新四季網

蝕刻方法與流程

2023-08-09 21:11:36 4


本發明涉及蝕刻方法。



背景技術:

提出了一種在低溫環境下在氧化矽膜蝕刻高深徑比的孔的方法(參照例如專利文獻1)。例如,在3dnand閃速存儲器等三維層疊半導體存儲器的製造中,使用上述方法能夠在氧化矽膜與氮化矽膜的層疊膜、氧化矽膜的單層膜蝕刻高深徑比的孔、槽。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開平7-22393號公報

專利文獻2:日本特公昭62-50978號公報

專利文獻3:日本特公平7-22149號公報

專利文獻4:日本特許第2956524號公報



技術實現要素:

發明要解決的問題

然而,在上述方法中,具有這樣的問題:在對上述層疊膜和單層膜進行同時加工的情況下,兩者的蝕刻對象膜的蝕刻速度不同,因此,加工時間變長,生產率變差。

另外,在使用了等離子體的蝕刻中,重要的是,避免因來自等離子體的熱量輸入引起的基板溫度的上升,對氧化矽膜與氮化矽膜的層疊膜、氧化矽膜的單層膜均勻地進行蝕刻。

針對上述問題,在一方面,本發明的目的在於提高在對不同種類的蝕刻對象膜進行蝕刻之際的基板的溫度控制性和蝕刻的均勻性。

用於解決問題的方案

為了解決上述問題,根據一技術方案,可提供一種蝕刻方法,該蝕刻方法具有如下工序:第1工序,在該第1工序中,在晶圓的溫度是-35℃以下的極低溫度環境中,從第1高頻電源輸出第1高頻的電力,從第2高頻電源輸出頻率比所述第1高頻低的第2高頻的電力,從含氫氣體和含氟氣體生成等離子體,利用等離子體對層疊了氧化矽膜和氮化矽膜而成的層疊膜和氧化矽膜的單層膜進行蝕刻;和第2工序,在該第2工序中,停止所述第2高頻電源的輸出,反覆進行多次所述第1工序和所述第2工序,所述第1工序的時間比所述第2工序的時間短。

發明的效果

根據一方面,能夠提高在對不同種類的蝕刻對象膜進行蝕刻之際的基板的溫度控制性和蝕刻的均勻性。

附圖說明

圖1是表示一實施方式的蝕刻裝置的縱截面的一個例子的圖。

圖2是示意性地表示一實施方式的極低溫度環境下的蝕刻對象膜(層疊膜和單層膜)的蝕刻的圖。

圖3是表示第1實施方式的間歇蝕刻處理的一個例子的流程圖。

圖4是表示第1實施方式的間歇蝕刻和比較例的連續蝕刻的晶圓溫度的推移的一個例子的圖。

圖5是表示第1實施方式的間歇蝕刻和比較例的連續蝕刻的蝕刻形狀的一個例子的圖。

圖6是表示第2實施方式的間歇蝕刻處理的一個例子的流程圖。

圖7是表示第1實施方式的間歇蝕刻的佔空比的控制和蝕刻形狀的一個例子的圖。

圖8是用於說明第3實施方式的蝕刻方法的圖。

圖9是表示第3實施方式的蝕刻方法的結果的一個例子的圖。

附圖標記說明

1、蝕刻裝置;31、第1高頻電源;32、第2高頻電源;11、掩模膜;12、層疊膜;13、單層膜;17、載置臺;71、冷卻單元;hf、第1高頻電力;lf、第2高頻電力。

具體實施方式

以下,參照附圖說明用於實施本發明的方式。此外,在本說明書和附圖中,通過對於實質上相同的構成標註相同的附圖標記,從而省略重複的說明。

[蝕刻裝置的整體結構]

首先,基於圖1對本發明的一實施方式的蝕刻裝置進行說明。圖1是表示本實施方式的蝕刻裝置的縱截面的一個例子的圖。

蝕刻裝置1具有由例如表面被鋁陽極化處理(陽極氧化處理)的鋁構成的圓筒形的處理容器10。處理容器10被接地。

在處理容器10的內部設有載置臺17。載置臺17由例如鋁(al)、鈦(ti)、碳化矽(sic)等材質形成,經由絕緣性的保持部14支承於支承部16。由此,載置臺17設置於處理容器10的底部。

在處理容器10的底部設有排氣管26,排氣管26與排氣裝置28連接。排氣裝置28包括渦輪分子泵、幹泵等真空泵,將處理容器10內的處理空間減壓到預定的真空度,並且將處理容器10內的氣體向排氣路徑20和排氣口24引導並排出。在排氣路徑20上安裝有用於對氣體的流動進行控制的擋板22。

在處理容器10的側壁設有閘閥30。可利用閘閥30的開閉相對於處理容器10進行晶圓w的輸入和輸出。

載置臺17經由匹配器33與用於生成等離子體的第1高頻電源31連接,並經由匹配器34與用於向晶圓w吸引等離子體中的離子的第2高頻電源32連接。例如,第1高頻電源31對載置臺17施加適於在處理容器10內生成等離子體的第1頻率、例如60mhz的第1高頻電力hf(等離子體生成用的高頻電力)。第2高頻電源32對載置臺17施加適於向載置臺17上的晶圓w吸引等離子體中的離子的比第1頻率低的第2頻率、例如13.56mhz的第2高頻電力lf(偏壓產生用的高頻電力)。第2高頻電力lf被與例如第1高頻電力hf同步地施加。這樣一來,載置臺17載置晶圓w,並且具有作為下部電極的功能。

在載置臺17的上表面設有用於以靜電吸附力保持晶圓w的靜電卡盤40。靜電卡盤40是將由導電膜構成的電極40a夾入一對絕緣層40b(或絕緣片)之間而成的,直流電壓源42經由開關43與電極40a連接。靜電卡盤40在來自直流電壓源42的電壓的作用下利用庫侖力將晶圓w吸附保持於靜電卡盤上。在靜電卡盤40設有溫度傳感器77,對靜電卡盤40的溫度進行測定。由此,靜電卡盤40上的晶圓w的溫度被測定。

在靜電卡盤40的周緣部處以包圍載置臺17的周圍的方式配置有聚焦環18。聚焦環18由例如矽、石英形成。聚焦環18以提高蝕刻的面內均勻性的方式發揮作用。

氣體噴頭38作為接地電位的上部電極而設於處理容器10的頂部。由此,從第1高頻電源31輸出的第1高頻電力hf以電容的方式施加於載置臺17與氣體噴頭38之間。

氣體噴頭38包括具有許多透氣孔56a的電極板56和將電極板56支承成能夠裝卸的電極支承體58。氣體供給源62經由氣體供給配管64從氣體導入口60a向氣體噴頭38內供給處理氣體。處理氣體在氣體擴散室57內擴散,從許多透氣孔56a向處理容器10內導入。在處理容器10的周圍配置有呈環狀或同心圓狀延伸的磁體66,在磁力的作用下對在上部電極與下部電極之間的等離子體生成空間生成的等離子體進行控制。

在靜電卡盤40中埋入有加熱器75。加熱器75也可以替代埋入靜電卡盤40內而粘貼於靜電卡盤40的背面。從交流電源44輸出來的電流可經由供電線向加熱器75供給。由此,加熱器75對載置臺17進行加熱。

在載置臺17的內部形成有製冷劑管70。從冷卻單元71供給來的製冷劑(以下也稱為「熱介質(brine)」。)在製冷劑管70和製冷劑循環管73中循環,對載置臺17進行冷卻。

根據該結構,載置臺17被加熱器75加熱,並且由於預定溫度的熱介質在載置臺17內的製冷劑管70流動,從而載置臺17被冷卻。由此,晶圓w被調整成所期望的溫度。另外,可經由傳熱氣體供給管線72將氦(he)氣體等傳熱氣體向靜電卡盤40的上表面與晶圓w的背面之間供給。

控制部50具有cpu51、rom(readonlymemory,只讀存儲器)52、ram(randomaccessmemory,隨機存取存儲器)53和hdd(harddiskdrive,硬碟驅動器)54。cpu51按照被設定成在rom52、ram53或hdd54的記錄部中記錄的製程的順序進行等離子體蝕刻等蝕刻。另外,在記錄部記錄後述的數據表等各種數據。控制部50對基於加熱器75的加熱機構的溫度、基於熱介質的冷卻機構的溫度進行控制。

在利用在處理容器10內生成的等離子體進行蝕刻之際,對閘閥30的開閉進行控制,晶圓w向處理容器10內輸入,載置於靜電卡盤40上。閘閥30在輸入晶圓w後關閉。處理容器10內的壓力被排氣裝置28減壓成設定值。通過使來自直流電壓源42的電壓施加於靜電卡盤40的電極40a,晶圓w靜電吸附於靜電卡盤40上。

接下來,預定的氣體從氣體噴頭38呈噴淋狀向處理容器10內導入,預定功率的等離子體生成用的第1高頻電力hf施加於載置臺17。所導入的氣體在第1高頻電力hf的作用下電離和離解,生成等離子體,在等離子體的作用下,晶圓w被施加等離子體蝕刻等蝕刻。也可以對載置臺17施加偏壓產生用的第2高頻電力lf。等離子體蝕刻結束後,晶圓w被向處理容器10外輸出。

[蝕刻方法]

接著,對利用由該結構的蝕刻裝置1生成的等離子體蝕刻晶圓w的蝕刻方法的一實施方式進行說明。具體而言,如圖2的(b)所示,若在對層疊了氧化矽膜和氮化矽膜而成的層疊膜12以及氧化矽膜的單層膜13同時進行加工之際兩者的蝕刻對象膜的蝕刻速度(以下均標記為「er」。)不同,則加工時間變長,生產率變差。

因此,在本實施方式的蝕刻方法中,在下部電極(載置臺17)的溫度為-60℃以下的極低溫度環境中,對使形成於晶圓w上的層疊膜12的er和氧化矽膜的單層膜13的er大致相同的蝕刻方法進行說明。

在此,在晶圓w上,形成有氧化矽膜的單層膜13以及氧化矽膜和氮化矽膜交替層疊多個而成的層疊膜12,在層疊膜12和單層膜13上形成有掩模膜11。晶圓w例如是矽晶圓。掩模膜11是例如多晶矽膜、有機膜、非結晶形碳膜、氮化鈦膜。可隔著掩模膜11對層疊膜12和單層膜13同時進行蝕刻。

圖2的(c)是表示在將下部電極的溫度控制成25℃~-60℃時的、氧化矽膜(sio2)的er與氮化矽膜(sin)的er之間的關係的一個例子的實驗結果。此時的工藝條件如以下那樣。此外,以下所說明的下部電極的溫度與冷卻單元的設定溫度的意思相同,在將下部電極的溫度控制成-60℃的情況下,將冷卻單元的設定溫度控制成-60℃即可。

氣體:氫(h2)/四氟化碳(cf4)

第1高頻電力hf:2500w(恆定)、連續波

第2高頻電力lf:間歇(反覆通斷)12000w、脈衝波佔空比40%

如圖2的(c)所示,將下部電極的溫度控制成25℃~-60℃時的氮化矽膜(sin)的er比氧化矽膜(sio2)的er快。若將下部電極的溫度控制到-60℃附近的極低溫度,則能夠使氮化矽膜的er接近氧化矽膜的er。

然而,若進行反覆第2高頻電力lf的連通→斷開→連通→斷開……的間歇蝕刻,則能夠使氧化矽膜的er相對於氮化矽膜的er更高。其結果,如圖2的(a)所示,能夠使氧化矽膜的單層膜13的er相對於氮化矽膜的er同等或同等以上。

因此,在本實施方式的蝕刻方法中,使上述的間歇蝕刻時的工藝條件最佳化,執行層疊膜12和單層膜13的等離子體蝕刻。由此,如圖2的(b)所示,利用間歇蝕刻控制對層疊膜12和單層膜13進行同時加工之際的兩膜的er,通過縮短兩膜的加工時間,使生產率提高。

<第1實施方式>

[蝕刻處理]

首先,參照圖3的流程圖對第1實施方式的蝕刻處理的一個例子進行說明。此外,圖3的蝕刻處理由圖1所示的控制部50控制。

若開始圖3的蝕刻處理,則首先,將晶圓表面的溫度控制成-35℃以下的極低溫度(步驟s10)。例如,通過將冷卻單元的設定溫度控制成-60℃、-70℃,能夠將晶圓表面的溫度控制成-35℃以下。

接著,將含氫氣體和含氟氣體向處理容器10內供給(步驟s12)。例如,可供給氫(h2)氣體以及四氟化碳(cf4)氣體或含有這些氣體的氣體。

接著,從第1高頻電源31輸出第1高頻電力hf,對載置臺17施加(連通)。另外,從第2高頻電源32輸出第2高頻電力lf,對載置臺17施加。由此,氧化矽膜與氮化矽膜的層疊膜12、氧化矽膜的單層膜13被蝕刻(步驟s14:第1工序)。此時,第1高頻電力hf和第2高頻電力lf是連續波。另外,以進行第1工序的時間(預定時間)比進行第2工序的時間短的方式進行控制。例如,第1工序的時間也可以是第2工序的時間的1/3以下。

接著,在執行第1工序後,在停止(斷開)第2高頻電源32的輸出的狀態下,層疊膜12和單層膜13被蝕刻(步驟s16:第2工序)。接著,判定第2高頻電力lf的通斷是否反覆進行了預定次數(步驟s18)。預定次數是預定的兩次以上的次數。在判定為第2高頻電力lf的反覆次數沒有超過預定次數的情況下,從第2高頻電源32再次輸出第2高頻電力lf(步驟s20)。以進行步驟s20的工序的時間比進行第2工序的時間短的方式進行控制。並且,返回步驟s16,反覆進行步驟s16~s20的處理直到在步驟s18中判定為反覆了預定次數。於在步驟s18中判定為第2高頻電力lf的反覆次數超過了預定次數的情況下,結束本處理。

[蝕刻處理結果]

接著,參照圖4對上述第1實施方式的蝕刻處理的結果的一個例子進行說明。此外,為了獲得圖4的(a)和圖4的(b)的結果,上述工藝條件中的不同的點在於將下部電極的溫度控制成-70℃這點。

圖4的(a)的橫軸表示時間,縱軸表示晶圓w的溫度。在將下部電極冷卻到-70℃的狀態下,利用將紅外線的雷射向晶圓w照射時的、雷射的反射光測定晶圓w的溫度。然而,測定晶圓w的溫度的方法並不限於此,能夠使用公知的方法中的任一個。

線f是從第1高頻電源31以脈衝波將控制成2500w的第1高頻電力hf和從第2高頻電源32以脈衝波將控制成12000w的第2高頻電力lf輸出的線。依賴於來自等離子體的熱量輸入量而晶圓溫度的上升值也變化,因此,通過對第2高頻電力lf的接通·斷開進行控制,能夠控制晶圓溫度。將第2高頻電力lf連續地輸出的結果,如圖4的(b)的no.1所示,線f所示的晶圓w的溫度在等離子體激發後以30s上升到比-35℃高的溫度,以120s上升到-33℃。這樣的話,等離子體激發後120s的時刻的晶圓w的溫度的差量(溫度上升)是32℃。

與此相對,線e是這時的結果:將第1高頻電力hf控制成2500w,將第2高頻電力lf控制成12000w(與線f同樣),將連通第2高頻電力lf的時間(以下也稱為「連通時間」)設為5s,將斷開第2高頻電力lf的時間(以下也稱為「斷開時間」。)設為15s,反覆進行了24次連通·斷開。在斷開第2高頻電力lf的期間內,等離子體的生成受到抑制,來自等離子體的熱量輸入減少,晶圓的溫度上升受到抑制。其結果,如圖4的(b)的no.2所示,線e所示的晶圓w的溫度在等離子體激發後在120s處是-40.7℃,維持著-35℃以下的極低溫度狀態。這樣的話,等離子體激發後經過了120s時的晶圓w的溫度的差值(溫度上升)是24.5℃,與輸出第2高頻電力lf的連續波的情況(線f)相比較,晶圓w的溫度上升受到了抑制。不過,若參照圖4的(a),則可知:在線e中,晶圓w的溫度一點一點地上升,從等離子體向晶圓w的熱量輸入沒有完全排熱完。

冷卻單元71在蝕刻處理過程中使始終控制成-60℃、-70℃的製冷劑在載置臺17循環。因而,在蝕刻處理過程中,晶圓w的表面始終經由載置臺17被製冷劑排熱。儘管如此,在圖4的(a)的線e所示的蝕刻的結果中,晶圓w的溫度一點一點地上升,因此,預計第2高頻電力lf的斷開的時間稍短。

因此,在圖4的(a)的線d所示的蝕刻的結果中,將第2高頻電力lf的斷開時間控制成比15s長的30s。具體而言,將第1高頻電力hf控制成2500w、將第2高頻電力lf控制成12000w(與線f、線e同樣),測定已反覆進行了24次連通時間5s和斷開時間30s時的蝕刻處理過程中的晶圓w的溫度。在該情況下,在斷開第2高頻電力lf的期間內,等離子體的生成受到抑制,來自等離子體的熱量輸入減少,因此,晶圓的溫度上升進一步受到抑制。其結果,如圖4的(b)的no.3所示,線種f所示的晶圓w的溫度在等離子體激發後在120s處是-43.5℃,維持著-35℃以下的極低溫度狀態。這樣的話,可知:等離子體激發後經過了120s時的晶圓w的溫度的差值(溫度上升)是21.1℃,溫度上升進一步受到抑制。對於圖4的(a)所示的線d,可知:在蝕刻處理過程中,晶圓w的溫度並未上升,從等離子體向晶圓w的熱量輸入能夠完全排熱。

根據以上內容,在本實施方式的蝕刻方法中,第2高頻電力lf的連通時間是5s、斷開時間是30s,執行反覆連通和斷開的間歇蝕刻。由此,能夠將晶圓w的溫度控制成-40℃以下的極低溫度,與不間歇地施加(連續地施加)第2高頻電力lf的蝕刻方法相比,能夠使晶圓w的峰值溫度低約11℃。因而,與將冷卻單元71的製冷劑的溫度降低10℃相比,能夠降低晶圓w的峰值溫度,且能夠將蝕刻處理中的晶圓w的溫度維持得更低。因此,在蝕刻處理過程中,向晶圓w熱量輸入的熱量與線種f所示的連續地施加第2高頻電力lf的情況相比較,大幅度變小。

這樣,根據本實施方式的蝕刻方法,與連續地施加第2高頻電力lf的蝕刻方法相比,能夠降低峰值溫度,維持晶圓的溫度是-35℃以下的極低溫度狀態。由此,能夠在-35℃以下的極低溫度下對晶圓w進行蝕刻,因此,能夠將層疊膜的er與單層膜的er控制成大致相同,並且提高er,提高生產率。

圖5表示在以下的工藝條件下執行本實施方式的蝕刻方法時的結果。

·工藝條件

圖5的(a):比較例

下部電極溫度:-60℃

氣體:氫(h2)/四氟化碳(cf4)

第1高頻電力hf:2500w、連續波

第2高頻電力lf:4000w、連續波

圖5的(b):本實施方式的一個例子

下部電極溫度:-60℃

氣體:氫(h2)/四氟化碳(cf4)

第1高頻電力hf:2500w、連續波

第2高頻電力lf:4000w、連通5s/斷開15s

反覆次數:36次

圖5的(c):本實施方式的一個例子

下部電極溫度:-60℃

氣體:氫(h2)/四氟化碳(cf4)

第1高頻電力hf:2500w、連續波

第2高頻電力lf:4000w、連通5s/斷開30s

反覆次數:36次

圖5的(a)與第2高頻電力lf是連續波時的圖4的線種f相對應。圖5的(b)與第2高頻電力lf是脈衝波時的圖4的線種e相對應。圖5的(c)與第2高頻電力lf是脈衝波時的圖4的線種d相對應。在圖5的(a)~圖5的(c)中,作為上述各工藝條件下的蝕刻結果的一個例子,示出了將層疊膜12和單層膜13蝕刻後的截面形狀、蝕刻的深度(depth)以及er。

這樣的話,在圖5的(a)中,層疊膜12的er成為單層膜13的er的約2倍。另一方面,在本實施方式的蝕刻處理方法中,通過使第2高頻電力lf反覆連通·斷開,第2高頻電力被間歇地施加,從而在圖5的(b)和圖5的(c)中,單層膜13的er與層疊膜12的er大致相同。這樣的話,在第2高頻電力lf的斷開時間抑制等離子體的生成,抑制來自等離子體的熱量輸入,從而能夠將晶圓w的溫度維持在-35℃以下的極低溫度。其結果,能夠將層疊膜12的er與單層膜13的er控制成大致相同,並且提高層疊膜12的er和單層膜13的er,能夠使生產率提高。

此外,工藝條件中的、第2高頻電力lf的斷開時間比連通時間長即可。由此,能夠抑制來自等離子體側的熱量輸入,將晶圓w的溫度維持在-35℃以下的極低溫度。

此外,在第1實施方式中,僅控制了第2高頻電源32的連通·斷開,但並不限於此,也可以以間歇地施加的方式控制第1高頻電源31和第2高頻電源32。此時,也可以以使第1高頻電源31和第2高頻電源32的連通·斷開同步的方式進行控制。

<第2實施方式>

[蝕刻處理]

接著,參照圖6的流程圖對第2實施方式的蝕刻處理的一個例子進行說明。此外,圖6的蝕刻處理由圖1所示的控制部50控制。

若開始圖6的蝕刻處理方法,則首先,晶圓表面的溫度被控制在-35℃以下的極低溫度(步驟s10)。接著,含氫氣體和含氟氣體被向處理容器10內供給(步驟s12)。例如,供給氫(h2)氣體以及四氟化碳(cf4)氣體或含有這些氣體的氣體。

接著,控制第1高頻電力hf和第2高頻電力lf中的至少一者的佔空比,從第1高頻電源31輸出第1高頻電力hf,從第2高頻電源32輸出第2高頻電力lf,對載置臺17施加各高頻電力。在圖6的步驟s30中,作為其一個例子,將第2高頻電力lf的佔空比控制在50%以下,高速地反覆進行第2高頻電力lf的連通、斷開,且一邊輸出連續波的第1高頻電力hf一邊對層疊膜12和單層膜13進行蝕刻(步驟s30)。在步驟s30的處理後,結束本處理。

也就是說,在第2實施方式的蝕刻處理中,在步驟s30中施加的第1高頻電力hf和第2高頻電力lf中的至少一者是脈衝波即可。例如,在第2高頻電力lf是脈衝波時,如圖6的框內所示,將第2高頻電力lf的連通時間設為「ton」,將第2高頻電力lf的斷開時間設為「toff」。在該情況下,1/(ton+toff)的頻率的第2高頻電力的脈衝波被施加。另外,佔空比以連通時間ton相對於連通時間ton以及斷開時間toff的總時間的比率、即、ton/(ton+toff)表示。

然而,優選與第2高頻電源的輸出的停止同步地停止第1高頻電源的輸出。也就是說,此時,第1高頻電力hf和第2高頻電力lf均是脈衝波,第1高頻電力hf的佔空比和第2高頻電力lf的佔空比被控制成相同。由此,第1高頻電力hf的連通時間和第2高頻電力lf的連通時間成為相同的時間(ton),第1高頻電力hf的斷開時間和第2高頻電力lf的斷開時間成為相同的時間(toff)。由此,能夠使第2高頻電源的輸出和第1高頻電源的輸出高速地同步,使第2高頻電源的輸出的停止和第1高頻電源的輸出的停止高速地同步。

以上,根據第2實施方式的蝕刻方法,優選第1高頻電力hf和第2高頻電力lf這兩者是脈衝波。另外,優選在第1高頻電力hf和第2高頻電力lf的至少一者中控制的佔空比是50%以下。其原因在於,抑制來自等離子體的熱量輸入,將晶圓w的溫度維持在-35℃以下的極低溫度。

[蝕刻處理結果]

接著,參照圖7對上述第2實施方式的蝕刻處理的結果進行說明。此外,為了獲得圖7的(a)~圖7的(c)的蝕刻結果,下部電極的溫度被控制成-70℃。圖7表示在以下的工藝條件下執行了本實施方式的蝕刻方法時的結果。

工藝條件

圖7的(a):本實施方式

下部電極溫度:-70℃

氣體:氫(h2)/四氟化碳(cf4)

第1高頻電力hf:2500w、脈衝波佔空比40%

(第1高頻電力hf的實效值:1000w)

第2高頻電力lf:12000w、脈衝波佔空比40%

(第2高頻電力lf的實效值:4800w)

圖7的(b):本實施方式

下部電極溫度:-70℃

氣體:氫(h2)/四氟化碳(cf4)

第1高頻電力hf:2500w、脈衝波佔空比30%

(第1高頻電力hf的實效值:750w)

第2高頻電力lf:12000w、脈衝波佔空比30%

(第2高頻電力lf的實效值:3600w)

圖7的(c):本實施方式

下部電極溫度:-70℃

氣體:氫(h2)/四氟化碳(cf4)

第1高頻電力hf:2500w、脈衝波佔空比20%

(第1高頻電力hf的實效值:500w)

第2高頻電力lf:12000w、脈衝波佔空比20%

(第2高頻電力lf的實效值:2400w)

如圖7的(a)~圖7的(c)所示,可知:在本實施方式的蝕刻方法中,通過控制第1高頻電力hf的佔空比和第2高頻電力lf的佔空比,能夠控制er。在該結果中,在圖7的(b)的佔空比是30%的情況下,層疊膜12的er和單層膜13的er最接近,適於對層疊膜12和單層膜13同時進行加工之際。在圖7的(a)的佔空比是40%的情況下,層疊膜12的er變得比單層膜13的er高。相反,在圖7的(c)的佔空比是20%的情況下,單層膜13的er變得比層疊膜12的er高。

根據第2實施方式的蝕刻方法,通過將第1高頻電力hf以及第2高頻電力lf這兩者的連通時間和斷開時間高速地切換,能夠在斷開時間抑制來自等離子體的熱量輸入。由此,能夠抑制晶圓w的溫度上升而將晶圓w維持在-35℃以下的極低溫度。尤其是,根據第2實施方式的蝕刻方法,通過佔空比的控制,能夠將層疊膜12的er和單層膜13的er容易地控制成大致相同。另外,通過提高層疊膜12的er和單層膜13的er,能夠使生產率提高。

不過,優選第1高頻電力hf的佔空比以及第2高頻電力lf的佔空比是50%以下。由此,通過進行連通時間(ton)比斷開時間(toff)短的間歇蝕刻,能夠將晶圓w的溫度可靠地維持在-35℃以下的極低溫度,提高層疊膜12的er和單層膜13的er,且將層疊膜12的er和單層膜13的er控制成大致相同。

另外,既可以使第1高頻電力hf的佔空比和第2高頻電力lf的佔空比同步地控制,也可以對第1高頻電力hf或第2高頻電力lf中的任一者的佔空比進行控制。在該情況下,也優選將第1高頻電力hf或第2高頻電力lf中的任一者的佔空比控制在50%以下。由此,能夠將晶圓w的溫度維持在-35℃以下的極低溫度,將層疊膜12的er和單層膜13的er控制成大致相同,並且能夠提高層疊膜12的er和單層膜13的er。

例如,在上述實施方式中,作為含氫氣體、列舉氫氣為例,作為含氟氣體、列舉四氟化碳氣體為例來進行了說明。然而,含氫氣體並不限於氫(h2)氣體,含有甲烷(ch4)氣體、一氟甲烷(ch3f)氣體、二氟甲烷(ch2f2)氣體以及三氟甲烷(chf3)氣體的至少任一氣體即可。另外,含氟氣體並不限於四氟化碳(cf4)氣體,也可以是c4f6(六氟1,3丁二烯)氣體、c4f8(八氟環丁烷)氣體、c3f8(全氟丙烷)氣體、三氟化氮(nf3)氣體、sf6(六氟化硫)氣體。

<第3實施方式>

根據以上說明了的第1實施方式的蝕刻方法,在間歇地施加第1高頻電源31和第2高頻電源32之際,能夠同步地控制第1高頻電源31以及第2高頻電源32的連通·斷開。另外,根據第2實施方式的蝕刻方法,如圖8的(a)的同步脈衝(sync-pulse)所示,在高速地切換第1高頻電源31以及第2高頻電源32的連通·斷開之際,控制其脈衝波的佔空比。

與此相對,在第3實施方式的蝕刻方法中,如圖8的(b)的高級脈衝(advanced-pulse)所示,替代與第2高頻電源32的輸出的停止同步地完全斷開第1高頻電源31的輸出,而縮小其輸出。在圖8的(b)中,將第2工序中的輸出功率記載為100w,但輸出功率值並不限於此,比第1工序中的輸出功率值小即可。

這樣,在第3實施方式的蝕刻方法中,使第1高頻電源31的輸出與第2高頻電源32的輸出的停止同步地縮小,通過進行不完全地斷開的控制,在圖8的(b)所示的第2工序中,等離子體也激發,因此,與圖8的(a)所示的第2工序相比,基於離子的各向異性的堆積物附著於孔的側面。由此,在本實施方式的蝕刻方法中,與第1實施方式以及第2實施方式的蝕刻方法相比,能夠進一步提高蝕刻形狀的控制性。此外,在第3實施方式中,第1工序和第2工序也被反覆進行多次,第1工序被控制成比第2工序的時間短的時間。

以下,對本實施方式的蝕刻方法的結果的一個例子進行說明。圖9表示在以下的工藝條件下執行了本實施方式的蝕刻方法時的結果。

·工藝條件

下部電極溫度:-70℃

氣體:氫(h2)/四氟化碳(cf4)/三氟甲烷(chf3)/三氟化氮(nf3)/八氟環丁烷(c4f8)

第1高頻電力hf:2500w、脈衝波佔空比20%

(第1高頻電力hf的實效值:500w)

第2高頻電力lf:12000w、脈衝波佔空比20%

(第2高頻電力lf的實效值:2400w)

圖9的(a)表示利用第2實施方式的蝕刻方法(sync-pulse)蝕刻了的孔的蝕刻形狀的一個例子,是與圖7的(c)所示的蝕刻結果相同的圖。與此相對,圖9的(b)表示利用本實施方式的蝕刻方法(advanced-pulse)蝕刻了的孔的蝕刻形狀的一個例子。

根據其結果,控制第1高頻電力hf的佔空比和第2高頻電力lf的佔空比,與第2高頻電源32的輸出的停止同步地高速控制第1高頻電源31的輸出,但並不完全斷開。由此,能夠進一步提高蝕刻形狀的控制性。另外,可知:蝕刻速度(er)以及蝕刻的深度(depth)能夠與第2實施方式的蝕刻方法的情況同等地控制。

如以上說明那樣,在本實施方式的蝕刻方法中,使第1高頻電源31的輸出與第2高頻電源32的輸出的停止同步地縮小,但通過進行不完全斷開的控制,能夠進一步提高蝕刻形狀的控制性。

此外,在第3實施方式中,在圖9所示的實驗中,供給了氫(h2)/四氟化碳(cf4)/三氟甲烷(chf3)/三氟化氮(nf3)/八氟環丁烷(c4f8)的混合氣體。然而,對於第3實施方式的蝕刻方法所使用的氣體,使用含氫氣體以及含氟氣體或含有這些氣體的混合氣體即可。

另外,在第3實施方式中,第1工序的時間也優選是第2工序的時間的1/3以下。另外,對於第3實施方式的蝕刻方法,也可以採用如第1實施方式那樣使第1高頻電源31以及第2高頻電源32以幾秒~幾十秒單位進行連通·斷開的間歇蝕刻和如第2實施方式那樣控制佔空比的蝕刻中的任一者。

例如,在第1實施方式的蝕刻方法的間歇蝕刻中,在第2工序中使第1高頻電源31的輸出與第2高頻電源32的輸出的停止同步地縮小,但通過進行不完全斷開的控制,能夠提高蝕刻形狀的控制性。此時,也可以是,在僅停止第2高頻電源32的控制中使第1高頻電源31的輸出與第2高頻電源32的輸出的停止同步地縮小,進行不完全斷開的控制。

另外,例如,在採用第2實施方式的對佔空比進行控制的蝕刻的情況下,優選第3實施方式中的佔空比與第2實施方式的情況同樣地是50%以下。另外,優選的是,對第1高頻電源31以及第2高頻電源32進行控制的佔空比是相同的。

另外,也可以是,在第3實施方式中,在第2工序中,在使第1高頻電源31以及第2高頻電源32連通·斷開時,也可以以混合第1控制和第2控制的方式進行控制,在該第1控制中,第1高頻電源31以及第2高頻電源均完全停止,在該第2控制中,使第1高頻電源31的輸出與第2高頻電源32的輸出的停止同步地縮小,但不完全斷開。

而且,也可以對上部電極施加直流電壓(dc)。在該情況下,也可以是,與第1工序相比,在第2工序中施加的直流電壓較高。

以上,利用上述實施方式說明了蝕刻方法,但本發明的蝕刻方法並不限定於上述實施方式,能夠在本發明的範圍內進行各種變形和改良。上述多個實施方式所記載的技術特徵能夠在不矛盾的範圍內組合。

另外,本發明的蝕刻裝置不僅適用於電容耦合型等離子體(ccp:capacitivelycoupledplasma)裝置,也能夠適用於其他等離子體處理裝置。作為其他等離子體處理裝置,也可以是感應耦合型等離子體(icp:inductivelycoupledplasma)、使用了徑向線縫隙天線的等離子體處理裝置、螺旋波激勵型等離子體(hwp:heliconwaveplasma)裝置、電子迴旋諧振等離子體(ecr:electroncyclotronresonanceplasma)裝置等。

