TWI836576B - 電漿處理裝置及電漿處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種技術,於被處理體上的圖案形成之中,可應付高積體化所伴隨之微細化以及多樣形狀的圖案之形成。
本發明一實施形態之被處理體之處理方法之中,被處理體具備第一凸部、第二凸部、被蝕刻層、溝槽部,其中,溝槽部設在被處理體的主面、且設在被蝕刻層、並由第一凸部與第二凸部而界定,且被處理體的該主面包含溝槽部的內側的表面。此方法N(N係2以上的整數)次重複執行第一序列,且第一序列具備:(a)步驟,在收容有被處理體之電漿處理裝置的處理容器內,將保護膜保形形成於被處理體的主面;以及(b)步驟,於上述(a)步驟執行後,藉由在處理容器內產生之氣體的電漿而蝕刻被處理體中之溝槽部的底部。
Description
本發明之實施形態關於被處理體之處理方法,且特別關於使用電漿而將半導體基板之表面處理加以進行之方法。
有時使用電漿處理裝置而針對晶圓等被處理體進行電漿處理。就電漿處理的一個種類而言,有電漿蝕刻。電漿蝕刻係為了將被蝕刻層上所設之遮罩的圖案轉錄至該被蝕刻層而進行。就遮罩而言,一般使用光阻遮罩。光阻遮罩係由光刻技術形成。因此,形成於被蝕刻層之圖案的極限尺寸取決於由光刻技術形成之光阻遮罩的解析度。
然而,針對電子元件之高積體化的要求日益高漲,吾人要求形成比光阻遮罩的解析極限更小尺寸的圖案,但光阻遮罩的解析度有解析極限。因此,如專利文獻1所記載,吾人提案一種技術,在光阻遮罩上形成矽氧化膜,藉以調整該光阻遮罩的尺寸,縮小由該光阻遮罩所提供之開口的寬度。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
日本特開2004-80033號公報
[發明所欲解決之問題]
另一方面,因為近年電子設備的高積體化所伴隨之微細化,而有以下情況:於被處理體上之圖案形成之中,要求高精度的最小線寬(CD;CriticalDimension;臨界尺寸)之控制,且進一步要求多樣形狀的圖案之形成。
如同以上敘述,吾人期望於被處理體上之圖案形成之中,開發以下技術:可應付高積體化所伴隨之微細化以及多樣形狀的圖案之形成。
[解決問題之方式]
本發明之一態樣提供被處理體之處理方法。此被處理體具備第一凸部、第二凸部、被蝕刻層、溝槽部,被蝕刻層含有第一凸部所包含之區域與第二凸部所包含之區域,溝槽部設在被處理體的主面、且設在被蝕刻層、並由第一凸部與該第二凸部界定,被處理體的該主面包含溝槽部的內側的表面。此方法N(N係2以上的整數)次重複執行第一序列。第一序列具備:在收容有被處理體之電漿處理裝置的處理容器內,將保護膜保形形成於被處理體的主面之步驟(稱作步驟a);及於步驟a執行後,藉由在處理容器內產生之氣體的電漿而蝕刻被處理體中之溝槽部的底部之步驟(稱作步驟b)。
上述方法可交替重複執行:步驟a,將保護膜保形形成於被處理體的主面(包含溝槽部的內側的表面);以及步驟b,於步驟a執行後,蝕刻該主面所設之溝槽部的底部。因此,可於執行複數次之步驟a每者中適宜調節保護膜的膜厚等,並於執行複數次之步驟b每者中適宜調節蝕刻量等,藉以因應於期望之溝槽部的多樣形狀而較精密進行溝槽部之加工。
本發明一實施形態,步驟a藉由重複執行第二序列,而將保護膜保形形成於被處理體的主面,其中,此第二序列包含將第一氣體供給至處理容器內之步驟(稱步驟c)、步驟c執行後將處理容器內的空間加以沖洗之步驟(稱作步驟d)、步驟d執行後在處理容器內產生第二氣體的電漿之步驟(稱作步驟e)、及步驟e執行後將處理容器內的空間加以沖洗之步驟。步驟c不產生第一氣體的電漿。如此,步驟a藉由與ALD(Atomic Layer Deposition;原子層沉積)法同樣的方法,而在被處理體的主面(包含溝槽部的內側的表面)保形形成保護膜,因此可提昇針對被處理體的主面之保護強度,且一併以均勻膜厚形成將被處理體的主面加以保護之保護膜。
本發明之一實施形態之中,步驟a藉由執行以下步驟而將保護膜保形形成於被處理體的主面:將第一氣體供給至處理容器內之步驟(稱作步驟f);以及步驟f執行後將處理容器內的空間加以沖洗之步驟。接續於此步驟a後之步驟b藉由在處理容器內產生之含有氧之氣體的電漿而蝕刻被處理體中之溝槽部的該底部。步驟f不產生該第一氣體的電漿。如同上述,步驟a僅由藉由第一氣體而在被處理體的主面(包含溝槽部的內側的表面)形成反應前驅體之步驟f、及步驟f執行後將處理容器內的空間加以沖洗之步驟所構成,因此由此步驟a形成之保護膜成為於步驟f形成之反應前驅體,故可成為較薄的膜。再者,接續於此步驟a後之步驟b使用含有氧之氣體的電漿,因此可針對於步驟f形成之反應前驅體進行氧之添加,能以較薄的膜厚形成具有與ALD法同樣的方法所形成之保護膜係同樣組成之保護膜,再者,氧氣之添加能於步驟b之蝕刻時進行,因此可實現處理步驟之效率化。
本發明之一實施形態,於第一序列的N次執行之中,M(M係1以上且係N-1以下的整數)次執行包含第一處理之該第一序列,且N-M次執行包含第二處理之該第一序列。第一處理含於步驟a。第一處理藉由重複執行第二序列而將保護膜保形形成於被處理體的主面,此第二序列包含將第一氣體供給至處理容器內之步驟(稱作步驟g)、步驟g執行後將處理容器內的空間加以沖洗之步驟(稱作步驟h)、步驟h執行後在處理容器內產生第二氣體的電漿之步驟(稱作步驟i、步驟i執行後將處理容器內的空間加以沖洗之步驟。第二處理含於步驟a。第二處理藉由執行將第一氣體供給至處理容器內之步驟(稱作步驟j)、及步驟j執行後將處理容器內的空間加以沖洗之步驟,而將保護膜保形形成於被處理體的主面。接續於第二處理後之步驟b藉由在處理容器內產生之含有氧之氣體的電漿而蝕刻被處理體中之溝槽部的該底部。第一處理所執行之步驟g及第二處理所執行之步驟j任一步驟皆不產生第一氣體的電漿。如同上述,第一處理藉由與ALD法同樣的方法而在被處理體的主面(包含溝槽部的內側的表面)保形形成保護膜,因此可提昇針對被處理體的主面之保護強度,且以均勻膜厚形成將被處理體的主面加以保護之保護膜。又,第二處理僅由藉由第一氣體而在被處理體的主面(包含溝槽部的內側的表面)形成反應前驅體之步驟j、及步驟j執行後將處理容器內的空間加以沖洗之步驟所構成,因此由此第二處理形成之保護膜成為於步驟j形成之反應前驅體,故可得到較薄的膜。再者,接續於此第二處理後之步驟b使用含有氧之氣體的電漿,因此可針對於步驟j形成之反應前驅體進行氧之添加,且能以較薄的膜厚形成具有由與ALD法同樣的方法形成之保護膜係同樣組成之保護膜,再者,氧氣之添加能於步驟b之蝕刻時進行,因此可實現處理步驟之效率化。而且,第一序列之N次執行之中,M次執行含有上述第一處理之第一序列,並N-M次執行含有上述第二處理之第一序列,因此可充分對應溝槽部的多樣形狀之形成。
