JP2021022597A - Capacitor forming system and capacitor forming method - Google Patents

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Abstract

To provide a capacitor forming system and a capacitor forming method that increase the surface area.SOLUTION: A capacitor forming system includes a lower electrode forming device that forms a lower electrode on a substrate, a dielectric film forming device that forms a dielectric film on the substrate, an upper electrode forming device that forms an upper electrode on the substrate, a reformer that irradiates at least one of the lower electrode and the dielectric film with a laser, and a capacitor having the lower electrode, the dielectric film, and the upper electrode is formed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、キャパシタ形成システム及びキャパシタ形成方法に関する。 The present disclosure relates to a capacitor forming system and a capacitor forming method.

例えば、チャンバ内を真空雰囲気に制御し、チャンバ内に処理ガスを供給して、チャンバ内の基板に所望の処理を施す基板処理装置が知られている。 For example, there is known a substrate processing apparatus that controls the inside of a chamber to a vacuum atmosphere, supplies a processing gas into the chamber, and performs a desired treatment on the substrate in the chamber.

特許文献1には、容量部電極形成用の多結晶シリコン膜の表面をエッチングして表面積を拡大する半導体装置の製造方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a semiconductor device that increases the surface area by etching the surface of a polycrystalline silicon film for forming a capacitive electrode.

特開平8−181280号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-181280

一の側面では、本開示は、表面積を増大するキャパシタ形成システム及びキャパシタ形成方法を提供する。 In one aspect, the present disclosure provides a capacitor forming system and a method of forming a capacitor that increase the surface area.

上記課題を解決するために、一の態様によれば、基板に下部電極を形成する下部電極形成装置と、前記基板に誘電膜を成膜する誘電膜成膜装置と、前記基板に上部電極を形成する上部電極形成装置と、前記下部電極及び前記誘電膜の少なくともいずれかにレーザを照射する改質装置と、を備え、前記下部電極、前記誘電膜、前記上部電極を有するキャパシタを形成する、キャパシタ形成システムが提供される。 In order to solve the above problems, according to one embodiment, a lower electrode forming apparatus for forming a lower electrode on a substrate, a dielectric film forming apparatus for forming a dielectric film on the substrate, and an upper electrode on the substrate are provided. An upper electrode forming device to be formed and a reforming device for irradiating at least one of the lower electrode and the dielectric film with a laser are provided to form a capacitor having the lower electrode, the dielectric film, and the upper electrode. A capacitor forming system is provided.

一の側面によれば、表面積を増大するキャパシタ形成システム及びキャパシタ形成方法を提供することができる。 According to one aspect, it is possible to provide a capacitor forming system and a capacitor forming method that increase the surface area.

本実施形態に係るキャパシタ形成システムの構成の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the structure of the capacitor formation system which concerns on this embodiment. 改質装置の構成図。The block diagram of the reformer. キャパシタ形成処理を説明するフローチャート。The flowchart explaining the capacitor formation process. 各工程における基板Wの断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the substrate W in each process. 基板WのSEM画像の一例。An example of an SEM image of the substrate W. 照射フルエンスとシート抵抗の関係を示すグラフの一例。An example of a graph showing the relationship between irradiation fluence and sheet resistance.

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted.

<キャパシタ形成システム>
本実施形態に係るキャパシタ形成システム100について、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係るキャパシタ形成システム100の構成の一例を示す模式図である。
<Capacitor formation system>
The capacitor forming system 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing an example of the configuration of the capacitor forming system 100 according to the present embodiment.

キャパシタ形成システム100は、下部電極形成装置101と、改質装置102と、誘電膜成膜装置103と、上部電極形成装置104と、搬送装置105〜107と、制御装置108と、を備えている。 The capacitor forming system 100 includes a lower electrode forming device 101, a reforming device 102, a dielectric film forming device 103, an upper electrode forming device 104, a transfer device 105 to 107, and a control device 108. ..

下部電極形成装置101は、基板Wにキャパシタの下部電極を形成する装置である。以下の説明おいて、下部電極形成装置101は、下部電極として基板W上にTiN膜を成膜する場合を例に説明する。なお、下部電極形成装置101は、ピラー形状、シリンダ形状の下部電極を形成する装置であってもよい。また、下部電極の材料もTiNに限られない。例えば、TiN、Mo、MoN、Nb、NbO、Ru、RuO等のうちの何れか1つを含む電極材料であってもよい。 The lower electrode forming device 101 is a device for forming a lower electrode of a capacitor on a substrate W. In the following description, the case where the lower electrode forming apparatus 101 forms a TiN film on the substrate W as the lower electrode will be described as an example. The lower electrode forming device 101 may be a device for forming a pillar-shaped or cylinder-shaped lower electrode. Further, the material of the lower electrode is not limited to TiN. For example, the electrode material may contain any one of TiN, Mo, MoN, Nb, NbO, Ru, RuO and the like.

