CN102132386A - 含硅膜的蚀刻方法以及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明可抑制基底膜的蚀刻，且没有残渣且高速率地对硅或氧化硅的含硅膜进行蚀刻。本发明中使含有氟系反应成分和氧化性反应成分的处理气体与被处理物(90)接触，对基底膜(92)上的含硅膜(93)进行蚀刻。利用流速调节机构(60)，根据蚀刻的进行使处理气体在被处理物(90)上的流速发生变化。优选调节处理气体的流量使气体流速发生变化。更优选在处理气体供给体系(10)中混合流速调节用气体或停止混合，调节处理气体的流量。

Description

含硅膜的蚀刻方法以及装置
技术领域
本发明涉及对无定型硅或氧化硅等含有硅原子的含硅膜进行蚀刻的方法及装置。
背景技术
氧化硅膜可通过含有氟化氢等氟系反应气体的处理气体进行蚀刻。无定型硅等几乎全部由硅原子构成的硅膜可通过混合了氟化氢等氟系反应气体和臭氧等氧化性反应气体的处理气体进行蚀刻。
例如，在专利文献1、2中记载了：利用臭氧使晶片表面的硅氧化，形成氧化硅(式1)，在此基础上使用氢氟酸进行蚀刻。氢氟酸在氢氟酸蒸汽发生器中被蒸发，再将其导入晶片表面。
专利文献3中记载了：通过在CF4等氟系气体中引发大气压附近放电而生成HF、COF2等，COF2与事先混合于CF4等中的水反应而生成HF(式2)，通过由上述方式得到的HF对氧化硅进行蚀刻(式3)。
Si+2O3→SiO2+2O2                       (式1)
COF2+H2O→CO2+2HF                      (式2)
SiO2+4HF+H2O→SiF4+3H2O                (式3)
在专利文献4中记载了：通过大气压等离子体放电由加湿后的CF4得到HF(式4)，再向其中添加O3，对氧化硅进行蚀刻。
CF4+2H2O→4HF+CO2                      (式4)
专利文献5中记载了：使CF4和O2进行大气压放电而得到自由基，再将其从等离子体空间导入温度为20℃或100℃的基板，对单晶硅进行蚀刻。
在专利文献6中记载了：使加湿CF4或干燥CF4进行大气压放电，在基板温度90℃下对结晶硅进行蚀刻。
专利文献7中记载了：在低压腔室内对硅进行蚀刻的过程中，在基底膜露出的同时或在基底膜露出之前，将蚀刻气体的成分置换成相对于基底选择比高的气体种类后，进行过蚀刻。
现有技术文献
专利文献1：特开2003-264160号公报
专利文献2：特开2004-55753号公报
专利文献3：特开2000-58508号公报
专利文献4：特开2002-270575号公报
专利文献5：特开平04-358076号公报
专利文献6：特开2000-164559号公报
专利文献7：特开2002-343798号公报
发明内容
发明要解决的问题
在无定型硅或氧化硅等的含硅膜的蚀刻中，添加在用于生成氟系反应成分的氟系原料中的水(参照式4)或通过蚀刻反应而生成的水(参照式3)会附着于含硅膜的表面而发生凝结。在存在凝结的水层的部位，蚀刻反应受到阻碍。因此，不能够均匀地蚀刻整个含硅膜，含硅膜的一部分容易以斑点状残留。
虽然也考虑当在含硅膜的表面附着水分时进行干燥工序来除去水分，但是处理时间长，不实用。
若充分地进行过蚀刻，则能够通过蚀刻除去以斑点状残留的含硅膜，但是基底膜也会被过度蚀刻。
由于基底膜的成分等的影响，水分多的情况下，含硅膜相对于基底膜的选择比会增大。
用于解决问题的手段
为了解决上述课题，本发明为一种对基底膜上层叠了含硅膜的被处理物进行蚀刻的方法，其特征在于，使含有氟系反应成分的处理气体与所述被处理物接触，使所述处理气体在被处理物上的流速根据蚀刻的进行而发生变化。
由于蚀刻而产生了水(参照式3)。另外有时在处理气体中也含有水分(参照式4)。在此，处理气体在被处理物上的流速增大时，上述水分在处理气体的气势下容易从被处理物的表面飞散。因此，通过调节处理气体的流速可调整附着于被处理物的表面的水分的量。在不影响基底膜的阶段，只要以含硅膜的蚀刻速率能使水分量良好的方式设定处理气体的流速即可。由此，可缩短处理时间。在影响基底膜的阶段，以含硅膜相对于基底膜的蚀刻的选择比能使水分量较大的方式设定处理气体的流速即可。由此，可抑制基底膜的蚀刻，且可防止含硅膜以斑点状残留。
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)、氮碳化硅(SiCN)等。硅(Si)可为无定型硅，也可为多晶硅，也可为单晶硅。所述含硅膜为硅(Si)、碳化硅(SiC)、碳氧化硅(SiOC)、氮碳化硅(SiCN)等时，所述处理气体优选还含有氧化性反应成分。氧化性反应成分为对硅等物质具有氧化作用的气体成分。由此，可使含硅膜氧化(参照式1)，然后与氧化硅同样地进行蚀刻(参照式3)。碳化硅(SiC)或碳氧化硅(SiOC)通过加热可转化为硅(Si)，然后与硅同样地进行蚀刻(参照式1、式3)。作为氧化性反应成分，可以举出O3、O自由基、H2O2、O2、NO2、N2O等，优选举出O3。
基底膜只要由与作为蚀刻对象的含硅膜不同的成分构成即可，也可为含硅物。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，基底膜为例如氮化硅(SiN)等。作为蚀刻对象的含硅膜为碳化硅(SiC)或碳氧化硅(SiOC)时，基底膜为例如氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO2)等。
优选使所述流速随着蚀刻的进行，而阶段性地发生变化。由此，可容易地控制流速。“阶段性”是指所述流速的变化为不连续的或阶梯状的。
也可使所述流速随着蚀刻的进行，连续地发生变化。
流速的变化至少一次即可。变化的时刻优选预先由实验确定。
优选随着蚀刻的进行，增大所述流速。
由此，在不影响基底膜的阶段，可相对地减小处理气体的流速，从而可充分增加附着于被处理物的表面的水分量。因此，可提高含硅膜的蚀刻速率。随着蚀刻的进行而到达影响基底膜的阶段时，通过相对地增加处理气体的流速，使水分从被处理物的表面飞散，从而可减小被处理物表面的水分附着量。基底膜由氮化硅等构成时，伴随着被处理物表面的水分附着量的减少，基底膜的蚀刻速率的降低程度比由硅等构成的含硅膜大。因此，可增大含硅膜相对于基底膜的蚀刻的选择比。由此，可抑制基底膜的过蚀刻，且可确实地防止产生含硅膜的斑点状残渣。
优选随着蚀刻的进行，阶段性地增大所述流速。由此，可容易地控制流速。
也可随着蚀刻的进行，连续地逐渐增大所述流速。
由于基底膜的成分等的影响，随着蚀刻的进行，含硅膜相对于基底膜的选择比变大，因此，也可阶段性地或连续地降低所述流速。
优选使对所述含硅膜的要蚀刻的部分中的大部分(或大致全部)进行蚀刻的期间内(以下称为“第1蚀刻工序”)的所述流速相对较小，使对所述含硅膜的要蚀刻的部分中在所述第1蚀刻工序后残留的部分进行蚀刻的期间内(以下称为“第2蚀刻工序”)的所述流速相对较大。
由此，对含硅膜的要蚀刻的部分中的大部分进行蚀刻时，能够以水分容易附着在被处理物的表面的状态，确实地提高蚀刻速率。因此，可确实地缩短处理时间。然后，对残留的含硅膜进行蚀刻时，可使水分从被处理物的表面飞散，可减少被处理物表面的水分附着量。因此，基底膜由氮化硅等构成时，含硅膜相对于基底膜的选择比增大。由此，可抑制基底膜的过蚀刻，且可确实地防止产生含硅膜的斑点状残渣。
