[發(fā)明專利]等離子處理方法以及等離子處理裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980005139.6
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111801775A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 松井都;桑原謙一;臼井建人;小林浩之
• 申請（專利權）人: 株式會社日立高新技術
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L21/31
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 韓丁

在對成膜于試料的被蝕刻膜進行等離子蝕刻的等離子處理方法中，具有：保護膜形成工序，在形成于試料的圖案的上部選擇性地形成保護膜，調整所形成的保護膜的寬度以使得該形成的保護膜的寬度的試料的面內的分布成為所希望的分布；和在保護膜形成工序后，對被蝕刻膜進行等離子蝕刻的工序。

技術領域

本發(fā)明涉及等離子處理方法以及等離子處理裝置，特別地涉及包含在晶片上的圖案的上表面形成所希望的蝕刻保護膜的工序的等離子處理方法以及等離子處理裝置。

背景技術

由于半導體元件等的功能元件產品的微細化，使用將薄膜的隔離物的側壁用作為掩模的多圖案化的三維設備加工技術的開發(fā)正在被加速。伴隨于此，在三維設備等的半導體元件的加工工序中，將薄膜隔離物、金屬等的各種材料設為掩模的槽、孔的加工的技術變得重要。

掩模、柵極絕緣膜、蝕刻阻擋層等的厚度變薄，要求以原子層等級控制形狀的加工技術。進一步地，隨著設備的三維化，同時加工從晶片表面形成為不同深度的層的圖案，或者加工開口尺寸根據(jù)深度而變化的圖案等加工復雜的形狀的工序正在增加。

圖2中，作為一個例子，表示沒有掩模圖案的情況下加工下層的材料的情況下的現(xiàn)有技術的一個例子。例如，若以圖2所示的沒有掩模的圖案，蝕刻槽圖案213之間的下層的被蝕刻層211，則存在槽圖案213的上表面212被蝕刻并且槽圖案213的深度變淺(槽圖案213變低)的課題。

或者，在即使在槽圖案213的上表面212的上層存在掩模的情況下掩模圖案的厚度也非常薄的情況下，存在對槽圖案213的間的下層的被蝕刻層211進行蝕刻的期間掩模圖案被蝕刻，蝕刻進行到槽圖案213的上表面212的課題。

另一方面，作為在圖案上形成堆積膜并進行蝕刻的現(xiàn)有技術，在專利文獻1中，公開了如下方法：使用氟碳氣體、氫氟烴氣體等的堆積性較高的混合氣體，作為蝕刻的技術，控制蝕刻參數(shù)以使得蝕刻中掩模上的沉積(以下，記為沉積)膜的厚度為允許值內。該方法是與在掩模上形成沉積膜同時地實施下層的蝕刻，因此需要在掩模上為了抑制蝕刻而形成較厚的沉積膜，與此同時在下層表面進行蝕刻。

接下來，在非專利文獻1中，已知如下手法：通過重復在被蝕刻材料上形成被蝕刻材料和具有反應性的堆積膜的工序、和通過離子照射等來使反應生成物脫離的工序，從而以原子層等級的深度精度實現(xiàn)蝕刻。

此外，在專利文獻2中，公開了為了調整掩模圖案的槽寬度的偏差，在掩模圖案上形成堆積膜之后實施蝕刻的技術。在該手法中，利用堆積膜的沉積率取決于晶片溫度，形成槽寬度的偏差所對應的厚度的堆積膜并調整為在晶面內槽寬度變得均勻。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2014-232825號公報

專利文獻2：JP特開2017-212331號公報

非專利文獻

非專利文獻1：Journal of Vacuum ScienceTechnology A32，020603(2014)

發(fā)明內容

-發(fā)明要解決的課題-

如上所述，隨著三維設備中的圖案的微細化和復雜化，具有微小的高長寬比的構造的蝕刻變得重要。例如，以圖2所示的無掩模的槽圖案213，在不損傷該槽圖案的情況下進行下層的被蝕刻層211的蝕刻在現(xiàn)有的方法中是困難的。

此外，雖然在圖案上層存在掩模，但掩模較薄且不能防止圖案上表面的蝕刻的情況、下層的被蝕刻層211的材料與掩模的材料為類似材料的情況下，存在對下層的被蝕刻層211進行蝕刻的期間穿透較薄的掩模并蝕刻圖案的上表面212，不能得到所希望的圖案形狀的問題。