JP7228413B2 - プラズマ処理方法、及び、プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理方法、及び、プラズマ処理装置 Download PDF

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Description

本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理方法、及び、プラズマ処理装置に関する。
プラズマ処理装置を用いて多層膜をエッチングする場合、多層膜に含まれる酸化層に深さの異なる複数のホールを形成する場合がある。特許文献1に開示されているプラズマ処理方法は、多層膜に深さの異なる複数のホールを形成する方法である。多層膜は、酸化層、複数のエッチングストップ層、及び、マスク層を有する。エッチングストップ層は、タングステンからなる。この方法は、処理容器に処理ガスを供給し、プラズマを発生させて、酸化層の上面から複数のエッチングストップ層に至るまでエッチングする。このエッチングによって、酸化層に深さの異なる複数のホールを同時に形成する。処理ガスは、フルオロカーボン系ガス、希ガス、酸素及び窒素を含む。
特開2014-90022号公報
本開示は、長さの異なる複数のホールを良好に並行して形成し得る技術を提供する。
例示的実施形態において、被加工物を処理するプラズマ処理方法が提供される。被加工物は、第1の層と第2の層とを備える。第2の層は、複数の開口を備え、第1の層の上面に設けられる。開口は、上面を露出する。第1の層は、複数のエッチングストップ層を備える。第1の層内において複数のエッチングストップ層の各々から上面までの長さは、互いに異なる。第1の層の材料は、シリコン酸化物である。第2の層の材料は、炭素を含む。この方法は、被加工物が収容されたプラズマ処理装置のチャンバ内において処理シーケンスを繰り返し実行する。処理シーケンスは、第1のガスのプラズマを生成して、被加工物に対し、第2の層をマスクとして開口を介したエッチングを行う。処理シーケンスは、第1のガスのプラズマによるエッチングの後に、被加工物に対し、第2のガスのプラズマを生成してエッチングを行う。第1のガスは、炭素原子及びフッ素原子からなるガスを含む。第2のガスは、炭素原子、フッ素原子及び水素原子からなるガスを含む。第1のガスのプラズマを生成して行うエッチングにおいて、第1のガスのプラズマによって高次のフルオロカーボンが生成される。第2のガスのプラズマを生成して行うエッチングにおいて、第2のガスのプラズマによって低次のフルオロカーボン又は低次のハイドロフルオロカーボンが生成される。
一つの例示的実施形態によれば、長さの異なる複数のホールを良好に並行して形成し得る技術を提供できる。
例示的実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示すフローチャートである。 図1に示すプラズマ処理方法を実行し得るプラズマ処理装置の構成の一例を示す図である。 図1に示すプラズマ処理方法が行われる被加工物の構成の一例を示す図である。 図1に示すプラズマ処理方法によって図3に示す被加工物が加工されることによって得られる構成の一例である。 図1に示すプラズマ処理方法によって図4に示す構成の被加工物が更に加工されることによって得られる構成の一例である。 図3に示す被加工物が図1に示すプラズマ処理方法が施されることによって得られる構成の一例を示す図である。
以下、種々の例示的実施形態について説明する。例示的実施形態において、被加工物を処理するプラズマ処理方法が提供される。被加工物は、第1の層と第2の層とを備える。第2の層は、複数の開口を備え、第1の層の上面に設けられる。開口は、上面を露出する。第1の層は、複数のエッチングストップ層を備える。第1の層内において複数のエッチングストップ層の各々から上面までの長さは、互いに異なる。第1の層の材料は、シリコン酸化物である。第2の層の材料は、炭素を含む。この方法は、被加工物が収容されたプラズマ処理装置のチャンバ内において処理シーケンスを繰り返し実行する。処理シーケンスは、第1のガスのプラズマを生成して、被加工物に対し、第2の層をマスクとして開口を介したエッチングを行う(工程Aという場合がある)。処理シーケンスは、第1のガスのプラズマによるエッチングの後に、被加工物に対し、第2のガスのプラズマを生成してエッチングを行う(工程Bという場合がある)。第1のガスは、炭素原子及びフッ素原子からなるガスを含む。第2のガスは、炭素原子、フッ素原子及び水素原子からなるガスを含む。第1のガスのプラズマを生成して行うエッチングにおいて、第1のガスのプラズマによって高次のフルオロカーボンが生成される。第2のガスのプラズマを生成して行うエッチングにおいて、第2のガスのプラズマによって低次のフルオロカーボン又は低次のハイドロフルオロカーボンが生成される。
工程Aでは、第1のガスのプラズマを用いたエッチングによって、第2の層の開口を介した第1の層に対するエッチングが進行し得る。
しかしながら、工程Aでは、第1のガスのプラズマによって高次のフルオロカーボンが生成され得る。高次のフルオロカーボンは、高付着係数を有するポリマー(以下、第1ポリマーと総称する場合がある)である。工程Aにおいて、このような第1ポリマーは、第2の層上に、及び、工程Aの実行によって形成されるホールの側面に付着するが、ホールの底の方には到達し難い。従って、工程Aが継続される場合、第2の層の上面に及び開口の側面に第1ポリマーが付着し続けて開口が閉塞し、第1の層に対するエッチングが困難になり得る。
また、第1ポリマーはホールの底まで到達し難く、工程Aのエッチングにおいてエッチングストップ層に対する選択比は比較的に低い。このため、エッチングストップ層がホールを介して露出されている場合に、当該エッチングストップ層が第1ポリマーによって保護されず、当該エッチングストップ層がエッチングされる場合があり得る。
特に、当該方法は、第1の層の上面からエッチングストップ層に至るまでの長さが互いに異なる複数のホールの形成を、順次にではなく、並行して行う。このため、工程Aのエッチングによって、比較的に短い長さのホールにおいてエッチングストップ層が過度にエッチングされる場合があり得る。
