JP6806721B2 - 半導体装置の製造方法、基板処理システムおよびプログラム - Google Patents
半導体装置の製造方法、基板処理システムおよびプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6806721B2 JP6806721B2 JP2018027565A JP2018027565A JP6806721B2 JP 6806721 B2 JP6806721 B2 JP 6806721B2 JP 2018027565 A JP2018027565 A JP 2018027565A JP 2018027565 A JP2018027565 A JP 2018027565A JP 6806721 B2 JP6806721 B2 JP 6806721B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- substrate
- substrate processing
- treatment
- oxidation treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 166
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 150
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 154
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 67
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 60
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 58
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 52
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 238000004380 ashing Methods 0.000 claims description 38
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 18
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 7
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 93
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 70
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 18
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 7
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 6
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 3
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000735417 Homo sapiens Protein PAPPAS Proteins 0.000 description 1
- BIVNKSDKIFWKFA-UHFFFAOYSA-N N-propan-2-yl-N-silylpropan-2-amine Chemical compound CC(C)N([SiH3])C(C)C BIVNKSDKIFWKFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100034919 Protein PAPPAS Human genes 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003691 SiBr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VOSJXMPCFODQAR-UHFFFAOYSA-N ac1l3fa4 Chemical compound [SiH3]N([SiH3])[SiH3] VOSJXMPCFODQAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 description 1
- VQPFDLRNOCQMSN-UHFFFAOYSA-N bromosilane Chemical compound Br[SiH3] VQPFDLRNOCQMSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000005256 carbonitriding Methods 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N diazene Chemical compound N=N RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- XPBBUZJBQWWFFJ-UHFFFAOYSA-N fluorosilane Chemical compound [SiH3]F XPBBUZJBQWWFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- IDIOJRGTRFRIJL-UHFFFAOYSA-N iodosilane Chemical compound I[SiH3] IDIOJRGTRFRIJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- OWKFQWAGPHVFRF-UHFFFAOYSA-N n-(diethylaminosilyl)-n-ethylethanamine Chemical compound CCN(CC)[SiH2]N(CC)CC OWKFQWAGPHVFRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NCAKWMZPHTZJOT-UHFFFAOYSA-N n-[bis(diethylamino)silyl]-n-ethylethanamine Chemical compound CCN(CC)[SiH](N(CC)CC)N(CC)CC NCAKWMZPHTZJOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GURMJCMOXLWZHZ-UHFFFAOYSA-N n-ethyl-n-[tris(diethylamino)silyl]ethanamine Chemical compound CCN(CC)[Si](N(CC)CC)(N(CC)CC)N(CC)CC GURMJCMOXLWZHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SSCVMVQLICADPI-UHFFFAOYSA-N n-methyl-n-[tris(dimethylamino)silyl]methanamine Chemical compound CN(C)[Si](N(C)C)(N(C)C)N(C)C SSCVMVQLICADPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 1
