处理被处理体的方法与流程

文档序号:15809442发布日期:2018-11-02 22:05阅读:218来源:国知局
处理被处理体的方法与流程

本发明的实施方式涉及处理被处理体的方法。

背景技术

在电子器件的制造工艺中,为了在被处理层上形成掩模,将该掩模的图案转印到该被处理层而进行蚀刻。专利文献1公开了一种目的在于改善通过蚀刻产生的图案的孔(hole)的形状的技术。专利文献2公开了一种目的在于通过蚀刻步骤和成膜步骤良好地形成基板上的凹陷图案的技术。专利文献3公开了一种一边形成掩模的保护膜一边循环地进行蚀刻的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第wo2014/046083号手册

专利文献2:日本特开2014-17438号公报

专利文献3:日本特表2006-523030号公报



技术实现要素:

发明想要解决的技术课题

要求一种对被处理体有区域选择性地控制性良好地进行成膜的技术。

用于解决技术课题的技术方案

在一个方式中,提供一种处理被处理体的方法。被处理体包括被蚀刻层和设置在该被蚀刻层上的掩模。在该掩模形成有至被蚀刻层的开口。处理被处理体的方法包括:经由开口对被蚀刻层各向异性地进行蚀刻的步骤(以下称为步骤a);和在步骤a的实施后的开口的内侧的表面形成膜的步骤(以下称为步骤b)。步骤a在收纳有被处理体的等离子体处理装置的处理容器内生成第1气体的等离子体。步骤b反复实施包括以下步骤的流程在开口的内侧的表面形成膜,其中上述流程包括:对处理容器内供给第2气体的第1步骤;在实施第1步骤后对处理容器内的空间进行吹扫的第2步骤;在实施第2步骤后在处理容器内生成含氧原子的第3气体的等离子体的第3步骤;和在实施第3步骤后对处理容器内的空间进行吹扫的第4步骤。第1气体包含碳原子和氟原子。第2气体包含含有有机基团的氨基硅烷类气体。被蚀刻层是含有硅的亲水性的绝缘层。第1步骤不生成第1气体的等离子体。

通过在步骤a中进行的蚀刻,存在作为因第1气体导致的反应生成物的堆积部附着在开口,并且在开口的内侧的表面中堆积部没有附着的部分(被蚀刻层露出的部分)形成有弓形形状(凹陷)的情况。根据本发明的一个方式的方法,通过在实施步骤a后实施的步骤b,能够除去附着在开口的堆积部,并且通过在形成有弓形形状的部分形成膜,能够缓和该弓形形状。

在一实施方式中,第1步骤中,一边进行调节使被处理体的温度在该被处理体的多个区域中变得均匀,一边经由开口对被蚀刻层进行蚀刻。在使用第2气体的第1步骤中,因为不产生等离子体地使用化学反应,所以通过包含第1步骤的步骤b形成的膜的厚度伴随形成膜的被处理体(特别是被蚀刻层)的温度的上升而增加。所以,根据本发明的一个方式的方法,在步骤b中形成的膜的厚度在被处理体的多个区域中能够变得均匀。

在一实施方式中,在处理容器设置有第1气体导入口和第2气体导入口。第1气体导入口设置在被处理体的上方。第2气体导入口设置在被处理体的侧方。在步骤a中,从第1气体导入口将第1气体供给到处理容器内,并从第2气体导入口将防逆流气体供给到处理容器内。步骤b的第1步骤中,从第2气体导入口将第2气体供给到处理容器内,并从第1气体导入口将防逆流气体供给到处理容器内。步骤b的第3步骤中,从第1气体导入口将第3气体供给到处理容器内,并从第2气体导入口将防逆流气体供给到处理容器内。与第1气体导入口连接的配管和与第2气体导入口连接的配管彼此不交汇。根据该一个实施方式的方法,将在第1步骤中使用的包含反应性比较高的含有有机基团的氨基硅烷类气体的第2气体导入到处理容器内的第2气体导入口、与将在步骤a中使用的包含碳原子和氟原子的第1气体和在第3步骤中使用的包含氧原子的第3气体导入到处理容器内的第1气体导入口彼此不同,与第1气体导入口连接的气体供给管和与第2气体导入口连接的气体供给管彼此不交汇,所以,能够降低包含含有反应性比较高的含有有机基团的氨基硅烷类气体的第2气体与第1气体和第3气体引起的在气体供给管内能够生成的反应生成物。另外,通过使用防逆流气体,能够避免在第1气体、第2气体、第3气体的任一者都不流动的状态的气体供给管中第1气体、第2气体、第3气体的任意者发生逆流的情况。

在一实施方式中,第1气体包含碳氟化合物类气体。如上所述,使用包含碳氟化合物类气体的第1气体对作为含硅的亲水性的绝缘层的被蚀刻层的蚀刻能够在步骤a中进行。

在一实施方式中,第2气体包含单氨基硅烷。如上所述,使用包含单氨基硅烷的第2气体形成硅的反应前体能够在第1步骤中进行。

在一实施方式中,第2气体中包含的氨基硅烷类气体包含具有1~3个硅原子的氨基硅烷。第2气体中包含的氨基硅烷类气体包含具有1~3个氨基的氨基硅烷。如上所述,第2气体中包含的氨基硅烷类气体能够使用具有1~3个硅原子的氨基硅烷。另外,第2气体中包含的氨基硅烷类气体能够使用具有1~3个氨基的氨基硅烷。

在一个方式中,提供一种处理被处理体的方法。该方法包括:在被处理体的表面有选择地形成第1膜的步骤;和一边除去第1膜一边在被处理体的表面通过原子层堆积形成第2膜的步骤。

在一实施方式中,上述堆积包括具有以下步骤的流程,该流程包括:向处理容器内供给第2气体,在被处理体表面形成吸附层的第1步骤;对处理容器内的空间进行吹扫的第2步骤;和在处理容器内生成第3气体的等离子体的第3步骤。

在一实施方式中,上述堆积还包括在第3步骤后将第2膜暴露于不活泼性气体的等离子体的第4步骤。

在一实施方式中,在形成第2膜的步骤中,第1膜通过第3步骤或者第4步骤被除去。

在一实施方式中,第2气体是氨基硅烷类气体、含硅的气体、含钛的气体、含铪的气体、含钽的气体、含锆的气体、含有机物的气体的任意者,第3气体是含氧的气体、含氮的气体和含氢的气体的任意者。

在一实施方式中,第1膜通过等离子体蚀刻形成。

在一实施方式中,等离子体蚀刻是原子层蚀刻。

在一个方式中,提供一种处理被处理体的方法。该方法包括:准备被处理体的步骤,该被处理体具有由第1材料形成的第1区域和由不同于第1材料的第2材料形成的第2区域;和利用第1等离子体对第1区域进行蚀刻,在第2区域上形成第1膜的步骤;和一边除去第1膜,一边在第1区域上通过原子层堆积形成第2膜的步骤。

在一实施方式中,第1气体包含碳氟化合物气体,第1材料包含硅和氧,第2材料包含硅、有机物、或者金属的任意者。

在一实施方式中,第1气体包含氟代烃气体,第1材料包含硅、有机物和金属的任意者,第2材料包含硅和氮。

在一实施方式中,第2膜含有硅。

在一实施方式中,形成在被处理体的第2膜具有多个膜厚。

在一实施方式中,通过反复进行流程除去第1膜,在该第1膜被除去了的被处理体表面形成第2膜。

发明效果

如以上说明的方式,提供一种在被处理体区域有选择地控制性良好地进行成膜的技术。

附图说明

图1是表示一实施方式的处理被处理体的方法的流程图。

图2是表示图3所示的处理系统能够具有的等离子体处理装置的一个例子的图。

图3是作为一个例子示意地表示在一实施方式的处理被处理体的方法中被划分的被处理体的主面的多个区域的一部分的图。

图4包括(a)、(b)和(c),图4的(a)是表示图1所示的步骤的实施前的被处理体的状态的截面图,图4的(b)是表示图1所示的蚀刻的实施后的被处理体的状态的截面图,图4的(c)是表示图1所示的多次实施了流程后的被处理体的状态的截面图。

图5是表示图1所示的方法的各步骤的实施中、气体的供给和高频电源的供给的状态的图。

图6包括(a)、(b)、和(c),图6的(a)例如是示意地表示图1所示的流程的实施前的被处理体的状态的图,图6的(b)是示意地表示图1所示的流程的实施中的被处理体的状态的图,图6的(c)是示意地表示图1所示的流程的实施后的被处理体的状态的图。