工程Aに引き続いて行われる工程Bでは、第2のガスのプラズマによって低次のフルオロカーボン又は低次のハイドロフルオロカーボンが生成される。低次のフルオロカーボン、低次のハイドロフルオロカーボンは、低付着率係数を有するポリマー(以下、第2ポリマーと総称する場合がある)である。工程Bにおいて、このような第2ポリマーは、第2の層上に、及び、工程Aによって形成されるホールの側面に付着し難いが、ホールの底の方には到達し易い。一方、このような第2ポリマーは、ホールを介してエッチングストップ層が露出されている場合に、当該ホールを介して、エッチングストップ層上に、付着し得る。
このように、第2ポリマーは、ホールの底まで到達し易い。従って、エッチングストップ層がホールを介して露出されている場合、第2ポリマーが当該エッチングストップ層(ホールの底)に堆積し、堆積した第2ポリマーによって当該エッチングストップ層が保護され得る。
上記したように、工程Aにおいて行われるエッチングでは、エッチングストップ層に対する選択比は比較的に低い。更に、工程Aにおいて行われるエッチングでは、第2の層(マスク)の開口に閉塞が発生してエッチングの継続が困難になる場合があり得る。これに対し、工程Aの好適な実行の後に工程Bを実行することによって、工程Aにおいて閉塞されつつある第2の層の開口が広がり得る。更に、工程Bの実行によって、エッチングストップ層が工程Aによって形成されたホールを介して露出されている場合に、当該エッチングストップ層上に保護膜(第2ポリマー)が形成され得る。このため、工程Bの後に実行される工程Aの開始時には、第2の層の開口が既に広げられている。更にこの時、工程Aのエッチングにおいてエッチングストップ層がホールを介して露出されている場合に、当該エッチングストップ層上には保護膜(第2ポリマー)が既に形成されている。従って、工程Bの後に実行される工程Aによって、第2の層の開口における閉塞が回避されつつ、エッチングストップ層に対する過度なエッチングが保護膜(第2ポリマー)によって抑制され得る。
更に、当該方法は、上記した処理シーケンスを繰り返し実行することができる。従って、当該方法の実行によって、長さの異なる複数のホールの形成が、順次にではなく、並行して行える。この場合、第1の層の上面からの長さが最も長いホールが形成されるまでの間において、開口の閉塞の回避と、比較的に短い長さのホールにおけるエッチングストップ層に対する過度なエッチングの抑制とが実現され得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理方法において、第1のガスは、Cガス、Cガスのうち、少なくとも一のガスを含み得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理方法において、第2のガスは、CHFガス、CHガス、CHFガスのうち、少なくとも一のガスを含み得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理方法において、第2のガスは、COガス、COガス、Oガス、Nガス、Hガスのうち、少なくとも一のガスを更に含み得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理方法において、エッチングストップ層の材料はタングステンであり得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理方法では、第1のガスのプラズマを生成して行うエッチングにおいて、主に第2の層上に、高次のフルオロカーボンが付着する。第2のガスのプラズマを生成して行うエッチングにおいて、処理シーケンスの実行によって形成されるホールを介して、エッチングストップ層上に、低次のフルオロカーボン又は低次のハイドロフルオロカーボンが付着する。
例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバと、載置台と、ガス供給系と、高周波電源と、制御部とを備える。載置台は、チャンバ内に設けられる。ガス供給系は、チャンバ内に、第1のガス、第2のガスを供給するように設けられる。高周波電源は、第1のガス、第2のガスを励起させるために高周波電力を供給するように設けられる。制御部は、ガス供給系及び高周波電源を制御するように設けられる。制御部は、第1のガスのプラズマ及び第2のガスのプラズマを生成して載置台上に載置され第1の層及び第2の層を備える被加工物をエッチングするために、処理シーケンスを繰り返し実行するようにガス供給系及び高周波電源を制御する。第2の層は、複数の開口を備え、第1の層の上面に設けられる。開口は、上面を露出する。第1の層は、複数のエッチングストップ層を備える。第1の層内において複数のエッチングストップ層の各々から上面までの長さは、互いに異なる。第1の層の材料は、シリコン酸化物である。第2の層の材料は、炭素を含む。処理シーケンスは、第1のガスのプラズマを生成して、被加工物に対し、第2の層をマスクとして開口を介したエッチングを行う。処理シーケンスは、第1のガスのプラズマによるエッチングの後に、被加工物に対し、第2のガスのプラズマを生成してエッチングを行う。第1のガスは、炭素原子及びフッ素原子からなるガスを含む。第2のガスは、炭素原子、フッ素原子及び水素原子からなるガスを含む。第1のガスのプラズマを生成して行うエッチングにおいて、第1のガスのプラズマによって高次のフルオロカーボンが生成される。第2のガスのプラズマを生成して行うエッチングにおいて、第2のガスのプラズマによって低次のフルオロカーボン又は低次のハイドロフルオロカーボンが生成される。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、第1のガスは、Cガス、Cガスのうち、少なくとも一のガスを含み得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、第2のガスは、CHFガス、CHガス、CHFガスのうち、少なくとも一のガスを含み得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置において、第2のガスは、COガス、COガス、Oガス、Nガス、Hガスのうち、少なくとも一のガスを更に含み得る。
