JP2021019185A - Etching method, semiconductor manufacturing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
Etching method, semiconductor manufacturing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021019185A JP2021019185A JP2020042953A JP2020042953A JP2021019185A JP 2021019185 A JP2021019185 A JP 2021019185A JP 2020042953 A JP2020042953 A JP 2020042953A JP 2020042953 A JP2020042953 A JP 2020042953A JP 2021019185 A JP2021019185 A JP 2021019185A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- temperature
- frequency voltage
- high frequency
- supplying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 46
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 41
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 71
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims abstract description 8
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 257
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 28
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 23
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 18
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 10
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 9
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 63
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 4
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 3
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 description 2
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009979 protective mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、エッチング方法、半導体製造装置、および半導体装置の製造方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to an etching method, a semiconductor manufacturing apparatus, and a method for manufacturing a semiconductor apparatus.
３次元メモリ等の半導体装置の製造方法において、フッ素化炭化水素化合物を含むエッチングガスを用いたエッチングにより加工対象物に開口を形成する技術が知られている。 In a method for manufacturing a semiconductor device such as a three-dimensional memory, a technique for forming an opening in an object to be processed by etching using an etching gas containing a fluorinated hydrocarbon compound is known.
実施形態の発明が解決しようとする課題は、より高いエッチングレートを有するエッチング方法を提供することである。 The problem to be solved by the invention of the embodiment is to provide an etching method having a higher etching rate.
実施形態のエッチング方法は、高周波電圧を供給せず、フッ素原子を含む第１のガスを導入することにより、第１のガスの液化温度以下の第１温度で冷却された加工対象物の表面に表面層を形成する第１のステップと、第１のガスとは異なり、第１温度で気体状態の第２のガスを導入し、高周波電圧を供給することにより、第２のガスからプラズマを生成してプラズマを用いたスパッタリングにより加工対象物をエッチングする第２のステップと、を交互に切り替える工程を具備する。 In the etching method of the embodiment, a high-frequency voltage is not supplied and a first gas containing a fluorine atom is introduced into the surface of the work object cooled at a first temperature equal to or lower than the liquefaction temperature of the first gas. Unlike the first step of forming the surface layer and the first gas, a second gas in a gaseous state at the first temperature is introduced and a high frequency voltage is supplied to generate plasma from the second gas. A step of alternately switching between the second step of etching the object to be processed by sputtering using plasma and the step of etching the object to be processed is provided.
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。図面に記載された各構成要素の厚さと平面寸法との関係、各構成要素の厚さの比率等は現物と異なる場合がある。また、実施形態において、実質的に同一の構成要素には同一の符号を付し適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The relationship between the thickness of each component and the plane dimension described in the drawings, the ratio of the thickness of each component, etc. may differ from the actual product. Further, in the embodiment, substantially the same components are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
＜第１の実施形態＞
図１は、半導体装置の製造方法例を説明するためのフローチャートである。半導体装置は、例えば３次元メモリである。半導体装置の製造方法例は、準備工程（Ｓ１）と、エッチング工程（Ｓ２）と、メモリ層形成工程（Ｓ３）と、を具備する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a flowchart for explaining an example of a method for manufacturing a semiconductor device. The semiconductor device is, for example, a three-dimensional memory. An example of a method for manufacturing a semiconductor device includes a preparation step (S1), an etching step (S2), and a memory layer forming step (S3).
［準備工程］
準備工程では、エッチング工程においてエッチング対象である加工対象物を準備する。図２は、加工対象物の構造例を示す断面模式図であり、基板１０１のＸ軸とＸ軸およびＸ軸に直交するＹ軸に直交するＺ軸とを含むＸ−Ｚ断面の一部を示す。
[Preparation process]
In the preparatory step, a work target to be etched is prepared in the etching step. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of the object to be machined, and shows a part of the XZ cross section including the X axis of the
加工対象物１０は、基板１０１と、基板１０１の上に設けられた下地層１０２と、下地層１０２の上に交互に積層された第１の層１０３と第２の層１０４とを有する積層と、積層の上に設けられた導電膜１０５と、導電膜１０５の上に設けられたマスク層１０６と、内壁面ＨＡと底面ＨＢとを有し導電膜１０５を貫通して積層の一部を露出させる開口Ｈと、を備える。下地層１０２、第１の層１０３、第２の層１０４、導電膜１０５、およびマスク層１０６は、基板１０１の上に設けられる被加工膜の一例であって、被加工膜は上記構成に限定されない。
The object to be processed 10 is a laminate having a
基板１０１としては、例えばシリコン基板、炭化ケイ素基板等の半導体基板、ガラス基板、石英基板、サファイア基板等の絶縁基板、またはＧａＡｓ基板等の化合物半導体基板を用いることができる。
As the
下地層１０２としては、例えば酸化シリコン膜や窒化シリコン膜等の絶縁膜や絶縁膜間の導電層を用いることができる。下地層１０２は必ずしも設けなくてもよいが、その場合は、基板１０１上に第１の層１０３が形成される。また、下地層１０２上に第１の層１０３を形成してもよい。
As the
第１の層１０３は、犠牲層である。犠牲層は、後に導電層が形成される領域である。第１の層１０３としては、例えば窒化シリコン膜を用いることができる。
The
第２の層１０４としては、例えば酸化シリコン膜を用いることができる。
As the
導電膜１０５としては、例えば化学気相成長（ＣＶＤ）法により形成された炭素膜（ＣＶＤカーボン膜）を用いることができる。
As the
マスク層１０６は、導電膜１０５の一部をエッチングするためのマスクとしての機能を有する。マスク層１０６としては、例えば有機ハードマスク等を用いることができる。なお、マスク層１０６は、導電膜１０５の一部をエッチングした後に除去されてもよい。
The
［エッチング工程］
（エッチング装置の構成例）
図３は、エッチング工程に使用可能な半導体製造装置（エッチング装置）の構成例を示す模式図である。エッチング装置１は、処理室２と、電極３と、電極４と、ガス供給部５と、ガス排出部６と、冷却装置７と、電源部８と、制御回路９と、を具備する。
[Etching process]
(Configuration example of etching equipment)
FIG. 3 is a schematic view showing a configuration example of a semiconductor manufacturing apparatus (etching apparatus) that can be used in the etching process. The
処理室２は、プラズマを用いたスパッタリングにより加工対象物１０をエッチング（プラズマエッチング）することが可能な空間である。なお、処理室２は、加工対象物１０を搬入および搬出するための扉（ゲート）を有していてもよい。
The
電極３は、下部電極であり、加工対象物１０を載置するための載置台としての機能を有する。電極３は、加工対象物１０の載置面である表面３ａを有する。なお、エッチング装置１は、加工対象物１０を保持するための静電チャックを有していてもよい。
The
電極４は、上部電極である。電極４は、表面４ａと、電極４を貫通してガスを処理室２に導入するための開口４ｂと、を有する。開口４ｂは、表面４ａに複数の導入口を有する。
The
ガス供給部５は、シリンダーキャビネット等のガス供給源５１と、マスフローコントローラ５２と、を有する。ガス供給部５は、ガス供給源５１から処理室２にガスを供給する。
The
ガス供給源５１は、第１のガス（ＧＡＳ１）と、第２のガス（ＧＡＳ２）と、を収容する。第１のガスおよび第２のガスは、ガスボンベ等の容器にそれぞれ収容される。
The
第１のガスは、フッ素原子を含む。第１のガスは、例えば組成式ＣｘＨｙＦｚ（Ｃは炭素を表し、Ｈは水素を表し、Ｆはフッ素を表し、ｘは１以上の整数を表し、ｙは０以上の整数を表し、ｚは２以上の整数を表す）により表されるフッ化物ガスを含んでいてもよい。第２のガスは、第１のガスとは異なり、第１のガスの液化温度以下の温度で気体状態のガスであり、例えばアルゴンガスまたはクリプトンガス等の不活性ガスを含む。 The first gas contains a fluorine atom. The first gas has, for example, a composition formula C x Hy F z (C represents carbon, H represents hydrogen, F represents fluorine, x represents an integer of 1 or more, and y represents an integer of 0 or more. It may contain a fluoride gas represented by (z represents an integer of 2 or more). The second gas, unlike the first gas, is a gas in a gaseous state at a temperature equal to or lower than the liquefaction temperature of the first gas, and includes an inert gas such as argon gas or krypton gas.
