蝕刻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及蝕刻方法，特別涉及對(duì)具有通過交替設(shè)置氧化硅膜和氮化硅膜而構(gòu)成的多層膜的第一區(qū)域和具有單層的氧化硅膜的第二區(qū)域兩者進(jìn)行蝕刻的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為半導(dǎo)體裝置的一種，已知有具有三維構(gòu)造的NAND型閃存器件。在具有三維構(gòu)造的NAND型閃存器件的制造中實(shí)施以下步驟:進(jìn)行通過交替設(shè)置氧化硅膜和氮化硅膜而構(gòu)成的多層膜的蝕刻，而在該多層膜形成深孔。針對(duì)這樣的蝕刻，在下述的專利文獻(xiàn)1中有記載。
[0003]具體而言，專利文獻(xiàn)1中記載有通過將在多層膜上具有掩模的被處理體暴露于處理氣體的等離子體中來進(jìn)行該多層膜的蝕刻的方法。
[0004]但是，在作為蝕刻的對(duì)象的被處理體存在包括通過交替設(shè)置氧化硅膜和氮化硅膜而構(gòu)成的多層膜的第一區(qū)域和具有單層的氧化硅膜的第二區(qū)域的部分。對(duì)這樣的被處理體進(jìn)行蝕刻，而實(shí)現(xiàn)在第一區(qū)域和第二區(qū)域兩者形成孔那樣的空間。作為能夠蝕刻上述第一區(qū)域和第二區(qū)域兩者的處理氣體，例示有包含氫氟烴氣體的處理氣體。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2013/0059450號(hào)說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]在對(duì)上述第一區(qū)域和第二區(qū)域兩者進(jìn)行的蝕刻中，期望在第一區(qū)域形成的空間的深度與在第二區(qū)域形成的空間的深度的差異小。但是，利用包含氫氟烴氣體的處理氣體的等離子體對(duì)第一區(qū)域和第二區(qū)域兩者進(jìn)行蝕刻時(shí)，與在第一區(qū)域形成的空間的深度相比，在第二區(qū)域形成的空間的深度變小。
[0010]此外，還期望在第一區(qū)域和第二區(qū)域兩者形成的空間的寬度小。作為對(duì)此的解決對(duì)策，通?？s窄掩模的開口寬度，或者在處理氣體中包含甲烷氣體等沉積性的氣體。根據(jù)這樣的解決對(duì)策，空間的寬度變小。但是，空間沒有垂直地形成，能夠形成相對(duì)于該空間的深度方向在水平方向上縮緊的形狀。即，在空間的垂直性上有改善的余地。
[0011]因而，期望使利用對(duì)具有通過交替設(shè)置氧化硅膜和氮化硅膜而構(gòu)成的多層膜的第一區(qū)域和具有單層的氧化硅膜的第二區(qū)域兩者進(jìn)行的蝕刻而形成的空間的深度的差異降低，且改善該空間的垂直性。
[0012]用于解決課題的技術(shù)方案
[0013]在一方式中，提供對(duì)具有通過交替設(shè)置氧化硅膜和氮化硅膜而構(gòu)成的多層膜的第一區(qū)域和具有單層的氧化硅膜的第二區(qū)域進(jìn)行蝕刻的方法。該方法包括:(a)在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)準(zhǔn)備具有在第一區(qū)域上和第二區(qū)域上設(shè)置的掩模的被處理體的步驟；(b)在收納被處理體的處理容器內(nèi)生成包含氫氟烴氣體的第一處理氣體的等離子體的步驟；和(C)在收納被處理體的處理容器內(nèi)生成包含碳氟化合物氣體的第二處理氣體的等離子體的步驟。在該方法中，交替反復(fù)進(jìn)行生成第一處理氣體的等離子體的步驟和生成第二處理氣體的等離子體的步驟。