例示的実施形態に係るプラズマ処理装置では、第1のガスのプラズマを生成して行うエッチングにおいて、主に第2の層上に、高次のフルオロカーボンが付着する。第2のガスのプラズマを生成して行うエッチングにおいて、処理シーケンスの実行によって形成されるホールを介して、エッチングストップ層上に、低次のフルオロカーボン又は低次のハイドロフルオロカーボンが付着する。
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
図1は、例示的実施形態に係るプラズマ処理方法(以下、方法MTという)を示すフローチャートである。図1に示す方法MTは、例えば図2に示すプラズマ処理装置10を用いて実行され得る。まず、図2を参照してプラズマ処理装置10の構成を説明する。
図2は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図である。図2に示すプラズマ処理装置10は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置であり、略円筒状のチャンバ12を備えている。チャンバ12は、例えば、陽極酸化処理されたアルミニウムの表面を有する。チャンバ12は、保安接地されている。
プラズマ処理装置10は、チャンバ12、接地導体12a、排気口12e、搬入出口12g、支持部14、載置台16、静電チャック18、電極20、直流電源22を備える。プラズマ処理装置10は、更に、冷媒室24、配管26a、配管26b、ガス供給ライン28、上部電極30、絶縁性遮蔽部材32、電極板34、ガス吐出孔34a、電極支持体36を備える。
プラズマ処理装置10は、ガス拡散室36a、ガス通流孔36b、ガス導入口36c、ガス供給管38、ガス供給系40、スプリッタ43、デポシールド46、排気プレート48、排気装置50、排気管52、ゲートバルブ54を備える。
プラズマ処理装置10は、更に、導電性部材56、給電棒58、棒状導電部材58a、筒状導電部材58b、絶縁部材58c、直流電源60、第1の高周波電源62、第2の高周波電源64、整合器70、整合器71を備える。プラズマ処理装置10は、更に、制御部Cnt、フォーカスリングFR、処理空間Sを備える。
支持部14は、チャンバ12の底部上に配置されている。支持部14は、円筒状の形状を有し得る。支持部14の材料は、絶縁材料であり得る。支持部14は、載置台16を支持している。
載置台16は、チャンバ12内に設けられている。載置台16の材料は、アルミニウム等の金属であり得る。載置台16は、チャンバ12内に設けられている。載置台16は、一実施形態においては、下部電極を構成している。
静電チャック18は、載置台16の上面に設けられている。静電チャック18は、載置台16と共に、一実施形態の載置台を構成している。静電チャック18は、一対の絶縁層の間又は一対の絶縁シートの間に電極20が配置された構造を有している。
電極20は、導電膜であり得る。電極20には、直流電源22が電気的に接続されている。静電チャック18は、直流電源22からの直流電圧により生じた静電気力によって、被加工物(例えば図3に示す被加工物Wであり、以下同様)を吸着保持し得る。
フォーカスリングFRは、載置台16の上面であって静電チャック18の周囲に配置されている。フォーカスリングFRは、エッチングの均一性を向上させるために設けられ得る。フォーカスリングFRの材料は、例えば、シリコン又は石英であり得る。
冷媒室24は、載置台16の内部に設けられている。冷媒室24には、外部に設けられたチラーユニットから配管26a及び配管26bを介して、所定温度の冷媒、例えば冷却水が、循環供給される。このように循環される冷媒の温度を制御することによって、静電チャック18上に載置された被加工物の温度が制御され得る。
ガス供給ライン28は、伝熱ガス供給機構(図示略)からの伝熱ガス、例えばHeガスを、静電チャック18の上面と被加工物の裏面との間に供給する。
上部電極30は、チャンバ12内に設けられている。上部電極30は、下部電極である載置台16の上方において、載置台16と対向配置されている。載置台16と上部電極30とは、互いに略平行に設けられている。上部電極30と下部電極との間には、被加工物にプラズマエッチングを行うための処理空間Sが画成されている。
上部電極30は、絶縁性遮蔽部材32を介して、チャンバ12の上部に支持されている。上部電極30は、電極板34及び電極支持体36を含み得る。電極板34は、処理空間Sに面しており、複数のガス吐出孔34aを画成している。電極板34の材料は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体であり得る。
電極支持体36は、電極板34を着脱自在に支持する。電極支持体36の材料は、アルミニウム等の導電性材料であり得る。電極支持体36は、水冷構造を有し得る。
ガス拡散室36aは、電極支持体36の内部に設けられている。ガス拡散室36aは、複数のガス通流孔36b及び複数のガス吐出孔34aを介して、処理空間Sに連通している。
複数のガス通流孔36bの各々は、複数のガス吐出孔34aの各々に連通している。複数のガス通流孔36bは、電極支持体36に設けられている。複数のガス吐出孔34aは、電極板34に設けられている。
ガス導入口36cは、ガス供給管38に接続されている。ガス導入口36cは、電極支持体36に設けられている。ガス導入口36cは、ガス拡散室36aに、ガス供給系40から出力される各種ガスを導き得る。
ガス供給系40は、チャンバ12内に、図1に示す方法MTの実行に用いられる第1のガス、第2のガスを供給するように設けられている。ガス供給系40は、スプリッタ43を介して、ガス供給管38に接続されている。
第1のガスは、炭素原子及びフッ素原子からなるガスを含む。第1のガスは、例えば、Cガス、Cガスのうち、少なくとも一のガスを含み得る。
第2のガスは、炭素原子、フッ素原子及び水素原子からなるガスを含む。第2のガスは、例えば、CHFガス、CHガス、CHFガスのうち、少なくとも一のガスを含み得る。
第2のガスは、例えば、COガス、COガス、Oガス、Nガス、Hガスのうち、少なくとも一のガスを更に含み得る。
接地導体12aは、略円筒状の接地導体である。接地導体12aは、チャンバ12の側壁から上部電極30の高さ位置よりも上方に延びるように設けられている。
デポシールド46は、チャンバ12の内壁に沿って着脱自在に設けられている。デポシールド46は、支持部14の外周にも設けられている。デポシールド46は、チャンバ12にエッチングの副生成物(デポ)が付着することを防止し得る。デポシールド46は、例えば、アルミニウム材にY等のセラミックスを被覆することによって設けられ得る。
排気プレート48は、チャンバ12の底部側において、支持部14とチャンバ12の内壁との間に設けられている。排気プレート48は、例えば、アルミニウム材にY等のセラミックスを被覆することによって設けられ得る。
排気口12eは、チャンバ12内において排気プレート48の下方に設けられている。排気口12eは、排気管52を介して排気装置50に接続されている。
排気装置50は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ12内を所望の真空度まで減圧することができる。
搬入出口12gは、被加工物の搬入口である。搬入出口12gは、チャンバ12の側壁には設けられている。搬入出口12gは、ゲートバルブ54によって開閉可能である。
導電性部材56は、チャンバ12の内壁に設けられている。導電性部材56は、高さ方向において被加工物と略同じ高さに位置するように、チャンバ12の内壁に取り付けられている。導電性部材56は、グランドにDC的に接続されており、異常放電防止効果を発揮する。
導電性部材56はプラズマ生成領域に設けられていればよく、導電性部材56の設置位置は図2に示す位置に限られない。例えば、導電性部材56は、載置台16の周囲に設けられる等、載置台16側に設けられてもよい。また、導電性部材56は、上部電極30の外側にリング状に設けられる等、上部電極30の近傍に設けられてもよい。
給電棒58は、下部電極を構成する載置台16に高周波電力を供給する。給電棒58は、同軸二重管構造を有している。給電棒58は、棒状導電部材58a及び筒状導電部材58bを含む。
棒状導電部材58aは、チャンバ12外からチャンバ12の底部を通ってチャンバ12内まで略鉛直方向に延在している。棒状導電部材58aの上端は、載置台16に接続されている。
筒状導電部材58bは、棒状導電部材58aの周囲を囲むように棒状導電部材58aと同軸に設けられている。筒状導電部材58bは、チャンバ12の底部に支持されている。棒状導電部材58a及び筒状導電部材58bの間に略環状の2枚の絶縁部材58cが配置されている。従って、棒状導電部材58aと筒状導電部材58bとは、電気的に絶縁されている。
整合器70、整合器71の各々は、棒状導電部材58aの下端及び筒状導電部材58bの下端が接続されている。整合器70は、第1の高周波電源62に接続されている。整合器71は、第2の高周波電源64に接続されている。
第1の高周波電源62は、第1のガス、第2のガスを励起させるために高周波電力を供給するように設けられている。第1の高周波電源62は、プラズマ生成用の第1の高周波電力を発生する電源である。第1の高周波電力の周波数は、27 ~ 100 MHz の範囲内の周波数であり、一例においては 100 MHz であり得る。
第2の高周波電源64は、載置台16に高周波バイアスを印加し被加工物にイオンを引き込むための第2の高周波電力を発生する。第2の高周波電力の周波数は、400 kHz ~13.56 MHz の範囲内の周波数であり、一例においては 3 MHz であり得る。
直流電源60は、整合器70を介して、上部電極30に接続されている。直流電源60は、負の直流電圧を上部電極30に印加する。上記構成によって、下部電極を構成する載置台16に二つの異なる高周波電力が供給され、上部電極30に直流電圧が印可され得る。
制御部Cntは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータである。制御部Cntは、プラズマ処理装置10の各部、例えば電源系、ガス供給系、駆動系、及び電源系等を、制御する。制御部Cntは、特に、ガス供給系40と、第1の高周波電源62及び第2の高周波電源64とを制御し得る。
制御部Cntの記憶部は、例えば、プラズマ処理装置10で実行される各種の処理をプロセッサによって実行するための制御プログラムを格納する。プロセッサによって実行され得る制御プログラムは、処理条件に応じてプラズマ処理装置10の各構成部に処理を実行させるためのコンピュータプログラム、即ち、処理レシピを含む。
制御部Cntの記憶部に格納された制御プログラムは、特に、図1に示す方法MTのフローチャートの処理を実行するコンピュータプログラムを含み得る。制御部Cntは、ガス供給系40から供給される第1のガス及び第2のガスの各々のプラズマを生成して載置台16上に載置された被加工物をエッチングするために、上記制御プログラムを実行する。制御部Cntは、図1に示す方法MTの処理シーケンスSQを繰り返し実行するようにガス供給系40及び第1の高周波電源62を制御する。
プラズマ処理装置10を用いてエッチング処理を行う場合、静電チャック18上に被加工物が載置される。排気装置50によってチャンバ12内を排気しつつ、ガス供給系40からの各種ガスを所定の流量でチャンバ12内に供給し、チャンバ12内の圧力を、例えば、0.1~50[Pa]の範囲内に設定する。
第1の高周波電源62によって第1の高周波電力が下部電極に供給され、第2の高周波電源64によって第2の高周波電力が下部電極に供給される。直流電源60によって第1の直流電圧が上部電極30に供給される。これにより、上部電極30と下部電極との間に高周波電界が形成され、処理空間Sに供給された各種のガスのプラズマが生成され得る。プラズマ中の各種イオン及びラジカル等によって被加工物がエッチングされ得る。
図1に示す方法MTは、例えば図3に示す構成の被加工物Wをエッチングする方法であり得る。被加工物Wは、第1の層LY1と第2の層LY2とを備える。第1の層LY1は、複数のエッチングストップ層(エッチングストップ層ML1~ML4等)を備える。
エッチングストップ層ML4の上にエッチングストップ層ML3が設けられている。エッチングストップ層ML3の上にエッチングストップ層ML2が設けられている。エッチングストップ層ML2の上にエッチングストップ層ML1が設けられている。エッチングストップ層ML1の上に、上面SFが設けられている。例えば、エッチングストップ層ML1~ML4の膜厚は、30 nm ~ 80 nm である。