マスフローコントローラ５２は、ガス供給源５１から処理室２に導入する第１のガスの流量および第２のガスの流量のそれぞれを調整する。
The
ガス排出部６は、バルブ６１と、ターボ分子ポンプ６２と、ドライポンプ６３と、を有する。ガス排出部６は、処理室２の内部を減圧して真空状態にする機能を有するとともに、処理室２内のガスを排出する機能を有する。
The
冷却装置７は、例えばチラー７１と、電極３の内部の冷媒管７２と、を備える。チラー７１は、冷媒管７２を介して冷媒を循環させることにより加工対象物１０を冷却する。
The
電源部８は、交流電圧を供給する電源８１と、マッチングボックス等の整合回路８２と、を有する。電源部８は、整合回路８２により処理室２と電源８１との間のインピーダンスを整合し、高周波電圧（ＲＦ）を処理室２に供給する機能を有する。高周波電圧は、例えば２００ｋＨｚ以上２００ＭＨｚ以下の周波数を有する交流電圧である。
The
制御回路９は、マスフローコントローラ５２および電源８１を制御する。制御回路９は、例えばプロセッサ等を用いたハードウェアを用いて構成される。なお、各動作を動作プログラムとしてメモリ等のコンピュータ読み取りが可能な記録媒体に保存しておき、ハードウェアにより記録媒体に記憶された動作プログラムを適宜読み出すことで各動作を実行してもよい。
The
（エッチング方法例）
エッチング工程は、図１に示すように、加工対象物１０の表面に表面層を形成する第１のステップ（Ｓ２−１）と加工対象物１０をエッチングする第２のステップ（Ｓ２−２）とを、例えば開口Ｈのアスペクト比が所望の値以上になるまで、交互に切り替える工程を含む。
(Example of etching method)
As shown in FIG. 1, the etching steps include a first step (S2-1) of forming a surface layer on the surface of the object to be processed 10 and a second step (S2-2) of etching the
図４は、エッチング方法例を説明するためのタイミングチャートである。第１のステップ（Ｓ２−１）および第２のステップ（Ｓ２−２）は、制御回路９によりマスフローコントローラ５２および電源８１を制御し、高周波電圧を供給せず（ＲＦ：ＯＦＦ）に第１のガスを導入する（ＧＡＳ１：ＯＮ）第１の動作と、第２のガスを導入して（ＧＡＳ２：ＯＮ）高周波電圧を供給する（ＲＦ：ＯＮ）第２の動作と、を交互に切り替えることにより行われる。
FIG. 4 is a timing chart for explaining an example of the etching method. In the first step (S2-1) and the second step (S2-2), the
第１のステップ（Ｓ２−１）では、制御回路９により電源８１を制御して電源部８により処理室２の電極３と電極４との間に高周波電圧を印加せず、制御回路９によりマスフローコントローラ５２を制御してガス供給源５１から開口４ｂを介して処理室２に第１のガスを導入する。第１のガスを導入する前に、制御回路９によりマスフローコントローラ５２を制御して第２のガスの処理室２への導入を停止する（ＧＡＳ２：ＯＦＦ）。
In the first step (S2-1), the
図５は、第１のステップを説明するための断面模式図であり、Ｘ−Ｚ断面の一部を示す。第１のステップでは、処理室２の電極３の表面３ａに配置された加工対象物１０の表面に表面層１１を形成する。表面層１１は、開口Ｈの内壁面ＨＡに沿って延在する第１の領域１１ａと、開口Ｈの底面ＨＢに沿って延在する第２の領域１１ｂと、マスク層１０６（加工対象物１０の最上層）の上面に沿って延在する第３の領域１１ｃと、を有する。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the first step, and shows a part of the XZ cross section. In the first step, the
表面層１１は、液体または固体であり、フッ素原子を含む。
The
表面層１１は、プラズマやラジカル状態でないガス状態でのガスの供給と、冷却装置７により第１のガスの液化温度以下の温度で加工対象物１０を冷却することにより形成される。第１のガスの液化温度は、処理室２の圧力と第１のガスの蒸気圧曲線に応じて一義的に決めることができる。加工対象物１０は、例えば−１５０℃以下の温度で冷却されることが好ましい。なお、第２のガスは、第１のガスの液化温度以下の温度において不活性である。
The
図６および図７は、加工対象物１０に供給されるガスの状態の違いによる表面層１１の形状の違いを説明するための断面模式図であり、Ｘ−Ｚ断面の一部を示す。
6 and 7 are schematic cross-sectional views for explaining the difference in the shape of the
第１のステップにおいて、高周波電圧が供給され、第１のガスからプラズマやラジカルが生成される場合、ＣｘＨｙＦｚのプラズマやラジカルは不対電子を有するため、不対電子の周りの立体障害が小さく、開口Ｈの内壁面ＨＡに付着しやすく、底面ＨＢに到達しにくい。また、プラズマやラジカルは付着確率が高いため、第１のガスの液下温度に関わらず加工対象物１０に形成され得る（例えば−７０℃）。よって、表面層１１は、図６に示すように、内壁面ＨＡの上部やマスク層１０６の上部に厚く形成される一方、底面ＨＢには形成されにくい。この場合、底面ＨＢはエッチングされにくいため、エッチングレートが低下する。
In a first step, a high frequency voltage is supplied, if the plasma or radicals are generated from the first gas, plasma or radicals of C x H y F z is because it has an unpaired electron, unpaired around electronic The steric hindrance is small, it easily adheres to the inner wall surface HA of the opening H, and it is difficult to reach the bottom surface HB. Further, since plasma and radicals have a high adhesion probability, they can be formed on the object to be processed 10 regardless of the submerged temperature of the first gas (for example, −70 ° C.). Therefore, as shown in FIG. 6, the
これに対し、第１のステップにおいて、高周波電圧を供給せずプラズマやラジカルでない第１のガスを供給する場合、第１のガスをガス状態のまま底面ＨＢに到達させることができる。また、加工対象物１０を第１のガスの液化温度以下の温度（例えば−１５０℃）で冷却することより、内壁面ＨＡや底面ＨＢに到達したガスが液体または固体となり表面層１１が形成される。よって、底面ＨＢに表面層１１を形成しやすくできるため、図７に示すように第１の領域１１ａないし第３の領域１１ｃを形成することができる。この場合、底面ＨＢは第２の領域１１ｂによりエッチングされやすくなるため、エッチングレートが向上する。
On the other hand, in the first step, when the first gas that is not plasma or radical is supplied without supplying the high frequency voltage, the first gas can reach the bottom surface HB in the gas state. Further, by cooling the object to be processed 10 at a temperature equal to or lower than the liquefaction temperature of the first gas (for example, −150 ° C.), the gas reaching the inner wall surface HA and the bottom surface HB becomes liquid or solid, and the
第２のステップ（Ｓ２−２）では、制御回路９によりマスフローコントローラ５２を制御してガス供給源５１から開口４ｂを介して処理室２に第２のガスを導入し、制御回路９により電源８１を制御して電源部８により処理室２の電極３と電極４との間に高周波電圧を印加する。第２のガスを導入する前に、制御回路９によりマスフローコントローラ５２を制御して第１のガスの処理室２への導入を停止する（ＧＡＳ１：ＯＦＦ）。
In the second step (S2-2), the
図８は、第２のステップを説明するための断面模式図であり、Ｘ−Ｚ断面の一部を示す。第２のステップでは、第２のガスからプラズマを生成し、プラズマ（図８ではアルゴンプラズマ）を用いたスパッタリングにより加工対象物１０および表面層１１をエッチングする。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the second step, and shows a part of the XZ cross section. In the second step, plasma is generated from the second gas, and the
プラズマは、電極３に向かって移動する。よって、第１の層１０３および第２の層１０４は、第２のステップにより主に第２の領域１１ｂおよび第３の領域１１ｃとともにエッチングされる。これにより、開口Ｈのアスペクト比を高めることができる。
The plasma moves toward the
エッチング工程では、第１のステップ、第２のステップにおいて、第１のガス、第２のガスをそれぞれ導入する前に処理室２の内部のガスをガス排出部６により排出することができる。
In the etching step, in the first step and the second step, the gas inside the
第１のステップの期間、第２のステップの期間、および第１のステップと第２のステップとを切り替えるタイミングは、例えば表面層１１の厚さをエリプソメータ等の測定器を用いてｉｎ−ｓｉｔｕで監視し、第１の領域１１ａないし第３の領域１１ｃの厚さのそれぞれの関係を示すデータを取得し、上記データに応じて制御されてもよい。例えば、表面層１１の不足によりエッチングが停止する前に上記データに応じて第１のステップと第２のステップとを切り替えることが好ましい。
The period of the first step, the period of the second step, and the timing of switching between the first step and the second step are determined by, for example, measuring the thickness of the
以上のように、表面層を形成する第１のステップとエッチングを行う第２のステップとを設け、高周波電圧を供給しない期間と第１のガスを導入する期間とを同期させて第１のステップと第２のステップとを交互に切り替えることにより、高アスペクト比の開口Ｈを形成する場合であってもエッチングレートを向上させて高速なエッチングを実現することができる。 As described above, the first step of forming the surface layer and the second step of etching are provided, and the period in which the high frequency voltage is not supplied and the period in which the first gas is introduced are synchronized and the first step is performed. By alternately switching between the second step and the second step, the etching rate can be improved and high-speed etching can be realized even when the opening H having a high aspect ratio is formed.
（メモリ層形成工程）
図９はメモリ層形成工程を説明するための断面模式図であり、Ｘ−Ｚ断面の一部を示す。メモリ層形成工程では、ブロック絶縁膜１９３と、電荷蓄積層１９２と、トンネル絶縁膜１９１とを含むメモリ膜１０９と、半導体チャネル層１０８と、コア絶縁膜１０７とを開口Ｈにこの順に形成する。コア絶縁膜１０７、半導体チャネル層１０８、メモリ膜１０９は、メモリセルを構成するメモリ層として機能する。
(Memory layer forming process)
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the memory layer forming step, and shows a part of the XZ cross section. In the memory layer forming step, the
コア絶縁膜１０７としては、例えば酸化シリコン膜を用いることができる。半導体チャネル層１０８としては、例えばポリシリコン層を用いることができる。トンネル絶縁膜１９１としては、例えば酸化シリコン膜と酸窒化シリコン膜とを有する積層膜を用いることができる。電荷蓄積層１９２としては、例えば窒化シリコン膜を用いることができる。ブロック絶縁膜１９３としては、例えば酸化シリコン膜を用いることができる。
As the core insulating film 107, for example, a silicon oxide film can be used. As the semiconductor channel layer 108, for example, a polysilicon layer can be used. As the
メモリ膜１０９を形成した後に、第１の層１０３を除去し、第２の層１０４の間に空洞を形成し、空洞内に複数の導電膜を積層することにより導電層１１０を形成する。導電層１１０は例えばゲート電極（ワード線）としての機能を有する。さらに、基板１０１の上にコンタクトプラグや、配線、層間絶縁膜等を形成する。これにより半導体装置を製造することができる。
After forming the
＜第２の実施形態＞
図１０は、半導体装置の製造方法の他の例を説明するためのフローチャートである。半導体装置は、例えば３次元メモリである。半導体装置の製造方法の他の例は、準備工程（Ｓ１）と、エッチング工程（Ｓ２）と、メモリ層形成工程（Ｓ３）と、を具備する。なお、準備工程およびメモリ層形成工程は、第１の実施形態と同じであるため、本実施形態では説明を省略する。
<Second embodiment>
FIG. 10 is a flowchart for explaining another example of a method for manufacturing a semiconductor device. The semiconductor device is, for example, a three-dimensional memory. Another example of the method for manufacturing a semiconductor device includes a preparation step (S1), an etching step (S2), and a memory layer forming step (S3). Since the preparation step and the memory layer forming step are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted in this embodiment.
［エッチング工程］
（エッチング装置の他の構成例）
図１１は、エッチング工程に使用可能な半導体製造装置（エッチング装置）の他の構成例を示す図である。エッチング装置１は、処理室２と、電極３と、電極４と、ガス供給部５と、ガス排出部６と、冷却装置７と、電源部８と、制御回路９と、光源１２と、を具備する。図３に示すエッチング装置１と同じ部分については第１の実施形態の説明を適宜援用する。
[Etching process]
(Other configuration examples of etching equipment)
FIG. 11 is a diagram showing another configuration example of a semiconductor manufacturing apparatus (etching apparatus) that can be used in the etching process. The
光源１２は、光（Ｌ）を照射する機能を有する。光源１２は、制御回路９により制御される。光は、例えば赤外光、可視光、または紫外光である。光源１２からの光は、例えば表面３ａに向かって延在し円形の平面形状を有する光導波路１３を通り加工対象物１０の表面に到達する。なお、光を透過する透過体１４を光導波路１３を塞ぐように設けることにより、光源１２がプラズマにより劣化することを抑制することができる。また、エッチング工程後に処理室２の真空状態を維持したまま酸素プラズマクリーニング等の処理を実施して透過体１４のクリーニングを行うことができる。
The
（エッチング方法の他の例）
エッチング工程は、図１０に示すように、第１のステップ（Ｓ２−１）と第２のステップ（Ｓ２−２）とを、例えば開口Ｈのアスペクト比が所望の値に到達するまで、交互に切り替える工程と、第１のステップと第２のステップとを交互に切り替える工程の後に、例えば表面層１１における第１の領域１１ａの厚さが所定の値以上になった場合に加工対象物１０に向けて光（Ｌ）を照射する照射工程（Ｓ２−３）と、を含む。
(Other examples of etching method)
In the etching step, as shown in FIG. 10, the first step (S2-1) and the second step (S2-2) are alternately performed until, for example, the aspect ratio of the opening H reaches a desired value. After the step of switching and the step of alternately switching between the first step and the second step, for example, when the thickness of the
図１２は、エッチング方法の他の例を説明するためのタイミングチャートである。第１のステップ（Ｓ２−１）および第２のステップ（Ｓ２−２）は、図４を参照して説明したエッチング方法例と同様に制御回路９によりマスフローコントローラ５２および電源８１を制御し、高周波電圧を供給せずに第１のガスを導入する第１の動作と、第２のガスを導入して高周波電圧を供給する第２の動作と、を交互に切り替えることにより行われる。よって、第１の実施形態の説明を適宜援用する。
FIG. 12 is a timing chart for explaining another example of the etching method. In the first step (S2-1) and the second step (S2-2), the
照射工程（Ｓ２−３）は、制御回路９により光源１２を制御し、第１の動作と第２の動作とを交互に切り替えた後に、加工対象物１０に向けて光を照射する（Ｌ：ＯＮ）動作を制御することにより行われる。照射工程での光の照射時間は、第１のステップの期間や第２のステップの期間よりも長い。なお、照射工程の間も加工対象物１０は、第１のガスの液化温度以下の温度で冷却されていることが好ましい。また、照射工程以外の期間では光の照射を停止することが好ましい（Ｌ：ＯＦＦ）。
In the irradiation step (S2-3), the
図１３および図１４は、照射工程を説明するための断面模式図であり、Ｘ−Ｚ断面の一部を示す。第１のステップと第２のステップとを交互に切り替える工程において、表面層１１は、プラズマの移動方向に略垂直な第２の領域１１ｂおよび第３の領域１１ｃが優先的に消費されるため薄くなりやすい。一方、プラズマの移動方向に略平行な第１の領域１１ａは消費されにくいため厚くなりやすい。よって、第１のステップと第２のステップとの切り替えを続けると、第１の領域１１ａが残存して開口Ｈを閉塞する可能性がある。
13 and 14 are schematic cross-sectional views for explaining the irradiation process, and show a part of the XZ cross section. In the step of alternately switching between the first step and the second step, the
これに対し、照射工程では、図１３に示すように加工対象物１０に向けて光源１２から光を照射することにより、図１４に示すように表面層１１の残存物（第１の領域１１ａの残存物を含む）を熱で気化させて除去することができる。このとき、下地層１０２、第１の層１０３、第２の層１０４、導電膜１０５、マスク層１０６等の他の層は、照射光を吸収しないため気化せずに残存する。
On the other hand, in the irradiation step, as shown in FIG. 13, the
照射工程の期間は、例えば表面層１１の厚さをエリプソメータ等の測定器を用いてｉｎ‐ｓｉｔｕで監視し、第１の領域１１ａないし第３の領域１１ｃの厚さのそれぞれの関係を示すデータを取得し、上記データに応じて制御されてもよい。例えば、第２の領域１１ｂの厚さが所定の値以上になったときに照射工程を行うことが好ましい。
During the irradiation step, for example, the thickness of the
以上のように、エッチング方法の他の例では、第１のステップと第２のステップとを交互に切り替える工程の後に加工対象物１０に向けて光を照射することにより、表面層１１の残存物を除去して開口Ｈの閉塞を抑制することができる。なお、照射工程後に開口Ｈのアスペクト比が所望の値未満であれば、第１のステップと第２のステップとを交互に切り替える工程を再度実施してもよい。
As described above, in another example of the etching method, the residue of the
なお、第１の実施形態では高周波電圧を供給せずプラズマやラジカルでない第１のガスを供給する例について説明したが、第２の実施形態はこれに限定されず、例えば高周波電圧を供給して第１のガスから生成されたプラズマやラジカル由来の表面層を除去する場合であっても上記照射工程を適用することができる。 In the first embodiment, an example of supplying a first gas that is not plasma or radical without supplying a high frequency voltage has been described, but the second embodiment is not limited to this, and for example, a high frequency voltage is supplied. The above irradiation step can be applied even when the surface layer derived from plasma or radicals generated from the first gas is removed.
＜第３の実施形態＞
図１５は、半導体装置の製造方法の他の例を説明するためのフローチャートである。半導体装置は、例えば３次元メモリである。半導体装置の製造方法の他の例は、準備工程（Ｓ１）と、エッチング工程（Ｓ２）と、メモリ層形成工程（Ｓ３）と、を具備する。なお、準備工程およびメモリ層形成工程は、第１の実施形態と同じであるため、本実施形態では説明を省略する。
<Third embodiment>
FIG. 15 is a flowchart for explaining another example of a method for manufacturing a semiconductor device. The semiconductor device is, for example, a three-dimensional memory. Another example of the method for manufacturing a semiconductor device includes a preparation step (S1), an etching step (S2), and a memory layer forming step (S3). Since the preparation step and the memory layer forming step are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted in this embodiment.
［エッチング工程］
（エッチング装置の他の構成例）
図１６は、エッチング工程に使用可能な半導体製造装置（エッチング装置）の他の構成例を示す図である。エッチング装置１は、処理室２と、電極３と、電極４と、ガス供給部５と、ガス排出部６と、冷却装置７と、電源部８と、制御回路９と、を具備する。図３に示すエッチング装置１と同じ部分については第１の実施形態の説明を適宜援用する。
[Etching process]
(Other configuration examples of etching equipment)
FIG. 16 is a diagram showing another configuration example of a semiconductor manufacturing apparatus (etching apparatus) that can be used in the etching process. The
電源部８は、電源８１Ａと、電源８１Ｂと、整合回路８２Ａと、整合回路８２Ｂと、を具備する。電源８１Ａは、図３に示す電源８１に相当し、整合回路８２Ａにより処理室２と電源８１Ａとの間のインピーダンスを整合し、例えば１３．５６ＭＨｚ以下の周波数を有する高周波電圧（ＲＦ）を処理室２に供給する機能を有する。電源８１Ｂは、整合回路８２Ｂにより処理室２と電源８１Ｂとの間のインピーダンスを整合し、例えば４０ＭＨｚ以上の周波数を有する高周波電圧（ＲＦ２）を処理室２に供給する機能を有する。電源８１Ａおよび８１Ｂは、制御回路９に接続される。
The
ガス供給源５１は、第３のガス（ＧＡＳ３）と、第４のガス（ＧＡＳ４）と、第５のガス（ＧＡＳ５）と、をさらに収容する。第３のガス、第４のガス、および第５のガスは、ガスボンベ等の容器にそれぞれ収容される。第３のガスは、水素原子を含む。第３のガスは、例えば硫化水素（Ｈ２Ｓ）を含んでいてもよい。第４のガスは、水素原子または酸素原子を含むガス、ハロゲン原子を含むガス、等のエッチング可能なガスを含む。第５のガスは、シリコンやタングステンを含むガス（ＳｉＦ４やＷＦ６を含むガス）を含む。なお、ガスの詳細については後述する。
The
マスフローコントローラ５２は、ガス供給源５１から処理室２に導入する第１のガスの流量、第２のガスの流量、第３のガスの流量、および第４のガスの流量のそれぞれを調整する。
The
（エッチング方法の他の例）
エッチング工程は、図１５に示すように、第１のステップ（Ｓ２−１）と第２のステップ（Ｓ２−２）とを、交互に切り替える工程（Ｓ２−１、Ｓ２−２切替）と、Ｓ２−１、Ｓ２−２切替後に、第３のステップ（Ｓ２−４）と第４のステップ（Ｓ２−５）とを交互に切り替えて開口Ｈの内壁面ＨＡを保護する保護膜を形成する工程（保護工程）と、を含む。図１５に示すように、保護工程の後に、再びＳ２−１、Ｓ２−２切替を繰り返しても良いし、第１のステップ（Ｓ２−１）と第２のステップ（Ｓ２−２）との切替の繰り返し処理と、第３のステップ（Ｓ２−４）と第４のステップ（Ｓ２−５）との切替の繰り返し処理と、を交互に複数回行うこともできる。なお、第１のステップ（Ｓ２−１）と第２のステップ（Ｓ２−２）の繰り返し回数、および第３のステップ（Ｓ２−４）と第４のステップ（Ｓ２−５）の繰り返し回数は、特に限定されない。第３のステップ（Ｓ２−４）および第４のステップ（Ｓ２−５）は、例えば保護膜の厚さが所望の値以上になるまで交互に繰り返される。
(Other examples of etching method)
As shown in FIG. 15, the etching step includes a step of alternately switching between the first step (S2-1) and the second step (S2-2) (switching between S2-1 and S2-2) and S2. After switching between -1 and S2-2, a step of alternately switching between the third step (S2-4) and the fourth step (S2-5) to form a protective film that protects the inner wall surface HA of the opening H ( Protective process) and. As shown in FIG. 15, after the protection step, switching between S2-1 and S2-2 may be repeated again, or switching between the first step (S2-1) and the second step (S2-2) may be repeated. It is also possible to alternately perform the iterative process of the above and the iterative process of switching between the third step (S2-4) and the fourth step (S2-5) a plurality of times. The number of repetitions of the first step (S2-1) and the second step (S2-2), and the number of repetitions of the third step (S2-4) and the fourth step (S2-5) are determined. There is no particular limitation. The third step (S2-4) and the fourth step (S2-5) are repeated alternately until, for example, the thickness of the protective film becomes a desired value or more.
図１７は、保護工程の例を説明するためのタイミングチャートである。第３のステップ（Ｓ２−４）および第４のステップ（Ｓ２−５）は、制御回路９によりマスフローコントローラ５２、電源８１Ａ、および電源８１Ｂを制御し、高周波電圧ＲＦおよびＲＦ２を供給せずに第１のガスを導入する（ＧＡＳ１：ＯＮ）第３の動作と、第３のガスを導入して（ＧＡＳ３：ＯＮ）高周波電圧ＲＦ２を供給する（ＲＦ２：ＯＮ）第４の動作と、を交互に切り替えることにより行われる。
FIG. 17 is a timing chart for explaining an example of the protection process. In the third step (S2-4) and the fourth step (S2-5), the
第３のステップ（Ｓ２−４）では、制御回路９により電源８１Ａ、電源８１Ｂを制御し、処理室２の電極３と電極４との間に高周波電圧ＲＦおよびＲＦ２を印加せず、制御回路９によりマスフローコントローラ５２を制御してガス供給源５１から開口４ｂを介して処理室２に第１のガスを導入する。
In the third step (S2-4), the
第３のステップ（Ｓ２−４）では、第１の実施形態の第１の動作と同様に、高周波電圧ＲＦおよびＲＦ２を供給せずプラズマやラジカル状態でない第１のガスを供給するため、第１のガスをガス状態のまま開口Ｈの底面ＨＢに到達させることができる。また、加工対象物を第１のガスの液化温度以下の温度（例えば−１５０℃の温度）で冷却することより、開口Ｈの内壁面ＨＡや底面ＨＢに到達したガスが液体または固体となり表面層１１を形成できる。 In the third step (S2-4), as in the first operation of the first embodiment, the high frequency voltage RF and RF2 are not supplied and the first gas that is not in the plasma or radical state is supplied, so that the first step is performed. Gas can reach the bottom surface HB of the opening H in the gas state. Further, by cooling the object to be processed at a temperature equal to or lower than the liquefaction temperature of the first gas (for example, a temperature of −150 ° C.), the gas reaching the inner wall surface HA and the bottom surface HB of the opening H becomes liquid or solid and becomes a surface layer. 11 can be formed.
