等离子体处理方法技术

对含有硼的硅膜、多晶硅膜进行等离子体蚀刻的等离子体处理方法使用卤素气体、含有氟的气体、以及三氯化硼气体的混合气体，对含有所述硼的多晶硅膜进行蚀刻。由此，能够在对含有硼的多晶硅膜进行等离子体蚀刻时，实现蚀刻速率的提高，抑制蚀刻不良。抑制蚀刻不良。抑制蚀刻不良。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体处理方法


[0001]本专利技术涉及等离子体处理方法。

技术介绍

[0002]在半导体器件的制造工序中，要求应对半导体装置所包含的组件的微细化、集成化。例如，在集成电路、纳米电子机械系统中，进一步推进构造物的纳米级化。
[0003]通常，在半导体器件的制造工序中，为了成型微细图案而使用光刻技术。在该技术中，在抗蚀剂层上应用器件构造的图案，选择性地对通过抗蚀剂层的图案，而露出的基板进行蚀刻去除。在之后的处理工序中，只要在蚀刻区域内堆积其他材料，就能够形成集成电路。
[0004]特别是近年来，伴随着Flash、DRAM等存储器件的高集成化、高速化，要求能够形成高纵横比的图案构造的蚀刻。以往，使用多晶硅的硬掩模对几微米的绝缘膜进行了蚀刻，但出于对与绝缘膜的选择性的限制、以及担心进一步的厚膜化等原因，作为耐蚀刻材料，研究了硼掺杂多晶硅的应用。例如，在专利文献1中公开了将硼掺杂多晶硅用作硬掩模材料之一。此外，作为对以往的对多晶硅、掺杂的多晶硅进行蚀刻的技术，在专利文献2中公开了使用氯和溴的混合气体。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：美国专利公开第2014/0057442号说明书
[0008]专利文献2：美国专利公开第2013/0244394号说明书
[0009]专利文献3：日本特开2019
‑
80000号说明书

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的课题
[0011]但是，若在以往的蚀刻条件下对耐蚀刻材料的硼掺杂多晶硅进行蚀刻，则存在伴随着蚀刻速率的降低而导致蚀刻终止(stop)(蚀刻的停止)、锥形形状形成等蚀刻不良等问题。此外，若用氟气蚀刻硼掺杂多晶硅，则还存在导致侧面蚀刻(side etching)(咬边)、翘曲(bowing)形状形成等蚀刻不良等问题。
[0012]此外，在专利文献3中公开了将含有硼(B)的硅膜作为掩模膜使用。然而，对于如何对含有硼(B)的硅膜的掩模膜进行蚀刻，在专利文献3中没有具体的记载。
[0013]本专利技术鉴于这样的现有技术的课题，其目的在于，提供一种等离子体处理方法，在对含有硼的硅膜、多晶硅膜进行等离子体蚀刻时，能够实现蚀刻速率的提高，抑制蚀刻不良。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]为了解决上述课题，代表性的本专利技术所涉及的等离子体处理方法之一是，在对含有硼的硅膜进行等离子体蚀刻的等离子体处理方法中，
[0016]通过使用卤素气体、含有氟的气体、以及三氯化硼气体的混合气体，对含有所述硼的硅膜进行蚀刻来实现。
[0017]进而，代表性的本专利技术所涉及的等离子体处理方法之一是，在对含有硼的硅膜进行等离子体蚀刻的等离子体处理方法中，
[0018]通过使用氯气、三氟化氮气体、三氯化硼气体、以及氧气，对含有所述硼的硅膜进行蚀刻来实现。
[0019]进而，代表性的本专利技术所涉及的等离子体处理方法之一是，在对含有硼的硅膜进行等离子体蚀刻的等离子体处理方法中，
[0020]通过使用氯气、三氟化氮气体、三氯化硼气体、氧气、以及溴化氢气体，对含有所述硼的硅膜进行蚀刻来实现。
[0021]进而，代表性的本专利技术所涉及的等离子体处理方法之一是，在对含有硼的多晶硅膜进行等离子体蚀刻的等离子体处理方法中，
[0022]使用卤素气体、含有氟的气体、以及三氯化硼气体的混合气体，对含有所述硼的多晶硅膜进行蚀刻，
[0023]所述卤素气体是溴化氢气体、氯化氢气体、碘化氢气体中的至少一种气体。
[0024]进而，代表性的本专利技术所涉及的等离子体处理方法之一是，在对含有硼的多晶硅膜进行等离子体蚀刻的等离子体处理方法中，
[0025]通过使用氯气、三氟化氮气体、三氯化硼气体、以及氧气，对含有所述硼的多晶硅膜进行蚀刻来实现。
[0026]进而，代表性的本专利技术所涉及的等离子体处理方法之一是，在对含有硼的多晶硅膜进行等离子体蚀刻的等离子体处理方法中，
[0027]通过使用氯气、三氟化氮气体、三氯化硼气体、氧气、以及溴化氢气体，对含有所述硼的多晶硅膜进行蚀刻来实现。
[0028]专利技术效果
[0029]根据本专利技术，提供一种等离子体处理方法，能够在对含有硼的硅膜、多晶硅膜进行等离子体蚀刻时实现蚀刻速率的提高，抑制蚀刻不良。
[0030]上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明而变得明确。
附图说明
[0031]图1是本实施方式所涉及的等离子体蚀刻装置的概略剖视图。
[0032]图2A是本实施方式所涉及的等离子体蚀刻处理前的被蚀刻材料的剖面示意图。
[0033]图2B是本实施方式所涉及的等离子体蚀刻处理后的被蚀刻材料的剖面示意图。
[0034]图3A是表示形状异常的被蚀刻材料的加工剖面的示意图，是表示蚀刻终止等的例子的图。
[0035]图3B是表示形状异常的被蚀刻材料的加工剖面的示意图，是表示侧面蚀刻等的例子的图。
[0036]图4A是表示蚀刻气体中的BCl3气体流量的比例与开口尺寸的关系的曲线图。
[0037]图4B是示出BCl3气体流量的比例与对氮化硅膜、对硅氧化膜选择比的关系的曲线图。
[0038]图5是表示硅氧化膜残膜量与TM偏压的占空(Duty)比(％)的关系的曲线图。
[0039]图6是表示使处理压力为2Pa以下的时的被蚀刻材料的剖面形状的图。
具体实施方式
[0040][实施方式][0041]图1是表示在本实施方式中使用的微波ECR(Electron Cyclotron Resonance，电子回旋共振)等离子体方式的蚀刻处理装置的概略纵剖视图。
[0042]由电源101振荡出的2.45GHz的微波在波导管102中传播，透过电介质窗103供给到处理室104。蚀刻处理用气体从具有多个贯通孔的簇射板(shower plate)106向处理室104供给。在处理室104的外周以及电介质窗103的上方配置有多个螺线管线圈(solenoid coil)105，通过控制螺线管线圈105的电流值，生成所希望的磁场。然后，通过微波与磁场的相互作用来进行电子回旋共振，从而被供给至处理室104的蚀刻处理用气体被激励，生成高密度等离子体107。将使用该高密度等离子体107对被蚀刻材料进行蚀刻称为等离子体蚀刻。
[0043]具有被蚀刻材料的晶片109载置于收容于处理室104的试样台108的上表面。试样台108具有配置在外周侧的石英制的基座环(susceptor ring)110和配置在其下方的绝缘板111。为了对在晶片109上成膜的晶片109按照曝光图案实施各向异性蚀刻，在试样台108的下部具备匹配器112和高频电源113，并具备控制从等离子体内入射的离子的能量的机构。此外，该高频电源113具有偏压的连续导通[连续波(continuous wave)偏压(以下，称为CW偏压)]的模式和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种等离子体处理方法，对含有硼的硅膜进行等离子体蚀刻，其特征在于，使用卤素气体、含有氟的气体、以及三氯化硼气体的混合气体，对含有所述硼的硅膜进行蚀刻。2.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中，所述卤素气体是氯气、溴化氢气体、氯化氢气体、以及碘化氢气体中的至少一种气体。3.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中，将所述三氯化硼气体相对于所述混合气体的流量的流量比率设为9％～13％的范围内的比率。4.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中，所述卤素气体是氯气，含有所述氟的气体是三氟化氮气体。5.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中，一边向载置有含有所述硼的硅膜被成膜的试样的试样台供给脉冲调制后的高频电力，一边对含有所述硼的硅膜进行蚀刻，在将脉冲的导通期间的高频电力与占空比的积设为90W的情况下，使所述脉冲的占空比为25％以下。6.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中，使对含有所述硼的硅膜进行等离子体蚀刻的处理室的压力为2Pa以下，对含有所述硼的硅膜进行蚀刻。7.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中，通过对含有所述硼的硅膜进行蚀刻，形成硬掩模。8.根据权利要求4所述的等离子体处理方法，其中，通过对含有所述硼的硅膜进行蚀刻，形成硬掩模。9.一种等离子体处理方法，对含有硼的硅膜进行等离子体蚀刻，其特征在于，使用氯气、三氟化氮气体、三氯化硼气体、以及氧气，对含有所述硼的硅膜进行蚀刻。10.一种等离子体处理方法，对含有硼的硅膜进行等离子体蚀刻，其特征在于，使用氯气、三氟化氮气体、三氯化硼气体、氧气、以及溴化氢气体，对含有所述硼的硅膜进行蚀刻。11.一种等离子体处理方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超美，古林均，森政士，高桥良太，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：