JP7242463B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7242463B2 JP7242463B2 JP2019137677A JP2019137677A JP7242463B2 JP 7242463 B2 JP7242463 B2 JP 7242463B2 JP 2019137677 A JP2019137677 A JP 2019137677A JP 2019137677 A JP2019137677 A JP 2019137677A JP 7242463 B2 JP7242463 B2 JP 7242463B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- containing gas
- substrate
- metal
- oxygen
- 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
Images
Description
図1を参照して、基板処理装置の構成を説明する。
図1が示すように、基板処理装置10は、真空槽11と、真空槽11に固定され、真空槽11が区画する空間を二分するシャワープレート12とを備えている。シャワープレート12は、真空槽11が区画する空間を、処理の対象である基板Sが配置される空間と、真空槽11内での処理に用いられるガスが供給される空間とに分離する。シャワープレート12は、金属製の板部材であり、板部材を貫通する複数の貫通孔を有している。シャワープレート12が有する貫通孔を真空槽11内に供給されたガスが通ることによって、基板Sが配置された空間にガスが拡散される。
図2および図3を参照して、半導体装置の製造方法を説明する。
半導体装置の製造方法は、基板Sの温度を第1温度に昇温すること、金属原子を樹脂層に導入すること、基板Sの温度を第1温度から第2温度に昇温すること、および、炭素および金属酸化物を含むマスクを形成することを含んでいる。
図4から図6を参照して、実施例を説明する。
[実施例1]
シリコン基板上にシリコン酸化物を含む塗液をスピンコートすることによって、1μmの厚さを有したSOG層、すなわちシリコン酸化膜を形成した。次いで、300nmの厚さを有したPMMA層を形成した。そして、反応性エッチングによってPMMA層をエッチングすることによって、所定のパターンを有したPMMA層を形成した。これにより、基板処理装置による処理の対象である基板を得た。なお、基板の断面構造を走査型電子顕微鏡(SEM)によって撮影したところ、図4(a)が示す画像が得られた。図4(a)が示すように、基板Sは、SOG層S1と、SOG層S1上に位置し、かつ、所定のパターンを有するPMMA層S2を備えることが認められた。
[基板処理条件]
・真空槽内の圧力 300Pa
・第1温度Tem1 80℃
・第2温度Tem2 120℃
・第1流量Fm1 300sccm
・第1流量Fo1 500sccm
・第1金属供給期間 300秒
・第1酸素供給期間 200秒
・第2金属供給期間 300秒
・第2酸素供給期間 200秒
・排気期間 180秒
[エッチング条件]
・エッチングガス C3F8ガス、および、Arガス
・C3F8ガスの流量 10sccm
・Arガスの流量 40sccm
・真空槽内の圧力 0.3Pa
・アンテナ用高周波電力 200W
・バイアス用高周波電力 400W
実施例1において、第2温度Tem2を150℃に変更した以外は、実施例1と同様の方法によって、マスクS2Mを形成した。なお、基板Sの処理が行われる前における基板Sの断面構造をSEMによって撮像したところ、図5(a)が示す画像が得られ、マスクS2Mを形成した後において基板Sの断面構造をSEMによって撮像したところ、図5(b)が示す画像が得られた。すなわち、実施例2によれば、マスクS2Mが有するパターンは、基板Sの処理が行われる前にPMMA層S2が有するパターンとほぼ同一であることが認められた。
実施例1において、第2温度Tem2を200℃に変更した以外は、実施例1と同様の方法によって、マスクS2Mを形成した。なお、基板Sの処理が行われる前における基板Sの断面構造をSEMによって撮影したところ、図6(a)が示す画像が得られ、マスクS2Mを形成した後において基板Sの断面構造をSEMによって撮影したところ、図6(b)が示す画像が得られた。すなわち、実施例3によれば、マスクS2Mが有するパターンは、実施例1および実施例2と比較した場合に、基板Sの処理が行われる前にPMMA層S2が有するパターンの変形が認められるものの、マスクS2Mは、所望の形状を有した凹部S1hを形成することが可能な形状を有することが認められた。
(1)樹脂層をパターニングして得られたマスクに比べて、高いエッチング耐性を有したマスク24Mを形成することが可能であり、これによって、エッチング対象に対する高い選択比を有したマスク24Mを形成することが可能である。
[金属含有ガスの供給]
・第1金属供給期間と第2金属供給期間との間において、基板Sに供給される金属含有ガスの流量が異なってもよい。または、第1金属供給期間と第2金属供給期間との間において、基板Sに金属含有ガスが供給される時間が異なってもよい。または、これらが組み合わせられてもよい。
・第1酸素供給期間と第2酸素供給期間との間において、基板Sに供給される酸素含有ガスの流量が異なってもよい。または、第1酸素供給期間と第2酸素供給期間との間において、基板Sに酸素含有ガスが供給される時間が異なってもよい。または、これらが組み合わせられてもよい。
・金属含有ガスを排気するための排気期間と、酸素含有ガスを排気するための排気期間とは、互いに異なる長さであってもよい。
半導体装置の製造方法を、以下に説明する4つの変更例のように変更して実施することが可能である。
・図7が示すように、第1変更例では、基板Sの温度が、第1温度Tem1から第2温度Tem2に昇温された後に、樹脂層24に導入された金属原子が酸化される。すなわち、第1変更例におけるタイミングT0からタイミングT3までの処理は、上述した実施形態におけるタイミングT0からタイミングT3までの処理と同様である。一方で、第1変更例では、タイミングT3において基板Sの昇温が開始され、かつ、タイミングT4において基板Sの温度が第2温度Tem2に昇温される。
・図8が示すように、第2変更例では、基板Sの温度が、第1温度Tem1から第2温度Tem2に昇温された直後に行われる酸素含有ガスの供給が省略される。すなわち、第2変更例におけるタイミングT0からタイミングT3までの処理は、上述した第1変更例と同様である。一方で、第1変更例においてタイミングT4からタイミングT5にわたって行われる酸素含有ガスの供給と、タイミングT5からタイミングT6にわたって行われる酸素含有ガスの排気とが、第2変更例では省略される。そのため、第2変更例におけるタイミングT4からタイミングT8までの処理は、第1変更例におけるタイミングT6からタイミングT10までの処理と同様である。
・図9が示すように、第3変更例では、基板Sの温度が、第1温度Tem1から第2温度Tem2に昇温された後に行われる金属含有ガスの供給が省略される。すなわち、第3変更例におけるタイミングT0からタイミングT5までの処理は、上述した実施形態におけるタイミングT0からタイミングT5までの処理と同様である。一方で、実施形態におけるタイミングT6からタイミングT7にわたって行われる金属含有ガスの供給と、タイミングT7からタイミングT8にわたって行われる金属含有ガスの排気とが、第3変更例では省略される。そのため、第3変更例におけるタイミングT6からタイミングT8までの処理は、実施形態におけるタイミングT8からタイミングT10までの処理と同様である。
・図10が示すように、第4変更例では、基板Sの温度が、第1温度Tem1から第2温度Tem2に昇温された後に行われる金属含有ガスの供給と、酸素含有ガスの供給とが省略される。すなわち、第4変更例におけるタイミングT0からタイミングT6までの処理は、上述した実施形態におけるタイミングT0からタイミングT6までの処理と同様である。一方で、実施形態におけるタイミングT6以降に行われる処理が、第4変更例では省略される。
・基板Sの温度が第1温度Tem1に維持されている間に、基板Sに対する金属含有ガスの供給が複数回行われてもよい。また、基板Sの温度が第1温度Tem1から第2温度Tem2に昇温された後に、基板Sに対する金属含有ガスの供給が複数回行われてもよい。これらの場合に、最後に行われた金属含有ガスの供給よりも後に、基板Sに対する酸素含有ガスの供給が行われることが好ましい。
・図11が示すように、基板処理装置30は、シャワープレート12に接続された高周波電源31を備えてもよい。この場合には、制御部10Cは、酸素含有ガス供給部17に酸素含有ガスを真空槽11内に供給させる際に、高周波電源31に高周波電力をシャワープレート12に対して供給させることができる。これにより、シャワープレート12の近傍において、酸素含有ガスからプラズマが生成される。基板処理装置30では、プラズマ中に含まれるイオンが、シャワープレート12を通過する際に、シャワープレート12が有する貫通孔内においてラジカルよりも失活しやすい。そのため、ステージ13が配置された空間には、ラジカルが、イオンよりも優先して供給される。そして、樹脂層24に導入された金属原子は、ステージ13に到達したラジカルによって酸化される。
Claims (5)
- 所定のパターンを有した樹脂層が形成され、シリコンを含む基板の温度を第1温度に昇温することと、
前記第1温度に維持された前記基板に金属原子を含む金属含有ガスを供給して、前記金属原子を前記樹脂層に導入することと、
前記金属原子が導入された前記樹脂層を有した前記基板の温度を前記第1温度から第2温度に昇温することと、
前記基板の温度を前記第1温度から前記第2温度に昇温する前、および、前記基板の温度を前記第1温度から前記第2温度に昇温した後の少なくとも一方に、前記基板に酸素原子を含む酸素含有ガスを供給して、前記樹脂層に導入された前記金属原子を酸化することによって、炭素および金属酸化物を含むマスクを形成することと、を含む
半導体装置の製造方法。 - 前記第1温度は、50℃以上100℃未満の範囲に含まれるいずれかの温度であり、
前記第2温度は、80℃以上300℃以下の範囲に含まれるいずれかの温度である
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記金属原子を前記樹脂層に導入することと、前記炭素および前記金属酸化物を含む前記マスクを形成することとの間に、前記金属含有ガスを排気することをさらに含む
請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記金属含有ガスは、第1金属原子を含む第1金属含有ガスであり、
基板の温度を第1温度から第2温度に昇温した後に、第2温度に維持された基板に第2金属原子を含む第2金属含有ガスを供給して、前記第2金属原子を前記樹脂層に導入することをさらに含む
請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記炭素および前記金属酸化物を含む前記マスクを形成することは、前記基板の温度を前記第1温度から前記第2温度に昇温する前、および、前記基板の温度を前記第1温度から前記第2温度に昇温した後の両方において、前記基板に前記酸素含有ガスを供給する
請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019137677A JP7242463B2 (ja) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019137677A JP7242463B2 (ja) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021022636A JP2021022636A (ja) | 2021-02-18 |
JP7242463B2 true JP7242463B2 (ja) | 2023-03-20 |
Family
ID=74574415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019137677A Active JP7242463B2 (ja) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7242463B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7326077B2 (ja) * | 2019-09-10 | 2023-08-15 | キオクシア株式会社 | エッチングマスクの形成方法および半導体装置の製造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120241411A1 (en) | 2011-03-24 | 2012-09-27 | Uchicago Argonne Llc | Sequential infiltration synthesis for advanced lithography |
JP2018049902A (ja) | 2016-09-21 | 2018-03-29 | 大日本印刷株式会社 | パターン形成方法及び凹凸構造体の製造方法 |
JP2018147955A (ja) | 2017-03-02 | 2018-09-20 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体 |
JP2019054062A (ja) | 2017-09-13 | 2019-04-04 | 東芝メモリ株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体製造装置 |
WO2020050090A1 (ja) | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及びエッチング装置 |
JP2020150175A (ja) | 2019-03-14 | 2020-09-17 | キオクシア株式会社 | 半導体装置の製造方法、パターン膜の製造方法および金属含有有機膜 |
-
2019
- 2019-07-26 JP JP2019137677A patent/JP7242463B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120241411A1 (en) | 2011-03-24 | 2012-09-27 | Uchicago Argonne Llc | Sequential infiltration synthesis for advanced lithography |
JP2018049902A (ja) | 2016-09-21 | 2018-03-29 | 大日本印刷株式会社 | パターン形成方法及び凹凸構造体の製造方法 |
JP2018147955A (ja) | 2017-03-02 | 2018-09-20 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体 |
JP2019054062A (ja) | 2017-09-13 | 2019-04-04 | 東芝メモリ株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体製造装置 |
WO2020050090A1 (ja) | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及びエッチング装置 |
JP2020150175A (ja) | 2019-03-14 | 2020-09-17 | キオクシア株式会社 | 半導体装置の製造方法、パターン膜の製造方法および金属含有有機膜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021022636A (ja) | 2021-02-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2021511671A (ja) | 高圧アニールを用いたシーム修復 | |
US8202805B2 (en) | Substrate processing method | |
JP5270476B2 (ja) | 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 | |
JP2019046994A (ja) | エッチング方法 | |
TWI738848B (zh) | 被處理體之處理方法 | |
KR20110082495A (ko) | 미세 패턴의 형성 방법 및 성막 장치 | |
JP2013503482A (ja) | 炭素含有膜のシリコン選択的ドライエッチング | |
JPWO2007034871A1 (ja) | 選択的プラズマ処理方法 | |
US20060040502A1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP7242463B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP6026375B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US20210098263A1 (en) | Substrate processing method and plasma processing apparatus | |
TWI405260B (zh) | A plasma etching treatment method and a plasma etching processing apparatus | |
JP2020529739A5 (ja) | ||
JP6601257B2 (ja) | 基板処理方法 | |
JP7261159B2 (ja) | エッチング方法 | |
US20160201193A1 (en) | Substrate Processing Apparatus, Gas Dispersion Unit, Method of Manufacturing Semiconductor Device and Non-Transitory Computer-Readable Recording Medium | |
JP2018098480A (ja) | 窒化シリコンから形成された第1領域を酸化シリコンから形成された第2領域に対して選択的にエッチングする方法 | |
JP2018064031A (ja) | 酸化チタン膜の成膜方法およびハードマスクの形成方法 | |
JP2022020363A (ja) | エッチング方法およびエッチング装置 | |
WO2017090484A1 (ja) | エッチング方法 | |
JP7114384B2 (ja) | 酸化膜除去方法、および、酸化膜除去装置 | |
JP4540368B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2020088355A (ja) | 基板処理方法 | |
JP2020096137A (ja) | 基板処理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220520 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230222 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230301 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230308 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7242463 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |