KR20240036569A - 기판 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
기판 처리 방법은, 공정 a)와 공정 b)와 공정 c)와 공정 d)와 공정 e)와 공정 f)를 포함한다. 공정 a)는, 패턴을 가지고, 패턴의 바닥부에 보호 대상막이 위치하는 기판을 제공하는 공정이다. 공정 b)는, 패턴의 바닥부에 위치하는 보호 대상막 상에 촉매막을 적층하는 공정이다. 공정 c)는, VLS 성장법에 의해, 패턴 내에, 촉매막을 하방으로부터 지지하고 또한 보호 대상막을 피복하는 보호막을 형성하는 공정이다. 공정 d)는, 보호막에 의해 하방으로부터 지지되는 촉매막을 제거하는 공정이다. 공정 e)는, 보호 대상막이 보호막에 의해 피복된 상태로, 기판의 패턴과는 상이한 부분에 소정의 처리를 실시하는 공정이다. 공정 f)는, 패턴 내의 보호막을 제거하는 공정이다.
Description
본 개시는, 기판 처리 방법에 관한 것이다.
화학 기상 퇴적(Chemical Vapor Deposition: CVD) 또는 원자층 퇴적(Atomic Layer Deposition: ALD)에 의해, 기판의 패턴 내에, 매립막을 형성하는 기술이 있다.
본 개시는, 패턴의 바닥부에 위치하는 보호 대상막의 손상의 가능성을 저감할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 기판 처리 방법은, 공정 a)와 공정 b)와 공정 c)와 공정 d)와 공정 e)와 공정 f)를 포함한다. 공정 a)는, 패턴을 가지고, 패턴의 바닥부에 보호 대상막이 위치하는 기판을 제공하는 공정이다. 공정 b)는, 패턴의 바닥부에 위치하는 보호 대상막 상에 촉매막을 적층하는 공정이다. 공정 c)는, VLS 성장법에 의해, 패턴 내에, 촉매막을 하방으로부터 지지하고 또한 보호 대상막을 피복하는 보호막을 형성하는 공정이다. 공정 d)는, 보호막에 의해 하방으로부터 지지되는 촉매막을 제거하는 공정이다. 공정 e)는, 보호 대상막이 보호막에 의해 피복된 상태로, 기판의 패턴과는 상이한 부분에 소정의 처리를 실시하는 공정이다. 공정 f)는, 패턴 내의 보호막을 제거하는 공정이다.
본 개시에 의하면, 패턴의 바닥부에 위치하는 보호 대상막의 손상의 가능성을 저감할 수 있다.
도 1은, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 흐름의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
도 2는, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 3은, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 4는, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 6은, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 7은, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 8은, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는, CVD나 ALD에 의해 매립막이 형성된 후의 비교예에 있어서의 기판의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 10은, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 흐름의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
도 11은, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 12는, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 13은, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 14는, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 15는, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 16은, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 2는, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 3은, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 4는, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 6은, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 7은, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 8은, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는, CVD나 ALD에 의해 매립막이 형성된 후의 비교예에 있어서의 기판의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 10은, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 흐름의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
도 11은, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 12는, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 13은, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 14는, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 15는, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
도 16은, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
이하, 도면을 참조하여 본원이 개시하는 기판 처리 방법의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 의해, 개시하는 기판 처리 방법이 한정되는 것은 아니다.
그런데, 매립막은, 기판의 패턴의 바닥부에 보호 대상막이 위치하는 경우, 보호 대상막을 보호하기 위한 보호막으로서 이용되는 경우가 있다. 예를 들면, CVD나 ALD에 의해, 기판의 패턴 내에, 보호 대상막을 피복하는 매립막을 형성한 후에, 기판을 반응성의 화학종에 노출하여, 기판의 패턴과는 상이한 부분에 소정의 처리를 실시하는 경우가 있다. 소정의 처리로서는, 예를 들면, 성막, 에칭, 플라즈마 조사에 의한 개질, 도핑 성분의 도핑 등이 생각된다.
그러나, CVD나 ALD에서는, 패턴 내에, 심이나 보이드 등의 공극을 발생시키지 않고 매립막을 형성하는 것이 어렵다. 즉, CVD나 ALD에서는, 패턴의 측벽으로부터 성막이 개시되고, 최종적으로 대향하는 막끼리가 접촉하여 매립막의 형성이 완료되기 때문에, 최종적으로 막끼리가 접촉하는 부분에 보이드 또는 심 등의 공극이 발생해버린다. 이 때문에, 기판의 패턴과는 상이한 부분에 소정의 처리를 실시할 때에, 반응성의 화학종이 매립막의 심이나 보이드 등의 공극을 통과하여, 패턴의 바닥부에 위치하는 보호 대상막에 도달하는 경우가 있다. 결과적으로, 보호 대상막에 손상이 발생할 우려가 있다.
따라서, 패턴의 바닥부에 위치하는 보호 대상막의 손상의 가능성을 저감하는 기술이 기대되고 있다.
이하의 설명 중, 「패턴」이란 기판 상에 형성된 형상 전반을 가리킨다. 패턴은, 예를 들면, 홀, 트렌치, 라인 앤드 스페이스 등, 기판의 두께 방향으로 움푹 들어간 형상의 전체를 가리킨다. 또한, 패턴은, 움푹 들어간 형상의 내주면인 「측벽」, 움푹 들어간 형상의 바닥 부분인 「바닥부」, 및, 측벽과 연속하는, 측벽 근방의 기판 표면인 「정부(頂部)」를 가진다.
(실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 흐름의 일례)
도 1은, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 흐름의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 2~도 8은, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판(W)의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다.
우선, 도 2에 나타내는 바와 같은 기판(W)을 제공한다(단계 S101). 도 2에는, 초기 상태의 기판(W)의 단면의 일례가 모식적으로 나타나 있다. 기판(W)은, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 절연막(100) 및 처리 대상막(200)을 포함한다. 절연막(100)에는, 패턴(101)이 형성되어 있다. 패턴(101)의 바닥부에는, 보호 대상막(110)이 위치하고 있다. 또한, 처리 대상막(200)은, 기판(W) 상이며, 패턴(101)의 위치와는 상이한 위치에 형성되어 있다. 처리 대상막(200)은, 기판(W)의 패턴(101)과는 상이한 부분의 일례이다.
이어서, 패턴(101)의 정부의 표면을 개질한다(단계 S102). 예를 들면, 환원성 가스 또는 산화 가스의 플라즈마를 간헐적으로 생성하여, 생성한 환원성 가스 또는 산화 가스의 플라즈마에 의해 패턴(101)의 정부의 표면을 개질한다. 이에 따라, 도 3에 나타내는 바와 같이, 패턴(101)의 정부에, 소액성(疏液性)의 개질막(100a)이 형성된다.
이어서, 금속(촉매)을 함유하는 콜로이드 용액을 패턴(101)의 바닥부에 공급하고, 그 후, 콜로이드 용액의 용매를 휘발시킴으로써, 보호 대상막(110) 상에 금속막(120)을 적층한다(단계 S103, 도 4). 패턴(101)의 정부에는, 콜로이드 용액의 흡착을 저해하는 소액성의 개질막(100a)이 형성되어 있기 때문에, 콜로이드 용액은, 개질막(100a)이 형성되어 있는 패턴(101)의 정부에는 흡착하지 않는다. 이 때문에, 콜로이드 용액은, 패턴(101)의 바닥부에 집약되어 흡착한다. 이에 따라, 보호 대상막(110) 상에 금속막(120)을 선택적으로 적층할 수 있다. 또한, 여기서는, 콜로이드 용액의 공급에 의해 금속막(120)을 적층하였지만, 금속을 함유하는 액체를 저온 환경하에서 이용한 CVD에 의해, 금속막(120)을 적층해도 된다.
이어서, 금속막(120)을 촉매로서 이용하는 VLS(Vapor Liquid Solid) 성장법에 의해, 패턴(101) 내에, 금속막(120)을 하방으로부터 지지하고 또한 보호 대상막(110)을 피복하는 보호막(130)을 형성한다(단계 S104, 도 5). VLS 성장법은, 촉매막인 금속막(120)과 원료 가스와의 공정(共晶) 반응을 일으킴으로써, 패턴(101)의 바닥부로부터 보텀 업으로 막을 성장시키는 방법이다. 원료 가스는, 불활성 가스와 함께 공급되어도 된다. 또한, 촉매막인 금속막(120)과 원료 가스와의 공정 반응을 촉진하여 보호막(130)의 성장을 촉진하는 관점에서, 원료 가스의 공급은, 플라즈마 또는 자외선이 조사되는 상황하에서 행해져도 된다.
이어서, 보호막(130)에 의해 하방으로부터 지지되는 금속막(120)을 제거한다(단계 S105, 도 6). 금속막(120)의 제거는, 예를 들면 드라이 에칭 또는 화학 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing: CMP)에 의해 실현된다.
이어서, 기판(W)의 처리 대상막(200)에 소정의 처리를 실시한다(단계 S106). 소정의 처리란, 기판(W)의 처리 대상막(200)을 반응성의 화학종에 노출하는 처리이다. 본 실시 형태에 있어서는, 소정의 처리는, 습식 에칭 또는 드라이 에칭에 의해, 기판(W)의 처리 대상막(200)을 반응성의 화학종에 노출하여 에칭하는 처리이다. 이에 따라, 기판(W)의 단면은, 예를 들면 도 7에 나타내는 단면이 된다. 또한, 다른 형태로서, 소정의 처리는, 기판(W)의 처리 대상막(200)에 대한, 성막, 플라즈마 조사에 의한 개질, 도핑 성분의 도핑 등의 처리여도 된다.
이어서, 패턴(101) 내의 보호막(130)을 제거하여(단계 S107, 도 8), 처리를 종료한다. 이것이, 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법의 처리의 흐름의 일례이다.
도 1에 나타내는 처리 중, 금속막 제거 공정(단계 S105)과 처리 공정(단계 S106)의 순서는 교체 가능하다. 즉, 기판(W)의 처리 대상막(200)에 소정의 처리를 실시한 후에, 보호막(130)으로부터 금속막(120)을 제거해도 된다.
그런데, VLS 성장법 대신에 CVD나 ALD에 의해, 패턴(101) 내에, 보호 대상막(110)을 피복하는 매립막을 보호막으로서 형성하는 것도 생각된다. 이 경우, 패턴(101)의 측벽으로부터 성막이 개시되고, 최종적으로 대향하는 막끼리가 접촉하여 매립막의 형성이 완료된다. 이에 따라, 기판(W')의 단면은, 예를 들면 도 9에 나타내는 단면이 된다. 도 9는, CVD나 ALD에 의해 매립막(135)이 형성된 후의 비교예에 있어서의 기판(W')의 일례를 나타내는 단면도이다. CVD나 ALD에 의해 형성된 매립막(135)에 있어서는, 최종적으로 막끼리가 접촉하는 부분에 보이드 또는 심 등의 공극(135a)이 발생해버린다.
매립막(135)에 공극(135a)이 발생하면, 기판(W)의 처리 대상막(200)에 소정의 처리를 실시할 때에, 반응성의 화학종이 매립막(135)의 공극(135a)을 통과하여, 패턴(101)의 바닥부에 위치하는 보호 대상막(110)에 도달하는 경우가 있다. 결과적으로, 보호 대상막(110)에 손상이 발생할 우려가 있다.
이에 대하여, 본 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법에서는, VLS 성장법에 의해, 패턴(101) 내에, 보텀 업으로 보호막(130)을 형성하고, 보호 대상막(110)이 보호막(130)에 의해 피복된 상태로 기판(W)의 처리 대상막(200)에 소정의 처리를 실시한다. 보텀 업으로 형성된 보호막(130)은, 보이드리스 또한 심리스인 막이다. 이 때문에, 기판(W)의 처리 대상막(200)에 소정의 처리를 실시할 때에, 반응성의 화학종이 패턴(101)의 바닥부에 위치하는 보호 대상막(110)에 도달하는 것을 저지할 수 있다. 결과적으로, 본 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법에 의하면, 보호 대상막(110)의 손상의 가능성을 저감할 수 있다.
(기판의 막종(膜種))
또한, 실시 형태에 있어서의 보호 대상막(110)의 막종은 특별히 한정되지 않는다. 보호 대상막(110)은, 예를 들면, 금속 함유막 또는 탄소 함유막 등이어도 된다.
또한, 실시 형태에 있어서의 보호 대상막(110) 상에 적층되는 금속막(120)은, 예를 들면, 갈륨 및 금 중 적어도 어느 하나를 포함해도 된다.
또한, 실시 형태에 있어서의 금속막(120)은 VLS 성장법의 촉매로서 이용되었지만, 비금속의 촉매가 이용되어도 된다. 비금속의 촉매로서는, 예를 들면, 탄소를 이용할 수 있다.
또한, 실시 형태에 있어서의 보호막(130)의 막종은 특별히 한정되지 않는다. 보호막(130)은, 예를 들면, 탄소막, 실리콘막, 금속막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 탄화막, 금속 산화막, 금속 질화막, 금속 탄화막, 또는, 이들의 막으로 이루어지는 집합으로부터 선택되는 적어도 2개의 막을 포함하는 적층막 등이어도 된다.
또한, 보호막(130)을 VLS 성장법에 의해 형성할 때에 사용되는 원료 가스는, 형성되는 보호막(130)의 막 종류에 따라 적절히 결정할 수 있다. 예를 들면, 보호막(130)으로서 탄소막을 형성하는 경우, 원료 가스는, 탄화수소계 가스를 사용할 수 있다. 또한, 예를 들면, 보호막(130)으로서 실리콘막을 형성하는 경우, 실란계 가스를 사용할 수 있다.
또한, 보호막(130)으로서 산화막, 질화막 또는 탄화막을 형성하는 경우, 원료 가스를 공급한 후에, 산화 가스, 질화 가스 또는 탄화 가스를 공급해도 된다. 또한, 보호막(130)으로서 복수의 막이 적층된 적층막을 형성하는 경우, 복수의 막에 따른 상이한 원료 가스를 순차 공급해도 된다.
또한, 실시 형태에 있어서의 처리 대상막(200)의 막종은 특별히 한정되지 않는다. 처리 대상막(200)은, 예를 들면, 실리콘 산화막(SiO) 또는 실리콘 질화막(SiN) 등이어도 된다.
(소정의 처리에 이용하는 화학종의 종류)
또한, 실시 형태에 있어서의 기판(W)의 처리 대상막(200)에 실시하는 소정의 처리에 이용하는 반응성의 화학종의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 소정의 처리가 습식 에칭인 경우, 반응성의 화학종은, 예를 들면, 희불산, 인산 또는 불질산 등을 사용할 수 있다. 사용되는 반응성의 화학종은, 처리 대상막(200)의 막종과 보호막(130)의 막종과의 조합에 따라 적절히 결정된다. 예를 들면, 처리 대상막(200)이 실리콘 질화막이고 또한 보호막(130)이 실리콘 산화막인 경우, 사용되는 반응성의 화학종은, 인산이다. 또한, 예를 들면, 처리 대상막(200)이 실리콘 산화막이고 또한 보호막(130)이 실리콘막인 경우, 사용되는 반응성의 화학종은, 희불산이다. 또한, 소정의 처리가 드라이 에칭인 경우, 반응성의 화학종은, 예를 들면, 플루오로카본 가스 또는 염소 함유 가스 등을 사용할 수 있다.
(실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 흐름의 일례)
도 10은, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 흐름의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 11~도 16은, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 각 공정에 의한 기판(W)의 변화의 흐름의 일례를 나타내는 도이다. 변형예는, 실시 형태에 있어서의 보호 대상막(110) 상에 금속막을 적층하는 공정(단계 S102 및 S103)의 베리에이션에 관한 것이다.
우선, 기판(W)을 제공한다(단계 S111). 변형예에 있어서의 초기 상태의 기판(W)은, 도 2에 나타내는 기판(W)과 마찬가지이다.
이어서, 패턴(101)의 정부 및 측벽 상, 및 보호 대상막(110) 상에, ALD에 의해 금속막(140)을 적층한다(단계 S112, 도 11). 또한, ALD 대신에, CVD에 의해 금속막(140)을 적층해도 된다.
이어서, 금속막(140) 중 패턴(101)의 정부 및 측벽 상에 적층된 부분을 제거하여 보호 대상막(110) 상에 금속막(140)을 남긴다(단계 S113, 도 12). 구체적으로는, 등방성 드라이 에칭에 의해 불필요 부분을 선택적으로 제거한다. 이에 따라, 보호 대상막(110) 상에 선택적으로 금속막(140)을 적층할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 패턴(101)의 정부에 CMP 또는 원자층 에칭(Atomic Layer Etching: ALE)을 실시해도 된다.
이어서, 금속막(140)을 촉매로서 이용하는 VLS 성장법에 의해, 패턴(101) 내에, 금속막(140)을 하방으로부터 지지하고 또한 보호 대상막(110)을 피복하는 보호막(150)을 형성한다(단계 S114, 도 13). VLS 성장법은, 촉매막인 금속막(140)과 원료 가스와의 공정 반응을 일으킴으로써, 패턴(101)의 바닥부로부터 보텀 업으로 막을 성장시키는 방법이다. 원료 가스는, 불활성 가스와 함께 공급되어도 된다. 또한, 촉매막인 금속막(140)과 원료 가스와의 공정 반응을 촉진하여 보호막(150)의 성장을 촉진하는 관점에서, 원료 가스의 공급은, 플라즈마 또는 자외선이 조사되는 상황하에서 행해져도 된다.
이어서, 패턴(101) 내에 형성된 보호막(150)으로부터 금속막(140)을 제거한다(단계 S115, 도 14). 금속막(140)의 제거는, 예를 들면 드라이 에칭 또는 CMP에 의해 실현된다.
이어서, 기판(W)의 처리 대상막(200)에 소정의 처리를 실시한다(단계 S116). 본 실시 형태의 변형예에 있어서, 소정의 처리란, 습식 에칭 또는 드라이 에칭에 의해, 기판(W)의 처리 대상막(200)을 반응성의 화학종에 노출하여 에칭하는 처리이다. 이에 따라, 기판(W)의 단면은, 예를 들면 도 15에 나타내는 단면이 된다. 또한, 다른 형태로서, 소정의 처리는, 기판(W)의 처리 대상막(200)에 대한, 성막, 플라즈마 조사에 의한 개질, 도핑 성분의 도핑 등의 처리여도 된다.
이어서, 패턴(101) 내의 보호막(150)을 제거하고(단계 S117, 도 16), 처리를 종료한다. 이것이, 실시 형태의 변형예와 관련된 기판 처리 방법의 처리의 흐름의 일례이다.
(그 밖의 변형예)
상기 실시 형태에 있어서, 보호막(130, 150)을 형성하는 공정(단계 S104, S114)은, VLS 성장법에 의해, 패턴(101) 내에, 패턴(101)을 완전히 매립하지 않는 막 두께로 보호막(130, 150)을 형성해도 된다.
(실시 형태의 효과)
상기 실시 형태와 관련된 기판 처리 방법은, 공정 a)와 공정 b)와 공정 c)와 공정 d)와 공정 e)와 공정 f)를 포함한다. 공정 a)는, 패턴(예를 들면, 패턴(101))을 가지고, 패턴의 바닥부에 보호 대상막(예를 들면, 보호 대상막(110))이 위치하는 기판(예를 들면, 기판(W))을 제공하는 공정이다. 공정 b)는, 패턴의 바닥부에 위치하는 보호 대상막 상에 촉매막(예를 들면, 금속막(120, 140))을 적층하는 공정이다. 공정 c)는, VLS 성장법에 의해, 패턴 내에, 촉매막을 하방으로부터 지지하고 또한 보호 대상막을 피복하는 보호막(예를 들면, 보호막(130, 150))을 형성하는 공정이다. 공정 d)는, 보호막에 의해 하방으로부터 지지되는 촉매막을 제거하는 공정이다. 공정 e)는, 보호 대상막이 보호막에 의해 피복된 상태로, 기판의 패턴과는 상이한 부분(예를 들면, 처리 대상막(200))에 소정의 처리를 실시하는 공정이다. 공정 f)는, 패턴 내의 보호막을 제거하는 공정이다. 이에 따라, 실시 형태에 의하면, 패턴의 바닥부에 위치하는 보호 대상막의 손상의 가능성을 저감할 수 있다.
또한, 상기 공정 d)와 상기 공정 e)의 순서는 교체 가능하다. 이에 따라, 실시 형태에 의하면, 패턴의 바닥부에 위치하는 보호 대상막의 손상의 가능성을 저감할 수 있다.
또한, 상기 공정 b)는, 공정 b-1)과 공정 b-2)를 포함해도 된다. 공정 b-1)은, 패턴의 정부의 표면을 개질하여 패턴의 정부에 소액성의 개질막(예를 들면, 개질막(100a))을 형성하는 공정이다. 공정 b-2)는, 패턴의 정부에 개질막이 형성된 상태에서 촉매를 함유하는 콜로이드 용액을 패턴의 바닥부에 공급하고, 그 후, 콜로이드 용액의 용매를 휘발시킴으로써, 보호 대상막 상에 촉매막을 적층하는 공정이다. 또한, 상기 공정 b-1)은, 환원성 가스 또는 산화 가스의 플라즈마에 의해 패턴의 정부의 표면을 개질해도 된다. 이에 따라, 실시 형태에 의하면, 보호 대상막 상에 촉매막을 선택적으로 적층할 수 있다.
또한, 상기 공정 b)는, 공정 b-3)과 공정 b-4)를 포함해도 된다. 공정 b-3)은, 패턴의 정부 및 측벽 상, 및 보호 대상막 상에, CVD 또는 ALD에 의해 촉매막을 적층하는 공정이다. 공정 b-4)는, 촉매막 중 패턴의 정부 및 측벽 상에 적층된 부분을 제거하여 보호 대상막 상에 촉매막을 남기는 공정이다. 또한, 상기 공정 b-4)는, 등방성 드라이 에칭에 의해 촉매막의 부분을 선택적으로 제거해도 된다. 이에 따라, 실시 형태에 의하면, 보호 대상막 상에 촉매막을 선택적으로 적층할 수 있다.
또한, 상기 c)는, VLS 성장법에 의해, 패턴 내에, 패턴을 완전히 매립하지 않는 막 두께로 보호막을 형성해도 된다. 이에 따라, 실시 형태에 의하면, 보호 대상막의 손상의 가능성을 저감함과 함께, 보호막의 원료 가스의 사용량을 억제할 수 있다.
또한, 상기 보호 대상막은, 금속 함유막 또는 탄소 함유막이어도 된다. 이에 따라, 실시 형태에 의하면, 패턴의 바닥부에 위치하는 금속 함유막 또는 탄소 함유막의 손상의 가능성을 저감할 수 있다.
또한, 상기 보호 대상막 상에 적층되는 촉매막은, 금속막이어도 된다. 또한, 이러한 금속막은, 갈륨 및 금 중 적어도 어느 하나를 포함해도 된다. 이에 따라, 실시 형태에 의하면, 금속막을 촉매로서 이용하는 VLS 성장법에 의해, 보호막을 적절히 형성할 수 있다.
또한, 상기 보호막은, 탄소막, 실리콘막, 금속막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 탄화막, 금속 산화막, 금속 질화막, 금속 탄화막, 또는, 이들의 막으로 이루어지는 집합으로부터 선택되는 적어도 2개의 막을 포함하는 적층막이어도 된다. 이에 따라, 실시 형태에 의하면, 패턴의 바닥부에 위치하는 보호 대상막의 손상의 가능성을 저감할 수 있다.
이상, 실시 형태에 대하여 설명해 왔지만, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 실제로, 상기 서술한 실시 형태는, 다양한 형태로 구체화될 수 있다. 또한, 상기 서술한 실시 형태는, 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
또한, 이상의 실시 형태에 관한 것이며, 추가로 이하의 부기를 개시한다.
(부기 1)
a) 패턴을 가지고, 상기 패턴의 바닥부에 보호 대상막이 위치하는 기판을 제공하는 공정과,
b) 상기 패턴의 바닥부에 위치하는 상기 보호 대상막 상에 촉매막을 적층하는 공정과,
c) VLS(Vapor Liquid Solid) 성장법에 의해, 상기 패턴 내에, 상기 촉매막을 하방으로부터 지지하고 또한 상기 보호 대상막을 피복하는 보호막을 형성하는 공정과,
d) 상기 보호막에 의해 하방으로부터 지지되는 상기 촉매막을 제거하는 공정과,
e) 상기 보호 대상막이 상기 보호막에 의해 피복된 상태로, 상기 기판의 상기 패턴과는 상이한 부분에 소정의 처리를 실시하는 공정과,
f) 상기 패턴 내의 상기 보호막을 제거하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
(부기 2)
a) 패턴을 가지고, 상기 패턴의 바닥부에 보호 대상막이 위치하는 기판을 제공하는 공정과,
b) 상기 패턴의 바닥부에 위치하는 상기 보호 대상막 상에 촉매막을 적층하는 공정과,
c) VLS 성장법에 의해, 상기 패턴 내에, 상기 촉매막을 하방으로부터 지지하고 또한 상기 보호 대상막을 피복하는 보호막을 형성하는 공정과,
d) 상기 보호 대상막이 상기 보호막에 의해 피복된 상태로, 상기 기판의 상기 패턴과는 상이한 부분에 소정의 처리를 실시하는 공정과,
e) 상기 보호막에 의해 하방으로부터 지지되는 상기 촉매막을 제거하는 공정과,
f) 상기 패턴 내의 상기 보호막을 제거하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
(부기 3)
상기 b)는,
상기 패턴의 바닥부에 위치하는 상기 보호 대상막 상에 선택적으로 상기 촉매막을 적층하는, 부기 1 또는 2에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 4)
상기 b)는,
b-1) 상기 패턴의 정부의 표면을 개질하여 상기 패턴의 정부에 소액성의 개질막을 형성하는 공정과,
b-2) 상기 패턴의 정부에 상기 개질막이 형성된 상태로 촉매를 함유하는 콜로이드 용액을 상기 패턴의 바닥부에 공급하고, 그 후, 상기 콜로이드 용액의 용매를 휘발시킴으로써, 상기 보호 대상막 상에 상기 촉매막을 적층하는 공정을 포함하는, 부기 1~3 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 5)
상기 b-1)은,
환원성 가스 또는 산화 가스의 플라즈마에 의해 상기 패턴의 정부의 표면을 개질하는, 부기 4에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 6)
상기 b)는,
b-3) 상기 패턴의 정부 및 측벽 상, 및 상기 보호 대상막 상에, 화학 기상 퇴적(Chemical Vapor Deposition: CVD) 또는 원자층 퇴적(Atomic Layer Deposition: ALD)에 의해 상기 촉매막을 적층하는 공정과,
b-4) 상기 촉매막 중 상기 패턴의 정부 및 측벽 상에 적층된 부분을 제거하여 상기 보호 대상막 상에 상기 촉매막을 남기는 공정을 포함하는, 부기 1~3 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 7)
상기 b-4)는,
등방성 드라이 에칭에 의해 상기 촉매막의 상기 부분을 선택적으로 제거하는, 부기 6에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 8)
상기 c)는,
VLS 성장법에 의해, 상기 패턴 내에, 상기 패턴을 완전히 매립하지 않는 막 두께로 상기 보호막을 형성하는, 부기 1~7 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 9)
상기 보호 대상막은, 금속 함유막 또는 탄소 함유막인, 부기 1~8 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 10)
상기 촉매막은, 금속막인, 부기 1~9 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 11)
상기 금속막은, 갈륨 및 금 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 부기 10에 기재된 기판 처리 방법.
(부기 12)
상기 보호막은, 탄소막, 실리콘막, 금속막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 탄화막, 금속 산화막, 금속 질화막, 금속 탄화막, 또는, 이들 막으로 이루어지는 집합으로부터 선택되는 적어도 2개의 막을 포함하는 적층막인, 부기 1~11 중 어느 하나에 기재된 기판 처리 방법.
100 절연막
100a 개질막
101 패턴
110 보호 대상막
120, 140 금속막
130, 150 보호막
200 처리 대상막
W 기판
100a 개질막
101 패턴
110 보호 대상막
120, 140 금속막
130, 150 보호막
200 처리 대상막
W 기판
Claims (12)
- a) 패턴을 가지고, 상기 패턴의 바닥부에 보호 대상막이 위치하는 기판을 제공하는 공정과,
b) 상기 패턴의 바닥부에 위치하는 상기 보호 대상막 상에 촉매막을 적층하는 공정과,
c) VLS(Vapor Liquid Solid) 성장법에 의해, 상기 패턴 내에, 상기 촉매막을 하방으로부터 지지하고 또한 상기 보호 대상막을 피복하는 보호막을 형성하는 공정과,
d) 상기 보호막에 의해 하방으로부터 지지되는 상기 촉매막을 제거하는 공정과,
e) 상기 보호 대상막이 상기 보호막에 의해 피복된 상태로, 상기 기판의 상기 패턴과는 상이한 부분에 소정의 처리를 실시하는 공정과,
f) 상기 패턴 내의 상기 보호막을 제거하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법. - a) 패턴을 가지고, 상기 패턴의 바닥부에 보호 대상막이 위치하는 기판을 제공하는 공정과,
b) 상기 패턴의 바닥부에 위치하는 상기 보호 대상막 상에 촉매막을 적층하는 공정과,
c) VLS 성장법에 의해, 상기 패턴 내에, 상기 촉매막을 하방으로부터 지지하고 또한 상기 보호 대상막을 피복하는 보호막을 형성하는 공정과,
d) 상기 보호 대상막이 상기 보호막에 의해 피복된 상태로, 상기 기판의 상기 패턴과는 상이한 부분에 소정의 처리를 실시하는 공정과,
e) 상기 보호막에 의해 하방으로부터 지지되는 상기 촉매막을 제거하는 공정과,
f) 상기 패턴 내의 상기 보호막을 제거하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 b)는,
상기 패턴의 바닥부에 위치하는 상기 보호 대상막 상에 선택적으로 상기 촉매막을 적층하는, 기판 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 b)는,
b-1) 상기 패턴의 정부의 표면을 개질하여 상기 패턴의 정부에 소액성의 개질막을 형성하는 공정과,
b-2) 상기 패턴의 정부에 상기 개질막이 형성된 상태에서 촉매를 함유하는 콜로이드 용액을 상기 패턴의 바닥부에 공급하고, 그 후, 상기 콜로이드 용액의 용매를 휘발시킴으로써, 상기 보호 대상막 상에 상기 촉매막을 적층하는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 b-1)은,
환원성 가스 또는 산화 가스의 플라즈마에 의해 상기 패턴의 정부의 표면을 개질하는, 기판 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 b)는,
b-3) 상기 패턴의 정부 및 측벽 상, 및 상기 보호 대상막 상에, 화학 기상 퇴적(Chemical Vapor Deposition: CVD) 또는 원자층 퇴적(Atomic Layer Deposition: ALD)에 의해 상기 촉매막을 적층하는 공정과,
b-4) 상기 촉매막 중 상기 패턴의 정부 및 측벽 상에 적층된 부분을 제거하여 상기 보호 대상막 상에 상기 촉매막을 남기는 공정을 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 b-4)는,
등방성 드라이 에칭에 의해 상기 촉매막의 상기 부분을 선택적으로 제거하는, 기판 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 c)는,
VLS 성장법에 의해, 상기 패턴 내에, 상기 패턴을 완전히 매립하지 않는 막 두께로 상기 보호막을 형성하는, 기판 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 보호 대상막은, 금속 함유막 또는 탄소 함유막인, 기판 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 촉매막은, 금속막인, 기판 처리 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 금속막은, 갈륨 및 금 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 보호막은, 탄소막, 실리콘막, 금속막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 탄화막, 금속 산화막, 금속 질화막, 금속 탄화막, 또는, 이들의 막으로 이루어지는 집합으로부터 선택되는 적어도 2개의 막을 포함하는 적층막인, 기판 처리 방법.
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