在此，“大部分”是指含硅膜的要蚀刻的部分中的例如50～99.9％，优选为70～99.9％，更优选为80～99.9％，更优选为90～99.9％。“大致全部”为上述“大部分”的上限部分，是指含硅膜的要蚀刻的部分中的例如90～99.9％。
在所述第1蚀刻工序中阶段性地增大所述流速，并使所述第2蚀刻工序中的所述流速大于所述第1蚀刻工序的最后阶段的流速。
由此，可进一步确实地抑制基底膜的过蚀刻，且可确实地防止产生含硅膜的斑点状残渣。
优选通过使所述处理气体的流量变化，使所述流速变化。
由此，可简单且确实地使流速变化。
优选伴随着蚀刻的进行，增加所述处理气体的流量。优选使第1蚀刻工序中的处理气体的流量相对较小，使第2蚀刻工序中的处理气体的流量相对较大。
优选在所述处理气体中混合流速调节用气体或者停止混合，使处理气体的流量发生变化。
由此，不管处理气体的流量如何变化，处理气体中的反应成分的流量可基本不发生变化，因此可抑制含硅膜的蚀刻速率的变动。
优选随着蚀刻的进行，增加所述流速调节用气体的流量。优选使第1蚀刻工序中的流速调节用气体的流量相对较小，使第2蚀刻工序中的流速调节用气体的流量相对较大。
通过所述混合，所述流速调节用气体成为所述处理气体中的一种成分。
所述氟系反应成分可通过使含有氟系原料且添加了H2O的氟系原料气体通过大气压附近的等离子体空间而生成。
在所述等离子体空间的上游侧，在所述氟系原料气体中混合流速调节用气体或者停止混合，根据该流速调节用气体的流量调节所述流速。
由于氟系原料的流量维持恒定，因此可抑制氟系反应成分的生成量的变化，从而可抑制含硅膜的蚀刻速率的变动。此时，流速调节用气体可为用于氟系原料的稀释气体，也可为与稀释气体不同的气体。
优选在所述等离子体空间的下游侧，在所述处理气体中混合流速调节用气体或者停止混合，根据该流速调节用气体的流量调节所述流速。
此时，不管所述流速如何变化，均可使导入等离子体空间中的气体的各成分的流量比以及流量维持恒定。由此，可使等离子体空间中的放电稳定。由此，可进一步确实地抑制含硅膜的蚀刻速率的变动。
予以说明的是，第1蚀刻工序中的流速调节用气体的流量可为零。
本发明为一种对基底膜上层叠了含硅膜的被处理物进行蚀刻的装置，其特征在于，具有：将含有氟系反应成分的处理气体供给于所述被处理物的处理气体供给体系；和使所述处理气体在被处理物上的流速根据蚀刻的进行而发生变化的流速调节机构。
根据上述特征，通过调节所述流速，可调节被处理物表面的水分附着量。由此，在不影响基底膜的阶段，可进行调节使得含硅膜的蚀刻速率良好。由此可缩短处理时间。在影响基底膜的阶段，可进行调节使得含硅膜相对于基底膜的选择比良好。因此，可抑制基底膜的蚀刻，且可确实地防止产生含硅膜的斑点状残渣。
所述流速调节机构优选使所述流速随着蚀刻的进行阶段性地发生变化。由此，可容易地控制流速调节机构。
所述流速调节机构也可使所述流速随着蚀刻的进行连续地发生变化。
所述流速调节机构优选使所述流速随着蚀刻的进行增大。
由此，在不影响基底膜的阶段，使处理气体的流速相对较小，增加附着于被处理物的表面的水分量，从而提高含硅膜的蚀刻速率。因此，可确实地缩短处理时间。随着蚀刻的进行，到达影响基底膜的阶段时，通过相对地增大处理气体的流速，从而使水分从被处理物的表面飞散，可减小被处理物表面的水分附着量。因此，基底膜由氮化硅等构成时，可提高含硅膜相对于基底膜的选择比。由此，可抑制基底膜的过蚀刻，且可确实地防止产生含硅膜的斑点状残渣。
所述流速调节机构优选随着蚀刻的进行，阶段性地增大所述流速。由此，可容易地控制流速调节机构。
所述流速调节机构优选随着蚀刻的进行，连续逐渐地增大所述流速。
由于基底膜的成分等的影响，随着蚀刻的进行，含硅膜相对于基底膜的选择比变大，因而所述流速调节机构也可阶段性地或连续地减小所述流速。
所述流速调节机构优选直到所述含硅膜的要蚀刻的部分中的大部分被蚀刻为止使所述流速相对较小，在蚀刻残留的含硅膜时使所述流速相对较大。
由此，在对含硅膜的要蚀刻的部分中的大部分进行蚀刻时，可增加被处理物表面的水分附着量，确实地提高蚀刻速率。因此，可确实地缩短处理时间。然后，蚀刻残留的含硅膜时，使水分从被处理物的表面飞散，从而可减少被处理物表面的水分附着量。因此，在基底膜由氮化硅等构成时，可增大含硅膜相对于基底膜的选择比。由此，可抑制基底膜的过蚀刻，且可确实地防止产生含硅膜的斑点状残渣。
所述流速调节机构优选为调节所述处理气体的流量的流量调节机构。
由此，流速调节机构可采用简易的结构，且可确实地改变流速。
所述流速调节机构(流量调节机构)优选随着蚀刻的进行，增大所述处理气体的流量。
所述流速调节机构(流量调节机构)，优选直到在所述含硅膜的要蚀刻的部分中的大部分被蚀刻为止使所述处理气体的流量相对较小，在蚀刻残留的含硅膜时使所述处理气体的流量相对较大。所述流速调节机构也可随着蚀刻的进行，减小所述处理气体的流量。
所述处理气体供给体系优选包含：形成大气压附近的等离子体空间的等离子体生成部；和将成为所述氟系反应成分的含有氟系原料且添加了H2O的氟系原料气体导入所述等离子体空间的原料供给线。
所述流速调节机构在所述原料供给线中混合流速调节用气体或停止混合，根据该流速调节用气体的流量来调节所述流速。
由此，可使氟系原料的流量维持恒定，可抑制氟系反应成分的生成量的变动，抑制含硅膜的蚀刻速率的变动。
所述流速调节用气体构成所述处理气体的一种成分。
所述流速调节部优选在所述等离子体空间的下游侧的处理气体供给体系中混合流速调节用气体或停止混合，根据该流速调节用气体的流量调节所述流速。
由此，不管所述流速如何变化，均可使导入等离子体空间的气体的各成分的流量比以及流量维持恒定。因此，可使等离子体空间中的放电稳定。由此，可进一步确实地抑制含硅膜的蚀刻速率的变动。
本发明装置是对在基底膜上层叠了含硅膜的被处理物进行蚀刻的装置，其特征在于，包括：多个处理气体供给体系，其喷出含有氟系反应成分的处理气体；切换机构，其根据蚀刻的进行选择性地切换将处理气体吹附至所述被处理物的处理气体供给体系，其中，来自所述多个处理气体供给体系中的至少2个处理气体供给体系的处理气体在被吹附到被处理物时，在被处理物上的流速互不相同。
根据该特征，通过选择所述处理气体供给体系，可调节吹附于被处理物的处理气体在被处理物上的流速。根据该流速的不同，可调节被处理物表面的水分附着量。由此，在不影响基底膜的阶段，可进行调节使得含硅膜的蚀刻速率良好。因此，可缩短处理时间。在影响基底膜的阶段，可进行调节使得含硅膜相对于基底膜的选择比良好。因此，可抑制基底膜的蚀刻，且可确实地防止产生含硅膜的斑点状残渣。
所述切换机构优选选择随着蚀刻的进行所述流速相对较大的处理气体供给体系。
由此，在不影响基底膜的阶段，通过将来自流速小的供给体系的处理气体吹附至被处理物，从而可提高被处理物表面的水分附着量，可确实地提高含硅膜的蚀刻速率。因此，可确实地缩短处理时间。随着蚀刻的进行，到达影响基底膜的阶段时，通过将来自流速大的供给体系的处理气体吹附至被处理物，使水分从被处理物的表面飞散，可减少被处理物表面的水分附着量。因此，基底膜由氮化硅等构成时，可增大含硅膜相对于基底膜的选择比。由此，可抑制基底膜的过蚀刻，且可确实地防止产生含硅膜的斑点状残渣。
