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公開番号2025115398
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-06
出願番号2025011549
出願日2025-01-27
発明の名称薄膜処理方法及びこれを含むメモリ素子の製造方法
出願人イージーティーエムカンパニーリミテッド
代理人弁理士法人小倉特許事務所
主分類H01L 21/302 20060101AFI20250730BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】薄膜を均一に除去することができる薄膜処理方法を提供する。
【解決手段】本発明の一実施例によれば,薄膜処理方法は,基板が置かれたチャンバの内部にハロゲン基を含む改質剤を供給して,前記基板に形成された薄膜に前記改質剤を吸着させる改質剤供給段階と,前記チャンバの内部をパージする段階と,前記チャンバの内部にエッチング活性剤を供給して,吸着された前記改質剤と反応し前記薄膜を処理する薄膜処理段階と,前記チャンバの内部をパージする段階とを含む。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
薄膜処理方法において，
基板が置かれたチャンバの内部にハロゲン基を含む改質剤を供給して，前記基板に形成された薄膜に前記改質剤を吸着させる改質剤供給段階と，前記チャンバの内部をパージする段階と，前記チャンバの内部にエッチング活性剤を供給して，吸着された前記改質剤と反応し前記薄膜を処理する薄膜処理段階と，前記チャンバの内部をパージする段階とを含む薄膜処理方法。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記改質剤は下記＜化学式１＞または＜化学式２＞で表される請求項１記載の薄膜処理方法。
TIFF
2025115398000011.tif
47
37
TIFF
2025115398000012.tif
45
36
前記＜化学式１＞または＜化学式２＞において，
Ｘ１～Ｘ２は独立して水素，塩素元素，炭素数が１～５のクロロアルキル基であり，
Ｒ１～Ｒ３は独立して水素，炭素数が１～５の直鎖状，分岐状，環状アルキル基，炭素数が６～１２のアリール基，炭素数が０～４のヒドロキシ基，炭素数が０～４のアルコキシ基の中から選択される。
【請求項３】
前記エッチング活性剤は下記＜化学式３＞で表される請求項１記載の薄膜処理方法。
TIFF
2025115398000013.tif
61
87
前記＜化学式３＞において，
ｎはそれぞれ独立して０～８の整数の中から選択され，
Ｒ１～Ｒ３は独立して炭素数が１～５の直鎖状，分岐状，環状アルキル基であり，
Ｒ４は水素，炭素数が１～５の直鎖状，分岐状，環状アルキル基，炭素数が１～５のアルコキシ基の中から選択される。
【請求項４】
前記エッチング活性剤は，Ｏ
3
，Ｏ
2
，Ｈ
2
Ｏのいずれか一つである請求項１記載の薄膜処理方法。
【請求項５】
前記薄膜は，Ａｌ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗのいずれか一つを中心元素とする請求項１記載の薄膜処理方法。
【請求項６】
前記薄膜は，金属膜，金属酸化物，金属窒化物，金属硫化物のいずれか一つである請求項１記載の薄膜処理方法。
【請求項７】
前記薄膜処理方法は，５０～７００℃で進行する請求項１記載の薄膜処理方法。
【請求項８】
請求項１～７に記載の薄膜処理方法のいずれかを含む揮発性メモリ素子の製造方法。
【請求項９】
請求項１～７に記載の薄膜処理方法のいずれかを含む不揮発性メモリ素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜処理方法及びこれを含むメモリ素子の製造方法に関するものであり，より詳細には改質剤及びエッチング活性剤を用いてエッチング特性を促進させることができる薄膜処理方法及びこれを含むメモリ素子の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のトップダウンパターニングの主なメカニズムは，所望の物質を薄膜形態で堆積した後，等方性のウェットエッチング，異方性のドライエッチング，反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などを通じて所望のサイズと形態に製作するものであった。しかし，持続的な高性能／低電力に対する需要により，ますます微細化されるパターンサイズとともに，現在の３次元を超えて多次元積層構造への革新が要求されるにつれ，既存のウェット／ドライエッチング技術を超える原子レベルの高い精度を有するエッチング技術が要求されている。
【０００３】
これにより，原子層堆積から着想を得た原子層エッチング方法が開発された。従来の原子層エッチング方法は，強力な反応性により表面層の改質が容易なフッ化水素（ＨＦ）を用いて表面層を改質する改質段階と，改質された表面層と反応して表面層を除去する除去段階を通じて行われた。
【０００４】
しかし，従来の原子層エッチング方法で使用されるフッ化水素は強力な反応性の利点があるが，非常に小さなフッ素原子の拡散により投入量に応じてエッチング速度を調整し，あるいは，非常に薄い厚さだけエッチングすることが困難な問題点があった。また，フッ素原子が望まない領域に侵入するとダメージを引き起こし，素子の特性を劣化させる可能性があり，改質された表面層を除去する過程での高温も同様に下部膜の特性劣化を引き起こす可能性があった。
【０００５】
したがって，ＡＬＤ(Atomic Layer Deposition)の反対概念に相当する理想的なＡＬＥ(Atomic Layer Etch)を実現するためには，表面反応の終結を通じてエッチングされる厚さが一定に維持され，エッチング速度を制御できる材料とプロセス開発が必要な状況である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は，薄膜を均一に除去することができる薄膜形成方法及びこれを含むメモリ素子の製造方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は，不純物を残さずに薄膜特性を維持することができる薄膜形成方法及びこれを含むメモリ素子の製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は，以下の詳細な説明からより明確になるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施例によれば，薄膜処理方法は，基板が置かれたチャンバの内部にハロゲン基を含む改質剤を供給して，前記基板に形成された薄膜に前記改質剤を吸着させる改質剤供給段階と，前記チャンバの内部をパージする段階と，前記チャンバの内部にエッチング活性剤を供給して，吸着された前記改質剤と反応し前記薄膜を処理する薄膜処理段階と，前記チャンバの内部をパージする段階とを含む。
【００１０】
前記改質剤は下記＜化学式１＞または＜化学式２＞で表すことができる。
TIFF
2025115398000002.tif
47
37
TIFF
2025115398000003.tif
45
36
前記＜化学式１＞または＜化学式２＞において，
Ｘ１～Ｘ２は独立して水素，塩素元素，炭素数が１～５のクロロアルキル基であり，
Ｒ１～Ｒ３は独立して水素，炭素数が１～５の直鎖状，分岐状，環状アルキル基，炭素数が６～１２のアリール基，炭素数が０～４のヒドロキシ基，炭素数が０～４のアルコキシ基の中から選択される。
（【００１１】以降は省略されています）

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