JP7067424B2 - Etching method and etching equipment - Google Patents
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Description
本発明は、基板において多孔質膜に隣り合うように形成されたシリコン含有膜をエッチングする技術に関する。 The present invention relates to a technique for etching a silicon-containing film formed adjacent to a porous film on a substrate.
半導体装置を構成する配線が埋め込まれる層間絶縁膜としては、low-k膜と呼ばれる低誘電率膜により構成される場合が有り、このlow-k膜としては例えば多孔質膜によって構成される。そして半導体装置の製造工程においては、そのような多孔質膜が形成された半導体ウエハ(以下、ウエハと記載する)に対してエッチングが行われる場合が有る。 The interlayer insulating film in which the wiring constituting the semiconductor device is embedded may be formed of a low dielectric constant film called a low-k film, and the low-k film is formed of, for example, a porous film. Then, in the manufacturing process of the semiconductor device, etching may be performed on a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer) on which such a porous film is formed.
例えば特許文献1には、low-k膜である層間絶縁膜が形成されたウエハに対してエッチングを行い、配線を埋め込むための凹部を形成することについて記載されている。この凹部内には、成膜ガスが供給されることによって凹部内に配線が埋め込まれるまでに大気に暴露されることを防ぐための被膜が形成される。また、特許文献2においては、多孔質膜である低誘電率膜に形成された凹部に埋め込まれた有機膜を、所定の量の二酸化炭素を含む処理ガスのプラズマを用いることでエッチングする技術について記載されている。 For example, Patent Document 1 describes that a wafer on which an interlayer insulating film, which is a low-k film, is formed is etched to form a recess for embedding wiring. A film is formed in the recess to prevent the film from being exposed to the atmosphere until the wiring is embedded in the recess by supplying the film-forming gas. Further, in Patent Document 2, a technique for etching an organic film embedded in a recess formed in a low dielectric constant film, which is a porous film, by using plasma of a processing gas containing a predetermined amount of carbon dioxide. Have been described.
半導体装置を製造するにあたり、ポリシリコン膜と、多孔質膜であるSiOCN膜と、上側が酸化シリコン膜、下側がSiGe(シリコンゲルマニウム)膜により夫々形成される積層体と、が横方向にこの順に隣り合うようにその表面部に形成されたウエハについて、ポリシリコン膜を除去する処理が行われる場合が有る。このポリシリコン膜の除去処理をドライエッチングによって行うとすると、ポリシリコン膜のエッチングが進行する過程で、エッチングガスがSiOCN膜を透過し、SiGe膜に供給される。より具体的に述べると、SiOCN膜が多孔質膜であるため、エッチングガスはSiOCN膜の側方から当該多孔質膜の孔部を通過して、SiGe膜の側壁に供給される。SiGe膜はエッチングによる除去対象ではないが、そのようにエッチングガスが供給されることで、その側壁がエッチングされてしまう。 In manufacturing a semiconductor device, a polysilicon film, a SiOCN film which is a porous film, and a laminate formed by a silicon oxide film on the upper side and a SiGe (silicon germanium) film on the lower side are arranged in this order in the horizontal direction. A process for removing the polysilicon film may be performed on the wafers formed on the surface portions of the wafers so as to be adjacent to each other. If the polysilicon film removal process is performed by dry etching, the etching gas permeates the SiOCN film and is supplied to the SiGe film in the process of etching the polysilicon film. More specifically, since the SiOCN film is a porous film, the etching gas passes through the pores of the porous film from the side of the SiOCN film and is supplied to the side wall of the SiGe film. The SiGe film is not a target to be removed by etching, but the side wall thereof is etched by supplying the etching gas in this way.
そこで、例えばプラズマを用いた異方性エッチングによりポリシリコン膜の上部側を除去した後、ウエットエッチングによってポリシリコン膜の下部側を除去するように処理が行われる場合が有る。このウエットエッチングに用いられるエッチング液については上記のエッチングガスよりもSiOCN膜の透過性が低いため、SiGe膜のエッチングが抑制される。しかし、このように複数の工程を行うことは手間であり、ウエットエッチングの工程でも装置の微細化に伴い処理が不可能となり、また、SiOCN膜の側壁の厚さは小さくなる傾向に有り、当該SiOCN膜の側壁の厚さが将来さらに小さくなった場合には、エッチング液のSiOCN膜に対する透過性が上昇し、SiGe膜をエッチングしてしまうおそれが有る。上記の特許文献1、2に記載される技術は、このような問題を解決できるものでは無い。 Therefore, for example, after removing the upper side of the polysilicon film by anisotropic etching using plasma, a process may be performed so as to remove the lower side of the polysilicon film by wet etching. Since the etching solution used for this wet etching has a lower permeability of the SiOCN film than the above-mentioned etching gas, the etching of the SiGe film is suppressed. However, it is troublesome to perform a plurality of steps in this way, and even in the wet etching step, the treatment becomes impossible due to the miniaturization of the apparatus, and the thickness of the side wall of the SiOCN film tends to be small. If the thickness of the side wall of the SiOCN film becomes smaller in the future, the permeability of the etching solution to the SiOCN film may increase, and the SiGe film may be etched. The techniques described in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2 cannot solve such a problem.
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、シリコン含有膜、多孔質膜、エッチング非対象膜が横方向にこの順に隣り合って設けられる基板にエッチングガスを供給してシリコン含有膜(シリコンそのものである場合を含む)を除去するにあたり、エッチング非対象膜がエッチングされることを防ぐことができる技術を提供することである。 The present invention has been made based on such circumstances, and an object thereof is to supply an etching gas to a substrate in which a silicon-containing film, a porous film, and an etching non-target film are provided adjacent to each other in this order in the lateral direction. It is an object of the present invention to provide a technique capable of preventing an etching non-target film from being etched when removing a silicon-containing film (including a case where the film itself is silicon).
本発明のエッチング方法は、シリコン含有膜、多孔質膜、エッチング非対象膜がこの順に横方向に隣り合って設けられる基板に成膜ガスを供給し、前記シリコン含有膜をエッチングするためのエッチングガスが前記多孔質膜の孔部を通過して前記エッチング非対象膜に供給されることを防ぐための通過防止膜を当該孔部に成膜する成膜工程と、
前記エッチングガスを供給して前記シリコン含有膜をエッチングするエッチング工程と、
を含むことを特徴とする。
In the etching method of the present invention, a film-forming gas is supplied to a substrate in which a silicon-containing film, a porous film, and an etching non-target film are provided adjacent to each other in this order in the horizontal direction, and an etching gas for etching the silicon-containing film. A film forming step of forming a passage prevention film in the pores to prevent the film from passing through the pores of the porous film and being supplied to the etching non-target film.
An etching step of supplying the etching gas to etch the silicon-containing film,
It is characterized by including.