第1の層LY1内において複数のエッチングストップ層(エッチングストップ層ML1~ML4等)の各々から上面SFまでの長さは、互いに異なる。一実施形態において、エッチングストップ層ML1から上面SFまでの長さL1は、エッチングストップ層ML2から上面SFまでの長さL2よりも短い。長さL2は、エッチングストップ層ML3から上面SFまでの長さL3よりも短い。長さL3は、エッチングストップ層ML4から上面SFまでの長さL4よりも短い。例えば、長さL1は、500 nm ~ 1000 nm であり、長さL4は、7500 nm ~ 8000 nm である。
このように、方法MTは、図3~図6に示す被加工物Wのように、上面SFからエッチングストップ層(エッチングストップ層ML1等)に至るまでの長さが互いに異なる複数のホール(孔)(ホールHL1~HL4等)の形成を、順次にではなく並行して行う。
第2の層LY2は、第1の層LY1の上面SFに設けられている。第2の層LY2は、複数の開口(開口OP1~OP4等)を備える。複数の開口(開口OP1~OP4等)は、上面SFを露出する。例えば、開口OP1~OP4の直径は、120 nm ~ 140 nm である。
一実施形態では、第1の層LY1内の複数のエッチングストップ層(エッチングストップ層ML1~ML4等)の積層方向DLにおいて、開口OP1はエッチングストップ層ML1とオーバーラップしている。開口OP2は、積層方向DLにおいて、エッチングストップ層ML2とオーバーラップしている。開口OP3は、積層方向DLにおいて、エッチングストップ層ML3とオーバーラップしている。開口OP4は、積層方向DLにおいて、エッチングストップ層ML4とオーバーラップしている。
第1の層LY1の材料は、シリコン酸化物である。第1の層LY1の材料は、例えば、二酸化ケイ素(SiO)であり得る。第2の層LY2の材料は、炭素を含み得る。第2の層LY2は、例えば、CVD(chemical vapor deposition)法によって形成された炭素層であり得る。エッチングストップ層ML1~ML4の材料は、タングステンであり得る。
一実施形態において、被加工物Wは、更に、第3の層LY3を備える。第3の層LY3の上に、第1の層LY1が設けられている。より具体的に、第3の層LY3の上に、エッチングストップ層ML4が設けられている。
図1に戻って、方法MTについて説明する。方法MTは、被加工物を処理するプラズマ処理方法の一つの例示的実施形態である。方法MTは、より具体的に、第1のガスのプラズマ及び第2のガスのプラズマを生成して載置台16上に載置された被加工物Wをエッチングする方法である。方法MTは、図3~図6に示す被加工物Wのように、上面SFからエッチングストップ層(エッチングストップ層ML1~ML4等)に至るまでの長さが互いに異なる複数のホール(ホールHL1~HL4等)の形成を、順次にではなく、並行して行う。
方法MTは、処理シーケンスSQを備える。処理シーケンスSQは、工程ST1及び工程ST2を備える。工程ST2は、工程ST1に引き続いて実行される。複数のホール(ホールHL1~HL4等)は、処理シーケンスSQの実行によって形成される。
方法MTは、更に、工程ST3を備える。工程ST3は、処理シーケンスSQに引き続いて実行される。
方法MTは、図3に示す被加工物Wが収容され、載置台16に載置されたプラズマ処理装置10のチャンバ12内において、処理シーケンスSQを繰り返し(より具体的に予め設定された回数だけ)実行する。方法MTは、制御部Cntの制御によって実行され得る。制御部Cntは、方法MTによるエッチングの実行時には、特にガス供給系40及び第1の高周波電源62を制御する。
処理シーケンスSQにおいて、工程ST1は、第1のガスのプラズマを生成して、被加工物Wに対し、第2の層LY2をマスクとして第2の層LY2の開口(開口OP1等)を介したエッチングを行う。第1のガスのプラズマを用いた工程ST1のエッチングによって、第2の層LY2の複数の開口(開口OP1~OP4等)を介した第1の層LY1に対するエッチングが進行し得る。
このように、工程ST1では、第1のガスのプラズマによって第1の層LY1に対するエッチングが進行する。しかしながら、工程ST1では、第1のガスのプラズマによって高次のフルオロカーボンが生成され得る。高次のフルオロカーボンは、主にC(xは2以上)の第1ポリマーであり、高付着係数を有する。工程ST1において、このような第1ポリマーは、主に第2の層LY2上に付着し、更に工程ST1によって形成され図6に示すホールHL1等のホールの側面にも付着し得る。図4に示すように、このような第1ポリマーの付着によって、主に第2の層LY2上に、更にホールHL1等のホールの側面(特に開口OP1等にある当該側面の上部)にも、第1ポリマーの堆積膜DP1が形成される。また、第1ポリマーは、ホールHL1等のホールの底の方には到達し難い。
従って、工程ST1が比較的に長い時間に亘って継続される場合、第2の層LY2の上面に及びホールHL1等のホールの側面(特に開口OP1等にある当該側面の上部)に第1ポリマーが付着し続けて堆積膜DP1の膜厚が増加し続け得る。この場合、特に開口OP1等の開口が堆積膜DP1によって閉塞して第1の層LY1に対するエッチングが困難になり得る。工程ST1は、工程ST1のエッチングによって形成されるホールHL1等のホールの開口が堆積膜DP1によって閉塞されない適切な時間継続され得る。
また、第1ポリマーはホールHL1等のホールの底まで到達し難く、工程ST1のエッチングにおいてエッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層に対する選択比は比較的に低い。このため、エッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層がホールHL1等のホールを介して露出されている場合に、当該エッチングストップ層が第1ポリマーによって保護されず、当該エッチングストップ層がエッチングされる場合があり得る。
特に、方法MTは、上面SFからエッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層に至るまでの長さが互いに異なる複数のホール(ホールHL1等に対応)の形成を、順次にではなく、並行して行う。このため、工程ST1のエッチングによって、比較的に短い長さのホール(ホールHL1等に対応)においてエッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層が過度にエッチングされる場合があり得る。