优选所述切换机构直到在所述含硅膜的要蚀刻的部分中的大部分被蚀刻为止选择所述流速相对较小的处理气体供给体系，在蚀刻残留的含硅膜时选择所述流速相对较大的处理气体供给体系。由此，蚀刻含硅膜的要蚀刻的部分中的大部分时，可增加被处理物表面的水分附着量，从而确实地提高蚀刻速率。因此，可确实地缩短处理时间。其后蚀刻残留的含硅膜时，使水分从被处理物的表面飞散，可减少被处理物表面的水分附着量。因此，基底膜由氮化硅等构成时，可增大含硅膜相对于基底膜的选择比。由此，可抑制基底膜的过蚀刻，且可确实地防止产生含硅膜的斑点状残渣。
优选所述多个处理气体供给体系中的至少2个处理气体供给体系的处理气体的流量互不相同。
由此，通过切换处理气体供给体系使喷至被处理物的处理气体的流量发生变化，从而可使处理气体在被处理物上的流速变化。所述切换机构优选选择随着蚀刻的进行处理气体的流量相对较大的处理气体供给体系。所述切换机构也可选择随着蚀刻的进行处理气体的流量相对较小的处理气体供给体系。
各处理气体供给体系也可包括形成大气压附近的等离子体空间的等离子体生成部；将成为所述氟系反应成分的含有氟系原料且添加了H2O的氟系原料气体导入所述等离子体空间的原料供给线，其中，至少一个处理气体供给体系的原料供给线与使流速调节用气体合流的流速调节用气体供给部连接。
关于连接了上述流速调节用气体供给部的处理气体供给体系，与未连接流速调节用气体供给部的处理气体供给体系相比，更容易增大处理气体的喷出流量，进而更容易增加在被处理物上的气体流速。
优选各处理气体供给体系包括形成大气压附近的等离子体空间的等离子体生成部；和将成为所述氟系反应成分的含有氟系原料且添加了H2O的氟系原料气体导入所述等离子体空间的原料供给线，其中，至少一个处理气体供给体系的所述等离子体空间的下游侧的处理气体供给体系与使流速调节用气体合流的流速调节用气体供给部连接。
对于连接了上述流速调节用气体供给部的处理气体供给体系而言，与未连接流速调节用气体供给部的处理气体供给体系相比，更容易增大处理气体的喷出流量，进而更容易增大在被处理物上的气体流速。并且，在连接了上述流速调节用气体供给部的处理气体供给体系中，在等离子体空间没有导入流速调节用气体的情况下，可使放电稳定，从而可稳定地生成反应成分。
连接了上述流速调节用气体供给部的处理气体供给体系可为2个以上。此时，关于这2个以上的处理气体供给体系中的至少2个处理气体供给体系而言，来自上述流速调节用气体供给部的流速调节用气体的合流量可互不相同。
作为所述氟系原料，可以举出全氟碳(PFC)、氢氟碳(HFC)、SF6、NF3、XeF2等。作为PFC，可以举出CF4、C2F6、C3F6、C3F8等。作为HFC，可以举出CHF3、C2H2F2、CH3F等。
也可代替H2O而使用含有OH的化合物。作为含有OH基的化合物，可以举出过氧化氢水、醇等。
作为所述氟系原料的稀释气体，除了可以举出Ar、He等稀有气体之外，还可举出N2等。
作为氟系反应成分，可以举出HF、COF2等。可将稀释气体用作所述流速调节用气体而改变稀释气体的流量。
所述含硅物为硅、碳化硅、碳氧化硅、氮碳化硅等时，所述处理气体供给体系优选将含有氟系反应成分和氧化性反应成分的处理气体供给于所述被处理物。由此，可用氧化性反应成分使所述含硅物氧化(式1)、然后，再用氟系反应成分进行蚀刻(式3)。
所述含硅物为碳化硅、碳氧化硅等时，优选还具有加热机构。通过用加热机构加热被处理物，可使碳化硅、碳氧化硅等硅化，然后，可与含硅物为硅的情况同样地进行蚀刻。
所述含硅物为硅、碳化硅、碳氧化硅等时，优选所述原料供给线将所述氟系原料气体和成为氧化性反应成分(O3、O自由基等)的氧系原料气体中的至少氟系原料气体导入所述等离子体空间。
所述流速调节用气体优选惰性气体或氧化性反应气体。
作为惰性气体，除了可以举出Ar、He等稀有气体之外，还可举出氮(N2)。从降低运行时间的观点出发，作为成为所述流速调节用气体的惰性气体，优选使用氮。
氧化性反应气体含有所述氧化性反应成分(臭氧(O3)、过氧化氢(H2O2)、氧(O2)等)，优选含有臭氧(O3)。氧化性反应气体也可含有多种氧化性反应成分，也可含有氧化性反应成分的原料成分。例如，氧化性反应气体可为臭氧(O3)与氧(O2)的混合气体。进而，氧化性反应气体可含有氮、Ar等惰性气体。
如上所述，硅(Si)、碳化硅(SiC)、碳氧化硅(SiOC)、氮碳化硅(SiCN)等的经过氧化反应而被蚀刻的含硅膜中，处理气体含有用于引发所述氧化反应的氧化性反应气体。此时，通过改变氧化性反应气体的流量，可使所述处理气体的流量发生变化，进而使所述流速发生变化。由此，可将氧化性反应气体代为流速调节用气体使用。因此，没有必要另外准备流速调节专用的气体，可减小使用的气体种类。另外，不管处理气体整体的流量如何变化，均可使氟系原料气体或氟系反应气体的流量保持恒定。因此，可抑制含硅膜的蚀刻速率的变动。
在对含硅膜进行的蚀刻中不需要氧化性反应成分时，作为流速调节用气体，也可使用氧化性反应气体。
所述处理气体供给体系包括：将含有所述氟系反应成分的氟系反应气体供给于所述被处理物的氟系反应气体供给体系；和将含有氧化性反应成分的氧化性反应气体供给于所述被处理物的氧化性反应气体供给体系，其中，所述流速调节机构可调节所述氧化性反应气体供给体系的供给气体流量。
由此，可根据蚀刻的进行，改变氧化性反应气体的供给流量，进而改变处理气体整体的供给流量。其结果是，可调节处理气体的流速。可将氧化性反应气体用于含硅膜的蚀刻(氧化反应)中，作为流速调节用气体使用。因此，不需要流速调节专用的气体，可减小所需要的气体种类。
通过分开设置氟系反应气体供给体系和氧化性反应气体供给体系，不管氧化性反应气体的流量如何调节，均可将氟系反应气体供给体系所供给的氟系反应气体的流量保持恒定。由此，可抑制含硅膜的蚀刻速率的变动。
氧化性反应气体可通过以氧系原料气体为原料，并通过等离子体生成部或臭氧发生器等气体激发装置生成。通过在等离子体生成部导入例如氧气(O2)作为氧系原料气体进行等离子体化，可生成含有氧自由基等氧化性反应成分的氧化性反应气体。通过在臭氧发生器中导入氧气(O2)作为氧系原料气体，可生成由含臭氧的气体构成的氧化性反应气体。
将氧化性反应气体代为用作流速调节用气体时，也可调节氧系原料气体向等离子体放电部或臭氧发生器中的供给流量。由此，可调节氧化性反应气体的流量，进而调节处理气体的流量。
氧系原料气体为成为氧化性反应气体的原料的气体。作为氧系原料气体，可以举出O2、NO、NO2、N2O等，优选为O2。这些氧系原料气体本身多多少少都具有氧化作用，具有作为氧化性反应气体的功能。
所述原料供给线可将所述氟系原料气体和所述氧系原料气体混合并导入所述等离子体空间内。
也可将氧系原料气体在与所述原料供给线不同的线中进行等离子体化、激发活化、或臭氧化，得到所述氧化性反应成分。此时，可将来自所述原料供给线的氟系反应成分与来自所述其它线的氧化性反应成分混合，进而供给于被处理物，也可从其它的吹出口供给于被处理物。
将氧化性反应气体代为用作流速调节用气体时，优选在所述其它的线上生成氧化性反应气体。这样，不管氧化性反应气体的流量如何变化，均可确实地使氟系反应气体的生成效率维持恒定。进而，使含硅膜的蚀刻速率稳定。
