TWI498941B - 微細圖形之形成方法及成膜裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種微細圖形之形成方法，用在半導體製程中，形成曝光裝置之解析極限以下的圖形。又，本發明還有關使用於該微細圖形之形成方法的成膜裝置。
伴隨著半導體裝置之高整合化，於製造製程中要求之配線寬度或分離寬度也愈益微細化。一般而言，微細圖形係使用光抗蝕劑技術形成抗蝕劑圖形，並藉由將該抗蝕劑圖形用在蝕刻之遮罩而將基底之各種薄膜予以蝕刻而形成。
為了形成微細圖形，光微影技術為重要，但是最近半導體裝置之微細化，要求達到光微影技術之解析極限以下之尺寸。
形成解析極限以下之圖形技術，例如，記載於專利文獻1。
專利文獻1係形成第1感光膜圖形(以下稱為第1抗蝕劑圖形)，並將該第1抗蝕劑圖形烘烤後，在該第1抗蝕劑圖形上形成氧化膜。之後，在第1抗蝕劑圖形彼此之中間形成第2感光膜圖形(以下稱為第2抗蝕劑圖形)，並將第1抗蝕劑圖形及第2抗蝕劑圖形用於蝕刻之遮罩，將基底之薄膜蝕刻而形成微細圖形。
依照專利文獻1，由於利用2個曝光遮罩形成微細圖形，因此，相較於利用1個曝光遮罩形成微細圖形之情形，能得到2倍以上之解像力。因此，能形成解析極限以下之微細圖形。
又，在抗蝕劑圖形上形成氧化膜之技術，例如，記載於專利文獻2。
專利文獻2雖未記載形成解析極限以下之微細圖形之方法，但是記載以下技術：藉由預先在抗蝕劑圖形上形成氧化膜，能防止抗蝕劑圖形之薄化現象，能防止所形成之微細圖形發生條痕或擺動線。
【專利文獻1】日本專利第2757983號公報
【專利文獻2】日本特開2004-80033號公報
依照專利文獻1，能形成解析極限以下之微細圖形。然而，對於微細圖形之臨界尺寸(CD)均勻性之要求日益嚴格。例如，若形成在第1抗蝕劑圖形上之氧化膜之膜厚均勻性不良，則難以對於微細圖形進行良好的CD控制。
專利文獻2例如於段落0010記載，希望以不損傷抗蝕劑圖形之方式，於常溫～400℃間之溫度形成氧化膜，就實現此種氧化膜之手法，揭示原子層沉積法(ALD)。
然而，專利文獻2關於相較於ALD在更低溫且形成具均勻膜厚之氧化膜的技術，未有任何揭示。
本發明之目的在於提供一種微細圖形之形成方法，能使具解析極限以下之間距的微細圖形的CD均勻性更為良好。
為了解決上述課題，本發明第1態樣之微細圖形之形成方法，包含下列步驟：於基板上形成第1膜的步驟；於該第1膜上，形成第1抗蝕劑膜的步驟；將該第1抗蝕劑膜利用光微影，加工為具既定間距之第1抗蝕劑圖形的步驟；將含有機矽之第1氣體及含經活化之氧物質的第2氣體交替地對於該基板供給，而於該第1抗蝕劑圖形及該第1膜之上，形成氧化矽膜的步驟；於該氧化矽膜上形成第2抗蝕劑膜的步驟；將該第2抗蝕劑膜利用光微影加工為具既定間距之第2抗蝕劑圖形的步驟；將該第1抗蝕劑圖形及該第2抗蝕劑圖形用於遮罩，而加工該第1膜的步驟。
又，本發明第2態樣之微細圖形之形成方法，包含下列步驟：於基板上形成第1膜的步驟；於該第1膜上，形成與該第1膜以不同材料構成之硬遮罩膜的步驟；於該硬遮罩膜上形成第1抗蝕劑膜的步驟；將該第1抗蝕劑膜利用光微影加工為具既定間距之第1抗蝕劑圖形的步驟；將含有機矽之第1氣體及含經活化氧物質之第2氣體對於該基板交替地供給，於該第1抗蝕劑圖形及該硬遮罩膜上形成氧化矽膜的步驟；於該氧化矽膜上形成第2抗蝕劑膜的步驟；將該第2抗蝕劑膜利用光微影加工為具既定間距之第2抗蝕劑圖形的步驟；將該第1抗蝕劑圖形及該第2抗蝕劑圖形用於遮罩，而加工該硬遮罩膜的步驟；及將該加工之硬遮罩膜用於遮罩，而加工該第1膜的步驟。
依照本發明，能提供一種微細圖形之形成方法，能將具解析極限以下之間距的微細圖形的CD均勻性更為良好。
以下，參照添附圖式具體說明本發明之實施形態。
(第1實施形態)
圖1至圖6，為本發明第1實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
第1實施形態係例示本發明微細圖形之形成方法的基本處理流程。
首先，如圖1所示，在半導體基板101上形成薄膜102。本案說明書之中，半導體基板101不僅代表半導體例如矽基板，亦包含在半導體基板內、或半導體基板上所形成之半導體元件或積體電路圖形所對應之導電膜、形成有將此等予以絕緣之層間絕緣膜之構造體。薄膜102為之後加工為微細圖形之膜，可為SiN或SiO2
之絕緣膜，亦可為如導電性多晶矽之導電膜。本例中，舉一例而言，薄膜102係定為SiN。接著，於薄膜102上塗布抗反射材料，並形成抗反射膜(BARC)200。
其次，如圖2所示，在抗反射膜200上塗布光抗蝕劑，形成光抗蝕劑膜。其次，使用光微影技術，將光抗蝕劑膜加工為具既定間距p1之抗蝕劑圖形103。本例中，抗蝕劑圖形103具線與間隔(line and space)圖形，既定間距p1，定為曝光裝置之解析極限程度。
其次，如圖3所示，修整抗蝕劑圖形103，得到經修整之抗蝕劑圖形103’(本說明書中稱為第1次修整處理)。修整處理，例如於含有氧自由基或臭氧氣體之氛圍中，於室溫～100℃之溫度實施。
其次如圖4所示，於經修整之抗蝕劑圖形103’及抗反射膜200上，形成與薄膜102、抗反射膜200、及抗蝕劑圖形103’不同之氧化矽膜104。氧化矽膜104係為了保護抗蝕劑圖形103’受到之後實施之第2次光微影步驟而形成。本案說明書中，此種氧化矽膜104之形成稱為硬化處理。本實施形態中，硬化處理係一面交替地供給含有機矽之來源氣體及由電漿所活化(激發)之含有氧自由基等氧物質之氣體，一面在經修整之抗蝕劑圖形103’及抗反射膜200上形成氧化矽膜104。
其次如圖5所示，在氧化矽膜104上塗布光抗蝕劑，形成光抗蝕劑膜。接著，使用光微影技術，將光抗蝕劑膜加工為具既定間距p2之抗蝕劑圖形105。本例中，抗蝕劑圖形105，與經修整之抗蝕劑圖形103’同樣地，具有線與間隔(line and space)圖形。又，抗蝕劑圖形105之既定間距p2，定為曝光裝置之解析極限程度。再者，本例之抗蝕劑圖形105，配置在經修整之抗蝕劑圖形103’之間，並且抗蝕劑圖形103’與抗蝕劑圖形105交替地配置。
其次如圖6所示，修整抗蝕劑圖形105，得到經修整之抗蝕劑圖形105’(本案說明書稱為第2次修整處理)。修整處理，可於例如含有氧自由基或臭氧氣體之氛圍中，於室溫～100℃之溫度實施。藉由第2次修整處理，形成由抗蝕劑圖形103’及105’所構成之抗蝕劑圖形。由於此抗蝕劑圖形，為圖形103’與105’交替配置而成之圖形，因此其間距p3，成為較間距p1及p2為窄之間距，本例中，為間距p1及p2之約1/2間距。依此方式，藉由將各別形成之抗蝕劑圖形103’與105’交替配置，能形成具解析極限以下之間距的抗蝕劑圖形。