工程ST1において用いられる第1の高周波電源62によるプラズマ生成用の高周波電力は、例えば、300 W ~ 1000 W であり得る。なお、高周波電力が 1000 W より大きい場合には、第2の層LY2の上部及び側壁とホールHL1等のホールの側壁及び底部との全てに亘って堆積膜DP1が形成されるので、エッチングが困難になり得る。
工程ST1に引き続く工程ST2は、工程ST1において形成された第1ポリマーを除去するために、更に工程ST1におけるエッチングストップ層に対する過度なエッチングを抑制するために、被加工物Wに対し第2のガスのプラズマを生成してエッチングを行う。
工程ST2では、第2のガスのプラズマによって、工程ST1において開口OP1等の開口等に形成された堆積膜DP1が除去されつつ低次のフルオロカーボン又は低次のハイドロフルオロカーボンが生成される。低次のフルオロカーボン、低次のハイドロフルオロカーボンは、主にCF、CF、CF、CHF、CHFの第2ポリマーであり、低付着率係数を有する。工程ST2において、このような第2ポリマーは、第2の層LY2上に、及び、工程ST1によって形成されるホールHL1等のホールの側面には付着し難いが、ホールHL1等のホールの底の方には到達し易い。このような第2ポリマーの付着によって、ホールHL1等のホールの底部、及び、当該底部に続くホールHL1等のホールの下部に、第2ポリマーの堆積膜DP2が形成される。
一方、このような第2ポリマーは、ホールHL1等のホールを介してエッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層が露出されている場合に、当該ホールを介して、エッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層上に、付着し得る。この場合、第2ポリマーの堆積膜DP2は、ホールHL1等のホールを介して、エッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層上に形成される。
このように、第2ポリマーは、ホールHL1等のホールの底まで到達し易い。従って、エッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層がホールHL1等のホールを介して露出されている場合、第2ポリマーが当該エッチングストップ層(ホールの底)に堆積して堆積膜DP2が形成される。堆積膜DP2によって当該エッチングストップ層が保護され得る。
更に、第2のガスにCOガス、COガス、Oガス、Nガス、Hガスのうち少なくとも一のガスが添加される場合には、ホールHL1等のホールの開口の幅が調整し易くなり得る。
特に、第2のガスにCOガス、COガスの少なくとも一のガスが添加される場合、CO,COが第2ポリマーのフッ素原子と結合することによってCOFが生成され得る。この場合、第2ポリマー及び第1ポリマーにおいてフッ素原子がスカベンジ(scavenge)され、ホールHL1等のホールの底に堆積する炭素原子が相対的に増加し得る。これにより、工程ST2の後に実行される第1工程において、エッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層に対する過度なエッチングが効果的に抑制され得る。
工程ST1において行われるエッチングでは、エッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層に対する選択比は比較的に低い。更に、工程ST1において行われるエッチングでは、第2の層LY2(マスク)の開口(開口OP1等)に閉塞が発生してエッチングの継続が困難になる場合があり得る。これに対し、上記したように、工程ST1の好適な実行の後に工程ST2を実行することによって、工程ST1において閉塞されつつある第2の層LY2の開口(開口OP1等)が広がり得る。更に、工程ST2の実行によって、エッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層がホールHL1等のホールを介して露出されている場合に、当該エッチングストップ層上に保護膜(第2ポリマー)が形成され得る。
このため、工程ST2の後に実行される工程ST1の開始時には、第2の層LY2の開口(開口OP1等)が既に広げられている。更にこの時、工程ST1のエッチングにおいてエッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層がホールHL1等のホールを介して露出されている場合に、当該エッチングストップ層上には保護膜(第2ポリマー)が既に形成されている。従って、工程ST2の後に実行される工程ST1によって、第2の層LY2の開口(開口OP1等)における閉塞が回避されつつ、エッチングストップ層ML1等のエッチングストップ層に対する過度なエッチングが保護膜(第2ポリマー)によって抑制され得る。
工程ST2の処理時間は、例えば、5 ~ 30 秒であり得るが、10 ~ 25 秒であることもでき得る。なお、工程ST2の処理時間が比較的に短い(例えば5 秒よりも短い)場合、堆積膜DP2は、図6に示すホールHL1等のホールの底部に形成され難い。工程ST2の処理時間が比較的に長い(例えば 30 秒より長い)場合、堆積膜DP2の膜厚が過度に厚くなり得るので、後述の工程ST3を介して当該工程ST2の後に行われ得る工程ST1において、第1の層LY1のエッチングが困難になり得る。また、このように工程ST2の処理時間が比較的に長い場合には、開口OP1等の開口が過度に広がり得る。
工程ST2において用いられる第1の高周波電源62によるプラズマ生成用の高周波電力は、例えば、2000 W 以上であり得る。なお、高周波電力が 2000 W 未満の場合には、エッチングストップ層が過度にエッチングされ得る。
更に、方法MTでは、工程ST3の実行によって上記した処理シーケンスSQを予め設定された回数だけ繰り返し実行することができる。最初の処理シーケンスSQにおいて、工程ST1によって図3に示す構成の被加工物Wから図4に示す構成の被加工物Wが得られ、工程ST1に引き続く工程ST2によって図5に示す構成の被加工物Wが得られ得る。更に、複数回の処理シーケンスSQの実行によって、図6に示す構成の被加工物Wが得られ得る。従って、方法MTの実行によって、長さの異なる複数のホール(ホールHL1等に対応)の形成が、順次にではなく、並行して行える。この場合、上面SFからの長さが最も長いホールHL4が形成されるまでの間において、開口(開口OP1等)の閉塞の回避と、比較的に短い長さのホールにおけるエッチングストップ層に対する過度なエッチングの抑制とが実現され得る。なお、最初の処理シーケンスSQにおいて、工程ST1によって、図3に示す構成の被加工物Wから図4に示す構成の被加工物Wが形成される場合の様に開口OP1のホールHL1がエッチングストップ層ML1上に到達している必要は必ずしも無い。また、開口OP2~OP4の各々のホールHL1~HL4は、エッチングストップ層ML1の上面よりさらに深くエッチングされていてもよい。
上記したように処理シーケンスSQを予め設定された回数だけ繰り返し実行する方法MTによって、図6に示すように、互いに長さの異なる複数のホール(ホールHL1~HL4等)が第1の層LY1に良好に形成され得る。図6に示すように、方法MTによって、ホールHL1は、開口OP1を介して、エッチングストップ層ML1に至るまで、エッチングストップ層ML1に対する過度なエッチングが抑制されつつ、第1の層LY1に形成される。
ホールHL2は、開口OP2を介して、エッチングストップ層ML2に至るまで、エッチングストップ層ML2に対する過度なエッチングが抑制されつつ、第1の層LY1に形成される。ホールHL3は、開口OP3を介して、エッチングストップ層ML3に至るまで、エッチングストップ層ML3に対する過度なエッチングが抑制されつつ、第1の層LY1に形成される。ホールHL4は、開口OP4を介して、エッチングストップ層ML4に至るまで、第1の層LY1に形成される。
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる例示的実施形態における要素を組み合わせて他の例示的実施形態を形成することが可能である。
以上の説明から、本開示の種々の例示的実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の例示的実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
10…プラズマ処理装置、12…チャンバ、12a…接地導体、12e…排気口、12g…搬入出口、14…支持部、16…載置台、18…静電チャック、20…電極、22…直流電源、24…冷媒室、26a…配管、26b…配管、28…ガス供給ライン、30…上部電極、32…絶縁性遮蔽部材、34…電極板、34a…ガス吐出孔、36…電極支持体、36a…ガス拡散室、36b…ガス通流孔、36c…ガス導入口、38…ガス供給管、40…ガス供給系、43…スプリッタ、46…デポシールド、48…排気プレート、50…排気装置、52…排気管、54…ゲートバルブ、56…導電性部材、58…給電棒、58a…棒状導電部材、58b…筒状導電部材、58c…絶縁部材、60…直流電源、62…第1の高周波電源、64…第2の高周波電源、70…整合器、71…整合器、Cnt…制御部、DL…積層方向、DP1…堆積膜、DP2…堆積膜、FR…フォーカスリング、HL1…ホール、HL2…ホール、HL3…ホール、HL4…ホール、L1…長さ、L2…長さ、L3…長さ、L4…長さ、LY1…第1の層、LY2…第2の層、LY3…第3の層、ML1…エッチングストップ層、ML2…エッチングストップ層、ML3…エッチングストップ層、ML4…エッチングストップ層、MT…方法、OP1…開口、OP2…開口、OP3…開口、OP4…開口、S…処理空間、SF…上面、SQ…処理シーケンス、W…被加工物。

Claims (11)

  1. 被加工物を処理するプラズマ処理方法であって、
    前記被加工物は、第1の層と第2の層とを備え、
    前記第2の層は、複数の開口を備え、前記第1の層の上面に設けられ、
    前記開口は、前記上面を露出し、
    前記第1の層は、複数のエッチングストップ層を備え、
    前記第1の層内において複数の前記エッチングストップ層の各々から前記上面までの長さは、互いに異なり、
    前記第1の層の材料は、シリコン酸化物であり、
    前記第2の層の材料は、炭素を含み、
    当該方法は、前記被加工物が収容されたプラズマ処理装置のチャンバ内において処理シーケンスを繰り返し実行し、
    前記処理シーケンスは、
    第1のガスのプラズマを生成して、前記被加工物に対し、前記第2の層をマスクとして前記開口を介した第1のエッチングを行い、
    前記第1のガスのプラズマによる前記第1のエッチングの後に、前記被加工物に対し、第2のガスのプラズマを生成して第2のエッチングを行い、前記第1のエッチングにより前記開口の側面に付着したポリマーを除去し、前記第1のエッチングによって露出された前記エッチングストップ層上に保護膜を形成し、
    前記第1のガスは、炭素原子及びフッ素原子からなるガスを含み、
    前記第2のガスは、炭素原子、フッ素原子及び水素原子からなるガスを含み、
    前記第1のガスのプラズマを生成して行う前記第1のエッチングにおいて、該第1のガスのプラズマによって高次のフルオロカーボンが生成され、
    前記第2のガスのプラズマを生成して行う前記第2のエッチングにおいて、該第2のガスのプラズマによって低次のフルオロカーボン又は低次のハイドロフルオロカーボンが生成される、
    プラズマ処理方法。
  2. 前記第1のガスは、Cガス、Cガスのうち、少なくとも一のガスを含む、
    請求項1に記載のプラズマ処理方法。
  3. 前記第2のガスは、CHFガス、CHガス、CHFガスのうち、少なくとも一のガスを含む、
    請求項1又は2に記載のプラズマ処理方法。
  4. 前記第2のガスは、COガス、COガス、Oガス、Nガス、Hガスのうち、少なくとも一のガスを更に含む、
    請求項1~3の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
  5. 前記エッチングストップ層の材料は、タングステンである、
    請求項1~4の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
  6. 前記第1のガスのプラズマを生成して行う前記第1のエッチングにおいて、主に前記第2の層上に、前記高次のフルオロカーボンが付着し、
    前記第2のガスのプラズマを生成して行う前記第2のエッチングにおいて、前記処理シーケンスの実行によって形成されるホールを介して前記エッチングストップ層が露出されている場合に、該ホールを介して、前記エッチングストップ層上に、前記低次のフルオロカーボン又は前記低次のハイドロフルオロカーボンが付着する、
    請求項1~5の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
  7. チャンバと、
    前記チャンバ内に設けられた載置台と、
    前記チャンバ内に、第1のガス、第2のガスを供給するように設けられたガス供給系と、
    前記第1のガス、前記第2のガスを励起させるために高周波電力を供給するように設けられた高周波電源と、
    前記ガス供給系及び前記高周波電源を制御するように設けられた制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記第1のガスのプラズマ及び前記第2のガスのプラズマを生成して前記載置台上に載置され第1の層及び第2の層を備える被加工物をエッチングするために、処理シーケンスを繰り返し実行するように前記ガス供給系及び前記高周波電源を制御し、
    前記第2の層は、複数の開口を備え、前記第1の層の上面に設けられ、
    前記開口は、前記上面を露出し、
    前記第1の層は、複数のエッチングストップ層を備え、
    前記第1の層内において複数の前記エッチングストップ層の各々から前記上面までの長さは、互いに異なり、
    前記第1の層の材料は、シリコン酸化物であり、
    前記第2の層の材料は、炭素を含み、
    前記処理シーケンスは、
    第1のガスのプラズマを生成して、前記被加工物に対し、前記第2の層をマスクとして前記開口を介した第1のエッチングを行い、
    前記第1のガスのプラズマによる前記第1のエッチングの後に、前記被加工物に対し、第2のガスのプラズマを生成して第2のエッチングを行い、前記第1のエッチングにより前記開口の側面に付着したポリマーを除去し、前記第1のエッチングによって露出された前記エッチングストップ層上に保護膜を形成し、
    前記第1のガスは、炭素原子及びフッ素原子からなるガスを含み、
    前記第2のガスは、炭素原子、フッ素原子及び水素原子からなるガスを含み、
    前記第1のガスのプラズマを生成して行う前記第1のエッチングにおいて、該第1のガスのプラズマによって高次のフルオロカーボンが生成され、
    前記第2のガスのプラズマを生成して行う前記第2のエッチングにおいて、該第2のガスのプラズマによって低次のフルオロカーボン又は低次のハイドロフルオロカーボンが生成される、
    プラズマ処理装置。
  8. 前記第1のガスは、Cガス、Cガスのうち、少なくとも一のガスを含む、
    請求項7に記載のプラズマ処理装置。
  9. 前記第2のガスは、CHFガス、CHガス、CHFガスのうち、少なくとも一のガスを含む、
    請求項7又は8に記載のプラズマ処理装置。
  10. 前記第2のガスは、COガス、COガス、Oガス、Nガス、Hガスのうち、少なくとも一のガスを更に含む、
    請求項7~9の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  11. 前記第1のガスのプラズマを生成して行う前記第1のエッチングにおいて、主に前記第2の層上に、前記高次のフルオロカーボンが付着し、
    前記第2のガスのプラズマを生成して行う前記第2のエッチングにおいて、前記処理シーケンスの実行によって形成されるホールを介して前記エッチングストップ層が露出されている場合に、該ホールを介して、前記エッチングストップ層上に、前記低次のフルオロカーボン又は前記低次のハイドロフルオロカーボンが付着する、
    請求項7~10の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000150648A (ja) 1998-11-12 2000-05-30 Vanguard Internatl Semiconductor Corp コンタクトホール形成方法
JP2013012624A (ja) 2011-06-30 2013-01-17 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理方法
WO2014046083A1 (ja) 2012-09-18 2014-03-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置
JP2014090022A (ja) 2012-10-29 2014-05-15 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6074952A (en) * 1998-05-07 2000-06-13 Vanguard International Semiconductor Corporation Method for forming multi-level contacts

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000150648A (ja) 1998-11-12 2000-05-30 Vanguard Internatl Semiconductor Corp コンタクトホール形成方法
JP2013012624A (ja) 2011-06-30 2013-01-17 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理方法
WO2014046083A1 (ja) 2012-09-18 2014-03-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置
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