图7是表示一实施方式的被处理体的处理方法另一流程图。

图8包括(a)和(b),是示意地表示通过图7的流程图所示的方法在被処理体的表面形成膜形的情形的图。

图9包括(a)和(b),是示意地表示基于图7的流程图所示的方法进行的膜的蚀刻和形成的图。

图10是表示基于图7的流程图所示的方法的实施的膜厚的变化的情形的图。

图11是表示基于图7的流程图所示的方法的膜厚的变化的图。

附图标记说明

10…等离子体处理装置;12…处理容器;12e…排气口;12g…搬入出口;14…支承部;18a…第1板;18b…第2板;22…直流电源;23…开关;24…致冷剂流路;26a…配管;26b…配管;28…气体供给通路;30…上部电极;32…绝缘性遮蔽部件;34…电极板;34a…气体排出孔;36…电极支承体;36a…气体扩散室;36b…气体流通孔;36c…气体导入口;38…气体供给管;40…气体源组;42…阀组;44…流量控制器组;46…沉积物屏蔽件;48…排气板;50…排气装置;52…排气管;52a…气体导入口;54…闸阀;62…第1高频电源;64…第2高频电源;66…匹配器;68…匹配器;70…电源;82…气体供给管;bf…膜;cnt…控制部;el…被蚀刻层;ela…主面;elb…侧面;elc…底面;er…区域;esc…静电卡盘;fr…聚焦环;fw…主面;g1…第2气体;hp…加热器电源;ht…温度调节部;la…第1区域;lb…第2区域;le…下部电极;lp1…线段;lp1a…线段;lp2…线段;lp2a…线段;lp3…线段;lp4…线段;ly1…层;ly2…层;mk…掩模;mka…侧面;mkb…正面;m1…第1膜;m2…第2膜;mt…方法;nc…堆积部;op…开口;opa…表面;p1…等离子体;pd…载置台;sfa…表面;sfb…表面;sp…处理空间;tm1…时刻;tm2…时刻;w…晶片。

具体实施方式

以下,参照附图对各个实施方式进行详细说明。此外,在各附图中对相同或相对应的部分标注相同的附图标记。

(第1实施方式)

在使用划定图案形状的掩模蚀刻被蚀刻膜时,伴随蚀刻的进行而在开口(掩模的开口)的内侧面堆积反应生成物。因此,存在产生开口因反应生成物的堆积而被堵塞的缩径部(necking)的情况。当在开口形成反应生成物的堆积部时,该堆积部与等离子体中的离子碰撞,离子的行进方向弯曲而失去各向异性。因此,离子与开口的内侧面碰撞,在侧面形成弓(bowing)形形状。当弓形形状变得显著时,相邻的二个开口的内侧会贯通。所以,期望缓和因蚀刻而产生的开口的内侧面的弓形形状的技术。第1实施方式提供一种缓和因蚀刻而产生的开口的内侧面的弓形形状的技术。

图1是表示对一个实施方式的被处理体(以下称为晶片w)进行处理的方法的流程图。图1所示的方法mt是处理被处理体的方法的一实施方式。方法mt(处理被处理体的方法)由等离子体处理装置10实施。

图2是表示图1所示的方法mt的实施所使用的一实施方式的等离子体处理装置的一个例子的图。图2概略地表示方法mt的各种实施方式中能够利用的等离子体处理装置10的截面构造。如图2所示,等离子体处理装置10是具有平行平板的电极的等离子体蚀刻装置,具有处理容器12。处理容器12具有大致圆筒形状,划定处理空间sp。处理容器12例如由铝构成,其内壁面被实施阳极氧化处理。处理容器12被安全接地。

在处理容器12的底部上设置有大致圆筒状的支承部14。支承部14例如由绝缘材料构成。构成支承部14的绝缘材料如石英那样能够含有氧。支承部14在处理容器12内从处理容器12的底部在铅垂方向上延伸。在处理容器12内设置有载置台pd。载置台pd由支承部14支承。

关于载置台pd,在载置台pd的上表面保持晶片w。晶片w的主面fw位于与载置台pd的上表面接触的晶片w的背面的相反侧,朝向上部电极30。载置台pd包括下部电极le和静电卡盘esc。下部电极le包括第1板18a和第2板18b。第1板18a和第2板18b例如由铝等的金属构成,呈大致圆盘形状。第2板18b设置在第1板18a上,与第1板18a电连接。

在第二板18b上设置有静电卡盘esc。静电卡盘esc具有将由导电膜构成的电极配置在一对绝缘层之间或者一对绝缘薄片之间的构造。静电卡盘esc的电极经由开关23与直流电源22电连接。晶片w在载置于载置台pd的情况下与静电卡盘esc接触。晶片w的背面(主面fw的相反侧的面)与静电卡盘esc接触。静电卡盘esc利用由来自直流电源22的直流电压产生的库仑力等静电力吸附晶片w。由此,静电卡盘esc能够保持晶片w。

在第二板18b的周缘部上以包围晶片w的边缘和静电卡盘esc的方式配置有聚焦环fr。聚焦环fr是为了提高蚀刻的均匀性而设置的。聚焦环fr根据蚀刻对象的膜的材料能够由适当选择的材料构成,例如能够由石英构成。

在第二板18b的内部设置有致冷剂流路24。致冷剂流路24构成温度调节机构。从设置于处理容器12的外部的冷却装置(图示省略)经由配管26a对致冷剂流路24供给致冷剂。供给到致冷剂流路24的致冷剂经由配管26b返回到冷却装置。如上所述,致冷剂以循环的方式被供给到致冷剂流路24。通过控制该致冷剂的温度,能够控制由静电卡盘esc所支承的晶片w的温度。

在等离子体处理装置10设置有气体供给通路28。气体供给通路28将来自导热气体供给机构的导热气体例如he气体供给到静电卡盘esc的上表面与晶片w的背面之间。

在等离子体处理装置10设置有调节晶片w的温度的温度调节部ht。温度调节部ht被内置在静电卡盘esc中。温度调节部ht连接有加热器电源hp连接。从加热器电源hp向温度调节部ht供给电力,由此,来调节静电卡盘esc的温度,从而能够调节载置在静电卡盘esc上的晶片w的温度。此外,温度调节部ht也能够被埋入在第2板18b内。

温度调节部ht包括:产生热的多个加热元件;和分别检测该多个加热元件各自的周围的温度的多个温度传感器。多个加热元件各自在晶片w对准地载置在静电卡盘esc上的情况下,如图3所示按晶片w的主面fw的多个区域er的每一个设置。控制部cnt在晶片w对准地载置在静电卡盘esc上的情况下,将与晶片w的主面fw的多个区域er各自对应的加热元件和温度传感器与区域er相关联地识别。控制部cnt按多个区域的每一个(多个区域er的每一个)利用例如数字或文字等的标号,能够识别区域er和与该区域er对应的加热元件和温度传感器。控制部cnt通过设置在与一个区域er对应的部位的温度传感器检测该一个区域er的温度,通过设置在与该一个区域er对应的部位的加热元件来进行该一个区域er的温度调节。此外,在晶片w载置在静电卡盘esc上的情况下,通过一个温度传感器检测的温度与晶片w中该温度传感器上的区域er的温度相同,参照后述的图4的(a)时,与晶片w的主面fw中的该区域er的温度相同,更具体来讲,与位于该区域er的掩模mk和被蚀刻层el的温度相同。

等离子体处理装置10具有上部电极30。上部电极30在载置台pd的上方与载置台pd相对配置。下部电极le和上部电极30彼此大致平行地设置,构成平行平板电极。对这些上部电极30与下部电极le之间提供用于对晶片w进行等离子体处理的处理空间sp。

上部电极30通过绝缘性遮蔽部件32被支承在处理容器12的上部。绝缘性遮蔽部件32由绝缘材料构成,例如能够如石英那样含有氧。上部电极30能够包括电极板34和电极支承体36。电极板34面向处理空间sp,在该电极板34设置有多个气体排出孔34a。电极板34在一实施方式中含有硅(以下有时称为硅元素)。在另一实施方式中,电极板34能够包含氧化硅。

