特許ウォッチ

公開番号2024150701
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-23
出願番号2024120636,2023512996
出願日2024-07-25,2022-03-31
発明の名称エッチング方法及びプラズマ処理システム
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/3065 20060101AFI20241016BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】エッチングの形状異常を抑制する。
【解決手段】エッチング方法は、シリコン含有膜とマスクを有する基板を、チャンバ内に提供する工程と、シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、エッチングする工程は、フッ化水素(HF)ガスとHFと、シリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスと、を含む第1の処理ガスから生成したプラズマを用いてシリコン含有膜をエッチングする。第1の処理ガスは、反応制御ガスとして反応を促進する反応促進ガス及び反応を抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む。工程はまた、HFガスを含む第2の処理ガスから生成したプラズマを用いてシリコン含有膜をエッチングする。第2の処理ガスは、反応を促進する反応促進ガスを第1の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含むか、反応を抑制する反応抑制ガスを第1の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか又は反応制御ガスを含まない。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるエッチング方法であって、
（ａ）シリコン含有膜と前記シリコン含有膜上のマスクとを有する基板を、チャンバ内に提供する工程と、
（ｂ）前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、
前記（ｂ）の工程は、
（ｂ－１）フッ化水素ガスと、フッ化水素と前記シリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとを含む第１の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする工程であって、前記第１の処理ガスは、前記反応制御ガスとして、前記反応を促進する反応促進ガス及び前記反応を抑制する抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む工程と、
（ｂ－２）フッ化水素ガスを含む第２の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする工程であって、前記第２の処理ガスは、前記反応を促進する反応促進ガスを前記第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含む及び／又は前記反応を抑制する反応抑制ガスを前記第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか、又は、前記反応制御ガスを含まない工程と、を含む、
エッチング方法。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記（ｂ）の工程において、前記（ｂ－１）の工程の後に、前記（ｂ－２）の工程を行う、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記（ｂ）の工程において、前記（ｂ－２）の工程の後に、前記（ｂ－１）の工程を行う、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記（ｂ）の工程において、前記（ｂ－１）の工程と前記（ｂ－２）の工程とを交互に繰り返す、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記（ｂ）の工程において、エッチングにより前記シリコン含有膜に形成される凹部の深さ、当該凹部のアスペクト比、及び、エッチング時間の少なくとも一つに基づいて、前記（ｂ－１）の工程と前記（ｂ－２）の工程との切り換えを行う、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項６】
前記（ｂ－１）の工程において、第１のデューティ比を有するソースＲＦ信号のパルス波を用いて、前記第１の処理ガスからプラズマを生成し、
前記（ｂ－２）の工程において、前記第１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比を有するソースＲＦ信号のパルス波を用いて、前記第２の処理ガスからプラズマを生成する、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項７】
前記反応促進ガスは、リン含有ガス、窒素含有ガス及び水素含有ガスからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項８】
前記リン含有ガスは、ハロゲン化リンガスである、請求項７に記載のエッチング方法。
【請求項９】
前記窒素含有ガスは、ＮＨ
3
ガス、ＮＦ
3
ガス、ＮＯガス及びＮＯ
2
ガスからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項７に記載のエッチング方法。
【請求項１０】
前記水素含有ガスは、ＯＨ基を有するガスである、請求項７に記載のエッチング方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の例示的実施形態は、エッチング方法及びプラズマ処理システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シリコンを含有する基板内の膜を、アモルファスカーボン又は有機ポリマーを含むマスクを用いてエッチングする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－３９３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、エッチングの形状異常を抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一つの例示的実施形態において、チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるエッチング方法であって、（ａ）シリコン含有膜と前記シリコン含有膜上のマスクとを有する基板を、チャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、（ｂ）前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、前記（ｂ）の工程は、（ｂ－１）フッ化水素ガスと、フッ化水素と前記シリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとを含む第１の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする工程であって、前記第１の処理ガスは、前記反応制御ガスとして、前記反応を促進する反応促進ガス及び前記反応を抑制する抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む工程と、（ｂ－２）フッ化水素ガスを含む第２の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする工程であって、前記第２の処理ガスは、前記反応を促進する反応促進ガスを前記第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含む及び／又は前記反応を抑制する反応抑制ガスを前記第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか、又は、前記反応制御ガスを含まない工程と、を含む、エッチング方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の一つの例示的実施形態によれば、エッチングの形状異常を抑制する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
例示的なプラズマ処理システムを概略的に示す図である。
本処理方法の例示的な実施形態を示すフローチャートである。
基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。
反応促進ガスを用いた場合の工程ＳＴ２のタイミングチャートの一例である。
反応抑制ガスを用いた場合の工程ＳＴ２のタイミングチャートの一例である。
Ｈ期間終了時の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。
Ｌ期間終了時の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。
反応促進ガスを用いた場合の工程ＳＴ２のタイミングチャートの他の例である。
反応抑制ガスを用いた場合の工程ＳＴ２のタイミングチャートの他の例である。
Ｈ１期間終了時の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。
Ｌ１期間終了時の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。
本処理方法の変形例を示すフローチャートである。
本処理方法の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の各実施形態について説明する。
【０００９】
一つの例示的実施形態において、チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるエッチング方法であって、（ａ）シリコン含有膜とシリコン含有膜上のマスクとを有する基板を、チャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、（ｂ）シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、（ｂ）の工程は、（ｂ－１）フッ化水素ガスと、フッ化水素とシリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとを含む第１の処理ガスから生成したプラズマを用いてシリコン含有膜をエッチングする工程であって、第１の処理ガスは、反応制御ガスとして、反応を促進する反応促進ガス及び反応を抑制する抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む工程と、（ｂ－２）フッ化水素ガスを含む第２の処理ガスから生成したプラズマを用いてシリコン含有膜をエッチングする工程であって、第２の処理ガスは、反応を促進する反応促進ガスを第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含む及び／又は反応を抑制する反応抑制ガスを第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか、又は、反応制御ガスを含まない工程と、を含むエッチング方法が提供される。
【００１０】
一つの例示的実施形態において、（ｂ）の工程において、（ｂ－１）の工程の後に、（ｂ－２）の工程を行うエッチング方法を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許