基板处理方法和基板处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够抑制在基板上形成的图案的形状异常的基板处理方法和基板处理装置。基板处理方法具有如下工序：工序a，在该工序a中，提供具备蚀刻对象膜、在蚀刻对象膜上形成的第1掩模、以及第2掩模的基板的工序，该第2掩模形成于第1掩模上，膜种与第1掩模的膜种不同，具有开口；工序b，在该工序b中，相对于第2掩模选择性地蚀刻第1掩模、形成第1掩模的至少局部的开口尺寸比第2掩模的底部的开口尺寸大的开口的工序；以及工序c，在该工序c中，蚀刻蚀刻对象膜的工序。对象膜的工序。对象膜的工序。

Substrate processing method and substrate processing device

【技术实现步骤摘要】
基板处理方法和基板处理装置


[0001]本公开涉及一种基板处理方法和基板处理装置。

技术介绍

[0002]随着半导体装置的集成不仅在水平方向上进行、也在垂直方向上进行，在半导体装置的制造过程中形成的图案的纵横比也变高。例如，在3D NAND的制造中在贯通许多金属配线层的方向上形成沟道孔。在形成64层的存储单元的情况下，沟道孔的纵横比为45。
[0003]为了高精度地形成高纵横比的图案，提出了各种方法。例如，提出了如下方法：通过对在半导体基板的电介质材料形成的开口反复执行蚀刻和成膜，抑制横向上的蚀刻(专利文献1)。
[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

