JP6849339B2 - プラズマ電力レベルに応じて二様態プロセスガス組成を使用するプラズマエッチングのための方法 - Google Patents
プラズマ電力レベルに応じて二様態プロセスガス組成を使用するプラズマエッチングのための方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6849339B2 JP6849339B2 JP2016150938A JP2016150938A JP6849339B2 JP 6849339 B2 JP6849339 B2 JP 6849339B2 JP 2016150938 A JP2016150938 A JP 2016150938A JP 2016150938 A JP2016150938 A JP 2016150938A JP 6849339 B2 JP6849339 B2 JP 6849339B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- period
- plasma
- substrate
- etching
- high frequency
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 362
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 229
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 109
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 title claims description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 173
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 108
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 98
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims description 87
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 claims description 58
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 56
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 claims description 28
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 claims description 28
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 21
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 16
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 15
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 7
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 209
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 98
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 17
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 15
- 230000009471 action Effects 0.000 description 8
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition 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
-
- 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
- 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
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
- H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
- H01L21/02312—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
- H01L21/02315—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a 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
- H01L21/302—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
- H01L21/308—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
- H01L21/3081—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their composition, e.g. multilayer masks, materials
-
- 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
- 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
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
- H01L21/32136—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only using plasmas
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
[適用例1]半導体製造において標的材料をプラズマエッチングするための方法であって、
(a)標的材料を覆うマスク材料を含み、前記標的材料の少なくとも一部分は、前記マスク材料内の開口を通して露出している基板を、プロセスモジュール内で基板ホルダの上に配置し、
(b)前記基板を覆っているプラズマ生成領域に二様態プロセスガス組成を供給し、
(c)前記基板に浴びせるプラズマを生成するために、第1の期間にわたり、前記プラズマ生成領域内の前記二様態プロセスガス組成に第1の高周波数電力を、前記第1の高周波数電力の供給を通じて生成されたプラズマが、エッチング優位の効果を前記基板に対して引き起こすように、供給し、
(d)前記基板に浴びせるプラズマを生成するために、前記第1の期間の終了後の第2の期間にわたり、前記プラズマ生成領域内の前記二様態プロセスガス組成に供給される第2の高周波数電力であって、前記第2の高周波数電力を、前記第1の高周波数電力に代わって、前記第2の高周波数電力の供給を通じて生成されたプラズマが、堆積優位の効果を前記基板に対して引き起こすように、供給し、
(e)前記基板上で露出している前記標的材料を所要の量だけ除去するために必要とされる全期間にわたり、動作(c)と動作(d)とを交互に且つ連続して繰り返す、
方法。
[適用例2]適用例1に記載の方法であって、
前記二様態プロセスガス組成は、エッチャント種と堆積種とを含み、前記エッチャント種は、動作(c)の前記第1の期間中に前記エッチング優位の効果を前記基板に対して提供するように構成され、前記堆積種は、動作(d)の前記第2の期間中に前記堆積優位の効果を前記基板に対して提供するように構成される、方法。
[適用例3]適用例2に記載の方法であって、
前記二様態プロセスガス組成は、動作(c)の前記第1の期間中は前記エッチャント種の解離速度が前記堆積種の解離速度よりも高いように構成され、前記二様態プロセスガス組成は、動作(d)の前記第2の期間中は前記堆積種の解離速度が前記エッチャント種の解離速度よりも高いように構成される、方法。
[適用例4]適用例1に記載の方法であって、
動作(c)の前記第1の期間中に供給される前記第1の高周波数電力は、動作(d)の前記第2の期間中に供給される前記第2の高周波数電力よりも小さい、方法。
[適用例5]適用例1に記載の方法であって、
動作(c)の前記第1の期間中に供給される前記第1の高周波数電力は、動作(d)の前記第2の期間中に供給される前記第2の高周波数電力よりも大きい、方法。
[適用例6]適用例1に記載の方法であって、
前記第1の高周波数電力及び前記第2の高周波数電力のうちの低い方は、約100ワット(W)から約1000Wに及ぶ範囲内である、又は約300Wから約600Wに及ぶ範囲内である、又は約500Wである、方法。
[適用例7]適用例6に記載の方法であって、
前記第1の高周波数電力及び前記第2の高周波数電力のうちの高い方は、約750ワット(W)から約6000Wに及ぶ範囲内である、又は約1000Wから約4000Wに及ぶ範囲内である、又は約2500Wである、方法。
[適用例8]適用例1に記載の方法であって、
前記第1の期間の持続時間は、前記第2の期間の持続時間よりも短い、方法。
[適用例9]適用例1に記載の方法であって、
前記第1の期間の持続時間は、前記第2の期間の持続時間の約3分の1である、方法。
[適用例10]適用例1に記載の方法であって、
前記プラズマへの前記第1の高周波数電力の供給によって引き起こされる前記基板に対する前記エッチング優位の効果は、前記マスク材料内の前記開口を通して露出している前記標的材料の前記少なくとも一部分のエッチングと、前記マスク材料の一部の除去とを含み、前記プラズマへの前記第2の高周波数電力の供給によって引き起こされる前記基板に対する前記堆積優位の効果は、前記マスク材料上へのポリマ材料の堆積を含む、方法。
[適用例11]半導体製造において標的材料をプラズマエッチングするための方法であって、
(a)標的材料を覆うマスク材料を含み、前記標的材料の少なくとも一部分は、前記マスク材料内の開口を通して露出している基板を、プロセスモジュール内で基板ホルダの上に配置し、
(b)前記基板を覆っているプラズマ生成領域に二様態プロセスガス組成を供給し、
(c)前記基板に浴びせるプラズマを生成するために、第1の期間にわたり、前記プラズマ生成領域内の前記二様態プロセスガス組成に第1の高周波数電力を供給し、かつ高いバイアス電圧レベルに対応する第1のバイアス電圧設定で、前記基板ホルダにバイアス電圧を印加することで、前記第1の高周波数電力の供給を通じて生成されたプラズマが、エッチング優位の効果を前記基板に対して引き起こすようにし、
(d)前記基板に浴びせるプラズマを生成するために、前記第1の期間の終了後の第2の期間にわたり、前記プラズマ生成領域内の前記二様態プロセスガス組成に第2の高周波数電力を供給し、かつ前記基板ホルダにおける前記バイアス電圧を、低いバイアス電圧レベルに対応する第2のバイアス電圧設定に引き下げることにより、前記第2の高周波数電力が、前記第1の高周波数電力に代わって供給されて、前記第2の高周波数電力の供給を通じて生成されたプラズマが、堆積優位の効果を前記基板に対して引き起こすようにし、
(e)前記基板上で露出している前記標的材料を所要の量だけ除去するために必要とされる全期間にわたり、動作(c)と動作(d)とを交互に且つ連続して繰り返す
方法。
[適用例12]適用例11に記載の方法であって、
前記高いバイアス電圧レベルに対応する前記第1のバイアス電圧設定は、最大で約5000ボルト(V)に及ぶ範囲内である、又は最大で約3000Vに及ぶ範囲内である、又は約100Vから約5000Vに及ぶ範囲内である、又は約200Vから約3000Vに及ぶ範囲内である、方法。
[適用例13]適用例12に記載の方法であって、
前記低いバイアス電圧レベルに対応する前記第2のバイアス電圧設定は、前記マスク材料の除去に必要とされる閾値バイアス電圧未満である、方法。
[適用例14]適用例12に記載の方法であって、
前記低いバイアス電圧レベルに対応する前記第2のバイアス電圧設定は、ゼロである、方法。
[適用例15]適用例11に記載の方法であって、更に、
前記二様態プロセスガス組成は、エッチャント種と堆積種とを含み、前記エッチャント種は、動作(c)の前記第1の期間中に前記エッチング優位の効果を前記基板に対して提供するように構成され、前記堆積種は、動作(d)の前記第2の期間中に前記堆積優位の効果を前記基板に対して提供するように構成される、方法。
[適用例16]適用例15に記載の方法であって、
前記二様態プロセスガス組成は、動作(c)の前記第1の期間中は前記エッチャント種の解離速度が前記堆積種の解離速度よりも高いように構成され、前記二様態プロセスガス組成は、動作(d)の前記第2の期間中は前記堆積種の解離速度が前記エッチャント種の解離速度よりも高いように構成される、方法。
[適用例17]適用例11に記載の方法であって、
動作(c)の前記第1の期間中に供給される前記第1の高周波数電力は、動作(d)の前記第2の期間中に供給される前記第2の高周波数電力よりも小さい、方法。
[適用例18]適用例11に記載の方法であって、
動作(c)の前記第1の期間中に供給される前記第1の高周波数電力は、動作(d)の前記第2の期間中に供給される前記第2の高周波数電力よりも大きい、前記方法。
[適用例19]適用例11に記載の方法であって、
前記第1の期間の持続時間は、前記第2の期間の持続時間よりも短い、方法。
[適用例20]適用例11に記載の方法であって、
前記プラズマへの前記第1の高周波数電力の供給によって引き起こされる前記基板に対する前記エッチング優位の効果は、前記マスク材料内の前記開口を通して露出している前記標的材料の前記少なくとも一部分のエッチングと、前記マスク材料の一部の除去とを含み、前記プラズマへの前記第2の高周波数電力の供給によって引き起こされる前記基板に対する前記堆積優位の効果は、前記マスク材料上へのポリマ材料の堆積を含む、方法。
Claims (20)
- 半導体製造において標的材料をプラズマエッチングするための方法であって、
(a)標的材料を覆うマスク材料を含み、前記標的材料の少なくとも一部分は、前記マスク材料内の開口を通して露出している基板を、プロセスモジュール内で基板ホルダの上に配置し、
(b)前記基板を覆っているプラズマ生成領域に二様態プロセスガス組成を供給し、
(c)前記基板に浴びせるプラズマを生成するために、第1の期間にわたり、前記プラズマ生成領域内の前記二様態プロセスガス組成に第1の高周波数電力を、前記第1の高周波数電力の供給を通じて生成されたプラズマが、エッチング優位の効果を前記基板に対して引き起こすように、供給し、ここで前記二様態プロセスガス組成は、前記第1の期間にわたり、前記マスク材料の前記開口を通して露出された前記標的材料の少なくとも一部のエッチングフロントにおける活性化エネルギが基本的にゼロであるように構成されており、
(d)前記基板に浴びせるプラズマを生成するために、前記第1の期間の終了後の第2の期間にわたり、前記プラズマ生成領域内の前記二様態プロセスガス組成に供給される第2の高周波数電力であって、前記第2の高周波数電力を、前記第1の高周波数電力に代わって、前記第2の高周波数電力の供給を通じて生成されたプラズマが、堆積優位の効果を前記基板に対して引き起こすように、供給し、ここで、前記二様態プロセスガス組成は、前記マスク材料の前記開口を通して露出された前記標的材料の少なくとも一部のエッチングフロントにおける活性化エネルギが、前記第2の期間にわたり前記第1の期間の値より基本的に増加するように構成されており、
(e)前記基板上で露出している前記標的材料を所要の量だけ除去するために必要とされる全期間にわたり、動作(c)と動作(d)とを交互に且つ連続して繰り返す、
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記二様態プロセスガス組成は、エッチャント種と堆積種とを含み、前記エッチャント種は、動作(c)の前記第1の期間中に前記エッチング優位の効果を前記基板に対して提供するように構成され、前記堆積種は、動作(d)の前記第2の期間中に前記堆積優位の効果を前記基板に対して提供するように構成される、方法。 - 請求項2に記載の方法であって、
前記二様態プロセスガス組成は、動作(c)の前記第1の期間中は前記エッチャント種の解離速度が前記堆積種の解離速度よりも高いように構成され、前記二様態プロセスガス組成は、動作(d)の前記第2の期間中は前記堆積種の解離速度が前記エッチャント種の解離速度よりも高いように構成される、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
動作(c)の前記第1の期間中に供給される前記第1の高周波数電力は、動作(d)の前記第2の期間中に供給される前記第2の高周波数電力よりも小さい、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
動作(c)の前記第1の期間中に供給される前記第1の高周波数電力は、動作(d)の前記第2の期間中に供給される前記第2の高周波数電力よりも大きい、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記第1の高周波数電力及び前記第2の高周波数電力のうちの低い方は、約100ワット(W)から約1000Wに及ぶ範囲内である、又は約300Wから約600Wに及ぶ範囲内である、又は約500Wである、方法。 - 請求項6に記載の方法であって、
前記第1の高周波数電力及び前記第2の高周波数電力のうちの高い方は、約750ワット(W)から約6000Wに及ぶ範囲内である、又は約1000Wから約4000Wに及ぶ範囲内である、又は約2500Wである、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記第1の期間の持続時間は、前記第2の期間の持続時間よりも短い、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記第1の期間の持続時間は、前記第2の期間の持続時間の約3分の1である、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記プラズマへの前記第1の高周波数電力の供給によって引き起こされる前記基板に対する前記エッチング優位の効果は、前記マスク材料内の前記開口を通して露出している前記標的材料の前記少なくとも一部分のエッチングと、前記マスク材料の一部の除去とを含み、前記プラズマへの前記第2の高周波数電力の供給によって引き起こされる前記基板に対する前記堆積優位の効果は、前記マスク材料上へのポリマ材料の堆積を含む、方法。 - 半導体製造において標的材料をプラズマエッチングするための方法であって、
(a)標的材料を覆うマスク材料を含み、前記標的材料の少なくとも一部分は、前記マスク材料内の開口を通して露出している基板を、プロセスモジュール内で基板ホルダの上に配置し、
(b)前記基板を覆っているプラズマ生成領域に二様態プロセスガス組成を供給し、
(c)前記基板に浴びせるプラズマを生成するために、第1の期間にわたり、前記プラズマ生成領域内の前記二様態プロセスガス組成に第1の高周波数電力を供給し、かつ高いバイアス電圧レベルに対応する第1のバイアス電圧設定で、前記基板ホルダにバイアス電圧を印加することで、前記第1の高周波数電力の供給を通じて生成されたプラズマが、エッチング優位の効果を前記基板に対して引き起こすようにし、ここで前記二様態プロセスガス組成は、前記第1の期間にわたり、前記マスク材料の前記開口を通して露出された前記標的材料の少なくとも一部のエッチングフロントにおける活性化エネルギが基本的にゼロであるように構成されており、
(d)前記基板に浴びせるプラズマを生成するために、前記第1の期間の終了後の第2の期間にわたり、前記プラズマ生成領域内の前記二様態プロセスガス組成に第2の高周波数電力を供給し、かつ前記基板ホルダにおける前記バイアス電圧を、低いバイアス電圧レベルに対応する第2のバイアス電圧設定に引き下げることにより、前記第2の高周波数電力が、前記第1の高周波数電力に代わって供給されて、前記第2の高周波数電力の供給を通じて生成されたプラズマが、堆積優位の効果を前記基板に対して引き起こすようにし、ここで、前記二様態プロセスガス組成は、前記マスク材料の前記開口を通して露出された前記標的材料の少なくとも一部のエッチングフロントにおける活性化エネルギが、前記第2の期間にわたり前記第1の期間の値より基本的に増加するように構成されており、
(e)前記基板上で露出している前記標的材料を所要の量だけ除去するために必要とされる全期間にわたり、動作(c)と動作(d)とを交互に且つ連続して繰り返す
方法。 - 請求項11に記載の方法であって、
前記第1のバイアス電圧設定は、最大で約5000ボルト(V)に及ぶ範囲内である、又は最大で約3000Vに及ぶ範囲内である、又は約100Vから約5000Vに及ぶ範囲内である、又は約200Vから約3000Vに及ぶ範囲内である、方法。 - 請求項12に記載の方法であって、
前記第2のバイアス電圧設定は、前記マスク材料の除去に必要とされる閾値バイアス電圧未満である、方法。 - 請求項12に記載の方法であって、
前記第2のバイアス電圧設定は、ゼロである、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、更に、
前記二様態プロセスガス組成は、エッチャント種と堆積種とを含み、前記エッチャント種は、動作(c)の前記第1の期間中に前記エッチング優位の効果を前記基板に対して提供するように構成され、前記堆積種は、動作(d)の前記第2の期間中に前記堆積優位の効果を前記基板に対して提供するように構成される、方法。 - 請求項15に記載の方法であって、
前記二様態プロセスガス組成は、動作(c)の前記第1の期間中は前記エッチャント種の解離速度が前記堆積種の解離速度よりも高いように構成され、前記二様態プロセスガス組成は、動作(d)の前記第2の期間中は前記堆積種の解離速度が前記エッチャント種の解離速度よりも高いように構成される、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、
動作(c)の前記第1の期間中に供給される前記第1の高周波数電力は、動作(d)の前記第2の期間中に供給される前記第2の高周波数電力よりも小さい、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、
動作(c)の前記第1の期間中に供給される前記第1の高周波数電力は、動作(d)の前記第2の期間中に供給される前記第2の高周波数電力よりも大きい、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、
前記第1の期間の持続時間は、前記第2の期間の持続時間よりも短い、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、
前記プラズマへの前記第1の高周波数電力の供給によって引き起こされる前記基板に対する前記エッチング優位の効果は、前記マスク材料内の前記開口を通して露出している前記標的材料の前記少なくとも一部分のエッチングと、前記マスク材料の一部の除去とを含み、前記プラズマへの前記第2の高周波数電力の供給によって引き起こされる前記基板に対する前記堆積優位の効果は、前記マスク材料上へのポリマ材料の堆積を含む、方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/932,265 US9691625B2 (en) | 2015-11-04 | 2015-11-04 | Methods and systems for plasma etching using bi-modal process gas composition responsive to plasma power level |