本発明のエッチング装置は、処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、シリコン含有膜、多孔質膜、エッチング非対象膜が横方向にこの順に隣り合って設けられる基板を載置するための載置部と、
前記シリコン含有膜をエッチングするエッチングガスが前記多孔質膜の孔部を通過してエッチング非対象膜に供給されることを防ぐための通過防止膜を当該孔部に成膜するために、前記処理容器内に成膜ガスを供給する成膜ガス供給部と、
前記処理容器内に前記エッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、
を含むことを特徴とする。
The etching apparatus of the present invention includes a processing container and
A mounting portion for mounting a substrate provided in the processing container in which a silicon-containing film, a porous film, and an etching non-target film are provided adjacent to each other in this order in the lateral direction.
The process for forming an anti-passage film in the pores to prevent the etching gas for etching the silicon-containing film from passing through the pores of the porous film and being supplied to the non-etching film. A film forming gas supply unit that supplies the film forming gas into the container, and
An etching gas supply unit that supplies the etching gas into the processing container,
It is characterized by including.
本発明によれば、シリコン含有膜、多孔質膜、エッチング非対象膜が横方向にこの順に隣り合って設けられる基板に成膜ガスが供給され、多孔質膜の孔部にシリコン含有膜をエッチングするエッチングガスがエッチング非対象膜へと供給されることを防ぐための通過防止膜が形成される。それによってシリコン含有膜をエッチングするにあたり、エッチング非対象膜のエッチングが抑制される。 According to the present invention, a film-forming gas is supplied to a substrate in which a silicon-containing film, a porous film, and an etching non-target film are provided adjacent to each other in this order in the lateral direction, and the silicon-containing film is etched in the pores of the porous film. An anti-passage film is formed to prevent the etching gas to be supplied to the non-etching film. As a result, when etching the silicon-containing film, the etching of the non-etching film is suppressed.
図1は、本発明の一実施形態に係る処理が行われるウエハWの表面部の縦断側面図を示している。図中11はSiGe膜であり、SiGe膜11の上側には酸化シリコン(SiOx)膜12が積層されている。この酸化シリコン膜12とSiGe膜11との積層体には、凹部13が形成されており、この凹部13内にはポリシリコン膜14が埋め込まれている。また、ポリシリコン膜14の側壁と凹部13の側壁との間には、ポリシリコン膜14の側方を囲み、ポリシリコン膜14の側壁及び凹部13の側壁に各々接するSiOCN膜15、即ちシリコン、酸素、窒素及び炭素により構成される膜が設けられている。従って、横方向に見てポリシリコン膜14、SiOCN膜15、SiGe膜11がこの順に隣り合うように形成されている。SiOCN膜15は層間絶縁膜であり、多孔質膜である。
FIG. 1 shows a vertical sectional side view of a surface portion of a wafer W on which a process according to an embodiment of the present invention is performed. In the figure, 11 is a SiGe film, and a silicon oxide (SiOx)
この発明の実施形態における処理の概要を述べると、SiOCN膜15の孔部にて尿素結合を有する重合体(ポリ尿素)であるポリ尿素膜を成膜するための成膜ガスの供給と、被エッチング膜であるポリシリコン膜14をエッチングするためのエッチングガスの供給とを交互に繰り返し行う。つまり、間隔を空けてポリシリコン膜14のエッチングが行われ、エッチングとエッチングとの間には孔部に埋め込まれるようにポリ尿素膜が成膜される。それによって、エッチングガスがSiOCN膜15の側方からSiOCN膜15を透過してエッチング非対象膜であるSiGe膜11の側壁をエッチングしてしまうことを防ぐ。
The outline of the treatment in the embodiment of the present invention will be described by supplying a film forming gas for forming a polyurea film which is a polymer (polyurea) having a urea bond in the pores of the SiOCN
上記の酸化シリコン膜12は、ポリシリコン膜14をエッチングする際のエッチングマスク膜となる。また上記のエッチングガスとしては、この酸化シリコン膜12及び上記のポリ尿素膜へのエッチング選択性が低く、且つポリシリコン膜14へのエッチング選択性が高いことから、例えばIF7(七フッ化ヨウ素)ガスが用いられる。このIF7ガスは分子量が比較的大きいため、SiOCN膜15の孔部を通過しにくいと考えられるので、SiGe膜11への供給がより確実に抑制されることが見込まれる点からも好ましい。
The
この実施形態ではモノマーであるアミンを含む第1の成膜ガス、モノマーであるイソシアネートを含む第2の成膜ガスをウエハWに供給して重合反応させることで、上記のポリ尿素膜を成膜する。アミンとしては例えば1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン(H6XDA)、イソシアネートとしては例えば1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン(H6XDI)が夫々用いられる。また、アミンとしてヘキシルアミン、イソシアネートとしてtertブチルイソシアン酸を夫々用いてもよい。なお、ポリ尿素膜を成膜できるアミン、イソシアネートについてはこの例に限られず、後にさらに具体例を挙げる。 In this embodiment, the above-mentioned polyurea film is formed by supplying a first film-forming gas containing amine as a monomer and a second film-forming gas containing isocyanate as a monomer to the wafer W for polymerization reaction. do. As the amine, for example, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane (H6XDA) is used, and as the isocyanate, for example, 1,3-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane (H6XDI) is used. Further, hexylamine may be used as the amine and tert-butylisocyanic acid may be used as the isocyanate. The amine and isocyanate capable of forming a polyurea film are not limited to this example, and further specific examples will be given later.
続いて、図2~図4を参照してウエハWに対して行われる処理について説明する。この図2~図4は図1で説明したウエハWの表面部が、処理によって変化する様子を示す模式図である。図中、SiOCN膜15に形成されている孔部を16、アミンである第1の成膜ガスを21、イソシアネートである第2の成膜ガスを22、ポリ尿素膜を23、IF7であるエッチングガスを24として表す。また、図2~図4で示す各処理は、ウエハWが処理容器に搬入され、処理容器内が排気されて所定の圧力の真空雰囲気とされた状態で行われる。
Subsequently, the processing performed on the wafer W will be described with reference to FIGS. 2 to 4. 2 to 4 are schematic views showing how the surface portion of the wafer W described with reference to FIG. 1 changes depending on the treatment. In the figure, the pores formed in the
先ず、処理容器内に第1の成膜ガス21が供給される(ステップS1、図2(a))。この第1の成膜ガス21がSiOCN膜15の上部側の孔部16に流入して孔壁に吸着される。続いて、処理容器内への第1の成膜ガス21の供給が停止し、処理容器内においては排気と例えばN2(窒素)ガスであるパージガスの供給とが行われる状態となり(ステップS2、図2(b))、孔部16に流入しなかった第1の成膜ガス21は、排気されるパージガスの気流に乗って除去される。
First, the first film-forming
続いて、処理容器内に第2の成膜ガス22が供給され(ステップS3、図2(c))、この第2の成膜ガス22がSiOCN膜15の上部側の孔部16に流入して、当該孔部16に吸着された第1の成膜ガス21と反応し、エッチングガスの通過防止膜であるポリ尿素膜23が形成されて、当該孔部16が塞がれる。然る後、処理容器内への第2の成膜ガス22の供給が停止し、処理容器内においては排気とパージガスの供給とが行われる状態となり(ステップS4、図2(d))、孔部16に流入しなかった第2の成膜ガス22は、排気されるパージガスの気流に乗って除去される。
Subsequently, the second film-forming
続いて、処理容器内にエッチングガス24が供給され(ステップS5、図3(e))、ポリシリコン膜14がエッチングされて、SiOCN膜15の上部側の側壁が露出する。このときSiOCN膜15の上部側の孔部16にはポリ尿素膜23が埋め込まれており、当該ポリ尿素膜23はエッチングガス24によりエッチングされにくい。従って、エッチングガス24の孔部16の通過が防止されるため、エッチングガス24がSiOCN膜15を側方から透過してSiGe膜11の側壁をエッチングすることを防ぐことができる。その後、処理容器内へのエッチングガス24の供給が停止し、処理容器内においては排気とパージガスの供給とが行われる状態となり(ステップS6、図3(f))、処理容器内に残留するエッチングガス24は、処理容器内から排気されるパージガスの気流に乗って除去される。
Subsequently, the
その後、処理容器内に第1の成膜ガス21が供給される。即ち、再度ステップS1が実行される。上記のステップS5でポリシリコン膜14がエッチングされてSiOCN膜15の上部側の側壁が露出しているため、この2回目のステップS1で供給される第1の成膜ガス21は、SiOCN膜15において1回目のステップS1で当該第1の成膜ガス21が供給された孔部16よりも下方の孔部16に供給されて孔壁に吸着される。
After that, the first film-forming
その後、ステップS2の処理容器内における排気及びパージガスの供給が再度行われ、続いてステップS3の処理容器内への第2の成膜ガス22の供給が再度行われる。この第2の成膜ガス22についても、2回目のステップS1で処理容器内へ供給される第1の成膜ガス21と同様、1回目のステップS3で当該第2の成膜ガス22が供給されたSiOCN膜15の孔部16よりも下方の孔部16に供給されて、当該孔部16にて吸着されている第1の成膜ガス21と反応し、ポリ尿素膜23が形成される。従って、この2回目のステップS3では、SiOCN膜15におけるポリ尿素膜23が形成される領域が下方へと広がることになる(図4(a))。
After that, the exhaust gas and the purge gas are supplied again in the processing container of step S2, and then the second film-forming
然る後、ステップS4の排気及びパージガスの供給が行われた後、ステップS5のエッチングガス24の供給が行われ、ポリシリコン膜14が下方へ向けてさらにエッチングされ、SiOCN膜15の側壁において露出する領域が下方に向けて拡大する。上記のように2回目のステップS3によってSiOCN膜15においてポリ尿素膜23が形成される領域が下方へと広げられていることにより、ポリシリコン膜14のエッチングによって新たに露出するSiOCN膜15の側壁付近の孔部16は、ポリ尿素膜23が埋め込まれた状態となっている。従って、この2回目のステップS5においても、エッチングガスがSiOCN膜15の孔部16を通過してSiGe膜11の側壁をエッチングすることを防ぐことができる(図4(b))。このエッチング後、ステップS6の排気及びパージガスの供給が再度行われる。
After that, after the exhaust gas and the purge gas of step S4 are supplied, the
このように順番に行われるステップS1~S6を一つのサイクルとすると、例えば上記の2回目のステップS6が行われた後も、当該サイクルが繰り返し行われ、SiOCN膜15を下方へと向けて成膜されるポリ尿素膜23により、SiGe膜11の側壁のエッチングが防がれながら、ポリシリコン膜14が下方へとエッチングされる。そして、例えばポリシリコン膜14が全てエッチングされて、所定の回数のサイクルが終了すると(図4(c))、ウエハWが例えば100℃以上好ましくは300℃以上に加熱されることで、孔部16に埋め込まれたポリ尿素膜23が、気化あるいは解重合気化し、ウエハWから除去される(図4(d))。ウエハWの表面に付着しているエッチングの残渣も、この加熱によってポリ尿素膜23と共に気化して除去される(ステップS7)。図5は、そのようにポリシリコン膜14がエッチングされて、ポリ尿素膜23が除去されたウエハWを示している。ポリシリコン膜14が除去されることで形成された凹部17内には、例えば後の工程で半導体装置のゲートが形成される。
Assuming that steps S1 to S6 performed in this order are one cycle, for example, even after the second step S6 is performed, the cycle is repeated and the
上記の発明の実施形態の処理によれば、SiGe膜11がエッチングガスによりエッチングされることを抑制しつつ、ポリシリコン膜14を当該エッチングガスによりエッチングすることができる。また、当該発明の実施形態の処理においては、背景技術で述べたプラズマ処理後にウエットエッチングを用いる処理を行う場合に比べて、ウエハWの周囲の雰囲気をプラズマ処理を行うための真空雰囲気からウエットエッチングを行うための大気雰囲気に切り替える必要が無い。従って、当該発明の実施形態の処理は、処理に要する時間や手間を軽減できるという利点が有る。さらに、当該実施形態の処理によればプラズマを用いる必要が無いため、ウエハWの表面の各膜が当該プラズマからのダメージを受けることが無いので、ウエハWから形成される半導体装置の信頼性を高くすることができるという利点も有る。ただし、プラズマを用いてエッチングを行う場合も本発明の権利範囲に含まれる。
According to the process of the embodiment of the above invention, the
上記のステップS1~S6において処理容器の排気流量は一定であってもよいし、処理容器内の不要なガスを除去するためのステップS2、S4、S6における排気流量についてはより確実にガスを除去することができるように、ステップS1、S3、S5の排気流量よりも大きくしてもよい。また、ステップS2、S4、S6ではパージガスの供給を行わず、排気のみによって不要なガスを除去するようにしてもよい。なお、上記のようにエッチングガスであるIF7ガスのポリ尿素膜23に対するエッチング選択性は比較的低いため、当該ポリ尿素膜23がポリシリコン膜14の表面に形成されると、ポリシリコン膜14がエッチングされ難くなってしまう。しかし、既述のステップS2、S4で不要な第1の成膜ガス21及び第2の成膜ガス22が除去されている。つまり、ステップS2、S4を行うことで、ポリシリコン膜14のエッチングをより確実に行うことができる。
The exhaust flow rate of the processing container may be constant in steps S1 to S6 described above, and the exhaust gas flow rate in steps S2, S4, and S6 for removing unnecessary gas in the processing container is more reliably removed. It may be larger than the exhaust flow rate of steps S1, S3, and S5 so as to be able to do so. Further, in steps S2, S4, and S6, the purge gas may not be supplied and unnecessary gas may be removed only by exhaust gas. As described above, the etching selectivity of the IF 7 gas, which is an etching gas, for the
ところで、ポリシリコン膜14以外のシリコン含有膜が被エッチング膜であってもよい。このシリコン含有膜はシリコンを主成分として含む膜であり、具体的に例えばアモルファスシリコン膜、単結晶シリコン膜、SiGe膜などがシリコン含有膜に含まれる。そして、エッチングガスとしては、上記のシリコン含有膜をエッチングできるものであればよい。具体的に当該エッチングガスとしてはIF7ガス以外に、例えばフッ素(F2)ガス、ClF3(三フッ化塩素)、IF5(五フッ化ヨウ素)ガス、BrF3(三フッ化臭素)などのフッ素を含有するガスを用いることができる。
By the way, a silicon-containing film other than the
上記の実施形態ではエッチング非対象膜はSiGe膜11であるが、例えばSi膜であってもよい。また、エッチング非対象膜については、これらSi膜やSiGe膜11のようなシリコン含有膜以外の膜であってもよい。さらに、SiGe膜11上に設けられるマスク膜としては、エッチング時にSiGe膜11が上方側からエッチングされることを抑制できればよいので、酸化シリコン膜12であることには限られない。さらに、多孔質膜としてもSiOCN膜15には限られず、SiOCN膜15の代わりにSiCO膜、SiCOH膜などの多孔質膜が形成されていてもよい。
In the above embodiment, the non-etching film is the
また、ポリ尿素膜23を成膜するための成膜ガスとしては、上記の例に限られない。例えばアミンとして1,12-ジアミノドデカン(DAD)、イソシアネートとして4,4’-ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)を用いてもよいし、アミンとしてDAD、イソシアネートとしてH6XDIとを用いてもよいし、アミンとしてヘキサメチレンジアミン、イソシアネートとしてH6XDIを用いてもよい。ところで、アミンとしては既述した各化合物の他には、例えば1,6-ジアミノヘキサン、シクロヘキシルアミン、ヘキシルアミン、ブチルアミン、tertブチルアミンを用いることができる。イソシアネートとしては既述した各化合物の他には、例えば1,6-ジイソシアン酸ヘキサン、シクロヘキシルイソシアン酸、ヘキシルイソシアン酸、ブチルイソシアン酸、tertブチルイソシアン酸を用いることができる。つまり、以上に挙げたアミンの各化合物の中から選択したもの、以上に挙げたイソシアネートの各化合物の中から選択したものを、ポリ尿素膜23の成膜に夫々用いることができる。イソシアネートとアミンとの反応のバリエーションについてさらに説明しておくと、当該反応においては図6に示すように、成膜ガスを構成する原料モノマーとして一官能性分子を用いてもよい。また、ポリ尿素を加熱して解重合させて気化させることにより生じたガスを、成膜ガスとしてウエハWに供給し、当該ガスがウエハW表面で冷却、吸着されて重合反応が起こり、再度ポリ尿素膜が成膜されるようにしてもよい。従って、成膜ガスとしては、第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスの2つをウエハWに供給することには限られない。
Further, the film forming gas for forming the
図2~図4で説明した処理例では、ステップS1~S6が3回以上行われるように述べたが、ステップS1~S6を2回のみ行うようにしてもよい。また、ステップS7ではポリ尿素膜23がSiOCN膜15から除去されるようにウエハWを加熱しているが、ポリ尿素膜23がSiOCN膜15の孔部16に残留していてもSiOCN膜15の誘電率が実用上問題無ければ、そのようにポリ尿素膜23が残留していてもよいことが考えられる。従って、ステップS7のポリ尿素膜23の除去を行わない場合も、本発明の権利範囲に含まれる。
In the processing example described with reference to FIGS. 2 to 4, it is described that steps S1 to S6 are performed three or more times, but steps S1 to S6 may be performed only twice. Further, in step S7, the wafer W is heated so that the
続いて、図2~図4で説明した一連の処理を行うための基板処理装置3について、図7の平面図を参照して説明する。基板処理装置3は、ウエハWを搬入出するための搬入出部31と、搬入出部31に隣接して設けられた2つのロードロック室41と、2つのロードロック室41に各々隣接して設けられた、2つの熱処理モジュール40と、2つの熱処理モジュール40に各々隣接して設けられた2つのエッチングモジュール5と、を備えている。
Subsequently, the substrate processing apparatus 3 for performing the series of processing described with reference to FIGS. 2 to 4 will be described with reference to the plan view of FIG. 7. The substrate processing device 3 is adjacent to the loading /
搬入出部31は、第1の基板搬送機構32が設けられると共に常圧雰囲気とされる常圧搬送室33と、当該常圧搬送室33の側部に設けられた、ウエハWを収納するキャリア34が載置されるキャリア用載置台35と、を備えている。図中36は常圧搬送室33に隣接するオリエンタ室であり、ウエハWを回転させて偏心量を光学的に求め、第1の基板搬送機構32に対するウエハWの位置合わせを行うために設けられる。第1の基板搬送機構32は、キャリア用載置台35上のキャリア34とオリエンタ室36とロードロック室41との間でウエハWを搬送する。
The carry-in / out
各ロードロック室41内には、例えば多関節アーム構造を有する第2の基板搬送機構42が設けられており、当該第2の基板搬送機構42は、ウエハWをロードロック室41と熱処理モジュール40とエッチングモジュール5との間で搬送する。熱処理モジュール40を構成する処理容器内及びエッチングモジュール5を構成する処理容器内は真空雰囲気として構成されており、ロードロック室41内は、これらの真空雰囲気の処理容器内と常圧搬送室33との間でウエハWの受け渡しを行えるように、常圧雰囲気と真空雰囲気とが切り替えられる。
In each
図中43は開閉自在なゲートバルブであり、常圧搬送室33とロードロック室41との間、ロードロック室41と熱処理モジュール40との間、熱処理モジュール40とエッチングモジュール5との間に各々設けられている。熱処理モジュール40については、上記の処理容器、当該処理容器内を排気して真空雰囲気を形成するための排気機構及び処理容器内に設けられると共に載置されたウエハWを加熱可能な載置台などを含み、既述のステップS7を実行できるように構成されている。
In the figure, 43 is a gate valve that can be opened and closed, and is between the normal
続いて、エッチングモジュール5について図8の縦断側面図及び図9の横断平面図を参照しながら説明する。このエッチングモジュール5は、例えば円形の処理容器51を備え、この処理容器51内でウエハWにステップS1~S6の処理が行われる。つまり、エッチング及び成膜が共通の処理容器51内にて行われる。処理容器51は気密な真空容器であり、当該処理容器51内の下部側には、水平に形成された表面(上面)にウエハWを載置する、円形の載置台61が設けられている。図中62は、載置台61に埋設されたステージヒーターであり、上記のステップS1~S6の処理が行えるようにウエハWを所定の温度に加熱する。図中63は、載置部である載置台61を処理容器51の底面に支持する支柱である。図中64は3つの垂直な昇降ピンであり、昇降機構65により載置台61の表面を突没し、既述の第2の基板搬送機構42と載置台61との間でウエハWの受け渡しを行う。
Subsequently, the
上記の処理容器51の側壁の下部側は、平面で見た処理容器51の中心側へ向けて突出し、載置台61の側部に近接しており、平面視リング状の下段部52をなす。下段部52の上面は水平で、例えば載置台61の表面と同じ高さに形成されている。処理容器51の側壁において、この下段部52の上側を側壁本体部53とする。後述するように成膜ガス(第1の成膜ガス及び第2の成膜ガス)は、被衝突部材をなす側壁本体部53に衝突するように吐出されるが、下段部52はそのように吐出された成膜ガスを、その上面を伝わらせて載置台61上へと供給するガイド部材としての役割を有する。図中54は側壁ヒーターであり、下段部52及び側壁本体部53に各々埋設されている。この側壁ヒーター54により、処理容器51の内側における下段部52及び側壁本体部53の表面の温度が調整され、上記の側壁本体部53に衝突した成膜ガスの温度及び処理容器51内の雰囲気の温度が調整される。
The lower side of the side wall of the
図9中55はウエハWの搬送口であり、側壁本体部53において上記の成膜ガスが衝突する部位とは処理容器51の周方向に離れた部位に開口し、上記のゲートバルブ43により開閉自在に構成されている。図中66は処理容器51の底面に開口した排気口であり、排気管を介して真空ポンプ及びバルブなどにより構成される排気機構67(図8参照)に接続されている。排気機構67による排気口66からの排気流量が調整されることにより、処理容器51内の圧力が調整される。
載置台61の上方で処理容器51の天井部には、エッチングガス供給部をなすガスシャワーヘッド7が、当該載置台61に対向するように設けられている。ガスシャワーヘッド7は、シャワープレート71、ガス拡散空間72及び拡散板73を備えている。シャワープレート71は、ガスシャワーヘッド7の下面部をなすように水平に設けられ、載置台61にシャワー状にガスを吐出するために、ガス吐出孔74が多数分散して形成されている。ガス拡散空間72は各ガス吐出孔74にガスを供給するために、その下方側がシャワープレート71によって区画されるように形成された扁平な空間である。このガス拡散空間72を上下に分割するように拡散板73が水平に設けられている。図中75は、拡散板73に形成される貫通孔であり、拡散板73に多数、分散して穿孔されている。図中77は天井ヒーターであり、ガスシャワーヘッド7の温度を調整する。
Above the mounting table 61, on the ceiling of the
ガス拡散空間72の上部側には、ガス供給管68の下流端が接続されている。当該ガス供給管68の上流側は、流量調整部69を介してIF7ガスの供給源60に接続されている。流量調整部69は、バルブやマスフローコントローラにより構成されており、ガス供給管68の下流側へ供給されるガスの流量を調整する。なお後述の各流量調整部についても、流量調整部69と同様に構成されており、流量調整部が介設される管の下流側へ供給されるガスの流量を調整する。
The downstream end of the
上記の処理容器51の側壁本体部53には、上記の成膜ガス(第1の成膜ガス及び第2の成膜ガス)を供給する成膜ガス供給部であるガスノズル8が設けられている。つまり成膜ガスは、ガスシャワーヘッド7とは別個に設けられたガス供給部から供給される。また、このガスノズル8は成膜ガスの他に既述のパージガスも供給する。
The side wall
ガスノズル8は、例えば横方向に伸びる棒状に形成されている。図8、図9における鎖線の矢印は、ガスノズル8の先端に設けられる吐出口の開口方向、即ちガスの吐出方向を示している。これらの矢印が示すように、ガスノズル8はウエハWの直径に沿うように水平にガスを吐出する。そして、ガスの吐出方向の先には側壁本体部53が位置しているため、吐出されたガスはウエハWに供給されるより前に当該側壁本体部53に衝突する。つまり、ガスノズル8に設けられるガス吐出口はウエハWに向いておらず、被衝突部材である側壁本体部53に向いている。そして、そのように側壁本体部53に衝突したガスは、図8中に点線の矢印で示すように、下段部52の表面、載置台61の表面に沿って流れてウエハWへ供給される。
The
このようにガスノズル8が構成されるのは、ガスノズル8の吐出口がウエハWに向けられ、吐出されたガスが直接ウエハWに向かって直接供給されるように構成される場合に比べて、ウエハWに到達するまでに吐出されたガスが長い距離を移動することで、当該ガスを横方向に十分に拡散させることを目的としている。つまり、ウエハWの面内に均一性高く各ガスが供給されるように、ガスノズル8は側壁本体部53に向けてガスを吐出するように構成されている。
The
図8中81はガス供給管であり、処理容器51の外側からガスノズル8に接続されている。ガス供給管81の上流側は分岐し、ガス導入管82、83を形成している。ガス導入管82の上流側は、流量調整部91、バルブV1をこの順に介して気化部92に接続されている。気化部92内においては、上記のH6XDAが液体の状態で貯留されており、気化部92はこのH6XDAを加熱する図示しないヒーターを備えている。また、気化部92にはガス供給管94の一端が接続されており、ガス供給管94の他端はバルブV2、ガス加熱部95をこの順に介してN2(窒素)ガス供給源96に接続されている。このような構成により、加熱されたN2ガスが気化部92に供給されて当該気化部92内のH6XDAが気化され、当該気化に用いられたN2ガスとH6XDAガスとの混合ガスが第1の成膜ガスとして、ガスノズル8に導入される。
81 in FIG. 8 is a gas supply pipe, which is connected to the
また、ガス供給管94についてガス加熱部95の下流側、且つバルブV2の上流側における部位は分岐してガス供給管97を形成し、このガス供給管97の端部はバルブV3を介して、ガス導入管82のバルブV1の下流側、且つ流量調整部91の上流側に接続されている。従って、上記の第1の成膜ガスをガスノズル8に供給しないときには、ガス加熱部95で加熱されたN2ガスを、気化部92を迂回させてガスノズル8に導入することができる。
Further, regarding the
