JP2023041914A5 - プラズマ処理装置及びエッチング方法 - Google Patents

Description

本開示の一の態様によれば、チャンバと、前記チャンバ内の載置台と、前記載置台に熱交換媒体を流通させ、前記載置台の温度を制御するように構成された冷却器と、プラズマ生成用の高周波電源と、バイアス電源と、制御部と、を備え、前記制御部は、（ａ）シリコン含有膜を有する基板を載置台の上に提供する工程と、（ｂ）前記載置台の温度を－７０℃以下に設定した後、前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、を備え、前記（ｂ）は、（ｂ１）フッ素と水素を含む処理ガスを供給する工程と、（ｂ２）前記処理ガスからプラズマ生成する工程と、（ｂ３）前記基板の表面温度を上昇させる工程と、を含む処理を実行するように構成される、プラズマ処理装置を提供する。

工程Ｓ３－２では、生成されたプラズマ中のイオンを基板Ｗに引き込むため、ＲＦソース７（バイアス電源）から載置台ＳＴに２００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの周波数を有するバイアス高周波電力が供給される。ＲＦソース７から供給される高周波の周波数は、一例では３．２ＭＨｚである。バイアス高周波電力は、２ｋＷ以上であってよく、より好ましくは５ｋＷ以上であってよい。さらに好ましくは１０ｋＷ以上であってよい。バイアス高周波電力は連続波に限らず所定のデューティ比を有するパルス波であってもよい。デューティ比をエッチング中に変化させてもよい。また、プラズマ生成用の高周波電力と同期させて供給してもよい。

Claims (16)

1. チャンバと、
   前記チャンバ内の載置台と、
   前記載置台に熱交換媒体を流通させ、前記載置台の温度を制御するように構成された冷却器と、
   プラズマ生成用の高周波電源と、
   バイアス電源と、
   制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   （ａ）シリコン含有膜を有する基板を載置台の上に提供する工程と、
   （ｂ）前記載置台の温度を－７０℃以下に設定した後、前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、
   を備え、
   前記（ｂ）は、
   （ｂ１）フッ素と水素を含む処理ガスを供給する工程と、
   （ｂ２）前記処理ガスからプラズマを生成する工程と、
   （ｂ３）前記基板の表面温度を上昇させる工程と、
   を含む処理を実行するように構成される、プラズマ処理装置。
2. 前記バイアス電源は、前記載置台にバイアス高周波電力を供給するように構成される、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記バイアス電源は、前記載置台にパルス状の直流電圧を供給するように構成される、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記載置台に対向する上部電極をさらに備え、前記プラズマ生成用の高周波電力は前記上部電極に供給される、請求項１～３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記制御部は、前記（ｂ３）において、前記載置台に供給するバイアスパワー、前記基板と前記載置台の間に供給する伝熱ガスの圧力又は前記載置台に流入させる熱交換媒体の温度を制御することにより、前記基板の表面温度を上昇させる、請求項１～４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記制御部は、放射線、マイクロ波、紫外線、赤外線、可視光又はレーザーにより、前記基板の温度を上昇させる、請求項１～５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
7. 前記制御部は、前記（ｂ３）において、前記（ｂ）の開始時よりも前記基板の温度を３０℃以上上昇させる、請求項１～６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記制御部は、前記（ｂ３）において、前記プラズマからの入熱により、前記シリコン含有膜をエッチングすることにより生じた副生成物を揮発させる、請求項１～７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
9. 前記処理ガスとして、フッ化水素ガスを供給する、請求項１～８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
10. 前記処理ガスは、水又はアンモニアを含む、請求項１～９のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
11. 前記基板は、前記シリコン含有膜の上にカーボン含有マスク又はメタル含有マスクを有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
12. 前記メタル含有マスクは、タングステン系、チタン系、モリブデン系、ルテニウム系、ハフニウム系又はアルミニウム系の材料製である、請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
13. （ｃ）前記（ｂ）の後、前記（ｂ）より高温でオーバーエッチングする工程をさらに備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
14. 前記（ｃ）は、前記（ｂ）と異なるチャンバで実行する、請求項１～１３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
15. チャンバと、
    前記チャンバ内に配置され、シリコン含有膜を有する基板を支持するように構成された載置台と、
    前記チャンバ内に、フッ素と水素を含む処理ガスを供給するように構成されたガス供給部と、
    前記載置台に熱交換媒体を通流させ、前記載置台の温度を－７０℃以下に制御可能な冷却器と、
    前記シリコン含有膜をエッチングするために、前記処理ガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成用の高周波電源と、
    前記載置台にバイアスパワーを供給するように構成されたバイアス電源と、
    前記バイアスパワー、伝熱ガスの圧力及び前記熱交換媒体の温度のいずれかにより、前記エッチング中に前記基板の温度を上昇させるように構成された制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記基板と前記載置台の間に供給する前記伝熱ガスを制御する、プラズマ処理装置。
16. （ａ）シリコン含有膜を有する基板を載置台の上に提供する工程と、
    （ｂ）前記載置台の温度を－７０℃以下に設定した後、前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、
    を備え、
    前記（ｂ）は、
    （ｂ１）フッ素と水素を含む処理ガスを供給する工程と、
    （ｂ２）前記処理ガスからプラズマ生成する工程と、
    （ｂ３）前記基板の表面温度を上昇させる工程と、
    を含む、エッチング方法。