[0014]與第二區(qū)域相比第一處理氣體的等離子體優(yōu)選蝕刻第一區(qū)域。另一方面，與第一區(qū)域相比第二處理氣體的等離子體優(yōu)選蝕刻第二區(qū)域。上述方法中，通過多次交替實(shí)施利用這樣的第一處理氣體的等離子體進(jìn)行的蝕刻和利用第二處理氣體的等離子體進(jìn)行的蝕亥IJ，能夠使第一區(qū)域的蝕刻率與第二區(qū)域的蝕刻率的差異減小。因而，根據(jù)上述方法，能夠使在第一區(qū)域形成的空間的深度與在第二區(qū)域形成的空間的深度的差異降低。
[0015]此外，第二處理氣體中包含的碳氟化合物在構(gòu)成利用蝕刻而形成的空間的側(cè)壁面沉積來形成保護(hù)膜。因而，能夠抑制該側(cè)壁面在水平方向被削減。所以，能夠在第一區(qū)域和第二區(qū)域兩者形成寬度窄且垂直性高的空間。
[0016]—實(shí)施方式中，掩模也可以是無定形碳制。此外，一實(shí)施方式中，第一處理氣體還可以包含三氟化氮(NF3)氣體。從NF3生成氟的活性種。因而，能夠提高第一區(qū)域和第二區(qū)域的蝕刻率。此外，一實(shí)施方式中，第一處理氣體還可以包含H2氣體。此外，一實(shí)施方式中，第一處理氣體還可以包含硫化羰氣體、烴氣體和三氯化硼氣體中的至少一種氣體。來源于硫化羰氣體、炭化和三氯化硼氣體的分子或者原子沉積于側(cè)壁面，形成保護(hù)膜。因而，進(jìn)一步提高在第一區(qū)域和第二區(qū)域兩者形成的空間的垂直性。
[0017]發(fā)明效果
[0018]如以上說明，能夠使利用對(duì)具有通過交替設(shè)置氧化硅膜和氮化硅膜而構(gòu)成的多層膜的第一區(qū)域和具有單層的氧化硅膜的第二區(qū)域的兩者進(jìn)行的蝕刻而形成的空間的深度的差異降低，且改善該空間的垂直性。
【附圖說明】
[0019]圖1是表示一實(shí)施方式的蝕刻方法的流程圖。
[0020]圖2是表示在圖1所示的方法的步驟ST1中準(zhǔn)備的被處理體的一例的圖。
[0021]圖3是概略地表示等離子體處理裝置的一例的圖。
[0022]圖4是表示圖1所示的方法的實(shí)施中的中途階段的被處理體的狀態(tài)的一例的截面圖。
[0023]圖5是表示圖1所示的方法的實(shí)施后的被處理體的狀態(tài)的一例的截面圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明
[0025]10…等離子體處理裝置；12…處理容器；16...下部電極；18b…靜電吸盤；30...上部電極、34a...氣體排出孔；40...氣體源組；50...排氣裝置；62...第一高頻電源、64...第二高頻電源；Cnt...控制部；W…晶片；R1…第一區(qū)域；IL1…氧化硅膜；IL2…氮化硅膜；R2...第二區(qū)域;MSK…掩模;PF…保護(hù)膜;SP…空間。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下，參照?qǐng)D面詳細(xì)說明各種實(shí)施方式。此外，在各附圖中對(duì)相同或者相當(dāng)?shù)牟糠痔砑酉嗤母綀D標(biāo)記。
[0027]圖1是表示一實(shí)施方式的蝕刻方法的流程圖。圖1所示的方法MT是對(duì)第一區(qū)域和第二區(qū)域兩者進(jìn)行蝕刻而形成孔等空間的方法，包括步驟ST1?步驟ST4。該方法MT例如能夠用于具有三維構(gòu)造的NAND閃存的制造。
[0028]方法MT的步驟ST1是準(zhǔn)備被處理體(以下稱為“晶片W” )的步驟。圖2是表示在步驟ST1中準(zhǔn)備的晶片W的一例的圖。圖2所示的晶片W包括基底層UL、第一區(qū)域R1、第二區(qū)域R2和掩模MSK?；讓覷L能夠是設(shè)置在基板上的多晶硅制的層。在該基底層UL上設(shè)置有第一區(qū)域R1。此外，在該基底層UL上設(shè)置有第二區(qū)域R2。
[0029]第一區(qū)域R1由多層膜構(gòu)成。多層膜通過交替設(shè)置氧化硅膜IL1和氮化硅膜IL2而構(gòu)成。氧化娃膜IL1的厚度例如是5nm?50nm，氮化娃膜IL2的厚度例如是10nm?75nm。一實(shí)施方式中，氧化娃膜IL1和氮化娃膜IL2可以層疊合計(jì)24層以上。
[0030]第二區(qū)域R2由單層的氧化硅膜構(gòu)成。第二區(qū)域R2的厚度與第一區(qū)域R1的厚度大致相同。
[0031]在第一區(qū)域R1上和第二區(qū)域R2上設(shè)置有掩模MSK。掩模MSK具有用于在第一區(qū)域R1和第二區(qū)域R2形成孔等空間的圖案。掩模MSK例如能夠是無定形碳制。或者，掩模MSK也可以由有機(jī)聚合物構(gòu)成。
[0032]再次參照?qǐng)D1。方法MT的步驟ST1中，在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)準(zhǔn)備晶片W。在一例中，等離子體處理裝置能夠是電容耦合型等離子體處理裝置。以下，針對(duì)方法MT的實(shí)施中能夠使用的等離子體處理裝置的一例進(jìn)行說明。圖3是概略地表示等離子體處理裝置的一例的圖，表示該等離子體處理裝置的縱截面的構(gòu)造。
[0033]圖3所示的等離子體處理裝置10是電容耦合型等離子體蝕刻裝置，包括大致圓筒狀的處理容器12。處理容器12的內(nèi)壁面由經(jīng)陽(yáng)極氧化處理后的鋁構(gòu)成。該處理容器12安全接地。
[0034]在處理容器12的底部上設(shè)置有由絕緣材料構(gòu)成的大致圓筒狀的支承部14。支承部14在處理容器12內(nèi)從處理容器12的底部在鉛直方向延伸。支承部14支承在處理容器12內(nèi)設(shè)置的載置臺(tái)H)。具體而言，如圖3所示，支承部14在該支承部14的內(nèi)壁面能夠支承載置臺(tái)ro。
[0035]載置臺(tái)ro在其上表面保持晶片W。載置臺(tái)ro包括下部電極16和支承部18。下部電極16例如由鋁等金屬構(gòu)成，形成大致圓盤形狀。在該下部電極16的上表面之上設(shè)置有支承部18。
[0036]支承部18是支承晶片W的部件，包括基部18a和靜電吸盤18b。基部18a例如由鋁等金屬制構(gòu)成，形成大致圓盤形狀。基部18a設(shè)置在下部電極16上，與下部電極16電連接。靜電吸盤18b設(shè)置在基部18a之上。靜電吸盤18b具有將作為導(dǎo)電膜的電極配置在一對(duì)絕緣層或者絕緣薄板間的構(gòu)造。直流電源22與靜電吸盤18b的電極電連接。該靜電吸盤18b能夠利用由來自直流電源22的直流電壓而產(chǎn)生的庫(kù)侖力等靜電力吸附保持晶片W。
[0037]在基部18a的周緣部上以包圍晶片W的周緣和靜電吸盤18b的方式配置有聚焦環(huán)FRo聚焦環(huán)FR是為了提高蝕刻的均勻性而設(shè)置的。聚焦環(huán)FR由根據(jù)蝕刻對(duì)象的材料而適當(dāng)選擇的材料構(gòu)成，例如能夠由石英構(gòu)成。
[0038]在基部18a的內(nèi)部設(shè)置有制冷劑流路24。制冷劑流路24構(gòu)成一實(shí)施方式的溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。從設(shè)置在外部的冷卻裝置經(jīng)由配管26a，26b對(duì)制冷劑流路24循環(huán)供給規(guī)定溫度的制冷劑。通過這樣控制循環(huán)的制冷劑的溫度，能