また、ガス導入管83の上流側は、流量調整部101、バルブV4をこの順に介して気化部102に接続されている。気化部102内においては、上記のH6XDIが液体の状態で貯留されており、気化部102はこのH6XDIを加熱する図示しないヒーターを備えている。また、気化部102にはガス供給管104の一端が接続されており、ガス供給管104の他端はバルブV5、ガス加熱部105をこの順に介してN2(窒素)ガス供給源106に接続されている。このような構成により、加熱されたN2ガスが気化部102に供給されて当該気化部102内のH6XDIが気化され、当該気化に用いられたN2ガスとH6XDIガスとの混合ガスが第2の成膜ガスとして、ガスノズル8に導入される。
Further, the upstream side of the
また、ガス供給管104についてガス加熱部105の下流側、且つバルブV5の上流側における部位は分岐してガス供給管107を形成し、このガス供給管107の端部は、バルブV6を介して、ガス導入管83のバルブV4の下流側、且つ流量調整部101の上流側に接続されている。従って、上記の第2の成膜ガスをガスノズル8に供給しないときには、ガス加熱部105で加熱されたN2ガスを、気化部102を迂回させてガスノズル8に導入することができる。
Further, regarding the
ガス供給管81及びガス導入管82、83には、流通中の成膜ガス中のH6XDA及びH6XDIが液化することを防ぐために、例えば管内を加熱するための配管ヒーター76が各々管の周囲に設けられる。この配管ヒーター76と、上記のガス加熱部95、105と、気化部92、102に設けられるヒーターとによって、ガスノズル8から吐出される成膜ガスの温度が調整される。なお、図示の便宜上、配管ヒーター76はガス供給管81、ガス導入管82、83の一部のみに示しているが、上記の液化を防ぐことができるようにこれらの管の比較的広い範囲に渡って設けられる。
In order to prevent H6XDA and H6XDI in the film-forming gas in circulation from liquefying in the
ガス導入管82における流量調整部91の上流側、流量調整部91、気化部92、バルブV1~V3、ガス供給管94、97、ガス加熱部95及びN2ガス供給源96を第1のガス供給機構9Aとする。また、ガス導入管83における流量調整部101の上流側、流量調整部101、気化部102、バルブV4~V6、ガス供給管104、107、ガス加熱部105及びN2ガス供給源106を第2のガス供給機構9Bとする。上記のように第1のガス供給機構9Aは、N2ガスまたは第1の成膜ガスをガスノズル8に供給することができ、第2のガス供給機構9Bは、N2ガスまたは第2の成膜ガスをガスノズル8に供給することができる。
The first gas is supplied to the upstream side of the flow
ところで、図7に示すように基板処理装置3はコンピュータである制御部30を備えており、この制御部30は、プログラム、メモリ、CPUを備えている。プログラムには、既述したウエハWの処理及びウエハWの搬送が行われるように命令(各ステップ)が組み込まれており、このプログラムは、コンピュータ記憶媒体、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、DVD等に格納され、制御部30にインストールされる。制御部30は当該プログラムにより基板処理装置3の各部に制御信号を出力し、各部の動作を制御する。具体的には、エッチングモジュール5の動作、熱処理モジュール40の動作、第1の基板搬送機構32、第2の基板搬送機構42の動作、オリエンタ室36の動作が制御信号により制御される。上記のエッチングモジュール5の動作としては、各ヒーターの出力の調整、第1のガス供給機構9A、第2のガス供給機構9B、ガスシャワーヘッド7からのIF7ガスの給断、ガスノズル8からの各ガスの給断、排気機構67による排気流量の調整、昇降機構65による昇降ピン64の昇降などの各動作が含まれる。この制御部30及びエッチングモジュール5は、本発明のエッチング装置に相当する。
By the way, as shown in FIG. 7, the board processing apparatus 3 includes a
基板処理装置3におけるウエハWの搬送経路を説明する。図1で説明したように各膜が形成されたウエハWを格納したキャリア34がキャリア用載置台35に載置される。そして、このウエハWは、常圧搬送室33→オリエンタ室36→常圧搬送室33→ロードロック室41の順に搬送され、熱処理モジュール40を介してエッチングモジュール5に搬送される。そして、既述のようにステップS1~S6からなるサイクルが繰り返し行われて、ウエハWが処理される。続いて、ウエハWは熱処理モジュール40に搬送されてステップS7の処理を受ける。然る後、ウエハWは、ロードロック室41→常圧搬送室33の順で搬送されて、キャリア34に戻される。
The transfer path of the wafer W in the substrate processing apparatus 3 will be described. As described with reference to FIG. 1, the
続いて、エッチングモジュール5において実施される上記のステップS1~S6と、当該エッチングモジュール5に設けられる第1のガス供給機構9A及び第2のガス供給機構9Bから供給されるガスとの対応について、図10~図13を参照して説明する。第1のガス供給機構9Aから第1の成膜ガスが、第2のガス供給機構9BからN2ガスが各々ガスノズル8に供給されて、当該ガスノズル8からこれらの混合ガスが吐出されて、ステップS1が行われる(図10)。続いて、第1のガス供給機構9A及び第2のガス供給機構9BからN2ガスが夫々ガスノズル8に供給され、このN2ガスがガスノズル8からパージガスとして吐出されて、ステップS2が行われる(図11)。その後、第1のガス供給機構9AからN2ガスが、第2のガス供給機構9Bから第2の成膜ガスが夫々ガスノズル8に供給されて、当該ガスノズル8からこれらの混合ガスが吐出されて、ステップS3が行われる(図12)。然る後、ステップS2と同様に第1のガス供給機構9A及び第2のガス供給機構9BからN2ガスが各々ガスノズル8に供給され、このN2ガスが当該ガスノズル8からパージガスとして吐出されて、ステップS4が行われる(図11)。
Subsequently, regarding the correspondence between the above steps S1 to S6 performed in the
その後、例えば第1のガス供給機構9A及び第2のガス供給機構9Bからガスノズル8へのガスの供給が停止した状態で、ガスシャワーヘッド7からIF7ガスが供給されてステップS5が行われる(図13)。なお、このステップS5は既述したClF3ガス、F2ガスなどのSiをエッチング可能なF系ガスであれば、いずれのガスを用いても行うことが可能である。然る後、ステップS2、S4と同様に第1のガス供給機構9A及び第2のガス供給機構9BからN2ガスが各々ガスノズル8に供給され、このN2ガスが当該ガスノズル8からパージガスとして吐出されて、ステップS6が行われる(図11)。
After that, for example, with the gas supply from the first
このようにエッチングモジュール5による処理を行う際には、配管ヒーター76及びステージヒーター62の出力を制御することで、ウエハWの温度はガスノズル8から吐出される成膜ガス(第1の成膜ガス及び第2の成膜ガス)の温度よりも低くなるようにし、吐出された成膜ガスが効率よくウエハWに吸着されるようにしてもよい。また、側壁本体部53の温度について、ガスノズル8から吐出される成膜ガスの温度よりも低くなるように配管ヒーター76及び側壁ヒーター54の出力を制御し、当該側壁本体部53に衝突した成膜ガスが降温されるようにしてもよい。そのように衝突した成膜ガスが降温されることで、ウエハWに供給された際に成膜ガスの温度が比較的低くなり、より効率良くウエハWに成膜ガスを吸着させることができる。その場合、側壁本体部53に成膜されることを防ぐために、例えば側壁本体部53の温度>ウエハWの温度となるように、上記のステージヒーター62及び側壁ヒーター54の出力を制御する。
When the processing by the
ところで、エッチングガス及び成膜ガスの両方ともウエハWの面内において均一性高く供給することが望ましいが、成膜ガスにより成膜されるポリ尿素膜23は上記のようにエッチング処理後にウエハWから除去される犠牲膜であるため、ウエハWにパターンを形成するためのエッチングガスを、ウエハWの面内においてより均一性高く供給することが好ましい。ガスノズル8とガスシャワーヘッド7とでは、シャワー状にガスを供給するガスシャワーヘッド7の方が、ウエハWの面内により均一性高くガスを供給できることが見込まれる。そしてガスシャワーヘッド7は、ガスの拡散性を良好なものとし、各ガス吐出孔74から均一性高くガスを供給できるように、内部に形成される流路は狭く、屈曲性が高くなる傾向が有る。つまり、当該ガスシャワーヘッド7内の流路を流れるガスについては比較的大きな圧力損失を受ける。そこで、エッチングモジュール5は、エッチングガスについては高い均一性を持ってウエハWに供給されるようにガスシャワーヘッド7から供給し、成膜ガスについては流路内での圧力損失による液化を防ぐためにガスノズル8から吐出するように構成されている。
By the way, it is desirable to supply both the etching gas and the film forming gas with high uniformity in the plane of the wafer W, but the
上記のエッチングモジュール5において、第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスを別個のガスノズルから吐出するようにしてもよい。またガスノズル8については、例えば横方向に幅広な吐出口を備えるように構成してもよい。排気口66についても処理容器51の底部に開口することに限られず、例えば処理容器51の下方側の側壁に開口していてもよい。また、パージガスについてはガスシャワーヘッド7から吐出してもよい。ところで処理容器51の天井部においてガスシャワーヘッド7の代わりに、例えば平面視ウエハWの周に沿うように同心円状に開口したガスの吐出口を備えるガス供給部を設けてウエハWにエッチングガスを供給してもよい。つまり、エッチングガス供給部としては、ガスシャワーヘッド7として構成されることには限られない。
In the
また、基板処理装置3については例えばウエハWの搬送機構を備えた真空雰囲気の搬送室に、内部に真空雰囲気を形成する処理容器を各々備えた成膜モジュール、エッチングモジュールを接続して構成されていてもよい。その場合、成膜モジュールはステップS1~S4、エッチングモジュールはステップS5、S6を各々行えるように構成され、上記の真空雰囲気の搬送室に設けられる搬送機構により、エッチングモジュールと成膜モジュールとの間でウエハWを繰り返し移動させることで、ステップS1~S6からなるサイクルが繰り返し行われる。つまり、互いに異なる処理容器内で成膜とエッチングとが行われるようにしてもよい。ただし基板処理装置3が上記のエッチングモジュール5を備えることで、上記のサイクルを繰り返し行うにあたり、そのようなモジュール間を移動する時間を省くことができるため、スループットの向上を図ることができる。
Further, the substrate processing apparatus 3 is configured by connecting, for example, a film forming module and an etching module having a processing container for forming a vacuum atmosphere inside to a vacuum atmosphere transport chamber equipped with a wafer W transport mechanism. You may. In that case, the film forming module is configured to be able to perform steps S1 to S4, and the etching module is configured to be able to perform steps S5 and S6, respectively. By repeatedly moving the wafer W in, the cycle consisting of steps S1 to S6 is repeatedly performed. That is, the film formation and the etching may be performed in different processing containers. However, since the substrate processing apparatus 3 includes the
ところで、図14にはエッチングモジュール5の変形例であるエッチングモジュール50について示している。このエッチングモジュール50について、エッチングモジュール5との差異点を中心に説明する。エッチングモジュール50にはガスノズル8が設けられておらず、ガス供給管81の下流端はガスシャワーヘッド7に接続され、ガス拡散空間72に成膜ガスが供給される。従って、エッチングモジュール50ではエッチングガス、成膜ガスが各々ガスシャワーヘッド7から処理容器51内に供給される。なお、このようにガスシャワーヘッド7から成膜ガスが吐出されるため、ガスノズル8から吐出された成膜ガスをガイドするための処理容器51の下段部52については設けられていなくてもよい。つまり、処理容器51の側壁の壁面は、載置台61に向けて突出せずに垂直面として構成されていてもよい。
By the way, FIG. 14 shows an
また、アミンを含む第1の成膜ガス、イソシアネートを含む第2の成膜ガス、エッチングガス及びパージガスを処理容器51内に供給する順番としては、既述した例には限られない。例えば、第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスについて、順番に処理容器51内に供給する代わりに、同時に処理容器51内に供給することができる。即ち、第1及び第2の成膜ガス、パージガス、エッチングガス、パージガスの順でガスを供給する。そして、この順番での成膜ガス、エッチングガス及びパージガスの供給を1つのサイクルとし、1枚のウエハWに対してこのサイクルを繰り返し行うことで、ポリ尿素膜23の成膜とポリシリコン膜14のエッチングとを交互に繰り返し行ってもよい。また、第1の成膜ガス、第2の成膜ガス及びエッチングガスについて、同時に処理容器51内に供給してもよい。つまり、SiOCN膜15の孔部16にポリ尿素膜23を成膜しつつ、ポリシリコン膜14のエッチングを行うようにしてもよい。その場合は、これら第1の成膜ガス、第2の成膜ガス及びエッチングガスの供給後に、パージガスを供給して処理容器51内をパージする。なお、第1の成膜ガス、第2の成膜ガス及びエッチングガスの供給と、その後のパージガスの供給とを1つのサイクルとし、1枚のウエハWに対してこのサイクルを繰り返し行うことで処理してもよい。エッチングモジュール5、50で処理を行う場合には、制御部30からこのような処理が行われるように当該エッチングモジュール5、50の各部に制御信号が出力される。
本発明は、既述した各実施形態に限られず、各実施形態については適宜変更することができ、また各実施形態は互いに組み合わせることができる。
Further, the order of supplying the first film-forming gas containing amine, the second film-forming gas containing isocyanate, the etching gas and the purge gas into the
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the embodiments can be appropriately modified, and the embodiments can be combined with each other.
