蚀刻方法

阅读:773发布:2020-05-13

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1.一种蚀刻方法,其是对由构成的区域进行蚀刻的方法,其中,该蚀刻方法包括以下工序:
暴露工序,其是将具有所述区域的被处理体暴露在含有氟化合物气体的处理气体的等离子体中的工序,在该暴露工序中,对该区域进行蚀刻且在该区域上形成含有碳氟化合物的堆积物;以及
蚀刻工序,其是利用所述堆积物所含有的碳氟化合物的自由基对所述区域进行蚀刻的工序,
交替地重复执行所述暴露工序和所述蚀刻工序。
2.根据权利要求1所述的蚀刻方法,其中,
在所述蚀刻工序中,将所述被处理体暴露在稀有气体的等离子体中。
3.根据权利要求2所述的蚀刻方法,其中,
在所述蚀刻工序中,不供给碳氟化合物气体。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蚀刻方法,其中,
所述被处理体还具有由氮化硅构成的另一区域。
5.根据权利要求4所述的蚀刻方法,其中,
使用具有上部电极电容耦合型等离子体处理装置来执行所述暴露工序和所述蚀刻工序,
所述上部电极具有硅制的电极板,
所述上部电极与能施加用于向所述电极板吸引正离子的电压的电源相连接,在所述暴露工序和所述蚀刻工序中的至少一个工序中,对所述上部电极施加所述电压。

说明书全文

蚀刻方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种蚀刻方法。

背景技术

[0002] 在电子器件的制造过程中,有时进行利用蚀刻在作为绝缘层的膜上形成孔、沟槽等的处理。在氧化硅膜的蚀刻过程中,如美国专利第7708859号说明书所记载地那样,通常的做法是,通过将被处理体暴露在氟化合物气体的等离子体中来对氧化硅膜进行蚀刻。
[0003] 在使用碳氟化合物气体的等离子体的蚀刻过程中,利用氟的活性种来对氧化硅膜进行蚀刻。另外,在该蚀刻过程中,使碳氟化合物附着于氧化硅膜而形成堆积物。
[0004] 专利文献1:美国专利第7708859号说明书

发明内容

[0005] 发明要解决的问题
[0006] 在所述氧化硅膜的蚀刻过程中,堆积物的膜厚逐渐增加。当堆积物的膜厚变大时,会阻碍能够对氧化硅膜进行蚀刻的活性种到达氧化硅膜。由此,氧化硅膜的蚀刻会在中途停顿下来。其结果,使氧化硅膜的蚀刻速度降低。
[0007] 因而,为了持续对氧化硅膜进行蚀刻而需要一种新的蚀刻方法。
[0008] 用于解决问题的方案
[0009] 在一技术方案中提供一种对由氧化硅构成的区域进行蚀刻的蚀刻方法。该方法包括以下工序:(a)将具有由氧化硅构成的区域的被处理体暴露在含有碳氟化合物气体的处理气体的等离子体中的工序(以下,称作“工序(a)),在该工序(a)中,对该区域进行蚀刻且在该区域上形成含有碳氟化合物的堆积物;以及(b)利用所述堆积物所含有的碳氟化合物的自由基对所述区域进行蚀刻的工序(以下,称作“工序(b)”),在该方法中,交替地重复执行工序(a)和工序(b)。
[0010] 在该方法中,在工序(a)中,利用所生成的碳氟化合物气体的等离子体来对由氧化硅构成的区域进行蚀刻而在该区域上形成堆积物。接着,在工序(b)中,使用堆积物所含有的碳氟化合物的自由基来进一步对所述区域进行蚀刻。另外,在该工序(b)中,堆积物的量减少,因而,通过进一步执行工序(a),从而进一步对第1区域进行蚀刻。通过交替地重复执行该工序(a)和工序(b),能够防止所述区域、即氧化硅膜的蚀刻停止。其结果,能够持续对氧化硅膜进行蚀刻。
[0011] 在一技术方案的工序(b)中,也可以将被处理体暴露在稀有气体的等离子体中。即,也可以将堆积物暴露在稀有气体的等离子体中。在该技术方案的方法中,通过使稀有气体原子的离子冲撞堆积物,从而使该堆积物中的碳氟化合物自由基对所述区域进行蚀刻。
此外,在一技术方案的工序(b)中,也可以实质上不供给碳氟化合物气体。
[0012] 另外在,在一技术方案中,被处理体还能够具有由氮化硅构成的另一区域。采用该技术方案,能够相对于由氮化硅构成的另一区域而以较高的选择性对由氧化硅构成的区域进行蚀刻。
[0013] 另外,在一技术方案中,也可以使用具有上部电极电容耦合型等离子体处理装置来执行工序(a)和工序(b)。上部电极具有硅制的电极板,上部电极与能对上部电极施加用于向电极板吸引正离子的电压的电源相连接。在该技术方案中,在工序(a)和工序(b)中的至少一个工序中,对上部电极施加所述电压。采用该技术方案,通过使正离子冲撞电极板,从而自该电极板放出硅。被放出来的硅与在等离子体处理装置内存在的氟的活性种相结合而使氟的活性种的量减少。其结果,能够抑制由氮化硅构成的另一区域被蚀刻,能够以更高的选择性对由氧化硅构成的区域进行蚀刻。
[0014] 发明的效果
[0015] 如以上说明那样,通过防止氧化硅膜的蚀刻停止,能够持续对氧化硅膜进行蚀刻。附图说明
[0016] 图1是表示一实施方式的蚀刻方法的流程图
[0017] 图2是表示一实施方式的等离子体处理装置的图。
[0018] 图3是表示方法MT的处理对象的一个例子的剖视图。
[0019] 图4是用于说明方法MT中的、第1区域的处理的图。
[0020] 图5用于说明方法MT中的、第2区域的处理的图。
[0021] 图6是表示方法MT的处理对象的另一个例子的剖视图。
[0022] 图7是表示由实验例9获得的结果的图表。

具体实施方式

[0023] 以下,参照附图详细说明各种实施方式。此外,在各附图中,对于相同或相当的部分标注相同的附图标记。
[0024] 图1是表示一实施方式的蚀刻方法的流程图。图1所示的方法MT是对由氧化硅构成的区域进行蚀刻的方法。在一个例子中,该方法也可以适用于具有由氧化硅构成的第1区域和由氮化硅构成的第2区域的被处理体(以下,称作”晶圆”)。
[0025] 以下,在详细说明图1所示的方法MT之前,说明能够用于实施该方法MT的等离子体处理装置。图2是表示一实施方式的等离子体处理装置的图。图2所示的等离子体处理装置10是电容耦合型等离子体蚀刻装置,其包括大致圆筒状的处理容器12。处理容器12的内壁面由例如被阳极氧化处理后的构成。该处理容器12安全接地。
[0026] 在处理容器12的底部上设有大致圆筒状的支承部14。支承部14由例如绝缘材料构成。支承部14在处理容器12内自处理容器12的底部沿铅垂方向延伸。另外,在处理容器12内设有载置台PD。载置台PD被支承部14支承。
[0027] 载置台PD在其上表面上保持晶圆W。载置台PD具有下部电极LE和静电卡盘ESC。下部电极LE包含第1板18a和第2板18b。第1板18a和第2板18b例如由铝这样的金属构成,其形成为大致圆盘形状。第2板18b设置在第1板18a上,并与第1板18a电连接。
[0028] 在第2板18b上设有静电卡盘ESC。静电卡盘ESC具有在一对绝缘层或者绝缘片之间配置有作为导电膜的电极的结构。静电卡盘ESC的电极经由开关23与直流电源22电连接。该静电卡盘ESC利用由来自直流电源22的直流电压产生的库仑等静电力吸附晶圆W。由此,静电卡盘ESC能够保持晶圆W。
[0029] 在第2板18b的周缘部上以包围晶圆W的边缘和静电卡盘ESC的方式配置有聚焦环FR。聚焦环FR是为了提高蚀刻的均匀性而设置的。聚焦环FR由根据蚀刻对象的膜的材料适当地选择的材料构成,例如可由石英构成。
[0030] 在第2板18b的内部设有制冷剂流路24。制冷剂流路24构成调温机构。将制冷剂从设于处理容器12的外部的冷却单元经由配管26a供给到制冷剂流路24。被供给到制冷剂流路24的制冷剂经由配管26b返回到冷却单元。这样,制冷剂以循环的方式被供给到制冷剂流路24。通过控制该制冷剂的温度,能够控制由静电卡盘ESC支承的晶圆W的温度。
[0031] 此外,在等离子体处理装置10中设有气体供给管线28。气体供给管线28将来自导热气体供给机构的导热气体、例如He气供给到静电卡盘ESC的上表面和晶圆W的背面之间。