第４のステップ（Ｓ２−５）では、制御回路９によりマスフローコントローラ５２を制御してガス供給源５１から開口４ｂを介して処理室２に第３のガスを導入し、制御回路９により電源８１Ｂを制御して電源部８により処理室２の電極３と電極４との間に高周波電圧ＲＦ２を印加する。第３のガスを導入する前に、制御回路９によりマスフローコントローラ５２を制御して第１のガスの処理室２への導入を停止する（ＧＡＳ１：ＯＦＦ）。
In the fourth step (S2-5), the
第４のステップ（Ｓ２−５）では、高周波電圧ＲＦ２を供給し、第３のガスを導入することにより、表面層１１からフッ素等を離脱させて表面層１１を改質させて保護膜を形成する。高周波電圧ＲＦ２は、高周波電圧ＲＦよりも周波数が高いため、自己バイアス電圧が生じにくい。
In the fourth step (S2-5), a high frequency voltage RF2 is supplied and a third gas is introduced to remove fluorine and the like from the
第４のステップ（Ｓ２−５）において、高周波電圧ＲＦ２に加えて高周波電圧ＲＦを重畳させることにより、表面層１１を改質させるとともに、例えば表面層１１の第２の領域１１ｂの改質部を除去できる。
In the fourth step (S2-5), the
エッチング工程は、図１５に示すように、保護工程の後であってＳ２−１、Ｓ２−２切替の前に第５のステップ（Ｓ２−６）をさらに含んでいてもよい。第５のステップ（Ｓ２−６）は、制御回路９によりマスフローコントローラ５２および電源８１Ａを制御し、第４のガスを導入し、高周波電圧ＲＦを供給する第５の動作を実行することにより行われる。
As shown in FIG. 15, the etching step may further include a fifth step (S2-6) after the protection step and before switching between S2-1 and S2-2. The fifth step (S2-6) is performed by controlling the
第５のステップ（Ｓ２−６）では、制御回路９によりマスフローコントローラ５２を制御してガス供給源５１から開口４ｂを介して処理室２に第４のガスを導入し、制御回路９により電源８１Ａを制御して電源部８により処理室２の電極３と電極４との間に高周波電圧ＲＦを印加する。第４のガスを導入する前に、制御回路９によりマスフローコントローラ５２を制御して第３のガスの処理室２への導入を停止する（ＧＡＳ３：ＯＦＦ）。
In the fifth step (S2-6), the
図１８は、第４のステップ（Ｓ２−５）を説明するための断面模式図であり、Ｘ−Ｚ断面の一部を示す。図１９は、第５のステップ（Ｓ２−６）を説明するための断面模式図であり、Ｘ−Ｚ断面の一部を示す。第４のステップ（Ｓ２−５）において、高周波電圧ＲＦ２を供給し、第３のガスからプラズマやラジカルを生成する場合、表面層１１の少なくとも一部が改質され、例えば図１８に示すように、開口Ｈの内壁面ＨＡおよび底面ＨＢに沿って改質表面層１１Ａが形成される。これに対し、第５のステップ（Ｓ２−６）により、図１９に示すように、改質表面層１１Ａの第２の領域１１ｂおよび第３の領域１１ｃの改質部を除去できるため、その後のＳ２−１、Ｓ２−２切替による開口Ｈのエッチングをスムーズに進めることができる。
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view for explaining the fourth step (S2-5), and shows a part of the XZ cross section. FIG. 19 is a schematic cross-sectional view for explaining the fifth step (S2-6), and shows a part of the XZ cross section. In the fourth step (S2-5), when the high frequency voltage RF2 is supplied and plasma or radicals are generated from the third gas, at least a part of the
第１、第２、第３、第４のガスは、それぞれ、ＣｘＨｙＦｚを含むガス、希ガスを含むガス、水素を含むガス、水素または酸素を含むガスであってもよい。また、第３のステップ（Ｓ２−４）において第１のガスの代わりに第５のガスを用いることもでき、その場合には第１、第２、第３、第４、第５のガスは、それぞれ、ＣｘＨｙＦｚを含むガス、希ガスを含むガス、水素を含むガス、ハロゲンを含むガス、シリコンやタングステンを含むガス（ＳｉＣｌ４もしくはＳｉＦ４、またはＷＦ６を含むガス）であってもよいし、それぞれ、ＣｘＨｙＦｚを含むガス、希ガスを含むガス、酸素を含むガス、ハロゲンを含むガス、シリコンやタングステンを含むガス（ＳｉＣｌ４もしくはＳｉＦ４、またはＷＦ６を含むガス）であってもよい。 The first, second, third, and fourth gases may be a gas containing CxHyFz, a gas containing a rare gas, a gas containing hydrogen, and a gas containing hydrogen or oxygen, respectively. Further, in the third step (S2-4), a fifth gas can be used instead of the first gas, in which case the first, second, third, fourth, and fifth gases are used. , CxHyFz-containing gas, rare gas-containing gas, hydrogen-containing gas, halogen-containing gas, silicon and tungsten-containing gas (SiCl 4 or SiF 4, or WF 6- containing gas), respectively. , CxHyFz-containing gas, rare gas-containing gas, oxygen-containing gas, halogen-containing gas, silicon and tungsten-containing gas (SiCl 4 or SiF 4, or WF 6- containing gas), respectively.
希ガスを含むガスは、例えばＨｅ，Ｎｅ、Ａｒ，Ｋｒ、Ｘｅを含み、エッチングの促進のために好適である。水素を含むガスは、例えばＨ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｏ、ＮＨ３、ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＩ、ＳｉＨ４を含み、フッ素の脱離のために好適である。水素または酸素を含むガスは、例えばＨ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、ＣＯ２を含み、改質部の除去のために好適である。ハロゲンを含むガスは、Ｃｌ２、ＨＢｒ、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８を含み、加工対象物１０に形成されるシリコン膜や酸化シリコン膜等の膜の除去のために好適である。酸素を含むガスは、例えばＯ２、Ｈ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、ＣＯ、ＣＯ２を含み、表面層１１の酸化のために好適である。
The gas containing the rare gas contains, for example, He, Ne, Ar, Kr, and Xe, and is suitable for promoting etching. The hydrogen-containing gas contains, for example, H 2 , H 2 S, H 2 O, NH 3 , HBr, HCl, HI, SiH 4 , and is suitable for the desorption of fluorine. The gas containing hydrogen or oxygen contains, for example, H 2 , H 2 O, O 2 , and CO 2 , and is suitable for removing the reformed portion. The halogen-containing gas contains Cl 2 , HBr, CF 4 , and C 4 F 8 , and is suitable for removing a film such as a silicon film or a silicon oxide film formed on the object to be processed 10. The oxygen-containing gas contains, for example, O 2 , H 2 O, NO, NO 2 , CO, CO 2 , and is suitable for oxidation of the
第３のガスが水素原子または酸素原子を含む場合、表面層１１中のフッ素原子を水素原子または酸素原子と反応させて脱離させることができる。これにより、例えば表面層１１よりもカーボンリッチな改質表面層１１Ａを形成でき、改質表面層１１Ａのフッ素濃度を表面層１１中のフッ素濃度よりも低減できる。これにより、高エネルギーのイオンが改質表面層１１Ａに入射しても開口Ｈの内壁面ＨＡのエッチングを抑制できる。
When the third gas contains a hydrogen atom or an oxygen atom, the fluorine atom in the
第３のステップ（Ｓ２−４）において第５のガス、例えばＳｉＣｌ４を用いる場合、第４のステップ（Ｓ２−５）において水素を含むガスによってＣｌをＨＣｌとして表面層１１から引き抜いて除去することにより、シリコン膜を形成して内壁面ＨＡを保護できる。また第４のステップ（Ｓ２−５）において、酸素を含むガスを用いる場合、ＳｉＣｌ４の表面層１１を酸化し、シリコン酸化物膜を形成して内壁面ＨＡを保護できる。
Fifth gas in the third step (S2-4), for example, the case of using SiCl 4, be removed by pulling out from the
本実施形態では、表面層１１を改質することによりエッチング耐性を高めて開口Ｈの内壁面ＨＡのエッチングを抑制する。これにより、高アスペクト比の開口Ｈを形成しやすくできる。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態は、他の実施形態と適宜組み合わせることができる。 It should be noted that this embodiment can be appropriately combined with other embodiments.
＜第４の実施形態＞
図２０は、半導体装置の製造方法の他の例を説明するためのフローチャートである。半導体装置は、例えば３次元メモリである。半導体装置の製造方法の他の例は、準備工程（Ｓ１）と、エッチング工程（Ｓ２）と、メモリ層形成工程（Ｓ３）と、を具備する。なお、準備工程およびメモリ層形成工程は、第１の実施形態と同じであるため、本実施形態では説明を省略する。
<Fourth Embodiment>
FIG. 20 is a flowchart for explaining another example of a method for manufacturing a semiconductor device. The semiconductor device is, for example, a three-dimensional memory. Another example of the method for manufacturing a semiconductor device includes a preparation step (S1), an etching step (S2), and a memory layer forming step (S3). Since the preparation step and the memory layer forming step are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted in this embodiment.
［エッチング工程］
（エッチング装置の他の構成例）
エッチング工程に使用可能な半導体製造装置（エッチング装置）は、第１の実施形態の半導体製造装置と同じ構成要素を具備する。図３に示すエッチング装置１と同じ部分については第１の実施形態の説明を適宜援用する。
[Etching process]
(Other configuration examples of etching equipment)
The semiconductor manufacturing apparatus (etching apparatus) that can be used in the etching step includes the same components as the semiconductor manufacturing apparatus of the first embodiment. For the same portion as the
本実施形態の半導体製造装置は、加工対象物１０の冷却温度および処理室２内の圧力を変化させることができる。加工対象物１０の冷却温度は、例えば制御回路９により冷却装置７を制御することにより調整できる。処理室２内の圧力は、例えば制御回路９によりマスフローコントローラ５２を制御することにより調整できる。
The semiconductor manufacturing apparatus of this embodiment can change the cooling temperature of the object to be processed 10 and the pressure in the
（エッチング方法の他の例）
エッチング工程は、図２０に示すように、第１のステップ（Ｓ２−１）と第２のステップ（Ｓ２−２）とを、例えば開口Ｈのアスペクト比が所望の値に到達するまで、交互に切り替える工程を含み、第１のステップ（Ｓ２−１）が第１のサブステップ（Ｓ２−１−１）と、第２のサブステップ（Ｓ２−１−２）と、第３のサブステップ（Ｓ２−１−３）と、第４のサブステップ（Ｓ２−１−４）と、を含む。
(Other examples of etching method)
In the etching step, as shown in FIG. 20, the first step (S2-1) and the second step (S2-2) are alternately performed until, for example, the aspect ratio of the opening H reaches a desired value. The first step (S2-1) includes a step of switching, a first substep (S2-1-1), a second substep (S2-1-2), and a third substep (S2). -1-3) and the fourth sub-step (S2-1-4) are included.
