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公開番号2025011281
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-23
出願番号2024182320,2021557313
出願日2024-10-18,2020-03-18
発明の名称高エッチング選択性かつ低応力のアッシャブルカーボンハードマスク
出願人ラムリサーチコーポレーション,LAM RESEARCH CORPORATION
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H01L 21/205 20060101AFI20250116BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高アスペクト比(HAR)エッチングを可能にするためには、高選択性かつ低応力のアッシャブルハードマスク(AHM)が必要である。
【解決手段】基板上にカーボンアッシャブルハードマスク層を堆積するための方法は、処理チャンバ内に基板を配置する工程610と、チャンバ圧を所定圧力範囲内に設定し、基板温度を-20℃から200℃の所定温度範囲内に設定する工程614と、炭化水素前駆体および1つ以上の他のガスを含むガス混合物を供給する工程618と、第1所定期間にRFプラズマ電力を供給することによりプラズマを発生させて、基板上にカーボンアッシャブルハードマスク層を堆積する工程622～632と、を含む。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
基板上にカーボンアッシャブルハードマスク層を堆積するための方法であって、
（ａ）処理チャンバ内に基板を配置する工程と、
（ｂ）チャンバ圧を所定圧力範囲内に設定する工程と、
（ｃ）基板温度を－２０℃から２００℃の所定温度範囲内に設定する工程と、
（ｄ）炭化水素前駆体および１つ以上の他のガスを含むガス混合物を供給する工程と、
（ｅ）第１所定期間にＲＦプラズマ電力を供給することによりプラズマを発生させて、前記基板上にカーボンアッシャブルハードマスク層を堆積する工程と、
を含む、方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記処理チャンバは、誘導結合プラズマチャンバである、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
（ｅ）における前記ＲＦプラズマ電力は、３０Ｗから３０００Ｗの範囲の第１電力レベルで供給され、
さらに、前記第１所定期間中に、０Ｗよりも大きく１０００Ｗまでの範囲の第２電力レベルでＲＦバイアス電力を供給する工程を含む、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
（ｆ）前記第１所定期間の後に、前記炭化水素前駆体の流れを停止する工程と、
（ｇ）応力を低減するために前記基板上で基板処理を行う工程と、
を含む、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、さらに、
前記カーボンアッシャブルハードマスクの前記堆積および前記基板処理を、さらに１回以上行う工程を含む、方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法であって、
前記カーボンアッシャブルハードマスクの前記堆積は、堆積／処理期間の３０％から９５％を構成し、前記基板処理は、前記堆積／処理期間の７０％から５％を構成する、方法。
【請求項７】
請求項４に記載の方法であって、
前記カーボンアッシャブルハードマスクの前記堆積および前記基板処理は、０．０５Ｈｚから１０００Ｈｚの範囲の周波数で繰り返される、方法。
【請求項８】
請求項４に記載の方法であって、
（ｇ）は、
（ｇ１）不活性ガス混合物を供給する工程と、
（ｇ２）前記第１電力レベルよりも低い第３電力レベルで前記ＲＦプラズマ電力を供給する工程と、
（ｇ３）前記第２電力レベルよりも低い第４電力レベルで前記ＲＦバイアス電力を供給する工程と、
を含む、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
（ｇ）は、さらに、
（ｇ４）前記第４電力レベルにおける第２所定期間の後、第３所定期間に前記第４電力レベルよりも高い第５電力レベルで前記ＲＦバイアス電力を供給する工程と、
（ｇ５）前記第３所定期間の後、第４所定期間に前記第４電力レベルよりも低い第６電力レベルで前記ＲＦバイアス電力を供給する工程と、
を含む、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、さらに、
（ｃ）から（ｇ５）を１回以上繰り返す工程を含む、方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本開示は、２０１９年３月２５日出願の米国特許出願第６２／８２３，２１１号のＰＣＴ国際出願である。上記出願の全ての開示は、参照により本明細書に援用される。
続きを表示（約 1,400 文字）【０００２】
本開示は、一般に基板処理システムに関し、特に、アッシャブルカーボンハードマスクを堆積するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書に記載の背景技術は、本開示の内容を一般的に提示するためである。現在名前が挙げられている発明者の発明は、本背景技術欄、および出願時の先行技術に該当しない説明の態様において記載される範囲で、本開示に対する先行技術として明示的にも黙示的にも認められない。
【０００４】
基板処理システムは、半導体ウエハなどの基板に処理を施す。基板処理の例は、堆積、アッシング、エッチング、洗浄、および／または、他の処理を含む。エッチングは通常、化学的ウェットエッチングまたはドライエッチングのいずれかを含む。ドライエッチングは、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）または容量結合プラズマ（ＣＣＰ）によって生成されたプラズマを用いて行われてよい。
【０００５】
ＩＣＰシステムは、誘電体窓に隣接する処理チャンバの外側に配置されたコイルにＲＦプラズマ電力を供給することによりプラズマを生成する。処理チャンバの内部に流れる処理ガス混合物は、プラズマを生成するために磁場によって点火される。
【０００６】
ＣＣＰシステムは、処理チャンバ内に配置された電極を用いてプラズマを生成する。例えば、１つの電極が基板下方の基板支持体に配置され、シャワーヘッドなどの別の電極が基板上方に配置される。電極間に位置するガスを点火するために、電極全体にＲＦプラズマ電力が供給される。
【発明の概要】
【０００７】
基板上にカーボンアッシャブルハードマスク層を堆積するための方法は、（ａ）処理チャンバ内に基板を配置する工程と、（ｂ）チャンバ圧を所定圧力範囲内に設定する工程と、（ｃ）基板温度を－２０℃から２００℃の所定温度範囲内に設定する工程と、（ｄ）炭化水素前駆体および１つ以上の他のガスを含むガス混合物を供給する工程と、（ｅ）第１所定期間にＲＦプラズマ電力を供給することによりプラズマを発生させて、基板上にカーボンアッシャブルハードマスク層を堆積する工程と、を含む。
【０００８】
他の特徴では、処理チャンバは誘導結合プラズマチャンバである。（ｅ）におけるＲＦプラズマ電力は、３０Ｗから３０００Ｗの範囲の第１電力レベルで供給される。この方法は、０Ｗよりも大きく１０００Ｗまでの範囲の第２電力レベルで第１所定期間にＲＦバイアス電力を供給する工程を含む。
【０００９】
他の特徴では、この方法は、（ｆ）第１所定期間の後に、炭化水素前駆体の流れを停止する工程と、（ｇ）応力を低減するために基板上で基板処理を行う工程と、を含む。この方法は、カーボンアッシャブルハードマスクの堆積および基板処理をさらに１回以上行う工程を含む。
【００１０】
他の特徴では、カーボンアッシャブルハードマスクの堆積は、堆積／処理期間の３０％から９５％を構成し、基板処理は堆積／処理期間の７０％から５％を構成する。カーボンアッシャブルハードマスクの堆積および基板処理は、０．０５Ｈｚから１０００Ｈｚの範囲の周波数で繰り返される。
（【００１１】以降は省略されています）

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