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]本公开提供一种能够抑制在基板上形成的图案的形状异常的基板处理方法和基板处理装置。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]本公开的一形态的基板处理方法具有如下工序：a)提供具备蚀刻对象膜、在蚀刻对象膜上形成的第1掩模、以及第2掩模的基板的工序，该第2掩模形成于第1掩模上，膜种与第1掩模的膜种不同，具有开口；b)相对于第2掩模选择性地蚀刻第1掩模、形成第1掩模的至少局部的开口尺寸比第2掩模的底部的开口尺寸大的开口的工序；以及c)蚀刻蚀刻对象膜的工序。
[0011]专利技术的效果
[0012]根据本公开，能够抑制在基板上形成的图案的形状异常。
附图说明
[0013]图1是表示使用了垂直掩模和锥形掩模的情况的CD的一个例子的图。
[0014]图2是表示本公开的一实施方式的基板处理方法的一个例子的流程图。
[0015]图3是表示由本实施方式的基板处理方法形成的图案的一个例子的图。
[0016]图4是表示在本实施方式中设为目标的图案构造的一个例子的图。
[0017]图5是表示本实施方式中的实施例和比较例的实验结果的一个例子的图。
[0018]图6是表示本实施方式中的基板处理装置的一个例子的图。
具体实施方式
[0019]以下，基于附图详细地说明所公开的基板处理方法和基板处理装置的实施方式。此外，公开技术并不被以下的实施方式限定。
[0020]此外，在以下的说明中，“图案”是指在基板上形成的形状总体。图案例如是指孔、沟槽、线
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空间等在基板上形成的多个形状整体。另外，“开口”是指在基板上形成的图案中的、在基板的厚度方向上凹陷而成的形状的部分。另外，开口具有作为凹陷而成的形状的内周面的“侧壁”、作为凹陷而成的形状的底部分的“底部”、以及与侧壁连续的作为侧壁附近的基板表面的“顶部”。另外，在由开口形成的空间中，将横向尺寸称为“开口尺寸”。“开口”这样的用语也是为了指示由底部和侧壁包围的空间整体或空间的任意的位置而使用的。
[0021]“纵向”是指在基板上形成的多个膜的膜厚方向。纵向是与基板表面大致垂直的方向。“横向”是指与基板表面平行的方向。横向与纵向大致垂直。此外，纵向和横向均不是严密地仅指一个方向，容许一定的误差。
[0022]在对蚀刻对象膜蚀刻纵横比较高的垂直形状的图案的情况下，对于掩模中的开口，也想到与锥形状相比优选底部成为垂直形状的情况。不过，在蚀刻对象膜的掩模正下方的部分中，存在保护膜、蚀刻中的沉积物等附着、Bar
‑
CD(关键尺寸：Critical Dimension)变大的情况。其中，Bar
‑
CD表示未蚀刻而残留的部分(以下，也称为条。)的尺寸。此外，所蚀刻的开口的尺寸表示为Space
‑
CD。因此，期待的是提高在基板上形成的图案的垂直加工性而抑制该图案的形状异常。
[0023][使用了垂直掩模和锥形掩模的情况的CD][0024]首先，使用图1而对使用了垂直掩模和锥形掩模的情况的CD进行说明。图1是表示使用了垂直掩模和锥形掩模的情况的CD的一个例子的图。图1的(A)是使用了垂直掩模的情况。图1的(A)所示的基板100在基底膜101之上形成有蚀刻对象膜102和掩模103。掩模103的开口的底部的侧壁成为垂直。在对基板100进行了蚀刻的情况下，对于蚀刻对象膜102的条102a，掩模103的正下方的CD104和上部的CD105比中间部的CD106和底部的CD107大。其中，CD104～107是Bar
‑
CD，蚀刻而成的孔的CD108是Space
‑
CD。
[0025]图1的(B)是使用了锥形掩模的情况。图1的(B)所示的基板110在基底膜111之上形成有蚀刻对象膜112和掩模113。掩模113的开口的底部的侧壁成为锥形状。在对基板110进行了蚀刻的情况下，对于蚀刻对象膜112的条112a，掩模113的正下方的CD114比上部的CD115、中间部的CD116、底部的CD117大。其中，CD114～117是Bar
‑
CD，蚀刻而成的孔的CD118是Space
‑
CD。如图1的(A)、(B)所示，在使用了垂直掩模、锥形掩模的情况下，存在掩模正下方的垂直加工性降低的情况。
[0026][本实施方式的基板处理方法][0027]接着，使用图2和图3而对本实施方式的基板处理方法进行说明。图2是表示本公开的一实施方式的基板处理方法的一个例子的流程图。图3是表示由本实施方式的基板处理方法形成的图案的一个例子的图。
[0028]如图2所示，首先，提供作为被处理体的基板200(步骤S1)。如图3的(A)所示，基板200在基底膜201上形成有蚀刻对象膜202、第1掩模203、以及第2掩模204。第2掩模204的膜种与第1掩模203的膜种不同。
[0029]接着，在第2掩模204形成开口205(步骤S2)。在步骤S2中，例如，在第2掩模204上形
成具有开口的第3掩模(未图示)，使用该第3掩模而在第2掩模204形成开口205。如图3的(B)所示，在第2掩模204形成的开口205的底部206成为第1掩模203的上表面暴露着的状态。此外，在步骤S1中，在提供在第2掩模204预先形成有开口205的状态的基板200作为被处理体的情况下，省略步骤S2。
[0030]若第1掩模203的上表面暴露，则相对于第2掩模204选择性地蚀刻第1掩模203而在第1掩模203形成第1掩模203的至少局部的Space
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CD(开口尺寸)比第2掩模204的底CD大的开口。如此，通过以第1掩模203的至少局部的Space
‑
CD比第2掩模204的底CD大的方式蚀刻第1掩模203，即使沉积物等在蚀刻对象膜202的蚀刻时附着也难以产生影响，能够垂直地加工第1掩模203正下方的蚀刻对象膜202。
[0031]在一个例子中，如图3的(C)所示，以第1掩模203的侧面成为倒锥形状的方式进行第1掩模203的蚀刻直至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基板处理方法，其具有如下工序：工序a，在该工序a中，提供具备蚀刻对象膜、在所述蚀刻对象膜上形成的第1掩模、以及第2掩模的基板，该第2掩模形成于所述第1掩模上，膜种与所述第1掩模的膜种不同，具有开口；工序b，在该工序b中，相对于所述第2掩模选择性地蚀刻所述第1掩模，形成所述第1掩模的至少局部的开口尺寸比所述第2掩模的底部的开口尺寸大的开口；以及工序c，在该工序c中，蚀刻所述蚀刻对象膜。2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其中，在所述工序b中，以所述第1掩模的底部的开口尺寸比所述第2掩模的底部的开口尺寸大的方式蚀刻所述第1掩模。3.根据权利要求2所述的基板处理方法，其中，所述第1掩模的开口是倒锥形状。4.根据权利要求1～3中任一项所述的基板处理方法，其中，所述第1掩模是含硅膜、有机膜或含金属膜。5.根据权利要求1～3中任一项所述的基板处理方法，其中，所述第1掩模是含硅膜，所述第2掩模是与所述第1掩模不同的含硅膜、有机膜或含金属膜。6.根据权利要求1～3中任一项所述的基板处理方法，其中，所述第1掩模是氮化硅膜、氧化硅膜或碳化硅膜，所述第2掩模是与所述第1掩模不同的含硅膜。7.根据权利要求1～6中任一项所述的基板处理方法，其中，在所述工序b中执行1次以上包括如下工序的序列：工序b
‑
1，在该工序b
‑
1中，利用由第1气体生成的第1等离子体对所述第1掩模的局部进行改性而形成改性区域；工序b
‑
2，在该工序b
‑
2中，利用由第2气体生成的第2等离子体去除所述改性区域。8.根据权利要求7所述的基板处理方法，其中，所述第1掩模是含硅膜或含金属膜，所述第1气体是氦气、含氢气体或含氮气体，所述第2气体是含氟气体。9.根据权利要求8所述的...

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