
And a third step of etching with the high-frequency electric field having a third frequency lower than the second frequency after the second step.
前記基板は、シリコン基板または石英基板である
プラズマエッチング方法。 The plasma etching method according to claim 2,
The plasma etching method, wherein the substrate is a silicon substrate or a quartz substrate.
前記第１の周波数と前記第３の周波数は同一である
プラズマエッチング方法。 The plasma etching method according to claim 3,
The plasma etching method, wherein the first frequency and the third frequency are the same.
前記第１の周波数は１．０ＭＨｚであり、
前記第２の周波数は１３．５６ＭＨｚである
プラズマエッチング法。 The first frequency according to claim 4 is 1.0 MHz,
The second frequency is 13.56 MHz. Plasma etching method.
前記真空槽内に配置された基板を支持するためのステージと、
前記真空槽内に導入されたガスをプラズマ化するプラズマ発生手段と、
前記ステージに第１の周波数の高周波電場を印加するための第１の高周波電源と、
前記ステージに前記第１の周波数より高い第２の周波数の高周波電場を印加するための第２の高周波電源と、
前記ステージに対する前記第１の高周波電源の接続と前記ステージに対する前記第２の高周波電源の接続とを制御する制御手段と
を具備するプラズマエッチング装置。 A vacuum chamber;
A stage for supporting a substrate disposed in the vacuum chamber;
Plasma generating means for converting the gas introduced into the vacuum chamber into plasma;
A first high frequency power source for applying a high frequency electric field of a first frequency to the stage;
A second high-frequency power source for applying a high-frequency electric field having a second frequency higher than the first frequency to the stage;
A plasma etching apparatus comprising: control means for controlling connection of the first high-frequency power source to the stage and connection of the second high-frequency power source to the stage.
前記制御手段は、エッチングの開始時に前記第１の高周波電源と前記ステージを接続し、エッチングの進行に伴い前記第２の高周波電源と前記ステージを接続し、さらなるエッチングの進行に伴い前記第１の高周波電源と前記ステージを接続する
プラズマエッチング装置。 The plasma etching apparatus according to claim 6,
The control means connects the first high-frequency power source and the stage at the start of etching, connects the second high-frequency power source and the stage with the progress of etching, and the first high-frequency power source with the progress of further etching. A plasma etching apparatus that connects a high-frequency power source and the stage.
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015166605A1 (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | 日新電機株式会社 | Deposition method |
| JP2016207771A (en) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 東京エレクトロン株式会社 | Etching method of etched layer |
| KR101799149B1 (en) | 2014-06-19 | 2017-11-17 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Method for etching insulation film |
| JP2018049896A (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Plasma processing method |
| KR20180062404A (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma etching method |
| JP2019087626A (en) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma etching method |
| KR20190100395A (en) * | 2017-01-17 | 2019-08-28 | 램 리써치 코포레이션 | Create a supplemental plasma density near the substrate using low bias voltages in an inductively coupled plasma (ICP) processing chamber |
| CN111916327A (en) * | 2019-05-10 | 2020-11-10 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | Multi-frequency and multi-stage plasma radio frequency output method and device |
| WO2022050198A1 (en) * | 2020-09-01 | 2022-03-10 | 東京エレクトロン株式会社 | Etching method and etching device |
| WO2022196369A1 (en) * | 2021-03-15 | 2022-09-22 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing method and substrate processing device |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11345803A (en) * | 1998-06-03 | 1999-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for plasma production and processing |
| JP2001144077A (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-25 | Applied Materials Inc | Device and method for plasma treatment |
| WO2003056617A1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-10 | Tokyo Electron Limited | Etching method and plasma etching device |
| JP2005057141A (en) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Ulvac Japan Ltd | Dry etching method of interlayer insulating film |
| JP2007503709A (en) * | 2003-08-22 | 2007-02-22 | ラム リサーチ コーポレーション | High aspect ratio etching using modulation of RF power at various frequencies |
| JP2008053516A (en) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Tokyo Electron Ltd | Etching method and device |
| JP2008244429A (en) * | 2007-02-13 | 2008-10-09 | Hitachi High-Technologies Corp | Method of plasma-processing and device for plasma-processing |
| WO2009020129A1 (en) * | 2007-08-08 | 2009-02-12 | Ulvac, Inc. | Plasma processing method and plasma processing apparatus |
-
2011
- 2011-01-05 JP JP2011000736A patent/JP2012142495A/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11345803A (en) * | 1998-06-03 | 1999-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for plasma production and processing |
| JP2001144077A (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-25 | Applied Materials Inc | Device and method for plasma treatment |
| WO2003056617A1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-10 | Tokyo Electron Limited | Etching method and plasma etching device |
| JP2005057141A (en) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Ulvac Japan Ltd | Dry etching method of interlayer insulating film |
| JP2007503709A (en) * | 2003-08-22 | 2007-02-22 | ラム リサーチ コーポレーション | High aspect ratio etching using modulation of RF power at various frequencies |
| JP2008053516A (en) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Tokyo Electron Ltd | Etching method and device |
| JP2008244429A (en) * | 2007-02-13 | 2008-10-09 | Hitachi High-Technologies Corp | Method of plasma-processing and device for plasma-processing |
| WO2009020129A1 (en) * | 2007-08-08 | 2009-02-12 | Ulvac, Inc. | Plasma processing method and plasma processing apparatus |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015166605A1 (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | 日新電機株式会社 | Deposition method |
| KR101799149B1 (en) | 2014-06-19 | 2017-11-17 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Method for etching insulation film |
| JP2016207771A (en) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 東京エレクトロン株式会社 | Etching method of etched layer |
| JP2018049896A (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Plasma processing method |
| KR102512580B1 (en) * | 2016-11-30 | 2023-03-21 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma etching method |
| KR20180062404A (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Plasma etching method |
| JP2018093189A (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma etching method |
| JP7008474B2 (en) | 2016-11-30 | 2022-01-25 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma etching method |
| CN110462798B (en) * | 2017-01-17 | 2024-03-05 | 朗姆研究公司 | Generating near-substrate supplemental plasma density with low bias in inductively coupled plasma processing chamber |
| JP2020505722A (en) * | 2017-01-17 | 2020-02-20 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | Near-substrate supplemental plasma density generation at low bias voltage in an inductively coupled plasma processing chamber |
| KR102552807B1 (en) * | 2017-01-17 | 2023-07-06 | 램 리써치 코포레이션 | Produce supplemental plasma density near the substrate using a low bias voltage within an Inductively Coupled Plasma (ICP) processing chamber |
| CN110462798A (en) * | 2017-01-17 | 2019-11-15 | 朗姆研究公司 | Nearly substrate is generated with low bias in inductively coupled plasma process chamber and supplements plasma density |
| KR20190100395A (en) * | 2017-01-17 | 2019-08-28 | 램 리써치 코포레이션 | Create a supplemental plasma density near the substrate using low bias voltages in an inductively coupled plasma (ICP) processing chamber |
| TWI789449B (en) * | 2017-11-07 | 2023-01-11 | 日商東京威力科創股份有限公司 | Plasma etching method of substrate |
| US10854470B2 (en) | 2017-11-07 | 2020-12-01 | Tokyo Electron Limited | Plasma etching method |
| JP2019087626A (en) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma etching method |
| CN111916327B (en) * | 2019-05-10 | 2023-04-28 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | Multi-frequency multi-stage plasma radio frequency output method and device thereof |
| CN111916327A (en) * | 2019-05-10 | 2020-11-10 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | Multi-frequency and multi-stage plasma radio frequency output method and device |
| WO2022050198A1 (en) * | 2020-09-01 | 2022-03-10 | 東京エレクトロン株式会社 | Etching method and etching device |
| WO2022196369A1 (en) * | 2021-03-15 | 2022-09-22 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing method and substrate processing device |
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