[发明专利]蚀刻处理方法及基板处理装置

说明书

提供一种蚀刻处理方法，其能够提高基底层相对于蚀刻对象膜的选择比。该蚀刻处理方法包括：在处理容器内准备形成有层叠膜的基板的工序，该层叠膜至少具有含硅绝缘层、布置在所述含硅绝缘层的下层的基底层、以及布置在所述含硅绝缘层的上层的掩模层；供给至少包含氟碳化合物气体和稀有气体的处理气体的工序；以及在供给有所述处理气体的处理容器内产生等离子体以对所述层叠膜进行蚀刻的工序，其中，所述稀有气体包含第一气体，该第一气体的电离能高于Ar气体，并且电离的单个颗粒具有的动量低于电离的Ar气体的单个颗粒的动量。

技术领域

本公开涉及一种蚀刻处理方法及基板处理装置。

背景技术

在3D-NAND快闪存储器等三维层叠半导体存储器的制造中，存在使用等离子体在层叠膜上形成多个孔的蚀刻工序。作为用于形成3D-NAND的器件结构的蚀刻工序的一个示例，存在当在氧化硅层上蚀刻加工出孔时，针对基板的硅层以及位于中间的金属层同时且高选择性地进行蚀刻加工的工序。在该蚀刻工序中，形成使位于氧化硅层的中间的金属层暴露的较浅的孔，并且形成使位于金属层的下方的硅层暴露的较深的孔。此时，需要进行基底金属膜相对于氧化硅层的选择比较高的工艺。另外，除了3D-NAND的器件结构以外，也期待一种基底层相对于蚀刻对象膜的选择比较高且基底层的损失较小的工艺。

为了确保高选择比，方法之一是使用沉积性较高的工艺条件在钨层上形成保护膜。例如，专利文献1提出了一种等离子体处理方法，其在对氧化层进行蚀刻时，能够在蚀刻停止层的表面上形成保护膜，并且能够对孔开口的堵塞进行抑制。

专利文献2提出了一种方法，其为了兼顾实现金属层选择比和掩模选择比，供给至少包含氟碳化合物气体或氢氟碳化合物气体、氧、氮、以及CO的处理气体，并在供给有处理气体的处理容器内产生等离子体以对层叠膜进行蚀刻。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2014-090022号公报

专利文献2：(日本)特开2019-036612号公报

发明内容

本发明要解决的问题

本公开提供一种蚀刻处理方法，其能够提高基底层相对于蚀刻对象膜的选择比。

用于解决问题的手段

根据本公开的一个实施方式，提供一种蚀刻处理方法，包括：在处理容器内准备形成有层叠膜的基板的工序，该层叠膜至少具有含硅绝缘层、布置在所述含硅绝缘层的下层的基底层、以及布置在所述含硅绝缘层的上层的掩模层；供给至少包含氟碳化合物气体和稀有气体的处理气体的工序；以及在供给有所述处理气体的处理容器内产生等离子体以对所述层叠膜进行蚀刻的工序，其中，所述稀有气体包含第一气体，该第一气体的电离能高于Ar气体，并且电离的单个颗粒具有的动量低于电离的Ar气体的单个颗粒的动量。

发明的效果

根据一个方面，能够提高基底层相对于蚀刻对象膜的选择比。

附图说明

图1是示出3D NAND快闪存储器的层叠膜的图。

图2是示出根据一个实施方式的基板处理装置的结构的一个示例的图。

图3是示出根据一个实施方式的蚀刻处理方法中的气体种类的选择和效果的图。

图4是示出各种稀有气体与等离子体电子密度及等离子体电子温度之间的关系的图。

图5是示出等离子体电子温度与气体的离解度之间的关系的图。

图6是示出离解度与孔的各个表面上的沉积速率之间的关系的图。

图7是示出等离子体电子温度与气体的离解之间的关系的图。