(評価試験)
本発明に関連して行われた評価試験1、2について説明する。評価試験1として、表面部が図1で示したように構成されたウエハWに対して、背景技術の項目で説明したようにポリシリコン膜14を除去する処理を行った。詳しく述べると、酸化シリコン膜12とSiGe膜11との界面近くまで等方性ドライエッチングにてポリシリコン膜14を除去した後、異方性エッチングで下部ポリシリコン膜14を除去し、図5に示したように側壁がSiOCN膜15により構成される凹部17を形成した。その後、ウエハWに第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスを供給して、凹部17の側壁を含むウエハWの表面を覆うように、厚さが4nmとなるポリ尿素膜23を成膜した。然る後、図14に示すようにウエハWにIF7ガスを供給した後、SiGe膜11の状態を確認したがダメージは発生していなかった。従ってこの試験結果から、図2~図4で説明したようにSiOCN膜15の孔部16に埋め込まれるようにポリ尿素膜23を形成することで、SiGe膜11をIF7ガスによるエッチングから保護することができると考えられる。
(Evaluation test)
The evaluation tests 1 and 2 conducted in connection with the present invention will be described. As the evaluation test 1, the wafer W whose surface portion was configured as shown in FIG. 1 was subjected to a treatment for removing the
続いて、評価試験2について説明する。この評価試験2では上記のエッチングモジュール5、50と同様に真空雰囲気が形成される処理容器51内に各種のガスを供給可能に構成された試験用の装置を用いて、試験用の基板に対して図2~図5で説明した処理を行った。つまり、ステップS1~S6のサイクルを繰り返し実施した後、ステップS7のポリ尿素膜23を解重合させるための加熱処理を行った。上記の試験用の基板は、図1で説明した膜構造を備えている。そして、ステップS7の加熱処理を行った後は、SiOCN膜15の孔部16にポリ尿素膜23が残留しているか否かの確認と、SiGe膜11がエッチングガスによりダメージを受けたか否かの確認とを行った。なお、上記のステップS1~S6の繰り返しのサイクルは、エッチングガスを処理容器51内に供給してポリシリコン膜14の上部をエッチングし、処理容器51内をパージした後に行っている。
Subsequently, the evaluation test 2 will be described. In this evaluation test 2, a test device configured to be able to supply various gases into the
ステップS1~S4における処理条件、即ち、第1の成膜ガス供給時、第2の成膜ガス供給時、第1の成膜ガスまたは第2の成膜ガス供給直後の各パージ時の処理条件について述べる。処理容器51内の圧力は0.1Torr(13.3Pa)~10Torr(1333Pa)、基板の温度は0℃~100℃とした。そして、第1の成膜ガスとしてtertブチルアミン、第2の成膜ガスとしてtertブチルイソシアン酸を夫々用い、これら第1の成膜ガス、第2の成膜ガスを各々20sccm~500sccmで処理容器51に供給した。パージとしては、N2ガスを100~1000sccmで処理容器51に供給した。
The processing conditions in steps S1 to S4, that is, the processing conditions at the time of supplying the first film forming gas, at the time of supplying the second film forming gas, and at the time of each purging immediately after supplying the first film forming gas or the second film forming gas. Will be described. The pressure in the
上記したステップS1~S6のサイクルの前に行ったエッチング、ステップS5のエッチング及びこれらエッチング直後の各パージ時の処理条件について述べる。処理容器51内の圧力は0.1Torr~10Torr、基板の温度は0℃~100℃とした。エッチングガスとしてはClF3(三フッ化塩素)ガスを用いた。パージとしては、N2ガスを100~1000sccmで処理容器51内に供給して行った。
また、ステップS7の解重合時の処理条件として、処理容器51内の圧力は0.1Torr~10Torr、基板の温度を100℃~400℃とした。また、この解重合を行う際に、パージガスとしてN2ガスを100sccm~2000sccmで処理容器51に供給した。
The etching performed before the cycle of steps S1 to S6 described above, the etching of step S5, and the processing conditions at the time of each purging immediately after these etchings will be described. The pressure in the
Further, as the treatment conditions at the time of depolymerization in step S7, the pressure in the
なお、ステップS1~S6のサイクルの前のエッチングでは、ポリシリコン膜14を上下方向に80nmエッチングし、ステップS5のエッチングについては、ポリシリコン膜14を上下方向に60nmエッチングした。ステップS1~S6のサイクルは3回行った。従って、この評価試験2ではポリシリコン膜14を、合計260nmエッチングしている。成膜とその後のパージを行う時間、即ちステップS1を開始してからステップS4を終えるまでの時間は5分間とした。なお、この評価試験2における処理前と処理後の重量変化量は、128wt ppmであった。
In the etching before the cycle of steps S1 to S6, the
上記のようにステップS7の実行後の基板について確認したところ、SiOCN膜15の孔部16におけるポリ尿素膜23は残留しておらず、SiGe膜11におけるダメージは確認されなかった。従ってこの評価試験2の結果から、本開示の処理についての効果が確認された。
When the substrate after the execution of step S7 was confirmed as described above, the
W ウエハ
11 SiGe膜
14 ポリシリコン膜
15 SiOCN膜
21 第1の成膜ガス
22 第2の成膜ガス
23 ポリ尿素膜
24 エッチングガス
3 基板処理装置
30 制御部
5 成膜モジュール
51 処理容器
61 載置台
7 ガスシャワーヘッド
8 ガスノズル
Claims (13)
前記エッチングガスを供給して前記シリコン含有膜をエッチングするエッチング工程と、
を含むことを特徴とするエッチング方法。 A film-forming gas is supplied to a substrate in which a silicon-containing film, a porous film, and an etching non-target film are provided adjacent to each other in this order, and the etching gas for etching the silicon-containing film is a hole in the porous film. A film forming step of forming a film formation in the pore portion to prevent the film from passing through the portion and being supplied to the non-etching film.
An etching step of supplying the etching gas to etch the silicon-containing film,
Etching method characterized by including.
前記成膜工程は、前記第1の成膜ガスと前記第2の成膜ガスとを順に前記基板に供給して、前記第1の成膜ガスと前記第2の成膜ガスとを互いに反応させて前記通過防止膜を成膜する工程を含むことを特徴とする請求項2記載のエッチング方法。 The film-forming gas includes a first film-forming gas and a second film-forming gas.
In the film forming step, the first film forming gas and the second film forming gas are sequentially supplied to the substrate, and the first film forming gas and the second film forming gas react with each other. The etching method according to claim 2, further comprising a step of forming the film-forming prevention film.
前記処理容器内に設けられ、シリコン含有膜、多孔質膜、エッチング非対象膜が横方向にこの順に隣り合って設けられる基板を載置するための載置部と、
前記シリコン含有膜をエッチングするエッチングガスが前記多孔質膜の孔部を通過してエッチング非対象膜に供給されることを防ぐための通過防止膜を当該孔部に成膜するために、前記処理容器内に成膜ガスを供給する成膜ガス供給部と、
前記処理容器内に前記エッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、
を含むことを特徴とするエッチング装置。 With the processing container
A mounting portion for mounting a substrate provided in the processing container in which a silicon-containing film, a porous film, and an etching non-target film are provided adjacent to each other in this order in the lateral direction.
The process for forming an anti-passage film in the pores to prevent the etching gas for etching the silicon-containing film from passing through the pores of the porous film and being supplied to the non-etching film. A film forming gas supply unit that supplies the film forming gas into the container, and
An etching gas supply unit that supplies the etching gas into the processing container,
Etching device characterized by including.
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