JP2014003085A - Plasma etching method and plasma treatment device - Google Patents
Plasma etching method and plasma treatment device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014003085A JP2014003085A JP2012136093A JP2012136093A JP2014003085A JP 2014003085 A JP2014003085 A JP 2014003085A JP 2012136093 A JP2012136093 A JP 2012136093A JP 2012136093 A JP2012136093 A JP 2012136093A JP 2014003085 A JP2014003085 A JP 2014003085A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- plasma
- gas
- silicon
- mask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 title description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 124
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 79
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 78
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 42
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 23
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 110
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 6
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 6
- 229910003910 SiCl4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- RWRIWBAIICGTTQ-UHFFFAOYSA-N difluoromethane Chemical compound FCF RWRIWBAIICGTTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
- H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
- H01J37/32155—Frequency modulation
- H01J37/32165—Plural frequencies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31144—Etching the insulating layers by chemical or physical means using masks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Description
本発明は、被処理体をプラズマエッチング処理する方法及び当該プラズマエッチングを実施するプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a method for plasma-etching an object to be processed and a plasma processing apparatus for performing the plasma etching.
半導体デバイスの製造工程においては、例えばプラズマの作用により被処理体上にエッチングや成膜等の微細加工が施される。プラズマエッチングによる微細加工の例としては、例えばトレンチや、キャパシタ用のホールがある。 In the semiconductor device manufacturing process, for example, fine processing such as etching and film formation is performed on the object to be processed by the action of plasma. Examples of microfabrication by plasma etching include, for example, a trench and a capacitor hole.
プラズマを用いたエッチング処理によってシリコン層にホールを形成する際には、例えばシリコン酸化膜などがマスクとして用いられるが、当該エッチング処理においてシリコン層のエッチングレートを上げようとすると、シリコン酸化膜のエッチングレートも上がることになる。そのため、エッチングの際の選択比を上げることができず、エッチング深さを深くすることができないという問題がある。マスクがエッチングされ尽されれば、エッチングを停止せざるをえないからである。 When forming a hole in a silicon layer by etching using plasma, for example, a silicon oxide film is used as a mask. If an attempt is made to increase the etching rate of the silicon layer in the etching process, etching of the silicon oxide film is performed. The rate will also rise. For this reason, there is a problem that the etching selectivity cannot be increased and the etching depth cannot be increased. This is because if the mask is completely etched, etching must be stopped.
そこで、例えば特許文献1には、被処理体としてのシリコン層をエッチングする際に、処理ガスとしてHBrガス、O2ガス、SiFガス等を用い、基板処理室内に配置された、被処理体を載置する下部電極に、周波数の異なる2つの高周波電力を印加してエッチングを施すことが開示されている。このエッチング方法によれば、シリコン層に高アスペクト比のホールを形成できる。
Therefore, for example,
ところで近年、半導体デバイスの微細化、高集積化に伴い、所望の容量を有するキャパシタの形成のために、例えばアスペクト比が60以上の高アスペクト比のホールやトレンチを形成する必要が生じている。キャパシタの容量はキャパシタを形成する電極の面積に比例して大きくなるが、微細化に伴い、電極の表面積を維持するにためにホールの深さを深くすることで対応することが求められるからである。 In recent years, with the miniaturization and high integration of semiconductor devices, it has become necessary to form holes and trenches having a high aspect ratio with an aspect ratio of 60 or more, for example, in order to form a capacitor having a desired capacitance. The capacitance of the capacitor increases in proportion to the area of the electrode forming the capacitor, but as miniaturization, it is required to respond by increasing the depth of the hole in order to maintain the surface area of the electrode. is there.
しかしながら、特許文献1のエッチング方法では、アスペクト比が60以上となるような高アスペクト比のホールを形成することはできない。
However, the etching method of
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、プラズマエッチング処理により、高アスペクト比のホールやトレンチを形成することを目的としている。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at forming a high aspect-ratio hole and trench by a plasma etching process.
上記目的を達成するため、本発明は、処理容器内に設けられた上部電極と下部電極との間に高周波電力を印加して処理ガスをプラズマ化し、基板上に積層されているシリコン酸化膜層及び窒化シリコン層を、当該窒化シリコン層上に形成されたシリコン層をマスクとしてプラズマエッチング処理する方法であって、CF含有ガス及びCFH含有ガスのプラズマにより前記窒化シリコン層をエッチンする第1のエッチング処理を行い、次いで、CF含有ガスのプラズマにより前記シリコン酸化膜層をエッチングする第2のエッチング処理を行い、次いで、Si含有ガスのプラズマにより前記マスク上にSi含有物を堆積させ、その後、前記シリコンマスク上にSi含有物を堆積させた状態で、CF含有ガスのプラズマにより再度シリコン酸化膜層をエッチングする第3のエッチング処理を行うことで、所定のアスペクト比を有するホールまたはトレンチを形成することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a silicon oxide film layer that is laminated on a substrate by applying a high frequency power between an upper electrode and a lower electrode provided in a processing vessel to turn the processing gas into plasma. And etching the silicon nitride layer using the silicon layer formed on the silicon nitride layer as a mask, wherein the silicon nitride layer is etched by plasma of a CF-containing gas and a CFH-containing gas. And then performing a second etching process for etching the silicon oxide film layer with a CF-containing gas plasma, and then depositing a Si-containing material on the mask with a Si-containing gas plasma. With the Si-containing material deposited on the silicon mask, the silicon oxide film layer is again formed by CF-containing gas plasma. A hole or a trench having a predetermined aspect ratio is formed by performing a third etching process for etching.