所述处理气体供给体系(或所述氧化性反应气体供给体系)也可包括蓄积氧化性反应气体的氧气瓶等容器。也可从该容器直接向被处理物供给氧化性反应气体。由此，可省略用于生成氧化性反应气体的等离子体放电部或臭氧发生器。
将氧化性反应气体代为用作流速调节用气体时，也可调节来自所述容器的氧化性反应气体的供给流量。来自所述容器的氧化性反应气体供给路优选与氟系反应气体生成用的等离子体生成部的下游的氟系反应气体供给路合流。
大气压附近是指1.013×104～50.663×104Pa的范围，若考虑压力调整的容易性、装置结构的简单性，优选为1.333×104～10.664×104Pa，更优选为9.331×104～10.397×104Pa。
发明效果
根据本发明，可没有残渣地且以高速率地对含硅膜进行蚀刻，且能够抑制基底膜的蚀刻。
附图说明
【图1】图1为表示本发明的第1实施方式的概略构成的说明图。
【图2】图2(a)为蚀刻前的被处理物的剖面图，图2(b)为第1蚀刻工序结束时的被处理物的俯视图，图2(c)为图2(b)的剖面图，图2(d)为第2蚀刻工序结束时的被处理物的俯视图。
【图3】图3为表示本发明的第2实施方式的概略构成的说明图。
【图4】图4为表示本发明的第3实施方式的概略构成的说明图。
【图5】图5为表示本发明的第4实施方式的概略构成的说明图。
【图6】图6为表示本发明的第5实施方式的概略构成的说明图。
【图7】图7为表示本发明的第6实施方式的概略构成的说明图。
【图8】图8为表示本发明的第7实施方式的概略构成的说明图。
【图9】图9为表示本发明的第8实施方式的概略构成的说明图。
【图10】图10为表示实施例2的结果的曲线图。
【图11】图11为表示实施例3的结果的曲线图。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式。
第1实施方式
本发明可应用于在被处理物形成的含硅膜的蚀刻中。
图2(a)表示蚀刻前的被处理物90的一例。被处理物90中，例如以平板显示器用的玻璃作为基板91，在该玻璃基板91上形成基底膜92，在该基底膜92上层叠作为蚀刻对象的含硅膜93。基底膜92例如由氮化硅(SiNx)构成。作为蚀刻对象的含硅膜93例如由无定型硅(a-Si)构成。图示中虽然省略，但在被处理物90的含硅膜93中不应蚀刻的部分被抗蚀剂等掩模覆盖。含硅膜93中未被掩盖的部分成为要蚀刻的部分。
图1表示在含硅膜93的蚀刻中使用的蚀刻装置1的一例。蚀刻装置1具有处理气体供给体系10和支撑部20。支撑部20支撑着被处理物90。支撑部20例如由载物台构成。支撑部20的内部设置有加热部21。通过加热部21可加热被处理物90。
处理气体供给体系10包括原料供给线30和等离子体生成部40。原料供给线30的上游端设置有氟系原料供给部31。氟系原料供给部31将氟系原料气体送至原料供给线30。作为氟系原料，可以举出CF4、CHF3、C2F6、C3F8、SF6、NF3、XeF2等。在此，作为氟系原料，使用CF4。氟系原料可用Ar、He、N2等稀释气体进行稀释，也可不进行稀释。在此，作为氟系原料气体，可以使用由Ar稀释了的CF4。CF4与Ar的体积混合比优选为CF4∶Ar＝5∶95～80∶20，更优选为CF4∶Ar＝10∶90～30∶70。
原料供给线30连接有添加部32。添加部32由蓄积了液体水(H2O)的加湿器构成，其使液体水汽化，并添加于原料供给线30的氟系原料气体(CF4+Ar)中。作为添加的方法，可使流过原料供给线30的氟系原料气体的一部分分流于添加部32中，再使该分流气体与添加部32的液面接触，使水在分流气体中汽化，也可将分流气体在添加部32的水中进行鼓泡而使水汽化。也可用加热器加热水而使其汽化并供给于原料供给线30。
在原料供给线30的添加部32的下游侧连接有氧系原料供给部34。原料供给部34将氧系原料气体供给于原料供给线30。由此，可在原料供给线30内混合氟系原料气体和氧系原料气体。作为氧系原料，可以举出O2、NO、NO2、N2O等。在此，作为氧系原料气体，可使用O2气体。氧系原料供给部34与原料供给线30的连接部位可以位于添加部32的上游侧。
原料供给线30与流速调节用气体供给部60(流速调节机构)连接。流速调节用气体供给部60与原料供给线30的连接部位位于水添加部32的下游侧，且位于与氧系原料供给部34的连接部的下游侧，但并不限定于此，也可在氧系原料供给部34的上游侧，也可在水添加部32的上游侧。
流速调节用气体供给部60蓄积流速调节用气体。流速调节用气体优选为惰性气体。作为惰性气体，除了可以举出Ar、He等稀有气体之外，还可举出N2。在此，作为流速调节用气体，使用N2。
流速调节用气体供给部60可具有在原料供给线30中混合流速调节用气体的混合模式和停止混合的停止模式这两种状态。虽然省略了详细的图示，但可在流速调节用气体供给部60中设置开关阀或流量控制阀。通过这些阀，可选择混合模式和停止模式中的任一种模式，或调节混合模式中的流速调节用气体(N2)的流量。氟系原料气体(CF4+Ar)与流速调节用气体(N2)的混合比优选设定在(CF4+Ar)∶N2＝10∶1～2∶1的范围内。
原料供给线30的下游端向等离子体生成部40延伸。
等离子体生成部40具有相互对置的一对电极41、41。在至少一方的电极41的对置面设置有固体电介质层(未图示)。这些电极41、41中的一方与电源42连接，另一方电接地。通过利用电源42供给电压，电极41、41之间的空间43成为大气压附近的等离子体空间。在等离子体空间43的上游端与原料供给线30相连。等离子体空间43的下游端设置有由喷嘴构成的喷出部59。喷出部59面向支撑部20上的被处理物90。喷出部59可以在支撑部20的两端之间往复移动的方式相对于支撑部20进行相对移动(扫描)。
虽然省略了图示，但喷出部59的底面持有某个程度的面积，与被处理物90之间形成气体路。从喷出部59的开口喷出的处理气体在上述气体路内，沿着被处理物90的表面向远离喷出部59的开口的方向流动。
使用上述构成的蚀刻装置1，说明对被处理物90的含硅膜93进行蚀刻的方法。
蚀刻的工序分为从蚀刻的初期至中期(末期之前)的第1蚀刻工序和在蚀刻末期进行的第2蚀刻工序。
[第1蚀刻工序]
第1蚀刻工序中，将氟系原料气体(CF4+Ar)从氟系原料供给部31输送至原料供给线30。利用添加部32在该氟系原料气体中添加水(H2O)。水的添加量通过添加部32进行调节。水的添加量在不产生结露的范围内尽可能多。优选使氟系原料气体含有露点温度为10～50℃的水分。氟系原料气体的露点温度优选比气氛温度或被处理物90的温度低。由此，可防止在构成原料供给线30的配管内或被处理物90的表面上产生结露。在被处理物90不被加热部21加热的情况下，室温时，优选氟系原料气体的露点为15～20℃。
在加水后的氟系原料气体(CF4+Ar+H2O)中混合来自氧系原料供给部34的氧系原料气体(O2)，生成混合原料气体。氟系原料气体与氧系原料气体的体积混合比优选为氟系原料气体∶氧系原料气体＝1∶9～9∶1，更优选为氟系原料气体∶氧系原料气体＝1∶2～2∶1。水的体积比率相对于氟系原料气体和氧系原料气体足够小，因此加水前的氟系原料气体与氧系原料气体的体积比，与加水后的氟系原料气体与氧系原料气体的体积比大致相同。
