蝕刻方法和蝕刻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及向被處理基板的表面供給處理氣體進行蝕刻處理的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于半導(dǎo)體器件正在向多樣化發(fā)展，因此在半導(dǎo)體制造業(yè)界中，需要與各種新的工藝相適應(yīng)。例如存在以下的工藝:使作為圖案層的硅的壁部隔開間隔并平行排列，對被這些壁部劃分了蝕刻區(qū)域的S12(氧化硅)層進行蝕刻，并在S1Jl的中途停止蝕刻。
[0003]作為對S1Ji進行蝕刻的方法，已知有例如:如專利文獻I記載的利用HF(氟化氫)氣體和NH3 (氨)氣體的化學(xué)的氧化物去除處理(Chemical Oxide Removal)的方法。該方法是為了對形成于半導(dǎo)體晶圓(以下稱為“晶圓”)的表面的S1Jl進行蝕刻，邊加熱晶圓邊向處理容器內(nèi)供給HF氣體和NH3氣體的方法。由于這些氣體與S1 2反應(yīng)而生成(NH4)2SiF6(硅氟化銨)，因此通過加熱該(NH4)2SiF6并使其升華來去除S1 2。
[0004]當(dāng)利用該方法進行在S1Jl的中途停止蝕刻的工藝時，有時要求蝕刻后的S1Jl的表面的粗糙(粗糙度)良好。另外如上述的例子這樣，當(dāng)沿著圖案層對S1Jl進行蝕刻時，需要抑制會對應(yīng)圖案的疏密而在蝕刻速度上產(chǎn)生差別的微負載。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2009-156774號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

_8] 發(fā)明要解決的問題
[0009]本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，目的在于提供一種可以在對被圖案層劃分了蝕刻區(qū)域的S1Jl蝕刻至到達下層之前的中途階段為止時，改善粗糙度和微負載的技術(shù)。_0] 用于解決問題的方案
[0011]本發(fā)明的蝕刻方法的特征在于，對被圖案層劃分了蝕刻區(qū)域的被處理基板上的氧化硅層進行蝕刻、到達該氧化硅層的下層之前停止蝕刻的方法中，進行以下的工序:
[0012]在真空氣氛中對被處理基板進行加熱的工序；和
[0013]從氣體供給部向前述被處理基板間歇地多次供給預(yù)先混合了氟化氫氣體與氨氣的處理氣體、及包含含有氮、氫、氟的化合物的處理氣體中的至少一種的用于蝕刻的處理氣體的工序。
[0014]本發(fā)明的存儲介質(zhì)的特征在于，其為存儲了裝置所使用的計算機程序的存儲介質(zhì)，所述裝置在處理容器內(nèi)對被處理基板在真空氣氛下利用用于蝕刻的處理氣體進行蝕刻，
[0015]為了實施上述蝕刻方法，前述計算機程序包含步驟組。
[0016]本發(fā)明的蝕刻裝置的特征在于，其為對被圖案層劃分了蝕刻區(qū)域的被處理基板上的氧化硅層進行蝕刻、在到達該氧化硅層的下層之前停止蝕刻的方法所使用的裝置，其具備:
[0017]具有載置被處理基板的載置部的處理容器；
[0018]為了對載置于前述載置部的被處理基板供給預(yù)先混合了氟化氫氣體與氨氣的處理氣體、及包含含有氮、氫、氟的化合物的處理氣體中的至少一種的用于蝕刻的處理氣體，以面對被處理基板的方式而設(shè)置有多個氣體供給孔的氣體供給部；
[0019]用于對前述處理容器內(nèi)進行真空排氣的真空排氣部；和
[0020]用于從前述氣體供給部對前述被處理基板間歇地多次供給前述用于蝕刻的處理氣體而輸出控制信號的控制部。
[0021]發(fā)明的效果
[0022]本發(fā)明在對被圖案層劃分了蝕刻區(qū)域的S1Jl蝕刻至到達下層之前的中途階段為止時，從氣體供給部對被處理基板間歇地多次供給預(yù)先混合了 HF氣體與NH3氣體的處理氣體。若使用HF氣體和NH3氣體，則生成作為反應(yīng)產(chǎn)物的硅氟化銨，從應(yīng)被蝕刻的S1 2的表面觀察時，該反應(yīng)產(chǎn)物起到了保護膜的作用。該保護膜的附著量根據(jù)圖案的疏密而不同，但由于間歇地供給處理氣體，因此即使保護膜附著于Si0j9表面，其也會在停止供給處理氣體期間通過真空排氣而揮發(fā)(升華)。因此，無論圖案的疏密，蝕刻速度都均勻，因此能改善微負載。另外，由于預(yù)先混合HF氣體與NH3氣體并從氣體供給部向被處理基板進行供給，因此能抑制附著于基板的表面的HF濃度的偏差，改善表面的粗糙(粗糙度)，并且對進一步改善微負載作出貢獻。另外，即使使用包含NH4F、NH4FHF等含有氮、氫、氟的化合物的處理氣體來代替上述的處理氣體，也能夠獲得同樣的效果。
【附圖說明】
[0023]圖1為表示本發(fā)明的實施方式所涉及的蝕刻裝置的縱向剖視圖。
[0024]圖2為表示晶圓的表面附近的縱向剖視圖。
[0025]圖3為表示晶圓的蝕刻處理后的表面附近的縱向剖視圖。
[0026]圖4為表示本發(fā)明的實施方式的氣體供給的推移的說明圖。
[0027]圖5為表示本發(fā)明的實施方式的作用的說明圖。
[0028]圖6為表示本發(fā)明的實施方式的作用的說明圖。
[0029]圖7為表示本發(fā)明的實施方式的作用的說明圖。
[0030]圖8為表不晶圓表面的蝕刻情況的說明圖。
[0031]圖9為表不晶圓表面的蝕刻情況的說明圖。
[0032]圖10為表不晶圓表面的蝕刻情況的說明圖。
[0033]圖11為表示本發(fā)明的實施方式的另一例的氣體供給的推移的說明圖。
[0034]圖12為表示本發(fā)明的實施方式的另一例的晶圓表面附近的縱向剖視圖。
[0035]圖13為實施例與比較例涉及的蝕刻處理前的晶圓的剖視圖。
[0036]圖14為實施例涉及的蝕刻處理后的晶圓的剖視圖。
[0037]圖15為比較例涉及的蝕刻處理后的晶圓的剖視圖。
[0038]圖16為表不實施例涉及的晶圓表面的情況的立體圖。
[0039]圖17為表示比較例涉及的晶圓表面的情況的立體圖。
[0040]附圖標(biāo)iP,說曰月
[0041]I處理容器
[0042]2載物臺
[0043]3氣體供給部
[0044]9控制部
[0045]26加熱器
[0046]30擴散板
[0047]31氣體供給孔
[0048]32分散室
[0049]33、34氣體供給路徑
[0050]35加熱器
[0051]40 NH3供給管
[0052]50 HF 供給管
[0053]61 Si O2 層
[0054]62 壁部
[0055]63 溝部
[0056]64圖案密的區(qū)域
[0057]65圖案疏的區(qū)域
【具體實施方式】
[0058]對本發(fā)明的實施方式涉及的蝕刻裝置進行說明。如圖1所示，蝕刻裝置具備橫截面形狀為大致圓形的真空室即處理容器I。處理容器I的側(cè)面設(shè)有用于進行作為被處理基板的例如直徑300mm晶圓W的交接的搬入搬出口 12，并且在搬入搬出口 12設(shè)有用于開關(guān)搬入搬出口 12的閘閥13。
[0059]在處理容器I的內(nèi)部設(shè)有作為晶圓W的載置部的圓柱形狀的載物臺2，在載物臺2的上表面，支撐銷21例如在載物臺2的周向上等間隔地在7個部位突出，該支撐銷21用于對晶圓W隔著距載物臺2的表面例如0.3mm的間隙進行支撐。另外，在周向上等間隔在3個部位設(shè)有貫通載物臺2與處理容器I的底面的通孔22。在通孔22中設(shè)有晶圓W的交接用的頂出銷24，該頂出銷24以利用升降機構(gòu)23相對于載物臺2的上表面突出或沒入的方式設(shè)置。另外，頂出銷24的下部側(cè)被用于使處理容器I氣密的波紋管25覆蓋。在該載物臺2的內(nèi)部，設(shè)有構(gòu)成加熱部的加熱器26，以使載置于載物臺2上的晶圓W加熱至設(shè)定溫度。
[0060]在處理容器I的底面設(shè)有排氣口 14。排氣口 14與排氣管15相連接，自排氣口 14側(cè)起，設(shè)有壓力調(diào)整閥16、開關(guān)閥17，并連接有作為真空排氣機構(gòu)的真空栗18。這些排氣管15等的部分構(gòu)成真空排氣部。
[0061]處理容器I的上表面形成有開口部11，以堵塞開口部11的方式設(shè)有氣體供給部3。在氣體供給部3，以面對載物臺2的載置面的方式設(shè)有擴散板30。擴散板30使用鋁等導(dǎo)熱系數(shù)高的材料并形成為圓板狀，擴散板30構(gòu)成為沿厚度方向貫通擴散板30的直徑為0.5mm?2.0mm的氣體供給孔31例如縱橫地排列的沖孔板。擴散板30的上方形成有用于使向處理容器I內(nèi)供給的處理氣體分散的分散室32。
[0062]在氣體供給部3中，以與分散室32連通的方式具備2條氣體供給路徑33、34。一條氣體供給路徑33的上端與NH3氣體供給管40的下游端相連接，另一條氣體供給路徑34的上端與HF氣體供給管50的下游端相連接。首先，若從NH3氣體供給管40側(cè)(NH3氣體的供給系統(tǒng))開始說明，在NH3氣體供給管40上，自上游側(cè)起依次設(shè)有NH3氣體供給源41、流量調(diào)整部42、閥門V3、及閥門VI。NH3氣體供給管40的處于閥門V3與閥門Vl之間的部分與作為載氣(稀釋氣體)的N2 (氮)氣體供給管43的下游端相連接，在N2氣體供給管43上，自上游側(cè)起依次設(shè)有N2氣體供給源44、流量調(diào)整部45及閥門V5。另外，順3氣體供給管40的處于NH3氣體供給源41與流量調(diào)整部42之間的部分與旁路配管46的上游端相連接，旁路配管46的下游端與排氣管15相連接。在旁路配管46上，自上游側(cè)起設(shè)有流量調(diào)整部47與閥門V70
[0063]接著，對HF氣體供給管50側(cè)(HF氣體的供給系統(tǒng))進行說明，在HF氣體供給管50上，自上游側(cè)起依次設(shè)有HF氣體供給源51、流量調(diào)整部52、閥門V4、及閥門V2。HF氣體供給管50的處于閥門V4與閥門V2之間的部分與作