改質装置102は、下部電極の表面にレーザを照射して、下部電極の表面を改質する装置である。これにより、下部電極の表面が多孔質化する。なお、改質装置102については、図2を用いて後述する。 The reforming device 102 is a device that irradiates the surface of the lower electrode with a laser to reform the surface of the lower electrode. As a result, the surface of the lower electrode becomes porous. The reformer 102 will be described later with reference to FIG.

誘電膜成膜装置103は、下部電極の表面に絶縁体(誘電体)からなる誘電膜を成膜する装置である。なお、誘電膜は、例えば、AlO、HfO、ZrO、等を用いることができる。 The dielectric film forming apparatus 103 is an apparatus for forming a dielectric film made of an insulator (dielectric) on the surface of the lower electrode. As the dielectric film, for example, AlO, HfO 2 , ZrO 2 , or the like can be used.

上部電極形成装置104は、誘電膜の表面に上部電極を形成する装置である。例えば、上部電極として、誘電膜の表面にTiN膜を成膜する。また、上部電極の材料もTiNに限られない。例えば、TiN、Mo、MoN、Nb、NbO、Ru、RuO等のうちの何れか1つを含む電極材料であってもよい。また、上部電極の材料は、下部電極の材料と同じ材料であってもよく、異なっていてもよい。なお、下部電極形成装置101、誘電膜成膜装置103、上部電極形成装置104は、例えば、ALD(Atomic Layer Deposition)装置、CVD(Chemical Vapor Deposition)装置により実現される。 The upper electrode forming device 104 is a device for forming an upper electrode on the surface of the dielectric film. For example, as an upper electrode, a TiN film is formed on the surface of the dielectric film. Further, the material of the upper electrode is not limited to TiN. For example, the electrode material may contain any one of TiN, Mo, MoN, Nb, NbO, Ru, RuO and the like. Further, the material of the upper electrode may be the same as the material of the lower electrode, or may be different. The lower electrode forming apparatus 101, the dielectric film forming apparatus 103, and the upper electrode forming apparatus 104 are realized by, for example, an ALD (Atomic Layer Deposition) apparatus and a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus.

搬送装置105は、下部電極形成装置101と改質装置102との間で基板Wまたは基板Wを収容したキャリアを搬送する。搬送装置106は、改質装置102と誘電膜成膜装置103との間で基板Wまたは基板Wを収容したキャリアを搬送する。搬送装置107は、誘電膜成膜装置103と上部電極形成装置104との間で基板Wまたは基板Wを収容したキャリアを搬送する。 The transport device 105 transports the substrate W or the carrier accommodating the substrate W between the lower electrode forming device 101 and the reforming device 102. The transport device 106 transports the substrate W or the carrier accommodating the substrate W between the reformer 102 and the dielectric film film forming apparatus 103. The transport device 107 transports the substrate W or the carrier accommodating the substrate W between the dielectric film film forming apparatus 103 and the upper electrode forming apparatus 104.

制御装置108は、これら各構成装置を制御することにより、キャパシタ形成システム100による処理全体を制御する。制御装置108は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を有している。CPUは、RAM等の記憶領域に格納されたレシピに従って、所望の処理を実行する。レシピにはプロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、各種ガス流量、圧力(ガスの排気)などが設定されている。 The control device 108 controls the entire processing by the capacitor forming system 100 by controlling each of these constituent devices. The control device 108 has a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). The CPU executes a desired process according to a recipe stored in a storage area such as RAM. In the recipe, process time, various gas flow rates, pressure (gas exhaust), etc., which are control information of the device for process conditions, are set.

<改質装置102>
次に、改質装置102について、図2を用いて更に説明する。図2は、改質装置102の構成図である。基板Wを載置するステージ11と、レーザ照射装置12と、走査機構13と、を備える。
<Reformer 102>
Next, the reformer 102 will be further described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram of the reformer 102. A stage 11 on which the substrate W is placed, a laser irradiation device 12, and a scanning mechanism 13 are provided.

改質装置102は、基板Wを載置するステージ11を備える。 The reformer 102 includes a stage 11 on which the substrate W is placed.

改質装置102は、ステージ11に載置された基板Wにパルスレーザを照射するレーザ照射装置12を備える。ここで、照射するレーザは、KrFエキシマレーザ(波長:248nm)を用いることができる。レーザ装置の各パラメータは、以下の通りである。
エキシマレーザ(KrF)248nm,光学パルスストレッチャ(OPS;Optical Pulse Stretcher)7m,照射フルエンス200mJ/cm,20shot/location
The reformer 102 includes a laser irradiation device 12 that irradiates the substrate W mounted on the stage 11 with a pulse laser. Here, as the laser to irradiate, a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) can be used. Each parameter of the laser device is as follows.
Excimer laser (KrF) 248 nm, optical pulse stretcher (OPS) 7 m, irradiation fluence 200 m J / cm 2 , 20 shot / location

改質装置102は、レーザを基板W上で走査させるための走査機構13を備える。例えば、走査機構13は、ステージ11に載置された基板Wを水平方向に移動可能なXYテーブルとして構成されていてもよい。この構成では、レーザ照射装置12を固定し、XYテーブルで基板Wを移動させることにより、レーザを基板W上で走査させる。また、走査機構13は、レーザ照射装置12を水平方向に移動可能な移動機構として構成されていてもよい。この構成では、ステージ11を固定し、移動機構でレーザ照射装置12を移動させることにより、レーザを基板W上で走査させる。また、走査機構13は、角度制御可能なミラーとして構成されていてもよい。この構成では、レーザ照射装置12から照射されたレーザはミラーで反射されステージ11に載置された基板Wに照射される。この際、ミラーの角度を制御することにより、レーザを基板W上で走査させる。 The reformer 102 includes a scanning mechanism 13 for scanning the laser on the substrate W. For example, the scanning mechanism 13 may be configured as an XY table in which the substrate W mounted on the stage 11 can be moved in the horizontal direction. In this configuration, the laser irradiation device 12 is fixed and the substrate W is moved on the XY table to scan the laser on the substrate W. Further, the scanning mechanism 13 may be configured as a moving mechanism capable of moving the laser irradiation device 12 in the horizontal direction. In this configuration, the stage 11 is fixed and the laser irradiation device 12 is moved by the moving mechanism to scan the laser on the substrate W. Further, the scanning mechanism 13 may be configured as a mirror whose angle can be controlled. In this configuration, the laser emitted from the laser irradiation device 12 is reflected by the mirror and is irradiated to the substrate W mounted on the stage 11. At this time, the laser is scanned on the substrate W by controlling the angle of the mirror.

このような構成により、改質装置102は、基板W上の所望の位置にレーザを照射することができる。 With such a configuration, the reformer 102 can irradiate the laser at a desired position on the substrate W.

なお、改質装置102は、大気雰囲気で基板Wにレーザを照射してもよい。また、ステージ11を収容するチャンバを備えていてもよい。また、改質装置102は、チャンバ内からガスを排気する排気装置を備えていてもよい。これにより、基板Wの照射雰囲気を真空雰囲気としてもよい。また、改質装置102は、チャンバ内にガスを供給するガス供給装置を備えていてもよい。これにより、基板Wの照射雰囲気を所望のガス雰囲気としてもよい。なお、レーザ照射装置12は、チャンバ内に配置されていてもよい。また、レーザ照射装置12は、チャンバ外に配置され、チャンバに設けられた窓を介してチャンバ内の基板Wにレーザを照射してもよい。 The reformer 102 may irradiate the substrate W with a laser in an atmospheric atmosphere. Further, a chamber for accommodating the stage 11 may be provided. Further, the reformer 102 may include an exhaust device for exhausting gas from the chamber. As a result, the irradiation atmosphere of the substrate W may be a vacuum atmosphere. Further, the reformer 102 may include a gas supply device for supplying gas into the chamber. As a result, the irradiation atmosphere of the substrate W may be a desired gas atmosphere. The laser irradiation device 12 may be arranged in the chamber. Further, the laser irradiation device 12 may be arranged outside the chamber and may irradiate the substrate W in the chamber with a laser through a window provided in the chamber.

<キャパシタ形成システム100の動作>
次に、キャパシタ形成システム100の動作について、図3及び図4を用いて説明する。図3は、キャパシタ形成処理を説明するフローチャートである。図4は、各工程における基板Wの断面模式図である。
<Operation of Capacitor Formation System 100>
Next, the operation of the capacitor forming system 100 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a flowchart illustrating a capacitor forming process. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the substrate W in each step.

図4(a)に示すように、基板Wは、例えば、Si、SiOからなる基体20を有する。基板Wは、下部電極形成装置101にセットされる。 As shown in FIG. 4A, the substrate W has, for example, a substrate 20 made of Si and SiO 2 . The substrate W is set in the lower electrode forming device 101.

ステップS1において、制御装置108は、下部電極形成装置101を制御して、基板Wに下部電極21を形成する。図4(b)に示すように、基体20の上に下部電極21としてTiN膜を成膜する。 In step S1, the control device 108 controls the lower electrode forming device 101 to form the lower electrode 21 on the substrate W. As shown in FIG. 4B, a TiN film is formed on the substrate 20 as the lower electrode 21.

下部電極形成装置101による処理が完了すると、制御装置108は、搬送装置105を制御して、基板Wを下部電極形成装置101から改質装置102へと搬送し、ステージ11に載置させる。 When the processing by the lower electrode forming device 101 is completed, the control device 108 controls the transfer device 105 to transfer the substrate W from the lower electrode forming device 101 to the reforming device 102 and place it on the stage 11.

ステップS2において、制御装置108は、改質装置102を制御して、基板Wに形成された下部電極21にレーザを照射する。 In step S2, the control device 108 controls the reforming device 102 to irradiate the lower electrode 21 formed on the substrate W with a laser.

図5は、基板WのSEM(Scanning Electron Microscope)画像の一例を示す。(a)はレーザ未照射部分のSEM画像の一例を示し、(b)はレーザ照射部分のSEM画像の一例を示す。なお、図5の例において、10nmのTiN膜を成膜し、KrFエキシマレーザを248nm,200mJ/cm,20shot/locationで照射した。 FIG. 5 shows an example of an SEM (Scanning Electron Microscope) image of the substrate W. (A) shows an example of an SEM image of a laser-irradiated portion, and (b) shows an example of an SEM image of a laser-irradiated portion. In the example of FIG. 5, a 10 nm TiN film was formed and irradiated with a KrF excimer laser at 248 nm, 200 mJ / cm 2 , 20 shot / location.

図5(a)及び図5(b)を対比して示すように、レーザを照射することにより、下部電極21の上面21aが多孔質化する。 As shown in comparison with FIGS. 5A and 5B, the upper surface 21a of the lower electrode 21 is made porous by irradiating the laser.

改質装置102による処理が完了すると、制御装置108は、搬送装置106を制御して、基板Wを改質装置102から誘電膜成膜装置103へと搬送する。 When the processing by the reformer 102 is completed, the control device 108 controls the transport device 106 to transport the substrate W from the reformer 102 to the dielectric film forming apparatus 103.

ステップS3において、制御装置108は、誘電膜成膜装置103を制御して、基板Wに誘電膜22を成膜する。ここで、誘電膜22の下面22aは、多孔質化した下部電極21の上面21aに沿って形成される。このため、下部電極21に改質装置102による処理を施さない場合と比較して、誘電膜22の下面22aの表面積を増加させることができる。 In step S3, the control device 108 controls the dielectric film forming apparatus 103 to form the dielectric film 22 on the substrate W. Here, the lower surface 22a of the dielectric film 22 is formed along the upper surface 21a of the porous lower electrode 21. Therefore, the surface area of the lower surface 22a of the dielectric film 22 can be increased as compared with the case where the lower electrode 21 is not treated by the reformer 102.

誘電膜成膜装置103による処理が完了すると、制御装置108は、搬送装置107を制御して、基板Wを誘電膜成膜装置103から上部電極形成装置104へと搬送する。 When the processing by the dielectric film forming apparatus 103 is completed, the control device 108 controls the conveying device 107 to convey the substrate W from the dielectric film forming apparatus 103 to the upper electrode forming apparatus 104.

ステップS4において、制御装置108は、上部電極形成装置104を制御して、基板Wに上部電極23を形成する。ここでは、図4(e)に示すように、誘電膜22の上にTiN膜を成膜する。 In step S4, the control device 108 controls the upper electrode forming device 104 to form the upper electrode 23 on the substrate W. Here, as shown in FIG. 4 (e), a TiN film is formed on the dielectric film 22.

上部電極形成装置104による処理が完了すると、制御装置108は、搬送装置107を制御して、基板Wを上部電極形成装置104から搬出する。 When the processing by the upper electrode forming device 104 is completed, the control device 108 controls the transport device 107 to carry out the substrate W from the upper electrode forming device 104.

