等离子体处理方法和等离子体处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种使利用等离子体的成膜处理的性能稳定的技术。等离子体处理方法包括工序a)、工序b)和工序c)。在工序a)中，将具有凹部的基片提供到处理容器内。在工序b)中，在处理容器内生成等离子体，在凹部上形成膜。在工序c)中，监控在工序b)中生成的等离子体的状态。基于监控到的等离子体的状态，决定工序b)是否要再次执行和再次执行时的处理条件。要再次执行和再次执行时的处理条件。要再次执行和再次执行时的处理条件。

【技术实现步骤摘要】
等离子体处理方法和等离子体处理装置


[0001]本专利技术涉及等离子体处理方法和等离子体处理装置。

技术介绍

[0002]伴随半导体装置的集成不仅在水平方向而且在垂直方向上发展，在半导体装置的制造过程中形成的图案的宽高比(aspect ratio)变大。例如，在3D NAND的制造中，在贯通多个金属配线层的方向上形成沟道孔(channel hole)。在形成64层存储单元的情况下，沟道孔的宽高比为45。
[0003]为了高精度地形成高宽高比的图案，提出了各种各样的方法。例如，提出了通过对形成于半导体基片的电介质材料的开口反复执行蚀刻和成膜，来抑制横向上的蚀刻的方法(专利文献1)。另外，提出了将蚀刻和成膜组合来形成用于防止对电介质层的横向上的蚀刻的保护膜的方法(专利文献2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：美国专利申请公开第2016/0343580号说明书
[0007]专利文献2：美国专利申请公开第2018/0174858号说明书

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的课题
[0009]本专利技术提供过一种能够使利用等离子体的成膜处理的性能稳定的技术。
[0010]用于解决课题的方法
[0011]本专利技术的一个方式的、等离子体处理装置实施的等离子体处理方法包括工序a)、工序b)和工序c)。在工序a)中，将具有凹部的基片提供到处理容器内。在工序b)中，在处理容器内生成等离子体，在凹部上形成膜。在工序c)中，监控在工序b)中生成的等离子体的状态。基于监控到的等离子体的状态，决定工序b)是否要再次执行和再次执行时的处理条件。
[0012]专利技术的效果
[0013]根据本专利技术，能够使利用等离子体的成膜处理的性能稳定。
附图说明
[0014]图1是表示一个实施方式的等离子体处理系统的结构的一例的图。
[0015]图2是表示一个实施方式的等离子体处理装置的结构的一例的图。
[0016]图3是表示一个实施方式的等离子体处理的大致的流程的流程图。
[0017]图4是用于说明亚共形(subconformal)原子层沉积(Atomic Layer Deposition：ALD)的流程的一例的图。
[0018]图5是用于说明亚共形ALD的流程的另一例的图。
[0019]图6是进一步用于说明一个实施方式的等离子体处理的流程图。
[0020]图7是用于说明一个实施方式的监控处理和判断处理的流程图。
[0021]图8是用于说明一个实施方式的监控处理中得到的监控结果的图。
[0022]图9A是用于说明一个实施方式的监控处理中检测物理量的方法例2的图。
[0023]图9B是表示将通过图9A的方法例2得到的图像数值化的例的图。
[0024]图10是表示基于图9A和图9B的方法例2的监控处理的流程的例的流程图。
[0025]图11是表示一个实施方式的等离子体处理中存储于存储部的信息的一例的图。
[0026]附图标记说明
[0027]1 等离子体处理装置
[0028]10 处理容器
[0029]15 气体供给源
[0030]20 载置台
[0031]25 气体喷头
[0032]32 第2高频电源
[0033]34 第1高频电源
[0034]100 控制部
[0035]103 聚焦环
[0036]106 静电卡盘
[0037]108 光传感器
[0038]108a 第1传感器
[0039]108b 第2传感器
[0040]1000 等离子体处理系统
[0041]OC 观察装置
[0042]EL1 蚀刻对象膜
[0043]F 膜
[0044]MA 掩模
[0045]OP 开口
[0046]P 前体
[0047]R 反应气体
[0048]W 晶片
具体实施方式
[0049]以下，基于附图，对所公开的实施方式进行详细说明。此外，本实施方式不限于此。另外，各实施方式能够在不使处理内容矛盾的范围内适当组合。此外，在各附图中对相同或相当的部分标注相同的附图标记。
[0050]此外，在以下的说明中，“图案”是指形成于基片上的所有形状。图案例如是指孔(hole)、沟(trench)、线宽和线距(line and space)等、形成于基片上的多个形状整体。另外，“凹部”是指形成在基片上的图案中的、在基片的厚度方向上凹陷的形状的部分。另外，凹部具有作为凹陷的形状的内周面的“侧壁”、作为凹陷的形状的底部部分的“底部”、作为与侧壁连续的侧壁附近的基片表面的“顶部”。另外，将由顶部包围的空间称为“开口”。此
外，“开口”这一词汇是指由凹部的底部和侧壁包围的空间整体或者空间的任意位置。
[0051]已知在形成HARC(High Aspect Ratio Contact)等、宽高比高的深孔时容易产生形状异常。例如已知被称为弓形(bowing)的形状异常。弓形是指在纵向上形成开口时开口的内周面在横向上桶状鼓起的形状异常。在本实施方式中，为了抑制弓形那样的形状异常的产生而在开口侧壁形成膜。作为成膜方法例如具有原子层沉积(Atomic Layer Deposition：ALD)、等离子体強化ALD(Plasma
‑
enhanced ALD：PEALD)、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition：CVD)、等离子体强化CVD(Plasma
‑
en hanced CVD：PECVD)、等离子体环状化学气相沉积法(PECCVD)等。
[0052](实施方式的等离子体处理系统的结构例)
[0053]图1是表示实施方式的等离子体处理的实施中能够使用的等离子体处理系统的一例的图。
[0054]图1所示的等离子体处理系统1000包括：控制部Cnt、台1122a、台1122b、台1122c、台1122d、收纳容器1124a、收纳容器1124b、收纳容器1124c、收纳容器1124d、加载器组件(loader module)LM、加载锁定室(load lock chamber)LL1、加载锁定室LL2、移送室(transfer chamber)1121、等离子体处理装置1010。等离子体处理装置1010例如可以为图2所示的等离子体处理装置1。
[0055]控制部Cnt是包括处理器、存储部、输入装置、显示装置等的计算机，控制等离子体处理系统1000的后述的各部。控制部Cnt与输送机械臂Rb1、输送机械臂Rb2、观察装置OC、等离子体处理装置1010等连接。控制部Cnt可以兼有图2所示的等离子体处理装置1的控制部100。
[0056]控制部Cnt按照用于控制等离子体处理系统1000的各部的计算机程序(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体处理方法，其特征在于，包括：a)将具有凹部的基片提供到处理容器内的工序；b)在所述处理容器内生成等离子体，在所述凹部上形成膜的工序；和c)监控在所述工序b)中生成的等离子体的状态的工序，d)基于监控到的所述等离子体的状态，决定所述工序b)是否要再次执行和再次执行时的处理条件。2.如权利要求1所述的等离子体处理方法，其特征在于：所述工序b)包括：b
‑
1)在所述处理容器内导入第1气体使其吸附在所述凹部上的工序；和b
‑
2)在所述处理容器内导入第2气体生成所述第2气体的等离子体，使其与吸附在所述凹部上的所述第1气体的成分反应而进行成膜的工序，所述工序c)监控在所述工序b
‑
2)中生成的等离子体的状态。3.如权利要求2所述的等离子体处理方法，其特征在于：所述工序b)在所述凹部的表面整体上的所述第1气体的成分与所述第2气体的成分的反应饱和之前结束。4.如权利要求1至3中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于：所述工序c)监控表示等离子体的状态的物理量，所述工序d)在通过监控得到的该物理量的积分值小于规定值的情况下，判断为要再次执行所述工序b)。5.如权利要求1至3中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于：所述工序c)监控在所述工序b)中生成的等离子体中的自由基量。6.如权利要求1至5中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于：所述工序c)监控设定在基片载置面内的多个区域各自的等离子体的状态，所述工序d)在表示多个区域各自的等离子体的状态的物理量的积分值小于规定值的情况下，判断为要再次执行所述工序b)。7.如权利要求1至6中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于：所述工序c)监控设定在基片载置面内的多个区域各自的等离子体的状态，所述工序d)比较表示所述多个区域各自的等离子体的状态的物理量，在差比规定值大的情况下，判断为要再次执行所述工序b)。8.如权利要求1至7中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于，还包括：e)在所述工序b)的执行后，检测所述凹部上的膜的状态的工序；和f)根据所述工序e)的检测结果，再次执行所述工序b)的工序。9.如权利要求1至7中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于，还包括：e)在所述工序b)的执行后，检测所述凹部上的膜的状态的工序；f)决定与所述工序e)的检测结果相应的处理条件的工序；和g)根...

【专利技术属性】
技术研发人员：笹川大成，熊仓翔，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：