电极支承体36是将电极板34以能够装卸的方式支承的部件,例如能够由铝等导电性材料构成。该电极支承体36能够具有水冷构造。在电极支承体36的内部设置有气体扩散室36a。与气体排出孔34a连通的多个气体流通孔36b从气体扩散室36a向下方延伸。

等离子体处理装置10包括第一高频电源62和第二高频电源64。第一高频电源62是产生等离子体生成用的第一高频电力的电源,产生27~100[mhz]的频率的高频电力,在一例中产生60[mhz]的高频电力。另外,第1高频电源62具有脉冲模式,能够以频率0.1~50[khz]、duty(占空比)5~100%进行控制。第一高频电源62经由匹配器66与上部电极30连接。匹配器66是用于使第一高频电源62的输出阻抗与负载侧(下部电极le侧)的输入阻抗匹配的电路。此外,第1高频电源62可以经匹配器66与下部电极le连接。

第2高频电源64是产生用于将离子引入到晶片w的第2高频电力、即高频偏置电力的电源,产生400[khz]~40.68[mhz]的范围内的频率,在一个例子中产生13.56[mhz]的频率的高频偏置电力。另外,第2高频电源64具有脉冲模式,能够以频率0.1~50[khz]、duty(占空比)5~100%控制。第2高频电源64经匹配器68与下部电极le连接。匹配器68是用于使第二高频电源64的输出阻抗与负载侧(下部电极le侧)的输入阻抗匹配的电路。

等离子体处理装置10还具有电源70。电源70与上部电极30连接。电源70对上部电极30施加用于将存在于处理空间sp内的正离子引入到电极板34的电压。在一例中,电源70是产生负的直流电压的直流电源。这样的电压从电源70施加到上部电极30时,存在于处理空间sp中的正离子与电极板34碰撞。由此,从电极板34释放出二次电子和/或硅。

在处理容器12的底部侧、且在支承部14与处理容器12的侧壁之间设置有排气板48。排气板48例如通过在铝材上覆盖y2o3等陶瓷而构成。在该排气板48的下方、且在处理容器12设置有排气口12e。在排气口12e经由排气管52连接有排气装置50。排气装置50具有涡轮分子泵等真空泵,能够将处理容器12内的空间减压至所期望的真空度。此外,在处理容器12的侧壁设置有晶片w的搬入搬出口12g,该搬入搬出口12g利用闸阀54能够开闭。

气体源组40具有多个气体源。多个气体源能够包括含有有机基团的氨基硅烷类气体的气体源、碳氟化合物类气体(cxfy气体(x、y是1~10的整数))的气体源、具有氧原子的气体(氧气等)的气体源、和不活泼性气体的气体源等的各种气体的气体源。作为含有有机基团的氨基硅烷类气体,能够使用具有氨基的数量比较少的分子构造的气体,例如,能够使用单氨基硅烷(h3-si-r(r是含有有机基团的可以被取代的氨基))。上述的含有有机基团的氨基硅烷类气体(后述的第2气体g1包含的气体)能够包含能够含有1~3个硅原子的氨基硅烷,或者能够含有1~3个氨基的氨基硅烷。含有1~3个硅原子的氨基硅烷能够是含有1~3个氨基的甲硅烷(单氨基硅烷)、具有1~3个的氨基的乙硅烷或者具有1~3个的氨基的丙硅烷。并且,上述的氨基硅烷能够具有可以被置换的氨基。并且,上述的氨基能够由甲基、乙基、丙基和丁基的任一者置换。并且,上述的甲基、乙基、丙基或丁基能够由卤素置换。作为碳氟化合物类气体(后述的第1气体包含的气体)能够使用cf4气体、c4f6气体、c4f8气体等的任意的碳氟化合物类气体。作为不活泼性气体能够使用氮气、ar气体、he气体等的任意的气体。

阀组42包括多个阀,流量控制器组44包括质量流量控制器这样的多个流量控制器。气体源组40的多个气体源分别经由阀组42的对应的阀和流量控制器组44的对应的流量制御器与气体供给管38和气体供给管82连接。因此,等离子体处理装置10能够将从选自气体源组40的多个气体源中的一个以上的气体源来的气体以独立地调节了的流量供给到处理容器12中。

在等离子体处理装置10中,如后所述,供给含有有机基团的氨基硅烷类气体,所以,等离子体处理装置10具有将供给含有有机基团的氨基硅烷类气体的配管与供给其它的处理气体(例如氧气)的配管分离的后混合构造。含有有机基团的氨基硅烷类气体的反应性比较高,所以,在由同一配管进行含有有机基团的氨基硅烷类气体的供给和其它的处理气体的供给的情况下,吸附在配管内的含有有机基团的氨基硅烷类气体的成分与其它的处理气体的成分发生反应,有时存在由该反应产生的反应生成物堆积在配管内的情况。堆积在配管内的反应生成物难以通过清洁等而除去,成为颗粒的原因和在配管的位置靠近等离子体区域的情况下异常放电的原因。因此,需要用分别不同的配管进行含有有机基团的氨基硅烷类气体的供给和其它的处理气体的供给。通过等离子体处理装置10的后混合构造,含有有机基团的氨基硅烷类气体的供给和其它的处理气体的供给能够分别通过不同的配管进行。

等离子体处理装置10的后混合构造具有至少二个配管(气体供给管38、气体供给管82)。气体供给管38和气体供给管82都经由阀组42和流量控制器组44与气体源组40连接。

在处理容器12设置有气体导入口36c(第1气体导入口)。气体导入口36c在处理容器12内设置在配置于载置台pd上的晶片w的上方。气体导入口36c与气体供给管38的一端连接。气体供给管38的另一端与阀组42连接。气体导入口36c设置在电极支承体36。气体导入口36c向气体扩散室36a导入后述的第1气体(包含碳氟化合物类气体的气体)、后述的防逆流气体(包含不活泼性气体等的气体)、后述的第3气体(包含氧原子的气体)和后述的吹扫气体(包含不活泼性气体等的气体)。从气体导入口36c经气体扩散室36a向处理空间sp供给的气体,被供给到在晶片w上晶片w与上部电极30之间的空间区域。

在处理容器12设置有气体导入口52a(第2气体导入口)。气体导入口52a在处理容器12内设置在配置于载置台pd上的晶片w的侧方。气体导入口52a与气体供给管82的一端连接。气体供给管82的另一端与阀组42连接。气体导入口52a设置在处理容器12的侧壁。气体导入口52a向处理空间sp导入后述的第2气体g1(包含含有有机基团的氨基硅烷类气体的气体)和防逆流气体(包含不活泼性气体等的气体)。从气体导入口52a向处理空间sp供给的气体,被供给到在晶片w上晶片w与上部电极30之间的空间区域。

与气体导入口36c连接的气体供给管38和与气体导入口52a连接的气体供给管82彼此不交汇。换言之,包含气体导入口36c和气体供给管38的第1气体、第3气体的供给路径与包含气体导入口52a和气体供给管82的第2气体g1的供给路径彼此不交汇。

在等离子体处理装置10中,沿着处理容器12的内壁能够拆装地设置有沉积物屏蔽件46。沉积物屏蔽件46还设置在支承部14的外周。沉积物屏蔽件46是防止蚀刻副产物(沉积物)附着在处理容器12的部件,通过在铝材覆盖y2o3等陶瓷而构成。沉积物屏蔽件除了y2o3之外,例如能够由如石英那样的含氧的材料构成。

控制部cnt是包括处理器、存储部、输入装置、表示装置等的计算机,控制图2所示的等离子体处理装置10的各部。控制部cnt在等离子体处理装置10中连接于阀组42、流量控制器组44、排气装置50、第1高频电源62、匹配器66、第2高频电源64、匹配器68、电源70、加热器电源hp、制冷机构等。

控制部cnt按照在方法mt的各步骤中用于控制等离子体处理装置10的各部的计算机程序(基于所输入的处理方案的程序)进行工作,发出控制信号。等离子体处理装置10的各部通过来自控制部cnt的控制信号被控制。控制部cnt具体来讲,在图2所示的等离子体处理装置10中,能够使用控制信号控制从气体源组40供给的气体的选择和流量、排气装置50的排气、来自第1高频电源62和第2高频电源64的电力供给、来自电源70的电压印加、加热器电源hp的电力供给、来自制冷机构的致冷剂流量和致冷剂温度等。此外,本说明书中公开的处理被处理体的方法mt的各步骤,能够通过基于控制部cnt的控制使等离子体处理装置10的各部工作来实施。控制部cnt的存储部可读取地收纳有用于实施方法mt的计算机程序、和方法mt的实施中所使用的各种的数据。

再次,参照图1详细说明方法mt。以下,对在方法mt的实施中使用等离子体处理装置10的例子进行说明。在以下的说明中,参照图4、图5和图6。图4包括(a)、(b)和(c),图4的(a)是表示图1所示的步骤的实施前的被处理体的状态的截面图,图4的(b)是表示图1所示的蚀刻的实施后的被处理体的状态的截面图,图4的(c)是表示图1所示的多个流程的实施后的被处理体的状态的截面图。图5是表示图1所示的方法的各步骤的实施中的、气体的供给和高频电源的供给的状态的图。图6包括(a)、(b)和(c),图6的(a)是示意地表示例如图1所示的流程的实施前的被处理体的状态的图,图6的(b)是示意地表示图1所示的流程的实施中的被处理体的状态的图,图6的(c)是示意地表示图1所示的流程的实施后的被处理体的状态的图。

如图1所示,方法mt包括步骤st1、流程sq1、步骤st3。在方法mt的步骤st1实施前,首先准备作为被处理体的晶片w。准备的晶片w,如图4的(a)所示,具有被蚀刻层el、掩模mk。掩模mk设置在被蚀刻层el的主面ela上。在掩模mk形成有至被蚀刻层el的主面ela的开口op。开口op可以是槽、空等的开口。被蚀刻层el的主面ela隔着开口op部分地露出。掩模mk包括侧面mka、正面mkb。侧面mka包含开口op的内侧的表面opa。正面mkb包含晶片w的主面fw。

被蚀刻层el是由相对于掩模mk能够有选择地被蚀刻的材料构成的层,例如能够使用含硅的亲水性的绝缘层。被蚀刻层el更具体来讲例如能够包含氧化硅(sio2)。被蚀刻层el可以包含氮化硅(si3n4)、多结晶硅等其他的材料。

掩模mk设置在被蚀刻层el的主面ela。掩模mk是包含arf等的抗蚀剂材料的抗蚀剂掩模,通过光刻技术将抗蚀剂层图形化而形成。掩模mk部分地覆盖被蚀刻层el的主面ela。开口op划定掩模mk的图案形状。掩模mk的图案形状例如是线和空间图案。此外,掩模mk可以具有在俯视时提供圆形的开口的图案。或在,掩模mk可以具有在俯视时提供椭圆形的开口的图案。

在步骤st1的实施前,准备上述图4的(a)所示的晶片w,晶片w收纳在等离子体处理装置10的处理容器12内,与载置台pd对准地被载置在该载置台pd上。控制部cnt在图1所示的方法mt的实施中(至少方法mt所包含的步骤st2a的实施中)中,通过设置在与晶片w的多个区域er的各个对应的部位的温度调节部ht的温度传感器检测晶片w的多个区域er的各自的温度,通过设置在与各个区域er对应的部位温度调节部ht的加热元件,进行对区域er的各自的温度调节。通过控制部cnt利用温度调节部ht进行的温度调节,晶片w的温度在多个区域er的全部中变得均匀。

在步骤st1中,图4的(a)所示的晶片w的被蚀刻层el被蚀刻。步骤st1是经由开口op对被蚀刻层el各向异性地进行蚀刻的步骤。步骤st1中,在收纳有晶片w的等离子体处理装置10的处理容器12的处理空间sp内生成第1气体的等离子体。在步骤st1中,从选自气体源组40的多个气体源中的气体源,如图5的附图标记fg1所示经气体供给管38从气体导入口36c将第1气体供给到处理容器12的处理空间sp内,并且,如图5的附图标记fg2所示经气体供给管82从气体导入口52a将防逆流气体供给到处理容器12的处理空间sp内。第1气体能够根据构成被蚀刻层el的材料适当选择。第1气体包含碳原子和氟原子。例如,在被蚀刻层el为氧化硅膜的情况下,处理气体能够包含碳氟化合物类气体。为了防止向处理空间sp供给的第1气体和第1气体的等离子体离子等经气体导入口52a侵入气体供给管82,防逆流气体被从气体导入口52a供给到处理空间sp。防逆流气体例如能够包含不活泼性气体。另外,如图5的附图标记fg3所示从第1高频电源62供给高频电力。另外,如图5的附图标记fg4所示从第2高频电源64供给高频偏置电力。并且,通过使排气装置50工作,能够将处理空间sp内的空间的压力设定成预先所设定的压力。由此,生成等离子体。所生成的等离子体中的活性种对被蚀刻层el的主面ela的全部区域中的、从掩模mk经开口op露出的区域进行蚀刻。通过步骤st1,如图4的(b)所示,掩模mk的图案(由开口op划定的图案)被转印到被蚀刻层el。

通过在步骤st1中实施的蚀刻,被蚀刻层el被蚀刻,开口op的内侧到达被蚀刻层el的内部。如图4的(b)所示,在步骤st1中实施的蚀刻中,对掩模mk的侧面mka和掩模mk的正面mkb中位于开口op的部分,堆积包含第1气体所包含的成分的反应生成物,通过该堆积作为该反应生成物的堆积部nc附着在开口op。即,开口op产生因反应生成物的堆积(堆积部nc的附着)而堵塞的缩径部(necking)。在步骤st1中生成的等离子体离子,相对于晶片w的主面fw垂直地(各向异性地)入射到晶片w,但是,当堆积部nc附着时,等离子体离子入射到堆积部nc并与堆积部nc碰撞,由此,等离子体离子的行进方向弯曲而失去等离子体离子的各向异性。因此,等离子体离子与开口op的内侧的表面opa(包括开口op的内侧的侧面中位于掩模mk的侧面mka、开口op的内侧的侧面中位于被蚀刻层el的侧面elb和开口op的内侧的底面中位于被蚀刻层el内的底面elc,以下同样)碰撞而在开口op的内侧的表面opa形成弓(bowing、弯曲)形状。

为了将通过步骤st1的实施进行的附着在开口op的堆积部nc的除去、和通过步骤st1的实施进行的在开口op的内侧的表面opa所形成的弓形形状的填补同时进行,接着步骤st1之后的流程sq1和步骤st3被实施多次。流程sq1和步骤st3是在对被蚀刻层el进行蚀刻的步骤st1实施后的开口op的内侧的表面opa形成膜bf的步骤。

在步骤st1之后实施流程sq1。流程sq1包括步骤t2a(第1步骤)、步骤st2b(第2步骤)、步骤st2c(第3步骤)和步骤st2d(第4步骤)。方法mt能够将流程sq1反复进行多次地实施。通过流程sq1和步骤st3,流程sq1被反复地实施多次,在开口op的内侧的表面opa形成膜bf。从流程sq1的开始至后述的步骤st3:“是”的一系列的步骤是,将通过步骤st1进行的附着在开口op的堆积部nc的除去和在侧面mka和侧面elb形成的弓形形状的填补同时进行,将开口op内的形状、更具体来说将开口op的内侧的表面opa的形状修补为所期望的形状的步骤。在侧面mka和侧面elb形成的弓形形状的填补,通过在形成于开口op的内侧的表面opa的弓形形状的部位形成膜bf来进行。膜bf是包含氧化硅(sio2)的氧化硅膜。

步骤st2a,如图5的附图标记fg2所示,经气体供给管82从气体导入口52a将第2气体g1供给到处理容器12的处理空间sp内,并且,如图5的附图标记fg1所示,经气体供给管38从气体导入口36c将防逆流气体供给到处理容器12的处理空间sp内。第2气体g1包含含有有机基团的氨基硅烷类气体。在步骤st2a中,从选自气体源组40的多个气体源中的气体源将第2气体g1供给到处理容器12的处理空间sp内。第2气体g1作为含有有机基团的氨基硅烷类气体例如能够使用单氨基硅烷(h3-si-r(r为氨基))。在步骤st2a中,如图5的附图标记fg3、fg4所示没有生成第2气体g1的等离子体。第2气体g1的分子(单氨基硅烷)通过基于化学键的化学吸附而附着在开口op的内侧的表面opa(具体来说,表面opa中没有附着堆积部nc的部分),在步骤st2a中没有使用等离子体。此外,第2气体g1只要是能够通过化学键附着在表面opa(具体来说,表面opa中的没有附着堆积部nc的部分)且含有硅的气体时,能够为单氨基硅烷以外的气体。为了防止向处理空间sp供给的第2气体g1经由气体导入口36c侵入到气体供给管38,防逆流气体被从气体导入口36c供给到处理空间sp。防逆流气体例如能够包含不活泼性气体。

第2气体g1选择单氨基硅烷类气体的理由是因为:单氨基硅烷具有比较高的电负性且具备具有极性的分子构造因而比较容易进行化学吸附。如图6的(a)和图6的(b)所示,第2气体g1的分子附着在开口op的内侧的表面opa(具体来将,表面opa中的没有附着堆积部nc而露出了的部分,图6的(a)~(c)所示的表面opa也同样)而形成的层ly1,因该附着是化学吸附,所以成为接近单分子层(单层)的状态。单氨基硅烷的氨基(r)越小,吸附在开口op的内侧的表面opa的分子的分子构造也越小,所以,能够降低分子的大小导致的立体障碍,由此,第2气体g1的分子能够均匀地吸附在开口op的内侧的表面opa,层ly1能够相对于开口op的内侧的表面opa以均匀的膜厚形成。例如,第2气体g1所包含的单氨基硅烷(h3-si-r)与开口op的内侧的表面opa的亲水性的oh基发生反应,由此形成反应前体的h3-si-o,由此,可以考虑能够形成有作为h3-si-o的单分子层的层ly1的情况。因此,能够相对于开口op的内侧的表面opa保形地形成反应前体的层ly1。此外,附着在开口op的堆积部nc含有包含碳原子和氟原子的疏水性的化合物,所以,在堆积部nc没有形成层ly1,但是,如后文所述,通过流程sq1的多次的实施,堆积部nc被物理性地除去,在堆积部nc的除去后而露出了的开口op的内侧的表面opa能够形成层ly1。

此外,第2气体g1所包含的氨基硅烷类气体,除了单氨基硅烷之外,还可以包含含有1~3个硅原子的氨基硅烷,另外,第2气体g1所包含的氨基硅烷类气体可以包含含有1~3个氨基的氨基硅烷。

步骤st2a中,一边进行调节使得晶片w的温度在晶片w的多个区域er中变得均匀,一边经由开口op对被蚀刻层el进行蚀刻。即,在步骤st2a的实施中,控制部cnt利用温度调节部ht继续进行对晶片w的温度调节,以使得晶片w(特别是晶片w的掩模mk和被蚀刻层el)的温度在多个区域er的全部中变得均匀。第2气体g1的分子(例如单氨基硅烷)对开口op的内侧的亲水性的表面opa的化学性附着(化学吸附)的程度,依赖于表面opa的温度。具体来讲,第2气体g1的分子(例如单氨基硅烷)被开口op的内侧的亲水性的表面opa化学吸附的情况下,如表示化学反应的反应速度和温度的相关性的阿雷尼乌斯式(arrheniusequation)所示,表面opa的温度越高,化学吸附的反应速度越增加,由此,被该表面opa化学吸附的第2气体g1的分子的数量也变多。因此,表面opa的温度越高,形成在该表面opa的层ly2的膜厚越增大,通过多次实施流程sq1,形成在该表面opa的膜bf的膜厚也增大。因此,为了在晶片w的多个区域er的全部中形成相同的膜厚的膜bf,至少在步骤st2a的实施中,需要继续进行对晶片w(特别是晶片w的掩模mk和被蚀刻层el)的温度调节,以使得晶片w(特别是晶片w的掩模mk和被蚀刻层el)的温度在多个区域er的全部中变得均匀。

在接着步骤st2a的步骤st2b中,对处理容器12的处理空间sp进行吹扫。具体来讲,在步骤st2a中所供给的第2气体g1被排气。例如,步骤st2b中,可以将作为吹扫气体的氮气等的不活泼性气体经气体供给管38和气体导入口36c供给到处理容器12的处理空间sp内。即,步骤st2b的吹扫可以为使不活泼性气体在处理空间sp内流通的气体吹扫、或者是基于抽真空进行的吹扫的任意者。在步骤st2b中,过剩地附着在开口op的内侧的表面opa的分子也能够被除去。通过以上,反应前体的层ly1成为非常薄的单分子层。

在接着步骤st2b的步骤st2c中,在处理容器12内生成第3气体的等离子体p1。在步骤st2c中,从选自气体源组40的多个气体源中的气体源,如图5的附图标记fg1所示经气体供给管38从气体导入口36c将包含氧原子的第3气体供给到处理容器12的处理空间sp内,并且,如图5的附图标记fg2所示经气体供给管82从气体导入口52a将防逆流气体供给到处理容器12的处理空间sp内。第3气体是含有氧原子的气体,例如能够为氧气。防逆流气体是为了防止向处理空间sp供给的第3气体经气体导入口52a侵入到气体供给管82,而从气体导入口52a供给到处理空间sp中。防逆流气体例如能够包含不活泼性气体。而且,如图5的附图标记fg3所示,从第1高频电源62供给高频电力。在该情况下,如图5的附图标记fg4所示,也能够施加第2高频电源64的偏置电力。另外,也能够不使用第1高频电源62而仅使用第2高频电源64生成等离子体。通过使排气装置50工作,将处理空间sp内的空间的压力设定为预先所设定的压力。

如上述所述,通过步骤st2a的实施而附着在开口op的内侧的表面opa的分子(构成层ly1的单分子层的分子)包含硅和氢的键。硅和氢的键能比硅和氧的键能低。所以,如图6的(b)所示,当生成含有氧原子的第3气体的等离子体p1时,生成氧的活性种例如氧自由基,构成层ly1的单分子层的分子的氢被氧置换,如图6的(c)所示,作为氧化硅膜(sio2膜)的层ly2形成为单分子层。

在接着步骤st2c的步骤st2d中,对处理容器12的处理空间sp进行吹扫。具体来讲,在步骤st2c中所供给的第3气体被排气。例如在步骤st2d中,可以将作为吹扫气体的氮气等的不活泼性气体经气体供给管38和气体导入口36c供给到处理空间sp。即、步骤st2d的吹扫可以为使不活泼性气体在处理空间sp内流通的气体吹扫或者是基于抽真空进行的吹扫的任意者。

在以上说明的流程sq1中,在步骤st2b中进行吹扫,在接着步骤st2b的步骤st2c中构成层ly1的分子的氢被氧置换。所以,与ald(atomiclayerdeposition)法同样地,通过一次流程sq1的实施,能够在开口op的内侧的表面opa中的堆积部nc没有附着的部分(包含弓形形状的部分)以薄的且均匀的膜厚保形地形成氧化硅膜的层ly2。在本说明书中,ald是指以每1原子层逐层进行堆积的原子层堆积。

因堆积部nc包含含有碳原子和氟原子的疏水性的化合物,所以,在堆积部nc没有形成层ly1。通过一次流程sq1的实施,堆积部nc的一个或者多个原子层被从堆积部nc的表面除去。

在接着流程sq1的步骤st3中,判断是否结束流程sq1的实施。具体来讲,在步骤st3中,判断流程sq1的实施次数是否达到预先所设定的次数。流程sq1的实施次数的决定,是决定图4的(c)所示的膜bf的膜厚。更具体来讲,由一次流程sq1的实施形成的氧化硅膜(层ly2)的膜厚和流程sq1的实施次数之积,能够实质上决定在开口op的内侧的表面opa中的堆积部nc没有附着的部分(包含弓形形状的部分)形成的膜bf的厚度。所以,根据在开口op的内侧的表面opa中的堆积部nc没有附着的部分(包含弓形形状的部分)形成的膜bf的所期望的厚度,设定流程sq1的实施次数。

在开口op的内侧的表面opa中的堆积部nc附着的部分中,通过步骤st1后的初次或者包含该初次在内的多次的流程sq1的实施除去堆积部nc,仅通过侧面mka和侧面elb露出后的流程sq1的实施形成膜bf。通过步骤st1之后的初次或者包含该初次在内的多次的流程sq1的实施除去具有疏水性的表面(包含含有碳原子和氟原子的化合物)的堆积部nc,露出作为亲水性的表面(包含oh基)的侧面mka和侧面elb时,通过堆积部nc的除去后的流程sq1的步骤st2a的实施,第2气体g1所包含的单氨基硅烷(h3-si-r)与开口op的内侧的表面opa的亲水性的oh基发生反应,从而形成反应前体的h3-si-o,由此,形成作为h3-si-o的单分子层的层ly1。如上所述,至在开口op的内侧的表面opa中的堆积部nc附着了的部分形成膜bf为止的流程sq1的实施次数,比流程sq1的实施次数少,所以,在开口op的内侧的表面opa中的堆积部nc附着了的部分形成的膜bf的膜厚,比在开口op的内侧的表面opa中的没有附着堆积部nc的部分(包含弓形形状的部分)形成的膜bf的膜厚薄。

在步骤st3中判断流程sq1的实施次数未达到预先设定的次数的情况下(步骤st3:否),再次反复进行流程sq1的实施。另一方面,在步骤st3中判断流程sq1的实施次数已达到预先设定的次数的情况下(步骤st3:是),流程sq1的实施结束。通过流程sq1的实施次数被反复预先所设定的次数(步骤st3:是),如图4的(c)所示,能够除去堆积部nc且在开口op的内侧的表面opa形成氧化硅膜的膜bf。

在开口op的内侧的表面opa中的堆积部nc没有附着的部分形成的膜bf,在开口op的内侧的表面opa中主要形成在弓形形状(开口op内的凹陷)的部位。在开口op的内侧的表面opa中的堆积部nc没有附着的部分(包含弓形形状的部分)形成的膜bf的膜厚,比在开口op的内侧的表面opa中的堆积部nc附着了的部分形成的膜bf的膜厚厚。所以,在步骤st3中直至判断流程sq1的实施次数已达到预先所设定的次数为止反复进行流程sq1的实施,由此,该弓形形状被膜bf填补,并且,附着在开口op的堆积部nc被除去,所以,能够通过方法mt充分地恢复开口op的内侧的表面opa的平坦性。

方法mt包括流程sq2、步骤st4。流程sq2包括上述步骤st1、流程sq1和步骤st3。方法mt将流程sq2实施一次以上。在接着流程sq2之后(接着步骤st3:是)步骤st4中,判断是否结束流程sq2的实施。具体来讲,在步骤st4中,判断流程sq2的实施次数是否达到了预先所设定的次数。在步骤st4中判断流程sq2的实施次数未达到预先所设定的次数的情况下(步骤st4:否),再次反复进行流程sq2的实施。另一方面,在步骤st4中判断为流程sq2的实施次数已达到预先所设定的次数的情况下(步骤st4:是),结束流程sq2的实施。如上所述通过反复实施流程sq2,能够在维持开口op的内侧的表面的平坦性和形状的同时将开口op的内侧的深度调节为所期望的深度。

通过在步骤st1中进行的蚀刻,作为因第1气体导致的反应生成物的堆积部nc附着在开口op,并且,存在在开口op的内侧的表面opa中的堆积部nc没有附着的部分(被蚀刻层el露出的部分)形成弓形形状(凹陷)的情况。根据以上所说明的一实施方式的方法mt,通过在步骤st1的实施后实施的流程sq1和步骤st3,能够除去附着在开口op的堆积部nc,并且,通过在形成了弓形形状的部分形成膜bf而能够缓和该弓形形状。

另外,在使用第2气体的步骤st2a中,能够不产生等离子体而使用化学反应,所以,通过包含步骤st2a的流程sq1和步骤st3形成的膜bf的厚度,伴随要形成膜bf的晶片w(特别是被蚀刻层el)的温度的上升而增加。所以,根据方法mt,在流程sq1和步骤st3中形成的膜bf的厚度在晶片w的多个区域er中变得均匀。

另外,将在步骤st2a中使用的包含反应性比较高的含有有机基团的氨基硅烷类气体的第2气体导入到处理容器12内的气体导入口52a、与将在步骤st1中使用的包含含有碳原子和氟原子的第1气体和在步骤st2c中使用的包含氧原子的第3气体导入到处理容器内的气体导入口36c彼此不同,与气体导入口36c连接的气体供给管38和与气体导入口52a连接的气体供给管82彼此不交汇,所以,能够降低由包含反应性比较高的含有有机基团的氨基硅烷类气体第2气体与第1气体和第3气体引起的在气体供给管(气体导入口36c和气体导入口52a)内生成的反应生成物。另外,通过使用防逆流气体,能够避免在第1气体、第2气体、第3气体的任一者均不流动的状态的气体供给管(气体导入口36c或者气体导入口52a)中第1气体、第2气体、第3气体的任意者逆流的情况。

另外,使用包含碳氟化合物类气体的第1气体对作为含有硅的亲水性的绝缘层的被蚀刻层el的蚀刻能够在步骤st1中进行,使用包含单氨基硅烷的第2气体进行硅的反应前体的形成能够在步骤st2a中进行。

如以上说明的方式,根据第1实施方式,能够缓和因蚀刻而产生的凹部(recess)的侧面的弓形形状。

(第2实施方式)

以下,参照图7~图11进行说明。图7是表示处理一实施方式的晶片w的方法mt的流程图。方法mt包括步骤st1a、步骤st5,被依次实施。在方法mt在st1a之后可以包含st1b。在第2实施方式中,晶片w的表面包括晶片w的第1区域la的表面sfa和晶片w的第2区域lb的表面sfb。在一实施方式中,在晶片w的第1区域la的表面sfa上形成第1膜m1。在第2区域lb的表面sfb上通过ald形成膜。

等离子体处理装置10的控制部cnt控制等离子体处理装置10的各部,实施方法mt。

图8的(a)、图8的(b)是表示图7所示的方法mt的各步骤的实施后的晶片w的状态的截面图。图8的(a)所示的tm1表示开始步骤st5的时刻的晶片的状态。图8的(b)所示的tm2表示结束步骤st5的时刻的(特别是,表示第1膜m1的除去结束的时刻)(图9的(a)、图9的(b)~图11中也同样)。

图9的(a)、图9的(b)示意地表示基于图7所示的方法mt进行的第1膜m1的除去和第2膜m2的形成。图9的(a)示意地表示第1区域la上的第1膜m1的除去和第2膜m2的形成。图9的(b)示意地表示第2区域lb上的第2膜m2的形成。图10表示基于图7所示的方法mt进行的第1膜m1的膜厚的变化和第2膜m2的膜厚的变化的情形。图11表示基于方法mt进行的膜厚的变化的其它的情形。

图10的纵轴表示第1膜m1的膜厚。图11的纵轴表示第2膜m2的膜厚。图10、图11的各自的横轴均表示从处理开始的时间。

说明图7所示的方法mt。步骤st1a是在晶片w有选择地形成第1膜m1(图8的(a))的步骤。具体来讲,在步骤st1a中,第1膜m1如图8的(a)所示形成在晶片w的第1区域la的表面sfa,在晶片w的第2区域lb的表面sfb没有形成(与图10所示的情况对应)、或者能够作为比形成在表面sfa的第1膜m1薄的膜形成(与图11所示的情况对应)。此外,步骤st1a包括预先准备晶片w的处理,晶片w包括由第1材料形成的第1区域la和由不同于第1材料的第2材料形成的第2区域lb。关于第1材料和第2材料在后文述说。

在步骤st1a中,第1膜m1使用第4气体形成。第1膜m1能够通过使用第4气体的等离子体增强化学气相沉积(plasmaenhancedchemicalvapordeposition:pecvd)、热cvd等形成。其它的例子包括通过使用第4气体的活性种的蚀刻形成第1膜m1的情况。第1区域la的第1材料例如包含硅、有机物或者金属的任意者,第2区域lb的第2材料例如含有硅和氧的情况下,第4气体可以为碳氟化合物气体。第1区域la的第1材料包含硅、有机物或者金属的任意者、第2区域lb的第2材料例如包含硅和氮的情况下,第4气体可以为氟代烃气体。如上所述,第4气体是具有堆积性的气体。

例如,在第2区域lb为sio2的情况下,使用c4f6等的气体进行等离子体蚀刻,由此在第1区域la上形成第1膜m1。另一方面,例如,在第2区域lb为sin的情况下,使用ch3f等的气体进行等离子体蚀刻,由此在第1区域la上形成第1膜m1。

以下,说明通过等离子体蚀刻形成第1膜m1的一个例子。根据该例子,能够进一步增大形成在第1区域la上的第1膜m1与能够形成在第2区域lb上的第1膜m1的膜厚的差。步骤st1a包括第5步骤和第6步骤。第5步骤、第6步骤在等离子体处理装置10中进行。步骤st1a通过第5步骤和第6步骤利用第4气体的等离子体蚀刻第2区域lb,在第1区域la上形成第1膜m1。

首先,在收纳有晶片w的处理容器12内生成第4气体的等离子体,在第1区域la的表面sfa和第2区域lb的表面sfb上堆积膜(第5步骤)。第5步骤包括将第4气体供给到处理容器12内调节压力的步骤。接着,使第1高频电源62工作并施加高频电力,生成第4气体的等离子体。第5步骤中,不施加用于将离子引入到晶片w的高频电力或者施加不引起蚀刻的电力。由此,在第1区域la的表面sfa和第2区域lb的表面sfb上形成膜。

接着,第6步骤除去第2区域lb。在第6步骤中,将不活泼性气体供给到处理容器12内。使第1高频电源62工作并施加高频电力,生成不活泼性气体的等离子体。在第6步骤中可以使第2高频电源64工作并施加高频电力。由此,不活泼性气体的离子被引入到通过第5步骤所堆积的膜,所堆积的膜和第2区域lb的一部分发生反应,将第2区域lb的一部分除去。在该蚀刻中,在每个包括第5步骤和第6步骤的一个循环中,对第2区域lb进行1个原子层~10原子层蚀刻(疑似称为ale。)。另一方面,所堆积的膜和第1区域la的反应难以形成挥发性高的反应生成物,所以,第1区域la与第2区域lb相比难以被除去。因此,在第1区域la形成第1膜m1。第5步骤和第6步骤反复进行直至第2区域lb的蚀刻量成为规定量。在蚀刻后,在第2区域lb上不残留膜或者几乎不残留。本蚀刻方法能够提高第1膜m1的堆积量的选择性。在此,作为在蚀刻中形成第1膜的一个例子表示了疑似ale,但是,可以通过其它的方法对第2区域lb进行蚀刻在第1区域la上形成第1膜m1。

在一实施方式中,第1区域la具有包含硅、有机物、金属的任意者的第1材料。具体来讲,第1区域la的第1材料例如可以包括si、sige、ge、sin、sic、有机膜、金属(w、ti等)、sion、sioc的任一者或者两者以上的组合。第2区域lb包含不同于构成第1区域la的第1材料的第2材料,可以包含硅和氧。具体来讲,第2区域lb具有包含sio2、sion、sioc等的第2材料。第4气体能够是c4f6、c4f8等的碳氟化合物类气体。第4气体还可以包括不活泼性气体。第6步骤中所使用的不活泼性气体包括氩气等的稀有气体。

另外,另在一实施方式中,第1区域la可以包含硅、有机物、金属的任意者,第2区域lb可以包含硅和氮。具体来讲,第1区域la例如可以包括si、sio2、sic、有机膜、金属(w,ti等)、sion、sioc等的任意者,第2区域lb可以包括sin、sion等的任意者。在该实施方式中,第4气体可以为氟代烃类气体。第4气体还可以包括不活泼性气体。第6步骤中所使用的不活泼性气体可以包括氩气等的稀有气体。

再次参照图7。步骤st5是一边除去第1膜m1一边在第2区域lb上通过ald形成第2膜m2的步骤。如上所述,步骤st5通过ald法对晶片w的表面有选择地形成第2膜m2(图8的(b))。步骤st5包括等离子体处理,该等离子体处理的反复进行除去第1区域la上的第1膜m1。

在形成第2膜m2的步骤st5中,步骤st2c的实施时间的总计根据预先所设定的第2膜m2的膜厚的目标值能够调节。

步骤st5包括流程sq1和步骤st3。流程sq1包括步骤st2a、步骤st2b、步骤st2c以及可选择地包括步骤st2d。流程sq1在步骤st2d之后可选择地包括步骤st2e。步骤st2e是生成不活泼性气体的等离子体的步骤。由此,步骤st2e使经步骤st2a、步骤st2b、步骤st2c和步骤st2d所形成的第2膜m2致密。另外,可以通过步骤st2e调节第1膜m1的膜厚。步骤st2c和步骤st2e的各自的实施时间能够被调节。

能够使用同一等离子体处理装置10连续地不破坏真空地实施步骤st1a和步骤st5。在其它的实施方式中,步骤st1a和步骤st5也可以使用彼此不同的等离子体处理装置实施。步骤st1a和步骤st5使用彼此不同的等离子体处理装置实施的情况下,在步骤st1a中,使用一个等离子体处理装置有选择地形成第1膜m1。并且,在步骤st5中,在有选择地设置有第1膜m1的晶片w使用不同于一个等离子体处理装置的等离子体处理装置10,利用ald法在晶片w的露出的表面有选择地形成第2膜m2。在反复进行流程sq1形成第2膜m2期间,第1区域la上的第1膜m1被除去。具体来讲,步骤st2c中的改性气体的等离子体、或者有选择地实施的步骤st2e中的不活泼性气体的等离子体除去第1区域la上的第1膜m1。通过调节步骤st2的时间、步骤st2c中的第1或者第2高频电力的值能够控制第1膜的除去量。

步骤st2a中使用的第2气体g1(前体气体)是吸附在晶片w的没有形成第1膜m1的区域形成吸附层(图6所示的层ly1)的气体(第1膜m1阻碍第2气体的吸附)。第2气体g1可以是氨基硅烷类气体、含硅的气体、含钛的气体、含铪的气体、含钽的气体、含锆的气体、含有有机物的气体。在步骤st2c中使用的第3气体是将吸附层改性的气体、例如含氧的气体、含氮的气体、含氢的气体。

具体来讲,第3气体能够使用o2气体、co2气体、no气体、so2气体、n2气体、h2气体、nh3气体等。此外,第3气体也能够使用臭氧气体(o3气体),在步骤st2c中可以不生成等离子体。

图8的(a)、图8的(b)~图11表示在步骤st5中实施的处理。如图8的(a)和图10所示,在步骤st1a中,第1膜m1有选择地形成在第1区域la的表面sfa。晶片w具有多个第1区域la。在多个第1区域有选择地形成第1膜m1。在一实施方式中,这些第1膜m1在多个第1区域中具有不同的膜厚。

图10所示的线段lp1和线段lp2表示在第1区域la的表面sfa形成的第1膜m1的膜厚的变化。图10所示的线段lp3表示在第2区域lb的表面sfb形成的第2膜m2的膜厚的变化。图10所示的线段lp4表示从第1区域la的表面sfa除去第1膜m1后,继续实施形成第2膜m2的步骤st5的情况下,在表面sfa形成的第2膜m2的膜厚的变化。

在第2区域lb的表面sfb,如图8的(a)和图10所示通过步骤1a没有成膜第1膜m1、或者如图8的(a)和图11所示能够形成比形成在表面sfa的第1膜m1薄的第1膜m1。

图11所示的线段lp1a、线段lp2a表示,在第2区域lb的表面sfb形成第1膜m1的情况下,在表面sfb形成的第1膜m1的膜厚的变化。

如图9的(a)、图9的(b)、图10、图11所示,步骤st5在时刻tm1开始时,步骤st5的反复进行而阶段性地除去第1膜m1(图10的线段lp2、图11的线段lp2和线段lp2a)。另一方面,步骤5的反复进行,在没有形成第1膜m1的第2区域lb的表面sfb、或者第1膜m1被除去了的第2区域lb的表面sfb将第2膜m2按每一原子层逐层地形成(图10、图11的线段lp3)。

在一实施方式中,步骤st5能够从时刻tm1继续实施至第1区域la的表面sfa的第1膜m1完全被除去的时刻tm2。图9的(a)和图9的(b)例示步骤st5被反复实施三次的情况。即,图9的(a)和图9的(b)例示通过将步骤st5反复实施三次而将第1区域la上的第1膜m1完全除去的情况。

在时刻tm1中步骤st5最初被实施的时刻,第2区域lb的表面sfb露出,而第1区域la的表面sfa被第1膜m1覆盖不露出。通过在时刻tm1步骤st5最初被实施,覆盖第1区域la的第1膜m1的一部分被除去。在露出的第2区域lb上形成1个原子层的第2膜m2。

接着,通过第2次的步骤st5的实施,进一步除去第1区域la上的第1膜m1的一部分,在第2区域lb上的第2膜m2上进一步形成1原子层,第2膜m2成为2个原子层的膜。接着,通过第3次的步骤st5的实施,将第1区域la上的第1膜m1完全除去,在第2区域lb上的第2膜m2上进一步形成1原子层,第2膜m2成为3原子层的膜。如上所述,在步骤st5被反复实施了3次的时刻tm2的时刻,第1区域la上的第1膜m1被完全除去,第1区域la的表面sfa露出,在第2区域lb上形成了3原子层的第2膜m2。

如图9的(a)、图9的(b)、图10、图11所示,步骤st5从时刻tm1能够继续实施直至第1区域la的表面sfa的第1膜m1被完全除去的时刻tm2,但是不限于此,在另一实施方式中,能够继续实施至达到预先所设定的第1膜m1的膜厚、或者预先所设定的第2膜m2的膜厚。例如,即使超过表面sfa的第1膜m1被完全除去的时刻tm2,步骤st5也能够继续实施。在该情况下,在如图9的(a)、图9的(b)的时刻t2以后,如图10、图11的线段lp4所示,在步骤st5的每一次的实施中,在第1区域la的(露出的)表面sfa按每一原子层依次形成第2膜m2,在第2区域lb上,第2膜m2也按每一原子层逐层地增加。

图9的(a)、图9的(b)例示在时刻tm2以后,将步骤st5反复进行3次(循环)的情况。步骤st5在时刻tm2以后被反复进行3次,由此在第1区域la上形成3原子层的第2膜m2,在第2区域lb上形成6原子层的第2膜m2。

在一个方式中,在晶片w上每个区域形成有膜厚不同的第1膜,通过反复进行ald循环,与区域相应地形成厚度不同的第2膜m2。即,根据第1膜m1的多个膜厚,第2膜m2也能够形成为多个膜厚。

以下的实施例1~实施例3表示步骤st1a、步骤st2a、步骤st2c中能够使用的处理条件的多个具体例。

(实施例1)

·第1区域la的材料:sin

·第2区域lb的材料:sio2

<步骤st1a>

·处理空间sp内的压力:20[mtorr]

·第1高频电源62的电力:500[w]

·第2高频电源64的电力:0[w]

·第1气体流量:c4f6气体(15[sccm])/ar气体(350[sccm])/o2气体(20[sccm])

·晶片w的温度:200[℃]

·实施时间:10[秒]

在本实施例1中形成的第1膜m1是碳氟化合物膜。

<步骤st2a>

·处理空间sp内的压力:100[mtorr]

·第1高频电源62的电力:0[w]

·第2高频电源64的电力:0[w]

·第1气体流量:氨基硅烷类气体(50[sccm])

·晶片w的温度:80[℃]

·实施时间:15[秒]

<步骤st2c>

·处理空间sp内的压力:200[mtorr]

·第1高频电源62的电力:500[w](60[mhz])

·第2高频电源64的电力:300[w](10[khz])

·第1气体流量:co2气体(300[sccm])

·实施时间:5[秒]

(实施例2)

·第1区域la的材料:sin

·第2区域lb的材料:sio2

<步骤st1a>

·实施使用了上述的第5步骤和第6步骤的蚀刻处理。

·第5步骤和第6步骤的反复次数:2次

在本实施例2中形成的第1膜m1是碳氟化合物膜。

<第5步骤>

·处理空间sp内的压力:30[mtorr]

·第1高频电源62的电力:100[w]

·第2高频电源64的电力:0[w]

·直流电源70的电压:-300[v]

·第4气体流量:c4f6气体(16[sccm])/ar气体(1000[sccm])/o2气体(10[sccm])

·实施时间:3[秒]

<第7步骤>

·处理空间sp内的压力:30[mtorr]

·第1高频电源62的电力:500[w]

·第2高频电源64的电力:0[w]

·直流电源70的电压:-300[v]

·第4气体流量:c4f6气体(0[sccm])/ar气体(1000[sccm])/o2气体(0[sccm])

·实施时间:5[秒]

<步骤st2a>

·处理空间sp内的压力:100[mtorr]

·第1高频电源62的电力:0[w]

·第2高频电源64的电力:0[w]

·第1气体流量:氨基硅烷类气体(50[sccm])

·晶片w的温度:80[℃]

·实施时间:15[秒]

<步骤st2c>

·处理空间sp内的压力:200[mtorr]

·第1高频电源62(频率:60[mhz])的电力:500[w]

·第2高频电源64(频率:10[khz])的电力:300[w]

·第1气体流量:co2气体(300[sccm])

·实施时间:5[秒]

(实施例3)

·第1区域la的材料:sin

·第2区域lb的材料:sio2

<步骤st1a>

·实施使用了上述的第5步骤、第6步骤的蚀刻处理。

·第5步骤~第8步骤的反复次数:2次

在本实施例3中形成的第1膜m1是碳氟化合物膜。

<第5步骤>

·处理空间sp内的压力:30[mtorr]

·第1高频电源62的电力:100[w]

·第2高频电源64的电力:0[w]

·直流电源70的电压:-300[v](该条件能够省略)

·第4气体:c4f6气体(16[sccm])/ar气体(1000[sccm])/o2气体(10[sccm])

·实施时间:3[秒]

<第7步骤>

·处理空间sp内的压力:30[mtorr]

·第1高频电源62的电力:500[w]

·第2高频电源64的电力:0[w]

·直流电源70的电压:-300[v]

·第4气体:c4f6气体(0[sccm])/ar气体(1000[sccm])/o2气体(0[sccm])

·实施时间:5[秒]

<步骤st2a>

·处理空间sp内的压力:100[mtorr]

·第1高频电源62的电力:0[w]

·第2高频电源64的电力:0[w]

·第1气体:氨基硅烷类气体(50[sccm])

·晶片w的温度:80[℃]

·实施时间:15[秒]

<步骤st2c>

·处理空间sp内的压力:200[mtorr]

·第1高频电源62(频率60[mhz])的电力:500[w]

·第2高频电源64(频率10[khz])的电力:300[w]

·第1气体:co2气体(300[sccm])

·实施时间:2[秒]

上述的实施例2和实施例3中步骤st2c的实施时间不同。实施例3中的步骤st2c的实施时间(2[秒])是实施例2中的步骤st2c的实施时间(5[秒])的2/5倍。在该情况下,实施例3中的第1区域la的表面sfa的第1膜m1的除去率是实施例2中的该除去率的大约2/5倍。

此外,在步骤st1a的实施后步骤st5的实施前,可以清洁晶片w的表面(步骤st1b)。在第2区域lb形成有第1膜m1的情况下实施步骤st1b,能够从第2区域lb上除去第1膜m1。从ald步骤st5的开始至第2区域lb上的第1膜m1被完全除去为止在第2区域lb上不形成第2膜m2,自从第2区域lb上除去了1膜m1开始形成第2膜m2。因此,通过实施步骤st1b的清洁,第2膜m2的形成能够从步骤st5的开始时开始。因此,能够降低第2膜m2达到所期望的膜厚所需要的步骤st5的实施次数。

以下,在适合的实施方式中对本发明的原理进行了图示和说明,但是,本发明在不脱离其原理的情况下对配置和详细内容能够进行变更,对于本领域技术人员而言应该知晓。本发明不限于本实施方式公开的特定的构成。因此,对于在专利申请的范围及根据其精神的范围实现的所有的修正和变更请求权利。

实施方式的其它方面包括下述附注1~4。

(附注1)

一种处理被处理体的方法,包括在被处理体的表面有选择地设置第一膜,一边除去第一膜一边在被处理体的表面通过ald(原子层堆积)形成第二膜的步骤。

(附注2)

一种处理被处理体的方法,包括:在被处理体的第一区域有选择地形成第一膜的步骤;在被处理体的没有形成第一膜的第二区域通过ald(原子层堆积)形成第一ald膜的步骤;和在第一区域的第一膜通过反复进行ald被除去后在第一区域形成第二ald膜的步骤。

(附注3)

根据附注2的方法,第一ald膜的膜厚比第二ald膜的膜厚厚。

(附注4)

一种处理被处理体的方法,包括:准备被处理体的步骤,该被处理体包括:由第一材料形成的第一区域和由不同于第一材料的第二材料形成的第二区域;利用第一等离子体蚀刻第一区域,在第二区域上形成第一膜的步骤;和一边除去第一膜一边在第一区域上利用原子层堆积形成第二膜的步骤。

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