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TWI886273B - 蝕刻方法及電漿處理裝置 - Google Patents

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TWI886273B
TWI886273B TW110116867A TW110116867A TWI886273B TW I886273 B TWI886273 B TW I886273B TW 110116867 A TW110116867 A TW 110116867A TW 110116867 A TW110116867 A TW 110116867A TW I886273 B TWI886273 B TW I886273B
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plasma
titanium nitride
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浅子竜一
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明揭示之蝕刻方法包括：(a)使用第1電漿蝕刻氮化鈦膜之步驟；及(b)使用第2電漿蝕刻氮化鈦膜之步驟。第1電漿自第1處理氣體產生，第2電漿自第2處理氣體產生。第1處理氣體及第2處理氣體中之一者包含含氯氣體及氟碳氣體，另一者包含含氯氣體而不含氟碳氣體。重複執行包括(a)及(b)之循環。循環之重複係於氮化鈦膜在其膜厚方向被局部蝕刻之狀態下停止。

Description

蝕刻方法及電漿處理裝置
本發明之例示之實施方式係關於一種蝕刻方法及電漿處理裝置。
電漿蝕刻係為了對基板之膜之加工而進行的。日本專利特表2004-519838號公報(以下，稱為「專利文獻1」)揭示有對於氮化鈦膜之電漿蝕刻。具體而言，專利文獻1揭示有如下內容：於對於氮化鈦膜之電漿蝕刻中，使用自包含氯及氟碳之氣體產生之電漿。
本發明提供一種技術，其抑制因氮化鈦膜之局部蝕刻而產生之底面粗糙，減小因圖案之密度不同而產生之氮化鈦膜之蝕刻速率之差異。
於一例示之實施方式中，提供一種蝕刻方法。蝕刻方法包括(a)使用第1電漿蝕刻氮化鈦膜之步驟。蝕刻方法進而包括(b)使用第2電漿蝕刻氮化鈦膜之步驟。第1電漿自第1處理氣體產生，第2電漿自第2處理氣體產生。第1處理氣體及第2處理氣體中之一者包含含氯氣體及氟碳氣體。第1處理氣體及第2處理氣體中之另一者包含含氯氣體而不含氟碳氣體。於蝕刻方法中，重複執行包括(a)及(b)之循環。循環之重複係於氮化鈦膜在其膜厚方向被局部蝕刻之狀態下停止，以使該氮化鈦膜於其上表面與下表面之間形成有底面。
根據一例示之實施方式，因氮化鈦膜之局部蝕刻而產生之底面之粗糙得到抑制，因圖案之密度不同而產生之氮化鈦膜之蝕刻速率之差異減小。
以下對各種例示之實施方式進行說明。
於一例示之實施方式中，提供一種蝕刻方法。蝕刻方法包括(a)使用第1電漿蝕刻氮化鈦膜之步驟。蝕刻方法進而包括(b)使用第2電漿蝕刻氮化鈦膜之步驟。第1電漿自第1處理氣體產生，第2電漿自第2處理氣體產生。第1處理氣體及第2處理氣體中之一者包含含氯氣體及氟碳氣體。第1處理氣體及第2處理氣體中之另一者包含含氯氣體而不含氟碳氣體。於蝕刻方法中，重複執行包括(a)及(b)之循環。循環之重複係於氮化鈦膜在其膜厚方向被局部蝕刻之狀態下停止，以使該氮化鈦膜於其上表面與下表面之間形成有底面。
於利用自包含含氯氣體而不含氟碳氣體之處理氣體產生之電漿進行之蝕刻中，因圖案之密度不同而產生之氮化鈦膜之蝕刻速率之差異較小。然而，於利用自包含含氯氣體而不含氟碳氣體之處理氣體產生之電漿進行之蝕刻中，因氮化鈦膜之局部蝕刻而產生之底面之粗糙較大。另一方面，於利用自包含含氯氣體及氟碳氣體之處理氣體產生之電漿進行之蝕刻中，因氮化鈦膜之局部蝕刻而產生之底面之粗糙得到抑制。然而，於利用自包含含氯氣體及氟碳氣體之處理氣體產生之電漿進行之蝕刻中，因圖案之密度不同而產生之氮化鈦膜之蝕刻速率之差異變大。於上述實施方式中，利用自第1處理氣體產生之第1電漿進行之氮化鈦膜之電漿蝕刻與利用自第2處理氣體產生之第2電漿進行之氮化鈦膜之電漿蝕刻交替地進行。因此，根據上述實施方式，抑制因氮化鈦膜之局部蝕刻而產生之底面之粗糙，減小因圖案之密度不同而產生之氮化鈦膜之蝕刻速率之差異。
於一例示之實施方式中，具有氮化鈦膜之基板亦可進而具有相變材料層。氮化鈦膜設置於相變材料層上。於該實施方式中，蝕刻方法可進而包括如下步驟：使用自第3處理氣體產生之第3電漿，對氮化鈦膜中之底面與下表面之間之部分及相變材料層之厚度方向上之一部分進行蝕刻。
於一例示之實施方式中，第3處理氣體亦可包含含溴氣體。根據該實施方式，可於抑制相變材料層之損傷的同時，蝕刻相變材料層。
於一例示之實施方式中，相變材料層可由鍺、銻、及碲形成。
於一例示之實施方式中，蝕刻方法亦可進而包括如下步驟：使用自第4處理氣體產生之第4電漿，對相變材料層進行進一步蝕刻。
於一例示之實施方式中，第4處理氣體亦可包含氫氣及烴氣體。
於一例示之實施方式中，循環中(a)之時長與(b)之時長各自可為1秒以上3秒以下。根據該實施方式，更有效地抑制因氮化鈦膜之局部蝕刻而產生之底面之粗糙，更有效地減小因圖案之密度不同而產生之氮化鈦膜之蝕刻速率之差異。
於另一例示之實施方式中，提供一種電漿處理裝置。電漿處理裝置具備腔室、基板支持器、氣體供給部、電漿產生部、及控制部。基板支持器構成為於腔室內支持基板。氣體供給部構成為向腔室內供給第1處理氣體及第2處理氣體。電漿產生部構成為自腔室內之氣體產生電漿。控制部構成為控制氣體供給部及電漿產生部。第1處理氣體及第2處理氣體中之一者包含含氯氣體及氟碳氣體。第1處理氣體及第2處理氣體中之另一者包含含氯氣體而不含氟碳氣體。控制部重複執行包括第1控制及第2控制之控制循環。控制部執行之第1控制包括控制氣體供給部及電漿產生部，以使於腔室內自第1處理氣體產生第1電漿，對受基板支持器支持之基板之氮化鈦膜進行蝕刻。控制部執行之第2控制包括控制氣體供給部及電漿產生部，以使於腔室內自第2處理氣體產生第2電漿，蝕刻氮化鈦膜。控制循環之重複於氮化鈦膜在其膜厚方向被局部蝕刻之狀態下停止，以使該氮化鈦膜於其上表面與下表面之間形成有底面。
以下，參照圖式對各種例示之實施方式進行詳細說明。再者，對於各圖式中相同或相當之部分標註相同符號。
圖1係一例示之實施方式之蝕刻方法之流程圖。圖1所示之蝕刻方法(以下，稱為「方法MT」)係為了蝕刻基板之氮化鈦膜而執行的。
圖2係一例之基板之局部放大剖視圖。方法MT可應用於圖2所示之基板W。基板W具有氮化鈦膜TNF。基板W亦可進而具有層PCL。層PCL係相變材料層。氮化鈦膜TNF設置於層PCL上。包含層PCL之基板W例如用於相變記憶體之製造。層PCL由硫屬合金形成。層PCL可包含鍺(Ge)、銻(Sb)、及碲(Te)。層PCL之組成例如為Ge2 Sb2 Te5 。
基板W亦可進而具有遮罩MK。遮罩MK設置於氮化鈦膜TNF上。遮罩MK具有轉印至氮化鈦膜TNF之圖案。即，遮罩MK被圖案化以形成有圖案及間隔。遮罩MK具有形成有相對較寬之間隔之區域，即，其中之圖案以相對較低之密度設置之區域(以下，稱為「稀疏區域」)。又，遮罩MK具有形成有相對較窄之間隔之區域，即，其中之圖案以相對較高之密度設置之區域(以下，稱為「密集區域」)。
遮罩MK由如下材料形成，該材料具有在步驟ST1及步驟ST2中比在後述之步驟ST1及步驟ST2中氮化鈦膜TNF之蝕刻速率低之蝕刻速率。遮罩MK例如由氮化矽形成。
基板W亦可進而具有底層區域UR。層PCL設置於底層區域UR上。底層區域UR例如由氮化矽形成。
以下，參照圖1及圖2的同時，參照圖3(a)～圖3(c)。圖3(a)～圖3(c)之各者係於圖1所示之蝕刻方法之相應步驟中製作之基板之局部放大剖視圖。
如圖1所示，方法MT包括步驟ST1及步驟ST2。步驟ST1及步驟ST2係於圖2所示之基板W配置於電漿處理裝置之腔室內之狀態下執行。於步驟ST1中，於腔室內使用產生之第1電漿蝕刻氮化鈦膜TNF。於隨後之步驟ST2中，於電漿處理裝置之腔室內使用產生之第2電漿蝕刻氮化鈦膜TNF。於步驟ST1及步驟ST2中，對於氮化鈦膜TNF之自遮罩MK露出之部分進行蝕刻。
於步驟ST1中，第1電漿自第1處理氣體產生，於步驟ST2中，第2電漿自第2處理氣體產生。第1處理氣體及第2處理氣體中之一者包含含氯氣體及氟碳氣體。第1處理氣體及第2處理氣體中之另一者包含含氯氣體而不含氟碳氣體。含氯氣體例如包含Cl2 、HCl、CH3 Cl、及ClF中之一者以上。氟碳氣體例如為CF4 氣體。
於方法MT中，重複執行包括步驟ST1及步驟ST2之循環CY。如圖3(a)所示，循環CY之重複係於氮化鈦膜TNF在其膜厚方向被局部蝕刻之狀態下停止。循環CY之重複之結果為，氮化鈦膜TNF形成有底面BS。底面BS形成於氮化鈦膜TNF之上表面US與下表面LS之間。
方法MT亦可包括步驟STJ。於步驟STJ中，判定是否滿足停止條件。於步驟STJ中，例如，於循環CY之重複次數達到特定次數之情形時，判定為滿足停止條件。當循環CY之重複次數達到特定次數時，如圖3(a)所示，氮化鈦膜TNF之蝕刻於氮化鈦膜TNF在其膜厚方向被局部蝕刻之狀態下停止。當於步驟STJ中判定為不滿足停止條件時，再次執行循環CY。當於步驟STJ中判定為滿足停止條件時，循環CY之重複結束。
於利用自包含含氯氣體而不含氟碳氣體之處理氣體產生之電漿進行之蝕刻中，因圖案之密度不同而產生之氮化鈦膜之蝕刻速率之差異較小。然而，於利用自包含含氯氣體而不含氟碳氣體之處理氣體產生之電漿進行之蝕刻中，因氮化鈦膜之局部蝕刻而產生之底面之粗糙變大。
另一方面，於利用自包含含氯氣體及氟碳氣體之處理氣體產生之電漿進行之蝕刻中，因氮化鈦膜之局部蝕刻而產生之底面之粗糙得到抑制。然而，於利用自包含含氯氣體及氟碳氣體之處理氣體產生之電漿進行之蝕刻中，因圖案之密度不同而產生之氮化鈦膜之蝕刻速率之差異變大。具體而言，於利用自包含含氯氣體及氟碳氣體之處理氣體產生之電漿進行之蝕刻中，稀疏區域中氮化鈦膜之蝕刻速率較低，密集區域中氮化鈦膜之蝕刻速率較高。
於方法MT中，利用自第1處理氣體產生之第1電漿進行之氮化鈦膜TNF之電漿蝕刻與利用自第2處理氣體產生之第2電漿進行之氮化鈦膜TNF之電漿蝕刻交替地進行。因此，根據方法MT，可抑制因氮化鈦膜TNF之局部蝕刻產生之底面BS之粗糙，減小因圖案之密度不同而產生之氮化鈦膜TNF之蝕刻速率之差異。
於一實施方式中，循環CY中之步驟ST1之時長與步驟ST2之時長各自可為1秒以上3秒以下。根據該實施方式，可更有效地抑制因氮化鈦膜TNF之局部蝕刻而產生之底面BS之粗糙，更有效地減小因圖案之密度不同而產生之氮化鈦膜TNF之蝕刻速率之差異。
於一實施方式中，方法MT可進而包括步驟ST3。步驟ST3係於循環CY之重複之後執行。步驟ST3係於圖3(a)所示之基板W配置於電漿處理裝置之腔室內之狀態下執行。於循環CY之重複中所使用之電漿處理裝置可用於執行步驟ST3。即，循環CY及步驟ST3可使用單個電漿處理裝置來執行。或者，步驟ST3亦可使用與循環CY之重複中所使用之電漿處理裝置不同之電漿處理裝置來執行。於使用與循環CY之重複中所使用之電漿處理裝置不同之電漿處理裝置來執行步驟ST3之情形時，可於該等電漿處理裝置之間經由減壓之環境搬送基板W。即，可於不破壞真空之情況下於該等電漿處理裝置之間搬送基板W。
於步驟ST3中，於電漿處理裝置之腔室內使用產生之第3電漿，對氮化鈦膜TNF中之底面BS與下表面LS之間之部分及層PCL之厚度方向上之一部分進行蝕刻。執行步驟ST3之後基板W之狀態之例子示於圖3(b)中。
於步驟ST3中，自第3處理氣體產生第3電漿。可以如下方式選擇第3處理氣體：由第3電漿引起之層PCL之損傷小於當藉由重複循環CY進行層PCL之蝕刻時會引起之層PCL之損傷。第3處理氣體可包含鹵氣。第3處理氣體亦可包含稀釋鹵氣之其他氣體(例如，如稀有氣體等惰性氣體)。或者，第3處理氣體亦可為包含鹵氣及Cx Hy Xz 氣體之混合氣體。此處，「X」為鹵元素，x、y、及z之各者為0以上之整數。鹵氣例如為Cl2 氣體。Cx Hy Xz 氣體例如為溴化氫氣體(HBr氣體)、CH3 F氣體、CHF3 氣體、或CF4 氣體。根據步驟ST3，可於抑制層PCL之損傷的同時，蝕刻層PCL。
於一實施方式中，方法MT亦可進而包括步驟ST4。步驟ST4係於步驟ST3之後執行。步驟ST4係於圖3(b)所示之基板W配置於電漿處理裝置之腔室內之狀態下執行。可將循環CY之重複中所使用之電漿處理裝置或步驟ST3中所使用之電漿處理裝置用於執行步驟ST4。循環CY、步驟ST3、及步驟ST4亦可使用單個電漿處理裝置來執行。或者，步驟ST4亦可使用與循環CY之重複中所使用之電漿處理裝置及步驟ST3中所使用之電漿處理裝置不同之電漿處理裝置來執行。於使用與步驟ST3中所使用之電漿處理裝置不同之電漿處理裝置執行步驟ST4之情形時，可於該等電漿處理裝置之間經由減壓之環境搬送基板W。即，可於不破壞真空之情況下於該等電漿處理裝置之間搬送基板W。
於步驟ST4中，於電漿處理裝置之腔室內使用產生之第4電漿，對層PCL進行進一步蝕刻。如圖3(c)所示，可於步驟ST4中以露出底層區域UR之方式對層PCL進行蝕刻。
於步驟ST4中，第4電漿自第4處理氣體產生。第4處理氣體亦可包含氫氣(H2 氣體)、氫氣與烴氣體(例如甲烷氣體)之混合氣體、鹵化氫氣體(例如HBr氣體)、或一種以上有機鹵化物氣體。第4處理氣體亦可為包含氫氣、烴氣體、鹵化氫氣體、及一種以上有機鹵化物氣體中之一者以上之混合氣體。一種以上有機鹵化物氣體可包含CH3 F氣體、CHF3 氣體、及CF4 氣體中之一者以上。
以下，對可於方法MT之執行中使用之電漿處理裝置進行說明。圖4係概略性地示出一例示之實施方式之電漿處理裝置之圖。
圖4所示之電漿處理裝置1係感應耦合型電漿處理裝置。電漿處理裝置1具備腔室10。腔室10中形成有空間Sp。對基板W之電漿處理係於空間Sp中進行。於一實施方式中，腔室10亦可包含腔室本體12。腔室本體12具有大致筒形狀(例如大致圓筒形狀)。腔室本體12由如鋁等金屬形成。空間Sp形成於腔室本體12之內側。
電漿處理裝置1進而具備基板支持器16。基板支持器16構成為於腔室10中支持基板W。基板支持器16亦可受支持部14支持。支持部14設置於腔室10之底部上。支持部14亦可具有大致圓筒形狀。支持部14可由絕緣材料形成。支持部14之絕緣材料可為石英。支持部14於腔室10內自腔室10之底部向上方延伸。
於一實施方式中，基板支持器16亦可包含下部電極18及靜電吸盤20。基板支持器16亦可進而包含電極板19。電極板19由如鋁等金屬形成。電極板19具有大致圓盤形狀。
下部電極18設置於電極板19上。下部電極18由如鋁等金屬形成。下部電極18具有大致圓盤形狀。下部電極18電性連接於電極板19。下部電極18中亦可形成有流路24。流路24構成調溫機構。流路24經由配管26a及配管26b連接於設置在腔室10外部之冷卻器單元。冷卻器單元將冷媒經由配管26a供給至流路24。供給至流路24之冷媒經由配管26b返回至冷卻器單元。藉由控制供給至流路24之冷媒之溫度，而對受基板支持器16支持之基板W之溫度進行控制。
靜電吸盤20設置於下部電極18上。基板W載置於靜電吸盤20上。靜電吸盤20包含本體及電極。靜電吸盤20之本體由如氧化鋁或氮化鋁等介電體形成。靜電吸盤20之電極係具有導電性之膜，其設置於靜電吸盤20之本體中。直流電源22經由開關23連接於靜電吸盤20之電極。當來自直流電源22之直流電壓施加於靜電吸盤20之電極時，在載置於靜電吸盤20上之基板W與靜電吸盤20之間會產生靜電引力。藉由產生之靜電引力，基板W被靜電吸盤20保持。
基板支持器16亦可進而支持搭載於其上之邊緣環ER。邊緣環ER具有大致環形狀。邊緣環ER例如由矽、碳化矽、或石英形成。基板W配置於靜電吸盤20上且被邊緣環ER圍繞之區域內。
於一實施方式中，電漿處理裝置1亦可進而具備氣體供給管線28。氣體供給管線28將來自傳熱氣體供給機構之傳熱氣體(例如，He氣體)供給至靜電吸盤20之上表面與基板W之背面之間之間隙。
於一實施方式中，電漿處理裝置1亦可進而具備加熱器HT。加熱器HT可設置於基板支持器16中，以調整基板W之溫度。加熱器HT亦可設置於靜電吸盤20中。加熱器電源HP連接於加熱器HT。當電力自加熱器電源HP供給至加熱器HT時，加熱器HT發熱，基板W之溫度被調整。
於一實施方式中，電漿處理裝置1亦可進而具備介電體194。介電體194亦可成為板狀。介電體194設置於基板支持器16之上方。介電體194構成劃分出空間Sp之頂部。
於一實施方式中，電漿處理裝置1亦可進而具備屏蔽罩46。屏蔽罩46可沿著腔室10之內壁裝卸自如地設置。於支持部14之外周亦可設置屏蔽罩46。屏蔽罩46防止蝕刻副產物附著於腔室10。屏蔽罩46例如可藉由用Y2 O3 等陶瓷被覆由鋁形成之構件之表面而形成。
於一實施方式中，電漿處理裝置1亦可進而具備擋板構件48。擋板構件48設置於支持部14與腔室10之側壁之間。擋板構件48例如可藉由用Y2 O3 等陶瓷被覆由鋁形成之板狀之構件之表面而形成。於擋板構件48形成有複數個貫通孔。
於一實施方式中，腔室10之底部亦可形成有排氣口12e。電漿處理裝置1亦可進而具備排氣裝置50。排氣裝置50經由排氣管52連接於排氣口12e。排氣裝置50可包含渦輪分子泵等真空泵及壓力控制器(例如，自動壓力控制閥)。排氣裝置50可將空間Sp之壓力降低至所指定之壓力。
於一實施方式中，電漿處理裝置1亦可進而具備高頻電源64。高頻電源64係產生用以將離子饋入基板W之高頻電力即高頻偏壓電力之電源。高頻偏壓電力之頻率例如為400 kHz以上40.68 MHz以下。高頻電源64經由匹配器68電性連接於下部電極18。匹配器68具有用以使高頻電源64之負載側(下部電極18側)之阻抗與高頻電源64之輸出阻抗匹配之迴路。
電漿處理裝置1亦可進而具備氣體供給部120。氣體供給部120構成為向空間Sp供給上述之第1處理氣體及第2處理氣體。氣體供給部120亦可構成為向空間Sp除了供給第1處理氣體及第2處理氣體以外，還供給上述之第3處理氣體及/或第4處理氣體。腔室10之側壁亦可形成有氣體導入口121。氣體供給部120亦可經由配管123連接於氣體導入口121。
氣體供給部120亦可包含氣體供給源122、流量控制器124、及開閉閥126。氣體供給源122包含第1處理氣體之源及第2處理氣體之源。氣體供給源122亦可進而包含第3處理氣體之源及/或第4處理氣體之源。氣體供給源122經由流量控制器124及開閉閥126連接於空間Sp。氣體供給源122亦可經由流量控制器124及開閉閥126連接於配管123。流量控制器124例如係質量流量控制器或壓力控制式流量控制器。來自氣體供給源122之氣體於其流量已藉由流量控制器124調整之狀態下供給至空間Sp。
再者，氣體供給部120之構成並不限定於圖4所示之構成。於另一實施方式中，氣體供給部120亦可構成為將氣體自腔室10之頂部供給至空間Sp。氣體供給部120亦可將氣體自介電體194之例如形成於中央部之氣體導入口供給至空間Sp。
電漿處理裝置1進而具備電漿產生部。電漿產生部構成為自腔室10內之氣體產生電漿。電漿產生部將激發腔室10內之氣體之能量導入至腔室10內。於一實施方式中，電漿產生部亦可包含天線140。天線140係平面狀高頻天線，其設置於介電體194之上方。天線140亦可被屏蔽罩構件160覆蓋。
於一實施方式中，天線140亦可包含內側天線元件142A及外側天線元件142B。內側天線元件142A配置於介電體194之中央部之上方。外側天線元件142B以圍繞內側天線元件142A之外周之方式配置。內側天線元件142A及外側天線元件142B之各者例如由銅、鋁、不鏽鋼等導體形成。內側天線元件142A及外側天線元件142B之各者亦可形成為螺旋狀。
內側天線元件142A及外側天線元件142B亦可藉由複數個挾持體144一體地固定。複數個挾持體144各自之形狀例如為棒狀。複數個挾持體144以自內側天線元件142A之中心附近向外側天線元件142B之外側突出之方式呈放射狀配置。
屏蔽罩構件160亦可包含內側屏蔽壁162A及外側屏蔽壁162B。內側屏蔽壁162A以圍繞內側天線元件142A之方式設置於內側天線元件142A與外側天線元件142B之間。外側屏蔽壁162B以圍繞外側天線元件142B之方式設置。外側屏蔽壁162B可具有筒狀之形狀。於該例子中，介電體194之上方之空間劃分為位於內側屏蔽壁162A之內側之中央區域、與位於內側屏蔽壁162A與外側屏蔽壁162B之間之周緣區域。
屏蔽罩構件160亦可進而包含內側屏蔽板164A及外側屏蔽板164B。內側屏蔽板164A可具有圓板形狀。內側屏蔽板164A以蓋住內側屏蔽壁162A之開口之方式設置於內側天線元件142A之上方。外側屏蔽板164B可具有大致環狀板形狀。外側屏蔽板164B以蓋住內側屏蔽壁162A與外側屏蔽壁162B之間之開口之方式設置於外側天線元件142B之上方。
高頻電源150A及高頻電源150B分別連接於內側天線元件142A及外側天線元件142B。高頻電源150A及高頻電源150B將具有相同頻率或不同頻率之高頻電力分別供給至內側天線元件142A及外側天線元件142B。高頻電源150A及高頻電源150B之各者供給之高頻電力之頻率例如為27 MHz。當來自高頻電源150A之高頻電力供給至內側天線元件142A時，內側天線元件142A於腔室10內產生感應磁場。所產生之感應磁場激發腔室10內之氣體，於基板W之中央部之上方產生圓環型電漿。當來自高頻電源150B之高頻電力供給至外側天線元件142B時，外側天線元件142B使腔室10內產生感應磁場。所產生之感應磁場於腔室10內激發氣體，於基板W之周緣部之上方產生圓環型電漿。
再者，於一實施方式中，電漿處理裝置1亦可進而具備致動器168A及致動器168B。致動器168A,168B用於根據自高頻電源150A,150B輸出之高頻電力對內側天線元件142A之電長度及外側天線元件142B之電長度分別進行調節。致動器168A,168B分別藉由調整內側屏蔽板164A之高度方向之位置及外側屏蔽板164B之高度方向之位置，來調節內側天線元件142A之電長度及外側天線元件142B之電長度。
電漿處理裝置1亦可進而具備控制部80。控制部80構成為控制電漿處理裝置1之各部。控制部80可為具備處理器、記憶裝置、輸入裝置、顯示裝置等之電腦。控制部80執行記憶於記憶裝置之控制程式，基於記憶於該記憶裝置之製程配方資料對電漿處理裝置1之各部進行控制。藉由利用控制部80對電漿處理裝置1之各部進行控制，可於電漿處理裝置1中執行方法MT。
控制部80重複執行包括第1控制及第2控制之控制循環。控制部80執行之第1控制包括控制氣體供給部120及電漿產生部，以使於腔室10內自第1處理氣體產生第1電漿，對受基板支持器16支持之基板W之氮化鈦膜TNF進行蝕刻。於一實施方式中，第1控制包括控制氣體供給部120，以向腔室10內供給第1處理氣體。第1控制亦可進而包括控制排氣裝置50，以將腔室10內之壓力設定為所指定之壓力。第1控制進而包括控制電漿產生部，以自腔室10內之第1處理氣體產生電漿。於第1控制中，控制部80分別控制高頻電源150A及高頻電源150B，以向內側天線元件142A及外側天線元件142B供給高頻電力。第1控制亦可進而包括控制高頻電源64，以向下部電極18供給高頻偏壓電力。藉由利用控制部80進行第1控制，而執行步驟ST1。
控制部80執行之第2控制包括控制氣體供給部120及電漿產生部，以使於腔室10內自第2處理氣體產生第2電漿，對受基板支持器16支持之基板W之氮化鈦膜TNF進行蝕刻。於一實施方式中，第2控制包括控制氣體供給部120，以向腔室10內供給第2處理氣體。第2控制亦可進而包括控制排氣裝置50，以將腔室10內之壓力設定為所指定之壓力。第2控制進而包括控制電漿產生部，以自腔室10內之第2處理氣體產生電漿。於第2控制中，控制部80分別控制高頻電源150A及高頻電源150B，以向內側天線元件142A及外側天線元件142B供給高頻電力。第2控制亦可進而包括控制高頻電源64，以向下部電極18供給高頻偏壓電力。藉由利用控制部80進行第2控制，而執行步驟ST2。
控制部80係以於氮化鈦膜TNF在其膜厚方向被局部蝕刻之狀態下停止氮化鈦膜TNF之蝕刻之方式，停止控制循環之重複。於控制循環結束時，氮化鈦膜TNF之上表面US與下表面LS之間形成有底面BS。
於一實施方式中，控制部80亦可進而執行第3控制。第3控制係於上述控制循環之重複之後執行。第3控制包括控制氣體供給部120及電漿產生部，以使於腔室10內自第3處理氣體產生第3電漿，對受基板支持器16支持之基板W之氮化鈦膜TNF及層PCL之一部分進行蝕刻。於一實施方式中，第3控制包括控制氣體供給部120，以向腔室10內供給第3處理氣體。第3控制亦可進而包括控制排氣裝置50，以將腔室10內之壓力設定為所指定之壓力。第3控制進而包括控制電漿產生部，以自腔室10內之第3處理氣體產生電漿。於第3控制中，控制部80分別控制高頻電源150A及高頻電源150B，以向內側天線元件142A及外側天線元件142B供給高頻電力。第3控制亦可進而包括控制高頻電源64，以向下部電極18供給高頻偏壓電力。藉由利用控制部80進行第3控制，而執行步驟ST3。
於一實施方式中，控制部80亦可進而執行第4控制。第4控制係於第3控制之後執行。第4控制包括控制氣體供給部120及電漿產生部，以使於腔室10內自第4處理氣體產生第4電漿，對受基板支持器16支持之基板W之層PCL進行進一步蝕刻。於一實施方式中，第4控制包括控制氣體供給部120，以向腔室10內供給第4處理氣體。第4控制亦可進而包括控制排氣裝置50，以將腔室10內之壓力設定為所指定之壓力。第4控制進而包括控制電漿產生部，以自腔室10內之第4處理氣體產生電漿。於第4控制中，控制部80分別控制高頻電源150A及高頻電源150B，以向內側天線元件142A及外側天線元件142B供給高頻電力。第4控制亦可進而包括控制高頻電源64，以向下部電極18供給高頻偏壓電力。藉由利用控制部80進行第4控制，而執行步驟ST4。
以上，對各種例示之實施方式進行了說明，但並不限定於上述例示之實施方式，亦可進行各種添加、省略、替換、及變更。又，可組合不同實施方式中之要素，從而形成其他實施方式。
例如，於另一實施方式中，電漿處理裝置亦可為除了感應耦合型電漿處理裝置以外之電漿處理裝置。此種電漿處理裝置可為電容耦合型電漿處理裝置、電子迴旋共振(ECR)電漿處理裝置、或使用微波等表面波產生電漿之電漿處理裝置。
根據以上說明，可瞭解到：本發明之各種實施方式係以說明之目的於本說明書中進行說明，可於不脫離本發明之範圍及主旨之情況下進行各種變更。因此，本說明書中揭示之各種實施方式並非旨在進行限制，真正之範圍及主旨藉由隨附之申請專利範圍示出。
1:電漿處理裝置 10:腔室 12:腔室本體 12e:排氣口 14:支持部 16:基板支持器 18:下部電極 19:電極板 20:靜電吸盤 22:直流電源 23:開關 24:流路 26a:配管 26b:配管 28:氣體供給管線 46:屏蔽罩 48:擋板構件 50:排氣裝置 52:排氣管 64:高頻電源 68:匹配器 80:控制部 120:氣體供給部 121:氣體導入口 122:氣體供給源 123:配管 124:流量控制器 126:開閉閥 140:天線 142A:內側天線元件 142B:外側天線元件 144:挾持體 150A:高頻電源 150B:高頻電源 160:屏蔽罩構件 162A:內側屏蔽壁 162B:外側屏蔽壁 164A:內側屏蔽板 164B:外側屏蔽板 168A:致動器 168B:致動器 194:介電體 BS:底面 ER:邊緣環 HP:加熱器電源 HT:加熱器 LS:下表面 MK:遮罩 PCL:相變材料層 Sp:空間 TNF:氮化鈦膜 UR:底層區域 US:上表面 W:基板
圖1係一例示之實施方式之蝕刻方法之流程圖。 圖2係一例之基板之局部放大剖視圖。 圖3(a)～圖3(c)之各者係於圖1所示之蝕刻方法之相應步驟中製作之基板之局部放大剖視圖。 圖4係概略性地示出一例示之實施方式之電漿處理裝置之圖。

Claims (8)

  1. 一種蝕刻方法，其包括：(a)使用第1電漿蝕刻氮化鈦膜之步驟；及(b)使用第2電漿蝕刻上述氮化鈦膜之步驟，且上述第1電漿自第1處理氣體產生，上述第2電漿自第2處理氣體產生，上述第1處理氣體及上述第2處理氣體中之一者包含含氯氣體及氟碳氣體，上述第1處理氣體及上述第2處理氣體中之另一者包含含氯氣體而不含氟碳氣體，重複執行包括上述(a)及上述(b)之循環，上述循環之上述重複係於上述氮化鈦膜在其膜厚方向被局部蝕刻之狀態下停止，以使該氮化鈦膜於其上表面與下表面之間形成有底面。
  2. 如請求項1之蝕刻方法，其中具有上述氮化鈦膜之基板進而具有相變材料層，上述氮化鈦膜設置於上述相變材料層上，且上述蝕刻方法進而包括如下步驟：使用自第3處理氣體產生之第3電漿，對上述氮化鈦膜中上述底面與上述下表面之間之部分及上述相變材料層之厚度方向上之一部分進行蝕刻。
  3. 如請求項2之蝕刻方法，其中上述第3處理氣體包含含溴氣體。
  4. 如請求項2之蝕刻方法，其中上述相變材料層由鍺、銻、及碲形成。
  5. 如請求項2至4中任一項之蝕刻方法，其進而包括如下步驟：使用自第4處理氣體產生之第4電漿，對上述相變材料層進行進一步蝕刻。
  6. 如請求項5之蝕刻方法，其中上述第4處理氣體包含氫氣及烴氣體。
  7. 如請求項1至4中任一項之蝕刻方法，其中上述循環中上述(a)之時長與上述(b)之時長各自為1秒以上3秒以下。
  8. 一種電漿處理裝置，其具備：腔室；基板支持器，其構成為於上述腔室內支持基板；氣體供給部，其構成為向上述腔室內供給第1處理氣體及第2處理氣體；電漿產生部，其構成為自上述腔室內之氣體產生電漿；及控制部，其構成為控制上述氣體供給部及上述電漿產生部，上述第1處理氣體及上述第2處理氣體中之一者包含含氯氣體及氟碳氣體，上述第1處理氣體及上述第2處理氣體中之另一者包含含氯氣體而不含氟碳氣體，上述控制部重複執行控制循環，該控制循環包括： 第1控制，其控制上述氣體供給部及上述電漿產生部，以使於上述腔室內自上述第1處理氣體產生第1電漿，對受上述基板支持器支持之上述基板之氮化鈦膜進行蝕刻；及第2控制，其控制上述氣體供給部及上述電漿產生部，以使於上述腔室內自上述第2處理氣體產生第2電漿，蝕刻上述氮化鈦膜，且上述控制循環之上述重複係於上述氮化鈦膜在其膜厚方向被局部蝕刻之狀態下停止，以使該氮化鈦膜於其上表面與下表面之間形成有底面。
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