US14/932,265 | 2015-11-04 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021034064A Division JP7122422B2 (ja) | 2015-11-04 | 2021-03-04 | プラズマ処理システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017112350A JP2017112350A (ja) | 2017-06-22 |
JP6849339B2 true JP6849339B2 (ja) | 2021-03-24 |
Family
ID=58635195
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016150938A Active JP6849339B2 (ja) | 2015-11-04 | 2016-08-01 | プラズマ電力レベルに応じて二様態プロセスガス組成を使用するプラズマエッチングのための方法 |
JP2021034064A Active JP7122422B2 (ja) | 2015-11-04 | 2021-03-04 | プラズマ処理システム |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021034064A Active JP7122422B2 (ja) | 2015-11-04 | 2021-03-04 | プラズマ処理システム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9691625B2 (ja) |
JP (2) | JP6849339B2 (ja) |
KR (1) | KR20170054280A (ja) |
CN (2) | CN106653550B (ja) |
TW (1) | TW201727737A (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10256075B2 (en) * | 2016-01-22 | 2019-04-09 | Applied Materials, Inc. | Gas splitting by time average injection into different zones by fast gas valves |
US10009028B2 (en) * | 2016-09-30 | 2018-06-26 | Lam Research Corporation | Frequency and match tuning in one state and frequency tuning in the other state |
WO2019118601A1 (en) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | Applied Materials, Inc. | Spatial atomic layer deposition chamber with plasma pulsing to prevent charge damage |
KR20210011974A (ko) * | 2018-05-17 | 2021-02-02 | 에바텍 아크티엔게젤샤프트 | 기판 처리 방법 및 진공 증착 장치 |
US10593518B1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-03-17 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for etching semiconductor structures |
JP2023535388A (ja) * | 2020-07-19 | 2023-08-17 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | ホウ素がドープされたシリコン材料を利用した集積プロセス |
JP2022140924A (ja) * | 2021-03-15 | 2022-09-29 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法および基板処理装置 |
WO2022255472A1 (ja) | 2021-06-03 | 2022-12-08 | 日本精工株式会社 | グリースの劣化検知方法及び潤滑剤の劣化検知方法 |
JP7250895B2 (ja) * | 2021-06-22 | 2023-04-03 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及びプラズマ処理装置 |
JP7257088B1 (ja) * | 2022-03-24 | 2023-04-13 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理システム |
CN117080062B (zh) * | 2023-10-13 | 2024-01-26 | 无锡邑文微电子科技股份有限公司 | 碗状刻蚀的方法 |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0793291B2 (ja) * | 1986-12-19 | 1995-10-09 | アプライド マテリアルズインコーポレーテッド | シリコンおよび珪化物のための臭素およびヨウ素エッチング方法 |
JPH02260424A (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ドライエッチング方法 |
JP2728011B2 (ja) * | 1995-03-15 | 1998-03-18 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理方法 |
EP1357584A3 (en) * | 1996-08-01 | 2005-01-12 | Surface Technology Systems Plc | Method of surface treatment of semiconductor substrates |
US20010045354A1 (en) * | 1997-06-02 | 2001-11-29 | Yiqiong Wang | Method of etching high aspect ratio openings in silicon |
US6635185B2 (en) * | 1997-12-31 | 2003-10-21 | Alliedsignal Inc. | Method of etching and cleaning using fluorinated carbonyl compounds |
WO1999067817A1 (en) * | 1998-06-22 | 1999-12-29 | Applied Materials, Inc. | Silicon trench etching using silicon-containing precursors to reduce or avoid mask erosion |
JP4153606B2 (ja) * | 1998-10-22 | 2008-09-24 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマエッチング方法およびプラズマエッチング装置 |
JP2000164571A (ja) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Sony Corp | コンタクトホール形成方法およびプラズマエッチング方法 |
US6383938B2 (en) * | 1999-04-21 | 2002-05-07 | Alcatel | Method of anisotropic etching of substrates |
JP2001168086A (ja) * | 1999-12-09 | 2001-06-22 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
TW465112B (en) * | 2000-07-24 | 2001-11-21 | Hannstar Display Corp | A process to form thin film transistor and the improvement method thereof |
US7901545B2 (en) * | 2004-03-26 | 2011-03-08 | Tokyo Electron Limited | Ionized physical vapor deposition (iPVD) process |
US6905626B2 (en) * | 2002-07-24 | 2005-06-14 | Unaxis Usa Inc. | Notch-free etching of high aspect SOI structures using alternating deposition and etching and pulsed plasma |
US7169695B2 (en) * | 2002-10-11 | 2007-01-30 | Lam Research Corporation | Method for forming a dual damascene structure |
CN100492598C (zh) * | 2003-10-21 | 2009-05-27 | 优利讯美国有限公司 | 使用交替淀积/蚀刻工序蚀刻衬底中特征的方法和设备 |
US20050112891A1 (en) * | 2003-10-21 | 2005-05-26 | David Johnson | Notch-free etching of high aspect SOI structures using a time division multiplex process and RF bias modulation |
US20090191711A1 (en) * | 2008-01-30 | 2009-07-30 | Ying Rui | Hardmask open process with enhanced cd space shrink and reduction |
WO2012008179A1 (ja) * | 2010-07-12 | 2012-01-19 | 住友精密工業株式会社 | エッチング方法 |
JP5818159B2 (ja) * | 2011-02-03 | 2015-11-18 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性、耐欠損性を備える表面被覆切削工具 |
US8598675B2 (en) * | 2011-02-10 | 2013-12-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Isolation structure profile for gap filling |
US9679751B2 (en) * | 2012-03-15 | 2017-06-13 | Lam Research Corporation | Chamber filler kit for plasma etch chamber useful for fast gas switching |
US9236305B2 (en) * | 2013-01-25 | 2016-01-12 | Applied Materials, Inc. | Wafer dicing with etch chamber shield ring for film frame wafer applications |
US20150001180A1 (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-01 | Applied Materials, Inc. | Process kit for edge critical dimension uniformity control |
US9576773B2 (en) * | 2013-07-30 | 2017-02-21 | Corporation For National Research Initiatives | Method for etching deep, high-aspect ratio features into glass, fused silica, and quartz materials |
JP6334369B2 (ja) * | 2014-11-11 | 2018-05-30 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
-
2015
- 2015-11-04 US US14/932,265 patent/US9691625B2/en active Active
-
2016
- 2016-08-01 JP JP2016150938A patent/JP6849339B2/ja active Active
- 2016-08-25 CN CN201610719175.7A patent/CN106653550B/zh active Active
- 2016-08-25 CN CN201811515594.4A patent/CN110010463B/zh active Active
- 2016-10-31 TW TW105135196A patent/TW201727737A/zh unknown
- 2016-11-02 KR KR1020160144921A patent/KR20170054280A/ko not_active Application Discontinuation
-
2017
- 2017-06-06 US US15/615,768 patent/US10177003B2/en active Active
-
2021
- 2021-03-04 JP JP2021034064A patent/JP7122422B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201727737A (zh) | 2017-08-01 |
JP2017112350A (ja) | 2017-06-22 |
US20170125253A1 (en) | 2017-05-04 |
JP7122422B2 (ja) | 2022-08-19 |
KR20170054280A (ko) | 2017-05-17 |
CN106653550A (zh) | 2017-05-10 |
CN110010463A (zh) | 2019-07-12 |
US20170271166A1 (en) | 2017-09-21 |
US9691625B2 (en) | 2017-06-27 |
CN106653550B (zh) | 2019-01-08 |
JP2021093548A (ja) | 2021-06-17 |
CN110010463B (zh) | 2023-06-27 |
US10177003B2 (en) | 2019-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6849339B2 (ja) | プラズマ電力レベルに応じて二様態プロセスガス組成を使用するプラズマエッチングのための方法 | |
US20210193474A1 (en) | Methods and Systems for Advanced Ion Control for Etching Processes | |
KR102319781B1 (ko) | 기판 에칭 동안 기판 dc 바이어스 및 이온 에너지 및 각 분포를 제어하는 방법 및 장치 | |
US8641916B2 (en) | Plasma etching apparatus, plasma etching method and storage medium | |
KR20160113983A (ko) | 전원 시스템, 플라즈마 처리 장치 및 전원 제어 방법 | |
KR20140124762A (ko) | 전원 시스템, 플라즈마 에칭 장치 및 플라즈마 에칭 방법 | |
JP2023542780A (ja) | プラズマ処理用途のためのパルス電圧源 | |
JP2016162795A (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
CN110047725B (zh) | 独立控制自由基密度、离子密度和离子能量的方法和*** | |
US10998170B2 (en) | Method for ion mass separation and ion energy control in process plasmas | |
US20190318913A1 (en) | Apparatus and Method for Controlling Ion Energy Distribution in Process Plasmas | |
CN111937114A (zh) | 用于在加工等离子体时控制离子能量分布的装置和方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180328 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180328 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190731 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200915 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210202 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210304 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6849339 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |