JP7307861B2 - 半導体製造方法及び半導体製造装置 - Google Patents
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Description
典型金属元素を含む処理対象の膜が表面に配置されたウエハを処理室内に配置する工程と、前記処理室内にルイス塩基性の部分分子構造を有する有機化合物を含む有機ガスを供給する工程と、前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程とを備え、
前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程において、前記膜と前記有機化合物を含む有機ガスが反応して形成された有機金属錯体の膜を気化して脱離させる揮発工程を含み、
前記膜の加工残量が閾値を超えていた場合に、前記有機化合物を含む有機ガスを供給しつつ前記ウエハの温度を所定温度に上昇させて維持することにより、前記有機金属錯体の膜の形成と、前記有機金属錯体の膜の気化とを並行して行う処理を行い、
前記膜の加工残量が閾値以下である場合に、前記所定温度より低い温度において前記有機化合物を含む有機ガスの供給を停止した状態で前記有機金属錯体の膜を形成し、さらに前記ウエハの温度を上昇させて維持し前記揮発工程を行うことにより達成される。
また、上記目的を達成するために、代表的な本発明にかかる本発明の半導体製造方法の一つは、
典型金属元素を含む処理対象の膜が表面に配置されたウエハを処理室内に配置する工程と、前記処理室内にルイス塩基性の部分分子構造を有する有機化合物を含む有機ガスを供給する工程と、前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程とを備え、
前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程において、前記膜と前記有機化合物を含む有機ガスが反応して形成された有機金属錯体の膜を気化して脱離させる揮発工程を含み、
前記有機ガスが、多座配位子分子であってハロゲンを含まず、且つカルボキシル基を有し、カルボキシル基が結合している炭素原子に隣接して結合している炭素原子上にルイス塩基性を有し、非共有電子対を持つ部分構造であるOH基、またはOCH 3 基、NH 2 基、N(CH 3 ) 2 基の何れか1つを有する有機化合物を成分として含むガスであることにより達成される。
また、上記目的を達成するために、代表的な本発明にかかる本発明の半導体製造方法の一つは、
典型金属元素を含む処理対象の膜が表面に配置されたウエハを処理室内に配置する工程と、前記処理室内にルイス塩基性の部分分子構造を有する有機化合物を含む有機ガスを供給する工程と、前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程とを備え、
前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程において、前記膜と前記有機化合物を含む有機ガスが反応して形成された有機金属錯体の膜を気化して脱離させる揮発工程を含み、
前記有機ガスが、メトキシ酢酸を含むガスであることにより達成される。
また、上記目的を達成するために、代表的な本発明にかかる本発明の半導体製造方法の一つは、
典型金属元素を含む処理対象の膜が表面に配置されたウエハを処理室内に配置する工程と、前記処理室内にルイス塩基性の部分分子構造を有する有機化合物を含む有機ガスを供給する工程と、前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程とを備え、
前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程において、前記膜と前記有機化合物を含む有機ガスが反応して形成された有機金属錯体の膜を気化して脱離させる揮発工程を含み、
前記有機ガスが、カルボニル基を有する脂肪族4員環化合物であって、該カルボニル基は非共有電子対を持つ部分構造であるO、SあるいはNHと結合している有機加工物を成分として含むガスであることにより達成される。
内部に処理室を有する容器と、前記処理室内に配置され典型金属元素を含む処理対象の膜が表面に配置されたウエハがその上に配置されるステージと、ルイス塩基性の部分分子構造を有する有機化合物を含む有機ガスを前記処理室内に供給する処理ガス供給装置と、前記ウエハを加熱する加熱装置とを備える半導体製造装置であって、
前記有機化合物を含む有機ガスの供給動作に応じて、前記ウエハの温度を上昇させて維持するように前記加熱装置を動作させる制御部を有し、
当該制御部は、前記処理対象の膜の処理に応じて選択された、前記有機化合物を含む有機ガスを供給しつつ前記ウエハの温度を上昇させて所定の温度に維持して、前記有機ガスによる前記処理対象の表面の膜の形成および当該膜の気化を並行して行う処理、および、前記ウエハを前記所定の温度より低い範囲内の温度に維持して前記有機ガスが供給された後に前記有機ガスの供給が停止された状態で前記膜が形成された後に、前記ウエハを加熱して前記膜を気化する処理の何れかの処理において、前記加熱装置の動作を調節することにより達成される。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、本発明の実施形態について、図1から図6を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略するものとする。
最初のステップS101は、ウエハ2の上面に予め形成された4価元素以外の典型金属元素を含有する被処理膜、例えばAl2O3膜について、エッチングされるべき残り膜厚さを判定するステップである。本ステップでは、被処理膜に対しウエハ2が搬入されてから初めてエッチング処理を施す場合、および既にエッチング処理が施されている場合との両方の場合において、当該ウエハ2を用いて製造される半導体デバイスの設計、仕様の値を適宜参照して、被処理膜の残り膜厚さ(以下、加工残量)が制御部40において判定される。
(1)4価元素以外の典型金属元素を含有する被処理膜、例えばAl2O3膜表面に生成した有機金属錯体が揮発して当該膜表面から脱離除去される第1の過程と、
(2)継続的に供給されている錯体化ガスが4価元素以外の典型金属元素を含有する被処理膜、例えばAl2O3膜表面と反応して揮発性の有機金属錯体に変換される第2の過程と、が並行して進行する。
Claims (15)
- 典型金属元素を含む処理対象の膜が表面に配置されたウエハを処理室内に配置する工程と、前記処理室内にルイス塩基性の部分分子構造を有する有機化合物を含む有機ガスを供給する工程と、前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程とを備え、
前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程において、前記膜と前記有機化合物を含む有機ガスが反応して形成された有機金属錯体の膜を気化して脱離させる揮発工程を含み、
前記膜の加工残量が閾値を超えていた場合に、前記有機化合物を含む有機ガスを供給しつつ前記ウエハの温度を所定温度に上昇させて維持することにより、前記有機金属錯体の膜の形成と、前記有機金属錯体の膜の気化とを並行して行う処理を行い、
前記膜の加工残量が閾値以下である場合に、前記所定温度より低い温度において前記有機化合物を含む有機ガスの供給を停止した状態で前記有機金属錯体の膜を形成し、さらに前記ウエハの温度を上昇させて維持し前記揮発工程を行う半導体製造方法。 - 請求項1に記載の半導体製造方法であって、
前記有機ガスを供給する工程の前において所定の温度にされた前記ウエハの前記膜の加工残量を判定する半導体製造方法。 - 典型金属元素を含む処理対象の膜が表面に配置されたウエハを処理室内に配置する工程と、前記処理室内にルイス塩基性の部分分子構造を有する有機化合物を含む有機ガスを供給する工程と、前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程とを備え、
前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程において、前記膜と前記有機化合物を含む有機ガスが反応して形成された有機金属錯体の膜を気化して脱離させる揮発工程を含み、
前記有機ガスが、多座配位子分子であってハロゲンを含まず、且つカルボキシル基を有し、カルボキシル基が結合している炭素原子に隣接して結合している炭素原子上にルイス塩基性を有し、非共有電子対を持つ部分構造であるOH基、またはOCH 3 基、NH 2 基、N(CH 3 ) 2 基の何れか1つを有する有機化合物を成分として含むガスである半導体製造方法。 - 典型金属元素を含む処理対象の膜が表面に配置されたウエハを処理室内に配置する工程と、前記処理室内にルイス塩基性の部分分子構造を有する有機化合物を含む有機ガスを供給する工程と、前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程とを備え、
前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程において、前記膜と前記有機化合物を含む有機ガスが反応して形成された有機金属錯体の膜を気化して脱離させる揮発工程を含み、
前記有機ガスが、メトキシ酢酸を含むガスである半導体製造方法。 - 典型金属元素を含む処理対象の膜が表面に配置されたウエハを処理室内に配置する工程と、前記処理室内にルイス塩基性の部分分子構造を有する有機化合物を含む有機ガスを供給する工程と、前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程とを備え、
前記ウエハの温度を上昇させて維持する工程において、前記膜と前記有機化合物を含む有機ガスが反応して形成された有機金属錯体の膜を気化して脱離させる揮発工程を含み、
前記有機ガスが、カルボニル基を有する脂肪族4員環化合物であって、該カルボニル基は非共有電子対を持つ部分構造であるO、SあるいはNHと結合している有機加工物を成分として含むガスである半導体製造方法。 - 請求項1乃至4の何れか1つに記載の半導体製造方法であって、
前記有機化合物を含む有機ガスの供給を停止した後、前記ウエハの温度を上昇させて維持し、前記揮発工程が行われる半導体製造方法。 - 請求項5に記載の半導体製造方法であって、
前記ウエハの温度を少なくとも2段階で上昇させる半導体製造方法。 - 請求項1乃至4の何れか1つに記載の半導体製造方法であって、
前記膜が異種の金属元素を含む複数の被処理膜から形成されており、前記各被処理膜と反応して有機金属錯体の膜を形成する前記有機化合物を含む有機ガスを使い分けて、選択的にエッチングする半導体製造方法。 - 内部に処理室を有する容器と、前記処理室内に配置され典型金属元素を含む処理対象の膜が表面に配置されたウエハがその上に配置されるステージと、ルイス塩基性を有する有機化合物を含む有機ガスを前記処理室内に供給する処理ガス供給装置と、前記ウエハを加熱する加熱装置とを備える半導体製造装置であって、
前記ウエハの温度を上昇させて維持するように前記加熱装置を動作させる制御部を有し、
当該制御部は、前記処理対象の膜の処理に応じて選択された、前記有機化合物を含む有機ガスを供給しつつ前記ウエハの温度を上昇させて所定の温度に維持して、前記有機ガスによる前記処理対象の表面の膜の形成および当該膜の気化を並行して行う処理、および、前記ウエハを前記所定の温度より低い範囲内の温度に維持して前記有機ガスが供給された後に前記有機ガスの供給が停止された状態で前記膜が形成された後に、前記ウエハを加熱して前記膜を気化する処理の何れかの処理において、前記加熱装置の動作を調節する半導体製造装置。 - 請求項9に記載の半導体製造装置において、
前記制御部は、前記処理ガス供給装置により、前記処理室内に前記有機化合物を含む有機ガスを供給することによって前記有機ガスを前記膜に吸着させて形成された有機金属錯体の膜が、気化して脱離される温度まで前記ウエハの温度が上昇するように、前記加熱装置を調節する半導体製造装置。 - 請求項9に記載の半導体製造装置であって、
前記制御部は、
前記膜の加工残量が閾値を超えていた場合に、前記有機ガスを供給しつつ前記ウエハの温度を前記所定の温度に上昇させて維持することにより、前記処理対象の膜の表面の有機金属錯体の膜の形成と、前記有機金属錯体の膜の気化とを並行して行う処理を行い、
前記膜の加工残量が閾値以下である場合に、前記有機ガスを供給した後に前記有機化合物を含む有機ガスの供給を停止した状態で前記所定の温度より低い温度で前記有機金属錯体の膜を形成し、さらに前記ウエハの温度を上昇させて前記有機金属錯体の膜を気化して脱離させる温度に維持する半導体製造装置。 - 請求項11に記載の半導体製造装置であって、
前記加工残量は、有機ガスが前記処理室内に供給される前において前記ウエハが所定の温度にされた状態で判定される半導体製造装置。 - 請求項9に記載の半導体製造装置であって、
前記有機ガスが、多座配位子分子であってハロゲンを含まず、且つカルボキシル基を有し、カルボキシル基が結合している炭素原子に隣接して結合している炭素原子上にルイス塩基性を有し、非共有電子対を持つ部分構造であるOH基、またはOCH3基、NH2基、N(CH3)2基の何れか1つを有する有機化合物を成分として含むガスである半導体製造装置。 - 請求項9に記載の半導体製造装置であって、
前記有機ガスが、メトキシ酢酸を含むガスである半導体製造装置。 - 請求項9に記載の半導体製造装置であって、
前記有機ガスが、カルボニル基を有する脂肪族4員環化合物であって、該カルボニル基は非共有電子対を持つ部分構造であるO、SあるいはNHと結合している有機加工物を成分として含むガスである半導体製造装置。
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Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
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JP2016197680A (ja) | 2015-04-06 | 2016-11-24 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法 |
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