JP2022115949A - エッチング方法およびエッチング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、実施形態に係るエッチング方法を用いて製造される三次元積層半導体メモリの一例について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、3D NANDフラッシュメモリの構造を概念的に示した斜視図である。図2は、図1の3D NANDフラッシュメモリの1-1断面図である。3D NANDフラッシュメモリは、三次元積層半導体メモリの一例である。
次に、実施形態に係るエッチング装置の全体構成について、図3は、実施形態に係るエッチング装置の構成の一例を示す断面図である。エッチング装置10は、下部2周波数の平行平板型(容量結合型)プラズマエッチング装置として構成されており、例えば表面がアルマイト処理(陽極酸化処理)されたアルミニウムからなる円筒形の真空チャンバ(処理容器)11を有している。チャンバ11は、接地されている。
次に、階段形状を形成するエッチング工程について説明する。図4Aは、ウエハの構成の一例を模式的に示した図である。ウエハWには、第1の膜110と第2の膜120とが交互に積層された多層膜mlが形成されている。多層膜mlは、例えば、第1の膜110及び第2の膜120が交互に数十層から数百層積層されているものとする。
次に、本実施形態に係るエッチング装置10が実施するエッチング方法の流れを説明する。図7は、実施形態に係るエッチング方法の流れの一例を示すフローチャートである。図7は、階段形状を形成するエッチング工程の流れを示している。
圧力: 50[mTorr]
第2高周波電源32(100MHz)のパワー: 2400[W]
第1高周波電源31(0.4MHz)のパワー: 200[W]
ガス種及びガス流量: Ar/O2/C4F8=600/20/35[sccm]
圧力: 50[mTorr]
第2高周波電源32(100MHz)のパワー: 1800[W]
第1高周波電源31(0.4MHz)のパワー: 300[W]
ガス種及びガス流量: O2/He/CH3F=60/150/100[sccm]
圧力: 8000[mTorr]
第2高周波電源32(100MHz)のパワー: 5000[W]
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ガス種及びガス流量: O2=1000[sccm]
階段形状の断面部分のラフネス3σ: 12.3[nm]
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ガス種及びガス流量: O2/CF4/Cl2=1000/160/40[sccm]
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平均テーパー角: 73度
階段形状の断面部分のラフネス3σ: 12.3[nm]
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平均テーパー角: 79度
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平均テーパー角: 77度
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平均テーパー角: 77度
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ガス種及びガス流量: O2/CF4=1000/160[sccm]
平均テーパー角: 75度
階段形状の断面部分のラフネス3σ: 10.9[nm]
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平均テーパー角: 73度(参考値)
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平均テーパー角: 70度
階段形状の断面部分のラフネス3σ: 5.0[nm]
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このように、実施形態に係るエッチング装置10は、第1の膜110と第2の膜120とが交互に積層された多層膜mlの表面にフォトレジスト層PRが形成され、チャンバ(処理容器)11内に配置されたウエハWに対して、フォトレジスト層PRをマスクとして多層膜mlをエッチングする第1のエッチング工程を行う。エッチング装置10は、酸素およびハロゲンを含有する第1のプロセスガスを供給する、または、ハロゲンを含有する第2のプロセスガスを供給した後に酸素を含有する第3のプロセスガスを供給する第2のエッチング工程を行う。エッチング装置10は、第1のエッチング工程から第2のエッチング工程を複数回繰り返す。これにより、エッチング装置10は、多層膜mlに階段形状を形成できる。また、エッチング装置10は、多層膜mlに形成される階段形状の断面部分のラフネスを低減できる。
11 チャンバ
38 シャワーヘッド
80 制御部
110 第1の膜
120 第2の膜
W 半導体ウエハ
ml 多層膜
PR フォトレジスト層
Claims (8)
- シリコン含有膜が形成され、当該シリコン含有膜の表面にフォトレジストが形成された被処理体をエッチングするエッチング方法であって、
処理容器内に配置された前記被処理体に対して、前記フォトレジストをマスクとして前記シリコン含有膜をエッチングする第1のエッチング工程と、
前記処理容器内に、酸素およびハロゲンを含有する第1のプロセスガスを供給する、または、ハロゲンを含有する第2のプロセスガスを供給した後に酸素を含有する第3のプロセスガスを供給する第2のエッチング工程と、を含み、
前記第2のエッチング工程は、前記第1のエッチング工程により生成される、シリコン含有する反応生成物であって、前記フォトレジストに付着した当該反応生成物を除去し、前記フォトレジストのエッチングを行い、
前記第1のエッチング工程から前記第2のエッチング工程を複数回繰り返し、
前記第2のエッチング工程における前記被処理体の温度は、前記第2のエッチング工程の圧力状態において、前記第1のプロセスガスおよび前記第2のプロセスガスに含有されるハロゲンと前記反応生成物と反応して変質した第1の物質の沸点より高く、前記第1のプロセスガスおよび前記第2のプロセスガスに含有されるハロゲンと前記レジストマスクと反応して生成した第2の物質の沸点より低く設定される
ことを特徴とするエッチング方法。 - 前記第2のエッチング工程は、前記処理容器内の圧力を前記第1のエッチング工程よりも高い所定の圧力状態とする
ことを特徴とする請求項1に記載のエッチング方法。 - 前記第1のプロセスガスおよび前記第2のプロセスガスに含有されるハロゲンは、塩素(Cl)もしくは前記塩素(Cl)よりも元素番号が大きいハロゲン族の元素である
ことを特徴とする請求項1または2に記載のエッチング方法。 - 前記第1のプロセスガスおよび前記第2のプロセスガスは、フロロカーボン、ハイドロフロロカーボンの少なくとも一方をさらに含有する
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1つに記載のエッチング方法。 - 前記第1のプロセスガスは、酸素に対するハロゲンの含有割合が0.5%以上である
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1つに記載のエッチング方法。 - 前記第2のエッチング工程は、前記第2のプロセスガスの供給の前に、酸素を含有する第4のプロセスガスを供給する
ことを特徴とする請求項1から5の何れか1つに記載のエッチング方法。 - 前記シリコン含有膜は、SiNとSiOの層が交互に積層された多層膜である
ことを特徴とする請求項1から6の何れか1つに記載のエッチング方法。 - 処理容器と、
シリコン含有膜が形成され、当該シリコン含有膜の表面にフォトレジストが形成され、前記処理容器内に配置された被処理体に対して、前記フォトレジストをマスクとして前記シリコン含有膜をエッチングする第1のエッチング工程と、前記第1のエッチング工程の後に、前記処理容器内に、酸素およびハロゲンを含有する第1のプロセスガスを供給する、または、ハロゲンを含有する第2のプロセスガスを供給した後に酸素を含有する第3のプロセスガスを供給する第2のエッチング工程と、を複数回繰り返すように制御する制御部と、
を有し、
前記第2のエッチング工程は、前記第1のエッチング工程によって前記フォトレジストに付着した反応生成物を除去し、前記フォトレジストのエッチングを行い、
前記第2のエッチング工程における前記被処理体の温度は、前記第2のエッチング工程の圧力状態において、前記第1のプロセスガスおよび前記第2のプロセスガスに含有されるハロゲンと前記反応生成物と反応して変質した第1の物質の沸点より高く、前記第1のプロセスガスおよび前記第2のプロセスガスに含有されるハロゲンと前記レジストマスクと反応して生成した第2の物質の沸点より低く設定される
ことを特徴とするエッチング装置。
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JP2014036148A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Tokyo Electron Ltd | 多層膜をエッチングする方法、及びプラズマ処理装置 |
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