含硅膜的蚀刻方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术可以缩短处理时间且抑制基底膜的蚀刻，同时无残渣地对含硅膜进行蚀刻。使含有含氟反应成分和Ｈ２Ｏ或含ＯＨ基化合物的处理气体与被处理物（９０）接触，对含硅膜（９３）进行蚀刻。随蚀刻的进行改变处理气体中的Ｈ２Ｏ或含ＯＨ基化合物的含有率。优选在对含硅膜的欲蚀刻部分的大半部分进行蚀刻的第一蚀刻工序中增高上述含有率，在对残留部分的含硅膜进行蚀刻的第二蚀刻工序中降低上述含有率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非晶硅、氧化硅等含有硅原子的含硅膜的蚀刻方法及装置。
技术介绍
氧化硅膜可以通过含有氟化氢等含氟反应气体的处理气体进行蚀刻。非晶硅等基 本由硅原子形成的硅膜，可以通过氟化氢等含氟反应气体和臭氧等氧化性反应气体混合而 成的处理气体进行蚀刻。例如，专利文献1、2中记载了在利用臭氧使晶片表面的硅氧化、得到氧化硅的基 础上(式1)，使用氢氟酸进行蚀刻的方案。通过氢氟酸蒸气发生器使氢氟酸蒸发，并将该蒸 气导入到晶片表面。专利文献3中记载了通过使CF4等含氟气体在大气压附近发生放电而生成HF、C0F2 等，再使COF2与在CF4等中混合的水发生反应得到HF (式2)，利用如此得到的HF对氧化硅 进行蚀刻(式3)的方案。Si+203 — Si02+202(式 1)C0F2+H20 — C02+2HF(式 2)Si02+4HF+H20 — SiF4+3H20 (式 3)专利文献4中记载了通过大气压等离子体放电由加湿的CF4得到HF(式4)，在其 中添加O3后对氧化硅进行蚀刻的方案。CF4+2H20 — 4HF+C02 (式 4)专利文献5中记载了使CF4和O2发生大气压放电得到自由基，将其从等离子体空 间导入到温度20°C或100°C的基板上，对单晶硅进行蚀刻的方案。专利文献6中记载了使加湿CF4或干燥CF4发生大气压放电，并在90°C的基板温 度下对晶体硅进行蚀刻的方案。专利文献7中记载了在低压室内进行的硅的蚀刻中，在基底膜露出的同时或即将 露出之前，将蚀刻气体的成分置换为对基底的选择比高的气体种类后进行过蚀刻的方法。日本特开2003-264160号公报 日本特开2004-55753号公报 日本特开2000-58508号公报 日本特开2002-270575号公报 日本特开平04-358076号公报 日本特开2000-164559号公报 日本特开2002-343798号公报
技术实现思路
在非晶硅、氧化硅等含硅膜的蚀刻中，在用于生成含氟反应成分的含氟原料中添 加的水(参考式4)或通过蚀刻反应生成的水(参考式3)，附着在含硅膜的表面而发生凝专利文献1专利文献2专利文献3专利文献4专利文献5专利文献6专利文献7聚。在存在已凝聚的水层的部位，蚀刻反应受到阻碍。因此，不能对整个含硅膜均勻地进行 蚀刻，含硅膜的一部分容易斑点(斑驳)状残留。也考虑到当水分附着在含硅膜的表面时进行干燥工序来除去水分，但是处理时间 延长，因而并不实用。如果充分进行过蚀刻，则可以将斑点状残留的含硅膜蚀刻除去，但基底膜会受到 过度蚀刻。根据基底膜的成分等的不同，水分多的情况下含硅膜与基底膜的选择比增大。为了解决上述课题，本专利技术提供对基底膜上层叠有含硅膜的被处理物进行蚀刻的 方法，其特征在于，使含有含氟反应成分(冊、0^等)和吐0的处理气体或含有含氟反应成 分(冊、0^等)和含OH基化合物(过氧化氢水、醇等)的处理气体与所述被处理物接触， 并随蚀刻的进行改变所述处理气体中的H2O或含OH基化合物的含有率。例如，在对基底膜无影响的阶段，优先考虑作为蚀刻对象的含硅膜的蚀刻速率来 设定H2O或含OH基化合物的含有率即可。由此，可以缩短处理时间。在对基底膜有影响的 阶段，优先考虑含硅膜与基底膜的蚀刻的选择比来设定H2O或含OH基化合物的含有率即 可。由此，可以抑制基底膜的蚀刻，并且可以防止含硅膜斑点状残留。作为构成所述含硅膜的含硅物，可以举出硅(Si)、氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC)、碳 氧化硅(SiOC)等。硅(Si)可以是非晶硅、多晶硅或单晶硅。所述含硅膜为硅(Si)时，所 述处理气体优选还含有氧化性反应成分。由此，可以将硅氧化(参考式1)，然后可以与氧化 硅同样地进行蚀刻(参考式3)。作为氧化性反应成分，可以举出03、0自由基、H202、O2等， 优选举出03。碳化硅(SiC)或碳氧化硅(SiOC)可以经过加热转换成硅(Si)，然后，可以与 硅同样地进行蚀刻(参考式1、式3)。基底膜可以由与作为蚀刻对象的含硅膜不同的成分构成，也可以是含硅物。作为 蚀刻对象的含硅膜为硅(Si)时，基底膜例如为氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)等。作为蚀刻 对象的含硅膜为氧化硅(SiO2)时，基底膜例如为氮化硅(SiN)等。作为蚀刻对象的含硅膜 为碳化硅(SiC)或碳氧化硅(SiOC)时，基底膜例如为氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO2)等。优选随蚀刻的进行阶段性地改变所述含有率。由此，可以使含有率的控制变得容 易。“阶段性地”是指H2O或含OH基化合物的含有率的变化为不连续的或阶梯状。也可以随蚀刻的进行连续性地改变所述含有率。优选随蚀刻的进行减小所述含有率。由此，在基底膜由氮化硅、氧化硅等构成时，可以增大对基底膜有影响的阶段中含 硅膜与基底膜的选择比，从而可以可靠地抑制基底膜的蚀刻，并且可以可靠地防止含硅膜 的斑点状残渣的出现。另外，基底膜为氧化硅时，作为蚀刻对象的含硅膜为氧化硅以外的含硅物，例如为 硅、碳化硅、碳氧化硅、碳氮化硅等。优选随蚀刻的进行阶段性地减小所述含有率。由此，可以使含有率的控制变得容易ο也可以随蚀刻的进行连续性地逐渐减小所述含有率。根据基底膜的成分等，为了随蚀刻的进行增大含硅膜与基底膜的选择比，可以阶 段性地或连续性地增大所述含水率。可以依次实施下述的工序，使第一处理气体中的H2O或含OH基化合物的含有率与 第二处理气体中的H2O或含OH基化合物的含有率彼此不同。所述工序依次为使含有含氟反应成分和H2O或含OH基化合物的所述第一处理气体与所述被处理 物接触，对所述含硅膜的欲蚀刻部分的大半部分或几乎全部进行蚀刻的第一蚀刻工序；和使含有含氟反应成分和H2O的所述第二处理气体或含有含氟反应成分和含OH基 化合物的所述第二处理气体与所述被处理物接触，对所述含硅膜的欲蚀刻部分中在所述第 一蚀刻工序后残留的部分进行蚀刻的第二蚀刻工序。由此，按照直到含硅膜的欲蚀刻部分的大半部分或几乎全部被蚀刻时含硅膜的蚀 刻速率升高的方式，调节H2O或含OH基化合物的含有率，由此可以缩短处理时间。在此， “大半部分”是指在含硅膜的欲蚀刻部分中占例如50 99. 9%、优选70 99. 9%、更优选 80 99. 9%、进一步优选90 99. 9%。“几乎全部”为上述“大半部分”的上限部分，是指 在含硅膜的欲蚀刻部分中占例如90 99. 9%。然后，按照在对残留的含硅膜进行蚀刻时含 硅膜与基底膜的选择比增大的方式，调节H2O或含OH基化合物的含有率，由此可以在残留 的含硅膜和基底膜中选择性地蚀刻含硅膜而将其除去，从而可以抑制基底膜的蚀刻，并且 可以可靠地防止含硅膜的斑点状残渣的出现。在所述含硅物为硅、碳化硅、碳氧化硅、碳氮化硅等的情况下，优选所述第一处理 气体及第二处理气体还含有氧化性反应成分(03、0自由基、O2等)。优选相对提高在对所述含硅膜的欲蚀刻部分的大半部分进行蚀刻期间(以下称 为“第一蚀刻工序”)的所述含有率，相对降低在对所述含硅膜的欲蚀刻部分中在所述第一 蚀刻工序后残留的部分进行蚀刻期间(以下称为“第二蚀刻工序”)的所述含有率。或者， 优选所述第一处理气体中的H2O或含OH基化合物的含有率相对较高，所述第二处理气体中 的H2O或含OH基化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含硅膜的蚀刻方法，是对在基底膜上层叠有含硅膜的被处理物进行蚀刻，其特征在于，使含有含氟反应成分和Ｈ↓［２］Ｏ的处理气体或含有含氟反应成分和含ＯＨ基化合物的处理气体与所述被处理物接触，并随蚀刻的进行改变所述处理气体中的Ｈ↓［２］Ｏ或含ＯＨ基化合物的含有率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：功刀俊介，
申请(专利权)人：积水化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]