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公開番号2025142501
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-01
出願番号2024041898
出願日2024-03-18
発明の名称半導体装置の製造方法
出願人キオクシア株式会社
代理人弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類H01L 21/3065 20060101AFI20250924BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】より高いエッチングレートを有するエッチング方法を含む半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、アルコールを含む第1のガスまたは第1のガスとハロゲン元素を含む第2のガスとを導入することにより、0℃以下の温度で冷却された加工対象物の表面に形成された凹部の内底面に表面層を形成し、第2のガスまたは希ガス元素を含む第3のガスを導入し、第2のガスまたは第3のガスから第1のプラズマを生成し、第1のプラズマを用いたエッチングにより内底面を加工し、表面層の形成と、内底面の加工と、を交互に切り替える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アルコールを含む第１のガスまたは前記第１のガスとハロゲン元素を含む第２のガスとを導入することにより、０℃以下の温度で冷却された加工対象物の表面に形成された凹部の内底面に表面層を形成し、
前記第２のガスまたは希ガス元素を含む第３のガスを導入し、前記第２のガスまたは前記第３のガスから第１のプラズマを生成し、前記第１のプラズマを用いたエッチングにより前記内底面を加工し、
前記表面層の形成と、前記内底面の加工と、を交互に切り替える、
半導体装置の製造方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
アルコールを含む第１のガスとハロゲン元素を含む第２のガスとを導入し、前記第１のガスと前記第２のガスとの混合ガスから第２のプラズマを生成し、０℃以下の温度で冷却された加工対象物の表面に形成された凹部の内底面に表面層を形成しつつ、前記第２のプラズマを用いたエッチングにより前記内底面を加工する、
半導体装置の製造方法。
【請求項３】
０℃以下の温度で冷却された加工対象物の表面に形成された凹部の内壁面に接する第１の領域と、前記凹部の内底面に接する第２の領域と、を有する疎水性膜を形成し、
前記第１の領域の少なくとも一部が残存したまま前記第２の領域を除去して前記内底面を露出させるとともに、前記内底面を親水性化し、
ハロゲン元素を含む第２のガス、希ガス元素を含む第３のガス、または水素元素を含む第４のガスを導入し、前記第２のガス、前記第３のガス、または前記第４のガスから第３のプラズマを生成し、前記第３のプラズマを用いたエッチングにより、親水性化された前記内底面を加工し、
前記内底面の親水性化と、前記内底面の加工と、を交互に切り替える、
半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記表面層を形成する前において、
前記凹部の内壁面に接する第１の領域と、前記内底面に接する第２の領域と、を有する疎水性膜を形成し、
前記第１の領域の少なくとも一部が残存したまま前記第２の領域を除去して前記内底面を露出させるとともに、前記内底面を親水性化する、
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記表面層は、前記第１のガスと前記第２のガスとを導入することにより形成される、
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１のガスは、前記ハロゲン元素を含まず、
前記表面層は、前記第１のガスを導入することにより形成される、
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記表面層の形成と前記内底面の加工との間に、希ガス元素を含む第３のガスまたは酸素元素を含む第５のガスを導入し、前記第３のガスまたは前記第５のガスから第４のプラズマを生成し、前記第４のプラズマを用いたエッチングにより前記表面層に含まれる炭素の一部または前記アルコールの一部を除去する、
請求項１、請求項２、または請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記表面層は、前記第１のガスと前記第２のガスと個別に導入することにより形成される、
請求項１、請求項２、または請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記表面層は、前記第１のガスと前記第２のガスとを混合した後に導入することにより形成される、
請求項１、請求項２、または請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記加工対象物は、前記第１のガスの液相領域における温度および圧力で冷却される、