本発明者らによれば、シリコン層をマスクとしてシリコン酸化膜をエッチング処理した後にSi含有ガスのプラズマによりSi含有物を堆積させることにより、その後に再度CF含有ガスのプラズマを用いてエッチング処理を行ってもマスクがエッチングし尽されて消失することがないことが確認された。本発明はこの知見に基づくものであり、本発明によれば、シリコン層をマスクとしてシリコン酸化膜層をエッチング処理した後にSi含有ガスのプラズマによりSi含有物を堆積させる。そしてその後、CF含有ガスのプラズマを用いて再度エッチング処理を行う。この際、再度のエッチングにおいてもマスクは消失することなく維持されているので、所望のパターンのホールを従来よりもさらに深く掘り下げることができる。その結果、所定のアスペクト比、たとえばアスペクト比が60以上のホールやトレンチを形成することができる。 According to the present inventors, after etching the silicon oxide film using the silicon layer as a mask, the Si-containing material is deposited by the plasma of the Si-containing gas, and then the etching treatment is again performed using the plasma of the CF-containing gas. Even if it went, it was confirmed that the mask was not etched and disappeared. The present invention is based on this finding, and according to the present invention, after the silicon oxide film layer is etched using the silicon layer as a mask, the Si-containing material is deposited by plasma of the Si-containing gas. Thereafter, the etching process is performed again using plasma of a CF-containing gas. At this time, since the mask is maintained without being lost even in re-etching, holes having a desired pattern can be dug deeper than in the prior art. As a result, holes or trenches having a predetermined aspect ratio, for example, an aspect ratio of 60 or more can be formed.
前記シリコンマスク上へのSi含有物の堆積と、前記CF含有ガスによりシリコン酸化膜層をエッチングする第3のエッチングする第3のエッチング処理を繰り返し行ってもよい。 The deposition of Si-containing material on the silicon mask and the third etching process for etching the silicon oxide film layer by the CF-containing gas may be repeated.
前記第2のエッチング処理及び前記第3のエッチング処理における前記基板の温度が120℃〜200℃であり、前記第2のエッチング処理及び前記第3のエッチング処理において、前記下部電極にイオン引き込みのための高周波電力を印加し、前記印加させる高周波電力の電力密度が11〜14.2W/cm2であってもよい。 The temperature of the substrate in the second etching process and the third etching process is 120 ° C. to 200 ° C., and ions are attracted to the lower electrode in the second etching process and the third etching process. The power density of the applied high frequency power may be 11 to 14.2 W / cm 2.
前記シリコン含有ガスは、SiCl4ガスであってもよい。また、前記シリコン含有ガスは、SiCl4とO2の混合ガスであってもよい。 The silicon-containing gas may be SiCl4 gas. The silicon-containing gas may be a mixed gas of SiCl4 and O2.
別の観点による本発明は、処理容器内に設けられた上部電極と下部電極との間に高周波電力を印加して処理ガスをプラズマ化し、基板上に積層されたシリコン酸化膜層及び窒化シリコン層をプラズマエッチングするプラズマ処理装置であって、前記基板を収容する処理容器と、前記処理容器内に設けられた上部電極と下部電極に高周波電力を印加する高周波電源と、前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給源を有し、前記処理ガス供給源は、窒化シリコン層をエッチング処理するためのCF含有ガス及びCFH含有ガスと、シリコン酸化膜層をエッチング処理するためのCF含有ガスを供給するエッチングガス供給部と、前記シリコン酸化膜上に形成されたシリコンマスク上にSi含有物を堆積させるためのSi含有ガスを供給するコーティングガス供給部と、を備えていることを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a silicon oxide film layer and a silicon nitride layer stacked on a substrate by applying a high frequency power between an upper electrode and a lower electrode provided in a processing vessel to turn a processing gas into plasma. A plasma processing apparatus for plasma etching, a processing container for accommodating the substrate, a high frequency power source for applying high frequency power to an upper electrode and a lower electrode provided in the processing container, and a processing gas in the processing container The processing gas supply source includes a CF-containing gas and a CFH-containing gas for etching the silicon nitride layer, and a CF-containing gas for etching the silicon oxide film layer. An etching gas supply unit for supplying an Si-containing gas for depositing an Si-containing material on the silicon mask formed on the silicon oxide film; It is characterized in that comprises a coating gas supply unit.
本発明によれば、プラズマエッチング処理により、高アスペクト比のホールやトレンチを形成することができる。 According to the present invention, a high aspect ratio hole or trench can be formed by plasma etching.
以下、本発明の実施の形態の一例について、図を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置1の概略の構成を示す縦断面図である。本実施の形態に係るプラズマ処理装置1は例えば平行平板型のプラズマエッチング処理装置でありウェハW上に積層されたシリコン酸化膜層のプラズマによるエッチング処理が行われる。また、本実施の形態においてエッチング処理されるウェハWはシリコン基板であり、その上面には、図2に示すように、シリコン酸化膜層3が形成されている。シリコン酸化膜層3上には、窒化シリコン層4が形成され、窒化シリコン層4上には、例えばポリシリコンからなるマスク5が所定のパターンで形成されている。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a
プラズマ処理装置1は、ウェハWを保持するウェハチャック10が設けられた略円筒状の処理容器11を有している。処理容器11は、接地線12により電気的に接続されて接地されている。また、処理容器11の内壁は、表面に耐プラズマ性の材料からなる溶射皮膜が形成されたライナ(図示せず)により覆われている。
The
ウェハチャック10は、その下面を下部電極としてのサセプタ13により支持されている。サセプタ13は、例えばアルミニウム等の金属により略円盤状に形成されている。処理容器11の底部には、絶縁板14を介して支持台15が設けられ、サセプタ13はこの支持台15の上面に支持されている。ウェハチャック10の内部には電極(図示せず)が設けられており、当該電極に直流電圧を印加することにより生じる静電気力でウェハWを吸着保持することができるように構成されている。
The lower surface of the
サセプタ13の上面であってウェハチャック10の外周部には、プラズマ処理の均一性を向上させるための、例えばシリコンからなる導電性の補正リング20が設けられている。サセプタ13、支持台15及び補正リング20は、例えば石英からなる円筒部材21によりその外側面が覆われている。
A
支持台15の内部には、冷媒が流れる冷媒路15aが例えば円環状に設けられており、当該冷媒路15aの供給する冷媒の温度を制御することにより、ウェハチャック10で保持されるウェハWの温度を制御することができる。また、ウェハチャック10と当該ウェハチャック10で保持されたウェハWとの間に、伝熱ガスとして例えばヘリウムガスを供給する伝熱ガス管22が、例えば処理容器11の底部、サセプタ13、支持台15及び絶縁板14を貫通して設けられている。
A
サセプタ13には、当該サセプタ13に高周波電力を供給してプラズマを生成するための第1の高周波電源30が、第1の整合器31を介して電気的に接続されている。第1の高周波電源30は、例えば27〜100MHzの周波数、本実施の形態では例えば100MHzの高周波電力を出力するように構成されている。第1の整合器31は、第1の高周波電源30の内部インピーダンスと負荷インピーダンスをマッチングさせるものであり、処理容器11内にプラズマが生成されているときに、第1の高周波電源30の内部インピーダンスと負荷インピーダンとが見かけ上一致するように作用する。
The
また、サセプタ13には、当該サセプタ13に高周波電力を供給してウェハWにバイアスを印加することでウェハWにイオンを引き込むための第2の高周波電源40が、第2の整合器41を介して電気的に接続されている。第2の高周波電源40は、例えば400kHz〜13.56MHzの周波数、本実施の形態では例えば3.2MHzの高周波電力を出力するように構成されている。第2の整合器41は、第1の整合器31と同様に、第2の高周波電源40の内部インピーダンスと負荷インピーダンスをマッチングさせるものである。
The
これら第1の高周波電源30、第1の整合器31、第2の高周波電源40、第2の整合器41は、後述する制御部150に接続されており、これらの動作は制御部150により制御される。
The first high-
下部電極であるサセプタ13の上方には、上部電極42がサセプタ13に対向して平行に設けられている。上部電極42は、導電性の支持部材50を介して処理容器11の上部に支持されている。したがって上部電極42は、処理容器11と同様に接地電位となっている。
Above the
上部電極42は、ウェハチャック10に保持されたウェハWと対向面を形成する電極板51と、当該電極板51を上方から支持する電極支持体52とにより構成されている。電極板51には、処理容器11の内部に処理ガスを供給する複数のガス供給口53が当該電極板51を貫通して形成されている。電極板51には、例えばジュール熱の少ない低抵抗の導電体または半導体により構成され、本実施の形態においては例えばシリコンが用いられる。また、電極支持板52は導電体により構成され、本実施の形態においては例えばアルミニウムが用いられる。
The
電極支持体52内部の中央部には、略円盤状に形成されたガス拡散室54が設けられている。また、電極支持体52の下部には、ガス拡散室54から下方に伸びるガス孔55が複数形成され、ガス供給口53は当該ガス孔55を介してガス拡散室54に接続されている。
A
ガス拡散室54には、ガス供給管71が接続されている。ガス供給管71には、図1に示すように処理ガス供給源72が接続されており、処理ガス供給源72から供給された処理ガスは、ガス供給管71を介してガス拡散室54に供給される。ガス拡散室54に供給された処理ガスは、ガス孔55とガス供給口53を通じて処理容器11内に導入される。すなわち、上部電極42は、処理容器11内に処理ガスを供給するシャワーヘッドとして機能する。
A
本実施の形態におけるガス供給源72は、エッチング処理用の処理ガスを供給するエッチングガス供給部72aと、コーティング処理を行うためのコーティングガス供給部72bを備えている。また、ガス供給源72は、各ガス供給部72a、72bとガス拡散室54との間にそれぞれ設けられたバルブ73a、73bと、流量調整機構74a、74bを備えている。ガス拡散室54に供給されるガスの流量は、流量調整機構74a、74bによって制御される。
The
エッチング処理用のエッチングガスとしては、窒化シリコン層4のエッチング用として例えばC4F6/CH2F2/O2の混合ガス、シリコン酸化膜層3のエッチング用としてC4F6/Ar/O2の混合ガスが用いられる。コーティング処理を行うためのコーティングガスとしては、例えばSiCl4含有ガスが用いられ、本実施の形態においては、例えばSiCl4/Heの混合ガスが用いられる。
As an etching gas for the etching process, for example, a mixed gas of C4F6 / CH2F2 / O2 is used for etching the
処理容器11の底部には、処理容器11の内壁と円筒部材21の外側面とによって、処理容器11内の雰囲気を当該処理容器11の外部へ排出するための流路として機能する排気流路80が形成されている。処理容器11の底面には排気口90が設けられている。排気口90の下方には、排気室91が形成されており、当該排気室91には排気管92を介して排気装置93が接続されている。したがって、排気装置93を駆動することにより、排気流路80及び排気口90を介して処理容器11内の雰囲気を排気し、処理容器内を所定の真空度まで減圧することができる。
An
また、処理容器11の周囲には、当該処理容器11と同心円状にリング磁石100が配置されている。リング100磁石により、ウェハチャック10と上部電極42との間の空間に磁場を印加することができる。このリング磁石100は、図示しない回転機構により回転自在に構成されている。
A
以上のプラズマ処理装置1には、既述のように制御部150が設けられている。制御部150は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、各電源30、40や各整合器31、41及び各流量調整機構74a、74bなどを制御して、プラズマ処理装置1を動作させるためのプログラムも格納されている。
The
なお、上記のプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部150にインストールされたものであってもよい。
The above program is recorded on a computer-readable storage medium such as a computer-readable hard disk (HD), flexible disk (FD), compact disk (CD), magnetic optical desk (MO), or memory card. May have been installed in the
本実施の形態にかかるプラズマ処理装置1は以上のように構成されており、次に、本実施の形態にかかるプラズマ処理装置1におけるプラズマエッチング処理について説明する。
The
プラズマエッチング処理にあたっては、先ず、処理容器11内にウェハWが搬入され、ウェハチャック10上に載置されて保持される。この際、ウェハWには、既述のように図2に示すようなシリコン酸化膜層3と窒化シリコン層4と所定パターンのマスク5が形成されている。
In the plasma etching process, first, the wafer W is loaded into the
ウェハWがウェハチャック10に保持されると、排気装置93により処理容器11内が排気され、それと共にエッチングガス供給部72bから、先ず窒化シリコン層4のエッチング処理(第1のエッチング処理)を行う処理ガスが所定の流量で処理容器11内に供給される。この第1のエッチング処理の処理ガスには、C4F6/CH2F2/O2の混合ガスが用いられ、それぞれ42/90/100sccmの流量で供給される。
When the wafer W is held by the
それと共に、第1の高周波電源30及び第2の高周波電源40により、下部電極であるサセプタ13に高周波電力を連続的に印加する。これにより、処理容器11内に供給されたエッチング処理用の処理ガスは、上部電極42とサセプタ13との間でプラズマ化される。この際、プラズマは、リング磁石100の磁場により、上部電極42とサセプタ13の間に閉じ込められる。そして、処理容器11内のプラズマにより生成されるイオンやラジカルにより、ポリシリコンをエッチングのマスク5として、窒化シリコン層4がエッチングされる。
At the same time, high-frequency power is continuously applied to the
窒化シリコン層4のエッチングが終了すると、次いで、第2のエッチング処理として、シリコン酸化膜層3のエッチング処理が行われる。エッチング処理においては、エッチングガス供給部72bからエッチングガスとしてC4F6/Ar/O2が100/100/94sccmの流量で供給され、処理容器11内のプラズマにより生成されるイオンやラジカルによりマスク5を介してシリコン酸化膜層3がエッチング処理される。これにより、図3に示すように、ホール200が形成される。また、この窒化シリコン層4及びシリコン酸化膜層3のエッチングの際に、ポリシリコンのマスク5も同時にエッチングされる。
When the etching of the
第2のエッチング処理が終了すると、次いでウェハWのコーティング処理が行われる。コーティング処理においては、コーティングガス供給部72aからコーティングガスとしてSiCl4/Heが18/100sccmの流量で供給される。なおこの際、第2の高周波電源40によるサセプタ13への高周波電力の印加は停止される。そして、処理容器11内のプラズマにより生成されるイオンやラジカルにより、図4に示すように、ウェハW上のマスク5にSi含有化合物Dが堆積してマスク5の上面がコーティングされる。
When the second etching process is completed, the coating process of the wafer W is then performed. In the coating process,
マスク5のコーティング処理が終了すると、次いで再びシリコン酸化膜層3のエッチング処理が行われる。コーティング後のエッチング処理(第3のエッチング処理)においては、エッチングガス供給部72bからエッチングガスとしてC4F6/Ar/O2が100/100/94sccmの流量で供給される。それにより、Si含有化合物Dが堆積したマスク5をエッチングマスクとして、シリコン酸化膜層3が再度エッチングされる。この第3のエッチング処理の際、図5に示すように、マスク5も同時にエッチングされるものの、マスク5は、Si含有化合物Dによりコーティング処理されることで高さ方向の厚みが増加している。そのため、第3のエッチング処理を行った後においてもマスク5がエッチングし尽されて消失することはない。このように、マスク5が残ることで、シリコン酸化膜層3のエッチング処理を再度行うことができ、シリコン酸化膜層3が深さ方向にさらに掘り下げられる。
When the coating process of the
また、Si含有化合物Dは図4に示すように、エッチング処理後のマスク5の上面のみではなく、第2のエッチング処理により形成されたシリコン酸化膜層3のホール200の側面にも堆積する。それによりマスク5の上面のみでなく、シリコン酸化膜層3の側面もコーティングされる。したがって、シリコン酸化膜層3の側面が第3のエッチング処理の際にエッチングされることでエッチングが過剰となり、それによりシリコン酸化膜層3のホール200の直径が大きくなることを防止できる。そして、このホール200に、例えば後の工程で金属を埋め込む処理を行ってキャパシタを形成する場合、形成されるキャパシタの容量はホール200の直径に反比例する。換言すれば、ホール200の直径を小さく維持することができれば、キャパシタンスの容量の低下を防ぐことができる。
Further, as shown in FIG. 4, the Si-containing compound D is deposited not only on the upper surface of the
なお、以上の実施の形態においては、コーティング処理の期間において、第2の高周波電源40によるサセプタ13への高周波電力の印加は行っていない。そのため、ウェハWに向かってイオンが引き込まれることがなくなり、コーティング処理の間にマスク5が引き込まれたイオンによりエッチングされることがない。そのため、マスク5の高さ方向の厚みが減少するのを防ぎ、第3のエッチング処理において、シリコン酸化膜層3を深さ方向にさらに掘り下げることができる。
In the above embodiment, the high frequency power is not applied to the
以上の実施の形態によれば、ポリシリコンをマスク5としてシリコン酸化膜層3をエッチング処理した後にSi含有ガスのプラズマによりマスク5上にSi含有物Dを堆積させる。そしてその後、CF含有ガスのプラズマを用いて再度エッチング処理を行う。この際、再度のエッチングにおいてもマスクは消失することなく維持されているので、所望のパターンのホール200を従来よりもさらに深く掘り下げることができる。その結果、たとえばアスペクト比が60以上の高アスペクト比のホールを形成することができる。
According to the above embodiment, after silicon
また、Si含有物Dは第2のエッチング処理後のマスク5の上面のみではなく、第2のエッチング処理により形成されたホール200の側面にも堆積するので、第3のエッチング処理の際にホール200の側面が過剰にエッチングされることを防止できる。その結果、それによりシリコン酸化膜層3のホール200の直径が大きくなることを防止できる。例えば後の工程でこのホール200に金属を埋め込む処理を行ってキャパシタを形成する場合、形成されるキャパシタの容量はホール200の直径に反比例する。そして本発明によれば、ホール200の直径が大きくなることを防止できる、換言すれば、ホール200の直径を小さく維持することができるので、その後に形成されるキャパシタの容量の低下を防ぐことができる。
Further, since the Si-containing material D is deposited not only on the upper surface of the
以上の実施の形態では、マスク5とシリコン酸化膜層3の間に窒化シリコン層が形成されている場合について説明したが、本発明は、窒化シリコン層の有無によらずに適用可能である。
In the above embodiment, the case where the silicon nitride layer is formed between the
以上実施の形態では、Si含有ガスとして、SiCl4/Heの混合ガスを用いたが、当該混合ガスに、O2を添加してもよく、同様の効果が得られる。本発明者らが後述の比較試験を行って鋭意調査したところ、O2を添加して、SiCl4/He/O2の混合ガスを供給する場合には、その流量はそれぞれ、20/100/125sccmとすること好ましい。
In the above embodiment, a mixed gas of
なお、本発明者らによれば、マスク5のコーティング処理にSiCl4/Heの混合ガスを用いた場合には、マスク5はシリコン膜によりコーティングされ、SiCl4/He/O2の混合ガスを用いた場合には、マスク5はシリコン酸化膜によりコーティングされることが確認されている。そして、いずれの混合ガスを用いてもマスク5を良好にコーティングすることができ、第3のエッチング処理においてマスク5の消失を防止できることが確認されている。
According to the present inventors, when a mixed gas of
以上の実施の形態では、コーティング処理を行った後に第3のエッチング処理を行ったが、このコーティング処理と第3のエッチング処理を繰り返し行うようにしてもよい。より具体的には、Si含有物Dによりコーティングされているマスク5が第3のエッチング処理により消失する前に当該エッチング処理を一旦停止する。そして、再度コーティング処理を行って残存するマスク5をSi含有物Dによりコーティングすることで、第3のエッチング処理を再度行うことができる。このように、コーティング処理とエッチング処理を繰り返し行うことで、例えばホール200をより深く掘り下げることができるので、更に高アスペクト比のホールやトレンチを形成することが可能となる。
In the above embodiment, the third etching process is performed after the coating process. However, the coating process and the third etching process may be repeated. More specifically, the etching process is temporarily stopped before the
また、コーティング処理とエッチング処理を繰り返し行う際に、コーティング処理に用いる混合ガスとしてSiCl4/Heの混合ガスとSiCl4/He/O2の混合ガスを交互に用いてもよい。
Further, when the coating process and the etching process are repeatedly performed, a mixed gas of
なお、以上の実施の形態では、マスク5としてポリシリコンを用いたが、アモルファスシリコンをマスク5として用いてもよい。
In the above embodiment, polysilicon is used as the
実施例として、ウェハWに第1のエッチング処理及び第2のエッチング処理を行った後に、SiCl4/Heの混合ガスまたはSiCl4/He/O2の混合ガスを用いてマスク5に対してコーティング処理を行い、コーティング後のマスク5を用いて第3のエッチング処理を実施した。その際、コーティング処理の条件や第3のエッチングの時間が、形成されるホール200の形状に与える影響について確認試験を行った。この際、ウェハWの直径は300mmであり、マスク5としてのポリシリコンの膜厚は1200nm、窒化シリコン層4の膜厚は300nmとした。また、ウェハWに形成されたシリコン酸化膜層3の膜厚は、3500nmとした。
As an example, after the first etching process and the second etching process are performed on the wafer W, the
コーティング処理の際のプラズマ処理の条件は、SiCl4/Heの混合ガスを用いた場合は、SiCl4の流量を20sccmとし、Heの流量を100sccmとした。また、SiCl4/He/O2の混同ガスをコーティング処理に用いた場合は、SiCl4の流量を20sccm、Heの流量を100sccm、O2の流量を125sccmとした。その際、処理容器11内の圧力を1.33Paとし、第1の高周波電源30の電力を500Wとし、コーティング処理の繰り返し回数を変化させると共に、一回あたりのコーティング処理の時間を5〜20秒の範囲でそれぞれ変化させた。なお、コーティング処理においては、いずれの場合も第2の高周波電源40の電力をオフ(0W)とした。
The plasma treatment conditions for the coating treatment were such that when a mixed gas of
第1のエッチング処理は、C4F6/CH2F2/O2の混合ガスにより行い、C4F6の流量を42sccm、CH2F2の流量を90sccm、O2の流量を100sccmとした。その際、処理容器11内の圧力は2.0Pa、第1の高周波電源30の電力は1400W、第2の高周波電源40の電力は4200Wとし、205秒間実施した。また、第2のエッチング処理及び第3のエッチング処理はC4F6/O2/Arの混合ガスにより行い、C4F6ガスの流量を100sccm、O2ガスの流量を94sccm、Arガスの流量を100sccmとした。その際、処理容器11内の圧力は2.26Pa、第1の高周波電源30の電力は1500W、第2の高周波電源40の電力は7800W〜10000W、ウェハWの温度40℃〜200℃とした。ウェハW径が300mmであるため、単位面積当りの電力密度に換算すると第1の高周波電源30の電力密度は2.12W/cm2であり、第2の高周波電源40の電力密度は11W/cm2〜14.2W/cm2となっている。
The first etching process was performed using a mixed gas of C4F6 / CH2F2 / O2, and the flow rate of C4F6 was 42 sccm, the flow rate of CH2F2 was 90 sccm, and the flow rate of O2 was 100 sccm. At that time, the pressure in the
また、比較例として、第2のエッチング処理のみによりホールを形成した場合についても確認試験を行なった。その際、比較例において行われる第2のエッチング処理の積算時間と、実施例における第2及び第3のエッチング処理の積算時間が同じになるようにした。 In addition, as a comparative example, a confirmation test was also performed in the case where holes were formed only by the second etching process. At that time, the integrated time of the second etching process performed in the comparative example and the integrated time of the second and third etching processes in the example were made the same.
確認試験の結果を図6及び図7の表に示す。図6はエッチング処理を行ってシリコン酸化膜層3にホールを形成した状態の断面図を模式的に示したものであり、確認試験における確認項目は、図6に丸数字で示す「1」〜「4」の各寸法である。寸法「1」は窒化シリコン層4の上端部の開口の寸法を、寸法「2」はマスク5における最も幅の狭くなっている部分の寸法を、寸法「3」はホール200における最も幅が広くなっている部分の寸法をそれぞれ示している。寸法「4」は、エッチング処理により形成されたホール200の深さ方向の寸法を示している。図6の寸法「1」〜「4」は、図7の表に記載の数字に対応している。また、表の「アスペクト比」は、寸法「1」と寸法「4」との比である。「マスク残膜」は、エッチング処理終了後にウェハW上残存するマスク5の厚みである。また、表1の「選択比」は、マスク5の残膜に基づき求めたエッチング処理における選択比である。
The results of the confirmation test are shown in the tables of FIGS. FIG. 6 schematically shows a cross-sectional view of a state in which holes have been formed in the silicon
ウェハWの温度は、第1のエッチング処理〜第3のエッチング処理及びコーティング処理の間を通じて40℃〜200℃の間で一定とし、試験によりウェハWの温度を変化させている。また、高周波電源40の電力の値も第2及のエッチング処理及び第3のエッチング処理において11W/cm2〜14.2W/cm2の間で一定とし、試験により電力の値を変更している。
The temperature of the wafer W is constant between 40 ° C. and 200 ° C. throughout the first to third etching processes and the coating process, and the temperature of the wafer W is changed by the test. The power value of the high
図7の表に示すように、SiCl4/Heの混合ガスを用いた実施例1においては、コーティング処理及び第3のエッチング処理を行っていない比較例よりも、アスペクト比が大きく向上し、60以上のアスペクト比でエッチングすることが確認できた。また、図7に示す結果においては、実施例1の寸法「4」、即ちホール200の深さ方向の寸法が比較例の寸法「4」と比較して大幅に増加している。このことから、実施例1においてはエッチングレートの向上も図られていることが確認された。
As shown in the table of FIG. 7, in Example 1 using the mixed gas of
コーティング処理及び第3のエッチング処理を繰り返し行った実施例2及び実施例3においても、実施例1と同様、比較例よりもアスペクト比が向上していることが確認された。また、実施例2及び実施例3においては、寸法「3」が比較例よりも小さくなっていることが確認された。これは、ホール200の側面がシリコン含有物Dによりコーティング処理されることで、後に続く第3のエッチング処理においてホール200の側面が過剰にエッチングされることが抑制されるためと考えられる。そして、コーティング処理を一回のみ行いその後第3のエッチング処理を行う実施例1に対して、実施例2と実施例3では、第3のエッチング処理を複数回行い、複数回の第3のエッチング処理の都度コーティング処理を行うので、ホール200の側面の保護がより厳密に行なわれていると考えられる。つまり、コーティング処理とエッチング処理を繰り返すことでより高いアスペクト比でエッチングすることができる。そして、寸法3が小さくなることで、例えばホール200にキャパシタを形成する際に、電極間の距離を小さくすることができるので、実施例2及び実施例3においては比較例よりも容量の大きなキャパシタを形成することができる。
In Example 2 and Example 3 in which the coating process and the third etching process were repeatedly performed, it was confirmed that, as in Example 1, the aspect ratio was improved as compared with the comparative example. Moreover, in Example 2 and Example 3, it was confirmed that dimension "3" is smaller than a comparative example. This is presumably because the side surface of the
SiCl4/He/O2の混合ガスを用いた実施例4においても、コーティング処理及び第3のエッチング処理を行っていない比較例よりも、アスペクト比が大きく向上し、アスペクト比60以上でエッチングすることが確認できた。
In Example 4 using a mixed gas of
実施例5は、コーティング処理において、SiCl4/Heの混合ガスにより5秒間コーティング処理を行なった後、SiCl4/He/O2の混合ガスを用いて更に20秒間コーティング処理を行った場合の結果を示す。かかる場合においても、比較例よりも、アスペクト比が大きく向上することが確認できた。また、実施例6においては、選択比についても比較例よりも大幅に向上している。これは、SiCl4/He/O2によるO(酸素)を含んだSiコーティング膜とSiCl4/HeによるSiコーティング膜により、効果的に側壁のエッチングを抑制した為と考えられる。
Example 5 shows the results when the coating process was performed for 5 seconds with a mixed gas of SiCl4 / He in the coating process, and then further coated for 20 seconds with the mixed gas of SiCl4 / He / O2. Even in such a case, it was confirmed that the aspect ratio was greatly improved as compared with the comparative example. In Example 6, the selectivity is also greatly improved as compared with the comparative example. This is presumably because the side wall etching was effectively suppressed by the Si coating film containing O (oxygen) by
実施例6は、実施例1のウェハWの温度40℃に比べて、ウェハWの温度を200℃と変更した以外は全て同じとした場合の結果を示す。かかる場合においても、比較例よりもアスペクト比が大きく向上していることが確認できた。これは、寸法2の細くなる部分が、高温になると相対的に広がるためホール200の深い部分までエッチングできるためである。寸法2が広がる理由はウェハWの温度が高温になったほうがラジカルによる化学反応が促進されるためである。
Example 6 shows the result in the case where the temperature of the wafer W in Example 1 is all the same except that the temperature of the wafer W is changed to 200 ° C. compared to the temperature of 40 ° C. of the wafer W. Even in such a case, it was confirmed that the aspect ratio was greatly improved as compared with the comparative example. This is because the portion where the dimension 2 is narrowed is relatively widened at a high temperature, so that a deep portion of the
実施例7は、実施例1のウェハWの温度40℃に比べて、ウェハWの温度を120℃と変更し、第2及び第3のエッチング処理時の第2の高周波電源40の電力の値を7800Wから10000Wに変更した場合の結果を示す。すなわち、単位面積当たりの電力密度を11W/cm2から14.2W/cm2に変更した。かかる場合においても、比較例よりもアスペクト比が大きく向上していることが確認できた。これは、高温による寸法2の広がりとイオンを引き込むための電力密度が高くなったためであると考えられる。つまり、実施例6及び実施例7によれば、アスペクト比を60以上とするためにはウェハWの温度は120℃〜200℃とすることが望ましく、更に第2の高周波電源40の電力密度は11W/cm2〜14.2W/cm2とすることが望ましいことがわかる。
In the seventh embodiment, the temperature of the wafer W is changed to 120 ° C. as compared with the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this example. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
1 プラズマ処理装置
10 ウェハチャック
11 処理容器
12 接地線
13 サセプタ
14 絶縁板
15 支持台
20 補正リング
21 円筒部材
22 伝熱ガス管
30 第1の高周波電源
31 第1の整合器
40 第2の高周波電源
41 第2の整合器
42 上部電極
50 支持部材
51 電極板
52 電極支持板
53 ガス供給口
54 ガス拡散室
55 ガス孔
72a コーティングガス供給部
72b エッチングガス供給部
73a、73b バルブ
74a、74b 流量調整機構
80 排流路
90 排気口
91 排気室
92 排気管
93 排気装置
100 リング磁石
150 制御部
W ウェハ
R レジストパターン
H 残膜厚さ
D Si含有化合物
M エッチングマスク
DESCRIPTION OF
Claims (7)
CF含有ガス及びCFH含有ガスのプラズマにより前記窒化シリコン層をエッチングする第1のエッチング処理を行い、次いで、CF含有ガスのプラズマにより前記シリコン酸化膜層をエッチングする第2のエッチング処理を行い、
次いで、Si含有ガスのプラズマにより前記マスク上にSi含有物を堆積させ、
その後、前記シリコンマスク上にSi含有物を堆積させた状態で、CF含有ガスのプラズマにより再度シリコン酸化膜層をエッチングする第3のエッチング処理を行うことで、所定のアスペクト比を有するホールまたはトレンチを形成することを特徴とする、プラズマエッチング方法。 A high-frequency power is applied between the upper electrode and the lower electrode provided in the processing container to turn the processing gas into plasma, and the silicon oxide film layer and the silicon nitride layer stacked on the substrate are formed on the silicon nitride. A method of performing plasma etching using the formed silicon layer as a mask,
Performing a first etching process for etching the silicon nitride layer with a CF-containing gas and a CFH-containing gas plasma, and then performing a second etching process for etching the silicon oxide film layer with a CF-containing gas plasma;
Next, Si-containing material is deposited on the mask by plasma of Si-containing gas,
Thereafter, a third etching process is performed in which the silicon oxide film layer is etched again by the plasma of the CF-containing gas in a state where the Si-containing material is deposited on the silicon mask, so that holes or trenches having a predetermined aspect ratio are obtained. Forming a plasma etching method.
前記第2のエッチング処理及び前記第3のエッチング処理において、前記下部電極にイオン引き込みのための高周波電力を印加し、
前記印加させる高周波電力の電力密度が11〜14.2W/cm2であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のプラズマエッチング方法。 The temperature of the substrate in the second etching process and the third etching process is 120 ° C. to 200 ° C.,
In the second etching process and the third etching process, a high frequency power for ion attraction is applied to the lower electrode,
The plasma etching method according to claim 1, wherein a power density of the applied high frequency power is 11 to 14.2 W / cm 2.
