蚀刻方法和等离子体处理系统与流程

1.本公开的例示性的实施方式涉及一种蚀刻方法和等离子体处理系统。


背景技术：

2.在专利文献1中公开了一种对含硅膜进行蚀刻的技术。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2016-39310号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.本公开提供一种提高相对于掩模的选择比的等离子体处理技术。
8.用于解决问题的方案
9.在本公开的一个例示性的实施方式中提供一种在具有腔室的等离子体处理装置中执行的蚀刻方法，所述蚀刻方法包括：工序(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及所述含硅膜上的掩模的基板；工序(b)，在所述腔室内，从处理气体生成等离子体来对所述含硅膜进行蚀刻，所述处理气体包含pclafb气体或pcchdfe气体、以及hf气体，其中，a、b分别为1以上的整数，d、e分别为1以上的整数，c为0以上的整数。
10.发明的效果
11.根据本公开的一个例示性的实施方式，能够提供一种提高相对于掩模的选择比的等离子体处理技术。
附图说明
12.图1是概要性地表示例示性的等离子体处理系统的图。
13.图2是表示本处理方法的流程图。
14.图3是示意性地表示在工序st1中提供的基板w的截面构造的一例的图。
15.图4是示意性地表示工序st2的处理中途的基板w的截面构造的一例的图。
具体实施方式
16.下面，说明本公开的各实施方式。
17.在一个例示性的实施方式中，提供一种在具有腔室的等离子体处理装置中执行的蚀刻方法，该蚀刻方法包括：工序(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及含硅膜上的掩模的基板；工序(b)，在腔室内，从处理气体生成等离子体来对含硅膜进行蚀刻，处理气体包含pclafb气体或pcchdfe气体、以及hf气体，其中，a为1以上的整数，b为0以上的整数，a与b之和为5以下的整数，c为0以上且5以下的整数，d和e分别为1以上且9以下的整数。
18.在一个例示性的实施方式中，pclafb气体的a和b分别为1以上的整数。
19.在一个例示性的实施方式中，pclafb气体包括从由pclf2气体、pcl2f气体以及pcl2f3气体构成的组中选择的至少一种气体。
20.在一个例示性的实施方式中，pcchdfe气体包括从由pf2ch3气体、pf(ch3)2气体、ph2cf3气体、ph(cf3)2气体、pch3(cf3)2气体、ph2f气体以及pf3(ch3)2气体构成的组中选择的至少一种气体。
21.在一个例示性的实施方式中，在工序(b)中向腔室内供给的处理气体中，除非活性气体以外，hf气体的流量最多。
22.在一个例示性的实施方式中，hf气体的流量为除非活性气体以外的处理气体的总流量的50体积％以上。
23.在一个例示性的实施方式中，pclafb气体或pcchdfe气体的流量为除非活性气体以外的处理气体的总流量的20体积％以下。
24.在一个例示性的实施方式中，处理气体还包含cffg气体，其中，f和g分别为1以上的整数。
25.在一个例示性的实施方式中，处理气体还包含chh
ifj
气体，其中，h、i及j分别为1以上的整数。
26.在一个例示性的实施方式中，处理气体还包含wf6气体或bcl3气体。
27.在一个例示性的实施方式中，在工序(b)中，将支承基板的基板支承部的温度设定为0℃以下。
28.在一个例示性的实施方式中，掩模是含碳膜或含金属膜。
29.在一个例示性的实施方式中，提供一种在具有腔室的等离子体处理装置中执行的蚀刻方法，该蚀刻方法包括：工序(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及含硅膜上的掩模的基板；工序(b)，在腔室内，从包含含有h(氢)和f(氟)的气体、以及含磷气体的处理气体生成等离子体来对基板进行蚀刻，含磷气体是分子结构中包含p(磷)、f(氟)以及除f(氟)以外的卤素的气体、分子结构中包含p(磷)、f(氟)、c(碳)以及h(氢)的气体、或者分子结构中包含p(磷)、f(氟)以及h(氢)的气体。
30.在一个例示性的实施方式中，提供一种蚀刻方法，在该蚀刻方法中，含有h和f的气体包括hf气体和chh
ifj
气体中的至少任一方，其中，h、i及j分别为1以上的整数。
31.在一个例示性的实施方式中，处理气体还包含含碳气体。
32.在一个例示性的实施方式中提供一种在具有腔室的等离子体处理装置中执行的蚀刻方法，所述蚀刻方法包括：工序(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及含硅膜上的掩模的基板；以及工序(b)，从处理气体生成等离子体来对含硅膜进行蚀刻，所述等离子体包含hf种、pclafb种或pcchdfe种，其中，a为1以上的整数，b为0以上的整数，a与b之和为5以下的整数，c为0以上且5以下的整数，d和e分别为1以上且9以下的整数。
33.在一个例示性的实施方式中，hf种为从由hf气体和氢氟碳化合物气体构成的组中选择的至少一种气体。
34.在一个例示性的实施方式中，hf种为碳数为2以上的氢氟碳化合物气体。
35.在一个例示性的实施方式中，hf种为从由hf气体、ch2f2气体、c3h2f4气体、c3h2f6气体以及c4h2f6气体构成的组中选择的至少一种气体。
36.在一个例示性的实施方式中，提供一种具备腔室、处理气体供给部以及控制部的
等离子体处理系统，其中，控制部执行以下控制：(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及含硅膜上的掩模的基板；(b)，利用处理气体供给部向腔室内供给处理气体来生成等离子体，以对含硅膜进行蚀刻，处理气体包含pclafb气体或pcchdfe气体、以及hf气体，其中，a和b分别为1以上的整数，c为0以上的整数，d和e分别为1以上的整数。
37.＜等离子体处理系统的结构例＞
38.下面，说明等离子体处理系统的结构例。图1是用于说明电容耦合型的等离子体处理装置的结构例的图。
39.等离子体处理系统包括电容耦合型的等离子体处理装置1和控制部2。电容耦合型的等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、气体供给部20、电源30以及排气系统40。另外，等离子体处理装置1包括基板支承部11和气体导入部。气体导入部构成为向等离子体处理腔室10内导入至少一种处理气体。气体导入部包括喷淋头13。基板支承部11配置在等离子体处理腔室10内。喷淋头13配置在基板支承部11的上方。在一个实施方式中，喷淋头13构成等离子体处理腔室10的顶部(ceiling)的至少一部分。等离子体处理腔室10具有由喷淋头13、等离子体处理腔室10的侧壁10a以及基板支承部11规定出的等离子体处理空间10s。等离子体处理腔室10具有用于向等离子体处理空间10s供给至少一种处理气体的至少一个气体供给口、以及用于从等离子体处理空间排出气体的至少一个气体排出口。等离子体处理腔室10接地。喷淋头13及基板支承部11与等离子体处理腔室10的壳体电绝缘。
40.基板支承部11包括主体部111和环组件112。主体部111具有用于支承基板w的中央区域111a和用于支承环组件112的环状区域111b。晶圆是基板w的一例。俯视观察时，主体部111的环状区域111b包围主体部111的中央区域111a。基板w配置在主体部111的中央区域111a上，环组件112以包围主体部111的中央区域111a上的基板w的方式配置在主体部111的环状区域111b上。因而，中央区域111a也被称为用于支承基板w的基板支承面，环状区域111b也被称为用于支承环组件112的环支承面。
41.在一个实施方式中，主体部111包括基台1110和静电保持盘(chuck)1111。基台1110包括导电性构件。基台1110的导电性构件能够作为下部电极发挥功能。静电保持盘1111配置在基台1110上。静电保持盘1111包括陶瓷构件1111a以及配置在陶瓷构件1111a内的静电电极1111b。陶瓷构件1111a具有中央区域111a。在一个实施方式中，陶瓷构件1111a还具有环状区域111b。此外，也可以是，如环状静电保持盘、环状绝缘构件那样的包围静电保持盘1111的其它构件具有环状区域111b。在该情况下，环组件112可以配置于环状静电保持盘或环状绝缘构件上，也可以配置于静电保持盘1111和环状绝缘构件这两方上。另外，也可以在陶瓷构件1111a内配置有与后述的rf(radio frequency：射频)电源31以及/或者dc(direct current：直流)电源32耦合的至少一个rf/dc电极。在该情况下，至少一个rf/dc电极作为下部电极发挥功能。在向至少一个rf/dc电极提供后述的偏压rf信号以及/或者dc信号的情况下，rf/dc电极也被称为偏压电极。此外，也可以是，基台1110的导电性构件和至少一个rf/dc电极作为多个下部电极发挥功能。另外，静电电极1111b也可以作为下部电极发挥功能。因而，基板支承部11包括至少一个下部电极。
42.环组件112包括一个或多个环状构件。在一个实施方式中，一个或多个环状构件包括一个或多个边缘环以及至少一个覆盖环。边缘环由导电性材料或绝缘材料形成，覆盖环由绝缘材料形成。
43.另外，基板支承部11也可以包括温度调节模块，该温度调节模块构成为将静电保持盘1111、环组件112以及基板中的至少一方调节为目标温度。温度调节模块可以包括加热器、传热介质、流路1110a或者它们的组合。在流路1110a中流通盐水、气体这样的传热流体。在一个实施方式中，在基台1110内形成有流路1110a，在静电保持盘1111的陶瓷构件1111a内配置有一个或多个加热器。另外，基板支承部11也可以包括传热气体供给部，该传热气体供给部构成为向基板w的背面与中央区域111a之间的间隙供给传热气体。
