半导体制造装置以及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

提供在包含SiO2而构成的膜的蚀刻中使处理的成品率提升的蚀刻装置或蚀刻方法。作为其手段而使用半导体制造装置，其具有：导入口，其对处理容器内部的处理室导入包含氟化氢以及醇各自的蒸汽的处理用的气体；样品台，其配置于所述处理室，在其上表面装载处理对象的晶片；和电极，其配置于所述样品台的内部，在对形成于所述晶片的所述上表面的第1膜进行蚀刻处理时，被施加在通过所述处理用的气体而形成于所述晶片的所述上表面上的第1层形成电场的直流电力。流电力。流电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体制造装置以及半导体装置的制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造装置以及半导体装置的制造方法，特别涉及不使用等离子的蒸汽(vapor)蚀刻装置以及利用其的制造方法。

技术介绍

[0002]在具有对设于半导体晶片的样品上的膜(例如氧化硅(SiO2)膜)进行处理来形成电路用的结构的工序的半导体器件的制造中，伴随半导体器件的微细化而更高精度的加工技术的需求提高。近年来，作为对SiO2膜进行加工的处理装置，正在推进不使用等离子而作为处理用的气体将特定的物质的蒸汽提供到SiO2膜的表面来使该物质的原子或分子和SiO2膜反应的所谓蒸汽蚀刻装置的开发。
[0003]例如在面向SiO2膜的蒸汽蚀刻中，如非专利文献1记载的那样，提出利用氢氟酸(HF)与醇的混合气体的蚀刻。另外，在专利文献1(JP特开2015
‑
161493号公报)中，提出利用HF与醇的混合气体的蒸汽蚀刻装置。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：JP特开2005
‑
161493号公报
[0007]非专利文献
[0008]非专利文献1：Chun Su Lee et al.，“Modeling and Characterization of Gas
‑
Phase Ethihng of Thermal Oxide and TEOS Oxide Using Anthdrous HF and CH3OH”，J.Electrochem.Soc.，vol.143，No.3pp.1099
‑
1103(1996)

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的课题
[0010]在利用HF与醇的混合气体的蒸汽的蚀刻中，已知为了使蚀刻的速度(速率)为所期望的范围内，在蚀刻中将晶片的温度维持在合适的范围是有效果的。另外，作为给蚀刻的速率带来影响的其他参数，能举出处理室内的压力。但处理室内的温度以及压力等参数一般难以以高的速度进行变更。因此，过去以来，在将混合气体作为蒸汽来提供并将SiO2作为对象来进行蚀刻的蒸汽蚀刻中，运用蚀刻量伴随时间的经过而单调增大的所谓连续蚀刻。
[0011]另一方面，在近年的半导体器件的加工中，谋求高精度的蚀刻，例如对SiO2以原子层级进行蚀刻、所谓ALE(Atomic Layer Etching，原子层蚀刻)的需求提高。对于以这样的SiO2为对象的ALE的课题，在专利文献1记载的技术中，会出现不能以高的精度将每单位时间的蚀刻量(蚀刻速率)调节成所期望的范围内的值、有损处理的成品率的问题。
[0012]本专利技术的目的在于，提供半导体制造装置以及半导体装置的制造方法，能以高的精度蚀刻包含SiO2的膜，特别在原子层级的蚀刻中，使处理的成品率提升。
[0013]其他目的和新的特征会从本说明书的记述以及附图得以明确。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]若简单说明本申请中公开的实施方式当中的代表性的方案的概要，则如下那样。
[0016]代表性的实施方式的半导体制造装置具有：处理容器；导入口，其对所述处理容器内部的处理室导入包含氟化氢以及醇各自的蒸汽的处理用的气体；样品台，其配置于所述处理室，其上表面装载处理对象的晶片；和电极，其配置于所述样品台的内部，在对形成于所述晶片的所述上表面的第1膜进行蚀刻处理时，被施加在通过所述处理用的气体而形成于所述晶片的所述上表面上的第1层形成电场的直流电力。
[0017]专利技术的效果
[0018]根据代表性的实施方式，能提升半导体制造装置的性能。特别能进行SiO2的高精度的蚀刻。
附图说明
[0019]图1是示意表示本专利技术的实施方式所涉及的作为半导体制造装置的蚀刻装置的结构的纵截面图。
[0020]图2是将图1所示的蚀刻装置的整体的结构设为将分别表示功能的方块彼此连接的图而示意示出的框图。
[0021]图3是表示利用图1所示的蚀刻装置的蚀刻处理中的晶片上表面和其上方的处理室内的结构的示意图。
[0022]图4是表示利用图1所示的蚀刻装置的蚀刻处理中的晶片上表面和其上方的处理室内的结构的示意图。
[0023]图5是表示蚀刻处理中的时间与蚀刻量的关系的图表。
[0024]图6是表示利用图1所示的蚀刻装置的蚀刻处理中的时间与蚀刻量的关系的图表。
[0025]图7是示意表示本专利技术的实施方式的变形例1所涉及的作为半导体制造装置的蚀刻装置的结构的纵截面图。
[0026]图8是表示构成图7所示的蚀刻装置的样品台的俯视图。
[0027]图9是表示使用图7所示的变形例所涉及的作为半导体制造装置的蚀刻装置而处理的晶片上表面的SiO2膜的蚀刻速率的相对于晶片的半径方向的位置的变化的图表。
[0028]图10是示意表示本专利技术的实施方式的变形例1所涉及的作为半导体制造装置的蚀刻装置的结构的纵截面图。
[0029]图11是表示构成图10所示的蚀刻装置的样品台的俯视图。
[0030]图12是示意表示使用图10所示的变形例所涉及的作为半导体制造装置的蚀刻装置而处理的晶片上表面的SiO2膜的蚀刻速率的相对于晶片的半径方向的位置的变化的图表。
[0031]图13是示意表示本专利技术的实施方式的变形例3所涉及的作为半导体制造装置的蚀刻装置的结构的纵截面图。
[0032]图14是示意表示本专利技术的实施方式的变形例3所涉及的作为半导体制造装置的蚀刻装置的结构的纵截面图。
[0033]图15是表示利用比较例的蚀刻装置的蚀刻处理中的晶片上表面和其上方的处理室内的结构的示意图。
具体实施方式
[0034]以下基于附图来详细说明本专利技术的实施方式。另外，在用于说明实施方式的全图中，对具有相同功能的构件标注相同附图标记，省略其重复的说明。另外，在实施方式中，除了必要时以外，原则上不重复相同或同样的部分的说明。
[0035](实施方式)
[0036]以下，作为制造半导体器件的工序，说明对预先形成于半导体晶片(以下仅称作晶片)的上表面上的处理对象的膜即SiO2膜进行蚀刻处理的蚀刻装置以及蚀刻方法。该蚀刻装置以及蚀刻方法中，实施所谓蒸汽蚀刻，作为构成处理用的混合气体的物质而提供包含氟化氢(HF、氢氟酸)以及醇X(CxHyOH)的蒸汽，来进行蚀刻处理。本实施方式提供半导体制造装置或半导体装置的制造方法，能以高的精度调节SiO2的蚀刻的速度(速率)。
[0037]<改善的余地的细节>
[0038]作为加工SiO2膜的处理，存在所谓蒸汽蚀刻法，不实用等离子，作为处理用的气体而将特定的物质的蒸汽提供到SiO2膜表面，使该物质的原子或分子和SiO2反应。
[0039]例如，在面向SiO2的蒸汽蚀刻中，考虑进行利用HF与醇的混合气体的蚀刻。在HF和醇的蒸汽蚀刻中，气相中混合的HF和醇X在晶片表面液化。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体制造装置，其特征在于，具有：处理容器；导入口，其对所述处理容器内部的处理室导入包含氟化氢以及醇各自的蒸汽的处理用的气体；样品台，其配置于所述处理室，在其的上表面装载处理对象的晶片；和电极，其配置于所述样品台的内部，在对形成于所述晶片的所述上表面的第1膜进行蚀刻处理时，被施加在通过所述处理用的气体而形成于所述晶片的所述上表面上的第1层形成电场的直流电力。2.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其特征在于，所述第1膜包含氧化硅，在由构成所述处理用的气体的所述氟化氢以及所述醇各自的蒸汽形成的所述第1膜的上表面上的液相的所述第1层，通过对所述电极提供的直流电力来形成所述电场。3.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其特征在于，所述半导体制造装置具备：第1控制部，其切换提供所述直流电力的电源所输出的电压的值或极性。4.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其特征在于，所述电极具备：多个电极，该多个电极包含俯视观察下位于所述样品台的中心侧的区域的内侧电极；和在所述内侧电极的外周侧包围所述内侧电极的外侧电极，所述多个电极当中的1者与接地电极连接而被设为接地电位。5.根据权利要求1所述的半导体制造装置，其特征在于，所述半导体制造装置具备：第2控制部，其使对所述电极提...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田将贵，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：