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公開番号2024175399
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-18
出願番号2023093165
出願日2023-06-06
発明の名称基板処理方法及び改質ユニット
出願人ウシオ電機株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類H01L 21/3065 20060101AFI20241211BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】側壁のエッチング耐性を向上させて、所期の微細パターンを得るための基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板処理方法は、立体構造を有する基板上に成膜されたALD膜のうち、少なくとも、前記立体構造に沿うALD膜の側壁に真空紫外光を照射して前記ALD膜を改質すること、前記立体構造に沿うALD膜の側壁を残すように、ALD膜をエッチバックすること、及び、改質され、かつ、前記エッチバックで残した前記ALD膜をエッチングマスクにして、前記基板をエッチングすること、を含む。
【選択図】図1C
特許請求の範囲【請求項１】
立体構造を有する基板上に成膜されたＡＬＤ膜のうち、少なくとも、前記立体構造に沿うＡＬＤ膜の側壁に真空紫外光を照射して前記ＡＬＤ膜を改質すること、
前記立体構造に沿うＡＬＤ膜の側壁を残すように、ＡＬＤ膜をエッチバックすること、及び、
改質され、かつ、前記エッチバックで残した前記ＡＬＤ膜をエッチングマスクにして、前記基板をエッチングすること、を含むことを特徴とする、基板処理方法。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記ＡＬＤ膜を改質することの後に、前記ＡＬＤ膜をエッチバックすることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記基板処理方法に先立って、前記立体構造を有する前記基板上にＡＬＤ膜を成膜し、
前記ＡＬＤ膜を成膜することと、成膜した前記ＡＬＤ膜を改質することの組み合わせを、複数回繰り返すことを特徴とする、請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記ＡＬＤ膜は、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜及びシリコン窒化膜のうちいずれか一つを主成分とすることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記真空紫外光は、光スペクトルにおいて波長が１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下に最大強度を示すことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記基板処理方法は、自己整合型マルチパターニングプロセスの一部であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記基板処理方法は、自己整合型コンタクトホール形成プロセスの一部であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記基板処理方法は、リソグラフィで形成したホール径より小さいホール径を有するホールの形成プロセスの一部であることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
立体構造上にＡＬＤ膜を有する基板を固定するためのチャックと、
前記チャックを内部に有する処理室と、
前記ＡＬＤ膜のうち、少なくとも、前記立体構造の側壁に沿う部分に真空紫外光を照射するための真空紫外光源と、
不活性ガスを前記処理室に供給することを制御するガス供給制御弁と、
前記処理室内のガスを排出するガス排出制御弁と、を備え、
前記真空紫外光を照射して前記ＡＬＤ膜を改質することを特徴とする、改質ユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理方法及び改質ユニットに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィによる半導体の微細化技術として、ＳＡＤＰ(Self-Aligned Double Patterning)、やＳＡＱＰ(Self-Aligned Quadrable Patterning)などの自己整合型マルチパターニングプロセスが知られている。これらの自己整合型マルチパターニングプロセスでは、下地となるパターン上にコンフォーマルな膜を成膜し、成膜したコンフォーマルな膜をエッチバックして、下地となるパターンの側壁に沿う部分の膜だけを残し、残した膜をエッチングマスクとして使用する。
【０００３】
特許文献１は、このような自己整合型マルチパターニング技術について記載された文献である。特に、当該文献には、下地となるパターン上に成膜するコンフォーマルな膜に、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition、原子層堆積）法により成膜した、ＡＬＤ膜を使用することが記載されている。ＡＬＤ法は、下地となる立体構造の上面、底面及び側面に、原子層オーダーで膜厚制御した膜を形成する成膜法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０１６－５３９３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自己整合型マルチパターニングプロセスで使用される側壁は、エッチングマスクとして使用される。そのため、側壁には高いエッチング耐性が求められる。側壁がエッチングにより削られると、当該側壁が欠損したり傾倒したりするおそれがある。特にＡＬＤ膜は薄いため、側壁をＡＬＤ膜で構成する場合は、欠損又は傾倒のリスクが高い。ＡＬＤ膜で構成される側壁には、高いエッチング耐性を要する。
【０００６】
そこで、ＡＬＤ膜で構成される側壁のエッチング耐性を向上させ、所期の微細パターンを得るための基板処理方法と、当該基板処理方法を実現するための基板処理ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の基板処理方法は、
立体構造を有する基板上に成膜されたＡＬＤ膜のうち、少なくとも、前記立体構造に沿うＡＬＤ膜の側壁に真空紫外光を照射して前記ＡＬＤ膜を改質すること、
前記立体構造に沿うＡＬＤ膜の側壁を残すように、ＡＬＤ膜をエッチバックすること、及び、
改質され、かつ、前記エッチバックで残した前記ＡＬＤ膜をエッチングマスクにして、前記基板をエッチングすること、を含む。
【０００８】
上記基板処理方法を創出するに至った経緯を説明する。自己整合型マルチパターニングプロセスでＡＬＤ膜の側壁を使用する方法は知られていたが、ＡＬＤ膜のエッチング耐性を高めることは、厚く成膜することぐらいしか検討されてこなかった。本発明者らは、膜厚だけに頼ることなく、ＡＬＤ膜自体のエッチング耐性を向上させたいという新たな発想のもと、鋭意研究を重ねた。その結果、本発明者らは、ＡＬＤ膜に含まれる不純物量と欠陥量によってエッチング耐性が変化することを見出し、ＡＬＤ膜に真空紫外光を照射することで、ＡＬＤ膜中の不純物や欠陥を取り除く、ＡＬＤ膜の改質方法を創出した。
【０００９】
前記基板処理方法により、ＡＬＤ膜中の不純物や欠陥を取り除くことができ、エッチング耐性を向上させることができる。そして、エッチバックで残したＡＬＤ膜の側壁を欠損又は傾倒させることなく、エッチングマスクとして利用し、下地を精緻にエッチングできる。
【００１０】
前記ＡＬＤ膜を改質することの後に、前記ＡＬＤ膜をエッチバックしても構わない。また、前記ＡＬＤ膜をエッチバックした後に残ったＡＬＤ膜に対して改質しても構わない。このとき、立体構造を残した状態でＡＬＤ膜を改質しても構わないし、立体構造を除去した後でＡＬＤ膜を改質しても構わない。
（【００１１】以降は省略されています）

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