請求項１、請求項２、または請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
（【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】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
３次元メモリ等の半導体装置の製造方法において、フッ素化炭化水素化合物を含むエッチングガスを用いたエッチングにより加工対象物に凹部または開口を形成する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－０１９１８５号公報
国際公開第２０１８／２２０９７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態の発明が解決しようとする課題は、より高いエッチングレートを有するエッチング方法を含む半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の半導体装置の製造方法は、アルコールを含む第１のガスまたは第１のガスとハロゲン元素を含む第２のガスとを導入することにより、０℃以下の温度で冷却された加工対象物の表面に形成された凹部の内底面に表面層を形成し、第２のガスまたは希ガス元素を含む第３のガスを導入し、第２のガスまたは第３のガスから第１のプラズマを生成し、第１のプラズマを用いたエッチングにより内底面を加工し、表面層の形成と、内底面の加工と、を交互に切り替える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１の実施形態における半導体装置の製造方法例を説明するためのフローチャートである。
加工対象物の構造例を示す断面模式図である。
半導体製造装置の構成例を示す模式図である。
第１の実施形態におけるエッチング方法の例を説明するためのタイミングチャートである。
アルコール含有ガス導入ステップ（Ｓ２－１）を説明するための断面模式図である。
加工対象物に供給されるガスの状態の違いによる表面層の形状の違いを説明するための断面模式図である。
加工対象物に供給されるガスの状態の違いによる表面層の形状の違いを説明するための断面模式図である。
エッチングステップ（Ｓ２－２）を説明するための断面模式図である。
メモリ層形成工程を説明するための断面模式図である。
第１の実施形態における半導体装置の製造方法の変形例を説明するためのフローチャートである。
第１の実施形態の変形例におけるエッチング方法の例を説明するためのタイミングチャートである。
第２の実施形態における半導体装置の製造方法の例を説明するためのフローチャートである。
第２の実施形態におけるエッチング方法の例を説明するためのタイミングチャートである。
第３の実施形態における半導体装置の製造方法の例を説明するためのフローチャートである。
第３の実施形態における疎水性膜形成ステップ（Ｓ２－５）を説明するための断面模式図である。
第３の実施形態における親水性化ステップ（Ｓ２－６）を説明するための断面模式図である。
第３の実施形態におけるエッチングステップ（Ｓ２－２）を説明するための断面模式図である。
第４の実施形態における半導体装置の製造方法の例を説明するためのフローチャートである。
第４の実施形態における半導体装置の製造方法の例を説明するための断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。図面に記載された各構成要素の厚さと平面寸法との関係、各構成要素の厚さの比率等は現物と異なる場合がある。また、実施形態において、実質的に同一の構成要素には同一の符号を付し適宜説明を省略する。
【０００８】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における半導体装置の製造方法例を説明するためのフローチャートである。半導体装置は、例えば３次元メモリである。半導体装置の製造方法例は、準備工程（Ｓ１）と、エッチング工程（Ｓ２）と、メモリ層形成工程（Ｓ３）と、を具備する。
【０００９】
［準備工程］
準備工程では、エッチング工程においてエッチングされる対象である加工対象物を準備する。図２は、加工対象物の構造例を示す断面模式図である。図２は、Ｘ軸と、Ｙ軸と、Ｚ軸と、を示す。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、互いに直交する。図２は、加工対象物１０のＸ－Ｚ断面の一部を示す。Ｚ軸は、加工対象物１０の厚さ方向に沿う。
【００１０】
加工対象物１０は、基板１０１と、基板１０１の上に設けられた下地層１０２と、下地層１０２の上に交互に積層された第１の層１０３と第２の層１０４とを有する積層と、上記積層の上に設けられたマスク層１０６と、内壁面ＨＡと内底面ＨＢとを有しマスク層１０６を貫通して積層の一部を露出させる凹部Ｈと、を備える。下地層１０２、第１の層１０３、第２の層１０４、およびマスク層１０６は、基板１０１の上に設けられる被加工膜の一例であって、被加工膜は上記構成に限定されない。
（【００１１】以降は省略されています）

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