- 210000003254 palate Anatomy 0.000 description 1
- 238000004375 physisorption Methods 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- AIFMYMZGQVTROK-UHFFFAOYSA-N silicon tetrabromide Chemical compound Br[Si](Br)(Br)Br AIFMYMZGQVTROK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CFTHARXEQHJSEH-UHFFFAOYSA-N silicon tetraiodide Chemical compound I[Si](I)(I)I CFTHARXEQHJSEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N trichloro(trichlorosilyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZKOFHKJGUNVTM-UHFFFAOYSA-N trichloro-[dichloro(trichlorosilyl)silyl]silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl PZKOFHKJGUNVTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- GIRKRMUMWJFNRI-UHFFFAOYSA-N tris(dimethylamino)silicon Chemical compound CN(C)[Si](N(C)C)N(C)C GIRKRMUMWJFNRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
- H01L21/02208—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si
- H01L21/02211—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition the precursor containing a compound comprising Si the compound being a silane, e.g. disilane, methylsilane or chlorosilane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
- H01L21/02167—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon carbide not containing oxygen, e.g. SiC, SiC:H or silicon carbonitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/36—Carbonitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
- C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/56—After-treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
- H01L21/0206—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
- H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
- H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
- H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
- H01L21/02334—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment in-situ cleaning after layer formation, e.g. removing process residues
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31144—Etching the insulating layers by chemical or physical means using masks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
- H01L21/02126—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material containing Si, O, and at least one of H, N, C, F, or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
Description
基板上に炭素濃度が10at%以上15at%以下であるシリコン、炭素、および窒素を含む膜を形成する工程と、
前記膜が表面に露出した前記基板に対して酸化処理を行う工程と、
前記酸化処理がなされた後の前記膜が表面に露出した前記基板に対してフッ化水素を用いた処理を行う工程と、を行い、
前記酸化処理により前記膜の第1の深さ領域における炭素濃度が変化し、前記膜の前記第1の深さ領域よりも深い第2の深さ領域における炭素濃度が変化することなく維持されるようにならしめる
技術が提供される。
また、本発明の他の態様によれば、
基板上に炭素濃度が10at%以上15at%以下であるシリコン、炭素、および窒素を含む膜を形成する工程と、
前記膜が表面に露出した前記基板に対して酸化処理を行う工程と、
前記酸化処理がなされた後の前記膜が表面に露出した前記基板に対してフッ化水素を用いた処理を行う工程と、を行い、
前記膜を形成する工程では、前記酸化処理により前記膜の第1の深さ領域における炭素濃度が変化し、前記膜の前記第1の深さ領域よりも深い第2の深さ領域における炭素濃度が変化することなく維持されるような前記膜を形成する
技術が提供される。
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図5を用いて説明する。
図1に示すように、処理炉202は加熱機構(温度調整部)としてのヒータ207を有する。ヒータ207は円筒形状であり、保持板に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ207は、ガスを熱で活性化(励起)させる活性化機構(励起部)としても機能する。
上述の基板処理装置(成膜装置)を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、基板としてのウエハ200上にシリコン炭窒化膜(SiCN膜)を形成するシーケンス例について、主に、図4を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ121により制御される。
ウエハ200に対して原料としてHCDSガスを供給するステップ1と、
ウエハ200に対して反応体としてC3H6ガスを供給するステップ2と、
ウエハ200に対して反応体としてNH3ガスを供給するステップ3と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことにより、ウエハ200上に、Si、C、およびNを含む膜としてSiCN膜を形成する成膜ステップを行う。
複数枚のウエハ200がボート217に装填(ウエハチャージ)される。その後、図1に示すように、複数枚のウエハ200を支持したボート217は、ボートエレベータ115によって持ち上げられて処理室201内へ搬入(ボートロード)される。この状態で、シールキャップ219は、Oリング220を介して反応管203の下端をシールした状態となる。
処理室201内、すなわち、ウエハ200が存在する空間が所望の圧力(真空度)となるように、真空ポンプ246によって真空排気(減圧排気)される。この際、処理室201内の圧力は圧力センサ245で測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ244がフィードバック制御される。また、処理室201内のウエハ200が所望の処理温度となるように、ヒータ207によって加熱される。この際、処理室201内が所望の温度分布となるように、温度センサ263が検出した温度情報に基づきヒータ207への通電具合がフィードバック制御される。また、回転機構267によるウエハ200の回転を開始する。真空ポンプ246の稼働、ウエハ200の加熱および回転は、いずれも、少なくともウエハ200に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
その後、以下のステップ1〜3を順次実施する。
このステップでは、処理室201内のウエハ200に対してHCDSガスを供給する。具体的には、バルブ243aを開き、ガス供給管232a内へHCDSガスを流す。HCDSガスは、MFC241aにより流量調整され、ノズル249aを介して処理室201内へ供給され、排気管231から排気される。このとき、ウエハ200に対してHCDSガスが供給される。このときバルブ243c,243dを開き、ガス供給管232c,232d内へN2ガスを流すようにしてもよい。
処理温度:600〜680℃、好ましくは630〜680℃
処理圧力:1〜2666Pa、好ましくは67〜1333Pa
HCDSガス供給流量:1〜2000sccm
N2ガス供給流量(各ガス供給管):0〜10000sccm
各ガス供給時間:1〜120秒、好ましくは1〜60秒
が例示される。
ステップ1が終了した後、処理室201内のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成された第1層に対してC3H6ガスを供給する。具体的には、バルブ243b〜243dの開閉制御を、ステップ1におけるバルブ243a,243c,243dの開閉制御と同様の手順で行う。C3H6ガスは、MFC241bにより流量調整され、ノズル249bを介して処理室201内へ供給され、排気管231から排気される。このとき、ウエハ200に対してC3H6ガスが供給される。
処理温度:600〜680℃、好ましくは630〜680℃
処理圧力:1〜4000Pa、好ましくは1〜3000Pa
C3H6ガス供給流量:100〜10000sccm
ガス供給時間:1〜120秒、好ましくは1〜60秒
が例示される。他の処理条件は、ステップ1における処理条件と同様とする。
ステップ2が終了した後、処理室201内のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成された第2層に対してNH3ガスを供給する。具体的には、バルブ243b〜243dの開閉制御を、ステップ1におけるバルブ243a,243c,243dの開閉制御と同様の手順で行う。NH3ガスは、MFC241bにより流量調整され、ノズル249bを介して処理室201内へ供給され、排気管231から排気される。このとき、ウエハ200に対してNH3ガスが供給される。
処理温度:600〜680℃、好ましくは630〜680℃
処理圧力:1〜4000Pa、好ましくは1〜3000Pa
NH3ガス供給流量:100〜10000sccm
ガス供給時間:1〜120秒、好ましくは1〜60秒
が例示される。他の処理条件は、ステップ1における処理条件と同様とする。
ステップ1〜3を非同時に、すなわち、同期させることなく交互に行うサイクルを所定回数(n回、nは1以上の整数)行うことにより、ウエハ200上に、Si、C、およびNを含む膜としてSiCN膜を形成することが可能となる。なお、上述の処理条件下では、炭素(C)の原子組成百分率、すなわちSiCNの全原子数に対するCの原子数の割合であるC濃度が10at%以上15at%以下であるSiCN膜を形成することが可能となる。具体的には、上述したステップ2におけるC3H6ガス供給流量、供給時間、分圧等を調整することにより、C濃度が10at%以上15at%以下であるSiCN膜を形成する。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、1サイクルあたりに形成される第3層の厚さを所望の膜厚よりも薄くし、第3層を積層することで形成される膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
成膜ステップが終了した後、ガス供給管232c,232dのそれぞれからN2ガスを処理室201内へ供給し、排気管231から排気する。これにより、処理室201内がパージされ、処理室201内に残留するガスや反応副生成物等が処理室201内から除去される(アフターパージ)。その後、処理室201内の雰囲気が不活性ガスに置換され(不活性ガス置換)、処理室201内の圧力が常圧に復帰される(大気圧復帰)。
その後、ボートエレベータ115によりシールキャップ219が下降され、反応管203の下端が開口される。そして、処理済のウエハ200、すなわち、SiCN膜が形成された後のウエハ200が、ボート217に支持された状態で、反応管203の下端から反応管203の外部に搬出(ボートアンロード)される。処理済のウエハ200は、反応管203の外部に搬出された後、ボート217より取り出される(ウエハディスチャージ)。その後、処理済のウエハ200は、次の工程を行う基板処理装置、例えば、他の膜を形成する基板処理装置へ搬送されることとなる。
次に、半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ200上に形成された上述のSiCN膜を含む各種膜を加工してパターンを形成するフォトリソグラフィ工程について、図5を用いて説明する。
フォトリソグラフィ工程の前に、ウエハ200上に各種膜が形成される。具体的には、例えば上述の基板処理装置(基板処理ユニット)を用いて、上述した膜形成工程によりウエハ200上に上述のSiCN膜を形成する。なお、SiCN膜を形成する前、および/または、SiCN膜を形成した後、次のステップS11のレジスト層形成工程前に他の膜を形成してもよい。この場合、ウエハ200上には、少なくともSiCN膜を含む各種膜が形成されることとなる。
上述のSiCN膜を含む各種膜を形成する成膜処理がなされたウエハ200は、基板処理装置(基板処理ユニット)としてのレジスト塗布装置(コータ)に搬送され、そこで成膜処理がなされたウエハ200の表面上にレジストが塗布されて、レジスト層が形成される。
レジスト層が形成されたウエハ200は、基板処理装置(基板処理ユニット)としての露光装置(ステッパ)に搬送され、そこで所定のパターンで露光処理が行われる。
露光処理がなされたウエハ200は、基板処理装置(基板処理ユニット)としての現像装置(ディべロッパ)に搬送され、そこで現像処理が行われ、レジスト層に所定のパターン(レジストパターン)が形成される。
レジストパターンが形成されたウエハ200は、基板処理装置(基板処理ユニット)としてのエッチング装置(エッチャ)に搬送され、そこでレジストパターンをマスクとしてエッチング処理が行われる。これにより、SiCN膜を含む各種膜のうち少なくとも一部の膜がウエハ200の表面に露出することとなる。ここでは、少なくともSiCN膜がウエハ200の表面に露出するケースについて説明する。
エッチング処理がなされたウエハ200は、基板処理装置(基板処理ユニット)としてのアッシング装置(アッシャ)に搬送され、そこでウエハ200に対してアッシング処理が行われる。アッシング処理は、例えば、O2ガス等の酸素含有ガスを用いたプラズマ処理(酸素プラズマ処理)であり、この処理を、プラズマ酸化処理と呼ぶこともでき、単に酸化処理と呼ぶこともできる。アッシング処理では、エッチング処理がなされた後の、少なくともSiCN膜が表面に露出したウエハ200に対して、酸素含有ガスをプラズマ励起させて供給する。これにより、ウエハ200上に残ったレジストパターンが除去され、その際、ウエハ200の表面に露出したSiCN膜は酸素プラズマ(酸素ラジカル、酸素イオン等)に曝され、酸化処理が施されることとなる。
アッシング処理がなされたウエハ200は、基板処理装置(基板処理ユニット)としての洗浄装置に搬送され、そこでウエハ200に対してHFを用いた処理が行われる。HF洗浄処理では、アッシング処理、すなわち、酸化処理がなされた後のSiCN膜が表面に露出したウエハ200に対して、HFが供給され、エッチング処理がなされる。なお、エッチング処理としては、HF水溶液を用いたウェットエッチング処理を行うようにしてもよいし、HFガスを用いたドライエッチング処理を行うようにしてもよい。これにより、ウエハ200の表面が洗浄され、不純物や自然酸化膜が除去される。
以下、実施例について説明する。
以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。但し、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
本発明の一態様によれば、
基板上に炭素濃度が10at%以上15at%以下であるシリコン、炭素、および窒素を含む膜を形成する工程と、
前記膜が表面に露出した前記基板に対して酸化処理を行う工程と、
前記酸化処理がなされた後の前記膜が表面に露出した前記基板に対してフッ化水素を用いた処理を行う工程と、
を有する半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
付記1に記載の方法であって、好ましくは、
前記酸化処理は酸素含有ガスを用いたプラズマ処理である。
付記1または2に記載の方法であって、
前記酸化処理を行う前に、前記基板上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンが形成された前記基板に対して前記レジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行う工程と、
をさらに有し、前記酸化処理は前記エッチング処理を行った後に前記基板上に残った前記レジストパターンを除去するアッシング処理である。
付記1〜3のいずれか1項に記載の方法であって、
前記酸化処理を行う前に、前記基板上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層を露光して現像することでレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンが形成された前記基板に対して前記レジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行う工程と、
をさらに有し、前記酸化処理は前記エッチング処理を行った後に前記基板上に残った前記レジストパターンを除去するアッシング処理である。
付記1〜4のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
前記フッ化水素を用いた処理は前記基板の表面を洗浄する処理である。
付記1〜5のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
前記フッ化水素を用いた処理は前記基板に対するエッチング処理である。
付記1〜6のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
前記フッ化水素を用いた処理は前記基板に対するウェットエッチング処理である。
付記1〜7のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
前記膜を形成する工程では、前記基板の温度を600℃以上680℃以下とする。
付記1〜8のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
前記膜を形成する工程では、前記基板の温度を630℃以上680℃以下とする。
付記1〜9のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
前記酸化処理により前記膜の第1の深さ領域における炭素濃度が変化し、前記膜の前記第1の深さ領域よりも深い第2の深さ領域における炭素濃度が変化することなく維持されるようにならしめる。
付記1〜10のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
前記膜を形成する工程では、前記酸化処理により前記膜の第1の深さ領域における炭素濃度が変化し、前記膜の前記第1の深さ領域よりも深い第2の深さ領域における炭素濃度が変化することなく維持されるような前記膜を形成する。
付記10または11に記載の方法であって、好ましくは、
前記第1の深さ領域は、前記膜の表面から1nm以上2nm以下の領域であり、
前記第2の深さ領域は、前記膜の表面から1nm以上2nm以下の領域よりも深い領域である。
付記10または11に記載の方法であって、好ましくは、
前記第1の深さ領域は、前記膜の表面から1nm以上1.5nm以下の領域であり、
前記第2の深さ領域は、前記膜の表面から1nm以上1.5nm以下の領域よりも深い領域である。
本発明の他の態様によれば、
基板上に炭素濃度が10at%以上15at%以下であるシリコン、炭素、および窒素を含む膜を形成する第1基板処理ユニットと、
前記膜が表面に露出した前記基板に対して酸化処理を行う第2基板処理ユニットと、
前記酸化処理がなされた後の前記膜が表面に露出した前記基板に対してフッ化水素を用いた処理を行う第3基板処理ユニットと、
を有する基板処理システムが提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、
第1基板処理ユニットと、第2基板処理ユニットと、第3基板処理ユニットと、を有する基板処理システムにおいて、
前記第1基板処理ユニットにおいて、基板上に炭素濃度が10at%以上15at%以下であるシリコン、炭素、および窒素を含む膜を形成する手順と、
前記第2基板処理ユニットにおいて、前記膜が表面に露出した前記基板に対して酸化処理を行う手順と、
前記第3基板処理ユニットにおいて、前記酸化処理がなされた後の前記膜が表面に露出した前記基板に対してフッ化水素を用いた処理を行う手順と、
をコンピュータによって前記基板処理システムに実行させるプログラム、または、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
Claims (16)
- 基板上に炭素濃度が10at%以上15at%以下であるシリコン、炭素、および窒素を含む膜を形成する工程と、
前記膜が表面に露出した前記基板に対して酸化処理を行う工程と、
前記酸化処理がなされた後の前記膜が表面に露出した前記基板に対してフッ化水素を用いた処理を行う工程と、
を有し、
前記酸化処理により前記膜の第1の深さ領域における炭素濃度が変化し、前記膜の前記第1の深さ領域よりも深い第2の深さ領域における炭素濃度が変化することなく維持されるようにならしめる半導体装置の製造方法。 - 基板上に炭素濃度が10at%以上15at%以下であるシリコン、炭素、および窒素を含む膜を形成する工程と、
前記膜が表面に露出した前記基板に対して酸化処理を行う工程と、
前記酸化処理がなされた後の前記膜が表面に露出した前記基板に対してフッ化水素を用いた処理を行う工程と、
を有し、
前記膜を形成する工程では、前記酸化処理により前記膜の第1の深さ領域における炭素濃度が変化し、前記膜の前記第1の深さ領域よりも深い第2の深さ領域における炭素濃度が変化することなく維持されるような前記膜を形成する半導体装置の製造方法。 - 前記酸化処理は酸素含有ガスを用いたプラズマ処理である請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記酸化処理を行う前に、前記基板上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンが形成された前記基板に対して前記レジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行う工程と、
をさらに有し、
前記酸化処理は前記エッチング処理を行った後に前記基板上に残った前記レジストパターンを除去するアッシング処理である請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記酸化処理を行う前に、前記基板上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層を露光して現像することでレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンが形成された前記基板に対して前記レジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行う工程と、
をさらに有し、前記酸化処理は前記エッチング処理を行った後に前記基板上に残った前記レジストパターンを除去するアッシング処理である請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記フッ化水素を用いた処理は前記基板の表面を洗浄する処理である請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記フッ化水素を用いた処理は前記基板に対するエッチング処理である請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記フッ化水素を用いた処理は前記基板に対するウェットエッチング処理である請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記膜を形成する工程では、前記基板の温度を600℃以上680℃以下とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記膜を形成する工程では、前記基板の温度を630℃以上680℃以下とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1の深さ領域は、前記膜の表面から1nm以上2nm以下の領域であり、
前記第2の深さ領域は、前記膜の表面から1nm以上2nm以下の領域よりも深い領域である請求項1〜10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1の深さ領域は、前記膜の表面から1nm以上1.5nm以下の領域であり、
前記第2の深さ領域は、前記膜の表面から1nm以上1.5nm以下の領域よりも深い領域である請求項1〜10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 基板上に炭素濃度が10at%以上15at%以下であるシリコン、炭素、および窒素を含む膜を形成する第1基板処理ユニットと、
前記膜が表面に露出した前記基板に対して酸化処理を行う第2基板処理ユニットと、
前記酸化処理がなされた後の前記膜が表面に露出した前記基板に対してフッ化水素を用いた処理を行う第3基板処理ユニットと、
を有する基板処理システムであって、
前記第2基板処理ユニットは、前記酸化処理により前記膜の第1の深さ領域における炭素濃度が変化し、前記膜の前記第1の深さ領域よりも深い第2の深さ領域における炭素濃度が変化することなく維持されるようにならしめるよう構成される基板処理システム。 - 基板上に炭素濃度が10at%以上15at%以下であるシリコン、炭素、および窒素を含む膜を形成する第1基板処理ユニットと、
前記膜が表面に露出した前記基板に対して酸化処理を行う第2基板処理ユニットと、
前記酸化処理がなされた後の前記膜が表面に露出した前記基板に対してフッ化水素を用いた処理を行う第3基板処理ユニットと、
を有する基板処理システムであって、
前記第1基板処理ユニットは、前記酸化処理により前記膜の第1の深さ領域における炭素濃度が変化し、前記膜の前記第1の深さ領域よりも深い第2の深さ領域における炭素濃度が変化することなく維持されるような前記膜を形成するよう構成される基板処理システム。 - 第1基板処理ユニットと、第2基板処理ユニットと、第3基板処理ユニットと、を有する基板処理システムにおいて、
前記第1基板処理ユニットにおいて、基板上に炭素濃度が10at%以上15at%以下であるシリコン、炭素、および窒素を含む膜を形成する手順と、
前記第2基板処理ユニットにおいて、前記膜が表面に露出した前記基板に対して酸化処理を行う手順と、
前記第3基板処理ユニットにおいて、前記酸化処理がなされた後の前記膜が表面に露出した前記基板に対してフッ化水素を用いた処理を行う手順と、
前記酸化処理により前記膜の第1の深さ領域における炭素濃度が変化し、前記膜の前記第1の深さ領域よりも深い第2の深さ領域における炭素濃度が変化することなく維持されるようにならしめる手順と、
をコンピュータによって前記基板処理システムに実行させるプログラム。 - 第1基板処理ユニットと、第2基板処理ユニットと、第3基板処理ユニットと、を有する基板処理システムにおいて、
前記第1基板処理ユニットにおいて、基板上に炭素濃度が10at%以上15at%以下であるシリコン、炭素、および窒素を含む膜を形成する手順と、
前記第2基板処理ユニットにおいて、前記膜が表面に露出した前記基板に対して酸化処理を行う手順と、
前記第3基板処理ユニットにおいて、前記酸化処理がなされた後の前記膜が表面に露出した前記基板に対してフッ化水素を用いた処理を行う手順と、
前記膜を形成する手順において、前記酸化処理により前記膜の第1の深さ領域における炭素濃度が変化し、前記膜の前記第1の深さ領域よりも深い第2の深さ領域における炭素濃度が変化することなく維持されるような前記膜を形成する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理システムに実行させるプログラム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018027565A JP6806721B2 (ja) | 2018-02-20 | 2018-02-20 | 半導体装置の製造方法、基板処理システムおよびプログラム |
US16/269,368 US10790136B2 (en) | 2018-02-20 | 2019-02-06 | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing system and non-transitory computer-readable recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018027565A JP6806721B2 (ja) | 2018-02-20 | 2018-02-20 | 半導体装置の製造方法、基板処理システムおよびプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019145630A JP2019145630A (ja) | 2019-08-29 |
JP6806721B2 true JP6806721B2 (ja) | 2021-01-06 |
Family
ID=67618112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018027565A Active JP6806721B2 (ja) | 2018-02-20 | 2018-02-20 | 半導体装置の製造方法、基板処理システムおよびプログラム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10790136B2 (ja) |
JP (1) | JP6806721B2 (ja) |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3810309B2 (ja) * | 2001-12-03 | 2006-08-16 | Necエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
US6991959B2 (en) * | 2002-10-10 | 2006-01-31 | Asm Japan K.K. | Method of manufacturing silicon carbide film |
JP5057647B2 (ja) * | 2004-07-02 | 2012-10-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置 |
JP2007208069A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Elpida Memory Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
US20080213479A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Tokyo Electron Limited | SiCN film formation method and apparatus |
US7910491B2 (en) * | 2008-10-16 | 2011-03-22 | Applied Materials, Inc. | Gapfill improvement with low etch rate dielectric liners |
US8609497B2 (en) * | 2010-02-12 | 2013-12-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of dual EPI process for semiconductor device |
JP5654862B2 (ja) | 2010-04-12 | 2015-01-14 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置 |
JP6035161B2 (ja) * | 2012-03-21 | 2016-11-30 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム |
US9390937B2 (en) * | 2012-09-20 | 2016-07-12 | Applied Materials, Inc. | Silicon-carbon-nitride selective etch |
US9349608B2 (en) * | 2013-12-13 | 2016-05-24 | Globalfoundries Inc. | Methods of protecting a dielectric mask layer and related semiconductor devices |
US20180033614A1 (en) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | Versum Materials Us, Llc | Compositions and Methods Using Same for Carbon Doped Silicon Containing Films |
-
2018
- 2018-02-20 JP JP2018027565A patent/JP6806721B2/ja active Active
-
2019
- 2019-02-06 US US16/269,368 patent/US10790136B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20190259603A1 (en) | 2019-08-22 |
JP2019145630A (ja) | 2019-08-29 |
US10790136B2 (en) | 2020-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9587308B2 (en) | Cleaning method, method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium | |
US9732426B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium | |
US9394607B2 (en) | Substrate processing apparatus | |
JP6568508B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP6960953B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置、およびプログラム | |
US10910214B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium | |
JP6953480B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP6778166B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US20160284539A1 (en) | Method of Manufacturing Semiconductor Device | |
JP6055879B1 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
JP2018157095A (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
JP7371281B2 (ja) | 基板処理方法、半導体装置の製造方法、プログラムおよび基板処理装置 | |
JP6760833B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
US20240038530A1 (en) | Method of processing substrate, method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium | |
WO2017158848A1 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、および記録媒体 | |
WO2021009838A1 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
US11728165B2 (en) | Method of processing substrate, substrate processing apparatus, recording medium, and method of manufacturing semiconductor device | |
JP6806721B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理システムおよびプログラム | |
JP6731527B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
WO2022064586A1 (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP2021141152A (ja) | クリーニング方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム | |
JP2022023076A (ja) | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置、およびプログラム | |
JP2022174756A (ja) | 基板処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20180727 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180821 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20180829 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190905 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200630 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200706 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200902 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20201102 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201110 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6806721 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |