JP6613207B2 - 被処理体をエッチングする方法 - Google Patents
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ガス供給系14は、上述したように第1のガス供給部14a、および第2のガス供給部14bを有している。第1のガス供給部14aは、一以上のガス吐出孔14eを介して処理容器12内の第1の処理ガスを供給する。また、第2のガス供給部14bは、一以上のガス吐出孔14fを介して処理容器12内の第2の処理ガスを供給する。ガス吐出孔14eは、ガス吐出孔14fよりも、プラズマ源16に近い位置に設けられている。したがって、第1の処理ガスは第2の処理ガスよりもプラズマ源16に近い位置に供給される。なお、図1および図2においては、ガス吐出孔14eおよびガス吐出孔14fそれぞれの個数は、「1」であるが、複数のガス吐出孔14e、および複数のガス吐出孔14fが設けられていてもよい。複数のガス吐出孔14eは、軸線PXに対して周方向に均等に配列されていてもよい。また、複数のガス吐出孔14fも、軸線PXに対して周方向に均等に配列されていてもよい。
図5は、一実施形態のプラズマ源を示す図であり、図1のY方向から視たプラズマ源を示す図である。また、図6は、一実施形態のプラズマ源を示す図であり、鉛直方向から視たプラズマ源を示している。図1および図5に示すように、処理容器12の天部には開口が設けられており、当該開口は、誘電体板194によって閉じられている。誘電体板194は、板状体であり、石英ガラス、またはセラミックから構成されている。プラズマ源16は、この誘電体板194上に設けられている。
図7および図8は、一実施形態に係る保持構造体を示す断面図である。図7には、Y方向(図1参照)から視た保持構造体の断面図が示されており、図8には、X方向(図1参照)から視た保持構造体の断面図が示されている。図7および図8に示すように、保持構造体18は、保持部30、容器部40、および傾斜軸部50を有している。
次に、方法MTにおいて実施される保持構造体18の回転処理について説明する。当該回転処理によって、ウエハWの表面FSに対し十分に均一なエッチングが可能となる。保持構造体18の回転処理は、方法MTにおいてエッチング処理が行われる工程(エッチング工程)であって、少なくとも図9に示す工程ST2,ST5,ST7と図16に示す工程ST92とにおいて実施される。工程ST2,ST5,ST7,ST92の各エッチング工程は、処理容器12内で発生させるプラズマによってウエハWをエッチングする工程であって、該エッチングの実行中に、ウエハWを保持した保持構造体18を傾斜且つ回転させる処理を行う工程である。
PER1(x,y,z;φ;CON)=(ζ/{(x−α)2+(y−β)2+(z−γ)2}ξ/2の数値)…(式1)。
このように、ウエハWの表面FSに対するエッチングレート[μm/min]の予測分布は、処理容器12内の点の座標(x,y,z)の関数でありパラメータα,β,γ,ζ,ξを含むζ/{(x−α)2+(y−β)2+(z−γ)2}ξ/2の数値に対応している。PER1(x,y,z;φ;CON)は、ウエハWの表面FSに対するエッチングレート[μm/min]の複数通りの予測分布の一例であり、下記のエッチングレート関数PER2(φ,r,θ;CON)も同様である。複数通りのPER1(x,y,z;φ;CON)等の予測分布は、方法MTの実施前に予め取得される。各工程の回転処理において実現される複数の傾斜回転状態RT(φi,ti)のそれぞれによって得られるエッチングレート[μm/min]は、予め取得された複数通りの予測分布(PER1(x,y,z;φ;CON)等)の何れかに対応している。
<測定MK2の統計値> 平均値=20.7[μm/min]、標準偏差=0.36[μm/min]、変動値=1.60[μm/min]、変動値/平均値×100=7.76[%]。
<測定MK3の統計値> 平均値=24.5[μm/min]、標準偏差=0.44[μm/min]、変動値=1.82[μm/min]、変動値/平均値×100=7.45[%]。
さらに、測定MK1の上記の各統計値の1/2と、測定MK2の上記の各統計値の1/2とを足し合わせたものを以下に示す。
<(測定MK1の統計値の1/2)+(測定MK2の統計値の1/2)> 平均値=23.6[μm/min]、標準偏差=0.31[μm/min]、変動値=1.23[μm/min]、変動値/平均値×100=5.21[%]。
エッチング条件CONには、Arプラズマを用いたエッチングであってエッチング対象がOxブランケットウエハである、という要素が含まれていた。第2軸線AX2の傾斜角ANの値φ=0[度]であった。パラメータα,β,γ,ζ,ξについては、α=0[mm]、β=0[mm]、γ=400.8[mm]、ζ=8.98×109[μm/min]、ξ=3.21であった。そして、エッチングレートの平均誤差[μm/min]は、0.279[μm/min]であった。
エッチング条件CONには、Arプラズマを用いたエッチングであってエッチング対象がOxブランケットウエハである、という要素が含まれていた。第2軸線AX2の傾斜角ANの値φ=30[度]であった。パラメータα,β,γ,ζ,ξについては、α=0[mm]、β=−106.8[mm]、γ=416.1[mm]、ζ=8.98×109[μm/min]、ξ=3.21であった。そして、エッチングレートの平均誤差[μm/min]は、0.480[μm/min]であった。
エッチング条件CONには、Arプラズマを用いたエッチングであってエッチング対象がOxブランケットウエハである、という要素が含まれていた。第2軸線AX2の傾斜角ANの値φ=60[度]であった。パラメータα,β,γ,ζ,ξについては、α=0[mm]、β=−197.2[mm]、γ=405.5[mm]、ζ=8.98×109[μm/min]、ξ=3.21であった。そして、エッチングレートの平均誤差[μm/min]は、0.725[μm/min]であった。
エッチング条件CONには、O2プラズマを用いたエッチングであってエッチング対象がKrFブランケットウエハである、という要素が含まれていた。第2軸線AX2の傾斜角ANの値φ=0[度]であった。パラメータα,β,γ,ζ,ξについては、α=0[mm]、β=0[mm]、γ=379.4[mm]、ζ=2.46×108[μm/min]、ξ=2.31であった。そして、エッチングレートの平均誤差[μm/min]は、2.48[μm/min]であった。
エッチング条件CONには、O2プラズマを用いたエッチングであってエッチング対象がKrFブランケットウエハである、という要素が含まれていた。第2軸線AX2の傾斜角ANの値φ=30[度]であった。パラメータα,β,γ,ζ,ξについては、α=0[mm]、β=−71.0[mm]、γ=383.5[mm]、ζ=2.46×108[μm/min]、ξ=2.31であった。そして、エッチングレートの平均誤差[μm/min]は、1.70[μm/min]であった。
エッチング条件CONには、O2プラズマを用いたエッチングであってエッチング対象がKrFブランケットウエハである、という要素が含まれていた。第2軸線AX2の傾斜角ANの値φ=60[度]であった。パラメータα,β,γ,ζ,ξについては、α=0[mm]、β=−133.0[mm]、γ=390.6[mm]、ζ=2.46×108[μm/min]、ξ=2.31であった。そして、エッチングレートの平均誤差[μm/min]は、3.61[μm/min]であった。
Claims (6)
- プラズマ処理装置を用いて被処理体をエッチングする方法であって、
前記プラズマ処理装置は、前記被処理体を保持する保持構造体と該保持構造体を収容する処理容器とを備え、
該方法は、前記処理容器内で発生させたプラズマによって前記被処理体をエッチングする工程であって、該エッチングの実行中に、該被処理体を保持した前記保持構造体を傾斜且つ回転させる処理を行う該工程を備え、
前記処理は、前記被処理体を保持した前記保持構造体に対し複数通りの傾斜回転状態を順次実現し、
前記傾斜回転状態は、前記被処理体の中心軸線を該中心軸線と同一面内にある前記処理容器の基準軸線に対し傾斜させた状態を保持しつつ、前記中心軸線を中心に所定の処理時間にわたって前記被処理体を回転させている状態であり、
前記複数通りの傾斜回転状態において、前記基準軸線に対する前記中心軸線の傾斜角の値と前記処理時間との組み合わせは、互いに異なっており、
前記被処理体の表面に対するエッチングレートの複数通りの予測分布を、前記工程の実施の前に予め取得し、
前記予測分布は、前記傾斜角の前記値と前記処理容器内で行われるエッチングの条件との組み合わせによって異なり、
前記複数通りの傾斜回転状態それぞれによって得られるエッチングレートは、前記複数通りの予測分布の何れかに対応しており、
前記複数通りの傾斜回転状態それぞれの前記処理時間は、前記予測分布に付与される重み付けによって表され、
前記工程の前に前記複数通りの予測分布のなかから該工程で行われるエッチングの条件と同一の条件の複数の該予測分布と該複数の予測分布それぞれの重み付けとを特定し、特定した該複数の予測分布それぞれの前記傾斜角の前記値と該重み付けとを用いて前記複数通りの傾斜回転状態を特定し、該工程において、その特定した該複数通りの傾斜回転状態を実現する、
方法。 - 前記処理容器では、前記中心軸線が前記基準軸線に対し傾斜していない状態において、前記被処理体の表面に対するエッチングレートが該基準軸線を中心とした軸対称の分布で実現され、且つ、該エッチングレートの該分布が該表面において該基準軸線の位置で最も高くなっている、
請求項1に記載の方法。 - 前記予測分布は、前記処理容器内の点の座標(x,y,z)の関数でありパラメータα,β,γ,ζ,ξを含むζ/{(x−α)2+(y−β)2+(z−γ)2}ξ/2を前記中心軸線を中心にして積分して得られる数値に対応しており、
x,y,zは、前記処理容器内の点を、該処理容器に設定されたXYZ直交座標系のX軸、Y軸、Z軸のそれぞれの座標で表したものであり、
α,β,γは、前記プラズマ処理装置のプラズマ源の側にある所定の基準点を、前記X軸、前記Y軸、前記Z軸のそれぞれの座標で表したものであり、
ζは、前記基準点から点(x,y,z)までの長さが単位長さである場合の前記処理容器内の点(x,y,z)におけるエッチングレートであり、
前記パラメータα,β,γ,ζ,ξは、前記工程における前記エッチングの条件と同一の条件で行われるエッチングによるエッチングレートの実測値によって特定される、
請求項1又は請求項2に記載の方法。 - 前記パラメータα,β,γ,ζ,ξの各値は、前記傾斜角の前記値に応じた値ごとに定められる、
請求項3に記載の方法。 - 前記処理容器では、前記中心軸線と前記基準軸線との交差点の位置を該基準軸線に沿って移動させることができ、
前記予測分布は、前記傾斜角の前記値と前記処理容器内で行われるエッチングの条件と共に、更に、前記交差点の前記位置との組み合わせによって異なり、
前記パラメータα,β,γ,ζ,ξの各値は、前記傾斜角の前記値および前記交差点の前記位置に応じた値ごとに定められる、
請求項4に記載の方法。 - 前記処理容器では、前記保持構造体に含まれ前記被処理体を保持する静電チャックの上面と前記中心軸線との交差点の位置を該上面の向きを維持しつつ該中心軸線に沿って移動させることができ、
前記予測分布は、前記傾斜角の前記値と前記処理容器内で行われるエッチングの条件と共に、更に、前記交差点の前記位置との組み合わせによって異なり、
前記パラメータα,β,γ,ζ,ξの各値は、前記傾斜角の前記値および前記交差点の前記位置に応じた値ごとに定められる、
請求項4に記載の方法。
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