特許ウォッチ

公開番号2025154217
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024057094
出願日2024-03-29
発明の名称基板処理方法及び基板処理装置
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人弁理士法人弥生特許事務所
主分類H01L 21/3065 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】、基板の表面に形成されたシリコン含有膜を除去するにあたり、基板の面内の各部で均一性高い除去処理を行う。
【解決手段】エッチング方法は、シリコン含有膜が表面に形成された基板を処理容器内に格納してハロゲン含有ガス及び塩基性ガスを含む処理ガスを供給し、前記シリコン含有膜を変質させて反応生成物を生成する工程と、前記反応生成物の一部を除去するために、前記処理容器内への前記処理ガスの供給を停止した状態で前記処理容器内への不活性ガスの供給及び当該処理容器内の排気を行う工程と、前記第1の工程と前記第2の工程とを交互に繰り返し行う工程と、前記繰り返し工程における2回目以降の前記第1の工程において前記反応生成物が残留する前記基板に前記処理ガスが供給されるように、前記各第2の工程において前記処理容器内を200Paよりも高い圧力とする工程と、を含む。
【選択図】図4B
特許請求の範囲【請求項１】
表面にシリコン含有膜が形成された基板を処理容器内に格納する工程と、
前記処理容器内にハロゲン含有ガス及び塩基性ガスを含む処理ガスを供給し、前記シリコン含有膜を変質させて反応生成物を生成する第１の工程と、
前記反応生成物の一部を除去するために、前記処理容器内への前記処理ガスの供給を停止した状態で前記処理容器内への不活性ガスの供給及び当該処理容器内の排気を行う第２の工程と、
前記第１の工程と前記第２の工程とを交互に繰り返し行う繰り返し工程と、
前記繰り返し工程における２回目以降の前記第１の工程において前記反応生成物が残留している前記基板に前記処理ガスが供給されるように、前記各第２の工程において前記処理容器内を２００Ｐａよりも高い圧力とする圧力制御工程と、
を含む基板処理方法。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記圧力制御工程は、前記処理容器内の圧力を８００Ｐａ以上の圧力にする工程である請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記シリコン含有膜は、シリコン酸化膜である請求項２記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記ハロゲン含有ガスはフッ化水素ガスであり、前記塩基性ガスはアンモニアガスである請求項３記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記シリコン含有膜は、前記基板に形成された凹部内に形成され、
前記第１の工程は、前記第２の工程で前記凹部の側壁及び前記シリコン含有膜のうちシリコン含有膜が選択的に除去されるように当該シリコン含有膜を選択的に変質させる工程である請求項４記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記処理ガスが供給される前の前記シリコン含有膜には、空隙または当該シリコン含有膜の界面同士の接合部が含まれている請求項５記載の基板処理方法。
【請求項７】
表面にシリコン含有膜が形成された基板を格納する処理容器と、
前記処理容器内にハロゲン含有ガス及び塩基性ガスを含む処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記処理容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構と、
前記処理容器内を排気する排気機構と、
前記処理容器内に前記処理ガスを供給し、前記シリコン含有膜を変質させて反応生成物を生成する第１のステップと、前記反応生成物の一部を除去するために前記処理容器内への前記処理ガスの供給を停止した状態で前記処理容器内への不活性ガスの供給及び当該処理容器内の排気を行う第２のステップと、前記第１のステップと前記第２のステップとを交互に繰り返し行う繰り返しステップと、前記繰り返しステップにおける２回目以降の前記第１のステップにおいて前記反応生成物が残留している前記基板に前記処理ガスが供給されるように、前記各第２のステップにおいて前記処理容器内を２００Ｐａよりも高い圧力とする圧力制御ステップと、が実行されるように制御信号を出力する制御部と、
を備える基板処理装置。
【請求項８】
前記圧力制御ステップは、前記各第２のステップにおいて前記処理容器内を８００Ｐａ以上の圧力とする請求項７記載の基板処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造するにあたり、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）の表面に形成されたＳｉＯ
２
膜（酸化シリコン膜）などのシリコン含有膜のエッチングが行われる場合が有る。特許文献１には、塩基性ガスを基板に供給する第１の工程、フッ素含有ガスをウエハに供給する第２の工程が順番に繰り返されるようにしてＳｉＯ
２
膜をエッチングするにあたり、第２の工程の終了後、第１の工程の開始前において、基板が格納される処理容器内をパージすることが記載されている。
【０００３】
特許文献２には、ハロゲン含有ガス及び塩基性ガスを含む処理ガスをウエハに供給してＳｉＯ
２
膜の表面に反応生成物を生成させた後、この反応生成物の一部がＳｉＯ
２
膜上に残り、他の一部が除去されるように、ウエハが格納される処理容器内を減圧して０～２００Ｐａとする。その後、処理容器内の圧力を上昇させて、再度処理ガスをウエハに供給することで、ＳｉＯ
２
膜を除去することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１８０２８１
特開２０２１－１１８２５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、基板の表面に形成されたシリコン含有膜を除去するにあたり、基板の面内の各部で均一性高い除去処理を行うことができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のエッチング方法は、表面にシリコン含有膜が形成された基板を処理容器内に格納する工程と、
前記処理容器内にハロゲン含有ガス及び塩基性ガスを含む処理ガスを供給し、前記シリコン含有膜を変質させて反応生成物を生成する第１の工程と、
前記反応生成物の一部を除去するために、前記処理容器内への前記処理ガスの供給を停止した状態で前記処理容器内への不活性ガスの供給及び当該処理容器内の排気を行う第２の工程と、
前記第１の工程と前記第２の工程とを交互に繰り返し行う繰り返し工程と、
前記繰り返し工程における２回目以降の前記第１の工程において前記反応生成物が残留している前記基板に前記処理ガスが供給されるように、前記各第２の工程において前記処理容器内を２００Ｐａよりも高い圧力とする圧力制御工程と、
を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本開示は、基板の表面に形成されたシリコン含有膜を除去するにあたり、基板の面内の各部で均一性高い除去処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態のエッチング処理前の基板の表面構造を例示する縦断側面である。
エッチング処理前の基板の表面構造の一部を例示する拡大縦断側面である。
比較形態のエッチング処理による酸化シリコン膜の表面変化を示す図である。
比較形態のエッチング処理による酸化シリコン膜の表面変化を示す図である。
実施形態のエッチング処理による酸化シリコン膜の表面変化を示す図である。
実施形態のエッチング処理による酸化シリコン膜の表面変化を示す図である。
実施形態のエッチング処理による酸化シリコン膜の表面変化を示す図である。
実施形態のエッチング処理による酸化シリコン膜の表面変化を示す図である。
実施形態の基板処理装置を示す縦断側面図である。
実施形態の基板処理装置における処理動作を示すタイムチャートである。
評価試験１の結果を示すグラフである。
評価試験２の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（基板の表層構造）
図１は、実施形態のエッチング処理前の基板の表面構造を例示する縦断側面図である。同図に示すようにウエハＷの表面層においては、例えばポリシリコン膜１１によって構成される多数の突部が下層膜１０上に形成されると共に横方向に並ぶことで、複数の凹部が形成されている。従って、ポリシリコン膜１１は、凹部の側壁を形成している。各凹部内には酸化シリコン膜１２が形成されている。本実施形態では、各酸化シリコン膜１２についてその下端部が残るようにエッチングを行う。このエッチングは、ポリシリコン膜１１に対して選択的に行われる。なお、上記の下層膜１０は、図１以外の図では表示していない。
【００１０】
凹部内に酸化シリコン膜１２を形成する際、酸化シリコン膜１２がポリシリコン膜１１の側壁の各所から成長して互いに合わさることで、酸化シリコン膜１２における横方向における中央部には、シーム１３が形成されることがある。このシーム１３とは、酸化シリコン膜１２の界面同士の接合部や酸化シリコン膜１２中に形成された空隙である。以後、ウエハＷの表面側から裏面側に向かう方向を上下方向や高さ方向ということもある。このシーム１３の横方向の長さ（幅）や高さ方向の長さなどの大きさや、高さ方向における形成位置は、凹部間で様々である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許