前記基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内に設けられた上部電極と下部電極に高周波電力を印加する高周波電源と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給源を有し、
前記処理ガス供給源は、窒化シリコン膜をエッチング処理するためのCF含有ガス及びCHF含有ガスと、シリコン酸化膜層をエッチング処理するためのCF含有ガスを供給するエッチングガス供給部と、前記シリコン酸化膜上に形成されたシリコンマスク上にSi含有物を堆積させるためのSi含有ガスを供給するコーティングガス供給部と、を備えていることを特徴とする、プラズマ処理装置。 A plasma processing apparatus for plasma etching a silicon oxide film layer and a silicon nitride layer laminated on a substrate,
A processing container containing the substrate;
A high-frequency power source for applying high-frequency power to the upper electrode and the lower electrode provided in the processing vessel;
A processing gas supply source for supplying a processing gas into the processing container;
The process gas supply source includes a CF-containing gas and a CHF-containing gas for etching the silicon nitride film, an etching gas supply unit for supplying a CF-containing gas for etching the silicon oxide film layer, and the silicon oxide A plasma processing apparatus, comprising: a coating gas supply unit that supplies a Si-containing gas for depositing a Si-containing material on a silicon mask formed on the film.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012136093A JP2014003085A (en) | 2012-06-15 | 2012-06-15 | Plasma etching method and plasma treatment device |
PCT/JP2013/066162 WO2013187429A1 (en) | 2012-06-15 | 2013-06-12 | Plasma etching method and plasma treatment device |
CN201380025589.4A CN104303274B (en) | 2012-06-15 | 2013-06-12 | Plasma-etching method and plasma processing apparatus |
KR1020147030897A KR102096119B1 (en) | 2012-06-15 | 2013-06-12 | Plasma etching method and plasma treatment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012136093A JP2014003085A (en) | 2012-06-15 | 2012-06-15 | Plasma etching method and plasma treatment device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014003085A true JP2014003085A (en) | 2014-01-09 |
Family
ID=49758249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012136093A Pending JP2014003085A (en) | 2012-06-15 | 2012-06-15 | Plasma etching method and plasma treatment device |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014003085A (en) |
KR (1) | KR102096119B1 (en) |
CN (1) | CN104303274B (en) |
WO (1) | WO2013187429A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015194380A1 (en) * | 2014-06-16 | 2015-12-23 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing system and substrate processing method |
JP2017050509A (en) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 東京エレクトロン株式会社 | Focus ring and substrate processing device |
JP2021184505A (en) * | 2014-06-16 | 2021-12-02 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing system and substrate processing method |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6913569B2 (en) * | 2017-08-25 | 2021-08-04 | 東京エレクトロン株式会社 | How to process the object to be processed |
US20200126769A1 (en) * | 2018-10-23 | 2020-04-23 | Hzo, Inc. | Plasma ashing of coated substrates |
JP7178918B2 (en) * | 2019-01-30 | 2022-11-28 | 東京エレクトロン株式会社 | Etching method, plasma processing apparatus, and processing system |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100196226B1 (en) * | 1996-09-23 | 1999-06-15 | 구본준 | Method for forming a contact hole of a semiconductor device |
KR100248344B1 (en) * | 1997-06-02 | 2000-03-15 | 김영환 | Method for manufacturing semiconductor device |
US7141505B2 (en) | 2003-06-27 | 2006-11-28 | Lam Research Corporation | Method for bilayer resist plasma etch |
JP4574300B2 (en) * | 2004-09-14 | 2010-11-04 | 東京エレクトロン株式会社 | Etching method and computer storage medium |
JP4865361B2 (en) * | 2006-03-01 | 2012-02-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Dry etching method |
JP2008078582A (en) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Hitachi High-Technologies Corp | Method of plasma etching |
JP5607881B2 (en) * | 2008-12-26 | 2014-10-15 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing method |
JP2012109395A (en) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Toshiba Corp | Method for manufacturing semiconductor device |
-
2012
- 2012-06-15 JP JP2012136093A patent/JP2014003085A/en active Pending
-
2013
- 2013-06-12 WO PCT/JP2013/066162 patent/WO2013187429A1/en active Application Filing
- 2013-06-12 CN CN201380025589.4A patent/CN104303274B/en active Active
- 2013-06-12 KR KR1020147030897A patent/KR102096119B1/en active IP Right Grant
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015194380A1 (en) * | 2014-06-16 | 2015-12-23 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing system and substrate processing method |
JP2016021546A (en) * | 2014-06-16 | 2016-02-04 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing system and substrate processing method |
US10460950B2 (en) | 2014-06-16 | 2019-10-29 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing system and substrate processing method |
JP2021184505A (en) * | 2014-06-16 | 2021-12-02 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing system and substrate processing method |
JP7208318B2 (en) | 2014-06-16 | 2023-01-18 | 東京エレクトロン株式会社 | processing equipment |
JP2017050509A (en) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 東京エレクトロン株式会社 | Focus ring and substrate processing device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104303274A (en) | 2015-01-21 |
KR102096119B1 (en) | 2020-04-14 |
KR20150031227A (en) | 2015-03-23 |
WO2013187429A1 (en) | 2013-12-19 |
CN104303274B (en) | 2018-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9735021B2 (en) | Etching method | |
US11380551B2 (en) | Method of processing target object | |
JP6431557B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP6723659B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
US8129282B2 (en) | Plasma etching method and computer-readable storage medium | |
TW201705428A (en) | Apparatus and methods for spacer deposition and selective removal in an advanced patterning process | |
WO2013187429A1 (en) | Plasma etching method and plasma treatment device | |
JP2024045236A (en) | Plasma processing equipment and substrate processing equipment | |
JP5982223B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
KR102125103B1 (en) | Plasma etching method | |
US9418863B2 (en) | Method for etching etching target layer | |
JP2013219099A (en) | Plasma etching method and plasma processing apparatus | |
WO2018110150A1 (en) | Film formation device and film formation method | |
JP7110034B2 (en) | Etching method and plasma processing apparatus | |
JP2021515394A (en) | Systems and methods for forming voids | |
JP2015041724A (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
US20040261714A1 (en) | Plasma processing apparatus | |
JP5452133B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
US9305795B2 (en) | Plasma processing method | |
US20230343598A1 (en) | Method For Improving Etch Rate And Critical Dimension Uniformity When Etching High Aspect Ratio Features Within A Hard Mask Layer | |
JP6267989B2 (en) | Plasma processing method and capacitively coupled plasma processing apparatus | |
WO2015170676A1 (en) | Plasma etching method | |
JP5207892B2 (en) | Dry etching method | |
KR20150090495A (en) | Apparatus and Method for treating substrate |