44.喷淋头13构成为向等离子体处理空间10s内导入来自气体供给部20的至少一种处理气体。喷淋头13具有至少一个气体供给口13a、至少一个气体扩散室13b以及多个气体导入口13c。被供给到气体供给口13a的处理气体通过气体扩散室13b并被从多个气体导入口13c导入到等离子体处理空间10s内。另外，喷淋头13包括至少一个上部电极。此外，气体导入部除了包括喷淋头13以外，还可以包括安装于形成在侧壁10a的一个或多个开口部的一个或多个侧气体注入部(sgi：side gas injector)。
45.气体供给部20可以包括至少一个气体源21和至少一个流量控制器22。在一个实施方式中，气体供给部20构成为将至少一种处理气体从各自对应的气体源21经由各自对应的流量控制器22供给到喷淋头13。各流量控制器22例如可以包括质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。并且，气体供给部20也可以包括对至少一种处理气体的流量进行调制或脉冲化的一个或一个以上的流量调制设备。
46.电源30包括经由至少一个阻抗匹配电路而与等离子体处理腔室10耦合的rf电源31。rf电源31构成为向至少一个下部电极以及/或者至少一个上部电极提供至少一个rf信号(rf电力)。由此，从供给到等离子体处理空间10s的至少一种处理气体形成等离子体。因而，rf电源31能够作为等离子体生成部的至少一部分发挥功能，该等离子体生成部构成为在等离子体处理腔室10中从一种或一种以上的处理气体生成等离子体。另外，通过向至少一个下部电极提供偏压rf信号，能够在基板w产生偏压电位，来将所形成的等离子体中的离子成分吸引到基板w。
47.在一个实施方式中，rf电源31包括第一rf生成部31a和第二rf生成部31b。第一rf生成部31a构成为：经由至少一个阻抗匹配电路而与至少一个下部电极以及/或者至少一个上部电极耦合，并生成用于生成等离子体的源rf信号(源rf电力)。在一个实施方式中，源rf信号具有10mhz～150mhz的范围内的频率。在一个实施方式中，第一rf生成部31a也可以构成为生成具有不同频率的多个源rf信号。所生成的一个或多个源rf信号被提供到至少一个下部电极以及/或者至少一个上部电极。
48.第二rf生成部31b构成为：经由至少一个阻抗匹配电路而与至少一个下部电极耦合，并生成偏压rf信号(偏压rf电力)。偏压rf信号的频率可以与源rf信号的频率相同，也可以与源rf信号的频率不同。在一个实施方式中，偏压rf信号具有比源rf信号的频率低的频率。在一个实施方式中，偏压rf信号具有100khz～60mhz的范围内的频率。在一个实施方式中，第二rf生成部31b也可以构成为生成具有不同频率的多个偏压rf信号。所生成的一个或多个偏压rf信号被提供到至少一个下部电极。另外，在各种实施方式中，也可以将源rf信号和偏压rf信号中的至少一方进行脉冲化。
49.另外，电源30也可以包括与等离子体处理腔室10耦合的dc电源32。dc电源32包括第一dc生成部32a和第二dc生成部32b。在一个实施方式中，第一dc生成部32a构成为：与至
少一个下部电极连接，并生成第一dc信号。所生成的第一偏压dc信号被施加到至少一个下部电极。在一个实施方式中，第二dc生成部32b构成为：与至少一个上部电极连接，并生成第二dc信号。所生成的第二dc信号被施加到至少一个上部电极。
50.在各种实施方式中，也可以将第一dc信号和第二dc信号中的至少一方进行脉冲化。在该情况下，向至少一个下部电极以及/或者至少一个上部电极施加电压脉冲的序列。电压脉冲可以具有矩形、梯形、三角形或这些形状的组合的脉冲波形。在一个实施方式中，在第一dc生成部32a与至少一个下部电极之间连接有用于从dc信号生成电压脉冲的序列的波形生成部。因而，第一dc生成部32a和波形生成部构成电压脉冲生成部。在第二dc生成部32b和波形生成部构成电压脉冲生成部的情况下，电压脉冲生成部与至少一个上部电极连接。电压脉冲可以具有正的极性，也可以具有负的极性。另外，电压脉冲的序列还可以在一个周期内包含一个或多个正极性电压脉冲以及一个或多个负极性电压脉冲。此外，关于第一dc生成部32a及第二dc生成部32b，可以除设置rf电源31以外还设置第一dc生成部32a及第二dc生成部32b，也可以设置第一dc生成部32a来代替第二rf生成部31b。
51.排气系统40能够与例如设置于等离子体处理腔室10的底部的气体排出口10e连接。排气系统40可以包括压力调整阀和真空泵。通过压力调整阀来调整等离子体处理空间10s内的压力。真空泵可以包括涡轮分子泵、干泵或者它们的组合。
52.控制部2对使等离子体处理装置1执行在本公开中叙述的各种工序的可由计算机执行的命令进行处理。控制部2能够构成为：控制等离子体处理装置1的各要素，以执行在此叙述的各种工序。在一个实施方式中，控制部2的一部分或全部也可以包括于等离子体处理装置1。控制部2可以包括处理部2a1、存储部2a2以及通信接口2a3。控制部2例如通过计算机2a来实现。处理部2a1能够构成为：从存储部2a2读出程序，通过执行所读出的程序来进行各种控制动作。该程序可以预先保存于存储部2a2，也可以在需要时经由介质获取。获取到的程序保存于存储部2a2，由处理部2a1从存储部2a2读出并执行。介质可以是计算机2a能够读取的各种存储介质，也可以是与通信接口2a3连接的通信线路。处理部2a1可以是cpu(central processing unit：中央处理单元)。存储部2a2可以包括ram(random access memory：随机存取存储器)、rom(read only memory：只读存储器)、hdd(hard disk drive：硬盘驱动器)、ssd(solid state drive：固态驱动器)或者它们的组合。通信接口2a3可以经由lan(local area network：局域网)等通信线路与等离子体处理装置1之间进行通信。
53.图2是表示一个例示性的实施方式所涉及的蚀刻方法(下面也称为“本处理方法”。)的流程图。如图2所示，本处理方法包括提供基板的工序st1、以及对含硅膜进行蚀刻的工序st2。可以在图1所示的等离子体处理系统中执行各工序的处理。下面，以控制部2控制等离子体处理装置1的各部来对基板w执行本处理方法的情况为例进行说明。
54.(工序st1：提供基板)
55.在工序st1中，将基板w提供到等离子体处理装置1的等离子体处理空间10s内。基板w被提供到基板支承部11的上表面，通过静电保持盘1111被保持于基板支承部11。
56.图3是表示在工序st1中提供的基板w的截面构造的一例的图。基板w在基底膜uf上依次层叠有含硅膜sf和掩模mf。基板w例如可以使用于包括dram、3d-nand闪存等半导体存储器器件的半导体器件的制造。
57.基底膜uf例如可以是硅晶圆、形成于硅晶圆上的有机膜、电介质膜、金属膜、半导
体膜等。基底膜uf也可以由多层膜层叠来构成。
58.含硅膜sf是含有硅的膜。含硅膜sf例如可以是氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜(sion膜)、si-arc(silicon-anti reflection carbon：)膜等。含硅膜sf也可以由多层膜层叠来构成。含硅膜sf可以由从由氧化硅膜、氮化硅膜以及多晶硅膜构成的组中选择的至少两种膜层叠来构成。例如，含硅膜sf可以由氧化硅膜和多晶硅膜交替地层叠来构成。另外例如，含硅膜sf也可以由氧化硅膜和氮化硅膜交替地层叠来构成。另外，例如也可以由氮化硅膜和多晶硅膜交替地层叠来构成。
59.掩模mf形成于含硅膜sf的上表面。掩模mf具有至少一个开口op。开口op是被掩模mf的侧面包围的、含硅膜sf上的空间。即，在图3中，含硅膜sf的上表面具有被掩模mf覆盖的部分和通过开口op而露出的部分。
60.开口op可以在基板w的俯视观察(沿从图3的上朝向下的方向观察基板w的情况)中具有任意的形状。该形状例如可以是圆、椭圆、矩形、线、将它们的一种以上组合而得到的形状。掩模mf可以具有多个开口op。多个开口op可以分别具有孔形状，构成以固定的间隔排列的阵列图案。另外，多个开口op也可以分别具有线形状，以固定的间隔排列而构成线宽线距图案。
61.掩模mf例如可以是含碳膜或含金属膜。含碳膜可以是旋涂碳(soc)膜、无定形碳膜、光致抗蚀剂膜。含金属膜例如可以包括从由钨、碳化钨、氮化钛、氮化硅以及多晶硅构成的组中选择的至少一方。此外，掩模mf可以是由一个层构成的单层掩模，也可以是由两个以上的层构成的多层掩模。
62.构成基板w的各膜(基底膜uf、含硅膜sf、掩模mf)可以分别通过cvd(chemical vapor deposition：化学气相沉积)法、ald(atomic layer deposition：原子层沉积)法、旋涂法等来形成。上述各膜可以是平坦的膜，另外，也可以是具有凹凸的膜。掩模mf的开口op可以通过对掩模mf进行蚀刻来形成。此外，基板w也可以在基底膜uf之下还具有其它膜，含硅膜sf与基底膜uf的层叠膜作为多层掩模发挥功能。即，也可以将含硅膜sf与基底膜uf的层叠膜作为多层掩模来对该其它膜进行蚀刻。
63.形成基板w的各膜的工艺的至少一部分也可以在等离子体处理腔室10的空间内进行。在一例中，对掩模mf进行蚀刻来形成开口op的工序可以在等离子体处理腔室10中执行。即，可以在同一腔室内连续地执行开口op以及后述的蚀刻膜ef的蚀刻。另外，也可以是，当在等离子体处理装置1的外部的装置、腔室中形成基板w的各膜的全部或一部分之后，将基板w搬入到等离子体处理空间10s内，并配置在基板支承部11的上表面，由此提供基板。
64.(工序st2：对含硅膜sf进行蚀刻)
65.在工序st2中，对含硅膜sf进行蚀刻。工序st2包括供给处理气体的工序st21、以及生成等离子体的工序st22。在工序st21中，从气体供给部20向等离子体处理空间10s内供给包含各种气体的处理气体。然后，在工序st22中，从处理气体生成等离子体来对含硅膜sf进行蚀刻。
66.在工序st2中，将基板支承部11的温度设定为目标温度。目标温度例如可以为0度以下。目标温度可以为-10℃以下、-20℃以下、-30℃以下、-40℃以下、-50℃以下、-60℃以下或-70℃以下。
67.将基板支承部11的温度设定为目标温度包括测定基板支承部11的温度并利用温
度调整模块来调整基板支承部11的温度以使基板支承部11的温度成为目标温度，但不限于此。在一例中，将基板支承部11的温度设定为目标温度包括：(a)，将基板w的温度或者在流路1110a中流通的传热流体的温度设定为该目标温度或者与该目标温度不同的温度，以使基板支承部11的温度成为目标温度；以及(b)，将基板支承部11或者在流路1110a中流通的传热流体的温度设定为该目标温度或者与该目标温度不同的温度，以使基板w的温度成为目标温度。另外，“设定”温度包括在控制部2中输入、选择或存储该温度。
68.此外，在本处理方法中，也可以在工序st1之前将基板的温度设定为目标温度。即，也可以在将基板支承部11的温度设定为目标温度之后，将基板w提供到该基板支承部11。
69.在工序st21中，从气体供给部20向等离子体处理空间10s内供给处理气体。处理气体包含hf气体、pclafb气体或pcchdfe气体，其中，a为1以上的整数，b为0以上的整数，a与b之和为5以下的整数，d、e分别为1以上且5以下的整数，c为0以上且9以下的整数。
70.pclafb气体例如可以是从由pcl3气体、pclf2气体、pcl2f气体以及pcl2f3气体构成的组中选择的至少一种气体。另外，pclafb气体例如也可以是从由pclf2气体、pcl2f气体以及pcl2f3气体构成的组中选择的至少一种气体。
71.pcchdfe气体例如可以是从由pf2ch3气体、pf(ch3)2气体、ph2cf3气体、ph(cf3)2气体、pch3(cf3)2气体、ph2f气体以及pf3(ch3)2气体构成的组中选择的至少一种气体。
72.处理气体也可以包含ar、he等稀有气体、氮气体等非活性气体。处理气体也可以不包含非活性气体。也可以是，在处理气体中，除非活性气体以外，hf气体的流量最多。hf气体的流量可以是除非活性气体以外的处理气体的总流量的50体积％以上，也可以为60％体积以上，还可以为70％体积以上，另外还可以为80％体积以上。
73.pclafb气体或pcchdfe气体的流量可以为除非活性气体以外的处理气体的总流量的20体积％以下、10体积％以下、5体积％以下。
74.处理气体还可以包含含碳气体。含碳气体可以是从cffg气体和chh
ifj
气体中选择的至少一种气体，其中，f和g分别为1以上的整数，h、i以及j分别为1以上的整数。cffg气体例如可以是从由cf4气体、c2f6气体、c2f4气体、c3f8气体以及c4f8气体构成的组中选择的至少一种气体。关于chh
ifj
气体，例如可以使用从由ch2f2气体、c3h2f4气体、c3h2f6气体、c3h3f5气体、c4h2f6气体、c4h5f5气体、c4h2f8气体、c5h2f6气体、c5h2f
10
气体以及c5h3f7气体构成的组中选择的至少一种气体。另外，含碳气体也可以是具有不饱和键的直链状的气体。关于具有不饱和键的直链状的含碳气体，例如可以使用从由c3f6(六氟丙烯)气体、c4f8(八氟-1-丁烯，八氟-2-丁烯)气体、c3h2f4(1，3，3，3-四氟丙烯)气体、c4h2f6(反式-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯)气体、c4f8o(全氟乙基三氟乙烯基醚)气体、cf3cof(1，2，2，2-四氟乙烷-1-酮)气体、chf2cof(二氟乙酸氟)气体以及cof2(碳酰氟)气体构成的组中选择的至少一种气体。
75.处理气体还可以包含从由含钨气体、含硼气体以及除pclafb气体以外的含氯气体构成的组中选择的至少一种气体。例如，也可以还包含wf6气体或bcl3气体。
76.处理气体也可以包含能够在等离子体处理腔室10内生成hf种的气体来代替hf气体，或者与hf气体一同包含能够在等离子体处理腔室10内生成hf种的气体。hf种包含氟化氢气体、自由基以及离子中的至少任一方。可以从在由hf气体和氢氟碳化合物气体构成的组中选择的至少一种气体生成hf种。另外，也可以从碳数为2以上的氢氟碳化合物气体生成hf种。作为能够生成hf种的气体，可以使用chh
ifj
气体、例如从由ch2f2气体、c3h2f4气体、
c3h2f6气体、c3h3f5气体、c4h2f6气体、c4h5f5气体、c4h2f8气体、c5h2f6气体、c5h2f
10
气体以及c5h3f7气体构成的组中选择的至少一种气体，其中，h、i以及j分别为1以上的整数。在一例中，作为能够生成hf种的气体，使用从由ch2f2气体、c3h2f4气体、c3h2f6气体以及c4h2f6气体构成的组中选择的至少一种气体。
77.关于处理气体，也可以使用pcl
vfwcxhy
来代替pclafb气体或pcchdfe气体，或者除使用pclafb气体或pcchdfe气体外还使用pcl
vfwcxhy