本發明一實施形態之中,第二氣體可含有氧原子。舉例而言,第二氣體可含有二氧化碳氣體或氧氣。如同上述,第二氣體含有氧原子,因此於步驟e、i各者可藉由步驟c、g各者所形成之矽的反應前驅體與該氧原子鍵結,而保形形成氧化矽的保護膜。又,第二氣體係二氧化碳氣體之情形下,因為第二氣體含有碳原子,所以可藉由該碳原子而抑制氧原子導致之侵蝕。
本發明一實施形態之中,第一氣體可含有胺基矽烷系氣體。如同上述,第一氣體含有胺基矽烷系氣體,因此可藉由步驟c、f、g各者而使矽的反應前驅體沿被處理體的主面的原子層而形成。
本發明一實施形態之中,第一氣體可含有單胺基矽烷。如同上述,使用含有單胺基矽烷之第一氣體,而能在步驟c、f、g各者進行矽的反應前驅體之形成。
本發明一實施形態之中,第一氣體所含之胺基矽烷系氣體可含具有1~3個矽原子之胺基矽烷。第一氣體所含之胺基矽烷系氣體可含具有1~3個胺基之胺基矽烷。如同上述,第一氣體所含之胺基矽烷系氣體能使用具有1~3個矽原子之胺基矽烷。又,第一氣體所含之胺基矽烷系氣體能使用具有1~3個胺基之胺基矽烷。
本發明一實施形態之中,步驟b執行前,於步驟a形成之保護膜的膜厚可係2[nm]以上8[nm]以下。如同上述,步驟b執行前,步驟a形成之保護膜的膜厚係2[nm]以上8[nm]以下之情形,尤其與保護膜的膜厚低於2[nm]之情形比較,則可降低針對由此保護膜覆蓋之被處理體的角部之蝕刻效果。故能降低步驟b之蝕刻導致之被處理體的變形程度。
[發明之效果]
如同以上說明,本發明提供一種技術,於被處理體上之圖案形成之中,可應付高積體化所伴隨之微細化以及多樣形狀的圖案之形成。
[實施發明之較佳形態]
以下、參照圖式詳細說明各種實施形態。此外,針對各圖式之中同一或相當的部分標註同一符號。
圖1係顯示本發明一實施形態之方法之流程圖。圖1所示之一實施形態之方法MT係被處理體(以下有時稱為「晶圓」)之處理方法。方法MT如圖1(a)部分所示,具備序列SQ1(第一序列)。序列SQ1具備步驟ST1及步驟ST2。方法MT更具備步驟ST3。步驟ST1有時會有包含圖1(b)部分所示步驟ST1a(第一處理)之情形。步驟ST1有時會有包含圖1(c)部分所示步驟ST1b(第二處理)之情形。又,一實施形態之方法MT可使用單一電漿處理裝置(後述電漿處理裝置10)而執行,可因應方法MT的各步驟而使用複數個電漿處理裝置10。
圖2顯示電漿處理裝置的一例。圖2概略顯示能以將被處理體加以處理的方法之各種實施形態利用之電漿處理裝置10的剖面構造。如圖2所示,電漿處理裝置10係電容耦合型電漿蝕刻裝置。
電漿處理裝置10具備處理容器12、排氣口12e、搬入搬出口12g、支持部14、載置台PD、直流電源22、開關23、冷媒流道24、配管26a、配管26b、上部電極30、絕緣性遮蔽構件32、電極板34、氣體噴吐孔34a、電極支持體36、氣體擴散室36a、氣體流通孔36b、氣體導入口36c、氣體供給管38、氣體源群40、閥群42、流量控制器群45、沉積屏障46、排氣板48、排氣裝置50、排氣管52、閘閥54、第一射頻電源62、第二射頻電源64、阻抗匹配器66、阻抗匹配器68、電源70、控制部Cnt、聚焦環FR、加熱器電源HP、加熱器HT。載置台PD具備靜電夾盤ESC、下部電極LE。下部電極LE具備第一板18a、第二板18b。處理容器12界定處理空間Sp。
處理容器12具有略圓筒狀。處理容器12例如由鋁構成。處理容器12的內壁面施有陽極氧化處理。處理容器12係保安接地。
支持部14在處理容器12的內側,設在處理容器12的底部上。支持部14具備略圓筒狀的形狀。支持部14例如由絕緣材料構成。將支持部14加以構成之絕緣材料可如同石英含氧。支持部14在處理容器12內,從處理容器12的底部沿垂直方向延伸。
將載置台PD設在處理容器12內。載置台PD係由支持部14支持。載置台PD在載置台PD的上表面固持晶圓W。晶圓W係被處理體。載置台PD具有下部電極LE及靜電夾盤ESC。
下部電極LE包含第一板18a及第二板18b。第一板18a及第二板18b例如由鋁之類的金屬構成。第一板18a及第二板18b具備略圓盤狀的形狀。將第二板18b設在第一板18a上。第二板18b係電性連接至第一板18a。
將靜電夾盤ESC設在第二板18b上。靜電夾盤ESC具有在一對絕緣層之間或一對絕緣片之間配置導電膜的電極之構造。直流電源22經由開關23而電性連接至靜電夾盤ESC的電極。靜電夾盤ESC藉由來自直流電源22之直流電壓所產生之庫侖力等靜電力而吸附晶圓W。藉此,靜電夾盤ESC能固持晶圓W。
聚焦環FR係以圍繞晶圓W的邊緣及靜電夾盤ESC之方式而配置在第二板18b的周緣部上。聚焦環FR係為了提昇蝕刻均勻性而設置。聚焦環FR係由視蝕刻對象的膜的材料而適宜選擇之材料所構成,舉例而言,可由石英構成。
將冷媒流道24設在第二板18b的內部。冷媒流道24構成溫度調整機構。從設在處理容器12的外部之冷卻單元經由配管26a而將冷媒供給至冷媒流道24。供給至冷媒流道24之冷媒經由配管26b而返回冷卻單元。如同上述,冷媒流道24以循環的方式供給冷媒。控制此冷媒的溫度,藉以控制由靜電夾盤ESC支持之晶圓W的溫度。氣體供給線路28將來自傳熱氣體供給機構之傳熱氣體例如He氣體供給至靜電夾盤ESC的上表面與晶圓W的背面之間。
加熱器HT係加熱元件。加熱器HT例如埋入至第二板18b內。將加熱器電源HP連接至加熱器HT。從加熱器電源HP將電力供給至加熱器HT,藉以調整載置台PD的溫度,並且調整載置台PD上所載置之晶圓W的溫度。此外,加熱器HT可內建於靜電夾盤ESC。
上部電極30在載置台PD的上方而與載置台PD相向配置。將下部電極LE與部電極30設置成彼此約略平行。在上部電極30與下部電極LE之間提供處理空間Sp。處理空間Sp係用以將電漿處理施行在晶圓W之空間區域。
上部電極30隔著絕緣性遮蔽構件32而在處理容器12的上部受到支持。絕緣性遮蔽構件32係由絕緣材料構成,舉例而言,如同石英可含有氧。上部電極30可含有電極板34及電極支持體36。電極板34鄰於處理空間Sp。電極板34具備複數個氣體噴吐孔34a。一實施形態之中,電極板34可由矽構成。其他實施形態之中,電極板34可由氧化矽構成。
電極支持體36係將電極板34支持成自由裝卸者,例如可由鋁之類的導電性材料構成。電極支持體36可具有水冷構造。將氣體擴散室36a設在電極支持體36的內部。複數個氣體流通孔36b各者連通至氣體噴吐孔34a。複數個氣體流通孔36b各者從氣體擴散室36a向下方(朝往載置台PD側)延伸。
氣體導入口36c將處理氣體引導至氣體擴散室36a。將氣體導入口36c設在電極支持體36。將氣體供給管38連接至氣體導入口36c。
氣體源群40經由閥群42及流量控制器群45而連接至氣體供給管38。氣體源群40具有複數個氣體源。複數個氣體源可包含胺基矽烷系氣體源、氟碳氣體(氫氟碳氣體)源、氧(O
2)氣體源、惰性氣體源、稀有氣體源、及二氧化碳氣體源。就胺基矽烷系氣體(後述第一氣體G1所含之氣體)而言,可使用胺基數量較少的分子構造者,例如能使用單胺基矽烷(H
3-Si-R(R包含有機基且係可取代的胺基))。上述胺基矽烷系氣體(後述第一氣體G1所含之氣體能包含可具有1~3個矽原子之胺基矽烷,且能包含具有1~3個胺基之胺基矽。具有1~3個矽原子之胺基矽烷可係具有1~3個胺基之單矽烷(單胺基矽烷)、具有1~3個胺基之二矽烷、或具有1~3個胺基之三矽烷。再者,上述胺基矽烷可具有亦可取代之胺基。再者,上述胺基可由甲基、乙基、丙基、及丁基中任一者取代。再者,上述甲基、乙基、丙基、或丁基可由鹵素取代。就氟碳氣體而言,例如可使用CF
4氣體、C
4F
6氣體、C
4F
8氣體之類的任意氟碳氣體。就惰性氣體而言,例如可使用氮(N
2)氣體等。就稀有氣體而言,例如可使用氬(Ar)氣體等。
閥群42包含複數個閥。流量控制器群45包含質流控制器之類的複數個流量控制器。氣體源群40的複數個氣體源各者經由閥群42之對應的閥、及流量控制器群45之對應的流量控制器而連接至氣體供給管38。因此,電漿處理裝置10可將來自選自氣體源群40的複數個氣體源之一以上的氣體源之氣體以個別調整之流量供給至處理容器12內。又,在電漿處理裝置10,沿著處理容器12的內壁而將沉積屏障46設置成自由裝卸。沉積屏障46亦可設在支持部14的外周。沉積屏障46防止蝕刻副產物(沉積)附著在處理容器12,且可由Y
2O
3等陶瓷覆蓋鋁材而構成。Y
2O
3之外,沉積屏障可例如由如同石英含有氧之材料而構成。
將排氣板48設在處理容器12的底部側,且設在支持部14與處理容器12的側壁之間。排氣板48例如可由Y
2O
3等陶瓷覆蓋鋁材而構成。在排氣板48的下方,處理容器12設有排氣口12e。排氣裝置50經由排氣管52而連接至排氣口12e。排氣裝置50具有渦輪分子泵等真空泵,能將處理容器12內的空間減壓至期望的真空度。搬入搬出口12g係晶圓W的搬入搬出口。將搬入搬出口12g設在處理容器12的側壁。搬入搬出口12g可由閘閥54開閉。
第一射頻電源62係將電漿產生用之第一射頻電力加以產生之電源,且產生27~100[MHz]的頻率,一例中產生40[MHz]的射頻電力。第一射頻電源62經由阻抗匹配器66而連接至上部電極30。阻抗匹配器66係將使第一射頻電源62的輸出阻抗與負載側(下部電極LE側)的輸入阻抗加以匹配之電路。此外,第一射頻電源62能經由阻抗匹配器66而連接至下部電極LE。
第二射頻電源64係用以將離子拉入至晶圓W之第二射頻電力,亦即將射頻偏壓電力加以產生之電源,且產生400[kHz]~40.68[MHz]範圍內的頻率,一例中產生3.2[MHz]的射頻偏壓電力。第二射頻電源64經由阻抗匹配器68而連接至下部電極LE。阻抗匹配器68係用以將第二射頻電源64的輸出阻抗與負載側(下部電極LE側)的輸入阻抗加以匹配之電路。又,將電源70連接至上部電極30。電源70施加電壓至上部電極30,此電壓用以將存在於處理空間Sp內之正離子拉入至電極板34。一例中,電源70係將負直流電壓加以產生之直流電源。當將如此電壓從電源70施加至上部電極30時,則存在於處理空間Sp之正離子撞擊電極板34。藉此,從電極板34放出二次電子及/或矽。
控制部Cnt係具備處理器、記憶部、輸入裝置、表示裝置等之電腦,且控制電漿處理裝置10的各部分。具體而言,控制部Cnt連接至閥群42、流量控制器群45、排氣裝置50、第一射頻電源62、匹配器66、第二射頻電源64、匹配器68、電源70、加熱器電源HP、及冷卻單元。
控制部Cnt依循基於輸入配方之程式而運作並送出控制信號。可藉由來自控制部Cnt之控制信號而控制由氣體源群供給的氣體之選擇及流量、排氣裝置50之排氣、來自第一射頻電源62及第二射頻電源64之電力供給、來自電源70之電壓施加、加熱器電源HP之電力供給、來自冷卻單元之冷媒流量及冷媒溫度。此外,本說明書揭示之被處理體之處理方法(圖1所示之方法MT)的各步驟可藉由下者而執行:藉由控制部Cnt所行之控制而使電漿處理裝置10的各部分運作。
再次參照圖1,詳細說明方法MT。以下,就將電漿處理裝置10使用於方法MT之實施之例進行說明。又,以下說明中,與圖1及圖2一併參照圖3~圖7。圖3係將圖1所示之各步驟執行前之被處理體的狀態加以顯示之剖面圖。圖4包含(a)部分及(b)部分,且係以(a)部分、(b)順序將圖1所示之各步驟執行後之被處理體的狀態加以顯示之剖面圖。圖5包含(a)部分及(b)部分,且係以(a)部分、(b)之順序而將圖1所示之各步驟執行後之被處理體的狀態加以顯示之剖面圖。圖6包含(a)部分、(b)部分、及(c)部分,且係以(a)部分、(b)部分、(c)部分之順序示意性顯示圖1所示之形成保護膜之序列中保護膜之形成的樣子。
圖1所示之方法MT執行前,將圖3所示之晶圓W搬入至處理容器12內。圖3所示之晶圓W係使用於圖1所示之方法MT之被處理體的一例。圖3所示之晶圓W係雙重金屬鑲嵌(DualDamascene)的蝕刻步驟中形成之基板產物。圖3所示之晶圓W具備凸部CV1(第一凸部)、凸部CV2(第二凸部)、被蝕刻層PM、溝槽部TR。被蝕刻層PM包括凸部CV1所含之區域PM1、凸部CV2所含之區域PM2。溝槽部TR係設在晶圓W的主面SC。溝槽部TR係設在被蝕刻層PM。溝槽部TR係由凸部CV1與凸部CV2界定。
圖3所示之晶圓W更具備遮罩MK與沉積膜DP。遮罩MK係設在區域PM1上。遮罩MK係設在區域PM1的端面SF1(區域PM1與遮罩MK之交界面)。沉積膜DP係設在遮罩MK上。
溝槽部TR的內側的表面SF2包含表面SF2a、表面SF2b、及表面SF2c。被蝕刻層PM在凸部CV1包含端面SF1及SF2a。表面SF2a係表面SF2中之位在凸部CV1側的表面。表面SF2b位在溝槽部TR的底部BT。表面SF2b係溝槽部TR的底面。表面SF2c係表面SF2中之位在凸部CV2側的表面,且相向於表面SF2a。被蝕刻層PM在凸部CV2中包含表面SF2c及端面SF3。晶圓W的主面SC含有端面SF1、表面SF2、端面SF3。
溝槽部TR的寬度LP1係表面SF2a與表面SF2c之間的距離,例如係3~5[nm]左右。高低差LP2係端面SF1與端面SF3之間的距離。含有端面SF1之平面位在端面SF3的上方,且於此情形下,高低差LP2的值係正。藉由方法MT之執行,而將凸部CV2中之被蝕刻層PM的區域PM2從端面SF3側加以蝕刻,因此高低差LP2增加。
被蝕刻層PM係形成有複數個孔之多孔質膜。被蝕刻層PM具有低介電率(low-k)。被蝕刻層PM的材料例如可係SiOCH等。遮罩MK的材料例如可係TiN等。沉積膜DP的材料例如可係CF等。
返回圖1說明。方法MT之中將序列SQ1執行一次以上。從序列SQ1之開始至後述步驟ST3:是為止之一連串的步驟,係將被蝕刻層PM的溝槽部TR的形狀蝕刻為期望形狀之步驟。於圖3所示之晶圓W搬入後,執行序列SQ1。方法MT將序列SQ1重複執行N(N係2以上的整數)次。序列SQ1含有步驟ST1與步驟ST2。步驟ST1在收納有晶圓W之電漿處理裝置10的處理容器12內,將保護膜SX保形形成於晶圓W的主面SC。步驟ST1的一例係圖1(b)部分所示之步驟ST1a。步驟ST1的其他一例係圖1(c)部分所示之步驟ST1b。
步驟ST1a具備序列SQ1a(第二序列)。序列SQ1a具備步驟ST11a、步驟ST12a、步驟ST13a、及步驟ST14a。
步驟ST1a及步驟ST1b之中,首先參照圖1(b)部分而說明步驟ST1a。步驟ST1a具備序列SQ1a。序列SQ1a包含步驟ST11a、步驟ST12a、步驟ST13a、及步驟ST14a。步驟ST1a更具備步驟ST15a。
步驟ST1a將序列SQ1a執行一次以上。從序列SQ1a之開始至後述步驟ST15a:是為止之一連串的步驟,係將保護膜SX保形形成於晶圓W的主面SC(特別係表面SF2a、表面SF2b、表面SF2c、及端面SF3,以下亦同)之步驟。
首先,步驟ST11a將含有矽之第一氣體G1導入至處理容器12內。第一氣體G1包含胺基矽烷系氣體。從選自氣體源群40的複數個氣體源之氣體源,將第一氣體G1供給至處理容器12內。第一氣體G1例如可使用單胺基矽烷(H
3-Si-R(R係胺基))作為胺基矽烷系氣體。步驟ST11a不產生第一氣體G1的電漿。
如圖6(a)部分所示,第一氣體G1的分子作為反應前驅體而附著在晶圓W的主面SC。第一氣體G1的分子(單胺基矽烷)藉由基於化學鍵結之化學吸附而附著在晶圓W的主面SC,且於步驟ST11a不使用電漿。此外,只要可藉由化學鍵結附著在表面且含有矽,則亦可使用單胺基矽烷以外的氣體。
就第一氣體G1而言選擇單胺基矽烷系氣體之理由,其起因係藉由單胺基矽烷具有較高的電負度、且具有具極性之分子構造,而可較容易進行化學吸附。使第一氣體G1的分子附著在晶圓W的主面SC而藉以形成之層Ly1,因該附著係化學吸附而成為接近單分子層(單層)之狀態。單胺基矽烷的胺基(R)越小,則因為吸附在晶圓W的主面SC之分子的分子構造亦越小,所以降低起因係分子尺寸之位阻效應,故第一氣體G1的分子能均勻吸附在晶圓W的主面SC,且層Ly1能以均勻膜厚形成於晶圓W的主面SC。舉例而言,藉由第一氣體G1所含之單胺基矽烷(H
3-Si-R)與晶圓W的主面SC的OH基反應,而形成反應前驅體之H
3-Si-O,故可認為有形成係H
3-Si-O之單分子層之層Ly1之情況。因此,反應前驅體的層Ly1能不取決於晶圓W的圖案密度,而以均勻膜厚保形形成於晶圓W的主面SC。
接續於步驟ST11a後之步驟ST12a將處理容器12內的空間加以沖洗。具體而言,將步驟ST11a中供給之第一氣體G1加以排氣。步驟ST12a之中,亦可將氮氣之類的惰性氣體作為沖洗氣體而供給至處理容器12。亦即,步驟ST12a的沖洗亦可係將惰性氣體流通至處理容器12內之氣體沖洗、或真空抽吸所行之沖洗中任一者。步驟ST12a亦可去除晶圓W上過度附著的分子。藉由上述,反應前驅體的層Ly1成為極薄的單分子層。
接續於步驟ST12a後之步驟ST13a在處理容器12內產生第二氣體的電漿P1。具體而言,由選自氣體源群40的複數個氣體源之氣體源,將含有二氧化碳氣體之第二氣體供給至處理容器12內。除了二氧化碳氣體,第二氣體亦可係含有氧原子之其他氣體,例如可係氧氣。而且,由第一射頻電源62供給射頻電力。此情形下,亦能施加第二射頻電源64的偏壓電力。又,亦能不使用第一射頻電源62而僅使用第二射頻電源64產生電漿。使排氣裝置50運作,藉以將處理容器12內的空間的壓力設定為預定壓力。
如同上述,藉由步驟ST11a之執行,在晶圓W的表面所附著之分子(將層Ly1的單分子層加以構成之分子)含有矽與氫之鍵結。矽與氫之鍵結能低於矽與氧之鍵結能。因此,如圖6(b)部分所示,當含有二氧化碳氣體之第二氣體的電漿P1產生時,則氧的活性種例如氧自由基產生,並將構成層Ly1的單分子層之分子的氫取代成氧,且如圖6(c)部分所示,矽氧化膜(例如SiO
2膜)即層Ly2形成為單分子層。
接續於步驟ST13a後之步驟ST14a將處理容器12內的空間加以沖洗。具體而言,將步驟ST13a供給之第二氣體加以排氣。步驟ST14a亦可將氮氣之類的惰性氣體作為沖洗氣體而供給至處理容器12。亦即,步驟ST14a之沖洗亦可係將惰性氣體流通至處理容器12內之氣體沖洗、或真空抽吸所行之沖洗中任一者。
以上說明之序列SQ1a之中,於步驟ST12a進行沖洗,於接續於步驟ST12a後之步驟ST13a將構成層Ly1之分子的氫取代成氧。因此,與ALD法同樣,能藉由執行一次序列SQ1a,而將矽氧化膜的層Ly2以薄且均勻的膜厚保形形成於晶圓W的主面SC上。
接續於序列SQ1a後之步驟ST15a判斷是否結束序列SQ1a之執行。具體而言,步驟ST15a判斷序列SQ1a的執行次數是否達到預定次數。決定序列SQ1a之執行次數即決定圖4(a)部分所示之矽氧化膜的保護膜SX的膜厚TH。亦即,藉由執行一次序列SQ1a所形成之矽氧化膜的膜厚與序列SQ1a的執行次數之乘積,而實質決定晶圓W上最終形成之保護膜SX的厚度。因此,因應於晶圓W上所形成之保護膜SX之期望厚度,而設定序列SQ1a的執行次數。
步驟ST15a於判斷出序列SQ1a的執行次數未達到預定次數之情形下(步驟ST15a:否),再次重複序列SQ1a之執行。另一方面,步驟ST15a於判斷出序列SQ1a的執行次數已達到預定次數之情形下(步驟ST15a:是),結束序列SQ1a之執行。藉此,如圖4(a)部分所示,在晶圓W的主面SC上形成矽氧化膜的保護膜SX。亦即,以預定次數重複序列SQ1a之執行次數,藉以將具有預定膜厚之保護膜SX以均勻的膜厚而保形形成於晶圓W的主面SC。就保護膜SX的厚度而言,序列SQ1a的執行次數越少,則越減少。
返回圖1說明。接續於步驟ST1後之步驟ST2藉由在處理容器12內產生之電漿而蝕刻溝槽部TR的底部BT(表面SF2b)。首先,步驟ST2之中,將第三氣體與第四氣體之混合氣體供給至處理容器12內。第三氣體可係含有氟碳系氣體之處理氣體,第四氣體可係含有氧氣之處理氣體。第三氣體例如可係C
4F
8氣體。第四氣體例如可係Ar/N
2/O
2氣體。而且,使供給至處理容器12內之混合氣體的電漿產生在處理容器12內。具體而言,由選自氣體源群40的複數個氣體源之氣體源將含有第三氣體與第四氣體之混合氣體之處理氣體供給至處理容器12內。由第一射頻電源62供給射頻電力。由第二射頻電源64供給射頻偏壓電力。再者,使排氣裝置50運作,藉以將處理容器12內的空間的壓力設定為預定壓力。藉此,產生第三氣體與第四氣體之混合氣體的電漿。於步驟ST2產生之電漿中的F(氟)等的活性種蝕刻多孔質膜即被蝕刻層PM所設有之溝槽部TR的底部BT。接下來,沖洗處理容器12內的空間。具體而言,將步驟ST2供給之處理氣體從處理容器12內加以排氣。亦可將氮氣之類的惰性氣體作為沖洗氣體而供給至處理容器12。亦即,於步驟ST2進行之沖洗亦可係將惰性氣體流通至處理容器12內之氣體沖洗、或真空抽吸所行之沖洗中任一者。
藉由執行一次序列SQ,而圖4(b)部分所示,增加溝槽部TR的深度。再者,藉由執行一次序列SQ1,而從端面SF3側蝕刻凸部CV2中之被蝕刻層PM的區域PM2,因此藉由此蝕刻而亦削除(倒角)凸部CV2的角部CP。亦即,執行一次序列SQ1後,可在區域PM2的端面SF3的前端、及凸部CV2側的溝槽部TR的表面SF2c所設之保護膜SX的端面之間,產生高度LP3(角部CP之削除部分的高度)。於方法MT中可產生之高度LP3可藉由調節保護膜SX的膜厚、及蝕刻時間等製程條件而降低。以下,削除部分意指由蝕刻去除的部分。
圖7顯示將一實施形態之方法MT之中將圖4(a)部分所示之保護膜SX的膜厚TH、及圖4(b)部分所示之蝕刻後的角部CP的高度LP3之對應加以顯示之測定結果的一例。圖7的縱軸表示步驟ST2之蝕刻之中,利用1[nm]的蝕刻而產生之角部CP的削除部分的增加量K(高度LP3的增加量)[nm],圖7的橫軸表示步驟ST2蝕刻前,凸部CV2側的溝槽部TR的表面SF2c所設之保護膜SX的膜厚TH的值[nm]。結果GP1係由第二射頻電源64供給之射頻偏壓電力為0[W]之情形下獲得之測定結果,結果GP2係由第二射頻電源64供給之射頻偏壓電力為25[W]之情形下獲得之測定結果,結果GP3係由第二射頻電源64供給之射頻偏壓電力為100[W]之情形下獲得之測定結果。
若參照圖7,則得知步驟ST2的蝕刻之中,凸部CV2側的溝槽部TR的表面SF2c所設之保護膜SX的膜厚TH越薄、且由第二射頻電源64供給之射頻偏壓電力越大,則利用1[nm]的蝕刻產生之角部CP之削除部分的增加量K(高度LP3的增加量)越變大。此外,於步驟ST2之中係由電源70供給直流電壓之情形下,當直流電壓越大,則利用1[nm]的蝕刻產生之角部CP之削除部分的增加量K(高度LP3的增加量)越大。
再者,得知於結果GP1~GP3中任一者,與膜厚TH之變化相對之角部CP之削除部分的增加量K(高度LP3的增加量)之變化(亦即,結果GP1~GP3各者的圖表的傾斜),皆於保護膜SX的膜厚TH係2[nm]以下之情形大於保護膜SX的膜厚TH係2[nm]以上之情形。因此,參照圖7,只要步驟ST2執行前之保護膜SX的膜厚TH係2[nm]以上8[nm]以下,則可縮小步驟ST2的蝕刻產生之角部CP之削除部分,並降低角部CP之削除部分的高度LP3。故,能降低方法MT的蝕刻導致之被蝕刻層PM的變形程度。
其次,說明步驟ST2中之蝕刻的異向性程度。當將縱向(溝槽部TR的深度方向)的蝕刻率定為Y1[nm/分]、並將橫向(係與縱向垂直之方向,且係晶圓W的主面SC擴展的方向)的蝕刻率定為Y2[nm/分]時,則α=Y2/Y1滿足0<α<1。α越小則表示係縱向優勢之異向性高的蝕刻。α伴隨由第二射頻電源64供給之射頻偏壓電力的增加而減少,且伴隨處理容器12內的壓力的增加而減少。如同上述,步驟ST2中之蝕刻的異向性程度可藉由調節由第二射頻電源64供給之射頻偏壓電力與處理容器12內的壓力而適宜控制。
其次,參照圖1(c)說明使用步驟ST1b作為圖1(a)部分所示之步驟ST1之情形。步驟ST1b係圖1(a)部分所示之步驟ST1的一例。步驟ST1b具備步驟ST11b及步驟ST12b。步驟ST11b的處理內容係與步驟ST11a的處理內容同樣。步驟ST12b的處理內容係與步驟ST12a的處理內容同樣。亦即,如圖4(a)部分所示,藉由步驟ST1b而形成於晶圓W的主面SC之保護膜SX係層Ly2。因此,於使用步驟ST1b作為步驟ST1之情形下,藉由執行一次序列SQ1而形成之保護膜SX的膜厚係與由執行一次序列SQ1a而形成之保護膜(層Ly2)的膜厚同樣。
使用步驟ST1b作為步驟ST1之情形下,步驟ST1a的步驟ST13a使用之含有氧原子之第二氣體的電漿P1所成之層Ly2(參照圖6(c)部分)之形成,如圖4(b)部分所示,可藉由執行步驟ST2之蝕刻而實現。亦即,可藉由接續於步驟ST1b後之步驟ST2使用之第四氣體所含之氧原子係與於步驟ST1a的步驟ST13a使用之氧原子同樣,而從層Ly1獲得層Ly2。亦即,藉由步驟ST1b而形成層Ly1,且藉由接續於此步驟ST1b後之步驟ST2的蝕刻,從層Ly1形成層Ly2。
返回圖1(a)部分進行說明。方法MT將序列SQ1執行一次以上。接續於序列SQ1後之步驟ST3,判斷是否結束序列SQ1之執行。具體而言,步驟ST3判斷序列SQ1的執行次數是否達到預定次數。於步驟ST3判斷序列SQ1的執行次數未達到預定次數之情形下(步驟ST3:否),再次重複序列SQ1之執行。另一方面,於步驟ST3判斷序列SQ1的執行次數達到預定次數之情形下(步驟ST3:是),結束序列SQ1之執行。藉此,例如圖5(b)部分所示,可將晶圓W的主面SC所設之溝槽部TR以期望的形狀(溝槽部TR的寬度及深度等)形成。圖4(a)部分及圖4(b)部分顯示第一次執行序列SQ1所成之晶圓W的狀態,圖5(a)部分及圖5(b)部分顯示第二次執行序列SQ1所成之晶圓W的狀態。
可藉由決定序列SQ1的執行次數,而決定溝槽部TR的形狀。亦即,藉由執行一次序列SQ1所形成之矽氧化膜的膜厚與序列SQ1的執行次數之乘積,而實質決定最終在晶圓W的主面SC形成之溝槽部TR的寬度(寬度方向中之溝槽部TR的形狀)。再者,藉由執行一次序列SQ1而蝕刻之溝槽部TR的深度與序列SQ1的執行次數之乘積,而實質決定最終在晶圓W的主面SC形成之溝槽部TR的深度(深度方向中之溝槽部TR的形狀)。因此,因應晶圓W的主面SC所形成之溝槽部TR的期望形狀,而設定序列SQ1的執行次數。
此外,重複執行之複數個序列SQ1之中,包含有步驟ST1成為圖1(b)部分的步驟ST1a之序列SQ1之情形下,溝槽部TR的詳細形狀之決定不僅取決於序列SQ1的執行次數、亦取決於序列SQ1a的執行次數。舉例而言,N次執行序列SQ1之情形下,可能係以下情形:N次的序列SQ1之中,M(M係1以上且係N-1以下的整數)次執行包含圖1(b)部分所示之步驟ST1a之序列SQ1,且N-M次執行包含圖1(c)部分所示之步驟ST1b之序列SQ1。特別可能係以下情形:N次執行序列SQ1之中,第一次執行包含圖1(b)部分所示之步驟ST1a之序列SQ1,第二次以後則N-1次執行包含圖1(c)部分所示之步驟ST1b之序列SQ1。此情形下,能藉由第一次執行序列SQ1,而最先形成比較厚之膜厚TH的保護膜SX。包含步驟ST1a之序列SQ1的執行次數較多之情形下,有時會有以下情形:因步驟S13a之蝕刻使用之氧氣的電漿,而溝槽部TR的表面SF2側的被蝕刻層PM變質。再者,會有由於此氧氣的電漿而由蝕刻去除沉積膜DP之情形,此情形下,可藉由露出遮罩MK,而使凸部CV1的被蝕刻層PM的形狀因蝕刻而變化。
又,參照圖5(b)部分,則於步驟ST2之蝕刻的異向性較低、且藉由執行步驟ST2之蝕刻而使溝槽部TR的寬度擴展(溝槽部TR的表面SF2a往方向DR1擴展,且溝槽部TR的表面SF2c往方向DR2擴展,藉以使溝槽部TR的寬度LP1擴展)之情形下,序列SQ1的執行次數N可基於溝槽部TR的期望深度LP4之值dp、溝槽部TR的期望寬度LP1之值lp而決定。在此,溝槽部TR的期望深度LP4之值dp,可基於縱向的蝕刻率之值Y1[nm/分]、每次執行序列SQ1的執行時間、每次執行序列SQ1之保護膜SX的膜厚TH之值thv而決定。溝槽部TR的期望寬度LP1之值lp可基於橫向的蝕刻率之值Y2[nm/分]、每次執行序列SQ1的執行時間、每次執行序列SQ1之保護膜SX的膜厚TH之值thv而決定。
又,參照圖5(b)部分,則於步驟ST2之蝕刻的異向性較高、且執行步驟ST2之蝕刻之中維持溝槽部TR的寬度(維持寬度LP1)之情形下,序列SQ1的執行次數N可使用執行一次序列SQ1之際可形成之期望的膜厚TH之值tha(平均值)、溝槽部TR的期望深度LP4之值dp、溝槽部TR之期望形狀(具體而言,如圖5(b)部分所示之角度θ),而依循算式N=(dp×tan(θ))/tha決定。在此,執行一次序列SQ1之際可形成之期望的膜厚TH之值tha(平均值),可由N次執行序列SQ1所形成之期望之保護膜SX的膜厚TH之值tht(最大值)、序列SQ1的執行次數N而決定(tha=tht/N)。溝槽部TR的期望深度LP4之值dp,可基於縱向的蝕刻率之值Y1[nm/分]、每次執行序列SQ1的執行時間、每次執行序列SQ1之保護膜SX的膜厚TH之值thv而決定。圖5(b)部分所示之角度θ可由溝槽部TR的期望深度LP4之值dp、期望之保護膜SX的膜厚TH之值tht而決定(tan(θ)=tht/dp)。
以下,顯示步驟ST2、步驟ST11a、步驟ST13a、序列SQ1、及序列SQ1a各者的主要的製程條件的實施例。
<步驟ST2>
・處理容器12內的壓力[mTorr]:80[mTorr]
・第一射頻電源62的射頻電力之值[W]、頻率之值[MHz]:300[W]、40[MHz]
・第二射頻電源64的射頻電力之值[W]、頻率之值[MHz]:25[W]、13[MHz]
・電源70的直流電壓之值[V]:0[V]
・處理氣體:C
4F
8/Ar/N
2/O
2氣體
・處理氣體的流量[sccm]:(C
4F
8氣體)30[sccm]、(Ar氣體)1000[sccm]、(N
2氣體)20[sccm]、(O
2氣體)10[sccm]
・處理時間[s]:30[s]
<步驟ST11a>
・處理容器12內的壓力[mTorr]:100[mTorr]
・第一射頻電源62的射頻電力之值[W]:0[W]
・第二射頻電源64的射頻電力之值[W]:0[W]
・電源70的直流電壓之值[V]:0[V]
・處理氣體(第一氣體):單胺基矽烷(H
3-Si-R(R係胺基))
・處理氣體的流量[sccm]:50[sccm]
・處理時間[s]:15[s]
<步驟ST13a>
・處理容器12內的壓力[mTorr]:200[mTorr]
・第一射頻電源62的射頻電力之值[W]:300[W]、10[kHz]、Duty50
・第二射頻電源64的射頻電力之值[W]:0[W]
・電源70的直流電壓之值[V]:0[V]
・處理氣體(第二氣體):CO
2氣體
・處理氣體的流量[sccm]:300[sccm]
・處理時間[s]:5[s]
<序列SQ1>
・重複次數:5次
<序列SQ1a>
・重複次數:5次
以上說明之方法MT可交替重複執行將保護膜SX保形形成於晶圓W的主面SC(包含溝槽部TR的內側的表面SF2)之步驟ST1、及步驟ST1執行後蝕刻主面SC所設之溝槽部TR的底部BT之步驟ST2(步驟ST3)。因此,可藉由於每一複數次執行之步驟ST1適宜調節保護膜SX的膜厚TH等,且於每一複數次執行之步驟ST2適宜調節蝕刻量等,而因應期望之溝槽部TR的多樣形狀而較精密進行溝槽部TR之加工。
又,步驟ST1a藉由與ALD法同樣的方法,而在晶圓W的主面SC(包含溝槽部TR的內側的表面SF2)保形形成保護膜SX,因此可提昇針對晶圓W的主面SC之保護強度,且以均勻膜厚形成將晶圓W的主面SC加以保護之保護膜SX。
又,因為步驟ST1b僅由下者構成:步驟ST11b,可藉由第一氣體而在晶圓W的主面SC(包含溝槽部TR的內側的表面SF2)形成反應前驅體(層Ly1);以及步驟ST12b,步驟ST11b執行後將處理容器12內的空間加以沖洗;所以由此步驟ST1b形成之保護膜SX成為於步驟ST11b形成之反應前驅體(層Ly1),故可係較薄的膜。再者,接續於此步驟ST1b後之步驟ST2,使用含有氧之第三氣體的電漿,因此可針對步驟ST11b形成之反應前驅體(層Ly1)進行氧之添加,且能以較薄的膜厚形成具有與ALD法同樣的方法所形成之保護膜係同樣組成之保護膜SX,再者,因為氧氣之添加能於步驟ST2蝕刻時進行,所以可實現處理步驟之效率化。
又,步驟ST1a藉由與ALD法同樣的方法,而在晶圓W的主面SC(包含溝槽部TR的內側的表面SF2)保形形成保護膜SX,因此可提昇針對晶圓W的主面SC之保護強度,且以均勻膜厚形成將晶圓W的主面SC加以保護之保護膜SX。因為步驟ST1b僅由以下步驟構成:步驟ST11b,可藉由第一氣體而在晶圓W的主面SC(包含溝槽部TR的內側的表面SF2)形成反應前驅體;以及步驟ST12b,於步驟ST11b執行後,將處理容器12內的空間加以沖洗;所以由步驟ST1b形成之保護膜SX成為於步驟ST11b形成之反應前驅體(層Ly1),故可獲得較薄的膜。再者,接續於步驟ST1b後之步驟ST2使用含有氧之氣體的電漿,因此可針對步驟ST11b形成之反應前驅體(層Ly1)進行氧之添加,且能以較薄的膜厚形成具有與ALD法同樣的方法所形成之保護膜係同樣組成之保護膜SX,再者,因為氧氣之添加能於步驟ST2蝕刻時進行,所以可實現處理步驟之效率化。而且,N次執行序列SQ1之中,M次執行含有上述步驟ST1a之序列SQ1,且N-M次執行含有上述步驟ST1b之序列SQ1,因此可充份對應溝槽部TR之多樣形狀之形成。
又,第二氣體含有氧原子,因此步驟ST13a可藉由於步驟ST11a形成之矽的反應前驅體(層Ly1)與該氧原子鍵結,而保形形成氧化矽的保護膜SX。又,第二氣體係二氧化碳氣體之情形下,因為第二氣體含有碳原子,所以該碳原子可抑制氧原子導致之侵蝕。
又,第一氣體含有胺基矽烷系氣體,因此可藉由步驟ST11a及步驟ST11b而將矽的反應前驅體(層Ly1)沿著晶圓W的主面SC的原子層形成。
又,使用含有單胺基矽烷之第一氣體,能於步驟ST11a及步驟ST11b進行矽的反應前驅體(層Ly1)之形成。
又,就第一氣體所含之胺基矽烷系氣體而言,能使用具有1~3個矽原子之胺基矽烷。又,就第一氣體所含之胺基矽烷系氣體而言,能使用具有1~3個胺基之胺基矽烷。
又,步驟ST2執行前,步驟ST1形成之保護膜SX的膜厚TH係2[nm]以上8[nm]以下之情形,尤其與保護膜SX的膜厚TH低於2[nm]之情形相較而言,能降低針對此保護膜SX所覆蓋之晶圓W的角部CP之蝕刻效果。故,能降低步驟ST2之蝕刻導致之晶圓W的變形程度。
以上,於適宜實施形態下圖示並說明本發明的原理,但本發明所屬技術領域中具有通常知識者認知本發明可不脫離如此原理而變更配置及細節。本發明不限定於本實施形態所揭示之特定構成。因此,申請人對基於本案申請專利範圍及其精神範圍而成的全部的修正及變更,主張權利。
10:電漿處理裝置
12:處理容器
12e:排氣口
12g:搬入搬出口
14:支持部
18a:第一板
18b:第二板
22:直流電源
23:開關
24:冷媒流道
26a:配管
26b:配管
28:氣體供給線路
30:上部電極
32:絕緣性遮蔽構件
34:電極板
34a:氣體噴吐孔
36:電極支持體
36a:氣體擴散室
36b:氣體流通孔
36c:氣體導入口
38:氣體供給管
40:氣體源群
42:閥群
45:流量控制器群
46:沉乘積屏障
48:排氣板
50:排氣裝置
52:排氣管
54:閘閥
62:第一射頻電源
64:第二射頻電源
66:匹配器
68:匹配器
70:電源
BT:底部
Cnt:控制部
CP:角部
CV1:凸部
CV2:凸部
DP:沉積膜
DR1:方向
DR2:方向
ESC:靜電夾盤
FR:聚焦環
G1:第一氣體
GP1:結果
GP2:結果
GP3:結果
HP:加熱器電源
HT:加熱器
LE:下部電極
LP1:寬度
LP2:高低差
LP3:高度
LP4:深度
Ly1:層
Ly2:層
MK:遮罩
MT:方法
P1:第二氣體的電漿
PD:載置台
PM:被蝕刻層
PM1:區域
PM2:區域
SC:主面
SF1:端面
SF2:表面
SF2a:表面
SF2b:表面
SF2c:表面
SF3:端面
Sp:處理空間
SQ1:序列
SQ1a:序列
ST1~ST3:步驟
ST1a:步驟
ST11a~ST15a:步驟
ST1b:步驟
ST11b~ST12b:步驟
SX:保護膜
TH:膜厚
TR:溝槽部
W:晶圓
圖1包含(a)部分、(b)部分、及(c)部分,圖1(a)部分係顯示本發明一實施形態之方法的主要部分之流程圖,圖1(b)部分係將圖1(a)部分所示之步驟的一部分具體表示之流程圖,圖1(c)係將圖1(a)部分所示之步驟的一部分具體表示之其他流程圖。
圖2顯示電漿處理裝置的一例。
圖3係將圖1所示之各步驟執行前之被處理體的狀態加以顯示之剖面圖。
圖4包含(a)部分及(b)部分,且係將圖1所示之各步驟執行後之被處理體的狀態以(a)部分、(b)部分之順序顯示之剖面圖。
圖5包含(a)部分及(b)部分,且係將圖1所示之各步驟執行後之被處理體的狀態以(a)部分、(b)部分之順序顯示之剖面圖。
圖6包含(a)部分、(b)部分、及(c)部分,且將圖1所示之形成保護膜之序列中保護膜形成的樣子以(a)部分、(b)部分、(c)部分之順序示意性顯示。
圖7顯示將本發明一實施形態之方法之中圖4(a)部分所示之保護膜的膜厚與圖4(b)部分所示之蝕刻所形成之被蝕刻層的角部的高度之對應加以表示之測定結果的一例。
MT:方法
SQ1,SQ1a:序列
ST1~ST3:步驟
ST1a:步驟
ST11a~ST15a:步驟
ST1b:步驟
ST11b~ST12b:步驟
Claims (18)
- 一種電漿處理裝置,具備:處理容器,具有至少一個氣體導入口,以及至少一個排氣口;載置台,位在該處理容器內;射頻電源,用以產生電漿;以及控制部;該控制部係構成為執行包含以下步驟的處理,(a)步驟,將被處理體配置於該載置台上,該被處理體包含具有圖案的被蝕刻層;(b)步驟,將該被處理體暴露於含矽反應前驅體的氣體,而藉此在該圖案的側壁形成吸附層;(c)步驟,在該(b)步驟之後,在該處理容器內,藉由該射頻電源,從含有含氧原子氣體以及氟碳系氣體之混合氣體產生電漿;以及(d)步驟,將該被處理體暴露於該電漿,而一面蝕刻該圖案的底部一面自該吸附層形成保護膜;該保護膜,係以該圖案的開口側較厚且朝該底部側變薄的方式形成。
- 如請求項1所述之電漿處理裝置,其中,該控制部係構成為執行更包含以下步驟的處理,(e)步驟,依序重複該(b)~(d)步驟。
- 如請求項1或2所述之電漿處理裝置,其中,該控制部進行控制,以在該(d)步驟中,對該被處理體施加偏壓電力。
- 如請求項1或2所述之電漿處理裝置,其中,該含矽反應前驅體的氣體,含有胺基矽烷系氣體。
- 如請求項1或2所述之電漿處理裝置,其中,該含氧原子氣體含有選自於由二氧化碳氣體及氧氣所組成的群組的至少一種。
- 如請求項1或2所述之電漿處理裝置,其中,該氟碳系氣體含有選自於由CF4氣體、C4F6氣體及C4F8氣體所組成的群組的至少一種。
- 如請求項1或2所述之電漿處理裝置,其中,該保護膜為矽氧化膜。
- 如請求項1或2所述之電漿處理裝置,其中,該吸附層,係在未產生電漿下形成。
- 如請求項1或2所述之電漿處理裝置,其中, 該被蝕刻層包含第一凸部與第二凸部,該圖案係由該第一凸部與該第二凸部界定。
- 如請求項9所述之電漿處理裝置,其中,該第一凸部與該第二凸部的高度不同。
- 一種電漿處理方法,包含以下步驟:(a)步驟,將被處理體配置於電漿處理裝置所具備的處理容器內之載置台上,該被處理體包含具有圖案的被蝕刻層;(b)步驟,將該被處理體暴露於含矽反應前驅體的氣體,而藉此在該圖案的側壁形成吸附層;(c)步驟,在該(b)步驟之後,在該處理容器內,從含有含氧原子氣體以及氟碳系氣體之混合氣體產生電漿;以及(d)步驟,將該被處理體暴露於該電漿,而一面蝕刻該圖案的底部一面自該吸附層形成保護膜;該保護膜,係以該圖案的開口側較厚且朝該底部側變薄的方式形成。
- 如請求項11所述之電漿處理方法,更包含以下步驟:(e)步驟,依序重複該(b)~(d)步驟。
- 如請求項11或12所述之電漿處理方法,其中,在該(d)步驟中,對該被處理體施加偏壓電力。
- 如請求項11或12所述之電漿處理方法,其中,該含矽反應前驅體的氣體,含有胺基矽烷系氣體。
- 如請求項11或12所述之電漿處理方法,其中,該含氧原子氣體含有選自於由二氧化碳氣體及氧氣所組成的群組的至少一種。
- 如請求項11或12所述之電漿處理方法,其中,該氟碳系氣體含有選自於由CF4氣體、C4F6氣體及C4F8氣體所組成的群組的至少一種。
- 如請求項11或12所述之電漿處理方法,其中,該保護膜為矽氧化膜。
- 如請求項11或12所述之電漿處理方法,其中,該吸附層,係在未產生電漿下形成。
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US20040038518A1 (en) | 2002-08-21 | 2004-02-26 | Jin-Sung Chung | Methods for forming metal interconnections for semiconductor devices using a buffer layer on a trench sidewall, and semiconductor devices so formed |
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20040038518A1 (en) | 2002-08-21 | 2004-02-26 | Jin-Sung Chung | Methods for forming metal interconnections for semiconductor devices using a buffer layer on a trench sidewall, and semiconductor devices so formed |
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