其次如圖7所示，將抗蝕劑圖形103’及105’用於蝕刻之遮罩，將抗反射膜200、氧化矽膜104及薄膜102蝕刻，將薄膜102加工為所望微細圖形。經加工之薄膜102之間距p4，與抗蝕劑圖形103’及105’之間距p3成為大致相同，因此由薄膜102所構成之微細圖形之間距p4，能為解析極限以下。依此方式，第1實施形態中，能形成具解析極限以下間距之微細圖形。
再者，第1實施形態中，於硬化處理時藉由交替地供給含有機矽之來源氣體及由電漿所激發之含有氧自由基等氧物質之氣體，在抗反射膜200及經修整之抗蝕劑圖形103’上形成氧化矽膜104，能使具解析極限以下之間距之微細圖形的CD均勻性更為良好。關於此成膜以下詳細說明。
圖8為氧化矽膜104成膜所使用之成膜裝置一例的縱剖面圖，圖9為圖8之成膜裝置的橫剖面圖，圖10為本實施形態之中，氣體供給時序的時序表。又，圖9之中，省略加熱裝置。
如圖8及圖9所示，成膜裝置80，具有下端開口之具頂蓋的圓筒體狀處理容器1。此處理容器1全體，例如由石英形成，此處理容器1內之頂蓋，設有石英製頂蓋板2而封閉。又，於此處理容器1之下端開口部，例如由不銹鋼成形為圓筒體狀之歧管3，通過O形環等密封構件4而連結。
上述歧管3支持著處理容器1之下端，從此歧管3之下方，可插入石英製晶圓舟5於處理容器1內，石英製晶圓舟5可以多段載置作為被處理體之多數片例如50~100片半導體晶圓W。此晶圓舟5具有3支的支柱6(參照圖9)，由形成在支柱6之溝支持多數片晶圓W。
此晶圓舟5，載置於石英製保溫筒7上，保溫筒7載置於檯8上。檯8支持於旋轉軸10上，該旋轉軸10貫通將歧管3之下端開口部開閉之例如不銹鋼製蓋部9。
並且，此旋轉軸10之貫通部，設有例如磁性流體密封件11，可一面將旋轉軸10氣密密封一面可旋轉地支持旋轉軸10。又，於蓋部9之周邊部與歧管3之下端部之間，介設著例如由O形環構成之密封構件12，藉此，保持處理容器1內之密封性。
上述旋轉軸10，安裝在例如舟升降機等升降機構(未圖示)所支持之臂13的前端，晶圓舟5及蓋部9等，一體地上升並插入於處理容器1內，並且下降而從處理容器1被取出。又，亦可將上述檯8固定設置在上述蓋部9側，不使晶圓舟5旋轉地進行晶圓W處理。
又，成膜裝置80，具有：對於處理容器1內供給含氧氣體，例如O2
氣體之含氧氣體供給機構14；對於處理容器1內供給Si來源氣體之Si來源氣體供給機構15；及，對於處理容器1內供給作為沖洗氣體之鈍性氣體，例如N2
氣體之沖洗氣體供給機構16。
本實施形態之中，就用以將氧化矽膜104成膜之Si來源氣體而言，使用含有機矽之Si來源氣體。含有機矽之Si來源氣體之例，例如胺基矽烷系前驅體。胺基矽烷系前驅體之例，有1價或2價之胺基矽烷系前驅體。1價或2價之胺基矽烷系前驅體之具體例，例如：BTBAS(雙第三丁基胺基矽烷)、BDMAS(雙二甲基胺基矽烷)、BDEAS(雙二乙基胺基矽烷)、DMAS(二甲基胺基矽烷)、DEAS(二乙基胺基矽烷)、DPAS(二丙基胺基矽烷)、BAS(丁基胺基矽烷)、DIPAS(二異丙基胺基矽烷)及BEMAS(雙乙基甲基胺基矽烷)。又，含有機矽之Si來源氣體，可使用以上列舉之前驅體其中之一，亦可將此等2種以上組合使用。
又，胺基矽烷系前驅體，可以使用3價之胺基矽烷系前驅體。3價之胺基矽烷系前驅體例，有TDMAS(三-二甲基胺基矽烷)。
又，含有機矽之Si來源氣體，除了胺基矽烷系前驅體以外，亦可使用乙氧基矽烷系前驅體。乙氧基矽烷系前驅體之例，例如：TEOS(四乙氧基矽烷)。
含氧氣體供給機構14，具有：含氧氣體供給源17；含氧氣體配管18，從含氧氣體供給源17導入含氧氣體；含氧氣體分散噴嘴19，由與此含氧氣體配管18連接，將歧管3之側壁往內側貫通並往上方向彎曲而垂直延伸之石英管所構成。此含氧氣體分散噴嘴19之垂直部分，有多數氣體噴吐孔19a隔著既定間距形成，從各氣體噴吐孔19a能以水平方向，朝向處理容器1以大致均勻地噴吐含氧氣體，例如O2
氣體。
又，Si來源氣體供給機構15，具有：Si來源氣體供給源20；Si來源氣體配管21，從該Si來源氣體供給源20引導Si來源氣體；Si來源氣體分散噴嘴22，由與此Si來源氣體配管21連接，將歧管3之側壁往內側貫通而向上方向彎曲並垂直延伸之石英管所構成。在此，Si來源氣體分散噴嘴22設有2支(參照圖9)，各Si來源氣體分散噴嘴22，沿著其長度方向有多數氣體噴吐孔22a隔著既定間距形成。從各氣體噴吐孔22a以水平方向，能對於處理容器1內以大致均勻地，噴吐含有機矽之Si來源氣體。又，Si來源氣體分散噴嘴22亦可僅有1支。
再者，沖洗氣體供給機構16，具有：沖洗氣體供給源23；沖洗氣體配管24，從沖洗氣體供給源23引導沖洗氣體；及沖洗氣體噴嘴25，與此沖洗氣體配管24連接，貫通歧管3之側壁而設置。沖洗氣體，可適用鈍性氣體，例如N2
氣體。
含氧氣體配管18、Si來源氣體配管21、沖洗氣體配管24，各設有開閉閥18a、21a、24a及如質量流控制器的流量控制器18b、21b、24b，可一面控制流量一面供給含氧氣體、Si來源氣體及沖洗氣體。
此電漿產生機構30，具電漿區隔壁32。電漿區隔壁32，係以藉由將處理容器1側壁中切出具既定寬度之縱長部分缺口所形成之細長開口31覆蓋外側之方式，氣密地安裝在處理容器1之外壁。又，電漿區隔壁32，成為剖面凹部狀，上下細長地形成，例如以石英形成。又，電漿產生機構30具有：一對細長的電漿電極33，在此電漿區隔壁32之兩側壁外面，沿著上下方向彼此相對而配置；及，高頻電源35，對於此電漿電極33通過供電線34而連接，供給高頻電力。並且，藉由對於上述電漿電極33從高頻電源35施加例如13.56MHz之高頻電壓，可以產生含氧氣體的電漿。又，此高頻電壓之頻率不限13.56MHz，亦可使用其他頻率，例如400kHz等。
藉由形成像上述電漿區隔壁32，處理容器1之一部分側壁呈凹部狀地往外側凹陷，電漿區隔壁32之內部空間與處理容器1之內部空間成一體地連通。又，開口31，具有對應於晶圓舟5中保持晶圓W之區域縱方向全體的高度。
上述含氧氣體分散噴嘴19，在處理容器1內往上方向延伸的中途，往處理容器1之半徑方向外方彎曲，並沿著上述電漿區隔壁32內最後方部分(最遠離處理容器1之中心的部分)向上方升高。因此，從氣體噴吐孔19a噴吐之含氧氣體，會由於高頻電源35導通而產生在電極33間之高頻電場而電漿化，並且流入處理容器1之內部空間。
電漿區隔壁32之外側，以包覆電漿區隔壁32之方式，安裝有例如由石英所構成之絕緣保護套36。又，此絕緣保護套36之內側部分，設有未圖示之冷媒通路，藉由例如流通經冷卻之氮氣，能將上述電漿電極33冷卻。
2支Si來源氣體分散噴嘴22，升高使得在處理容器1內，位於開口31之兩側，藉由形成在此Si來源氣體分散噴嘴22之多數氣體噴射孔22a，能夠朝著處理容器1之內部空間，噴吐作為Si來源氣體之1分子內具1個或2個胺基的胺基矽烷氣體。
另一方面，於處理容器1之開口31之相反側，設有用以將處理容器1內進行真空排氣之排氣口37。此排氣口37藉由將處理容器1之一部分側壁切出縱長缺口而形成。處理容器1之對應於此排氣口37之部分，以熔接安裝以覆蓋排氣口37之方式成形為剖面凹部狀之排氣口蓋部構件38。此排氣口蓋部構件38，沿著處理容器1之側壁往上方延伸，於處理容器1之上方規定氣體出口39。並且，從此氣體出口39藉由未圖示之含真空泵浦等之真空排氣機構進行真空吸引。並且，以包圍此處理容器1之外周的方式，設有用以將此處理容器1及其內部之晶圓W加熱之筒體狀加熱裝置40。
成膜裝置80之各構成部控制，例如閥18a、21a、24a之開閉使各氣體供給、停止、利用質量流控制器18b、21b、24b控制氣體流量，及利用高頻電源35之導通‧斷開控制、加熱裝置40之控制等，係藉由例如微處理器(電腦)構成之控制器50實施。控制器50中，連接著程序管理者為了管理成膜裝置80而進行指令輸入操作等之鍵盤，或顯示成膜裝置80之運作狀況之顯示器等構成的使用者介面51。
又，於控制器50，連接著用以將成膜裝置80中執行之各種處理以控制器50之控制實現的控制程式，或用以依照處理條件在成膜裝置80之各構成部執行處理之程式，亦即存放有配方之記憶部52。控制程式或配方可以記載在記憶媒體52a，從記憶媒體52a存放到記憶部52。記憶媒體52a，可為硬碟或半導體記憶體，亦可為CD-ROM、DVD、快閃記憶體等可攜性者。又，控制程式或配方，亦可從其他裝置透過例如專線下載，而記憶在記憶部52中。
並且，視需要，藉由從使用者介面51之指示等將任意配方自記憶部52讀取而使控制器50執行，能在控制器50之控制下，以成膜裝置80執行所望處理。
其次，將使用如以上構成之成膜裝置實施氧化矽膜104之成膜方法的一例，參照圖10說明。
例如，將裝載著50~100片之晶圓W之狀態的晶圓舟5，在預先控制為既定溫度之處理容器1內，從下方往上升而載入，以蓋部9關閉歧管3之下端開口部，以使得處理容器1內成為密閉空間。晶圓W，可以具有例如直徑300mm。
並且，將處理容器1內維持在既定處理壓力，同時控制對於加熱裝置40供給之電力，使晶圓溫度上升並維持在處理溫度，於使晶圓舟5旋轉之狀態，開始成膜處理。
此時成膜處理之一例，如圖10所示。本例中，就含有機矽之Si來源氣體而言，使用胺基矽烷氣體，例如BTBAS之情形，但使用其他胺基矽烷氣體之情形，及使用環氧矽烷氣體之情形，均可同樣地實施。
如圖10所示，於成膜處理之一例之中，交替地反複實施下列步驟：步驟S1，將含有機矽之Si來源氣體流到處理容器1內並使Si來源吸附；及步驟S2，將藉由激發含氧氣體所形成之含有氧自由基等氧物質之氣體，供給予處理容器1並使Si來源氣體氧化。再者，本例之中，在此等步驟S1及步驟S2之間，實施從處理容器1內將殘留於處理容器1內之氣體排氣的步驟S3。
具體而言，本例之中，步驟S1中，於T1期間，從Si來源氣體供給機構15之Si來源氣體供給源20，將作為Si來源氣體之1分子內具2個胺基之胺基矽烷氣體，例如BTBAS，通過Si來源氣體配管21及Si來源氣體分散噴嘴22，從氣體噴吐孔22a對於處理容器1內供給。藉此，使晶圓W吸附Si來源。此時期間T1，例如1~60sec。又，例示Si來源氣體之流量為10~500mL/min(sccm)。又此時處理容器1內之壓力，例示為13.3~665Pa。
於供給由電漿所產生之含有氧自由基等氧物質之氣體的步驟S2之中，從含氧氣體供給機構14之含氧氣體供給源17，將作為含氧氣體之例如O2
氣體通過含氧氣體配管18及含氧氣體分散噴嘴19，從氣體噴吐孔19a噴吐，並且此時電漿產生機構30之高頻電源35成為導通並形成高頻電場，利用此高頻電場使含氧氣體，例如O2
氣體電漿化。並且，將依此方式電漿化之含氧氣體對於處理容器1內供給。藉此，吸附於晶圓W之Si來源氧化，並形成SiO2
。此處理期間T2例示為5~300sec之範圍。又，含氧氣體之流量視保持在晶圓舟5之晶圓W片數不同，例示為100~20000mL/min(sccm)。又，高頻電源35之頻率可為13.56MHz，功率可為5~1000W。又，此時處理容器1內之壓力可為13.3~665Pa。
於此情形，含氧氣體除了O2
氣體以外，例如：NO氣體、N2
O氣體、H2
O氣體、O3
氣體，將此等利用高頻電場電漿化而作為氧化劑使用。氧化劑不限上述含氧氣體之電漿，亦可為其他含氧氣體之電漿，其中較佳為O2
電漿。就氧化劑而言，藉由使用尤其O2
氣體電漿中之含有氧自由基之氧物質於SiO2
膜之成膜，可於300℃以下，再者100℃以下，理想地於室溫亦能成膜。又，含氧氣體可使用例示之含氧氣體其中之一，亦可使用2種以上。
又，步驟S1與步驟S2之間實施的步驟S3，係將步驟S1之後及步驟S2之後將處理容器1內殘留之氣體排氣，而使後續步驟中產生所望反應的步驟。步驟S3，一面將處理容器1內排氣一面從沖洗氣體供給機構16之沖洗氣體供給源23，經由沖洗氣體配管24及沖洗氣體噴嘴25，供給作為沖洗氣體之鈍性氣體例如N2
氣體以實施。此步驟S3之期間T3，例示1~60sec。又，沖洗氣體流量，例示50~5000mL/min(sccm)。又，此步驟S3若能將殘留於處理容器1內之氣體排氣，則可不供給沖洗氣體而停止所有氣體供給，而持續真空吸引。惟，藉由沖洗氣體供給，能於短時間將處理容器1內之殘留氣體排氣。又，此時處理容器1內之壓力亦可為13.3~665Pa。
依此方式，在步驟S1與步驟S2之間，藉由隔著從處理容器1內除去氣體的步驟S3，交替間歇地反複供給Si來源氣體及含有氧自由基等氧物質之O2
電漿，能將SiO2
膜之薄膜逐層反複地疊層成為既定厚度。
此時反應例如圖11所示。圖11顯示反應例的示意圖。本反應例，舉一例而言，例示Si來源氣體使用BTBAS之例。
如圖11(a)所示，在已經沉積之SiO2
膜之表面存在有OH基，並且，供給例如BTBAS作為Si來源。並且，於吸附Si來源的步驟(步驟S1)之中，如圖11(b)所示，BTBAS之Si與表面OH基之氧原子鍵結而使三甲基胺基脫離。此時，具2個胺基之胺基矽烷BTBAS與OH之反應性高，又，由於胺基不易成為像此種Si與OH基之反應的構造阻礙，因此，Si之吸附反應迅速進行。此時，脫離之三甲基胺基由步驟S3從處理容器1排氣。並且，於其次之氧化步驟(步驟S2)之中，如圖11(c)所示，三甲基胺基脫離後之Si化合物，藉由O2
氣體電漿中之含有氧自由基之氧物質而氧化，成為SiO2
(惟，表面吸附H而形成OH基)。依此方式，使用了O2
氣體電漿中之含有氧自由基之氧物質的氧化反應，與純粹之化學反應不同，不需高溫，因此可在低溫反應。
BTBAS，為作為Si來源氣體使用之1分子內具2個胺基之胺基矽烷氣體。像此種胺基矽烷氣體，除了BTBAS以外，例如：BDEAS(雙二乙基胺基矽烷)、BDMAS(雙二甲基胺基矽烷)。
又，Si來源氣體，亦可使用1分子內具3個以上胺基之胺基矽烷氣體，也可使用1分子內具1個胺基之胺基矽烷氣體。
第1實施形態，Si來源使用含有機矽之來源氣體，於氧化處理使用可在不使反應溫度上升而進行之O2
氣體電漿中所含含有氧自由基之氧物質，並將此等交替供給，因此，能將良好膜質之SiO2
膜於100℃以下，再者於室溫之以往未曾考慮的低溫及高成膜速率進行成膜。
依此方式，本實施形態原理上能於100℃以下之極低溫進行成膜，但亦能於較此為高之溫度進行成膜。惟，若考慮隨著成膜溫度上升，膜厚差異變大，及對於抗蝕劑圖形103’造成之熱影響，最佳是成膜溫度為100℃以下。
其次，對於依據第1實施形態實際成膜之結果進行說明。
首先，對於氧化劑進行實驗。Si來源氣體使用BTBAS，氧化處理使用O2
氣體電漿，並藉由將此等交替供給，將SiO2
膜成膜。在此，於處理容器內插入300mm晶圓100片，將成膜溫度定為100℃，將BTBAS之供給量定為30mL/min(sccm)、壓力定為53Pa，進行步驟S1 30sec，將O2
氣體之供給量定為2000mL/min(sccm)、壓力定為665Pa、13.56MHz之高頻功率定為50W，進行40sec步驟S2，將此等反複42週期，進行SiO2
膜之成膜。又，為了沖洗處理容器內，於步驟S1前一面將處理容器內進行真空吸引，一面以3500mL/min(sccm)之流量作為沖洗氣體，供給7sec N2
氣體，於步驟S2之前，一面將處理容器內進行真空吸引，一面以3500mL/min(sccm)之流量將N2
氣體作為沖洗氣體供給6sec。
為了比較，步驟S2之氧化處理時之氧化劑，除了不將O3
氣體電漿化而以250g/Nm3
之流量供給以外，與上述條件同樣地進行SiO2
膜之成膜。
其結果，依據本發明實施形態，確認了：氧化劑使用O2
氣體電漿中之含有氧自由基之氧物質之情形，相較於使用不將氧自由基化之O3
氣體之情形，可得到5倍程度之成膜速率(速度)。又，於使用O2
氣體電漿之情形，亦確認了膜厚面向之差異極小。
其次，關於成膜溫度進行實驗。
在此，Si來源氣體使用BTBAS，氧化處理使用O2
氣體電漿，且除成膜溫度以外，與上述實驗同樣地進行成膜。溫度，於室溫(25℃)、75℃、100℃、200℃、300℃變化並進行實驗。
其結果，確認了即使於100℃以下之低溫亦能以高成膜速率進行成膜，即使於室溫亦能充分實用的成膜。又，確認了於100℃以下，尤其25℃(室溫)~75℃之低溫區，亦能以高成膜速率，得到高均勻性之膜厚。又，若成膜溫度超過300℃，則膜厚差異會變大，確認成膜溫度以300℃以下較佳。尤其，於抗蝕劑圖形之上進行成膜時，同前述以100℃以下為佳。
其次，測定硬化處理時之雜質濃度。
在此，使用BTBAS作為Si來源氣體，並比較於氧化處理使用O2
氣體電漿進行成膜之情形與使用O3
氣體進行成膜之情形，作為雜質之碳C、及氮N之濃度。測定使用次級離子質量分析(SIMS)實施。
其結果如圖12所示。如此圖所示，得到當將使用O2
氣體電漿進行SiO2
膜成膜時，碳C濃度及氮N濃度分別規格化為”1”時，使用O3
氣體進行成膜時，碳C之濃度為20倍、氮N之濃度為8倍之測定結果。從此結果，確認了硬化處理時，使用O2
氣體電漿成膜，有效減少雜質。光抗蝕劑一般而言不耐氨，氨之產生為光抗蝕劑中毒之原因之一。為了抑制氨發生，抑制氮N發生為有效。若使用O2
氣體電漿進行氧化處理，可以抑制氮N發生量為少量，因此能抑制光抗蝕劑中毒。此對於硬化處理為有利。
依此方式，依照第1實施形態，能形成具解析極限以下之間距之微細圖形。伴隨於此，藉由將含有機矽之來源氣體及由電漿所產生之含有氧自由基等氧物質之氣體交替地供給，能於抗蝕劑圖形103’之耐熱溫度以下之極低溫度且良好地控制膜厚控制性而形成氧化矽膜104，。再者，由於能抑制氮N產生，因此能抑制光抗蝕劑中毒。其結果，能在分子層級控制氧化矽膜104之膜厚，CD控制變得容易，能良好地確保CD均勻性。
依此方式形成之薄膜102之微細圖形，可利用在像例如電晶體之閘電極或半導體記憶體之位元線這類高密度配置之積體電路圖形。
(第2實施形態)
圖13為本發明第2實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
如圖13所示，第2實施形態，係將第1實施形態中所說明之第1次修整處理與硬化處理在相同成膜裝置之中進行連續處理者(原位處理)。
修整處理使用蝕刻裝置或灰化裝置等實施，相對於此，硬化處理使用成膜裝置實施。因此，一般而言，結束修整處理後之半導體基板(晶圓)一度從灰化裝置被導出後，往成膜裝置輸送。
依此方式，由於修整處理後，晶圓從裝置被導出，因此，抗蝕劑圖形103’之表面可能會附著塵埃等。抗蝕劑圖形103’之表面若附著塵埃等，則形成於抗蝕劑圖形103’上之氧化矽膜104中，缺陷密度會增加，又，其膜厚均勻性容易喪失。
相對於此，依照第2實施形態，於成膜裝置中實施修整處理，並且，將修整處理與硬化處理在相同成膜裝置之中連續實施。藉此，可帶來以下優點：維持抗蝕劑圖形103’之表面為清潔地，進行氧化矽膜104成膜，能使缺陷密度減低，同時提高膜厚均勻性。
再者，藉由使2個處理在相同裝置內連續實施，尚有以下效果：能減少輸送或待機時間(Queuing-time)，使生產效率提高，降低成本。
此第2實施形態之微細圖形之形成方法所使用的成膜裝置例，如圖14所示。
如圖14所示，第2實施形態之微細圖形之形成方法所使用的成膜裝置80’之基本構成，與圖8所示成膜裝置80相同，尤其，由於包含了含氧氣體供給機構14、Si來源氣體供給機構15，及電漿產生機構30，因此能與第1實施形態中所說明之氧化矽膜104成膜，進行同樣成膜。
再者，成膜裝置80’，包含含臭氧氣體供給機構14’。含臭氧氣體供給機構14’，包含含臭氧氣體供給源17’，此含臭氧氣體供給源17’通過流量控制器18d及開閉閥18c，而與例如含氧氣體配管18連接。藉此，能將含臭氧氣體對於處理容器1內供給。
於修整處理時，使用含臭氧氣體，例如臭氧氣體。使用臭氧氣體進行修整處理時，亦可不產生電漿。因此，含臭氧氣體只要在例如電漿產生機構30中，於對於電漿電極33不施加高頻電壓之狀態，通過分散噴嘴19對於處理容器1內供給即可。
依照圖14所示成膜裝置80’，由於除了含氧氣體供給機構14、Si來源氣體供給機構15及電漿產生機構30，尚包含含臭氧氣體供給機構14’，因此，於處理容器1內使用含臭氧氣體將抗蝕劑圖形103’進行修整處理後，能於相同處理容器1內，一面交替供給含有機矽之來源氣體及由電漿所產生之含有氧自由基等氧物質之氣體，一面進行氧化矽膜104成膜。因此，能維持抗蝕劑圖形103’之表面為清潔之狀態，以第1實施形態中已說明之方法進行氧化矽膜104之成膜，相較於第1實施形態，具有以下優點：能降低氧化矽膜104缺陷密度，同時能提高膜厚均勻性。
(第3實施形態)
圖15至圖23為本發明第3實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
第3實施形態，顯示將本發明微細圖形之形成方法理想地應用在實際半導體製程的一例。
首先，如圖15所示，與第1實施形態同樣地，在半導體基板101上形成薄膜102後，在薄膜102上形成硬遮罩膜106。硬遮罩膜106由與薄膜102不同之膜所構成，且由對於薄膜102能實現蝕刻選擇比之膜所構成。例如，於薄膜102為導電性矽膜之情形，硬遮罩膜106選擇例如氮化矽膜等。接著，於硬遮罩膜106上形成抗反射膜200。
其次，如圖16所示，在抗反射膜200上塗布光抗蝕劑，並形成光抗蝕劑膜。接著，使用光微影技術將光抗蝕劑膜加工為具既定間距p1之抗蝕劑圖形103。本例中，與第1實施形態同樣地，抗蝕劑圖形103具有例如線與間隔圖形，既定間距p1定為曝光裝置之解析極限程度。
其次如圖17所示，將抗蝕劑圖形103進行修整，得到經修整之抗蝕劑圖形103’(第1次修整處理)。修整處理之條件，可為與第1實施形態同樣條件。
其次如圖18所示，於經修整之抗蝕劑圖形103’及抗反射膜200上形成氧化矽膜104(硬化處理)。於第2實施形態中，氧化矽膜104之形成與第1實施形態同樣地，係於交替供給含有機矽之來源氣體及由電漿所產生之含有氧自由基等氧物質之氣體之狀態形成。
其次如圖19所示，於氧化矽膜104上形成抗反射膜201。接著，於抗反射膜201上塗布光抗蝕劑，並形成光抗蝕劑膜。接著，使用光微影技術，將光抗蝕劑膜加工為具既定間距p2之抗蝕劑圖形105。本例中，抗蝕劑圖形105與經修整之抗蝕劑圖形103，同樣地，具有線與間隔圖形。又，抗蝕劑圖形105之既定間距p2，定為曝光裝置之解析極限程度。再者，本例之抗蝕劑圖形105，配置於經修整之抗蝕劑圖形103’之間，且抗蝕劑圖形103’與抗蝕劑圖形105交替配置。
其次如圖20所示，將抗蝕劑圖形105修整，得到經修整之抗蝕劑圖形105’(第2次修整處理)。修整處理之條件，可為與第1實施形態同樣的條件。藉由第2次修整處理，形成由抗蝕劑圖形103’及105’所構成之抗蝕劑圖形，與第1實施形態同樣地，形成具解析極限以下之間距的抗蝕劑圖形。
其次如圖21所示，將抗蝕劑圖形103’及105’用於蝕刻之遮罩，將抗反射膜201、200及氧化矽膜104予以蝕刻，再者，將圖22所示硬遮罩膜106蝕刻。
其次如圖23所示，除去抗反射膜201、200、氧化矽膜104、抗蝕劑圖形103’及105’後，將硬遮罩膜106用於蝕刻之遮罩而將薄膜102蝕刻，將薄膜102加工為所望微細圖形。硬遮罩膜106之間距p3’，與抗蝕劑圖形103’及105’之間距p3大約相同，為解析極限以下。藉此，將硬遮罩膜106用於蝕刻之遮罩所蝕刻之薄膜102之間距p4，成為解析極限以下。依此方式，於第3實施形態，能形成具解析極限以下間距之微細圖形。
由於第3實施形態中亦為，於硬化處理時，交替地供給含有機矽之來源氣體及由電漿所激發含有氧自由基等氧物質之氣體，形成氧化矽膜104，因此，與第1實施形態同樣地，能使具解析極限以下間距之微細圖形之CD均勻性更為良好。
再者，依照第3實施形態，由於將硬遮罩膜106，用於蝕刻之遮罩進行薄膜102蝕刻，因此，相較於以抗蝕劑圖形103’及105’用於蝕刻之遮罩進行蝕刻之情形，能帶來能加工膜厚為厚的薄膜102的優點。
又，第3實施形態可以與第2實施形態組合，第1次修整處理(參照圖17)與硬化處理(參照圖18)，可以於相同成膜裝置之中進行連續處理。於此情形中，與第2實施形態同樣地，能維持抗蝕劑圖形103’表面為清潔地進行氧化矽膜104之成膜，因此能使氧化矽膜104之膜厚均勻性更提高。
(第4實施形態)
圖24A至圖24I，為本發明第4實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
首先，如圖24A所示，與第1實施形態同樣地，在半導體基板101上形成薄膜102。本案說明書中，半導體基板101不僅代表半導體例如矽基板，亦包含在半導體基板內、或半導體基板上所形成之半導體元件或積體電路圖形所對應之導電膜、形成有將此等予以絕緣之層間絕緣膜之構造體。薄膜102為之後加工為微細圖形之膜，可為SiN或SiO2
之絕緣膜，亦可為如導電性多晶矽之導電膜。本例中，舉一例而言，薄膜102係定為SiN。接著，於薄膜102上塗布抗反射材料，並形成抗反射膜(BARC)200。
其次如圖24B所示，在抗反射膜200上塗布光抗蝕劑，形成光抗蝕劑膜，並使用光微影技術加工光抗蝕劑膜，得到具既定間距p1之抗蝕劑圖形103。本例中，抗蝕劑圖形103具線與間隔圖形，既定間距p1，定為曝光裝置之解析極限程度。
其次如圖24C所示，修整抗蝕劑圖形103，得到經修整之抗蝕劑圖形103’(本說明書中稱為第1次修整處理)。修整處理，例如於含有氧自由基或臭氧氣體之氛圍中，於室溫～100℃之溫度實施。
其次如圖24D所示，於經修整之抗蝕劑圖形103’及抗反射膜200上，形成與薄膜102、抗反射膜200、及抗蝕劑圖形103’不同之氧化矽膜104(硬化處理)。氧化矽膜104，與先前的實施形態同樣地，可使用參照圖8至圖10說明之成膜裝置80或參照圖14說明之成膜裝置80’而形成。
其次如圖24E所示，在氧化矽膜104上塗布抗反射材料，並形成抗反射膜(BARC)201。抗反射膜201之厚度，為其表面成為大致平坦之程度，藉此，使由於抗蝕劑圖形103’所產生之高低差充分地減低。
接著，於抗反射膜201上塗布光抗蝕劑，並形成光抗蝕劑膜。之後如圖24F所示，利用光微影技術將光抗蝕劑膜加工，形成具既定間距p2之抗蝕劑圖形105。本例中，抗蝕劑圖形105，與經修整之抗蝕劑圖形103’同樣地具有線與間隔圖形。又，抗蝕劑圖形105之既定間距p2，定為曝光裝置之解析極限程度。再者，本例之抗蝕劑圖形105，配置於經修整之抗蝕劑圖形103’之間，且抗蝕劑圖形103’與抗蝕劑圖形105交替配置。
其次，進行第2次修整處理。亦即，如圖24G所示，將抗蝕劑圖形105修整，得到經修整之抗蝕劑圖形105’(圖24H)。此修整處理，可於例如含有氧自由基或臭氧氣體之氛圍中，於室溫～100℃之溫度實施。依照至此為止所說明之步驟，形成抗蝕劑圖形103’與抗蝕劑圖形105’2個抗蝕劑圖形。此等2個抗蝕劑圖形103’、105’，如後所述，實質上功能為1個抗蝕劑圖形。此抗蝕劑圖形，由於係將圖形103’與105’交替配置之圖形，因此其間距p3為較間距p1及p2為窄的間距，本例中，成為間距p1及p2之大約1/2之間距。依此方式，藉由將各別形成之抗蝕劑圖形103’與105’交替配置，能形成具解析極限以下之間距的抗蝕劑圖形。
其次如圖24I所示，將抗蝕劑圖形103’及105’使用為蝕刻之遮罩，將抗反射膜201、200、氧化矽膜104及薄膜102蝕刻，並將薄膜102加工為所望微細圖形。經加工之薄膜102之間距p4，由於與抗蝕劑圖形103’及105’之間距p3大約相同，因此由薄膜102所構成之微細圖形之間距p4，能為解析極限以下。依此方式，第4實施形態中，能形成具解析極限以下間距之微細圖形。
又，若依照第4實施形態之微細圖形形成方法，由於在作為抗蝕劑圖形103’之保護膜的氧化矽膜104上，形成具使表面成為平坦之程度厚度的抗反射膜201，因此可於抗反射膜201上，形成輪廓更為明確之抗蝕劑圖形105(105’)。因此，能使將抗蝕劑圖形103’及105’作為遮罩層之薄膜102於蝕刻中的蝕刻精度全體提升。
又，本發明不限於上述實施形態，可進行各種變形。例如，上述實施形態中，係顯示將本發明應用於搭載多數半導體晶圓而進行一次成膜之批式成膜裝置之例，但不限於此，亦可應用在對於逐片晶圓進行成膜之單片式成膜裝置。又，乙氧基矽烷氣體及胺基矽烷氣體，不限於上述實施形態所示者。又，氧化劑已顯示藉由將各種含氧氣體予以電漿化所產生之氧自由基等，但不限於此等，只要能夠產生氧自由基等氧物質，則可利用任意氣體。再者，上述氧物質，不限於電漿，可為對於各種含氧氣體照射雷射光或紫外區光(波長：約350nm以下)而將氧分子等活化所產生者，又，亦可為將含氧氣體以熱活化所產生者。
又，上述實施形態之中，係完全交替地供給Si來源氣體及由電漿激發之含氧物質氣體，但是，供給Si來源氣體時，亦能供給藉由電漿等活化(激發)之含氧物質之氣體。
又，上述實施形態所說明之微細圖形之形成方法，可接續實施以下製程，而發展成製造半導體裝置的方法。亦即，於蝕刻對象薄膜102係以氧化矽、氧氮化矽、氮化矽等等絕緣性材料形成之情形，於進行將薄膜102蝕刻而得到微細圖形之步驟後(參照圖7、圖23，圖24I)，進行將在此蝕刻中作為蝕刻之遮罩使用之抗蝕劑圖形103’、105’除去之步驟，則如圖25A所示，在半導體基板101上僅會殘留微細圖形(以下為求簡便，記載為絕緣膜102a)。接著，實施將膜102a之間隙以半導體例如矽填埋之步驟及使經填埋之半導體平坦化而露出絕緣膜102a之頂面之步驟，則如圖25B所示，交替地排列形成絕緣膜102a及矽部110a。若依此方式，能製造以矽部110a作為元件並以絕緣膜102a作為元件分離區域之半導體裝置。又，於將絕緣膜102a之間隙以半導體填埋時，亦可在半導體中添加既定雜質而進行傳導控制(傳導型及/或傳導度之控制)。又，亦可不進行抗蝕劑圖形103’、105’之除去步驟，而進行以半導體填埋之步驟。原因為，依此方式，亦能在平坦化步驟中將抗蝕劑圖形103’、105’除去。惟，將抗蝕劑圖形103’、105’除去之方式，於能將絕緣膜102a之間隙以半導體填埋時之高寬比減小之觀點，為較佳。
又，蝕刻對象薄膜102係以半導體，例如矽形成之情形，於實施將薄膜102蝕刻而得到微細圖形之步驟後(參照圖7、圖23、圖24I)，實施將此蝕刻中作為蝕刻之遮罩使用之抗蝕劑圖形103’、105’除去之步驟，則僅有微細圖形(以下為求簡便，記載為矽膜102b)會殘留在半導體基板101上。接著，實施將矽膜102b之間隙以氧化矽、氧氮化矽、氮化矽等絕緣性材料填埋之步驟，及將經填埋之絕緣性材料平坦化而使矽膜102b之頂面露出之步驟，則如圖26B所示，交替地形成矽膜102b及絕膜110b。依此方式，能製造以矽膜102b作為元件並以絕緣部110b作為元件分離區域之半導體裝置。又，於薄膜102以半導體形成之情形，亦可藉由預先以離子佈植在薄膜102中添加既定雜質而進行傳導控制(傳導型及/或傳導度之控制)。又，於將薄膜102以CVD等形成之情形，亦可使用既定攙雜氣體添加雜質，並實施傳導控制。再者，亦可不實施將抗蝕劑圖形103’、105’除去之步驟，而以絕緣性材料實施填埋步驟。原因在於依此方式，亦能在平坦化步驟中，將抗蝕劑圖形103’、105’除去。惟，將抗蝕劑圖形103’、105’除去之方式，於能將絕緣膜102b之間隙以絕緣性材料填埋時之高寬比減小之觀點，為較佳。
再者，第1至3實施形態之微細圖形之形成方法，舉一例而言，亦能利用在圖27所示半導體的製造。圖27為所謂Fin型電場效電晶體(FET)之剖面圖，包含：薄膜102，由半導體形成，依照第1至第3實施形態其中之一的微細圖形之形成方法形成；絕緣層GOX，以夾持此薄膜102之方式形成；及電極G，與絕緣層GOX相接。依照本發明實施形態的微細圖形之形成方法，由於能夠形成具有較光微影可利用之曝光裝置之解析極限尺寸更窄之寬度的薄膜102，因此能使Fin型FET微細化，可提升密度。
再者，上述實施形態之中，係以形成電漿之機構一體地包括在處理容器為例説明，但不限定於此，亦可使用與處理容器分別設置，在處理容器之外，預先進行電漿化而導入處理容器之遠端電漿裝置。
又，成膜裝置80、80’之晶圓舟5，係以能搭載50~100片晶圓W進行了説明，但是搭載晶圓數不限於此範圍，例如成膜裝置80、80’，亦可具有能搭載較少數晶圓例如，2~15片左右之晶圓舟5。再者，成膜裝置80、80’亦可為目標在於將2~15片程度之較少數晶圓一次處理之所謂半批式(迷你批式)型之成膜裝置。
再者，被處理體不限於半導體晶圓，本發明亦可應用在LCD玻璃基板等其他基板。
再者，形成光抗蝕劑膜之前，雖形成了抗反射膜200、201，但是視需要，亦可形成抗反射膜200、201。
再者，抗蝕劑圖形103及105之修整，亦視需要實施即可。
本申請案依據2007年6月8日提申之日本專利申請案2007-153184號主張優先權，2007-153184號之全部內容在此援用。
GOX．．．絕緣層
G．．．電極
W．．．晶圓
1．．．處理容器
2．．．頂蓋板
3．．．歧管
4．．．密封構件
5．．．晶圓舟
6．．．支柱
7．．．保溫筒
8．．．檯
9．．．蓋部
10．．．旋轉軸
11．．．流體密封件
12．．．密封構件
13．．．臂
14．．．含氧氣體供給機構
14’．．．含臭氧氣體供給機構
15．．．Si來源氣體供給機構
16．．．沖洗氣體供給機構
17．．．含氧氣體供給源
17’．．．含臭氧氣體供給源
18．．．含氧氣體配管
18a、21a、24a．．．開閉閥
18b、21b、24b．．．流量控制器
18c．．．開閉閥
18d．．．流量控制器
19．．．含氧氣體分散噴嘴
19a．．．氣體噴吐孔
20．．．Si來源氣體供給源
21．．．Si來源氣體配管
22．．．Si來源氣體分散噴嘴
22a．．．氣體噴吐孔
23．．．沖洗氣體供給源
24．．．沖洗氣體配管
25．．．沖洗氣體噴嘴
30．．．電漿產生機構
31．．．開口
32．．．電漿區隔壁
33．．．電漿電極
34．．．供電線
35．．．高頻電源
36．．．絕緣保護套
37．．．排氣口
38．．．排氣口蓋部構件
39．．．氣體出口
40．．．加熱裝置
50．．．控制器
51．．．使用者介面
52．．．記憶部
52a．．．記憶媒體
80．．．成膜裝置
80’．．．成膜裝置
101．．．半導體基板
102．．．薄膜
102a．．．絕緣膜
102b．．．矽膜
103．．．抗蝕劑圖形
103．．．經修整之抗蝕劑圖形
104．．．氧化矽膜
105．．．抗蝕劑圖形
105’．．．經修整之抗蝕劑圖形
106．．．硬遮罩膜
110a．．．矽部
110b．．．絕緣膜
200．．．抗反射膜(BARC)
201．．．抗反射膜
圖1為本發明第1實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖2為本發明第1實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖3為本發明第1實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖4為本發明第1實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖5為本發明第1實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖6為本發明第1實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖7為本發明第1實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖8為本發明第1實施形態之微細圖形之形成方法所使用成膜裝置的縱剖面圖。
圖9為用於形成氧化矽膜104之成膜裝置一例橫剖面圖。
圖10為用於形成氧化矽膜104之成膜方法中，氣體供給時序的時序表。
圖11為用以說明實施氧化矽膜之成膜方法時之反應的示意圖。
圖12為比較使用O2
氣體電漿成膜時與使用O3
氣體成膜時之雜質量之圖。
圖13為本發明第2實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖14為本發明第2實施形態之微細圖形之形成方法所使用成膜裝置例的縱剖面圖。
圖15為本發明第3實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖16為本發明第3實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖17為本發明第3實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖18為本發明第3實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖19為本發明第3實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖20為本發明第3實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖21為本發明第3實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖22為本發明第3實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖23為本發明第3實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖24A為本發明第4實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖24B為本發明第4實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖24C為本發明第4實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖24D為本發明第4實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖24E為本發明第4實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖24F為本發明第4實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖24G為本發明第4實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖24H為本發明第4實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖24I為本發明第4實施形態之微細圖形之形成方法依照各主要製造步驟顯示的剖面圖。
圖25A為說明能接續第1至第3實施形態之微細圖形之形成方法實施的半導體裝置之製造方法的剖面圖。
圖25B為說明能接續第1至第3實施形態之微細圖形之形成方法實施的半導體裝置之製造方法的剖面圖。
圖26A為說明能接續第1至第3實施形態之微細圖形之形成方法實施的半導體裝置之製造方法的剖面圖。
圖26B為說明能接續第1至第3實施形態之微細圖形之形成方法實施的半導體裝置之製造方法的剖面圖。
圖27為說明能接續第1至第3實施形態之微細圖形之形成方法實施的半導體裝置之製造方法的剖面圖。
W．．．晶圓
1．．．處理容器
2．．．頂蓋板
3．．．歧管
4．．．密封構件
5．．．晶圓舟
6．．．支柱
7．．．保溫筒
8．．．檯
9．．．蓋部
10．．．旋轉軸
11．．．流體密封件
12．．．密封構件
13．．．臂
14．．．含氧氣體供給機構
15．．．Si來源氣體供給機構
16．．．沖洗氣體供給機構
17．．．含氧氣體供給源
18．．．含氧氣體配管
18a、21a、24a．．．開閉閥
18b、21b、24b．．．流量控制器
19．．．含氧氣體分散噴嘴
19a．．．氣體噴吐孔
20．．．Si來源氣體供給源
21．．．Si來源氣體配管
22．．．Si來源氣體分散噴嘴
22a．．．氣體噴吐孔
23．．．沖洗氣體供給源
24．．．沖洗氣體配管
25．．．沖洗氣體噴嘴
30．．．電漿產生機構
31．．．開口
32．．．電漿區隔壁
33．．．電漿電極
34．．．供電線
35．．．高頻電源
36．．．絕緣保護套
37．．．排氣口
38．．．排氣口蓋部構件
39．．．氣體出口
40．．．加熱裝置
50．．．控制器
51．．．使用者介面
52．．．記憶部
52a．．．記憶媒體
80．．．成膜裝置
Claims (20)
- 一種微細圖形之形成方法，包含：薄膜形成步驟，於基板上形成薄膜；遮罩膜形成步驟，加工該薄膜時，形成作為遮罩的膜；圖形加工步驟，將該作為遮罩的膜，加工為包含具既定間距之線的圖形；修整步驟，修整該包含線的圖形；成膜步驟，交替地供給來源氣體及經活化的氧物質，於該包含線的圖形及該薄膜上進行氧化膜成膜；其特徵在於：將該修整步驟與該成膜步驟，於將該氧化膜成膜的成膜裝置內連續進行。
- 如申請專利範圍第1項之微細圖形之形成方法，其中，該作為遮罩的膜係使用抗蝕劑膜。
- 如申請專利範圍第1項之微細圖形之形成方法，其中，該圖形加工步驟係利用光微影技術，加工為該包含具既定間距之線的圖形。
- 如申請專利範圍第1項之微細圖形之形成方法，其中，該修整步驟係使用含氧氣體電漿或含臭氧氣體進行修整。
- 如申請專利範圍第1項之微細圖形之形成方法，其中，該來源氣體係使用胺基矽烷系前驅體。
- 如申請專利範圍第1項之微細圖形之形成方法，其中，該經活化的氧物質係使用由電漿所激發的含有氧自由基。
- 如申請專利範圍第5項之微細圖形之形成方法，其中，該胺基矽烷系前驅體為1價或2價之胺基矽烷系前驅體。
- 如申請專利範圍第7項之微細圖形之形成方法，其中，該1價或2價之胺基矽烷系前驅體擇自於BTBAS(雙第三丁基胺基矽烷)、BDMAS(雙二甲基胺基矽烷)、 BDEAS(雙二乙基胺基矽烷)、DMAS(二甲基胺基矽烷)、DEAS(二乙基胺基矽烷)、DPAS(二丙基胺基矽烷)、BAS(丁基胺基矽烷)、DIPAS(二異丙基胺基矽烷)，及BEMAS(雙乙基甲基胺基矽烷)至少其中之一。
- 如申請專利範圍第6項之微細圖形之形成方法，其中，該由電漿所激發的含有氧自由基，係將擇自於O2 氣體、NO氣體、N2 O氣體、H2 O氣體、O3 氣體之中至少1種電漿化而得。
- 一種微細圖形之形成方法，包含：薄膜形成步驟，於基板上形成薄膜；第1遮罩膜形成步驟，加工該薄膜時，形成作為第1遮罩的膜；第1圖形加工步驟，將該作為第1遮罩的膜，加工為包含具既定間距之線的第1圖形；第1修整步驟，於進行氧化膜成膜的成膜裝置內，修整該第1圖形；成膜步驟，以與該第1修整步驟連續進行方式，交替地供給來源氣體與經活化的氧物質至該成膜裝置內，於藉由該第1修整步驟所修整的該第1圖形及該薄膜上，進行氧化膜成膜；第2遮罩膜形成步驟，於該氧化膜上，形成作為第2遮罩的膜；第2圖形加工步驟，將該作為第2遮罩的膜，加工為包含具既定間距之線的第2圖形；第2修整步驟，修整該第2圖形；其特徵在於：以形成有該氧化膜之該第1圖形及經修整之該第2圖形作為遮罩，進行該薄膜的加工。
- 如申請專利範圍第10項之微細圖形之形成方法，其中，該作為第1遮罩的膜及該作為第2遮罩的膜係使用抗蝕劑膜。
- 如申請專利範圍第10項之微細圖形之形成方法，其中，該第1圖形加工步驟係利用光微影技術，加工為該包含具既定間距之線的第1圖形，該第2圖形加工步驟係利用光微影技術，加工為該包含具既定間距之線的第2圖形。
- 如申請專利範圍第10項之微細圖形之形成方法，其中，該第1修整步驟及該第2修整步驟係使用含氧氣體電漿或含臭氧氣體進行修整。
- 如申請專利範圍第10項之微細圖形之形成方法，其中，該來源氣體係使用胺基矽烷系前驅體。
- 如申請專利範圍第10項之微細圖形之形成方法，其中，該經活化的氧物質係使用由電漿所激發的含有氧自由基。
- 如申請專利範圍第14項之微細圖形之形成方法，其中，該胺基矽烷系前驅體為1價或2價之胺基矽烷系前驅體。
- 如申請專利範圍第16項之微細圖形之形成方法，其中，該1價或2價之胺基矽烷系前驅體擇自於BTBAS(雙第三丁基胺基矽烷)、BDMAS(雙二甲基胺基矽烷)、BDEAS(雙二乙基胺基矽烷)、DMAS(二甲基胺基矽烷)、DEAS(二乙基胺基矽烷)、DPAS(二丙基胺基矽烷)、BAS(丁基胺基矽烷)、DIPAS(二異丙基胺基矽烷)，及BEMAS(雙乙基甲基胺基矽烷)至少其中之一。
- 如申請專利範圍第15項之微細圖形之形成方法，其中，該由電漿所激發的含有氧自由基，係將擇自於O2 氣體、NO氣體、 N2 O氣體、H2 O氣體、O3 氣體之中至少1種電漿化而得。
- 一種成膜裝置，具備：處理容器，用以處理包含具既定間距之線的圖形之基板；來源氣體供給機構，用以對該處理容器內供給來源氣體；含氧氣體供給機構，用以對該處理容器內供給含氧氣體；及電漿產生機構，用以形成由該含氧氣體所激發的含有氧自由基；其特徵在於包含：控制機構，控制該來源氣體供給機構、該含氧氣體供給機構、與該電漿產生機構，藉由對該處理容器內供給含有氧自由基，來修整該包含具既定間距之線的圖形，藉由對處理容器內交替地供給來源氣體與含有氧自由基，而在該包含具既定間距之線的圖形上進行氧化膜成膜，並使得該修整與該氧化膜成膜於該處理容器內連續進行。
- 一種成膜裝置，具備：處理容器，用以處理包含具既定間距之線的圖形之基板；來源氣體供給機構，用以對該處理容器內供給來源氣體；含氧氣體供給機構，用以對該處理容器內供給含氧氣體；含臭氧氣體供給機構，用以對該處理容器內供給含臭氧氣體；及電漿產生機構，用以形成由該含氧氣體所激發的含有氧自由基；其特徵在於包含：控制機構，控制該來源氣體供給機構、該含氧氣體供給機構、該含臭氧氣體供給機構與該電漿產生機構，藉由對處理容器內供給含臭氧氣體，來修整包含具既定間距之線的圖形，藉由對處理容器內交替地供給來源氣體及含有氧自由基，而在該包含具既定間距之線的圖形上進行氧化膜成膜，並使得該修整與該氧化膜成 膜於該處理容器內連續進行。
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