以上、本実施形態に係るキャパシタ形成システム100によれば、下部電極21、誘電膜22、上部電極23からなるキャパシタを形成することができる。また、誘電膜22の下面22aの表面積が増加することにより、比誘電率を上げることができ、キャパシタの静電容量を増加させることができる。換言すれば、所望の静電容量に対してキャパシタを小型化することができる。 As described above, according to the capacitor forming system 100 according to the present embodiment, it is possible to form a capacitor composed of a lower electrode 21, a dielectric film 22, and an upper electrode 23. Further, by increasing the surface area of the lower surface 22a of the dielectric film 22, the relative permittivity can be increased and the capacitance of the capacitor can be increased. In other words, the capacitor can be miniaturized for the desired capacitance.

図6は、上部電極23にレーザを照射した際の照射フルエンスとシート抵抗の関係を示すグラフの一例である。ここでは、10nmのTiN膜を成膜した。その後、TiN膜にKrFエキシマレーザを各照射フルエンスにおいて20shots/location照射した。 FIG. 6 is an example of a graph showing the relationship between the irradiation fluence and the sheet resistance when the upper electrode 23 is irradiated with the laser. Here, a 10 nm TiN film was formed. Then, the TiN film was irradiated with a KrF excimer laser at 20 shots / location at each irradiation fluence.

ここで、TiN膜は、例えば、原料ガスとしてTiCl、還元ガスとしてNHを用い、ALD(Atomic Layer Deposition)プロセスにより成膜される。また、TiN膜は、例えば、原料ガスとしてテトラキスジメチルアミノチタン(TDMAT)、還元ガスとしてNHを用い、ALDプロセスにより成膜される。このため、TiN膜中には不純物としてハロゲンや炭素を含む。 Here, the TiN film is formed by an ALD (Atomic Layer Deposition) process using, for example, TiCl 4 as a raw material gas and NH 3 as a reducing gas. Further, the TiN film is formed by an ALD process using, for example, tetrakis dimethylaminotitanium (TDMAT) as a raw material gas and NH 3 as a reducing gas. Therefore, the TiN film contains halogen and carbon as impurities.

これに対し、本実施形態に係るキャパシタ形成システム100によれば、TiN膜(下部電極21)にレーザを照射することにより、TiN膜中の不純物(ハロゲン、炭素)を除去させることができる。図6に示す例では、200mJ/cmの条件において、シート抵抗が低下することが確認できた。なお、照射フルエンスが小さい(例えば、100mJ/cm未満)場合、TiN膜中の不純物(ハロゲン、炭素)を好適に除去することができず、シート抵抗を下げることができない。一方、照射フルエンスが大きい(例えば、300mJ/cm以上)場合、TiN膜が荒れるため、シート抵抗を下げることができない。このため、照射フルエンスは150mJ/cm以上250mJ/cm以下とすることが好ましい。 On the other hand, according to the capacitor forming system 100 according to the present embodiment, impurities (halogen, carbon) in the TiN film can be removed by irradiating the TiN film (lower electrode 21) with a laser. In the example shown in FIG. 6, it was confirmed that the sheet resistance was reduced under the condition of 200 mJ / cm 2 . When the irradiation fluence is small (for example, less than 100 mJ / cm 2 ), impurities (halogen, carbon) in the TiN film cannot be suitably removed, and the sheet resistance cannot be lowered. On the other hand, when the irradiation fluence is large (for example, 300 mJ / cm 2 or more), the TiN film becomes rough and the sheet resistance cannot be lowered. Therefore, the irradiation fluence is preferably 150 mJ / cm 2 or more and 250 mJ / cm 2 or less.

従来、TiN膜中の不純物(ハロゲン、炭素)を除去させる際は、例えば、プラズマ処理やアニール処理が必要となる。しかし、膜の材質や電気特性の観点より、基板Wに高温での熱処理を施せない場合やプラズマダメージの観点からプラズマを使用することができない場合がある。これに対し、本実施形態では、レーザ照射により改質することができるので、高温での熱処理を不要とすることができる。また、所望の位置を選択して照射することができる。 Conventionally, when removing impurities (halogen, carbon) in the TiN film, for example, plasma treatment or annealing treatment is required. However, from the viewpoint of the film material and electrical characteristics, the substrate W may not be heat-treated at a high temperature, or plasma may not be used from the viewpoint of plasma damage. On the other hand, in the present embodiment, since it can be modified by laser irradiation, heat treatment at a high temperature can be unnecessary. Moreover, a desired position can be selected and irradiated.

なお、TiNからなる下部電極21にレーザを照射する際は、基板Wを還元ガス雰囲気としてもよい。例えば、ガス供給装置からチャンバ内にHガス、NHガスを供給してもよい。これにより、雰囲気中の酸素を低減して、下部電極21の酸化によるシート抵抗の増加を抑制することができる。また、TiN膜中の不純物(ハロゲン、炭素)を好適に除去させることにより、低抵抗な膜とすることができる。 When irradiating the lower electrode 21 made of TiN with a laser, the substrate W may be used as a reducing gas atmosphere. For example, H 2 gas and NH 3 gas may be supplied into the chamber from the gas supply device. As a result, oxygen in the atmosphere can be reduced, and an increase in sheet resistance due to oxidation of the lower electrode 21 can be suppressed. Further, by preferably removing impurities (halogen, carbon) in the TiN film, a low resistance film can be obtained.

また、本実施形態に係るキャパシタ形成システム100は、誘電膜22を成膜する前の下部電極21にレーザを照射するものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、上部電極23を形成する前の誘電膜22にレーザを照射してもよい。誘電膜22の上面が多孔質化して、表面積が増加することにより、静電容量を増加させることができる。換言すれば、所望の静電容量に対してキャパシタを小型化することができる。 Further, the capacitor forming system 100 according to the present embodiment has been described as irradiating the lower electrode 21 before forming the dielectric film 22 with a laser, but the present invention is not limited to this. For example, the dielectric film 22 before forming the upper electrode 23 may be irradiated with a laser. The capacitance can be increased by making the upper surface of the dielectric film 22 porous and increasing the surface area. In other words, the capacitor can be miniaturized for the desired capacitance.

なお、酸化物からなる誘電膜22にレーザを照射する際は、基板Wを酸素雰囲気としてもよい。これにより、高温での熱処理を行うことなく、低温での酸化処理を実現することが可能となる。 When irradiating the dielectric film 22 made of an oxide with a laser, the substrate W may have an oxygen atmosphere. This makes it possible to realize an oxidation treatment at a low temperature without performing a heat treatment at a high temperature.

また、下部電極21にレーザを照射するとともに、誘電膜22にレーザを照射してもよい。これにより、誘電膜22の下面及び上面の表面積を増加させることができ、静電容量を増加させることができる。 Further, the lower electrode 21 may be irradiated with the laser and the dielectric film 22 may be irradiated with the laser. As a result, the surface areas of the lower surface and the upper surface of the dielectric film 22 can be increased, and the capacitance can be increased.

以上、キャパシタ形成システム100の実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。 Although the embodiments of the capacitor forming system 100 have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments and the like, and various modifications are made within the scope of the gist of the present disclosure described in the claims. , Improvement is possible.

下部電極形成装置101と改質装置102とは、別個に設ける場合を例に説明したが、下部電極形成装置101に改質装置102のレーザ照射装置12及び走査機構13を搭載して、下部電極形成(図3ステップS1)及び下部電極の表面改質(図3ステップS2)を同一チャンバプロセスで行ってもよい。また、改質装置102と誘電膜成膜装置103は、別個に設ける場合を例に説明したが、誘電膜成膜装置103に改質装置102のレーザ照射装置12及び走査機構13を搭載して、下部電極の表面改質(図3ステップS2)及び誘電膜成膜(図3ステップS3)を同一チャンバプロセスで行ってもよい。 Although the case where the lower electrode forming device 101 and the reforming device 102 are provided separately has been described as an example, the lower electrode forming device 101 is equipped with the laser irradiation device 12 and the scanning mechanism 13 of the reforming device 102 to form the lower electrode. The formation (step S1 of FIG. 3) and the surface modification of the lower electrode (step S2 of FIG. 3) may be performed in the same chamber process. Further, although the case where the reforming device 102 and the dielectric film forming apparatus 103 are provided separately has been described as an example, the reforming apparatus 102 is equipped with the laser irradiation device 12 and the scanning mechanism 13 of the reforming apparatus 102. , The surface modification of the lower electrode (step S2 in FIG. 3) and the film formation of the dielectric film (step S3 in FIG. 3) may be performed in the same chamber process.