在本說明書中,作為蝕刻對象,對半導體晶圓w進行了說明,但也可以是lcd(liquidcrystaldisplay,液晶顯示器)、fpd(flatpaneldisplay,平板顯示器)等所使用的各種基板、光掩模、cd基板、印刷基板等。

同类文章

一種新型多功能組合攝影箱的製作方法

一種新型多功能組合攝影箱的製作方法【專利摘要】本實用新型公開了一種新型多功能組合攝影箱,包括敞開式箱體和前攝影蓋,在箱體頂部設有移動式光源盒,在箱體底部設有LED脫影板,LED脫影板放置在底板上;移動式光源盒包括上蓋,上蓋內設有光源,上蓋部設有磨沙透光片,磨沙透光片將光源封閉在上蓋內;所述LED脫影

壓縮模式圖樣重疊檢測方法與裝置與流程

本發明涉及通信領域,特別涉及一種壓縮模式圖樣重疊檢測方法與裝置。背景技術:在寬帶碼分多址(WCDMA,WidebandCodeDivisionMultipleAccess)系統頻分復用(FDD,FrequencyDivisionDuplex)模式下,為了進行異頻硬切換、FDD到時分復用(TDD,Ti

個性化檯曆的製作方法

專利名稱::個性化檯曆的製作方法技術領域::本實用新型涉及一種檯曆,尤其涉及一種既顯示月曆、又能插入照片的個性化檯曆,屬於生活文化藝術用品領域。背景技術::公知的立式檯曆每頁皆由月曆和畫面兩部分構成,這兩部分都是事先印刷好,固定而不能更換的。畫面或為風景,或為模特、明星。功能單一局限性較大。特別是畫

一種實現縮放的視頻解碼方法

專利名稱:一種實現縮放的視頻解碼方法技術領域:本發明涉及視頻信號處理領域,特別是一種實現縮放的視頻解碼方法。背景技術: Mpeg標準是由運動圖像專家組(Moving Picture Expert Group,MPEG)開發的用於視頻和音頻壓縮的一系列演進的標準。按照Mpeg標準,視頻圖像壓縮編碼後包

基於加熱模壓的纖維增強PBT複合材料成型工藝的製作方法

本發明涉及一種基於加熱模壓的纖維增強pbt複合材料成型工藝。背景技術:熱塑性複合材料與傳統熱固性複合材料相比其具有較好的韌性和抗衝擊性能,此外其還具有可回收利用等優點。熱塑性塑料在液態時流動能力差,使得其與纖維結合浸潤困難。環狀對苯二甲酸丁二醇酯(cbt)是一種環狀預聚物,該材料力學性能差不適合做纖

一種pe滾塑儲槽的製作方法

專利名稱:一種pe滾塑儲槽的製作方法技術領域:一種PE滾塑儲槽一、 技術領域 本實用新型涉及一種PE滾塑儲槽,主要用於化工、染料、醫藥、農藥、冶金、稀土、機械、電子、電力、環保、紡織、釀造、釀造、食品、給水、排水等行業儲存液體使用。二、 背景技術 目前,化工液體耐腐蝕貯運設備,普遍使用傳統的玻璃鋼容

釘的製作方法

專利名稱:釘的製作方法技術領域:本實用新型涉及一種釘,尤其涉及一種可提供方便拔除的鐵(鋼)釘。背景技術:考慮到廢木材回收後再加工利用作業的方便性與安全性,根據環保規定,廢木材的回收是必須將釘於廢木材上的鐵(鋼)釘拔除。如圖1、圖2所示,目前用以釘入木材的鐵(鋼)釘10主要是在一釘體11的一端形成一尖

直流氧噴裝置的製作方法

專利名稱:直流氧噴裝置的製作方法技術領域:本實用新型涉及ー種醫療器械,具體地說是ー種直流氧噴裝置。背景技術:臨床上的放療過程極易造成患者的局部皮膚損傷和炎症,被稱為「放射性皮炎」。目前對於放射性皮炎的主要治療措施是塗抹藥膏,而放射性皮炎患者多伴有局部疼痛,對於止痛,多是通過ロ服或靜脈注射進行止痛治療

新型熱網閥門操作手輪的製作方法

專利名稱:新型熱網閥門操作手輪的製作方法技術領域:新型熱網閥門操作手輪技術領域:本實用新型涉及一種新型熱網閥門操作手輪,屬於機械領域。背景技術::閥門作為流體控制裝置應用廣泛,手輪傳動的閥門使用比例佔90%以上。國家標準中提及手輪所起作用為傳動功能,不作為閥門的運輸、起吊裝置,不承受軸向力。現有閥門

用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法

專利名稱:用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法背景技術:1-本發明所屬領域本發明涉及一種用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置,其中的管狀容器被放在循環於配送鏈上的文檔匣或託架裝置中。本發明特別適用於,然而並非僅僅專用於,對引入自動分析系統的血液樣本試管之類的自動識別。本發明還涉及專為實現讀