図２１は、エッチング方法の他の例を説明するためのタイミングチャートである。第１のサブステップ（Ｓ２−１−１）ないし第４のサブステップ（Ｓ２−１−４）は、制御回路９により、冷却装置７およびマスフローコントローラ５２を制御して、第１のガスの相図に応じて温度および圧力を変化させることにより行われる。
FIG. 21 is a timing chart for explaining another example of the etching method. In the first sub-step (S2-1-1) to the fourth sub-step (S2-1-4), the
図２２は、第１のガスの状態の例を示す相図である。第１のガスの相図は、温度を示す横軸と、圧力を示す縦軸により表され、図２２に示すように、気相領域と、液相領域と、固相領域と、気相、液相、および固相の三重点と、を有する。 FIG. 22 is a phase diagram showing an example of the state of the first gas. The phase diagram of the first gas is represented by a horizontal axis indicating temperature and a vertical axis indicating pressure, and as shown in FIG. 22, a gas phase region, a liquid phase region, a solid phase region, and a gas phase, It has a liquid phase and a triple point of a solid phase.
第１のサブステップ（Ｓ２−１−１）では、制御回路９により電源８１を制御して電源部８により処理室２の電極３と電極４との間に高周波電圧を印加せず（ＲＦ：ＯＦＦ）、制御回路９により冷却装置７およびマスフローコントローラ５２を制御して第１のガスの固相領域における第１温度および第１圧力（図２２の（１））でガス供給源５１から開口４ｂを介して処理室２に第１のガスを導入する（第１のサブ動作）。第１温度は、例えば三重点の温度よりも高い。第１圧力は、例えば三重点の圧力よりも高い。なお、制御回路９によりマスフローコントローラ５２を制御して第２のガスを処理室２に導入する（ＧＡＳ２：ＯＮ）。第２のガスは、図２１に示すように、第１のサブステップ（Ｓ２−１−１）ないし第４のサブステップ（Ｓ２−１−４）、および第２のステップ（Ｓ２−２）の間、処理室２に導入されることが好ましい。これにより、処理室２内の圧力の低下を抑制できる。
In the first sub-step (S2-1-1), the
第２のサブステップ（Ｓ２−１−２）では、制御回路９により電源８１を制御して電源部８により処理室２の電極３と電極４との間に高周波電圧を印加せず（ＲＦ：ＯＦＦ）、制御回路９により冷却装置７およびマスフローコントローラ５２を制御して第１のガスの液相領域における第１温度よりも低い第２温度および第２圧力（図２２の（２））で加工対象物１０を冷却する（第２のサブ動作）。
In the second sub-step (S2-1-2), the
第２のサブステップ（Ｓ２−１−２）では、第１のガスの液相領域における第２温度および第２圧力で加工対象物１０を冷却することにより、加工対象物１０の表面に液相の表面層１１を形成する。液相の表面層１１は、固相の表面層１１よりも流動性が高い。よって、液相の表面層１１を形成することにより、底面ＨＢにも表面層１１を形成しやすくできる。
In the second sub-step (S2-1-2), the liquid phase on the surface of the
第２温度は、例えば第１温度よりも低く三重点の温度よりも高い。第２圧力は、第１のガスの三重点の圧力よりも高いことが好ましい。三重点の圧力よりも低い第２圧力の場合、第１のガスは、図２２に示すように、温度の低下に伴い気相から固相に直接変化するため、液相の形成が困難である。また、圧力を高めることにより液相領域を広げることができる。第１のガスの三重点は、ガス種毎に異なり、ＣＨＦ３ガスの場合、三重点の温度は例えば−１５５℃であり、圧力は例えば４５６ｍＴｏｒｒである。Ｃ４Ｆ８ガスの場合、三重点の温度は例えば−４０．０４℃である。ＣＦ４ガスの場合、三重点の温度は例えば−１８３．５℃である。ＳＦ６ガスの場合、三重点の温度は、例えば−４９．４４５℃である。なお、三重点は、使用する処理室２や温度および圧力の計測方法によりズレが発生する場合があるため、使用する装置において相変化する温度や圧力を確認することが好ましい。第２圧力は、第１圧力と同じ圧力であってもよい。
The second temperature is, for example, lower than the first temperature and higher than the temperature of the triple point. The second pressure is preferably higher than the pressure at the triple point of the first gas. In the case of a second pressure lower than the triple point pressure, as shown in FIG. 22, the first gas directly changes from the gas phase to the solid phase as the temperature decreases, so that it is difficult to form a liquid phase. .. In addition, the liquid phase region can be widened by increasing the pressure. The triple point of the first gas differs depending on the gas type, and in the case of CHF 3 gas, the temperature of the triple point is, for example, -155 ° C., and the pressure is, for example, 456 mTorr. In the case of C 4 F 8 gas, the temperature of the triple point is, for example, -40.04 ° C. In the case of CF 4 gas, the temperature of the triple point is, for example, -183.5 ° C. In the case of SF 6 gas, the temperature of the triple point is, for example, −49.445 ° C. Since the triple point may deviate depending on the
図２３および図２４は、相状態の違いによる表面層１１の形状の違いを説明するための断面模式図であり、Ｘ−Ｚ断面の一部を示す。
23 and 24 are schematic cross-sectional views for explaining the difference in the shape of the
第２のサブステップ（Ｓ２−１−２）において、第１のガスの固相領域において固相の表面層１１を形成する場合、表面層１１の固相が低い流動性を有するため、図２３に示すように、開口Ｈの底面ＨＢにおいて表面層１１（第２の領域１１ｂ）が形成されにくい。この場合、底面ＨＢはエッチングされにくいため、エッチングレートが低下する。
In the second substep (S2-1-2), when the solid
これに対し、第２のサブステップ（Ｓ２−１−２）において、第１のガスの液相領域において液相の表面層１１を形成する場合、表面層１１の液相が高い流動性を有するため、図２４に示すように、底面ＨＢに表面層１１を厚く形成できるため、第１の領域１１ａないし第３の領域１１ｃを形成することができる。この場合、底面ＨＢは第２の領域１１ｂによりエッチングされやすくなるため、エッチングレートが向上する。
On the other hand, in the second sub-step (S2-1-2), when the
第３のサブステップ（Ｓ２−１−３）では、制御回路９により電源８１を制御して電源部８により処理室２の電極３と電極４との間に高周波電圧を印加せず（ＲＦ：ＯＦＦ）、制御回路９により冷却装置７およびマスフローコントローラ５２を制御して第１のガスの固相領域における第２の温度よりも低い第３温度および第３圧力（図２２の（３））で加工対象物１０を冷却する（第３のサブ動作）。第３温度は、例えば三重点の温度よりも低い。第３圧力は、例えば三重点の圧力よりも高い。第３圧力は、第２圧力と同じ圧力であってもよい。なお、制御回路９によりマスフローコントローラ５２を制御して所定の期間に第１のガスの処理室２への導入を停止する。図２１は、第３のサブステップ（Ｓ２−１−３）で第１のガスの処理室２への導入を停止する例（ＧＡＳ１：ＯＦＦ）を示す。
In the third sub-step (S2-1-3), the
第３のサブステップ（Ｓ２−１−３）では、第１のガスの固相領域における第３温度および第３圧力で加工対象物１０を冷却することにより、加工対象物１０の表面に固相の表面層１１を形成する。第２のサブステップ（２−１−３）により液相の表面層１１を形成することにより、第３のサブステップ（Ｓ２−１−３）により底面ＨＢに固相の表面層１１を形成できるため、第１の領域１１ａないし第３の領域１１ｃを形成することができる。
In the third sub-step (S2-1-3), the
第４のサブステップ（Ｓ２−１−４）では、制御回路９により電源８１を制御して電源部８により処理室２の電極３と電極４との間に高周波電圧を印加せず（ＲＦ：ＯＦＦ）、制御回路９により冷却装置７およびマスフローコントローラ５２を制御して第１のガスの固相領域における第４温度および第３圧力よりも低い第４圧力（図２２の（４））で加工対象物１０を冷却する（第４のサブ動作）。第４温度は、例えば三重点の温度よりも低い。第４温度は、第３温度と同じ温度であってもよい。第４圧力は、例えば三重点の圧力よりも低い。
In the fourth sub-step (S2-1-4), the
第４のサブステップ（Ｓ２−１−４）後の第２のステップ（Ｓ２−２）において、高圧力の第３圧力のままでプラズマを生成すると、プラズマの均一性が悪化し、シース内の衝突頻度を増加させて、イオンエネルギーが減少する。これは、加工処理物１０の均一なエッチングを妨げる。これに対し、第３圧力よりも低い第４圧力に降圧することにより、均一なプラズマを生成できる。
In the second step (S2-2) after the fourth sub-step (S2-1-4), if plasma is generated with the third pressure of high pressure, the uniformity of plasma deteriorates and the inside of the sheath deteriorates. The collision frequency is increased and the ion energy is reduced. This hinders uniform etching of the processed
第２のステップ（Ｓ２−２）は、図４を参照して説明したエッチング方法例と同様に、制御回路９により冷却装置７、マスフローコントローラ５２および電源８１を制御し、第４温度および第４圧力で第２のガスを導入して高周波電圧を供給する第２の動作を実行することにより行われる。よって、第１の実施形態の説明を適宜援用する。
In the second step (S2-2), the
以上のように、エッチング方法の他の例では、第１のガスの液相領域における高圧および低温で液相の表面層を形成した後に、第１の領域の固相領域における低圧および低温で加工対象物１０をエッチングすることにより、高アスペクト比の開口Ｈを形成する場合であってもエッチングレートを向上させて高速なエッチングを実現することができる。
As described above, in another example of the etching method, after forming the surface layer of the liquid phase at high pressure and low temperature in the liquid phase region of the first gas, it is processed at low pressure and low temperature in the solid phase region of the first region. By etching the
なお、本実施形態は、他の実施形態と適宜組み合わせることができる。 It should be noted that this embodiment can be appropriately combined with other embodiments.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
１…エッチング装置、２…処理室、３…電極、３ａ…表面、４…電極、４ａ…表面、４ｂ…開口、５…ガス供給部、６…ガス排出部、７…冷却装置、８…電源部、９…制御回路、１０…加工対象物、１１…表面層、１１ａ…第１の領域、１１ｂ…第２の領域、１１ｃ…第３の領域、１２…光源、１３…光導波路、１４…透過体、５１…ガス供給源、５２…マスフローコントローラ、６１…バルブ、６２…ターボ分子ポンプ、６３…ドライポンプ、７１…チラー、７２…冷媒管、８１…電源、８１Ａ…電源、８１Ｂ…電源、８２ 整合回路、８２…整合回路、８２Ａ…整合回路、８２Ｂ…整合回路、１０１…基板、１０２…下地層、１０３…第１の層、１０４…第２の層、１０５…導電膜、１０６…マスク層、１０７…コア絶縁膜、１０８…半導体チャネル層、１０９…メモリ膜、１１０…導電層、１９１…トンネル絶縁膜、１９２…電荷蓄積層、１９３…ブロック絶縁膜。 1 ... Etching device, 2 ... Processing chamber, 3 ... Electrode, 3a ... Surface, 4 ... Electrode, 4a ... Surface, 4b ... Opening, 5 ... Gas supply section, 6 ... Gas discharge section, 7 ... Cooling device, 8 ... Power supply Unit, 9 ... control circuit, 10 ... object to be machined, 11 ... surface layer, 11a ... first region, 11b ... second region, 11c ... third region, 12 ... light source, 13 ... optical waveguide, 14 ... Permeator, 51 ... gas supply source, 52 ... mass flow controller, 61 ... valve, 62 ... turbo molecular pump, 63 ... dry pump, 71 ... chiller, 72 ... refrigerant pipe, 81 ... power supply, 81A ... power supply, 81B ... power supply, 82 matching circuit, 82 ... matching circuit, 82A ... matching circuit, 82B ... matching circuit, 101 ... substrate, 102 ... base layer, 103 ... first layer, 104 ... second layer, 105 ... conductive film, 106 ... mask Layers, 107 ... core insulating film, 108 ... semiconductor channel layer, 109 ... memory film, 110 ... conductive layer, 191 ... tunnel insulating film, 192 ... charge storage layer, 193 ... block insulating film.
Claims (21)
前記第１のガスとは異なり、前記温度で気体状態の第２のガスを導入し、前記高周波電圧を供給することにより、前記第２のガスからプラズマを生成して前記プラズマを用いたスパッタリングにより前記加工対象物をエッチングする第２のステップと、
を交互に切り替える工程を具備する、エッチング方法。 A first gas that does not supply a high-frequency voltage and introduces a first gas containing fluorine atoms to form a surface layer on the surface of a work object cooled at a temperature equal to or lower than the liquefaction temperature of the first gas. Steps and
Unlike the first gas, a second gas in a gaseous state at the temperature is introduced and the high frequency voltage is supplied to generate plasma from the second gas by sputtering using the plasma. The second step of etching the object to be processed and
An etching method comprising a step of alternately switching between.
水素原子を含む第３のガスを導入し、前記高周波電圧を供給することにより、前記表面層を改質する第４のステップと、
を交互に切り替える工程をさらに具備する、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。 The third step of introducing the first gas without supplying a high frequency voltage, and
A fourth step of modifying the surface layer by introducing a third gas containing a hydrogen atom and supplying the high frequency voltage.
The etching method according to any one of claims 1 to 3, further comprising a step of alternately switching the above.
前記高周波電圧を供給せず、前記第１のガスの気相領域における第１温度および第１圧力で前記第１のガスを導入する第１のサブステップと、
前記高周波電圧を供給せず、前記第１のガスの液相領域における前記第１温度よりも低い第２温度および第２圧力で前記加工対象物を冷却することにより、液相の前記表面層を形成する第２のサブステップと、
前記高周波電圧を供給せず、前記第１のガスの固相領域における前記第２温度よりも低い第３温度および第３圧力で前記加工対象物を冷却することにより、固相の前記表面層を形成する第３のサブステップと、
前記高周波電圧を供給せず、前記固相領域における第４温度および前記第３圧力よりも低い第４圧力で前記加工対象物を冷却する第４のサブステップと、
を含み、
前記第２のステップは、前記第２のガスを導入し、前記高周波電圧を供給することにより、前記固相領域における前記第４温度および前記第４圧力で前記第２のガスからプラズマを生成して前記プラズマを用いたスパッタリングにより前記加工対象物をエッチングする、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のエッチング方法。 The first step is
A first sub-step of introducing the first gas at a first temperature and a first pressure in the gas phase region of the first gas without supplying the high frequency voltage.
The surface layer of the liquid phase is cooled by cooling the workpiece at a second temperature and a second pressure lower than the first temperature in the liquid phase region of the first gas without supplying the high frequency voltage. The second substep to form and
The surface layer of the solid phase is formed by cooling the work object at a third temperature and a third pressure lower than the second temperature in the solid phase region of the first gas without supplying the high frequency voltage. The third substep to form and
A fourth sub-step of cooling the workpiece at a fourth temperature in the solid phase region and a fourth pressure lower than the third pressure without supplying the high frequency voltage.
Including
In the second step, by introducing the second gas and supplying the high frequency voltage, plasma is generated from the second gas at the fourth temperature and the fourth pressure in the solid phase region. The etching method according to any one of claims 1 to 5, wherein the object to be processed is etched by sputtering using the plasma.
前記処理室に配置される加工対象物をフッ素原子を含む第１のガスの液化温度以下の温度で冷却する冷却装置と、
前記処理室に高周波電圧を供給する電源と、
前記高周波電圧を供給せず前記第１のガスを導入する第１の動作と、前記第１のガスとは異なり、前記温度で気体状態の第２のガスを導入して前記高周波電圧を供給する第２の動作と、を交互に切り替える制御回路と、
を具備する、半導体製造装置。 With the processing room
A cooling device that cools the object to be processed arranged in the processing chamber at a temperature equal to or lower than the liquefaction temperature of the first gas containing fluorine atoms.
A power supply that supplies a high-frequency voltage to the processing chamber and
Unlike the first operation of introducing the first gas without supplying the high frequency voltage and the first gas, a second gas in a gaseous state at the temperature is introduced to supply the high frequency voltage. A control circuit that alternately switches between the second operation and
A semiconductor manufacturing apparatus.
高周波電圧を供給せず、前記第１のガスを導入する第３の動作と、
水素原子を含む第３のガスを導入し、前記高周波電圧を供給する第４の動作と、
の実行を制御する、請求項８ないし請求項１０のいずれか一項に記載の半導体製造装置。 The control circuit
The third operation of introducing the first gas without supplying a high frequency voltage, and
The fourth operation of introducing a third gas containing a hydrogen atom and supplying the high frequency voltage, and
The semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 8 to 10, which controls the execution of the above.
前記高周波電圧を供給せず、前記第１のガスの気相領域における第１温度および第１圧力で前記第１のガスを導入する第１のサブ動作と、
前記高周波電圧を供給せず、前記第１のガスの液相領域における前記第１温度よりも低い第２温度および第２圧力で前記加工対象物を冷却する第２のサブ動作と、
前記高周波電圧を供給せず、前記第１のガスの固相領域における前記第２温度よりも低い第３温度および第３圧力で前記加工対象物を冷却する第３のサブ動作と、
前記高周波電圧を供給せず、前記固相領域における第４温度および前記第３圧力よりも低い第４圧力で前記加工対象物を冷却する第４のサブ動作と、
を含む、請求項８ないし請求項１２のいずれか一項に記載の半導体製造装置。 The first operation is
The first sub-operation of introducing the first gas at the first temperature and the first pressure in the gas phase region of the first gas without supplying the high frequency voltage.
A second sub-operation of cooling the workpiece at a second temperature and a second pressure lower than the first temperature in the liquid phase region of the first gas without supplying the high frequency voltage.
A third sub-operation of cooling the workpiece at a third temperature and a third pressure lower than the second temperature in the solid phase region of the first gas without supplying the high frequency voltage.
A fourth sub-operation of cooling the workpiece at a fourth temperature in the solid phase region and a fourth pressure lower than the third pressure without supplying the high frequency voltage.
The semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 8 to 12, comprising the above.
高周波電圧を供給せず、フッ素原子を含む第１のガスを導入することにより、前記第１のガスの液化温度以下の温度で冷却された前記加工対象物の表面に表面層を形成する第１のステップと、前記第１のガスとは異なり、前記温度で気体状態の第２のガスを導入し、前記高周波電圧を供給することにより、前記第２のガスからプラズマを生成して前記プラズマを用いたスパッタリングにより前記加工対象物をエッチングする第２のステップと、を交互に切り替える工程と、
を具備する、半導体装置の製造方法。 The process of preparing a work object having a film to be processed provided on a semiconductor substrate, and
By introducing a first gas containing a fluorine atom without supplying a high frequency voltage, a surface layer is formed on the surface of the work object cooled at a temperature equal to or lower than the liquefaction temperature of the first gas. And the step, unlike the first gas, a second gas in a gaseous state at the temperature is introduced, and the high frequency voltage is supplied to generate plasma from the second gas to generate the plasma. A step of alternately switching between the second step of etching the workpiece by the sputtering used and
A method for manufacturing a semiconductor device.
水素原子を含む第３のガスを導入し、前記高周波電圧を供給することにより、前記表面層を改質する第４のステップと、
を交互に切り替える工程をさらに具備する、請求項１５ないし請求項１７のいずれか一項に記載の製造方法。 The third step of introducing the first gas without supplying a high frequency voltage, and
A fourth step of modifying the surface layer by introducing a third gas containing a hydrogen atom and supplying the high frequency voltage.
The manufacturing method according to any one of claims 15 to 17, further comprising a step of alternately switching the above.
前記高周波電圧を供給せず、前記第１のガスの気相領域における第１温度および第１圧力で前記第１のガスを導入する第１のサブステップと、
前記高周波電圧を供給せず、前記第１のガスの液相領域における前記第１温度よりも低い第２温度および第２圧力で前記加工対象物を冷却することにより、前記表面層を形成する第２のサブステップと、
前記高周波電圧を供給せず、前記第１のガスの固相領域における前記第２温度よりも低い第３温度および第３圧力で前記加工対象物を冷却する第３のサブステップと、
前記高周波電圧を供給せず、前記固相領域における第４温度および前記第３圧力よりも低い第４圧力で前記加工対象物を冷却する第４のサブステップと、
を含み、
前記第２のステップは、前記第２のガスを導入し、前記高周波電圧を供給することにより、前記固相領域における前記第４温度および前記第４圧力で前記第２のガスからプラズマを生成して前記プラズマを用いたスパッタリングにより前記加工対象物をエッチングする、請求項１５ないし請求項１９のいずれか一項に記載の製造方法。 The first step is
A first sub-step of introducing the first gas at a first temperature and a first pressure in the gas phase region of the first gas without supplying the high frequency voltage.
The surface layer is formed by cooling the workpiece at a second temperature and a second pressure lower than the first temperature in the liquid phase region of the first gas without supplying the high frequency voltage. 2 substeps and
A third sub-step of cooling the workpiece at a third temperature and a third pressure lower than the second temperature in the solid phase region of the first gas without supplying the high frequency voltage.
A fourth sub-step of cooling the workpiece at a fourth temperature in the solid phase region and a fourth pressure lower than the third pressure without supplying the high frequency voltage.
Including
In the second step, by introducing the second gas and supplying the high frequency voltage, plasma is generated from the second gas at the fourth temperature and the fourth pressure in the solid phase region. The production method according to any one of claims 15 to 19, wherein the processed object is etched by sputtering using the plasma.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16/819,348 US11651969B2 (en) | 2019-07-18 | 2020-03-16 | Etching method, semiconductor manufacturing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
| TW109123363A TWI817025B (en) | 2019-07-18 | 2020-07-10 | Etching method, semiconductor manufacturing device, and manufacturing method of semiconductor device |
| CN202010692644.7A CN112242301B (en) | 2019-07-18 | 2020-07-17 | Etching method, semiconductor manufacturing apparatus, and method for manufacturing semiconductor device |
| US18/080,838 US20230114349A1 (en) | 2019-07-18 | 2022-12-14 | Etching method, semiconductor manufacturing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019132868 | 2019-07-18 | ||
| JP2019132868 | 2019-07-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021019185A true JP2021019185A (en) | 2021-02-15 |
| JP7413093B2 JP7413093B2 (en) | 2024-01-15 |
Family
ID=74563778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020042953A Active JP7413093B2 (en) | 2019-07-18 | 2020-03-12 | Etching method, semiconductor manufacturing equipment, and semiconductor device manufacturing method |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7413093B2 (en) |
| TW (1) | TWI817025B (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022220170A1 (en) * | 2021-04-15 | 2022-10-20 | 東京エレクトロン株式会社 | Etching method and processing device |
| WO2023063176A1 (en) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | 東京エレクトロン株式会社 | Manufacturing method for semiconductor device |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62186533A (en) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Fujitsu Ltd | Etching method of semiconductor device |
| JP2013201302A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
| JP2015046564A (en) * | 2013-07-31 | 2015-03-12 | 東京エレクトロン株式会社 | Semiconductor device manufacturing method |
| JP2015061073A (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | アイメック・ヴェーゼットウェーＩｍｅｃ Ｖｚｗ | Protection of porous substrates before treatment |
| JP2018073962A (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Plasma processing apparatus |
| JP2019071346A (en) * | 2017-10-10 | 2019-05-09 | 積水化学工業株式会社 | Surface treatment method and apparatus |
| WO2019117130A1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma etching method and plasma etching apparatus |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6604911B2 (en) * | 2016-06-23 | 2019-11-13 | 東京エレクトロン株式会社 | Etching method |
| JP6929148B2 (en) * | 2017-06-30 | 2021-09-01 | 東京エレクトロン株式会社 | Etching method and etching equipment |
-
2020
- 2020-03-12 JP JP2020042953A patent/JP7413093B2/en active Active
- 2020-07-10 TW TW109123363A patent/TWI817025B/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62186533A (en) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Fujitsu Ltd | Etching method of semiconductor device |
| JP2013201302A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
| JP2015046564A (en) * | 2013-07-31 | 2015-03-12 | 東京エレクトロン株式会社 | Semiconductor device manufacturing method |
| JP2015061073A (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | アイメック・ヴェーゼットウェーＩｍｅｃ Ｖｚｗ | Protection of porous substrates before treatment |
| JP2018073962A (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Plasma processing apparatus |
| JP2019071346A (en) * | 2017-10-10 | 2019-05-09 | 積水化学工業株式会社 | Surface treatment method and apparatus |
| WO2019117130A1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma etching method and plasma etching apparatus |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022220170A1 (en) * | 2021-04-15 | 2022-10-20 | 東京エレクトロン株式会社 | Etching method and processing device |
| WO2023063176A1 (en) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | 東京エレクトロン株式会社 | Manufacturing method for semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7413093B2 (en) | 2024-01-15 |
| TW202105517A (en) | 2021-02-01 |
| TWI817025B (en) | 2023-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI556305B (en) | Selective etch of silicon by way of metastable hydrogen termination | |
| TWI602241B (en) | Etching processing method and substrate processing apparatus | |
| US10475659B2 (en) | Method of processing target object | |
| KR102358732B1 (en) | Plasma etching method and plasma etching apparatus | |
| CN104350584A (en) | Substrate processing apparatus and substrate processing method | |
| US9428838B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
| US20220051904A1 (en) | Etching method | |
| TW201608605A (en) | Modification treatment method and method of manufacturing semiconductor device | |
| JP7413093B2 (en) | Etching method, semiconductor manufacturing equipment, and semiconductor device manufacturing method | |
| US10553442B2 (en) | Etching method | |
| US9147556B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
| US20220282366A1 (en) | High density, modulus, and hardness amorphous carbon films at low pressure | |
| KR20220150845A (en) | Substrate processing method and plasma processing apparatus | |
| KR20210134224A (en) | Substrate processing method and plasma processing apparatus | |
| US7351665B2 (en) | Plasma etching method, plasma etching apparatus, control program, computer recording medium and recording medium having processing recipe recorded thereon | |
| US20230114349A1 (en) | Etching method, semiconductor manufacturing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device | |
| JP7158252B2 (en) | Plasma etching method and plasma etching apparatus | |
| WO2023008025A1 (en) | Etching method, method for manufacturing semiconductor device, etching program, and plasma processing device | |
| CN110164764B (en) | Plasma etching method and plasma etching apparatus | |
| TW201903885A (en) | Selective formation of silicon-containing spacer | |
| US7229563B2 (en) | Plasma etching of Ni-containing materials | |
| JP2024044428A (en) | Etching method and etching apparatus | |
| KR20210000274A (en) | Etching method and etching apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220907 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230615 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230801 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230914 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231128 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231227 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7413093 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |