JP2016208027A5

JP2016208027A5 - チェンバ内で基板を処理する方法およびその装置

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Publication number: JP2016208027A5
Application number: JP2016082061A
Authority: JP
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2036-04-15

Description

［結論］
上記の実施形態は、明確な理解を目的として、ある程度詳細に記載しているが、添付の請求項の範囲内でいくらかの変更および変形を実施してもよいことは明らかであろう。なお、本発明の実施形態のプロセス、システム、および装置を実現する数多くの代替的形態があることに留意すべきである。よって、本発明の実施形態は例示とみなされるべきであって、限定するものではなく、また、実施形態は、本明細書で提示した詳細に限定されるものではない。本発明は、以下の適用としても実施可能である。
［適用例１］チェンバ内で基板を処理する方法であって、
（ａ）マスクの表面上にボロン含有ハロゲン化物材料の第１の層を、前記基板上の金属の表面上にボロン含有ハロゲン化物材料の第２の層を、前記第１の層は前記第２の層よりも厚く、選択的に堆積させるのに十分な継続時間で、ボロン含有ハロゲン化物ガスと、水素含有ガスおよびハロゲン含有ガスからなる群から選択された添加剤に、前記基板を暴露することと、
（ｂ）活性化ガスと活性化源に前記基板を暴露することと、
を含む方法。
［適用例２］（ａ）の前記継続時間は、約５秒〜約６０秒の間である、適用例１に記載の方法。
［適用例３］前記基板上にボロン含有ハロゲン化物層を堆積させるためのサイクルにおける第１セットで、（ａ）と（ｂ）を繰り返すことを、さらに含む、適用例１に記載の方法。
［適用例４］前記金属をエッチングするためのサイクルにおける第２セットで、（ａ）と（ｂ）を繰り返すことを、さらに含む、適用例３に記載の方法。
［適用例５］前記サイクルの第２セットにおける（ａ）の前記継続時間は、前記サイクルの第１セットにおける（ａ）の前記継続時間よりも短い、適用例４に記載の方法。
［適用例６］前記サイクルの第２セットにおける（ｂ）の前記継続時間は、前記サイクルの第１セットにおける（ｂ）の前記継続時間よりも長い、適用例４に記載の方法。
［適用例７］前記第２セットにおけるサイクル数は、前記第１セットにおけるサイクル数とは異なる、適用例４に記載の方法。
［適用例８］（ｂ）ではバイアスが印加される、適用例１に記載の方法。
［適用例９］前記サイクルの第１セットでは第１のバイアス電力で、前記サイクルの第２セットでは第２のバイアス電力で、（ｂ）においてバイアスが印加される、適用例４に記載の方法。
［適用例１０］前記第１のバイアス電力は、前記第２のバイアス電力よりも大きい、適用例９に記載の方法。
［適用例１１］前記第１のバイアス電力は、前記第２のバイアス電力よりも小さい、適用例９に記載の方法。
［適用例１２］前記第１のバイアス電力は、約２０Ｖｂ〜約１００Ｖｂの間である、適用例９に記載の方法。
［適用例１３］前記第２のバイアス電力は、約３０Ｖｂ〜約１５０Ｖｂの間である、適用例９に記載の方法。
［適用例１４］前記添加剤は、Ｈ ₂ 、ＣＨ ₄ 、ＣＦ ₄ 、ＮＦ ₃ 、Ｃｌ ₂ 、およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択される、適用例１に記載の方法。
［適用例１５］前記活性化ガスは、Ａｒ、Ｈ ₂ 、ＣＨ ₄ 、ＣＦ ₄ 、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ、ＮＦ ₃ 、およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択される、適用例１に記載の方法。
［適用例１６］前記ボロン含有ハロゲン化物ガスは、ＢＣｌ ₃ 、ＢＢｒ ₃ 、ＢＦ ₃ 、ＢＩ ₃ 、からなる群から選択される、適用例１に記載の方法。
［適用例１７］前記金属は、コバルト、鉄、マンガン、ニッケル、白金、パラジウム、ルテニウム、からなる群から選択される、適用例１に記載の方法。
［適用例１８］前記活性化源は、プラズマである、適用例１に記載の方法。
［適用例１９］前記プラズマの電力は、約１００Ｗ〜約１５００Ｗの間である、適用例１８に記載の方法。
［適用例２０］前記チェンバの圧力は、約２ｍＴ〜約９０ｍＴの間である、適用例１に記載の方法。
［適用例２１］前記基板は、パターニングされる、適用例１ないし２０のいずれかに記載の方法。
［適用例２２］前記金属の表面は、前記マスクの表面に対して窪んでいる、適用例１ないし２０のいずれかに記載の方法。
［適用例２３］暴露の合間に、前記チェンバをパージすることをさらに含む、適用例１ないし２０のいずれかに記載の方法。
［適用例２４］前記基板上のフィーチャの側壁に化合物が再堆積されることは実質的にない、適用例１ないし２０のいずれかに記載の方法。
［適用例２５］前記基板は、コンタクトを形成するためにエッチングされる、適用例１ないし２０のいずれかに記載の方法。
［適用例２６］前記基板は、前記金属のブランケット層へのサブトラクティブ・エッチングによってエッチングされる、適用例１ないし２０のいずれかに記載の方法。
［適用例２７］前記金属の表面のＲＭＳ粗さは、約５ｎｍ未満である、適用例１ないし２０のいずれかに記載の方法。
［適用例２８］（ｂ）において、前記活性化源に前記基板を暴露することは、イオンビームエッチングまたは反応性イオンエッチングを含む、適用例１ないし２０のいずれかに記載の方法。
［適用例２９］（ａ）と（ｂ）は、真空破壊することなく実施される、適用例１ないし２０のいずれかに記載の方法。
［適用例３０］（ａ）と（ｂ）は、同じチェンバ内で実施される、適用例２９に記載の方法。
［適用例３１］（ａ）と（ｂ）は、同じ装置の異なるモジュールで実施される、適用例２９に記載の方法。
［適用例３２］（ａ）と（ｂ）の少なくとも一方は、自己制御反応を含む、適用例１ないし２０のいずれかに記載の方法。
［適用例３３］前記マスクは、非金属を含む、適用例１ないし２０のいずれかに記載の方法。
［適用例３４］前記マスクは、前記金属とは組成が異なる他の金属を含む、適用例１に記載の方法。
［適用例３５］（ａ）または（ｂ）を実施する前に、前記金属に部分的にリセスを形成するために、前記基板をウェットエッチングすることをさらに含む、適用例２２に記載の方法。
［適用例３６］基板を処理するための装置であって、
（ａ）チャックをそれぞれ有する１つ以上の処理チェンバと、
（ｂ）前記処理チェンバへの１つ以上のガス入口および関連したフロー制御ハードウェアと、
（ｃ）少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを有するコントローラと、を備え、
前記少なくとも１つのプロセッサと前記メモリは相互に通信接続されており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記フロー制御ハードウェアと少なくとも作用的に接続されており、
前記メモリは、前記フロー制御ハードウェアを少なくとも制御するように前記少なくとも１つのプロセッサを制御するためのコンピュータ実行可能命令を記憶しており、該制御は、
（ｉ）マスクの表面上にボロン含有ハロゲン化物材料の第１の層を、前記基板上の金属の表面上にボロン含有ハロゲン化物材料の第２の層を、前記第１の層は前記第２の層よりも厚く、選択的に堆積させるのに十分な継続時間で、ボロン含有ハロゲン化物ガスと、水素含有ガスおよびハロゲン含有ガスからなる群から選択される添加剤を、前記１つ以上の処理チェンバのいずれかに流入させることと、
（ｉｉ）前記１つ以上の処理チェンバのいずれかに活性化ガスを流入させるとともに、活性化源を点火すること、による制御である、装置。
［適用例３７］真空破壊することなく、前記ボロン含有ハロゲン化物ガス、前記添加剤、および前記活性化ガスを流入させる、適用例３６に記載の装置。
［適用例３８］前記活性化源は、プラズマである、適用例３６に記載の装置。

Claims

チェンバ内で基板を処理する方法であって、
（ａ）マスクの表面上にボロン含有ハロゲン化物材料の第１の層を、前記基板上の金属の表面上にボロン含有ハロゲン化物材料の第２の層を、前記第１の層は前記第２の層よりも厚く、選択的に堆積させるのに十分な継続時間で、ボロン含有ハロゲン化物ガスと、水素含有ガスおよびハロゲン含有ガスからなる群から選択された添加剤に、前記基板を暴露することと、
（ｂ）活性化ガスと活性化源とに前記基板を暴露することと、
を含み、
前記活性化源は、前記活性化ガスをイオン化することで、前記基板と反応するために活性化された活性化ガスを形成する、方法。
（ａ）の前記継続時間は、５秒〜６０秒の間である、請求項１に記載の方法。
前記基板上にボロン含有ハロゲン化物層を堆積させるためのサイクルにおける第１セットで、（ａ）と（ｂ）を繰り返すことを、さらに含む、請求項１に記載の方法。
前記金属をエッチングするためのサイクルにおける第２セットで、（ａ）と（ｂ）を繰り返すことを、さらに含む、請求項３に記載の方法。
前記サイクルの第２セットにおける（ａ）の前記継続時間は、前記サイクルの第１セットにおける（ａ）の前記継続時間よりも短い、請求項４に記載の方法。
前記サイクルの第２セットにおける（ｂ）の前記継続時間は、前記サイクルの第１セットにおける（ｂ）の前記継続時間よりも長い、請求項４に記載の方法。
前記第２セットにおけるサイクル数は、前記第１セットにおけるサイクル数とは異なる、請求項４に記載の方法。
（ｂ）ではバイアス電圧が印加される、請求項１に記載の方法。
前記サイクルの第１セットでは第１のバイアス電圧で、前記サイクルの第２セットでは第２のバイアス電圧で、（ｂ）においてバイアス電圧が印加される、請求項４に記載の方法。
前記第１のバイアス電圧は、前記第２のバイアス電圧よりも大きい、請求項９に記載の方法。
前記第１のバイアス電圧は、前記第２のバイアス電圧よりも小さい、請求項９に記載の方法。
前記第１のバイアス電圧は、２０Ｖｂ〜１００Ｖｂの間である、請求項９に記載の方法。
前記第２のバイアス電圧は、３０Ｖｂ〜１５０Ｖｂの間である、請求項９に記載の方法。
前記添加剤は、Ｈ₂、ＣＨ₄、ＣＦ₄、ＮＦ₃、Ｃｌ₂、およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
前記活性化ガスは、Ａｒ、Ｈ₂、ＣＨ₄、ＣＦ₄、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ、ＮＦ₃、およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
前記ボロン含有ハロゲン化物ガスは、ＢＣｌ₃、ＢＢｒ₃、ＢＦ₃、ＢＩ₃、からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
前記金属は、コバルト、鉄、マンガン、ニッケル、白金、パラジウム、ルテニウム、からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
前記活性化源は、プラズマである、請求項１に記載の方法。
前記プラズマの電力は、１００Ｗ〜１５００Ｗの間である、請求項１８に記載の方法。
前記チェンバの圧力は、２ｍＴorr 〜９０ｍＴorr の間である、請求項１に記載の方法。
前記基板は、パターニングされる、請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
前記金属の表面は、前記マスクの表面に対して窪んでいる、請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
暴露の合間に、前記チェンバをパージすることをさらに含む、請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
前記基板上のフィーチャの側壁に化合物が再堆積されることは実質的にない、請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
前記基板は、コンタクトを形成するためにエッチングされる、請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
前記基板は、前記金属のブランケット層へのサブトラクティブ・エッチングによってエッチングされる、請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
前記金属の表面のＲＭＳ粗さは、５ｎｍ未満である、請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
（ｂ）において、前記活性化源に前記基板を暴露することは、イオンビームエッチングまたは反応性イオンエッチングを含む、請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
（ａ）と（ｂ）は、真空破壊することなく実施される、請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
（ａ）と（ｂ）は、同じチェンバ内で実施される、請求項２９に記載の方法。
（ａ）と（ｂ）は、同じ装置の異なるモジュールで実施される、請求項２９に記載の方法。
（ａ）と（ｂ）の少なくとも一方は、自己制御反応を含む、請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
前記マスクは、非金属を含む、請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法。
前記マスクは、前記金属とは組成が異なる他の金属を含む、請求項１に記載の方法。
（ａ）または（ｂ）を実施する前に、前記金属に部分的にリセスを形成するために、前記基板をウェットエッチングすることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
基板を処理するための装置であって、
（ａ）チャックをそれぞれ有する１つ以上の処理チェンバと、
（ｂ）前記処理チェンバへの１つ以上のガス入口および関連したフロー制御ハードウェアと、
（ｃ）少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを有するコントローラと、を備え、
前記少なくとも１つのプロセッサと前記メモリは相互に通信接続されており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記フロー制御ハードウェアと少なくとも作用的に接続されており、
前記メモリは、前記フロー制御ハードウェアを少なくとも制御するように前記少なくとも１つのプロセッサを制御するためのコンピュータ実行可能命令を記憶しており、該制御は、
（ｉ）マスクの表面上にボロン含有ハロゲン化物材料の第１の層を、前記基板上の金属の表面上にボロン含有ハロゲン化物材料の第２の層を、前記第１の層は前記第２の層よりも厚く、選択的に堆積させるのに十分な継続時間で、ボロン含有ハロゲン化物ガスと、水素含有ガスおよびハロゲン含有ガスからなる群から選択される添加剤を、前記１つ以上の処理チェンバのいずれかに流入させることと、
（ｉｉ）前記１つ以上の処理チェンバのいずれかに活性化ガスを流入させるとともに、活性化源を点火すること、による制御であり、
前記活性化源は、前記活性化ガスをイオン化することで、前記基板と反応するために活性化された活性化ガスを形成する、装置。
真空破壊することなく、前記ボロン含有ハロゲン化物ガス、前記添加剤、および前記活性化ガスを流入させる、請求項３６に記載の装置。
前記活性化源は、プラズマである、請求項３６に記載の装置。