JP7569650B2 - Etching method and etching apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、エッチング方法、および、エッチング装置に関する。 The present invention relates to an etching method and an etching apparatus.
シリコン基板の表面に形成された自然酸化膜をエッチングによって除去する酸化膜除去装置が知られている。酸化膜除去装置は、マイクロ波を用いて生成したプラズマ中に含まれるラジカルを用いて自然酸化膜のエッチャントを生成し、生成されたエッチャントによって自然酸化膜をシリコンを含む錯体に変える。錯体の熱分解温度は、自然酸化膜の熱分解温度よりも低い。そして、酸化膜除去装置は、錯体とともにシリコン基板を加熱することによって、錯体をシリコン基板上から気化させる。これにより、酸化膜除去装置は、自然酸化膜をシリコン基板から除去する。酸化膜除去装置は、一度に複数のシリコン基板を処理することが可能である（例えば、特許文献１参照）。 An oxide film removal device is known that removes a natural oxide film formed on the surface of a silicon substrate by etching. The oxide film removal device generates an etchant for the natural oxide film using radicals contained in plasma generated using microwaves, and the generated etchant converts the natural oxide film into a complex containing silicon. The thermal decomposition temperature of the complex is lower than that of the natural oxide film. The oxide film removal device then heats the silicon substrate together with the complex, thereby vaporizing the complex from the silicon substrate. In this way, the oxide film removal device removes the natural oxide film from the silicon substrate. The oxide film removal device is capable of processing multiple silicon substrates at once (see, for example, Patent Document 1).
このように、エッチャントを用いた熱反応を複数の基板において同時に進めるエッチング方法は、自然酸化膜の除去技術として広く普及している。近年では、新たな適用対象としてポリシリコン膜が検討されはじめている。一方で、複数の基板をまとめて処理するエッチング方法では、エッチングの均一性を基板面内で高めるという要請が適用対象の広がりとともに強まっている。 In this way, etching methods in which a thermal reaction using an etchant proceeds simultaneously on multiple substrates are widely used as a technique for removing native oxide films. In recent years, polysilicon films have begun to be considered as a new application of this method. On the other hand, for etching methods that process multiple substrates simultaneously, the demand for improving the uniformity of etching across the substrate surface is growing as the range of applications expands.
本発明は、基板の面内におけるエッチングの均一性を向上可能にしたエッチング方法、および、エッチング装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an etching method and an etching apparatus that can improve the uniformity of etching within the surface of a substrate.
上記課題を解決するためのエッチング方法は、対象膜を備えた複数の基板を前記基板間に隙間を空けて積み重ねた状態で同時に加熱すること、および、前記基板の外周から前記基板の中心に向けて前記隙間のなかにエッチングガスと吸着ガスとを供給して前記複数の基板における対象膜を同時にエッチングすることを含む。前記エッチングすることは、前記基板の径方向における第１位置のエッチング速度が最も高くなる第１温度でエッチングすることと、前記基板の前記径方向における第２位置のエッチング速度が最も高くなる第２温度でエッチングすることと、を含む。前記第２位置は、前記第１位置とは異なる位置であり、前記第２温度は、前記第１温度とは異なる温度である。 The etching method for solving the above problem includes simultaneously heating a plurality of substrates each having a target film stacked with gaps between the substrates, and simultaneously etching the target films on the plurality of substrates by supplying an etching gas and an adsorption gas into the gaps from the outer periphery of the substrate toward the center of the substrate. The etching includes etching at a first temperature at which the etching rate at a first position in the radial direction of the substrate is the highest, and etching at a second temperature at which the etching rate at a second position in the radial direction of the substrate is the highest. The second position is different from the first position, and the second temperature is different from the first temperature.
上記課題を解決するためのエッチング装置は、対象膜を備えた複数の基板を前記基板間に隙間を空けて積み重ねた状態で支持する支持部と、前記複数の基板を同時に加熱する加熱部と、前記基板の外周から前記基板の中心に向けて前記隙間のなかにエッチングガスと吸着ガスとを供給する供給部と、前記加熱部の駆動と前記供給部の駆動とを制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記加熱部の駆動を制御して、前記基板の径方向における第１位置のエッチング速度が最も高くなる第１温度に前記基板を加熱した状態で、前記供給部の駆動を制御して、前記エッチングガスと前記吸着ガスとを供給して前記複数の基板における前記対象膜を同時にエッチングし、前記加熱部の駆動を制御して、前記基板の前記径方向における第２位置のエッチング速度が最も高くなる第２温度に前記基板を加熱した状態で、前記供給部の駆動を制御して、前記エッチングガスと前記吸着ガスとを供給して前記複数の基板における前記対象膜を同時にエッチングする。前記第２位置は、前記第１位置とは異なる位置であり、前記第２温度は、前記第１温度とは異なる位置である。 The etching apparatus for solving the above problem includes a support section that supports a plurality of substrates having a target film in a stacked state with gaps between the substrates, a heating section that heats the plurality of substrates simultaneously, a supply section that supplies an etching gas and an adsorption gas into the gaps from the outer periphery of the substrate toward the center of the substrate, and a control section that controls the operation of the heating section and the supply section. The control section controls the operation of the heating section to heat the substrate to a first temperature at which the etching rate at a first position in the radial direction of the substrate is the highest, controls the operation of the supply section to supply the etching gas and the adsorption gas to simultaneously etch the target films on the plurality of substrates, and controls the operation of the heating section to heat the substrate to a second temperature at which the etching rate at a second position in the radial direction of the substrate is the highest, controls the operation of the supply section to supply the etching gas and the adsorption gas to simultaneously etch the target films on the plurality of substrates. The second position is a position different from the first position, and the second temperature is a position different from the first temperature.
上記エッチング方法およびエッチング装置によれば、基板外周から基板中心に向けて吸着ガスが供給される場合、吸着ガスが吸着しやすい低温では、吸着ガスの到達する確率が高い基板外周で吸着ガスが吸着しやすく、反対に、吸着ガスが吸着しにくい高温では、吸着ガスが基板中心まで到達しやすく、これにより、基板中心で吸着ガスが吸着しやすくなる。基板外周から基板中心に向けて供給されたエッチングガスは、吸着ガスの吸着していない表面で熱反応を進行させる。結果として、基板の温度が低温と高温とに変わることによって、エッチングの進みやすい部分の位置が基板の径方向で変わることになる。そして、上記エッチング方法によれば、第１温度のエッチングが基板面内の第１位置で最も進み、また第２温度のエッチングが第１位置とは異なる第２位置で最も進むことになる。そのため、基板の径方向においてエッチングの進む度合いが偏ることを抑え、ひいては、基板面内におけるエッチングの均一性を高めることが可能となる。 According to the above etching method and etching apparatus, when the adsorption gas is supplied from the outer periphery of the substrate toward the center of the substrate, at low temperatures where the adsorption gas is easily adsorbed, the adsorption gas is more likely to reach the outer periphery of the substrate, and conversely, at high temperatures where the adsorption gas is less likely to be adsorbed, the adsorption gas is more likely to reach the center of the substrate, and thus the adsorption gas is more likely to be adsorbed at the center of the substrate. The etching gas supplied from the outer periphery of the substrate toward the center of the substrate advances a thermal reaction on the surface where the adsorption gas is not adsorbed. As a result, the position of the part where etching is likely to proceed changes in the radial direction of the substrate as the temperature of the substrate changes from low to high. According to the above etching method, the etching at the first temperature proceeds most at a first position on the substrate surface, and the etching at the second temperature proceeds most at a second position different from the first position. Therefore, it is possible to suppress the degree of etching from being biased in the radial direction of the substrate, and thus to increase the uniformity of etching within the substrate surface.
上記エッチング方法において、前記第１温度でのエッチングと前記第２温度でのエッチングとの間に前記第１温度から前記第２温度に前記基板の温度を変えることを含み、前記基板の温度を変えることは、前記エッチングガスと前記吸着ガスとの供給を停止して前記隙間のなかに不活性ガスを供給することを含んでもよい。 The etching method may include changing the temperature of the substrate from the first temperature to the second temperature between the etching at the first temperature and the etching at the second temperature, and changing the temperature of the substrate may include stopping the supply of the etching gas and the adsorption gas and supplying an inert gas into the gap.
上記エッチング方法によれば、第１温度から第２温度に基板の温度を変える際に、基板間の隙間に対して不活性ガスを供給するから、不活性ガスが供給されない場合に比べて、基板の温度が第１温度から第２温度に変わりやすくなり、かつ、基板間での温度のばらつきが抑えられる。 According to the above etching method, when changing the temperature of the substrates from the first temperature to the second temperature, an inert gas is supplied to the gap between the substrates. This makes it easier for the substrate temperature to change from the first temperature to the second temperature than when the inert gas is not supplied, and also reduces temperature variation between the substrates.
上記エッチング方法において、前記エッチングすることは、前記第１温度でのエッチングと前記第２温度でのエッチングとを交互に繰り返すことを含んでもよい。このエッチング方法によれば、第１温度でのエッチングと第２温度でのエッチングとを繰り返すことによって、基板の面内におけるエッチングの均一性を高めつつ、繰り返しの回数によって、対象膜の厚さを調整することが可能である。 In the above etching method, the etching may include alternately repeating etching at the first temperature and etching at the second temperature. According to this etching method, by repeating etching at the first temperature and etching at the second temperature, it is possible to increase the uniformity of etching within the surface of the substrate while adjusting the thickness of the target film by the number of repetitions.
上記エッチング方法において、前記第１位置は、前記基板の前記中心であり、前記第２位置は、前記基板の前記外周であってもよい。このエッチング方法によれば、基板の中心においてエッチング速度が最も高い状態でのエッチングと、基板の外周においてエッチング速度が最も高い状態でのエッチングとが行われるから、基板の面内におけるエッチングの均一性を寄り高めることができる。 In the above etching method, the first position may be the center of the substrate, and the second position may be the outer periphery of the substrate. According to this etching method, etching is performed at the center of the substrate at a state where the etching rate is highest, and etching is performed at the outer periphery of the substrate at a state where the etching rate is highest, so that the uniformity of etching within the surface of the substrate can be further improved.
上記エッチング方法において、前記第１温度は、前記基板の径方向において前記第２位置のエッチング速度が最も低くなる温度であり、前記第２温度は、前記基板の径方向において前記第１位置のエッチング速度が最も低くなる温度であってよい。 In the above etching method, the first temperature may be the temperature at which the etching rate at the second position in the radial direction of the substrate is the lowest, and the second temperature may be the temperature at which the etching rate at the first position in the radial direction of the substrate is the lowest.
上記エッチング方法によれば、第１温度でのエッチング、および、第２温度でのエッチングでは、エッチング速度が最も高い位置と、エッチング速度が最も低い位置とが互いに入れ替わるから、一方の温度においてエッチング速度が最も高い位置と、他方の温度においてエッチング速度が最も低い位置が異なる場合に比べて、基板の面内におけるエッチングの均一性が高まる。 According to the above etching method, the position with the highest etching rate and the position with the lowest etching rate are interchanged during etching at the first temperature and etching at the second temperature, so the uniformity of etching within the surface of the substrate is improved compared to when the position with the highest etching rate at one temperature and the position with the lowest etching rate at the other temperature are different.
上記エッチング方法において、前記エッチングすることは、前記基板の径方向において第３位置のエッチング速度が最も高くなる第３温度でエッチングすることをさらに含み、前記第３位置は、前記第１位置および第２位置とは異なる位置であり、前記第３温度は、前記第１温度および前記第２温度とは異なる温度であってよい。 In the above etching method, the etching may further include etching at a third temperature at which the etching rate at a third position in the radial direction of the substrate is highest, the third position being a position different from the first position and the second position, and the third temperature being a temperature different from the first temperature and the second temperature.
上記エッチング方法によれば、径方向の３箇所の各々においてエッチング速度が最も高くなる状態でエッチングを行うから、基板の面内におけるエッチングの均一性をさらに高めることが可能である。 According to the above etching method, etching is performed in a state where the etching rate is the highest at each of the three radial locations, so it is possible to further improve the uniformity of etching within the surface of the substrate.
図１から図５を参照して、エッチング方法およびエッチング装置の一実施形態を説明する。以下では、エッチング装置、エッチング方法、および、試験例を順に説明する。 One embodiment of an etching method and an etching apparatus will be described with reference to Figures 1 to 5. Below, the etching apparatus, the etching method, and a test example will be described in order.
［エッチング装置］
図１および図２を参照して、エッチング装置を説明する。
図１が示すエッチング装置１０は、複数の基板を同時にエッチングすることが可能である。エッチング装置１０は、処理チャンバー１１と搬出入チャンバー１２とを備えている。処理チャンバー１１は、エッチング対象である対象膜を備えた基板に対するエッチングを行う。搬出入チャンバー１２は、処理前の基板を搬出入チャンバー１２の外部から搬入し、かつ、処理後の基板を搬出入チャンバー１２の外部に搬出する。
[Etching equipment]
The etching apparatus will be described with reference to FIGS.
An etching apparatus 10 shown in Fig. 1 is capable of etching a plurality of substrates simultaneously. The etching apparatus 10 includes a processing chamber 11 and a loading/unloading chamber 12. The processing chamber 11 performs etching on a substrate having a target film to be etched. The loading/unloading chamber 12 loads the substrate before processing from outside the loading/unloading chamber 12 and loads the substrate after processing out of the loading/unloading chamber 12.
処理チャンバー１１と搬出入チャンバー１２との間には、ゲートバルブ１３が位置している。ゲートバルブ１３は開放された状態と閉鎖された状態とを有する。ゲートバルブ１３が開放されることによって、処理チャンバー１１が区画する空間が、搬出入チャンバー１２が区画する空間に繋がる。これに対して、ゲートバルブ１３が閉鎖されることによって、処理チャンバー１１が区画する空間が、搬出入チャンバー１２が区画する空間から隔てられる。 A gate valve 13 is located between the processing chamber 11 and the load/unload chamber 12. The gate valve 13 has an open state and a closed state. When the gate valve 13 is open, the space defined by the processing chamber 11 is connected to the space defined by the load/unload chamber 12. On the other hand, when the gate valve 13 is closed, the space defined by the processing chamber 11 is separated from the space defined by the load/unload chamber 12.
処理チャンバー１１は、第１加熱部１１Ａ、排気部１１Ｂ、および、第２加熱部１１Ｃを備えている。第１加熱部１１Ａは、処理チャンバー１１内に位置する複数の基板を同時に加熱する。第１加熱部１１Ａは、例えば、処理チャンバー１１が区画する空間の温度を所定のチャンバー温度に調整することによって、空間内に位置する基板の温度を所定の基板温度に調整する。チャンバー温度と基板温度とは互いに同じ温度でもよいし、互いに異なる温度でもよい。排気部１１Ｂは、処理チャンバー１１内を所定の圧力に減圧する。第２加熱部１１Ｃは、第１加熱部１１Ａと同様に、処理チャンバー１１内に位置する複数の基板を同時に加熱する。第２加熱部１１Ｃは、例えば、第１加熱部１１Ａに比べて局所的な加熱が可能である。また例えば、第２加熱部１１Ｃは、第１加熱部１１Ａに比べて、基板をより高い温度まで加熱することが可能である。 The processing chamber 11 includes a first heating unit 11A, an exhaust unit 11B, and a second heating unit 11C. The first heating unit 11A heats multiple substrates located in the processing chamber 11 simultaneously. The first heating unit 11A adjusts the temperature of the space partitioned by the processing chamber 11 to a predetermined chamber temperature, for example, to adjust the temperature of the substrate located in the space to a predetermined substrate temperature. The chamber temperature and the substrate temperature may be the same temperature or may be different temperatures. The exhaust unit 11B reduces the pressure inside the processing chamber 11 to a predetermined pressure. The second heating unit 11C heats multiple substrates located in the processing chamber 11 simultaneously, similar to the first heating unit 11A. The second heating unit 11C is capable of localized heating, for example, compared to the first heating unit 11A. Also, for example, the second heating unit 11C is capable of heating the substrate to a higher temperature, compared to the first heating unit 11A.
処理チャンバー１１は、供給部を備えている。供給部は、基板の外周から基板の中心に向けて基板間の隙間のなかにエッチングガスと吸着ガスとを供給する。本実施形態において、供給部は、例えば以下の機能部を備えている。すなわち、供給部は、エッチングガス供給部２１、および、吸着ガス供給部２２を備えている。 The processing chamber 11 includes a supply unit. The supply unit supplies an etching gas and an adsorption gas into the gap between the substrates from the outer periphery of the substrate toward the center of the substrate. In this embodiment, the supply unit includes, for example, the following functional units. That is, the supply unit includes an etching gas supply unit 21 and an adsorption gas supply unit 22.
エッチングガス供給部２１は、放電用ガス供給部２１Ａと非放電用ガス供給部２１Ｂとを備えている。放電用ガス供給部２１Ａは、基板が備える対象膜のエッチングに用いられるガスであって、かつ、後述する励起部での放電に用いられるガスである。放電用ガスは、例えば、アンモニア（ＮＨ３）ガス、および、窒素（Ｎ２）ガスの混合ガスである。非放電用ガス供給部２１Ｂは、励起部での放電に用いられないガスである。すなわち、非放電用ガス供給部２１Ｂが供給するガスは、励起されない状態で処理チャンバー１１内に供給される。非放電用ガスは、例えば、三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスである。なお、非放電用ガスは、少なくともフッ素（Ｆ）を含むガスであってよい。各供給部２１Ａ，２１Ｂは、例えばマスフローコントローラーであり、各供給部２１Ａ，２１Ｂが供給するガスを貯蔵するボンベに接続されている。本実施形態では、放電用ガスと非放電用ガスとがエッチングガスに含まれる。 The etching gas supply unit 21 includes a discharge gas supply unit 21A and a non-discharge gas supply unit 21B. The discharge gas supply unit 21A is a gas used for etching a target film provided on a substrate, and is also a gas used for discharging in an excitation unit described later. The discharge gas is, for example, a mixed gas of ammonia (NH 3 ) gas and nitrogen (N 2 ) gas. The non-discharge gas supply unit 21B is a gas not used for discharging in an excitation unit. That is, the gas supplied by the non-discharge gas supply unit 21B is supplied into the processing chamber 11 in an unexcited state. The non-discharge gas is, for example, nitrogen trifluoride (NF 3 ) gas. The non-discharge gas may be a gas containing at least fluorine (F). Each of the supply units 21A and 21B is, for example, a mass flow controller, and is connected to a cylinder that stores the gas supplied by each of the supply units 21A and 21B. In this embodiment, the discharge gas and the non-discharge gas are included in the etching gas.
吸着ガス供給部２２は、基板が有する対象膜に吸着することが可能なガスを処理チャンバー１１内に供給する。吸着ガスは、対象膜をエッチングする機能を有しない。吸着ガスは、エッチングガスを失活させる機能をさらに有してもよい。吸着ガスは、例えばＮＨ３ガスである。吸着ガス供給部２２は、例えばマスフローコントローラーであり、吸着ガス供給部２２が供給するガスを貯蔵するボンベに接続されている。 The adsorption gas supply unit 22 supplies a gas capable of being adsorbed to a target film of the substrate into the processing chamber 11. The adsorption gas does not have a function of etching the target film. The adsorption gas may further have a function of deactivating the etching gas. The adsorption gas is, for example, NH3 gas. The adsorption gas supply unit 22 is, for example, a mass flow controller, and is connected to a cylinder that stores the gas supplied by the adsorption gas supply unit 22.
供給部は、不活性ガス供給部２３を備えている。不活性ガス供給部２３は、基板を加熱するための不活性ガスを処理チャンバー１１内に供給する。不活性ガスは、例えば、Ｎ２ガス、または、アルゴン（Ａｒ）ガスなどであってよい。本実施形態において、不活性ガス供給部２３と第１加熱部１１Ａとが、複数の基板を加熱する加熱部に含まれる。 The supply unit includes an inert gas supply unit 23. The inert gas supply unit 23 supplies an inert gas for heating the substrate into the processing chamber 11. The inert gas may be, for example, N2 gas or argon (Ar) gas. In this embodiment, the inert gas supply unit 23 and the first heating unit 11A are included in a heating unit that heats a plurality of substrates.
放電用ガス供給部２１Ａは、配管によって処理チャンバー１１に接続されることによって、放電用ガスの励起によって生じた励起種を含むガスを基板の外周に供給する。非放電用ガス供給部２１Ｂ、吸着ガス供給部２２、および、不活性ガス供給部２３は、共通する１つの配管であって、かつ、放電用ガス供給部２１Ａを処理チャンバー１１に接続する配管とは異なる配管によって、処理チャンバー１１に接続されてよい。あるいは、各供給部２１Ｂ，２２，２３は、個別の配管によって処理チャンバー１１に接続されてもよい。 The discharge gas supply unit 21A is connected to the processing chamber 11 by piping, thereby supplying gas containing excited species generated by excitation of the discharge gas to the outer periphery of the substrate. The non-discharge gas supply unit 21B, the adsorption gas supply unit 22, and the inert gas supply unit 23 may be connected to the processing chamber 11 by a common pipe that is different from the pipe that connects the discharge gas supply unit 21A to the processing chamber 11. Alternatively, each supply unit 21B, 22, 23 may be connected to the processing chamber 11 by a separate pipe.
エッチング装置１０は、励起部２４を備えている。励起部２４は、上述した放電用ガスが処理チャンバー１１内に供給される前に、放電用ガスを励起する。励起部２４は、放電管２４Ａ、導波管２４Ｂ、および、マイクロ波源２４Ｃを備えている。放電管２４Ａには、導波管２４Ｂを介してマイクロ波源２４Ｃが発振したマイクロ波が照射される。放電用ガスが放電管２４Ａに供給された状態で、放電管２４Ａにマイクロ波が照射されることによって、放電用ガスが励起される。すなわち、放電用ガスからプラズマが生成される。放電用ガスが上述したＮＨ３およびＮ２ガスの混合ガスである場合には、放電用ガスの励起によって、Ｈ＊、ＮＨ＊、ＮＨ２ ＊、および、Ｎ２ ＊が生成される。 The etching apparatus 10 includes an excitation unit 24. The excitation unit 24 excites the discharge gas before the discharge gas is supplied into the processing chamber 11. The excitation unit 24 includes a discharge tube 24A, a waveguide 24B, and a microwave source 24C. The discharge tube 24A is irradiated with microwaves generated by the microwave source 24C via the waveguide 24B. With the discharge gas being supplied to the discharge tube 24A, the discharge gas is excited by irradiating the discharge tube 24A with microwaves. That is, plasma is generated from the discharge gas. When the discharge gas is a mixed gas of the above-mentioned NH3 and N2 gases, H * , NH * , NH2 * , and N2 * are generated by the excitation of the discharge gas.
搬出入チャンバー１２には、冷却用ガス供給部１２Ａが接続されている。冷却用ガス供給部１２Ａは、処理後の基板を冷却するための冷却用ガスを搬出入チャンバー１２内に供給する。冷却用ガスは、例えばＮ２ガスであってよい。冷却用ガス供給部１２Ａは、例えばマスフローコントローラーであり、冷却用ガスを貯蔵するボンベに接続されている。 A cooling gas supply unit 12A is connected to the loading/unloading chamber 12. The cooling gas supply unit 12A supplies a cooling gas for cooling the substrate after processing into the loading/unloading chamber 12. The cooling gas may be, for example, N2 gas. The cooling gas supply unit 12A is, for example, a mass flow controller, and is connected to a cylinder that stores the cooling gas.
エッチング装置１０は、制御部１０Ｃをさらに備えている。制御部１０Ｃは、第１加熱部１１Ａの駆動と、供給部の駆動とを制御する。なお、制御部１０Ｃは、第１加熱部１１Ａおよび供給部に限らず、上述した他の機能部の駆動を制御することによって、エッチング装置１０による対象膜のエッチングを可能にする。 The etching apparatus 10 further includes a control unit 10C. The control unit 10C controls the driving of the first heating unit 11A and the supply unit. The control unit 10C controls the driving of not only the first heating unit 11A and the supply unit but also the other functional units described above, thereby enabling the etching apparatus 10 to etch the target film.
制御部１０Ｃは、加熱部の駆動を制御して、基板の径方向における第１位置のエッチング速度が最も高くなる第１温度に基板を加熱した状態で、供給部の駆動を制御して、エッチングガスと吸着ガスとを供給して複数の基板における対象膜を同時にエッチングする。第１温度での対象膜のエッチングが、第１エッチング工程である。また、制御部１０Ｃは、加熱部の駆動を制御して、基板の径方向における第２位置のエッチング速度が最も高くなる第２温度に基板を加熱した状態で、供給部の駆動を制御して、エッチングガスと吸着ガスとを供給して複数の基板における対象膜を同時にエッチングする。第２温度での対象膜のエッチングが、第２エッチング工程である。 The control unit 10C controls the operation of the heating unit to heat the substrate to a first temperature at which the etching rate at a first position in the radial direction of the substrate is the highest, and then controls the operation of the supply unit to supply the etching gas and the adsorption gas to simultaneously etch the target films on the multiple substrates. Etching the target films at the first temperature is the first etching process. The control unit 10C also controls the operation of the heating unit to heat the substrate to a second temperature at which the etching rate at a second position in the radial direction of the substrate is the highest, and then controls the operation of the supply unit to supply the etching gas and the adsorption gas to simultaneously etch the target films on the multiple substrates. Etching the target films at the second temperature is the second etching process.
制御部１０Ｃは、記憶部１０ＣＭを備えている。記憶部１０ＣＭは、基板内における特定の位置と、当該位置におけるエッチング速度との関係を、基板の温度ごとに示すデータを記憶している。データでは、各基板の温度に対して、最もエッチング速度が高い基板内の位置と、最もエッチング速度が低い基板内の位置とが関連付けられている。例えば、基板は円形状を有し、基板内の位置は基板の径方向における位置である。 The control unit 10C includes a memory unit 10CM. The memory unit 10CM stores data indicating the relationship between a specific position in the substrate and the etching rate at that position for each substrate temperature. In the data, for each substrate temperature, the position in the substrate with the highest etching rate and the position in the substrate with the lowest etching rate are associated. For example, the substrate has a circular shape, and the position in the substrate is the position in the radial direction of the substrate.
図２は、処理チャンバー１１の構造を示している。なお、図２では、処理チャンバー１１が備える第１加熱部１１Ａ、排気部１１Ｂ、および、第２加熱部１１Ｃ以外の機能部を説明する便宜上、これらの図示が省略されている。 Figure 2 shows the structure of the processing chamber 11. Note that in Figure 2, for the convenience of explaining the functional parts other than the first heating part 11A, the exhaust part 11B, and the second heating part 11C that the processing chamber 11 has, these parts are not shown.
図２が示すように、エッチング装置１０は、基板Ｓを支持する支持部１０Ａを備えている。支持部１０Ａは、複数の基板Ｓを基板Ｓ間に隙間Ｇを空けて積み重ねた状態で支持する。なお、図２では、支持部１０Ａが処理チャンバー１１内に位置しているが、エッチング装置１０は、搬出入チャンバー１２と処理チャンバー１１との間において支持部１０Ａを移動させることが可能な機構を備えている。これにより、エッチング装置１０は、ゲートバルブ１３が開放されている状態において、支持部１０Ａを搬出入チャンバー１２から処理チャンバー１１に、もしくは、処理チャンバー１１から搬出入チャンバー１２に移動させる。 As shown in FIG. 2, the etching apparatus 10 includes a support part 10A that supports a substrate S. The support part 10A supports a plurality of substrates S in a stacked state with gaps G between the substrates S. Note that in FIG. 2, the support part 10A is located inside the processing chamber 11, but the etching apparatus 10 includes a mechanism that can move the support part 10A between the loading/unloading chamber 12 and the processing chamber 11. As a result, the etching apparatus 10 moves the support part 10A from the loading/unloading chamber 12 to the processing chamber 11, or from the processing chamber 11 to the loading/unloading chamber 12, when the gate valve 13 is open.
上述したように、基板Ｓは例えば円形状を有している。例えば、基板Ｓはシリコン基板であり、基板Ｓが備える対象膜はポリシリコン膜である。複数の基板Ｓは、複数の基板Ｓが積み重なる方向において隙間Ｇを空けた状態で支持部１０Ａによって支持されている。隙間Ｇは、例えば１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。 As described above, the substrate S has, for example, a circular shape. For example, the substrate S is a silicon substrate, and the target film of the substrate S is a polysilicon film. The multiple substrates S are supported by the support portion 10A with a gap G in the direction in which the multiple substrates S are stacked. The gap G is, for example, 10 mm or more and 30 mm or less.
処理チャンバー１１の外周面には、シャワーヘッド１１Ｄが取り付けられている。シャワーヘッド１１Ｄは、処理チャンバー１１の外周面に取り付けられた面に複数の開口を有している。処理チャンバー１１の外周面は、シャワーヘッド１１Ｄの開口と対向する位置開口を有している。シャワーヘッド１１Ｄには、放電用ガス供給部２１Ａが放電管２４Ａを介して接続されている。なお、図２が示す例では、供給部が２つの放電用ガス供給部２１Ａを備え、かつ、各放電用ガス供給部２１Ａが異なる放電管２４Ａによってシャワーヘッド１１Ｄに対して別々に接続されている。処理チャンバー１１には、シャワーヘッド１１Ｄを介してＨ＊、ＮＨ＊、ＮＨ２ ＊、および、Ｎ２ ＊が供給される。 A shower head 11D is attached to the outer circumferential surface of the processing chamber 11. The shower head 11D has a plurality of openings on the surface attached to the outer circumferential surface of the processing chamber 11. The outer circumferential surface of the processing chamber 11 has an opening at a position opposite to the opening of the shower head 11D. A discharge gas supply unit 21A is connected to the shower head 11D via a discharge tube 24A. In the example shown in FIG. 2, the supply unit includes two discharge gas supply units 21A, and each discharge gas supply unit 21A is separately connected to the shower head 11D by a different discharge tube 24A. H * , NH * , NH2 * , and N2 * are supplied to the processing chamber 11 via the shower head 11D.
上述したように、供給部２１Ｂ，２２，２３は、放電用ガス供給部２１Ａが接続された配管とは異なる配管によって、処理チャンバー１１に接続されている。当該配管は、支持部１０Ａが処理チャンバー１１内に配置されている状態において、基板Ｓが積み重なる方向から見て、支持部１０Ａが位置する領域の外部に接続される。 As described above, the supply units 21B, 22, and 23 are connected to the processing chamber 11 by piping different from the piping to which the discharge gas supply unit 21A is connected. When the support unit 10A is placed in the processing chamber 11, the piping is connected to the outside of the area in which the support unit 10A is located, as viewed from the direction in which the substrates S are stacked.
処理チャンバー１１は、回転部１１Ｅを備えている。回転部１１Ｅは、支持部１０Ａが処理チャンバー１１内に位置している場合に、支持部１０Ａに接続することが可能である。回転部１１Ｅは、支持部１０Ａに接続した状態において、支持部１０Ａの中心軸を回転軸として支持部１０Ａを回転させる。回転部１１Ｅは、対象膜に対するエッチングの開始から終了までにわたって、支持部１０Ａを回転させる。そのため、基板Ｓでは、基板Ｓの径方向における所定の位置でのエッチング速度は、基板Ｓの周方向においてほぼ一定である。 The processing chamber 11 is equipped with a rotating unit 11E. The rotating unit 11E can be connected to the supporting unit 10A when the supporting unit 10A is located in the processing chamber 11. When the rotating unit 11E is connected to the supporting unit 10A, the rotating unit 11E rotates the supporting unit 10A around the central axis of the supporting unit 10A as the axis of rotation. The rotating unit 11E rotates the supporting unit 10A from the start to the end of etching the target film. Therefore, in the substrate S, the etching rate at a given position in the radial direction of the substrate S is approximately constant in the circumferential direction of the substrate S.
処理チャンバー１１は、温度測定部１１Ｆを備えている。温度測定部１１Ｆは、処理チャンバー１１内の温度を測定する。温度測定部１１Ｆは、制御部１０Ｃに接続されている。温度測定部１１Ｆによる温度の測定結果は、制御部１０Ｃに入力される。 The processing chamber 11 is equipped with a temperature measurement unit 11F. The temperature measurement unit 11F measures the temperature inside the processing chamber 11. The temperature measurement unit 11F is connected to the control unit 10C. The temperature measurement results by the temperature measurement unit 11F are input to the control unit 10C.
制御部１０Ｃは、例えば、温度測定部１１Ｆによる第１エッチング工程の測定結果に基づいて第２エッチング工程における基板の温度を定める。例えば、制御部１０Ｃは、記憶部１０ＣＭに記憶されたデータを用いて、第１エッチング工程での測定結果においてエッチング速度が最も低い基板内の位置を特定し、特定された基板内の位置におけるエッチング速度が最も高くなる温度を第２エッチング工程における基板の温度として特定する。特定された基板内の位置におけるエッチングの速度が最も高くなる温度が複数存在する場合には、制御部１０Ｃは、記憶部１０ＣＭに記憶されたデータを用いて、第１エッチング工程の測定結果においてエッチング速度が最も低い基板内の位置を特定する。そして、制御部１０Ｃは、特定された基板内の位置におけるエッチング速度が最も高くなる温度を第２エッチング工程における基板の温度に特定する。 The control unit 10C determines the temperature of the substrate in the second etching process based on, for example, the measurement results of the first etching process by the temperature measurement unit 11F. For example, the control unit 10C uses the data stored in the memory unit 10CM to identify the position in the substrate at which the etching rate is the lowest in the measurement results of the first etching process, and identifies the temperature at which the etching rate at the identified position in the substrate is the highest as the temperature of the substrate in the second etching process. If there are multiple temperatures at which the etching rate is the highest at the identified positions in the substrate, the control unit 10C uses the data stored in the memory unit 10CM to identify the position in the substrate at which the etching rate is the lowest in the measurement results of the first etching process. Then, the control unit 10C identifies the temperature at which the etching rate at the identified position in the substrate is the highest as the temperature of the substrate in the second etching process.
［エッチング方法］
図３を参照してエッチング方法を説明する。
エッチング方法は、対象膜を備えた複数の基板Ｓを基板Ｓ間に隙間Ｇを空けて積み重ねた状態で同時に加熱すること、および、基板Ｓの外周から基板Ｓの中心に向けて隙間Ｇのなかにエッチングガスと吸着ガスとを供給して複数の基板Ｓにおける対象膜を同時にエッチングすることを含む。エッチングすることは、基板Ｓの径方向における第１位置のエッチング速度が最も高くなる第１温度でエッチングすることと、基板Ｓの径方向における第２位置のエッチング速度が最も高くなる第２温度でエッチングすることとを含む。以下、図３を参照して、エッチング方法を詳しく説明する。
[Etching method]
The etching method will be described with reference to FIG.
The etching method includes simultaneously heating a plurality of substrates S each having a target film stacked with gaps G between the substrates S, and simultaneously etching the target films on the plurality of substrates S by supplying an etching gas and an adsorption gas into the gaps G from the outer periphery of the substrates S toward the center of the substrates S. The etching includes performing etching at a first temperature at which the etching rate at a first position in the radial direction of the substrate S is the highest, and performing etching at a second temperature at which the etching rate at a second position in the radial direction of the substrate S is the highest. The etching method will be described in detail below with reference to FIG. 3.
エッチング装置１０において複数の基板Ｓがエッチングされる際には、まず、複数の基板Ｓが、１つの基板Ｓと当該基板Ｓと隣り合う基板Ｓとの間に隙間Ｇが形成されるように、支持部１０Ａに配置される。支持部１０Ａに対する基板Ｓの配置は、搬出入チャンバー１２内に位置する支持部１０Ａに対して行われてもよいし、搬出入チャンバー１２外に位置する支持部１０Ａに対して行われてもよい。支持部１０Ａが処理チャンバー１１に搬入される前に、第１加熱部１１Ａは、処理チャンバー１１の加熱を開始する。 When multiple substrates S are etched in the etching apparatus 10, the multiple substrates S are first placed on the support part 10A so that a gap G is formed between one substrate S and the substrate S adjacent to that substrate S. The substrate S may be placed on the support part 10A located inside the load/unload chamber 12, or on the support part 10A located outside the load/unload chamber 12. Before the support part 10A is loaded into the processing chamber 11, the first heating part 11A starts heating the processing chamber 11.
次いで、複数の基板Ｓを支持した支持部１０Ａが、搬出入チャンバー１２から処理チャンバー１１に搬入される。この際、処理チャンバー１１内の温度は、基板Ｓの温度よりも高い。支持部１０Ａが処理チャンバー１１内における所定の位置に設置され、かつ、支持部１０Ａが回転部１１Ｅに接続された後、排気部１１Ｂが、処理チャンバー１１内を排気する。この際に、ゲートバルブ１３は閉じている。そして、回転部１１Ｅが、支持部１０Ａを回転させる。 Next, the support part 10A supporting multiple substrates S is loaded from the load/unload chamber 12 into the processing chamber 11. At this time, the temperature inside the processing chamber 11 is higher than the temperature of the substrates S. After the support part 10A is placed at a predetermined position in the processing chamber 11 and the support part 10A is connected to the rotation part 11E, the exhaust part 11B exhausts the inside of the processing chamber 11. At this time, the gate valve 13 is closed. Then, the rotation part 11E rotates the support part 10A.
図３が示すように、不活性ガス供給部２３がＮ２ガスを処理チャンバー１１内への供給を開始することによって、各基板Ｓに対するＮ２ガスの吹き付けが開始される（タイミングｔ０）。不活性ガス供給部２３は、所定の時間が経過する時点（タイミングｔ１）までＮ２ガスの供給を継続する。なお、不活性ガス供給部２３がＮ２ガスを供給する期間は、例えば、基板Ｓの目標温度である第１温度に応じて予め実験などによって定められる。タイミングｔ０からタイミングｔ１までの期間が、第１加熱工程である。 3, the inert gas supply unit 23 starts supplying N2 gas into the processing chamber 11, thereby starting the spraying of N2 gas onto each substrate S (timing t0). The inert gas supply unit 23 continues to supply N2 gas until a predetermined time has elapsed (timing t1). The period during which the inert gas supply unit 23 supplies N2 gas is determined in advance by experiment or the like according to the first temperature, which is the target temperature of the substrate S, for example. The period from timing t0 to timing t1 is the first heating step.
不活性ガス供給部２３は、所定の時間が経過した時点においてＮ２ガスの供給を停止する。同時に、エッチングガス供給部２１がエッチングガスの供給を開始し、かつ、吸着ガス供給部２２が吸着ガスの供給を開始する（タイミングｔ１）。エッチングガス供給部２１のうち、放電用ガス供給部２１Ａは、ＮＨ３ガスとＮ２ガスとの混合ガスを供給する。非放電用ガス供給部２１Ｂは、ＮＦ３ガスを供給する。吸着ガス供給部２２は、ＮＨ３ガスを供給する。この際に、各ガスは、基板Ｓの外周から基板Ｓの中心に向けて流れる。 The inert gas supply unit 23 stops supplying N2 gas after a predetermined time has elapsed. At the same time, the etching gas supply unit 21 starts supplying etching gas, and the adsorption gas supply unit 22 starts supplying adsorption gas (timing t1). Of the etching gas supply units 21, the discharge gas supply unit 21A supplies a mixed gas of NH3 gas and N2 gas. The non-discharge gas supply unit 21B supplies NF3 gas. The adsorption gas supply unit 22 supplies NH3 gas. At this time, each gas flows from the outer periphery of the substrate S toward the center of the substrate S.
各供給部２１，２２がガスの供給を開始した時点から所定の時間が経過した時点において、マイクロ波源２４Ｃが、導波管２４Ｂを通じた放電管２４Ａに対するマイクロ波の照射を開始する（タイミングｔ２）。放電管２４Ａに供給された放電用ガス供給部２１Ａからプラズマの生成が開始され、処理チャンバー１１に対するＨ＊、ＮＨ＊、ＮＨ２ ＊、および、Ｎ２ ＊の供給が開始される。これにより、第１温度でのポリシリコン膜のエッチングが開始される。なお、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間の長さは、例えば、Ｎ２ガスが処理チャンバー１１内から排気されるまでに要する時間、または、各供給部２１，２２から供給されるガスの流量が安定するまでに要する時間などによって定められる。 At a time when a predetermined time has elapsed from the time when each supply unit 21, 22 starts supplying gas, the microwave source 24C starts irradiating the discharge tube 24A with microwaves through the waveguide 24B (timing t2). The discharge gas supply unit 21A supplies gas to the discharge tube 24A, and plasma generation starts, and the supply of H * , NH * , NH2 * , and N2 * to the processing chamber 11 starts. This starts etching the polysilicon film at the first temperature. The length of the period from timing t1 to timing t2 is determined by, for example, the time required for N2 gas to be exhausted from the processing chamber 11, or the time required for the flow rate of the gas supplied from each supply unit 21, 22 to stabilize.
第１エッチング工程において設定される第１温度は、第２温度よりも低い温度である。また、第１温度は、処理チャンバー１１の温度よりも低い温度である。基板Ｓの温度が比較的低い場合には、基板Ｓに付着したＮＨ３分子に対して基板Ｓから熱エネルギーが与えられにくいため、基板Ｓに対してＮＨ３分子が吸着しやすい。特に、ＮＨ３ガスの供給元からの距離が小さい基板Ｓの外周において、ＮＨ３分子の吸着量が増大する。これによって、基板Ｓの外周におけるエッチング速度は、基板Ｓの中心におけるエッチング速度よりも大幅に低い。 The first temperature set in the first etching step is lower than the second temperature. The first temperature is also lower than the temperature of the processing chamber 11. When the temperature of the substrate S is relatively low, the substrate S is less likely to provide thermal energy to the NH 3 molecules adhering to the substrate S, and therefore the NH 3 molecules are more likely to be adsorbed to the substrate S. In particular, the amount of adsorption of the NH 3 molecules increases on the outer periphery of the substrate S, which is located at a short distance from the NH 3 gas supply source. As a result, the etching rate on the outer periphery of the substrate S is significantly lower than the etching rate at the center of the substrate S.
マイクロ波の供給が開始された時点から所定の時間が経過した時点において、マイクロ波源２４Ｃがマイクロ波の照射を停止し、かつ、各供給部２１，２２がガスの供給を停止する（タイミングｔ３）。なお、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの期間の長さは、例えば、第１エッチング工程における対象膜のエッチング量に応じて定められる。 When a predetermined time has elapsed since the microwave supply started, the microwave source 24C stops irradiating the microwaves, and each of the supply units 21 and 22 stops supplying gas (timing t3). Note that the length of the period from timing t2 to timing t3 is determined, for example, according to the amount of etching of the target film in the first etching process.
マイクロ波の供給が停止した時点から所定の時間が経過した時点において、不活性ガス供給部２３が、Ｎ２ガスの供給を開始する（タイミングｔ４）。これにより、Ｎ２ガスが各基板Ｓに吹き付けられることによって、基板Ｓの温度が上昇する。不活性ガス供給部２３は、所定の時間が経過する時点（タイミングｔ５）までのＮ２ガスの供給を継続する。なお、不活性ガス供給部２３がＮ２ガスを供給する期間は、例えば、基板Ｓの目標温度である第２温度に応じて予め実験などによって定められる。第２温度は、処理チャンバー１１の温度よりも低い温度である。タイミングｔ４からタイミングｔ５までの期間が、第２加熱工程である。 When a predetermined time has elapsed since the supply of microwaves was stopped, the inert gas supply unit 23 starts supplying N2 gas (timing t4). As a result, the N2 gas is sprayed onto each substrate S, thereby increasing the temperature of the substrate S. The inert gas supply unit 23 continues to supply N2 gas until a predetermined time has elapsed (timing t5). The period during which the inert gas supply unit 23 supplies N2 gas is determined in advance by experiments or the like according to, for example, the second temperature, which is the target temperature of the substrate S. The second temperature is a temperature lower than the temperature of the processing chamber 11. The period from timing t4 to timing t5 is the second heating step.
このように、本開示のエッチング方法は、第１温度でのエッチングと第２温度でのエッチングとの間に第１温度から前記第２温度に前記基板の温度を変えることを含む。基板Ｓの温度を変えることは、エッチングガスと吸着ガスとの供給を停止して隙間Ｇのなかに不活性ガスを供給することを含む。 Thus, the etching method of the present disclosure includes changing the temperature of the substrate S from a first temperature to the second temperature between etching at the first temperature and etching at the second temperature. Changing the temperature of the substrate S includes stopping the supply of the etching gas and the adsorption gas and supplying an inert gas into the gap G.
これにより、第１温度から第２温度に基板の温度を変える際に、基板Ｓ間の隙間Ｇに対して不活性ガスを供給するから、不活性ガスが供給されない場合に比べて、基板Ｓの温度が第１温度から第２温度に変わりやすくなり、かつ、基板Ｓ間での温度のばらつきが抑えられる。 As a result, when changing the temperature of the substrates S from the first temperature to the second temperature, an inert gas is supplied to the gap G between the substrates S, so that the temperature of the substrates S changes more easily from the first temperature to the second temperature than when the inert gas is not supplied, and temperature variation between the substrates S is suppressed.
なお、タイミングｔ３からタイミングｔ４までの期間の長さは、例えば、タイミングｔ３まで処理チャンバー１１に供給されていたエッチングガスおよび吸着ガスが処理チャンバー１１から排気されるまでに要する時間に設定される。 The length of the period from timing t3 to timing t4 is set, for example, to the time required for the etching gas and adsorption gas that have been supplied to the processing chamber 11 up to timing t3 to be exhausted from the processing chamber 11.
不活性ガス供給部２３は、所定の時間が経過した時点においてＮ２ガスの供給を停止する。同時に、エッチングガス供給部２１がエッチングガスの供給を開始し、かつ、吸着ガス供給部２２が吸着ガスの供給を開始する（タイミングｔ５）。各供給部２１，２２は、タイミングｔ１からタイミングｔ３の間に供給したガスと同一のガスを供給する。 The inert gas supply unit 23 stops supplying N2 gas after a predetermined time has elapsed. At the same time, the etching gas supply unit 21 starts supplying the etching gas, and the adsorption gas supply unit 22 starts supplying the adsorption gas (timing t5). Each of the supply units 21 and 22 supplies the same gas as that supplied between timing t1 and timing t3.
各供給部２１，２２がガスの供給を開始した時点から所定の時間が経過した時点において、マイクロ波源２４Ｃが、導波管２４Ｂを通じた放電管２４Ａに対するマイクロ波の照射を開始する（タイミングｔ６）。そのため、タイミングｔ２と同様に、処理チャンバー１１に対するＨ＊、ＮＨ＊、ＮＨ２ ＊、および、Ｎ２ ＊の供給が開始される。これにより、第２温度でのポリシリコン膜のエッチングが開始される。なお、タイミングｔ５からタイミングｔ６までの期間の長さは、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間の長さと同様の方法によって定められてよい。 At a time when a predetermined time has elapsed from the time when each of the supply units 21 and 22 starts supplying gas, the microwave source 24C starts irradiating the discharge tube 24A with microwaves through the waveguide 24B (timing t6). Therefore, as with timing t2, the supply of H * , NH * , NH2 * , and N2 * to the processing chamber 11 starts. This starts etching the polysilicon film at the second temperature. The length of the period from timing t5 to timing t6 may be determined by the same method as the length of the period from timing t1 to timing t2.
マイクロ波の供給が開始された時点から所定の時間が経過した時点において、マイクロ波源２４Ｃがマイクロ波の照射を停止し、かつ、各供給部２１，２２がガスの供給を停止する（タイミングｔ７）。なお、タイミングｔ６からタイミングｔ７までの期間の長さは、例えば、第２エッチング工程における対象膜のエッチング量に応じて定められる。その後、タイミングｔ８において、第２加熱部１１Ｃが基板Ｓの加熱を開始し、所定の期間にわたって基板Ｓの加熱が行われる。これにより、基板Ｓに付着した副生成物が除去される。 When a predetermined time has elapsed since the microwave supply started, the microwave source 24C stops irradiating microwaves, and each supply unit 21, 22 stops supplying gas (timing t7). The length of the period from timing t6 to timing t7 is determined, for example, according to the amount of etching of the target film in the second etching process. After that, at timing t8, the second heating unit 11C starts heating the substrate S, and the substrate S is heated for a predetermined period of time. This removes by-products adhering to the substrate S.
第２エッチング工程において設定される第２温度は、第１温度よりも高い温度である。基板Ｓの温度が比較的高い場合には、基板Ｓに付着したＮＨ３分子に対して基板Ｓから熱エネルギーが与えられやすいから、基板Ｓに対してＮＨ３分子が吸着しにくい。基板Ｓの外周においてＮＨ３分子の吸着量が減少して、基板Ｓの外周から供給されるエッチングガスが基板Ｓの外周において反応することによって、基板Ｓの中心におけるエッチング速度よりも大幅に高くなる。これによって、エッチングガスの供給元からの距離が小さい基板Ｓの外周でのエッチング速度が、基板Ｓの中心におけるエッチング速度よりも大幅に高くなる。 The second temperature set in the second etching step is a temperature higher than the first temperature. When the temperature of the substrate S is relatively high, the substrate S is more likely to give thermal energy to the NH 3 molecules attached to the substrate S, so that the NH 3 molecules are less likely to be adsorbed to the substrate S. The amount of adsorption of the NH 3 molecules at the periphery of the substrate S is reduced, and the etching gas supplied from the periphery of the substrate S reacts at the periphery of the substrate S, so that the etching rate at the periphery of the substrate S is significantly higher than that at the center of the substrate S. As a result, the etching rate at the periphery of the substrate S, which is closer to the source of the etching gas, is significantly higher than that at the center of the substrate S.
このように、本開示のエッチング方法によれば、基板Ｓの外周から基板Ｓの中心に向けて吸着ガスが供給される場合、吸着ガスが吸着しやすい低温では、吸着ガスの到達する確率が高い基板Ｓの外周において吸着ガスが吸着しやすい。反対に、吸着ガスが吸着しにくい高温では、吸着ガスが基板Ｓの中心まで到達しやすく、これにより、基板Ｓの中心において吸着ガスが吸着しやすくなる。基板Ｓの外周から基板Ｓの中心に向けて供給されたエッチングガスは、対象膜の表面のうち、吸着ガスの吸着していない部分において熱反応を進行させる。結果として、基板Ｓの温度が低温と高温とに設定されることによって、エッチングの進みやすい部分の位置が基板Ｓの径方向において変わる。そして、第１温度でのエッチングが基板Ｓの面内における第１位置で最も進み、また、第２温度でのエッチングが第１位置とは異なる第２位置で最も進むことになる。そのため、基板Ｓの径方向においてエッチングの進む度合いが偏ることを抑え、ひいては、基板Ｓの面内におけるエッチングの均一性を高めることが可能である。 In this way, according to the etching method disclosed herein, when the adsorption gas is supplied from the outer periphery of the substrate S toward the center of the substrate S, at low temperatures at which the adsorption gas is easily adsorbed, the adsorption gas is more likely to be adsorbed at the outer periphery of the substrate S where the adsorption gas is more likely to reach. Conversely, at high temperatures at which the adsorption gas is less likely to be adsorbed, the adsorption gas is more likely to reach the center of the substrate S, and as a result, the adsorption gas is more likely to be adsorbed at the center of the substrate S. The etching gas supplied from the outer periphery of the substrate S toward the center of the substrate S advances a thermal reaction in the portion of the surface of the target film where the adsorption gas is not adsorbed. As a result, by setting the temperature of the substrate S to a low temperature and a high temperature, the position of the portion where etching is likely to proceed changes in the radial direction of the substrate S. Then, etching at the first temperature proceeds most at a first position on the surface of the substrate S, and etching at the second temperature proceeds most at a second position different from the first position. Therefore, it is possible to suppress bias in the degree of etching in the radial direction of the substrate S, and thereby to increase the uniformity of etching in the surface of the substrate S.
第１エッチング工程でのエッチング、および、第２エッチング工程でのエッチングは、反応律速領域、すなわち、基板Ｓの温度を上げることによってエッチングレートが高まる領域において行われることが好ましい。上述したように、エッチング装置１０は、複数の基板Ｓを同時に処理することが可能なバッチ方式の装置であるから、枚葉式の装置に比べて、装置の大型化が余儀なくされる。こうした装置における温度の昇降は、処理の効率を向上させることに対して大きな妨げとなる。そのため、各工程でのエッチングは、反応律速領域で行われることが好ましい。 The etching in the first etching step and the etching in the second etching step are preferably performed in a reaction-rate-determining region, i.e., a region where the etching rate increases by increasing the temperature of the substrate S. As described above, the etching apparatus 10 is a batch-type apparatus capable of simultaneously processing multiple substrates S, and therefore is forced to be larger than single-wafer-type apparatus. The rise and fall of temperature in such an apparatus is a major hindrance to improving the efficiency of processing. Therefore, it is preferable that the etching in each step is performed in a reaction-rate-determining region.
なお、上述した第１位置は、基板Ｓの中心であってよく、第２位置は、基板Ｓの外周であってよい。これにより、基板Ｓの中心においてエッチング速度が最も高い状態でのエッチングと、基板Ｓの外周においてエッチング速度が最も高い状態でのエッチングとが行われるから、基板Ｓの面内におけるエッチングの均一性を寄り高めることができる。 The first position may be the center of the substrate S, and the second position may be the outer periphery of the substrate S. This allows etching to be performed at the center of the substrate S at the highest etching rate, and at the outer periphery of the substrate S at the highest etching rate, thereby further improving the uniformity of etching within the surface of the substrate S.
また、上述した第１温度は、基板Ｓの径方向において第２位置のエッチング速度が最も低くなる温度であり、第２温度は、基板Ｓの径方向において第１位置のエッチング速度が最も低くなる温度であってよい。これにより、第１温度でのエッチング、および、第２温度でのエッチングでは、エッチング速度が最も高い位置と、エッチング速度が最も低い位置とが互いに入れ替わる。そのため、一方の温度においてエッチング速度が最も高い位置と、他方の温度においてエッチング速度が最も低い位置が異なる場合に比べて、基板Ｓの面内におけるエッチングの均一性が高まる。 The above-mentioned first temperature may be the temperature at which the etching rate at the second position in the radial direction of the substrate S is the lowest, and the second temperature may be the temperature at which the etching rate at the first position in the radial direction of the substrate S is the lowest. As a result, the position with the highest etching rate and the position with the lowest etching rate are interchanged in etching at the first temperature and etching at the second temperature. Therefore, the uniformity of etching within the surface of the substrate S is improved compared to a case where the position with the highest etching rate at one temperature and the position with the lowest etching rate at the other temperature are different.
本実施形態では、第１温度でのエッチングと第２温度でのエッチングとをそれぞれ１回ずつしか行わないエッチング方法を例示している。しかしながら、エッチング方法において、エッチングすることは、第１温度でのエッチングと第２温度でのエッチングとを交互に繰り返すことを含んでもよい。この場合には、第１温度でのエッチングと第２温度でのエッチングとを繰り返すことによって、基板の面内におけるエッチングの均一性を高めつつ、繰り返しの回数によって、対象膜の厚さを調整することが可能である。 In this embodiment, an etching method is exemplified in which etching at the first temperature and etching at the second temperature are performed only once each. However, in the etching method, the etching may include alternately repeating etching at the first temperature and etching at the second temperature. In this case, by repeating etching at the first temperature and etching at the second temperature, it is possible to increase the uniformity of etching within the surface of the substrate, while adjusting the thickness of the target film by the number of repetitions.
また、本実施形態では、第１位置においてエッチング速度が最も高くなるエッチングと、第２位置においてエッチング速度が最も高くなるエッチングとのみを含むエッチング方法を例示している。しかしながら、エッチング方法において、エッチングすることは、基板Ｓの径方向において第３位置のエッチング速度が最も高くなる第３温度でエッチングすることをさらに含んでもよい。第３位置は、第１位置および第２位置とは異なる位置であり、第３温度は、第１温度および第２温度とは異なる温度である。この場合には、径方向の３箇所の各々においてエッチング速度が最も高くなる状態でエッチングを行うから、基板Ｓの面内におけるエッチングの均一性をさらに高めることが可能である。 In addition, in this embodiment, an etching method including only etching in which the etching rate is highest at the first position and etching in which the etching rate is highest at the second position is exemplified. However, in the etching method, the etching may further include etching at a third temperature at which the etching rate is highest at a third position in the radial direction of the substrate S. The third position is a position different from the first position and the second position, and the third temperature is a temperature different from the first temperature and the second temperature. In this case, etching is performed in a state in which the etching rate is highest at each of the three radial positions, so that it is possible to further improve the uniformity of etching within the surface of the substrate S.
［試験例］
図４を参照して試験例を説明する。
［基板温度とエッチング速度との関係］
ポリシリコン膜を有したシリコン基板の温度を、４８℃、５３℃、５７℃、６３℃、および、７０℃に設定して、以下の条件でポリシリコン膜をエッチングした。なお、上述した実施形態と同様に、２つの放電管を有し、かつ、２つの放電管がシャワーヘッドにおける別々の位置に接続されたエッチング装置を用いた。また、各放電管に供給される放電ガスの流量を同一に設定した。
[Test Example]
A test example will be described with reference to FIG.
[Relationship between substrate temperature and etching rate]
The temperature of the silicon substrate having the polysilicon film was set to 48° C., 53° C., 57° C., 63° C., and 70° C., and the polysilicon film was etched under the following conditions. As in the above-mentioned embodiment, an etching apparatus having two discharge tubes, the two discharge tubes being connected to different positions in the shower head, was used. The flow rates of the discharge gas supplied to each discharge tube were set to be the same.
［エッチング条件］
・放電用ガス Ｎ２ガスおよびＮＨ３ガス
・Ｎ２ガスの流量 ３０００ｓｃｃｍ
・ＮＨ３ガスの流量 ５０ｓｃｃｍ
・非放電用ガス ＮＦ３ガスおよびＮＨ３ガス
・ＮＦ３ガスの流量 ２３００ｓｃｃｍ
・ＮＨ３ガスの流量 ５０ｓｃｃｍ
・マイクロ波源の電力 ２８００Ｗ
・処理チャンバー内の圧力 ２００Ｐａ
・エッチング時間 ３００秒
[Etching conditions]
Discharge gas: N2 gas and NH3 gas Flow rate of N2 gas: 3000 sccm
NH3 gas flow rate: 50 sccm
Non-discharge gas: NF3 gas and NH3 gas Flow rate of NF3 gas: 2300 sccm
NH3 gas flow rate: 50 sccm
・Microwave source power 2800W
・Pressure in the processing chamber: 200 Pa
Etching time: 300 seconds
処理後の基板において、基板の径方向における複数の位置において対象膜の厚さを測定した。これにより、基板の各位置におけるエッチング量を算出した。エッチング量の算出結果は、図４が示す通りであった。 After processing, the thickness of the target film was measured at multiple positions in the radial direction of the substrate. This allowed the amount of etching at each position on the substrate to be calculated. The calculated etching amount was as shown in Figure 4.
図４が示すように、基板の温度が４８℃である場合には、基板の中心においてエッチング速度が最も高く、かつ、基板の中心からの距離が大きくなるほどエッチング量が小さくなることが認められた。基板の温度が５３℃である場合には、基板の中心におけるエッチング速度が最も小さく、かつ、基板の中心から１００ｍｍ離れた位置においてエッチング速度が最も高いことが認められた。基板の温度が５７℃である場合には、基板お中心においてエッチング速度が最も低く、かつ、基板の中心から１００ｍｍ離れた位置においてエッチング速度が最も小さいことが認められた。 As shown in Figure 4, when the substrate temperature was 48°C, the etching rate was highest at the center of the substrate, and the amount of etching decreased as the distance from the center of the substrate increased. When the substrate temperature was 53°C, the etching rate was lowest at the center of the substrate, and the etching rate was highest at a position 100 mm away from the center of the substrate. When the substrate temperature was 57°C, the etching rate was lowest at the center of the substrate, and the etching rate was lowest at a position 100 mm away from the center of the substrate.
これに対して、基板の温度が６３℃または７０℃である場合には、基板の中心においてエッチング速度が最も低く、かつ、基板の中心から５０ｍｍ以上離れた領域では、基板の中心からの距離が大きくなるほど、エッチング速度が高くなることが認められた。また、基板の温度が５３℃から７０℃まで上昇するほど、基板の径方向において、エッチング速度が最も高い位置が、基板の外周に向けて移行することが認められた。言い換えれば、基板の温度が上昇するほど、基板の径方向において、基板の中心を含む領域であって、エッチング速度が最も低い領域が拡張される傾向を有することが認められた。 In contrast, when the substrate temperature was 63°C or 70°C, it was found that the etching rate was lowest at the center of the substrate, and that in regions 50 mm or more away from the substrate center, the etching rate increased with increasing distance from the substrate center. It was also found that as the substrate temperature increased from 53°C to 70°C, the position with the highest etching rate in the radial direction of the substrate shifted toward the outer periphery of the substrate. In other words, it was found that as the substrate temperature increased, the region with the lowest etching rate, which is the region including the substrate center, tended to expand in the radial direction of the substrate.
このように、図４が示すグラフによれば、基板の温度が低いほど、基板の外周において対象膜のエッチングを阻害するＮＨ３分子の吸着が進むから、基板の外周におけるエッチング速度が低いと言える。これに対して、基板の温度が高いほど、基板の中心を含む領域において対象膜のエッチングを阻害するＮＨ３分子の吸着が進むから、基板の外周におけるエッチング速度が高いと言える。 4, the lower the substrate temperature, the more the NH 3 molecules that inhibit the etching of the target film are adsorbed on the substrate's periphery, and therefore the etching rate on the substrate's periphery is lower. On the other hand, the higher the substrate temperature, the more the NH 3 molecules that inhibit the etching of the target film are adsorbed in the region including the substrate's center, and therefore the etching rate on the substrate's periphery is higher.
［試験例１］
以下の条件によって、シリコン基板が備えるポリシリコン膜のエッチングを行った。なお、上述した実施形態と同様に、２つの放電管を有し、かつ、２つの放電管がシャワーヘッドにおける別々の位置に接続されたエッチング装置を用いた。また、各放電管に供給される放電ガスの流量を同一に設定した。
[Test Example 1]
The polysilicon film of the silicon substrate was etched under the following conditions. As in the above embodiment, an etching apparatus having two discharge tubes connected to different positions on the shower head was used. The flow rates of the discharge gas supplied to each discharge tube were set to be the same.
［第１加熱工程］
・不活性ガス Ｎ２ガス
・Ｎ２ガスの流量 ３０００ｓｃｃｍ
・処理チャンバー内の圧力 ２００Ｐａ
・処理時間 ８０秒
・目標温度（第１温度） ４８℃
[First heating step]
Inert gas: N2 gas Flow rate of N2 gas: 3000 sccm
・Pressure in the processing chamber: 200 Pa
Treatment time: 80 seconds Target temperature (first temperature): 48°C
［第１エッチング工程］
・放電用ガス Ｎ２ガスおよびＮＨ３ガス
・Ｎ２ガスの流量 ６０００ｓｃｃｍ
・ＮＨ３ガスの流量 ５０ｓｃｃｍ
・非放電用ガス ＮＦ３ガスおよびＮＨ３ガス
・ＮＦ３ガスの流量 ２３００ｓｃｃｍ
・ＮＨ３ガスの流量 ５０ｓｃｃｍ
・マイクロ波源の電力 １８００Ｗ
・処理チャンバー内の圧力 ２００Ｐａ
・エッチング時間 １６８秒
・第１温度 ４８℃
[First etching step]
Discharge gas: N2 gas and NH3 gas Flow rate of N2 gas: 6000 sccm
NH3 gas flow rate: 50 sccm
Non-discharge gas: NF3 gas and NH3 gas Flow rate of NF3 gas: 2300 sccm
NH3 gas flow rate: 50 sccm
・Microwave source power 1800W
・Pressure in the processing chamber: 200 Pa
Etching time: 168 seconds First temperature: 48° C.
［第２加熱工程］
・不活性ガス Ｎ２ガス
・Ｎ２ガスの流量 ３０００ｓｃｃｍ
・処理チャンバー内の圧力 ２００Ｐａ
・処理時間 ７００秒
・目標温度（第２温度） ７０℃
[Second heating step]
Inert gas: N2 gas Flow rate of N2 gas: 3000 sccm
・Pressure in the processing chamber: 200 Pa
Treatment time: 700 seconds Target temperature (second temperature): 70° C.
［第２エッチング工程］
・放電用ガス Ｎ２ガスおよびＮＨ３ガス
・Ｎ２ガスの流量 ３０００ｓｃｃｍ
・ＮＨ３ガスの流量 ５０ｓｃｃｍ
・非放電用ガス ＮＦ３ガスおよびＮＨ３ガス
・ＮＦ３ガスの流量 ２３００ｓｃｃｍ
・ＮＨ３ガスの流量 ５０ｓｃｃｍ
・マイクロ波源の電力 １４００Ｗ
・処理チャンバー内の圧力 １４０Ｐａ
・エッチング時間 １８０秒
・第２温度 ７０℃
[Second Etching Step]
Discharge gas: N2 gas and NH3 gas Flow rate of N2 gas: 3000 sccm
NH3 gas flow rate: 50 sccm
Non-discharge gas: NF3 gas and NH3 gas Flow rate of NF3 gas: 2300 sccm
NH3 gas flow rate: 50 sccm
・Microwave source power 1400W
・Pressure in the processing chamber: 140 Pa
Etching time: 180 seconds Second temperature: 70° C.
上記条件によってエッチングしたポリシリコン膜のエッチング量を基板の各位置において測定した。測定結果は、図５に示す通りであった。なお、基板の中心を通る１つの直線であるＸ軸に沿うエッチング量と、基板の中心を通り、かつ、Ｘ軸に直交するＹ軸に沿うエッチング量とを測定した。 The amount of etching of the polysilicon film etched under the above conditions was measured at each position on the substrate. The measurement results are shown in Figure 5. The amount of etching was measured along the X-axis, which is a straight line passing through the center of the substrate, and along the Y-axis, which passes through the center of the substrate and is perpendicular to the X-axis.
図５が示すように、第１温度および第２温度の各々のみによって同程度のエッチングを行う場合に比べて、Ｘ軸およびＹ軸の両方において、ポリシリコン膜のエッチング量における面内での均一性が高まることが認められた。 As shown in FIG. 5, it was found that the in-plane uniformity of the amount of etching of the polysilicon film was improved in both the X-axis and Y-axis compared to when the same degree of etching was performed using only the first temperature and the second temperature.
以上説明したように、エッチング方法、および、エッチング装置の一実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）基板Ｓの径方向においてエッチングの進む度合いが偏ることを抑え、ひいては、基板Ｓの面内におけるエッチングの均一性を高めることが可能である。
As described above, according to one embodiment of the etching method and the etching apparatus, the following effects can be obtained.
(1) It is possible to prevent the rate at which etching progresses from becoming uneven in the radial direction of the substrate S, and thus to improve the uniformity of etching within the surface of the substrate S.
（２）第１温度から第２温度に基板の温度を変える際に、基板Ｓ間の隙間Ｇに対して不活性ガスを供給するから、不活性ガスが供給されない場合に比べて、基板Ｓの温度が第１温度から第２温度に変わりやすくなり、かつ、基板Ｓ間での温度のばらつきが抑えられる。 (2) When changing the temperature of the substrates from the first temperature to the second temperature, an inert gas is supplied to the gap G between the substrates S. This makes it easier for the temperature of the substrates S to change from the first temperature to the second temperature than when no inert gas is supplied, and also reduces temperature variation between the substrates S.
（３）第１位置が基板Ｓの中心であり、第２位置が基板Ｓの外周である場合には、基板Ｓの中心においてエッチング速度が最も高い状態でのエッチングと、基板Ｓの外周においてエッチング速度が最も高い状態でのエッチングとが行われるから、基板Ｓの面内におけるエッチングの均一性を寄り高めることができる。 (3) When the first position is the center of the substrate S and the second position is the outer periphery of the substrate S, etching is performed at the center of the substrate S at the highest etching rate and at the outer periphery of the substrate S at the highest etching rate, thereby making it possible to further improve the uniformity of etching within the surface of the substrate S.
（４）第３温度でのエッチングを行う場合には、径方向の３箇所の各々においてエッチング速度が最も高くなる状態でエッチングを行うから、基板Ｓの面内におけるエッチングの均一性をさらに高めることが可能である。 (4) When etching is performed at the third temperature, etching is performed in a state where the etching rate is the highest at each of the three radial locations, so it is possible to further improve the uniformity of etching within the surface of the substrate S.
なお、上述した実施形態は以下のように変更して実施することができる。
［エッチング方法］
・上述したように、エッチング方法において第３温度でのエッチングを行ってもよいし、行わなくてもよい。第３温度でのエッチングを行わなくとも、第１温度でのエッチングおよび第２温度でのエッチングを行うことによって、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。
The above-described embodiment can be modified as follows.
[Etching method]
As described above, the etching method may or may not include etching at the third temperature. Even if etching at the third temperature is not performed, the effect equivalent to that of (1) above can be obtained by performing etching at the first temperature and etching at the second temperature.
・第１温度は、基板の径方向において第２位置のエッチング速度が最も低くなる温度でなくてもよいし、第２温度は、基板の径方向において第１位置のエッチング速度が最も低くなる温度でなくてもよい。この場合であっても、第１温度でのエッチングおよび第２温度でのエッチングを行うことによって、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。 The first temperature does not have to be the temperature at which the etching rate at the second position in the radial direction of the substrate is the lowest, and the second temperature does not have to be the temperature at which the etching rate at the first position in the radial direction of the substrate is the lowest. Even in this case, by performing etching at the first temperature and etching at the second temperature, it is possible to obtain an effect similar to that of (1) described above.
・第１位置は基板Ｓの中心以外の位置であってよく、また、第２位置は基板Ｓの外周以外の位置であってもよい。この場合であっても、第１温度でのエッチングおよび第２温度でのエッチングを行うことによって、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。 The first position may be a position other than the center of the substrate S, and the second position may be a position other than the outer periphery of the substrate S. Even in this case, by performing etching at the first temperature and etching at the second temperature, it is possible to obtain an effect similar to that of (1) described above.
・エッチング方法において、上述したように、第１温度でのエッチングと第２温度でのエッチングとを１回ずつのみ行ってもよいし、第１温度でのエッチングと第２温度でのエッチングとを交互に繰り返してもよい。 - In the etching method, as described above, etching at the first temperature and etching at the second temperature may be performed only once each, or etching at the first temperature and etching at the second temperature may be alternately repeated.
・基板Ｓの温度を第１温度から第２温度に変える際には、基板Ｓの隙間Ｇのなかに不活性ガスを供給することに代えて、例えば、第１加熱部１１Ａにおける設定温度を変えることによって、基板Ｓの温度を第１温度から第２温度に変えてもよい。 - When changing the temperature of the substrate S from the first temperature to the second temperature, instead of supplying an inert gas into the gap G of the substrate S, the temperature of the substrate S may be changed from the first temperature to the second temperature, for example, by changing the set temperature in the first heating section 11A.
・第１温度は、第２温度よりも低い温度であってもよい。この場合には、例えばエッチング装置１０が冷却部を備え、処理チャンバー１１の温度、ひいては基板Ｓの温度を下げることによって、基板Ｓの温度を第１温度から第２温度に変えることが可能である。この場合であっても、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。 The first temperature may be lower than the second temperature. In this case, for example, the etching apparatus 10 may be equipped with a cooling unit, and the temperature of the processing chamber 11, and therefore the temperature of the substrate S, may be lowered to change the temperature of the substrate S from the first temperature to the second temperature. Even in this case, it is possible to obtain an effect similar to that of (1) above.
なお、上述したように、第１温度が第２温度よりも低く、かつ、第１温度および第２温度の両方が処理チャンバー１１の温度よりも低い場合には、基板Ｓの温度を第１温度から第２温度に変える際に、基板Ｓの冷却に必要な時間、および、第１加熱部１１Ａにおける設定温度の変更が不要である。これにより、基板Ｓのエッチングにおける効率を高めることが可能である。 As described above, when the first temperature is lower than the second temperature and both the first temperature and the second temperature are lower than the temperature of the processing chamber 11, when changing the temperature of the substrate S from the first temperature to the second temperature, the time required to cool the substrate S and the change in the set temperature of the first heating unit 11A are not required. This makes it possible to increase the efficiency of etching the substrate S.
・対象膜は、ポリシリコン以外の材料から形成されてもよい。対象膜は、例えばアモルファスシリコンなどのシリコンを含む膜から形成されてよい。対象膜がアモルファスシリコンから形成される場合には、ポリシリコンと同様のエッチングガスおよび吸着ガスを採用することができる。 - The target film may be formed from a material other than polysilicon. The target film may be formed from a film containing silicon, such as amorphous silicon. When the target film is formed from amorphous silicon, the same etching gas and adsorption gas as for polysilicon can be used.
１０…エッチング装置
１０Ａ…支持部
１１…処理チャンバー
１１Ａ…第１加熱部
１１Ｆ…温度測定部
２１…エッチングガス供給部
２１Ａ…放電用ガス供給部
２１Ｂ…非放電用ガス供給部
２２…吸着ガス供給部
２３…不活性ガス供給部
Ｓ…基板
Reference Signs List 10 Etching apparatus 10A Support section 11 Processing chamber 11A First heating section 11F Temperature measurement section 21 Etching gas supply section 21A Discharge gas supply section 21B Non-discharge gas supply section 22 Adsorption gas supply section 23 Inert gas supply section S Substrate
Claims (7)
前記基板の外周から前記基板の中心に向けて前記隙間のなかにエッチングガスとエッチングを阻害する吸着ガスとを供給して前記吸着ガスが前記基板上に吸着する位置を温度により変化させ、エッチング速度が高くなる位置を変え、前記複数の基板における対象膜を同時にエッチングすること、を含むエッチング方法であって、
前記エッチングすることは、
前記基板の径方向における第１位置のエッチング速度が最も高くなる第１温度でエッチングすることと、
前記基板の前記径方向における第２位置のエッチング速度が最も高くなる第２温度でエッチングすることと、を含み、前記第２位置は、前記第１位置とは異なる位置であり、前記第２温度は、前記第１温度とは異なる温度である
エッチング方法。 Heating a plurality of substrates having a target film simultaneously in a stacked state with gaps between the substrates; and
an etching method including: supplying an etching gas and an adsorption gas that inhibits etching into the gap from an outer periphery of the substrate toward a center of the substrate , changing a position on the substrate where the adsorption gas is adsorbed by temperature, thereby changing a position where an etching rate is high, and simultaneously etching target films on the plurality of substrates;
The etching step comprises:
Etching at a first temperature at which an etching rate at a first position in a radial direction of the substrate is maximized;
and etching the substrate at a second temperature at which an etching rate at a second position in the radial direction of the substrate is highest, the second position being different from the first position, and the second temperature being different from the first temperature.
前記基板の温度を変えることは、前記エッチングガスと前記吸着ガスとの供給を停止して前記隙間のなかに不活性ガスを供給することを含む
請求項１に記載のエッチング方法。 changing a temperature of the substrate from the first temperature to the second temperature between etching at the first temperature and etching at the second temperature;
2. The etching method according to claim 1, wherein changing the temperature of the substrate includes stopping the supply of the etching gas and the adsorption gas and supplying an inert gas into the gap.
請求項１または２に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1 or 2, wherein the etching step includes alternating between etching at the first temperature and etching at the second temperature.
前記第２位置は、前記基板の前記外周である
請求項１から３のいずれか一項に記載のエッチング方法。 the first location is the center of the substrate;
The etching method according to claim 1 , wherein the second position is the outer periphery of the substrate.
前記第２温度は、前記基板の径方向において前記第１位置のエッチング速度が最も低くなる温度である
請求項１から４のいずれか一項に記載のエッチング方法。 the first temperature is a temperature at which an etching rate at the second position in a radial direction of the substrate is the lowest,
The etching method according to claim 1 , wherein the second temperature is a temperature at which an etching rate at the first position in a radial direction of the substrate is the lowest.
前記基板の径方向において第３位置のエッチング速度が最も高くなる第３温度でエッチングすることをさらに含み、前記第３位置は、前記第１位置および前記第２位置とは異なる位置であり、前記第３温度は、前記第１温度および前記第２温度とは異なる温度である
請求項１から５のいずれか一項に記載のエッチング方法。 The etching step comprises:
6. The etching method according to claim 1, further comprising etching at a third temperature at which an etching rate at a third position in a radial direction of the substrate is highest, the third position being a position different from the first position and the second position, and the third temperature being a temperature different from the first temperature and the second temperature.
前記複数の基板を同時に加熱する加熱部と、
前記基板の外周から前記基板の中心に向けて前記隙間のなかにエッチングガスとエッチングを阻害する吸着ガスとを供給する供給部と、
前記加熱部の駆動と前記供給部の駆動とを制御する制御部と、を備えたエッチング装置であって、
前記制御部は、
前記加熱部の駆動を制御して、前記基板の径方向における第１位置のエッチング速度が最も高くなる第１温度に前記基板を加熱した状態で、前記供給部の駆動を制御して、前記エッチングガスと前記吸着ガスとを供給して前記吸着ガスが前記基板上に吸着する位置を温度により変化させ、エッチング速度が高くなる位置を変え、前記複数の基板における前記対象膜を同時にエッチングし、
前記加熱部の駆動を制御して、前記基板の前記径方向における第２位置のエッチング速度が最も高くなる第２温度に前記基板を加熱した状態で、前記供給部の駆動を制御して、前記エッチングガスと前記吸着ガスとを供給して前記複数の基板における前記対象膜を同時にエッチングし、
前記第２位置は、前記第１位置とは異なる位置であり、前記第２温度は、前記第１温度とは異なる位置である
エッチング装置。 A support section that supports a plurality of substrates each having a target film in a stacked state with gaps between the substrates;
A heating unit that heats the plurality of substrates simultaneously;
a supply unit that supplies an etching gas and an adsorption gas that inhibits etching into the gap from the outer periphery of the substrate toward the center of the substrate;
A control unit that controls driving of the heating unit and the supply unit,
The control unit is
a supply unit that supplies the etching gas and the adsorption gas to a first temperature at which the etching rate at a first position in a radial direction of the substrate is highest by controlling the operation of the heating unit, thereby changing the position at which the adsorption gas is adsorbed on the substrate depending on the temperature, thereby changing the position at which the etching rate is high, and simultaneously etching the target films on the multiple substrates;
controlling the operation of the heating unit to heat the substrate to a second temperature at which an etching rate at a second position in the radial direction of the substrate is maximized, controlling the operation of the supply unit to supply the etching gas and the adsorption gas to simultaneously etch the target films on the plurality of substrates;
The second position is different from the first position, and the second temperature is different from the first temperature.
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