[0032] 此外,等离子体处理装置10包括上部电极30。上部电极30在载置台PD的上方与该载置台PD相对配置。下部电极LE和上部电极30互相大致平行地设置。在这些上部电极30和下部电极LE之间形成有用于对晶圆W进行等离子体处理的处理空间S。
[0033] 上部电极30隔着绝缘性遮蔽构件32被支承在处理容器12的上部。在一实施方式中,上部电极30能够以与载置台PD的上表面、即晶圆载置面之间的在铅垂方向上的距离可变的方式构成。该上部电极30能够具有电极板34和电极支承体36。电极板34面向处理空间S,在该电极板34上设有多个气体喷射孔34a。该电极板34在一实施方式中由硅构成。
[0034] 电极支承体36用于将电极板34以装拆自由的方式支承,电极支承体36例如可由铝这样的导电性材料构成。该电极支承体36可具有冷却结构。在电极支承体36的内部设有气体扩散室36a。与气体喷出孔34a连通的多个气体通流孔36b自该气体扩散室36a向下方延伸。此外,在电极支承体36上形成有用于向气体扩散室36a引导处理气体的气体导入口36c,该气体导入口36c与气体供给管38相连接。
[0035] 气体供给管38经由组42和流量控制器组44与气体源组40相连接。气体源组40包括碳氟化合物气体的源、稀有气体的源以及氧气(O2)的源这样多个气体源。碳氟化合物气体例如是含有C4F6气体和C4F8气体中的至少一种气体的气体。另外,稀有气体是含有Ar气体、He气体这样的各种稀有气体中的至少一种稀有气体的气体。
[0036] 阀组42具有多个阀,流量控制器组44具有质量流量控制器这样的多个流量控制器。气体源组40的多个气体源分别经由阀组42的相应的阀和流量控制器组44的相应的流量控制器而与气体供给管38相连接。
[0037] 此外,在等离子体处理装置10中,沉积物屏蔽件46沿着处理容器12的内壁以装拆自由的方式设置。沉积物屏蔽件46也设置在支承部14的外周。沉积物屏蔽件46用于防止蚀刻副生成物(沉积物)附着于处理容器12,其能够通过在铝材料上覆盖Y2O3等陶瓷而构成。
[0038] 在处理容器12的底部侧且在支承部14和处理容器12的内壁之间设有排气板48。排气板48例如能够通过在铝材料上覆盖Y2O3等陶瓷而构成。在该排气板48的下方且在处理容器12上设有排气口12e。排气口12e经由排气管52与排气装置50相连接。排气装置
50具有涡轮分子真空泵,排气装置50能够使处理容器12内减压至目标真空度。此外,在处理容器12的侧壁上设有晶圆W的输入输出口12g,该输入输出口12g能够利用闸阀54打开或关闭。
[0039] 此外,等离子体处理装置10还包括第1高频电源62和第2高频电源64。第1高频电源62是产生等离子体生成用的第1高频电力的电源,其产生27MHz~100MHz的频率、在一个例子中是40MHz的高频电力。第1高频电源62通过匹配器66连接于下部电极LE。匹配器66是用于使第1高频电源62的输出阻抗和负荷侧(下部电极LE侧)的输入阻抗匹配的电路
[0040] 第2高频电源64是产生用于向晶圆W吸引离子的第2高频电力、即高频偏置电力的电源,其产生400kHz~13.56MHz的范围内的频率、在一个例子中是13MHz的高频偏置电力。第2高频电源64经由匹配器68连接于下部电极LE。匹配器68是用于使第2高频电源64的输出阻抗和负荷侧(下部电极LE侧)的输入阻抗匹配的电路。
[0041] 另外,等离子体处理装置10还包括电源70。电源70与上部电极30相连接。电源70向上部电极30施加用于将在处理空间S内存在的正离子向电极板34吸引的电压。在一个例子中,电源70是产生负的直流电压的直流电源。在另一个例子中,电源70也可以是产生较低频率的交流电压的交流电源。自电源70施加于上部电极的电压能够是-150V以下的电压。即,利用电源70对上部电极30施加的电压能够是绝对值为150以上的负的电压。
当自电源70向上部电极30施加这样的电压时,在处理空间S内存在的正离子冲撞电极板
34。由此,自电极板34放出二次电子和/或硅。被放出来的硅与在处理空间S内存在的氟的活性种结合,从而降低氟的活性种的量。
[0042] 此外,在一实施方式中,等离子体处理装置10还可包括控制部Cnt。该控制部Cnt是包括处理器、存储部、输入装置、显示装置等的计算机,其用于控制等离子体处理装置10的各部分。在该控制部Cnt中,使用输入装置能够为了供操作者管理等离子体处理装置10而进行命令的输入操作等,而且,利用显示装置能够使等离子体处理装置10的运行状况可视化地显示。并且,在控制部Cnt的存储部中存储有用于利用处理器控制在等离子体处理装置10中执行的各种处理的控制程序、用于根据处理条件使等离子体处理装置10的各部分执行处理的程序、处理制程程序。
[0043] 以下,再次参照图1来详细说明方法MT。方法MT具有工序ST1和工序ST2,通过交替地重复执行这些工序ST1和工序ST2,从而防止由氧化硅构成的区域的蚀刻停止并对氧化硅膜进行蚀刻。
[0044] 在一实施方式的方法MT中,能够将图3所示的晶圆W作为处理对象而对该晶圆W的一部区域选择性地进行蚀刻。具体而言,图3所示的晶圆W具有基板SB、第1区域R1以及第2区域R2。基板SB是第1区域R1和第2区域R2的基底基板。第1区域R1由氧化硅构成,第2区域R2由氮化硅构成。第1区域R1和第2区域是同时暴露在等离子体中的区域。在一实施方式中,为了相对于第2区域R2而对第1区域R1选择性地进行蚀刻,能够实施方法MT。以下,将图3所示的晶圆W设想为处理对象来说明方法MT。另外,在以下的说明中,参照图4和图5。图4是用于说明方法MT中的、第1区域的处理的图。另外,图5是用于说明方法MT中的、第2区域的处理的图。
[0045] 在方法MT的工序ST1中,将晶圆W暴露在含有碳氟化合物气体的处理气体的等离子体中。碳氟化合物气体含有例如C4F6气体和C4F8气体中的至少一种气体。另外,该处理气体能够含有Ar气体、He气体这样的各种稀有气体中的至少一种稀有气体。并且,该处理气体能够含有氧气(O2)。在工序ST1中,通过将该处理气体激励而生成等离子体,从而将晶圆W暴露在生成的等离子体中。
[0046] 在使用等离子体处理装置10来实施工序ST1的情况下,将处理气体自气体源组40供给到处理容器12内。另外,在工序ST1中,将来自第1高频电源62的高频电力供给至下部电极LE。另外,在工序ST1中,能够将来自第2高频电源64的高频偏置电力供给至下部电极LE。另外,在工序ST1中,利用排气装置50将处理容器12内的空间的压力设定为规定的压力。例如,将处理容器12内的空间的压力设定在20mTorr(2.666Pa)~50mTorr(6.666Pa)的范围内的压力。并且,在工序ST1中,将上部电极30与载置台PD的上表面之间的距离设定在20mm~50mm的范围内的距离。由此,在处理容器12内生成处理气体的等离子体,从而将载置在载置台PD上的晶圆W暴露在该等离子体中。此外,在工序ST1中,也可以向上部电极30施加来自电源70的电压。利用电源70向上部电极30施加的电压能够是-150V以下的电压。即,利用电源70向上部电极30施加的电压能够是绝对值为150V以上的负的电压。能够利用控制部Cnt来控制在执行该工序ST1时的等离子体处理装置10的各部分的动作。
[0047] 在工序ST1中,在初始阶段,来源于碳氟化合物的原子和/或分子的活性种、例如氟和/或碳氟化合物的活性种冲撞图4的(a)所示的状态下的晶圆W的第1区域R1。由此,在工序ST1中,对第1区域R1进行蚀刻。另外,在工序ST1中,使含有碳氟化合物的堆积物附着于第1区域R1。由此,含有碳氟化合物的堆积物DP形成在第1区域R1上。该堆积物DP的膜厚随着执行工序ST1的时间流逝而增加。
[0048] 另外,在工序ST1中,在初始阶段,来源于碳氟化合物的原子和/或分子的活性种、例如氟和/或碳氟化合物的活性种也冲撞图5的(a)所示的状态下的晶圆W的第2区域R2。当该活性种冲撞第2区域R2时,能够在第2区域R2的表面形成由碳氟化合物堆积物变质而成的含碳比率较高的变质区域TR。变质区域TR含有构成第2区域R2的硅和氮、以及处理气体所含有的原子和/或分子。例如,变质区域TR不仅含有硅和氮,还能够含有处理气体所含有的碳、氟以及氧。另外,在工序ST1中,在变质区域TR上形成堆积物DP。
[0049] 此外,在工序ST1中,在将来自电源70的电压施加于上部电极30的情况下,在处理空间S内存在的正离子会冲撞电极板34。由此,自电极板34放出硅。被放出来的硅与在处理空间S内存在的氟的活性种、例如氟自由基和氟离子相结合而使氟的活性种的量降低。由此,增加含碳比率较高的变质区域TR的形成速度,从而抑制氟的活性种对第2区域R2的蚀刻。另一方面,第1区域R1被等离子体中的碳氟化合物的活性种蚀刻,另外,在该第1区域R1上,利用碳氟化合物的活性种而形成碳氟化合物的堆积物DP。
[0050] 当通过这样的工序ST1的处理而形成的堆积物DP的膜厚变大时,该堆积物DP会阻碍能够对第1区域R1进行蚀刻的活性种到达第1区域R1。因而,当连续地持续执行工序ST1时,会使第1区域R1的蚀刻停止。为了防止这样的蚀刻停止,在方法MT中,接着执行工序ST2。
[0051] 在工序ST2中,利用堆积物DP所含有的碳氟化合物的自由基对第1区域R1进行蚀刻。在一实施方式的工序ST2中,将工序ST1的处理后的晶圆W暴露在稀有气体的等离子体中。该工序ST2的处理时间和工序ST1的处理时间能够任意地设定。在一实施方式中,能够将工序ST1的处理时间和工序ST2的处理时间的合计时间中的、工序ST1的处理时间所占的比率设定在30%~70%的范围内的比例。
[0052] 在使用等离子体处理装置10来实施工序ST2的情况下,自气体源组40供给稀有气体。另外,在工序ST2中,既可以除了稀有气体还供给氧气(O2气体),也可以不供给氧气。另外,在工序ST2中,向下部电极LE供给来自第1高频电源62的高频电力。另外,在工序ST2中,能够向下部电极LE供给来自第2高频电源64的高频偏置电力。另外,在工序ST2中,利用排气装置50将处理容器12内的空间的压力设定为规定的压力。例如,将处理容器12内的空间的压力设定在20mTorr(2.666Pa)~50mTorr(6.666Pa)的范围内的压力。并且,在工序ST2中,将上部电极30与载置台PD的上表面之间的距离设定在20mm~50mm的范围内的距离。由此,在处理容器12内生成稀有气体的等离子体,从而将载置在载置台PD上的晶圆W暴露在该等离子体中。此外,在工序ST2中,也可以向上部电极30施加来自电源70的电压。利用电源70对上部电极30施加的电压能够是-150V以下的电压。即,利用电源70对上部电极30施加的电压能够是绝对值为150V以上的负的电压。能够利用控制部Cnt来对执行该工序ST2时的等离子体处理装置10的各部分的动作进行控制。
[0053] 在工序ST2中,稀有气体原子的活性种、例如稀有气体原子的离子冲撞堆积物DP。由此,如图4的(c)所示,堆积物DP中的碳氟化合物自由基对第1区域R1进行蚀刻。另外,利用该工序ST2,堆积物DP的膜厚减少。另外,在工序ST2中,如图5的(c)所示,第2区域R2上的堆积物DP的膜厚也减少。但是,由于在第2区域R2上存在变质区域TR,因此能够抑制第2区域R2被蚀刻。
[0054] 此外,在工序ST2中,在来自电源70电压施加于上部电极30的情况下,使处理空间S内存在的正离子冲撞电极板34。由此,自电极板34放出硅。在执行工序ST2的期间,在工序ST1中生成的氟的活性种不会被去除,而是能够残留在处理容器12内。被自电极板34放出来的硅与在处理空间S内存在的氟的活性种相结合而使氟的活性种的量降低。由此,能够抑制氟的活性种对第2区域R2蚀刻。另一方面,第1区域R1被堆积物DP中的碳氟化合物自由基蚀刻。
[0055] 另外,在工序ST2中不供给氧气的情况下,能够相对于第2区域R2而对第1区域R1进一步选择性地进行蚀刻。
[0056] 在方法MT中,在执行工序ST2之后,再次执行工序ST1。由于因执行之前的工序ST2而使堆积物DP的膜厚减少,因此,当再次执行工序ST1而将晶圆W暴露在所述处理气体的等离子体中时,能够进一步对第1区域R1进行蚀刻。之后,通过进一步执行工序ST2,能够利用堆积物DP中的碳氟化合物自由基对第1区域R1进行蚀刻。
[0057] 在方法MT的工序ST3中,对是否满足停止条件进行判断。在例如包含工序ST1和工序ST2的循环的重复次数达到规定次数时,判断为满足停止条件。在不满足停止条件的情况下,再次执行包含工序ST1和工序ST2的循环。另一方面,在满足停止条件的情况下,使方法MT结束。
[0058] 在以上说明的方法MT中,通过交替地多次执行工序ST1和工序ST2,能够防止第1区域R1的蚀刻停止。其结果,能够持续对第1区域R1进行蚀刻。并且,在方法MT中,能够相对于第2区域R2而对第1区域R1选择性地进行蚀刻。
[0059] 图6是表示方法MT的处理对象的另一个例子的剖视图。图6所示的晶圆是具有第1区域R1和第2区域R2的晶圆W2,能够针对该晶圆W2应用方法MT。具体而言,晶圆W2具有基底层100、多个隆起区域102、第1区域R1、第2区域R2、以及掩模108。该晶圆W能够是在例如鳍式场效应晶体管的制造过程中制得的产物。
[0060] 基底层100能够由例如多晶硅构成。在一个例子中,基底层是鳍片区域并具有大致长方体形状。多个隆起区域102设置在基底层100上并互相大致平行地排列。这些隆起区域102能够是例如栅极区域。第2区域R2由氮化硅构成并以覆盖隆起区域102的方式设置。另外,将多个隆起区域102埋入到第1区域R1内。即,第1区域R1以隔着第2区域R2覆盖隆起区域102的方式设置。该第1区域R1由氧化硅构成。在第1区域R1上设有掩模108。掩模108具有在相邻的隆起区域102之间的上方开口的图案。该掩模108由有机膜构成。此外,能够通过光刻来制作掩模108。
[0061] 当对晶圆W2实施方法MT时,能够相对于第2区域R2而对晶圆W2的第1区域R1选择性地进行蚀刻,从而能够在相邻的隆起区域102之间的区域自对位地形成孔。另外,能够防止第1区域R1的蚀刻停止并对该第1区域R1进行蚀刻。由此,所形成的孔通过相邻的隆起区域102之间的区域延伸到基底层100的表面。该孔能够例如是与鳍片区域的源极或漏极相连接的接触用的孔。
[0062] 以下,说明为了评价方法MT而进行的各种实验例。以下说明的实验例仅是例示,并不用于限定本发明。
[0063] 实验例1~实验例4和参考实验例1
[0064] 在实验例1~实验例4和参考实验例1中,准备具有以下构造的晶圆:在表面具有抗蚀膜的基板上,粘贴边长为30mm的方形的氧化硅制的芯片和边长为30mm的方形的氮化硅制的芯片。将这两个芯片粘贴在距晶圆的中心均等的距离。按照以下记载的处理条件对该晶圆进行了实验例1~实验例4和参考实验例1的处理。此外,在实验例1中,执行了5次包含6秒钟的工序ST1和6秒钟的工序ST2的循环,在实验例2中,执行了10次包含3秒钟的工序ST1和3秒钟的工序ST2的循环,在实验例3中,执行了15次包含两秒钟的工序ST1和两秒钟的工序ST2的循环,在实验例4中,执行了30次包含1秒钟的工序ST1和1秒钟的工序ST2的循环。另外,在参考实验例1中,按照下述工序ST1的处理条件执行了
60秒钟的处理。
[0065] 处理条件
[0066] ·工序ST1
[0067] C4F6气体流量:16sccm
[0068] Ar气体流量:1000sccm
[0069] O2气体流量:10sccm
[0070] 第1高频电源62的高频电力:40MHz、500W
[0071] 第2高频电源64的高频偏置电力:13MHz、100W
[0072] 电源70的直流电压:-300V
[0073] ·工序ST2
[0074] C4F6气体流量:0sccm
[0075] Ar气体流量:1000sccm
[0076] O2气体流量:10sccm
[0077] 第1高频电源62的高频电力:40MHz、500W
[0078] 第2高频电源64的高频偏置电力:13MHz、100W
[0079] 电源70的直流电压:-300V
[0080] 实验例5、6和参考实验例2
[0081] 在实验例5、6和参考实验例2中,准备了与实验例1相同的晶圆。按照以下记载的处理条件对该晶圆进行了实验例5、6和参考实验例2的处理。此外,实验例5中,执行了5次包含6秒钟的工序ST1和6秒钟的工序ST2的循环,在实验例6中,执行了10次包含3秒钟的工序ST1和3秒钟的工序ST2的循环。另外,在参考实验例2中,按照下述工序ST1的处理条件执行了60秒钟的处理。
[0082] 处理条件
[0083] ·工序ST1
[0084] C4F8气体流量:8sccm
[0085] Ar气体流量:1000sccm
[0086] 第1高频电源62的高频电力:40MHz、500W
[0087] 第2高频电源64的高频偏置电力:13MHz、100W
[0088] 电源70的直流电压:-300V
[0089] 工序ST2
[0090] C4F8气体流量:0sccm
[0091] Ar气体流量:1000sccm
[0092] 第1高频电源62的高频电力:40MHz、500W
[0093] 第2高频电源64的高频偏置电力:13MHz、100W
[0094] 电源70的直流电压:-300V
[0095] 实验例7、8和参考实验例3
[0096] 在实验例7、8和参考实验例3中,准备了与实验例1相同的晶圆。按照以下记载的处理条件对该晶圆进行了实验例7、8和参考实验例3的处理。此外,在实验例7中,执行了5次包含6秒钟的工序ST1和6秒钟的工序ST2的循环,在实验例8中,执行了10次包含3秒钟的工序ST1和3秒钟的工序ST2的循环。另外,在参考实验例3中,按照下述工序ST1的处理条件执行了60秒钟的处理。
[0097] 处理条件
[0098] ·工序ST1
[0099] C4F6气体流量:24sccm
[0100] Ar气体流量:1000sccm
[0101] O2气体流量:10sccm
[0102] 第1高频电源62的高频电力:40MHz、1000W
[0103] 第2高频电源64的高频偏置电力:13MHz、1000W
[0104] 电源70的直流电压:-300V
[0105] ·工序ST2
[0106] C4F6气体流量:0sccm
[0107] Ar气体流量:1000sccm
[0108] O2气体流量:10sccm
[0109] 第1高频电源62的高频电力:40MHz、1000W
[0110] 第2高频电源64的高频偏置电力:13MHz、1000W
[0111] 电源70的直流电压:-300V
[0112] 求出了氧化硅制的芯片和氮化硅制的芯片分别在经过所述实验例和参考实验例的处理后的膜厚的变化量、即蚀刻量。另外,求出了氧化硅制的芯片的蚀刻量相对于氮化硅制的芯片的蚀刻量的比、即选择比。在表1中示出实验例1~实验例4和参考实验例1中的两个芯片的蚀刻量和选择比,在表2中示出实验例5、6和参考实验例2中的两个芯片的蚀刻量和选择比,在表3中示出实验例7、8和参考实验例3中的两个芯片的蚀刻量和选择比。
[0113] 表1
[0114]
[0115] 表2
[0116]
[0117] 表3
[0118]
[0119] 当对实验例1~实验例4的氧化硅制的芯片的蚀刻量和参考实验例1的氧化硅制的芯片的蚀刻量进行比较时,实验例1~实验例4的氧化硅制的芯片的蚀刻量大于参考实验例1的氧化硅制的芯片的蚀刻量。根据该结果,确认了:采用作为方法MT的例示的实验例的实验例1~实验例4,能够持续对由氧化硅构成的区域进行蚀刻。另外,当对实验例1~实验例4的选择比和参考实验例1的选择比进行比较时,确认了:采用实验例1~实验例4,选择比也变大。根据该结果,确认了:采用作为方法MT的例示的实验例的实验例1~实验例4,能够改善选择比。
[0120] 另外,实验例5、6是对实验例1~实验例4中的碳氟化合物气体的气体种类进行变更而成的实验例,参考实验例2是对参考实验例1中的碳氟化合物气体的气体种类进行变更而成的实验例。对这些实验例5、6和参考实验例2进行比较,也确认到与实验例1~实验例4和参考实验例1之间的比较结果相同的结果。即,确认了:采用作为方法MT的例示的实验例的实验例5、6,即使改变碳氟化合物气体的气体种类,也能够持续对由氧化硅构成的区域进行蚀刻,另外,能够改善选择比。
[0121] 另外,实验例7、8是对实验例1~实验例4中的高频电力和高频偏置电力进行变更而成的实验,参考实验例3是对参考实验例1中的高频电力和高频偏置电力进行变更而成的实验。对这些实验例7、8和参考实验例3进行比较,也确认到与实验例1~实验例4和参考实验例1之间的比较结果相同的结果。即,确认了:采用作为方法MT的例示的实验例的实验例7、8,即使改变高频电力和高频偏置电力,也能够持续对由氧化硅构成的区域进行蚀刻,另外,能够改善选择比。
[0122] 实验例9
[0123] 在实验例9中,准备了与实验例1相同的晶圆。对该晶圆进行了以下记载的处理条件的处理。即,在实验例9的工序ST2中,没有供给氧气(O2气体)。此外,在实验例9中,使工序ST1和工序ST2的重复次数为可变的参数。即,在实验例9中,使重复执行工序ST1和工序ST2所花费的合计处理时间为可变的参数。
[0124] 处理条件
[0125] ·工序ST1
[0126] C4F6气体流量:16sccm
[0127] Ar气体流量:1000sccm
[0128] O2气体流量:10sccm
[0129] 第1高频电源62的高频电力:40MHz、500W
[0130] 第2高频电源64的高频偏置电力:13MHz、100W
[0131] 电源70的直流电压:-300V
[0132] 处理时间:1秒
[0133] ·工序ST2
[0134] C4F6气体流量:0sccm
[0135] Ar气体流量:1000sccm
[0136] O2气体流量:0sccm
[0137] 第1高频电源62的高频电力:40MHz、500W
[0138] 第2高频电源64的高频偏置电力:13MHz、100W
[0139] 电源70的直流电压:-300V
[0140] 处理时间:5秒
[0141] 图7示出与通过实验例9获得的结果有关的图表。在图7中,示出了氧化硅制的芯片的蚀刻量、即氧化硅的蚀刻量和氮化硅制的芯片的蚀刻量、即氮化硅的蚀刻量。在图7中,横轴表示合计处理时间,纵轴表示蚀刻量。如图7所示,采用实验例9,得到了如下结果:随着合计处理时间变长,氧化硅制的芯片的蚀刻量增加,另一方面,氮化硅制的芯片的蚀刻量为较少的量且保持恒定。即,确认了:采用实验例9,能够获得较高的选择性。例如,通过在实验例9中进行60秒的合计处理时间的处理,获得了6.4的选择比。该实验例9的选择比高于实验例1~实验例4的选择比。因而,确认了:不在工序ST2中供给氧气,由此能够获得更高的选择性。
[0142] 以上,说明了各种实施方式,但本发明并不限定于所述实施方式,而能够构成各种变形形态。例如,在所述说明中,例示了电容耦合型等离子体处理装置10作为能够用于实施方法MT的等离子体处理装置,但在实施方法MT时,能够利用使用任意的等离子体源的等离子体处理装置。在实施方法MT时,能够使用电感耦合型等离子体处理装置、将微波这样表面波用作等离子体源的等离子体处理装置这样的各种等离子体处理装置。
[0143] 附图标记说明
[0144] 10、等离子体处理装置;12、处理容器;PD、载置台;ESC、静电卡盘;LE、下部电极;30、上部电极;40、气体源组;50、排气装置;62、第1高频电源;64、第2高频电源;70、电源;
W、W2、晶圆;DP、堆积物;R1、第1区域;R2、第2区域。
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