等离子体蚀刻方法和等离子体蚀刻装置制造方法及图纸

等离子体蚀刻方法包括如下工序：物理吸附工序，其边将形成有蚀刻对象膜的被处理体进行冷却，边使基于第1处理气体的吸附物物理吸附于蚀刻对象膜；和，蚀刻工序，其使吸附物与蚀刻对象膜通过第2处理气体的等离子体进行反应，从而对蚀刻对象膜进行蚀刻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体蚀刻方法和等离子体蚀刻装置
本专利技术的各种侧面和实施方式涉及等离子体蚀刻方法和等离子体蚀刻装置。
技术介绍
作为对蚀刻对象膜进行蚀刻的一种方法，已知有：对蚀刻对象膜以原子层为单位进行蚀刻的原子层蚀刻(ALE：AtomicLayerEtching)法。作为ALE法，提出了被称为Real-ALE法的方法和被称为Quasi-ALE法的方法。Real-ALE法中，通过使基于处理气体的活性物质化学吸附于蚀刻对象膜，使活性物质与蚀刻对象膜通过稀有气体的等离子体进行反应，从而对蚀刻对象膜进行蚀刻。另外，Quasi-ALE法中，通过使基于处理气体的聚合物层沉积于蚀刻对象膜，使聚合物层与蚀刻对象膜通过稀有气体的等离子体进行反应，从而对蚀刻对象膜进行蚀刻。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平3-263827号公报专利文献2：日本特开2015-173240号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，Real-ALE法中，为了使基于处理气体的活性物质化学吸附于蚀刻对象膜，要提高基板温度以使可选择的蚀刻对象膜对处理气体具有化学反应性，或要使用等离子体以提高反应性，因此，可使用的处理气体或对应该处理气体的蚀刻腔室内零件的材料受到限制。另外，在使用等离子体的情况下，有可能与蚀刻腔室内零件反应而蚀刻工艺性能发生变化。另外，Quasi-ALE法中，难以以原子层为单位控制沉积于蚀刻对象膜的聚合物层的厚度，因此，难以以原子层为单位控制蚀刻对象膜的蚀刻量。作为结果，Quasi-ALE法中，存在无法实现自限性蚀刻(self-limitingetching)的问题。另外，要沉积的聚合物层通常使用等离子体使碳氟化合物气体解离而沉积于蚀刻对象膜上，但有可能也沉积于蚀刻腔室内零件上而蚀刻工艺性能发生变化。用于解决问题的方案一个实施方式中，公开的等离子体蚀刻方法包括如下工序：物理吸附工序，边将形成有蚀刻对象膜的被处理体进行冷却，边使基于第1处理气体的吸附物物理吸附于前述蚀刻对象膜；和，蚀刻工序，使前述吸附物与前述蚀刻对象膜通过第2处理气体的等离子体进行反应，从而对前述蚀刻对象膜进行蚀刻。专利技术的效果根据公开的等离子体蚀刻方法的一个方式，发挥可供选择的蚀刻对象膜不受限制、且可以实现自限性蚀刻。附图说明图1为示意性示出一实施方式的等离子体蚀刻装置的截面的一例的图。图2为示出晶圆的结构的一例的图。图3为示出一实施方式的等离子体蚀刻方法的处理流程的一例的流程图。图4为示出执行图3所示的各工序后的晶圆的截面的一例的图。图5为示出一实施方式的等离子体蚀刻方法中的各条件的时间图的图。图6A为示出在将晶圆冷却至-50℃的状态下依次重复执行4个循环的物理吸附工序、调整工序和蚀刻工序时的氧化硅膜的蚀刻量的测定结果的图。图6B为示出在将晶圆冷却至-110℃的状态下依次重复执行4个循环的物理吸附工序、调整工序和蚀刻工序时的氧化硅膜的蚀刻量的测定结果的图。图6C为示出在将晶圆冷却至-120℃的状态下依次重复执行4个循环的物理吸附工序、调整工序和蚀刻工序时的氧化硅膜的蚀刻量的测定结果的图。图7为示出一实施方式的等离子体蚀刻方法的处理流程的另一例的流程图。图8为示出执行图7所示的各工序后的晶圆的截面的一例的图。图9为示出物理吸附工序中冷却后的晶圆W的温度、与硅膜、氧化硅膜和氮化硅膜的各蚀刻量的关系的一例的图。图10为示出在将晶圆冷却至-120℃的状态下依次重复执行多个循环的物理吸附工序、调整工序和蚀刻工序时的氧化硅膜的蚀刻量的变化的测定结果的图。具体实施方式以下，参照附图，对于各种实施方式详细地进行说明。需要说明的是，各附图中对相同或相当的部分标注相同的符号。[等离子体蚀刻装置的构成]首先，对于一实施方式的等离子体蚀刻装置，基于图1进行说明。图1为示意性示出一实施方式的等离子体蚀刻装置10的截面的一例的图。图1所示的等离子体蚀刻装置10为电容耦合型等离子体蚀刻装置。等离子体蚀刻装置10具备腔室主体12。腔室主体12具有大致圆筒形状。腔室主体12以腔室12c提供其内部空间。在腔室主体12的内壁面形成有具有耐等离子体性的覆膜。该覆膜可以为氧化铝膜或由氧化钇形成的膜。腔室主体12被接地。在腔室主体12的侧壁形成有开口12g。将晶圆W从腔室主体12的外部向腔室12c搬入时、和将晶圆W从腔室12c向腔室主体12的外部搬出时，晶圆W通过开口12g。在腔室主体12的侧壁安装有闸阀14用于开口12g的开闭。在腔室主体12的底部上设有支撑部15。支撑部15具有大致圆筒形状。支撑部15例如由绝缘材料构成。支撑部15在腔室12c内、从腔室主体12的底部向上方延伸存在。在腔室12c内设有台16。台16由支撑部15所支撑。台16以保持载置于其上的晶圆W的方式构成。台16具有下部电极18和静电卡盘20。下部电极18包含第1板18a和第2板18b。第1板18a和第2板18b例如由铝之类的金属构成，具有大致圆盘形状。第2板18b设置于第1板18a上，与第1板18a电连接。静电卡盘20设置于第2板18b上。静电卡盘20具有绝缘层、和设置于该绝缘层内的膜状的电极。在静电卡盘20的电极上，借助开关23电连接有直流电源22。在静电卡盘20的电极上，从直流电源22施加直流电压。对静电卡盘20的电极施加直流电压时，静电卡盘20产生静电引力，使晶圆W吸引至该静电卡盘20，保持该晶圆W。需要说明的是，在静电卡盘20内可以内置有加热器，可以在该加热器上连接有设置于腔室主体12的外部的加热器电源。在第2板18b的周缘部上设有聚焦环24。聚焦环24为大致环状的板。聚焦环24以包围晶圆W的边缘和静电卡盘20的方式配置。聚焦环24是为了改善蚀刻的均匀性而设置的。聚焦环24例如可以由硅、石英之类的材料形成。在第2板18b的内部设有流路18f。在流路18f中，从设置于腔室主体12的外部的冷却器单元，借助配管26a供给制冷剂。供给至流路18f的制冷剂借助配管26b返回至冷却器单元。即，制冷剂在流路18f与冷却器单元之间循环。通过控制该制冷剂的温度，从而调整台16(或静电卡盘20)的温度和晶圆W的温度。需要说明的是，作为制冷剂，例如可以示例Galden(注册商标)。在等离子体蚀刻装置10中设有气体供给管线28。气体供给管线28将来自传热气体供给机构的传热气体、例如He气体供给至静电卡盘20的上表面与晶圆W的背面之间。等离子体蚀刻装置10还具备上部电极30。上部电极30设置于台16的上方。上部电极30借助构件32被腔室主体12的上部所支撑。上部电极30可以包含电极板34和支撑体36。电极板34的下表面面对腔室12c。在电极板34上设有多个气体排出孔34a。该电极板34可以由硅或氧化硅之类的材料形成。支撑体36可拆卸地支撑电极板34，由铝之类的导电性材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体蚀刻方法，其特征在于，包括如下工序：/n物理吸附工序，其边将形成有蚀刻对象膜的被处理体进行冷却，边使基于第1处理气体的吸附物物理吸附于所述蚀刻对象膜；和，/n蚀刻工序，其使所述吸附物与所述蚀刻对象膜通过第2处理气体的等离子体进行反应，从而对所述蚀刻对象膜进行蚀刻。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171215 JP 2017-2403331.一种等离子体蚀刻方法，其特征在于，包括如下工序：
物理吸附工序，其边将形成有蚀刻对象膜的被处理体进行冷却，边使基于第1处理气体的吸附物物理吸附于所述蚀刻对象膜；和，
蚀刻工序，其使所述吸附物与所述蚀刻对象膜通过第2处理气体的等离子体进行反应，从而对所述蚀刻对象膜进行蚀刻。


2.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，使所述物理吸附工序与所述蚀刻工序交替地重复多次。


3.根据权利要求1或2所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，所述物理吸附工序如下进行：边将所述被处理体冷却至所述第1处理气体的露点以下的温度，边使所述基于第1处理气体的吸附物物理吸附于所述蚀刻对象膜。


4.根据权利要求3所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，
所述蚀刻对象膜为氧化硅膜，
所述第1处理气体包含CF系气体。


5.根据权利要求1或2所述的等离子体蚀刻方法，其特征在于，所述物理吸附工序如下进行：边将所述被处理体冷却至所述第1处理气体的升华点...

【专利技术属性】
技术研发人员：八田浩一，前川薫，佐藤渚，大野久美子，田原慈，雅各·法盖，雷米·杜萨特，托马斯·蒂洛彻，菲利普·勒福舍，盖尔·安托万，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，法国国立奥尔良大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP