JP7368545B2 - 基板処理装置および方法 - Google Patents
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Description
[化学式1]
Cl2+Al2O3(s)→AlClx-(Al2O3)(s)
次に、酸素ソースを用いて基板Wを第1プラズマ処理する(S14)。
[化学式2]
O2+AlClx-(Al2O3)(s)→O-AlCl3(s)+(Al2O3)(s)
次に、プリカーサを供給して熱的にエッチング(t-ALE)する(S20)。
[化学式3]
Hfac(g)+O-AlCl3(s)+(Al2O3)(s)
→2Al(Hfac)3(g)+AlCl3(g)+HCl(g)+H2O(g)+(Al2O3)(s)
一方、熱的にエッチング(S20)する間の基板Wは、既に設定された温度、すなわち50℃以上400℃以下に維持される。50℃以上400℃以下の温度範囲内で、温度が増加すると一回のサイクルでエッチングされるターゲット層の厚さは厚くなる。例えば、基板Wが150℃に維持される場合、一回のサイクルで0.01Å~0.05Åがエッチングされ得る。基板Wが250℃に維持される場合、一回のサイクルで0.1Å~0.25Åがエッチングされ得る。基板Wが350℃に維持される場合、一回のサイクルで0.85Å~2Åがエッチングされ得る。このような厚さは例示的なものであり、使用される第1ガスG1、第2ガスG2、プリカーサPCの種類、供給量などによって変わり得る。
第1プラズマ処理(図2のS12)、第2プラズマ処理(図2のS14)および熱的エッチング(図2のS20)を行う間、基板温度は200℃に維持する。
102 処理空間
150、155、156 熱ソース
160、161、162 投入口
170 排出口
190 電極システム
191 上部電極
199 RF生成器
200 ガス供給システム
300 制御器
G1 第1ガス
G2 第2ガス
PC プリカーサ
GC 不活性ガス
Claims (16)
- チャンバ内にターゲット層を含む基板を提供し、
塩素を含む第1ガスを用いて、前記チャンバ内に第1プラズマを形成し、前記ターゲット層を第1改質し、
酸素を含む第2ガスを用いて、前記チャンバ内に第2プラズマを形成し、前記第1改質されたターゲット層を第2改質し、
前記チャンバ内にプリカーサを提供し、前記第2改質されたターゲット層と前記プリカーサを反応させ、
前記第1プラズマを形成し、前記第2プラズマを形成し、前記プリカーサを提供することを繰り返して前記ターゲット層の少なくとも一部を除去することを含み、
前記プリカーサは、ジケトン(diketone)系のガスを含み、
前記ターゲット層は、金属酸化物、シリコン酸化物、シリコン窒化物、チタン窒化物の少なくとも一つを含む、
基板処理方法。 - 前記第1プラズマを形成する間、前記基板は第1温度に制御され、
前記第2プラズマを形成する間、前記基板は第2温度に制御され、
前記プリカーサを提供する間、前記基板は第3温度に制御される、請求項1に記載の基板処理方法。 - 前記第1温度と第2温度は互いに同じである、請求項2に記載の基板処理方法。
- 前記第3温度は前記第1温度および前記第2温度より高い、請求項2に記載の基板処理方法。
- 前記第3温度は50℃以上400℃以下である、請求項2に記載の基板処理方法。
- 前記プリカーサはHfac(Hexafluoroacetylacetone)、Acac(Acetylacetone)およびDmac(Dimethylacetamide)を含むグループから選択された少なくとも一つである、請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記第1ガスはCl2、HCl、SiCl4、CCl4およびBCl3を含むグループから選択された少なくとも一つである、請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記第2ガスはO2、H2O、N2OおよびO3を含むグループから選択された少なくとも一つである、請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記第1プラズマを形成することと、前記第2プラズマを形成することと、前記プリカーサを提供することは、プラズマ処理と熱処理を同時に行うことができるデュアル工程チャンバで行われる、請求項1に記載の基板処理方法。
- チャンバ内に半導体装置が形成された基板を引込み、前記半導体装置は第1層間絶縁膜と、前記第1層間絶縁膜上に形成された第2層間絶縁膜と、前記第1層間絶縁膜と前記第2層間絶縁膜を貫通する半導体パターンと、前記第1層間絶縁膜の上面と前記第2層間絶縁膜の下面と前記半導体パターンの側壁に沿ってコンフォーマルに形成された電荷トラップ膜と、前記電荷トラップ膜に沿ってコンフォーマルに形成されたブロッキング膜と、前記ブロッキング膜に接するように形成された導電膜を含み、前記ブロッキング膜の一部が前記導電膜によって露出し、
塩素を含む第1ガスを用いて、前記チャンバ内に第1プラズマを形成し、
酸素を含む第2ガスを用いて、前記チャンバ内に第2プラズマを形成し、
前記チャンバ内にプリカーサを提供し、前記導電膜によって露出する前記ブロッキング膜と前記プリカーサを反応させ、
前記第1プラズマを形成し、前記第2プラズマを形成し、前記プリカーサを提供することを繰り返して前記導電膜によって露出する前記ブロッキング膜の少なくとも一部を除去することを含み、
前記プリカーサは、ジケトン(diketone)系のガスを含み、
前記ブロッキング膜は、金属酸化物を含む、
基板処理方法。 - 前記電荷トラップ膜は窒化物を含む、請求項10に記載の基板処理方法。
- 前記第1プラズマを形成する間、前記基板は第1温度に制御され、
前記第2プラズマを形成する間、前記基板は第2温度に制御され、
前記プリカーサを提供する間、前記基板は第3温度に制御される、請求項10に記載の基板処理方法。 - 前記第3温度は50℃以上400℃以下である、請求項12に記載の基板処理方法。
- チャンバ内に設けられ、基板を加熱するように構成された熱ソースと、
前記チャンバ内に、第1ガス、第2ガスおよびプリカーサを供給するように構成されたガス供給システムと、
前記チャンバ内に供給された前記第1ガスまたは第2ガスを用いてプラズマを生成するための電極システムと、
前記基板のターゲット層を原子層エッチングするように、前記熱ソース、前記ガス供給システムおよび電極システムを制御するように構成された制御器を含み、
前記原子層エッチングは、
前記チャンバ内に塩素を含む第1ガスを供給して前記第1ガスに基づいて第1プラズマを形成し、前記ターゲット層を第1改質し、
前記チャンバ内に酸素を含む第2ガスを供給して前記第2ガスに基づいて第2プラズマを形成し、前記第1改質されたターゲット層を第2改質し、
前記チャンバ内にプリカーサを提供し、前記第2改質されたターゲット層と前記プリカーサを反応させ、
前記第1プラズマを形成し、前記第2プラズマを形成し、前記プリカーサを提供することを繰り返して前記ターゲット層の少なくとも一部を除去することを含み、
前記プリカーサは、ジケトン(diketone)系のガスを含み、
前記ターゲット層は、金属酸化物、シリコン酸化物、シリコン窒化物、チタン窒化物の少なくとも一つを含む、
基板処理装置。 - 前記プリカーサは前記チャンバの側壁で供給され、前記熱ソースは前記チャンバの上面に設けられる、請求項14に記載の基板処理装置。
- 前記プリカーサは前記チャンバの上面で供給され、前記熱ソースは前記チャンバの側壁に設けられる、請求項14に記載の基板処理装置。
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