，其中，v、w、x以及y分别为1以上的整数。另外，关于处理气体，也可以使用分子结构中包含p(磷)、f(氟)以及除f(氟)以外的卤素(例如，cl、br或i)的气体、分子结构中包含p(磷)、f(氟)、c(碳)以及h(氢)的气体、或者分子结构中包含p(磷)、f(氟)以及h(氢)的气体来代替pclafb气体或pcchdfe气体，或者除使用pclafb气体或pcchdfe外还使用分子结构中包含p(磷)、f(氟)以及除f(氟)以外的卤素(例如，cl、br或者i)的气体、分子结构中包含p(磷)、f(氟)、c(碳)以及h(氢)的气体、或者分子结构中包含p(磷)、f(氟)以及h(氢)的气体。
78.关于处理气体，也可以使用磷化氢系气体来代替pclafb气体或pcchdfe气体，或者除使用pclafb气体或pcchdfe气体以外还使用磷化氢系气体。作为磷化氢系气体，能够举出磷化氢(ph3)、用适当的置换基取代磷化氢的至少一个氢原子而得到的化合物、以及次膦酸衍生物。
79.作为取代磷化氢的氢原子的置换基，并无特别限定，例如能够举出氟原子、氯原子等卤素原子、甲基、乙基、丙基等烷基、以及羟甲基、羟乙基、羟丙基等羟烷基等，在一例中，能够举出氯原子、甲基以及羟甲基。
80.作为次膦酸衍生物，能够举出次膦酸(h3o2p)、烷基次膦酸(pho(oh)r)以及二烷基次膦酸(po(oh)r2)。
81.作为磷化氢系气体，例如可以使用从由pch3cl2(二氯(甲基)膦)气体、p(ch3)2cl(氯(二甲基)膦)气体、p(hoch2)cl2(二氯(羟甲基)膦)气体、p(hoch2)2cl(氯(二羟甲基)膦)气体、p(hoch2)(ch3)2(二甲基(羟甲基)膦)气体、p(hoch2)2(ch3)(甲基(二羟甲基)膦)气体、p(hoch2)3(三(羟甲基)膦)气体、h3o2p(次膦酸)气体、pho(oh)(ch3)(甲基膦酸)气体以及po(oh)(ch3)2(二甲基膦酸)气体构成的组中选择的至少一种气体。
82.图4是表示工序st22的处理过程中的基板w的截面构造的一例的图。在工序st22中，从第一rf生成部31a向下部电极以及/或者上部电极提供源rf信号(rf电力)来从处理气体生成等离子体。另外，从第二rf生成部31b向下部电极提供偏压rf信号来作为偏压信号(电力)，以在基板产生偏压电位。由此，所生成的等离子体中的离子、自由基之类的活性种被吸引到基板w，通过掩模mf的开口op并对含硅膜sf进行蚀刻。
83.如图4所示，在含硅膜sf形成有与开口op的形状对应的凹部。另外，从处理气体中的pclafb气体或pcchdfe气体分离出的活性种(pclafb种、pcchdfe种)与掩模mf中包含的元素结合而形成保护膜pf。保护膜pf可以沉积于掩模mf的上表面及侧面。保护膜pf能够在含硅膜sf的蚀刻中保护掩模mf，提高相对于掩模mf的选择比。
84.在考虑作为保护膜的功能的情况下，优选与构成掩模mf的元素的结合力强，另一方面，若结合力过强，则会在掩模mf上过度地沉积保护膜pf而堵塞开口op。关于该点，在使用了pclafb气体或pcchdfe气体的情况下，与使用pf3气体、bcl3气体或bf3气体的情况相比，与掩模mf中包含的元素(例如碳)的结合性强，另一方面，结合性没有使用了pcl3气体的情况
下的结合性强。即，本处理方法通过包含pclafb气体或pcchdfe气体来作为处理气体，能够使掩模mf的保护和开口op的堵塞抑制得到最佳的平衡。
85.另外，pclafb气体或pcchdfe气体是中一个分子中具有具备多个功能的气体的气体。例如，从pclafb气体或pcchdfe气体分离出的p(磷)种能够在含硅膜sf的蚀刻中促进作为蚀刻剂的hf种的吸附。另外，例如从pclafb气体或pcchdfe气体分离出的cl种能够有助于含硅膜sf的形状调整。根据本处理方法，由于使用pclafb气体或pcchdfe气体，因此与想要使用例如pf3气体和cl2气体这两种气体得到相同的效果的情况相比，能够提高蚀刻剂气体(hf气体)的分压。由此，本处理方法能够提高含硅膜sf的蚀刻速度，提高相对于掩模mf的选择比。
86.(附记1)
87.一种器件制造方法，是在具有腔室的等离子体处理装置中执行的器件制造方法，所述器件制造方法包括：工序(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及所述含硅膜上的掩模的基板；工序(b)，在所述腔室内，从处理气体生成等离子体来对所述含硅膜进行蚀刻，所述处理气体包含pclafb气体或pcchdfe气体、以及hf气体，其中，a为1以上的整数，b为0以上的整数，a与b之和为5以下的整数，c为0以上且5以下的整数，d和e分别为1以上且9以下的整数。
88.(附记2)
89.一种程序，使具备腔室、设置于所述腔室内的基板支承部以及等离子体生成部的等离子体处理系统的计算机执行以下控制：(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及所述含硅膜上的掩模的基板；(b)，在所述腔室内，从处理气体生成等离子体来对所述含硅膜进行蚀刻，所述处理气体包含pclafb气体或pcchdfe、以及气体hf气体，其中，a为1以上的整数，b为0以上的整数，a与b之和为5以下的整数，c为0以上且5以下的整数，d和e分别为1以上且9以下的整数)。
90.(附记3)
91.一种存储介质，保存有附记2所述的程序。
92.(附记4)
93.一种蚀刻气体组成物，包含pclafb气体或pcchdfe气体、以及hf气体。
94.(附记5)
95.一种器件制造方法，是在具有腔室的等离子体处理装置中执行的器件制造方法，所述器件制造方法包括：工序(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及所述含硅膜上的掩模的基板；工序(b)，在所述腔室内，从包含含有h(氢)和f(氟)的气体、以及含磷气体的处理气体生成等离子体来对所述基板进行蚀刻，所述含磷气体是分子结构中包含p(磷)、f(氟)以及除f(氟)以外的卤素的气体、分子结构中包含p(磷)、f(氟)、c(碳)以及h(氢)的气体、或者分子结构中包含p(磷)、f(氟)以及h(氢)的气体。
96.(附记6)
97.一种程序，使具备腔室、设置于所述腔室内的基板支承部以及等离子体生成部的等离子体处理系统的计算机执行以下控制：(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及所述含硅膜上的掩模的基板；(b)，在所述腔室内，从包含含有h(氢)和f(氟)的气体、以及含磷气体的处理气体生成等离子体来对所述基板进行蚀刻，所述含磷气体是分子结构中包含p(磷)、f(氟)以及除f(氟)以外的卤素的气体、分子结构中包含p(磷)、f(氟)、c(碳)以及h(氢)的气体、或者分子结构中包含p(磷)、f(氟)以及h(氢)的气体。
98.(附记7)
99.一种存储介质，保存有附记6所述的程序。
100.(附记8)
101.一种蚀刻气体组成物，包含含有h(氢)和f(氟)的气体、以及含磷气体，所述含磷气体是分子结构中包含p(磷)、f(氟)以及除f(氟)以外的卤素的气体、分子结构中包含p(磷)、f(氟)、c(碳)以及h(氢)的气体、或者分子结构中包含p(磷)、f(氟)以及h(氢)的气体。
102.(附记9)
103.一种器件制造方法，是在具有腔室的等离子体处理装置中执行的器件制造方法，所述器件制造方法包括：工序(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及所述含硅膜上的掩模的基板；以及工序(b)，从处理气体生成等离子体来对所述含硅膜进行蚀刻，该等离子体包含hf种、pclafb种或pcchdfe种，其中，a为1以上的整数，b为0以上的整数，a与b之和为5以下的整数，c为0以上且5以下的整数，d和e分别为1以上且9以下的整数。
104.(附记10)
105.一种程序，使具备腔室、设置于所述腔室内的基板支承部以及等离子体生成部的等离子体处理系统的计算机执行以下控制：(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及所述含硅膜上的掩模的基板；以及(b)，从处理气体生成等离子体来对所述含硅膜进行蚀刻，该等离子体包含hf种、pclafb种或pcchdfe种，其中，a为1以上的整数，b为0以上的整数，a与b之和为5以下的整数，c为0以上且5以下的整数，d和e分别为1以上且9以下的整数。
106.(附记11)
107.一种存储介质，保存有附记10所述的程序。
108.本公开的实施方式能够不脱离本公开的范围及主旨地进行各种变形。例如，除了电容耦合型的等离子体处理装置1以外，也可以使用利用了微波等离子体等任意的等离子体源的等离子体处理装置来执行本处理方法。
109.附图标记说明
110.1：等离子体处理装置；2：控制部；10：等离子体处理腔室；10s：等离子体处理空间；11：基板支承部；20：气体供给部；pf：保护膜；mf：掩模；sf：含硅膜；uf：基底膜；w：基板。

技术特征：
1.一种蚀刻方法，是在具有腔室的等离子体处理装置中执行的蚀刻方法，所述蚀刻方法包括：工序(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及所述含硅膜上的掩模的基板；以及工序(b)，在所述腔室内，从处理气体生成等离子体来对所述含硅膜进行蚀刻，所述处理气体包含pcl
a
f
b
气体或pc
c
h
d
f
e
气体、以及hf气体，其中，a为1以上的整数，b为0以上的整数，a与b之和为5以下的整数，c为0以上且5以下的整数，d和e分别为1以上且9以下的整数。2.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，所述pcl
a
f
b
气体的a和b分别为1以上的整数。3.根据权利要求1或2所述的蚀刻方法，其特征在于，所述pcl
a
f
b
气体是从由pclf2气体、pcl2f气体以及pcl2f3气体构成的组中选择的至少一种气体。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的蚀刻方法，其特征在于，所述pc
c
h
d
f
e
气体是从由pf2ch3气体、pf(ch3)2气体、ph2cf3气体、ph(cf3)2气体、pch3(cf3)2气体、ph2f气体以及pf3(ch3)2气体构成的组中选择的至少一种气体。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的蚀刻方法，其特征在于，在所述工序(b)中向所述腔室内供给的所述处理气体中，除非活性气体以外，hf气体的流量最多。6.根据权利要求5所述的蚀刻方法，其特征在于，所述hf气体的流量为除非活性气体以外的所述处理气体的总流量的50体积％以上。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的蚀刻方法，其特征在于，所述pcl
a
f
b
气体或所述pc
c
h
d
f
e
气体的流量为除非活性气体以外的所述处理气体的总流量的20体积％以下。8.根据权利要求1或7所述的蚀刻方法，其特征在于，所述处理气体还包含c
f
f
g
气体，其中，f和g分别为1以上的整数。9.根据权利要求1至7中的任一项所述的蚀刻方法，其特征在于，所述处理气体还包含c
h
h
i
f
j
气体，其中，h、i及j分别为1以上的整数。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的蚀刻方法，其特征在于，所述处理气体还包含wf6气体和/或bcl3气体。11.根据权利要求1至10中的任一项所述的蚀刻方法，其特征在于，在所述工序(b)中，将支承所述基板的基板支承部的温度设定为0℃以下。12.根据权利要求1至11中的任一项所述的蚀刻方法，其特征在于，所述掩模是含碳膜或含金属膜。13.一种蚀刻方法，是在具有腔室的等离子体处理装置中执行的蚀刻方法，所述蚀刻方法包括：工序(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及所述含硅膜上的掩模的基板；以及工序(b)，在所述腔室内，从包含含有氢h和氟f的气体、以及含磷气体的处理气体生成等离子体来对所述基板进行蚀刻，所述含磷气体是分子结构中包含磷p、氟f以及氟f以外的卤素的气体、分子结构中包含磷p、氟f、碳c以及氢h的气体、或者分子结构中包含磷p、氟f以及氢h的气体。
14.根据权利要求13所述的蚀刻方法，其特征在于，所述含有氢h和氟f的气体包括hf气体和c
h
h
i
f
j
气体中的至少任一方，其中，h、i及j分别为1以上的整数。15.根据权利要求13或14所述的蚀刻方法，其特征在于，所述处理气体还包含含碳气体。16.一种蚀刻方法，是在具有腔室的等离子体处理装置中执行的蚀刻方法，所述蚀刻方法包括：工序(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及所述含硅膜上的掩模的基板；以及工序(b)，从处理气体生成等离子体来对所述含硅膜进行蚀刻，所述等离子体包含hf种、pcl
a
f
b
种或pc
c
h
d
f
e
种，其中，a为1以上的整数，b为0以上的整数，a与b之和为5以下的整数，c为0以上且5以下的整数，d和e分别为1以上且9以下的整数。17.根据权利要求16所述的蚀刻方法，其特征在于，从在由hf气体和氢氟碳化合物气体构成的组中选择的至少一种气体生成所述hf种。18.根据权利要求16所述的蚀刻方法，其特征在于，从碳数为2以上的氢氟碳化合物气体生成所述hf种。19.根据权利要求16所述的蚀刻方法，其特征在于，从在由hf气体、ch2f2气体、c3h2f4气体、c3h2f6气体以及c4h2f6气体构成的组中选择的至少一种气体生成所述hf种。20.一种等离子体处理系统，具备腔室、处理气体供给部以及控制部，其中，所述控制部执行以下控制：(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及所述含硅膜上的掩模的基板；(b)，利用所述处理气体供给部向所述腔室内供给处理气体来生成等离子体，以对所述含硅膜进行蚀刻，所述处理气体包含pcl
a
f
b
气体或pc
c
h
d
f
e
气体、以及hf气体，其中，a为1以上的整数，b为0以上的整数，a与b之和为5以下的整数，c为0以上且5以下的整数，d和e分别为1以上且9以下的整数。

技术总结
本发明提供一种蚀刻方法和等离子体处理系统，提高相对于掩模的选择比。该方法是在具有腔室的等离子体处理装置中执行的蚀刻方法。该方法包括：工序(a)，向腔室内提供具有含硅膜以及含硅膜上的掩模的基板；以及工序(b)，在腔室内，从处理气体生成等离子体来对含硅膜进行蚀刻，所述处理气体包含PCl


技术研发人员：户村幕树 木原嘉英
受保护的技术使用者：东京毅力科创株式会社
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/9/26