また、誘電膜22にレーザを照射する構成においても、誘電膜成膜装置103と改質装置102を別個に設ける構成としてもよく、同一チャンバの構成としてもよい。即ち、誘電膜成膜装置103に改質装置102のレーザ照射装置12及び走査機構13を搭載して、誘電膜成膜及び誘電膜の表面改質を同一チャンバプロセスで行ってもよい。また、上部電極形成装置104に改質装置102のレーザ照射装置12及び走査機構13を搭載して、誘電膜の表面改質及び上部電極形成を同一チャンバプロセスで行ってもよい。 Further, in the configuration in which the dielectric film 22 is irradiated with the laser, the dielectric film film forming apparatus 103 and the reforming apparatus 102 may be provided separately, or the same chamber may be configured. That is, the dielectric film film forming device 103 may be equipped with the laser irradiation device 12 and the scanning mechanism 13 of the reforming device 102, and the dielectric film film forming and the surface modification of the dielectric film may be performed in the same chamber process. Further, the laser irradiation device 12 and the scanning mechanism 13 of the reforming device 102 may be mounted on the upper electrode forming device 104 to modify the surface of the dielectric film and form the upper electrode in the same chamber process.

また、キャパシタ形成システム100は、真空搬送室を介して基板Wを搬送するInsituシステムとしてもよい。即ち、下部電極を形成する工程から上部電極を形成する工程までを真空を破らずに行う。また、キャパシタ形成システム100は、大気搬送室を介して基板Wを搬送するExsituシステムとしてもよい。 Further, the capacitor forming system 100 may be an in situ system in which the substrate W is conveyed via the vacuum transfer chamber. That is, the steps from the step of forming the lower electrode to the step of forming the upper electrode are performed without breaking the vacuum. Further, the capacitor forming system 100 may be an Exsitu system that transports the substrate W via the atmospheric transport chamber.

11 ステージ
12 レーザ照射装置
13 走査機構
20 基体
21 下部電極
21a 上面
22 誘電膜
22a 下面
23 上部電極
100 キャパシタ形成システム
101 下部電極形成装置
102 改質装置
103 誘電膜成膜装置
104 上部電極形成装置
105〜107 搬送装置
W 基板
11 Stage 12 Laser irradiation device 13 Scanning mechanism 20 Base 21 Lower electrode 21a Upper surface 22 Dielectric film 22a Lower surface 23 Upper electrode 100 Capacitor forming system 101 Lower electrode forming device 102 Modification device 103 Dielectric film forming device 104 Upper electrode forming device 105- 107 Conveyor W board

Claims (17)

基板に下部電極を形成する下部電極形成装置と、
前記基板に誘電膜を成膜する誘電膜成膜装置と、
前記基板に上部電極を形成する上部電極形成装置と、
前記下部電極及び前記誘電膜の少なくともいずれかにレーザを照射する改質装置と、を備え、前記下部電極、前記誘電膜、前記上部電極を有するキャパシタを形成する、キャパシタ形成システム。
A lower electrode forming device that forms a lower electrode on a substrate,
A dielectric film forming apparatus for forming a dielectric film on the substrate and
An upper electrode forming device for forming an upper electrode on the substrate and
A capacitor forming system comprising a reforming device for irradiating at least one of the lower electrode and the dielectric film with a laser, and forming a capacitor having the lower electrode, the dielectric film, and the upper electrode.
前記改質装置は、
前記下部電極にレーザを照射し、表面を改質する、
請求項1に記載のキャパシタ形成システム。
The reformer
Irradiate the lower electrode with a laser to modify the surface.
The capacitor forming system according to claim 1.
前記改質装置は、
前記基板を還元ガス雰囲気で前記下部電極にレーザを照射する、
請求項2に記載のキャパシタ形成システム。
The reformer
Irradiate the lower electrode with a laser in a reducing gas atmosphere on the substrate.
The capacitor forming system according to claim 2.
前記改質装置は、
前記誘電膜にレーザを照射し、表面を改質する、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のキャパシタ形成システム。
The reformer
Irradiate the dielectric film with a laser to modify the surface.
The capacitor forming system according to any one of claims 1 to 3.
前記改質装置は、
前記基板を酸素雰囲気で前記誘電膜にレーザを照射する、
請求項4に記載のキャパシタ形成システム。
The reformer
Irradiate the dielectric film with a laser in an oxygen atmosphere on the substrate.
The capacitor forming system according to claim 4.
前記改質装置は
レーザを照射した前記表面を多孔質化させ、表面積を増やす、
請求項2乃至請求項5のいずれか1項に記載のキャパシタ形成システム。
The reformer makes the surface irradiated with the laser porous and increases the surface area.
The capacitor forming system according to any one of claims 2 to 5.
前記改質装置は、
KrFエキシマレーザを有する、
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のキャパシタ形成システム。
The reformer
Has a KrF excimer laser,
The capacitor forming system according to any one of claims 1 to 6.
基板に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極にレーザを照射して表面を改質する工程と、
表面が改質された前記下部電極に誘電膜を成膜する工程と、
前記誘電膜に上部電極を形成する工程と、を有する、
キャパシタ形成方法。
The process of forming the lower electrode on the substrate and
The process of irradiating the lower electrode with a laser to modify the surface and
A step of forming a dielectric film on the lower electrode whose surface has been modified, and
A step of forming an upper electrode on the dielectric film.
Capacitor forming method.
基板に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極に誘電膜を成膜する工程と、
前記誘電膜にレーザを照射して表面を改質する工程と、
表面が改質された前記誘電膜に上部電極を形成する工程と、を有する、
キャパシタ形成方法。
The process of forming the lower electrode on the substrate and
The process of forming a dielectric film on the lower electrode and
The step of irradiating the dielectric film with a laser to modify the surface and
It comprises a step of forming an upper electrode on the dielectric film having a modified surface.
Capacitor forming method.
基板に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極にレーザを照射して表面を改質する工程と、
表面が改質された前記下部電極に誘電膜を成膜する工程と、
前記誘電膜にレーザを照射して表面を改質する工程と、
表面が改質された前記誘電膜に上部電極を形成する工程と、を有する、
キャパシタ形成方法。
The process of forming the lower electrode on the substrate and
The process of irradiating the lower electrode with a laser to modify the surface and
A step of forming a dielectric film on the lower electrode whose surface has been modified, and
The step of irradiating the dielectric film with a laser to modify the surface and
It comprises a step of forming an upper electrode on the dielectric film having a modified surface.
Capacitor forming method.
前記表面を改質する工程は、
レーザを照射した前記表面を多孔質化させ、表面積を増やす、
請求項8乃至請求項10のいずれか1項に記載のキャパシタ形成方法。
The step of modifying the surface is
Porous the surface irradiated with the laser to increase the surface area.
The capacitor forming method according to any one of claims 8 to 10.
前記下部電極を形成する工程と前記下部電極の表面を改質する工程は、同一装置で行う、
請求項8または請求項10に記載のキャパシタ形成方法。
The step of forming the lower electrode and the step of modifying the surface of the lower electrode are performed by the same apparatus.
The capacitor forming method according to claim 8 or 10.
前記誘電膜を成膜する工程と前記誘電膜の表面を改質する工程は、同一装置で行う、
請求項9または請求項10に記載のキャパシタ形成方法。
The step of forming the dielectric film and the step of modifying the surface of the dielectric film are performed by the same apparatus.
The capacitor forming method according to claim 9 or 10.
前記下部電極を形成する工程、前記表面を改質する工程、前記誘電膜を形成する工程、及び、前記上部電極を形成する工程は、真空を破らずに行う、
請求項9乃至請求項13のいずれか1項に記載のキャパシタ形成方法。
The step of forming the lower electrode, the step of modifying the surface, the step of forming the dielectric film, and the step of forming the upper electrode are performed without breaking the vacuum.
The capacitor forming method according to any one of claims 9 to 13.
前記下部電極と前記上部電極は、同じ材料からなる、
請求項9乃至請求項14のいずれか1項に記載のキャパシタ形成方法。
The lower electrode and the upper electrode are made of the same material.
The capacitor forming method according to any one of claims 9 to 14.
前記下部電極及び/又は前記上部電極の材料は、TiN、Mo、MoN、Nb、NbO、Ru、RuOのうちの何れか1つを含む、
請求項9乃至請求項15のいずれか1項に記載のキャパシタ形成方法。
The material of the lower electrode and / or the upper electrode includes any one of TiN, Mo, MoN, Nb, NbO, Ru, and RuO.
The capacitor forming method according to any one of claims 9 to 15.
前記表面を改質する工程のレーザの照射フルエンスは、150mJ/cm以上250mJ/cm以下である、
請求項9乃至請求項13のいずれか1項に記載のキャパシタ形成方法。
The irradiation fluence of the laser in the step of modifying the surface is 150 mJ / cm 2 or more and 250 mJ / cm 2 or less.
The capacitor forming method according to any one of claims 9 to 13.
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