在第1蚀刻工序中，流速调节用气体供给部60采用停止模式，先停止流速调节用气体(N2)向原料供给线30中的混合。上述的混合原料气体(CF4+Ar+O2+H2O)在未混合有流速调节用气体(N2)的情况下直接从原料供给线30的下游端被导入电极间空间43。
与此同时，由电源42向电极41供给电压，在电极间空间43内生成大气压附近等离子体。由此，混合气体被等离子体化(包括分解、激发、活化、自由基化、离子化等)，生成包含氟系反应成分和氧化性反应成分的处理气体。以下，将第1蚀刻工序的处理气体适当地称为“第1处理气体”。第1处理气体形成能够以高速率蚀刻硅93的配方。作为氟系反应成分，可以举出HF、COF2等。这些氟系反应成分主要是由CF4及H2O分解而生成的。作为氧化性反应成分，可以举出O3、O自由基等。这些氧化性反应成分主要是以O2为原料而生成的。
第1处理气体从等离子体生成部40喷出，并喷至支撑部20上的被处理物90。第1处理气体在被处理物90的表面上流动。被处理物90在表面上的气体流速比后述的第2蚀刻工序小。该第1处理气体中的氧化性反应成分与由无定型硅构成的含硅膜93接触，引发硅的氧化反应，从而生成氧化硅(式1)。该氧化硅与氟系反应成分接触(式3)，生成挥发性的SiF4。这样，含硅膜93就以良好的蚀刻速率被蚀刻。
第1处理气体中可含有在等离子体空间43内没有分解的混合原料气体的成分，因此也可含有水。所述水的一部分与氟系反应成分的COF2反应生成HF(式2)，有助于硅的蚀刻。剩余的水的一部分附着于被处理物90的表面而发生凝结。另外，通过基于HF的蚀刻反应(式3)而生成水，这些水的一部分也附着于被处理物90的表面而发生凝结。由此，可在被处理物90的表面形成水的凝结层。第1处理气体在被处理物90上的流速为水分在被处理物90的表面上基本不飞散的程度的大小。因此，可使凝结层具备适当的厚度，充分地提高硅的蚀刻速率。
另一方面，有时在被处理物90的表面的有些地方，水的凝结层过厚地形成。而在凝结层厚的部位蚀刻反应被阻碍。因此，如图2(b)及同图(c)所示，在蚀刻达到末期之前的被处理物90的表面，存在基底膜92露出的部位和要蚀刻的含硅膜93仍残留的部位。残留的含硅膜93称为残膜93a。残膜93a呈斑点状(花斑状)。
[第2蚀刻工序]
如图2(b)及同图(c)所示，随着蚀刻的进行，基底膜92的一部分露出时或露出前，从第1蚀刻工序切换至第2蚀刻工序。可检测基底膜92的露出或在基底膜92上残留的含硅膜93的厚度而切换至第2蚀刻工序，也可预先通过实验等来确定切换的时刻，在该时刻切换至第2蚀刻工序。
第2蚀刻工序中，流速调节用气体供给部60采用混合模式。关于除此之外的动作及处理条件，优选与第1蚀刻工序相同。因此，在与第1蚀刻工序相同成分且相同流量的混合原料气体(CF4+Ar+O2+H2O)中，混合来自流速调节用气体供给部60的流速调节用气体(N2)。由此，使原料气体的流量增加。
将混合后的原料气体(CF4+Ar+O2+H2O+N2)导入等离子体空间43中而将其等离子体化。由此，生成含有HF、COF2等氟系反应成分和O3、O自由基等氧化性反应成分的处理气体。以下，将第2蚀刻工序的处理气体适当称为“第2处理气体”。第2处理气体的流量与流速调节用气体(N2)混合份相应地比第1蚀刻工序中的第1处理气体的流量大。第2处理气体中的氟系反应成分(HF等)及氧化性反应成分(O3等)的量大致与第1蚀刻工序相同。
将该第2处理气体从喷出部59喷出，并吹至被处理物90。气体流量增大，但喷出部59的开口度却恒定，因此，第2处理气体从喷出部59的吹出速度比第1蚀刻工序中的第1处理气体的吹出速度大。进而，第2处理气体在被处理物90的表面上流过。气体流量增大了，但喷出部59与被处理物90之间的距离(工作距离)却恒定，因此，第2处理气体在被处理物90的表面上的流速比第1蚀刻工序中的第1处理气体的流速大。
根据气体流速的增大，被处理物90的表面上的水分容易飞散。因此，被处理物90的表面的水分附着量比第1蚀刻工序小，凝结层的厚度比第1蚀刻工序小。若凝结层减小，则基底的氮化硅膜92的蚀刻速率减小。该氮化硅的蚀刻速率的减小程度比伴随硅的凝结层的减少而引起的蚀刻速率的减小程度还要大。因此，可增大蚀刻对象膜93相对于基底膜92的选择比。另外，第2处理气体中的氟系反应成分(HF等)及氧化性反应成分(O3等)的量大致与第1蚀刻工序相等，因此可抑制硅的蚀刻速率的降低。由此，如图2(c)所示，能够以良好的蚀刻速率选择性地蚀刻除去斑点状的残膜93a，能够减小基底膜92的过蚀刻量d。
从第1蚀刻工序向第2蚀刻工序的切换，只要将流速调节用气体供给部60从停止模式切换至混合模式即可容易地进行，例如比通过添加部32改变水的添加率的响应性还要好。
接着，说明本发明的其它实施方式。在以下实施方式中，对于与已述的实施方式重复的构成，在附图中赋予同一个符号并适当省略说明。
第2实施方式
如图3所示，在第2实施方式中，流速调节用气体向处理气体供给体系10的混合部位与第1实施方式(图1)不同。流速调节用气体供给部60不与等离子体生成部40的上游侧的原料供给线30连接，与等离子体生成部40的下游侧的喷出线50连接。
喷出线50从等离子体空间43延伸。喷出线50的下游端设置有喷出部59。喷出线50的中间部与流速调节用气体供给部60连接。
流速调节用气体供给部60在第1蚀刻工序中采用停止模式。因此，第1蚀刻工序的动作与第1实施方式相同。
第2蚀刻工序中，流速调节用气体供给部60采用混合模式。在原料供给线30中，生成与第1蚀刻工序相同成分且相同流量的混合原料气体(CF4+Ar+O2+H2O)，并导入等离子体生成部40。向等离子体生成部40导入前的混合原料气体中没有混合流速调节用气体。因此，即使从第1蚀刻工序切换至第2蚀刻工序，在等离子体空间43中的气体状态也不会变化，可使放电稳定。
通过在等离子体空间43中进行等离子体化，可得到含有氟系反应成分(HF等)及氧化性反应成分(O3等)的处理气体。这些反应成分的生成量与第1蚀刻工序相同。
将该处理气体导出至喷出线50。在该处理气体中混合来自供给部60的流速调节用气体(N2)。由此，处理气体的流量增大。因此，与第1实施方式的第2蚀刻工序同样，可增大被处理物90上的气体流速。
第3实施方式
如图4所示，第3实施方式的处理气体供给体系10分别生成氟系反应成分和氧化性反应成分。处理气体供给体系10分别具有氟系反应气体供给体系33和氧化性反应气体供给体系35。氟系反应气体供给体系33包括原料供给线30和等离子体生成部40及氟系喷出路51。原料供给线30除了不与氧系原料供给部34连接外，均与第2实施方式(图3)相同。氟系喷出路51与流速调节用气体供给部60连接。原料供给线30仅将氟系原料气体(CF4+Ar+H2O)导入等离子体生成部40。等离子体生成部40中没有导入氧系原料气体。氟系喷出路51从等离子体生成部40的等离子体空间43的下游端延伸。
氧化性反应气体供给体系35包括氧系原料供给部34和与等离子体生成部40不同的等离子体生成部44及氧系喷出路52。
等离子体生成部44具有相互对置的一对电极45、45。在至少一方的电极45的对置面设置有固体电介质层(未图示)。这些电极45、45中的一方与电源46连接，另一方为电接地。通过由电源46供给电压，电极45、45之间的空间47成为大气压附近的等离子体空间。等离子体空间47的上游端与氧系原料供给部34相连。氧系喷出路52从等离子体生成部44的等离子体空间47的下游端延伸。
氟系反应气体供给体系33的喷出路51与氧化性反应气体供给体系35的喷出路52相互合流。该合流部与共通喷出部53相连。共通喷出部53与支撑部20上的被处理物90相对。共通喷出部53能够以在支撑部20的两端之间往复的方式相对于支撑部20进行相对移动。
第3实施方式中，在氟系反应气体供给体系33中，将氟系原料气体(CF4+Ar+H2O)在等离子体生成部40进行等离子体化，生成含有氟系反应成分(HF等)的氟系反应气体，并导出至喷出路51。与此同时，在氧化性反应气体供给体系35中，将来自氧系原料供给部34的氧系原料气体(O2)导入等离子体生成部44的等离子体空间47中进行等离子体化，生成含有氧化性反应成分(O3等)的氧化性反应气体。将该氧化性反应气体从等离子体生成部44导出至喷出路52，与来自喷出路51的氟系反应气体混合。氟系反应气体与氧化性反应气体的体积混合比优选为氟系反应气体∶氧化性反应气体＝1∶9～9∶1，更优选氟系反应气体∶氧化性反应气体＝1∶2～2∶1。通过混合，可得到含有氟系反应成分及氧化性反应成分的处理气体。将该处理气体从喷出部53喷至被处理物90。
第3实施方式中，由于是将氟系原料气体和氧系原料气体在各自的等离子体生成部40、44进行等离子体化，因此可分别充分地增加氟系反应成分的生成量及氧化性反应成分的生成量。由此，可提高第1、第2的各蚀刻工序中的含硅膜93的蚀刻速率，可进一步缩短处理时间。
第3实施方式中，在第1蚀刻工序中流速调节用气体供给部60采用停止模式，第2蚀刻工序中流速调节用气体供给部60采用混合模式的方面，与已述的实施方式相同。因此，在第2蚀刻工序中，来自供给部60的流速调节用气体(N2)被导入喷出路51，与氟系反应气体混合。
第4实施方式
如图5所示，在第4实施方式中，作为氧化性反应气体供给体系35中的氧化性反应气体的生成装置，可以使用臭氧发生器48来代替等离子体生成部44。来自氧系原料供给部34的氧气(O2)被导入臭氧发生器48中，生成含有O3的氧化性反应气体，该氧化性反应气体被导出至喷出路52。
其它的构成及动作与第3实施方式(图4)相同。
第5实施方式
如图6所示，第5实施方式的蚀刻装置1具有多个(2个)处理气体供给体系10。各处理气体供给体系10具有与第1、第2实施方式(图1、图3)的处理气体供给体系10大致相同的构成。为了区别2个供给体系10，对于第1处理气体供给体系10A的各构成要素与已述的实施方式的处理气体供给体系10中对应的构成要素相同的符号采用A，对于第2处理气体供给体系10B的各构成要素与已述的实施方式的处理气体供给体系10中对应的构成要素相同的符号采用B。
第1处理气体供给体系10A与第1、第2实施方式(图1、图3)的处理气体供给体系10不同的是，不与流速调节用气体供给部60连接。因此，从第1处理气体供给体系10A时常喷出不含有流速调节用气体(N2)的第1处理气体。来自供给体系10A的第1处理气体的成分及流量与第1、第2实施方式的第1蚀刻工序中的第1处理气体相同。
第2处理气体供给体系10B与第2实施方式(图3)的处理气体供给体系10具有相同构成。其中，第2处理气体供给体系10B的流速调节用气体供给部60B时常以混合模式运转。因此，从第2处理气体供给体系10B时常喷出含有流速调节用气体(N2)的第2处理气体。来自该供给体系10B的第2处理气体的成分及流量与第1、第2实施方式的第2蚀刻工序中的第2处理气体相同。
第1处理气体供给体系10A的喷出流量与未混合流速调节用气体的量相对应地相对较小，第2处理气体供给体系10B的喷出流量与流速调节用气体的混合量相对应地相对较大。另一方面，第1处理气体供给体系10A的喷出部59A的开口度与第2处理气体供给体系10B的喷出部59A的开口度相等。因此，来自第1处理气体供给体系10A的吹出流速相对较小。来自第2处理气体供给体系10A的吹出流速相对较大。
支撑部20与移动机构22连接。虽然省略了详细的图示，但移动机构22具有例如发动机等驱动部和根据该驱动部进退的滑动部，滑动部与支撑部20连接。根据移动机构22，支撑部20在与第1处理气体的喷出部59A对置的第1位置(图6的实线)和与第2处理气体的喷出部59A对置的第2位置(图6的双点划线)之间移动。
在第1蚀刻工序中，移动机构22使支撑部20位于第1位置。由此，从第1处理气体供给体系10A喷出的第1处理气体与被处理物90接触。该第1处理气体的喷出流速进而在被处理物90上的流速比较小。因此，在被处理物90的表面容易形成适当厚度的水的凝结层，可提高含硅膜93的蚀刻速率。
在含硅膜93的大部分被蚀刻的时刻，移动机构22使支撑部20从第1位置移动至第2位置。由此，从第1蚀刻工序切换至第2蚀刻工序几乎不花费时间。在第2蚀刻工序中，从第2处理气体供给体系10B喷出的第2处理气体与被处理物90接触。
该第2处理气体的喷出流速进而在被处理物90上的流速比上述第1处理气体供给体系10A的气体流速大。因此，可使水分从被处理物90的表面飞散，从而可抑制在被处理物90的表面形成水的凝结层。由此，可使硅相对于氮化硅的选择比增大，从而可抑制基底膜92的过蚀刻，且选择性地对残膜93a进行蚀刻。
移动机构22构成选择性地切换处理气体吹附至被处理物90的处理气体供给体系10A、10B的切换机构。
支撑部20的移动速度或第1蚀刻工序中使用的处理气体供给体系10的数目，可预先通过实验按照第1蚀刻工序中基底膜92露出的方式，或者使残留在基底膜92上的含硅膜93的厚度极小的方式来确定。
移动机构22可以与喷出部59A、59B连接来代替支撑部20，也可以代替将支撑部20在第1位置与第2位置之间移动而使喷出部59A、59B移动，由此在第1蚀刻工序中使喷出部59A与支撑部20对置，在第2蚀刻工序中使喷出部59B与支撑部20对置。
第6实施方式
如图7所示，第6实施方式中，被处理物94呈连续的片状。连续片状的被处理物94从输送辊23输出，并被卷绕辊24卷绕。在辊23、24之间的被处理物94的内侧设置有加热部21。
辊23、24之间的靠近输送辊23的位置配置有第1处理气体供给体系10A的喷出部59A。辊23、24之间的靠近卷绕辊24的位置配置有第2处理气体供给体系10B的喷出部59B。
从输送辊23输出的被处理物94与来自第1处理气体供给体系10A的小流量、低速的第1处理气体接触。然后，与来自第2处理气体供给体系10B的大流量、高速的第2处理气体接触。由此，可从第1蚀刻工序连续地移行至第2蚀刻工序。输送辊23及卷绕辊24代替载物台状的支撑部20而担当被处理物支撑部的功能。而且，输送辊23及卷绕辊24构成选择性地切换处理气体被吹附至被处理物90的处理气体供给体系10A、10B的切换机构。
第7实施方式
处理气体的流量进而流速的变更不限于2个阶段，可以进行3个阶段以上。第1蚀刻工序中可经过2个阶段以上变更气体流量进而流速。第2蚀刻工序中也可经过2个阶段以上变更气体流量进而流速。
图8表示第1蚀刻工序和第2蚀刻工序一共经过3个阶段变更处理气体的流量进而流速的实施方式。
蚀刻装置1具有3个处理气体供给体系10。为了相互区别这3个处理气体供给体系10，对于第一阶段(图8中为左侧)的处理气体供给体系10及其构成要素的符号采用X，对于第二阶段(图8中为中央)的处理气体供给体系10及其构成要素的符号采用Y，对于第三阶段(图8中为右侧)的处理气体供给体系10及其构成要素的符号采用Z。第一阶段和第二阶段的处理气体供给体系10X、10Y为实施第1蚀刻工序的第1处理气体供给体系。最终阶段(第三阶段)的处理气体供给体系10Z为实施第2蚀刻工序的第2处理气体供给体系。
第一阶段的处理气体供给体系10X与第5实施方式(图6)及第6实施方式(图7)的第1处理气体供给体系10A具有相同的构成。即，处理气体供给体系10X不与流速调节用气体供给部60连接。从第1处理气体供给体系10A喷出的处理气体不含有流速调节用气体(N2)，为小流量。
第二阶段的处理气体供给体系10Y与第5、第6实施方式(图6、图7)的第2处理气体供给体系10B具有相同的构成，流速调节用气体供给部60Y时常以混合模式运转。其中，流速调节用气体的混合流量比上述第2处理气体供给体系10B的流速调节用气体的混合流量小。
第三阶段(最终阶段)的处理气体供给体系10Z具有与第5、第6实施方式(图6、图7)的第2处理气体供给体系10B相同的构成，流速调节用气体供给部60Y时常以混合模式运转。流速调节用气体的混合流量也与上述第2处理气体供给体系10B相同。
基于第三阶段的流速调节用气体供给部60Z的流速调节用气体的混合流量优选为基于第二阶段的流速调节用气体供给部60Y的流速调节用气体的混合流量的1倍～4倍，更优选为2倍～3倍。
因此，后阶段的处理气体供给体系10中处理气体的喷出流量的确大。
3个处理气体供给体系10的喷出部59隔着间隔而排成一行。这些喷出部59的下方设置有辊式输送机25。辊式输送机25在喷出部59的排列方向上延伸设置。利用辊式输送机25，被处理物90以第一阶段的喷出部59X的下方、第二阶段的喷出部59Y的下方、第三阶段的喷出部59Z的下方的顺序被输送。
辊式输送机25构成被处理物90的输送机构及支撑机构。并且，辊式输送机25构成选择性地切换处理气体吹附至被处理物90的处理气体供给体系10的切换机构。
辊式输送机25的移动速度或处理气体供给体系10的数目预先根据实验确定。
[第1蚀刻工序]
被处理物90随着利用辊式输送机25的输送，首先与来自第一阶段的处理气体供给体系10X的处理气体接触，进而被蚀刻。在第一阶段的处理气体中未混合流速调节用气体(N2)，被处理物90上的气体流速较小。因此，能够在被处理物90的表面上形成所需要的充分厚度的凝结层，以高蚀刻速率进行蚀刻硅93。在第一阶段的蚀刻中，含硅膜93的表面变粗糙而呈凸凹的状态。基底的氮化硅膜92尚未露出。
接着，被处理物90与来自第二阶段的处理气体供给体系10Y的处理气体接触，进而被蚀刻。在第二阶段的处理气体中混合有流速调节用气体(N2)。因此，第二阶段的处理气体的流量比第一阶段大，被处理物90上的气体流速比第一阶段大。由此，可使水分从被处理物90的表面飞散，可使被处理物90的表面上的凝结层的厚度比第一阶段时小。因而，能够增大含硅膜93相对于基底膜92的选择比。因此，在到达含硅膜93的凸凹表面的凹部分与基底膜92之间的界面时，能够抑制基底膜92被削减。
[第2蚀刻工序]
接着，被处理物90与来自第三阶段(最终阶段)的处理气体供给体系10Z的处理气体接触，进而被蚀刻。在第三阶段的处理气体中混合有比第二阶段(第1蚀刻工序的最后阶段)量更多的流速调节用气体(N2)。因此，第三阶段的处理气体的流量比第二阶段更大，被处理物90上的气体流速比第二阶段更大。由此，能够使水分充分地从被处理物90的表面飞散，使被处理物90的表面上的凝结层的厚度比第二阶段时更小。因而，能够进一步增大含硅膜93相对于基底膜92的选择比。能够充分减小基底膜92的过蚀刻量d(图2(d))，同时能够可靠地除去斑点状的残膜93a。
第8实施方式
图9示出了本发明的第8实施方式。在第8实施方式中，将氧化性反应气体代用作流速调节用气体。
具体而言，第8实施方式的处理气体供给体系10与第4实施方式(图5)同样，包括氟系反应气体供给体系33和具有臭氧发生器48的氧化性反应气体供给体系35。氟系反应气体供给体系33与第4实施方式不同，不与作为流速调节机构的流速调节用气体供给部60连接。作为代替，在连结氧化性反应气体供给体系35的氧系原料供给部34与臭氧发生器48的线上，设有作为流速调节机构的氧化性反应气体流量调节部61。流量调节部61由流量控制阀或质量流量控制器构成。流量调节部61对从氧系原料供给部34向臭氧发生器48供给的氧系原料气体(O2)的流量进行调节，进而对来自臭氧发生器48的氧化性反应气体(O2+O3)的供给气体流量进行调节。
也可以将流量调节部61设置在臭氧发生器48的下游的喷出路52。
[第1蚀刻工序]
第8实施方式的第1蚀刻工序与第3及第4实施方式的第1蚀刻工序实质上相同。在氟系反应气体供给体系33中，将加湿氟系原料气体(CF4+Ar+H2O)进行等离子体化，生成氟系反应气体。与其同时，从氧化性反应气体供给体系35的氧系原料供给部34将氧系原料气体(O2)供给于臭氧发生器48，利用臭氧发生器48生成氧化性反应气体(O2+O3)。再将这些氟系反应气体与氧化性反应气体混合得到处理气体。将该处理气体从喷出部53喷出，并与被处理物90接触。第1蚀刻工序中的氟系反应气体与氧化性反应气体的体积混合比优选例如为氟系反应气体∶氧化性反应气体＝2∶1～1∶2左右。
[第2蚀刻工序]
在第8实施方式的第2蚀刻工序中，通过流量调节部61使氧系原料气体(O2)进而氧化性反应气体(O2+O3)的供给流量比第1蚀刻工序大。氟系反应气体的供给流量优选与第1蚀刻工序相同。第2蚀刻工序中的氟系反应气体与氧化性反应气体的混合比优选例如为氟系反应气体∶氧化性反应气体＝9∶5～1∶3左右，更优选为1∶1～1∶2左右。
通过使氧化性反应气体的流量增大，使处理气体整体的流量增大。由此，处理气体在被处理物90上的流速增大。因此，被处理物90表面上的水分变得容易飞散。因而，与第1实施方式同样，能够增大硅膜93相对于基底膜92的选择比。对于氟系反应气体而言，通过设定为与第1蚀刻工序相同的流量，能够抑制硅的蚀刻速率的降低。其结果是，能够将硅残膜93a以良好的蚀刻速率且选择性地进行蚀刻而除去，并且能够减小基底膜92的过蚀刻量d。
在第8实施方式中，氧化性反应气体兼作流速调节用气体，因此，无需流速调节专用的气体(例如N2)。因此，能够减少所需气体的种类。
本发明并不局限于上述实施方式，能够在本技术领域人员显而易见的范围内进行各种各样的变更。
例如，作为蚀刻对象的含硅膜93并不限定于无定型硅，可为多晶硅，也可为单晶硅。
作为蚀刻对象的含硅膜93不限定于硅，也可为氧化硅、碳化硅、碳氧化硅等。
作为蚀刻对象的含硅膜93为氧化硅时，处理气体没有必要含有氧化性反应成分。因此，可省略氧系原料供给部34。
作为蚀刻对象的含硅膜93为碳化硅或碳氧化硅时，可通过加热操作转化为硅，然后再与上述实施方式同样地进行蚀刻。
基底膜92并不限定于氮化硅，只要是与作为蚀刻对象的含硅膜93不同的成分即可。
含硅膜93由无定型硅等硅构成时，基底膜92可为氧化硅。
作为蚀刻对象的含硅膜93为氧化硅时，基底膜可为例如氮化硅。
作为蚀刻对象的含硅膜93为碳化硅或碳氧化硅时，基底膜92可为例如氮化硅或氧化硅。
由于基底膜的成分等的影响，随着蚀刻的进行，硅相对于基底膜的选择比会变大，因此可减小在被处理物90上的处理气体流速。也可使第2蚀刻工序中的处理气体流速比第1蚀刻工序小。在减小处理气体流速后，也可增大。在增大处理气体流速后，也可减小。并不限定于使处理气体流速阶段性地变化，也可连续地变化(逐渐减小或逐渐增大)。
流速调节用气体供给部60为混合模式时，可阶段性地或连续地使流速调节用气体(N2)的混合流量发生变化。
流速调节机构为了使处理气体的流速发生变化，可以代替在处理气体供给体系10中混合流速调节用气体(N2)，或者在混合流速调节用气体(N2)的基础上，使氟系原料气体(CF4+Ar)的流量发生变化，或使氟系原料气体中的稀释气体(Ar)的流量发生变化，或使氧系原料(O2)的流量发生变化。
流速调节机构为了使处理气体的流速发生变化，可以代替调节气体流量，或者在调节气体流量的基础上，调节喷出部59的开口度。也可调节喷出部59与被处理物90之间形成的气体路的厚度(喷出部59与被处理物90之间的距离)。
作为氟系原料，可以代替CF4，使用C2F6、C3F6、C3F8等其它的PFC(全氟碳)，也可使用CHF3、CH2F2、CH3F等HFC(氢氟碳)，也可使用SF6、NF3、XeF2等PFC及HFC以外的含氟化合物。
作为稀释气体，可以代替Ar，使用He、Ne、N2等其它的惰性气体。
作为氧系原料，可以代替O2，使用NO、NO2、N2O等含氧化合物。
也可代替水(H2O)而使用含有OH基的化合物。作为含有OH基的化合物，可以举出过氧化氢水(H2O2)或乙醇或甲醇等醇。但是，对于过氧化氢水而言，由于其反应性高，难以稳定地添加至氟系反应成分的气体中。另外，对于醇而言，导入等离子体中时碳成分(C)发生反应，生成有机聚合物，因此需要分解除去。因此，优选能够以简便且稳定的方式供给的H2O。
也可代替使用等离子体生成部44或臭氧发生器48生成氧化性反应成分，而将O3等氧化性反应成分预先蓄积在槽中并从该槽中取出氧化性反应成分而与氟系反应成分混合。
在第3实施方式(图4)及第4实施方式(图5)中，也可不将氟系反应气体与氧化性反应气体混合而从分别不同的喷出部吹向被处理物。
从第1蚀刻工序切换至第2蚀刻工序的时刻不限于基底膜92露出的阶段，也可设定在基底膜92露出前一小段时间的阶段。
在设置多个处理气体供给体系10，用切换机构选择性地切换与被处理物90对置的体系10的情况下，处理气体供给体系10并不限定于2个(第5、第6实施方式(图6、图7))或3个(第7实施方式(图8))，也可设定4个以上。
多个处理气体供给体系10中的至少2个处理气体供给体系10的气体流量进而流速可互不相同，多个处理气体供给体系10的全部气体流量进而流速并不限定于每一阶段均不相同，多个(3个以上)处理气体供给体系10中的一部分(2个以上)的处理气体供给体系10的气体流量进而流速也可以相同。
在第7实施方式(图8)中，同时设置2个处理气体供给体系10X，在装置1整体设置4个处理气体供给体系10。该结构在含硅膜93的厚度大、在一个处理气体供给体系10X中能够蚀刻的量不足含硅膜93的厚度的一半的情况下优选。即，通过设置2个处理气体供给体系10X，能够以良好的蚀刻速率蚀刻一半以上甚至大部分的含硅膜93。然后，在处理气体供给体系10Y中增加硅的选择比进行蚀刻，接着，在处理气体供给体系10Z中进一步增加硅的选择比进行蚀刻。
也可根据含硅膜93的厚度，同时设置3个以上处理气体供给体系10X。
在第7实施方式(图8)中，也可在第一阶段的处理气体供给体系10X中设置流速调节用气体供给部60。
也可将多个实施方式相互组合。例如，将第3～第7实施方式(图4～图8)的流速调节用气体供给部60与第1实施方式(图1)同样，与原料供给线30连接。
第5～第7实施方式(图6～图8)的各处理气体供给体系10也可以为与第3、第4实施方式(图4、图5)同样，氟系反应成分与氧化性反应成分以互不相同的途径生成的构成。
在第8实施方式(图9)中，可代替臭氧发生器48，而使用第3实施方式(图4)的等离子体生成部44。
在第1、第2实施方式(图1、图2)中，也可与第8实施方式同样，省略流速调节用气体供给部60，代替为在氧系原料供给部34与原料供给线30的连接路上设置流量调节部61，将氧系原料气体进而氧化性反应成分代用作流速调节用气体。此时，要留意随着氧系原料气体的流量变化，对等离子体生成部40的放电的稳定性及氟系反应气体的生成效率带来的影响。
在第5、第6实施方式(图6、图7)中，也可与第8实施方式同样，省略处理气体供给体系10B的流速调节用气体供给部60B，代替为在氧系原料供给部34B与原料供给线30B的连接路上设置流量调节部61，将氧系原料气体进而氧化性反应成分代用作流速调节用气体。此时，要留意伴随着氧系原料气体的流量变化，对等离子体生成部40B中的放电的稳定性及氟系反应气体的生成效率带来的影响。
在第7实施方式(图8)中，也可与第8实施方式同样，省略处理气体供给体系10Y、10Z的流速调节用气体供给部60Y、60Z，替代为在氧系原料供给部34Y、34Z与原料供给线30Y、30Z的各连接路上设置流量调节部61，将氧系原料气体进而氧化性反应成分代用作流速调节用气体。此时，要留意伴随着氧系原料气体的流量变化，对等离子体生成部40X、40X的放电的稳定性及氟系反应气体的生成效率带来的影响。
第5～第7实施方式(图6～图8)的各处理气体供给体系10也可为与第3、第4实施方式(图4、图5)同样，使氟系反应成分与氧化性反应成分以不同的途径生成的构成，而且处理气体供给体系10B、10X、10Y也可为与第8实施方式(图9)同样，将氧化性反应成分代用作流速调节用气体的构成。此时，不管氧系原料气体的流量如何变化，可确保等离子体生成部40B、40X、40Y中的放电的稳定性，使氟系反应气体的生成效率稳定，进而可抑制含硅膜的蚀刻速率的变动。
本发明的蚀刻方法及蚀刻装置除了可应用于对由抗蚀剂等图案化了的被处理物进行的图案蚀刻之外，还可应用于在被处理物的表面上附着的含硅的污染物的除去、硅片或玻璃的粗糙化部分的平坦化、以及硅片或玻璃的表面或背面的粗糙化等中。
实施例1
说明实施例。本发明并不限定于该实施例。
使用图5的蚀刻装置，对无定型硅膜用第1蚀刻工序和第2蚀刻工序这2个阶段进行蚀刻处理。基底膜为氮化硅，使用在该基底膜上层叠了无定型硅的样品。
首先，进行第1蚀刻工序。
作为氟系原料，使用CF4。作为稀释气体，使用Ar。将CF4用Ar稀释，得到氟系原料气体(CF4+Ar)。混合比如下所述。
CF4∶Ar＝10∶90
在上述的氟系原料气体(CF4+Ar)中用市售的水分添加装置添加水分。水分量控制成露点温度为18℃。
流速调节用气体供给部60采用停止模式。
用等离子体生成部40将加水后的氟系原料气体(CF4+Ar+H2O)等离子体化后，得到氟系反应气体。等离子体放电条件如下所述。
电极间间隔：1mm
电极间电压：12kV
电源频率：40kHz(脉冲波)
另外，作为氧系原料气体，将O2气体导入臭氧发生器48中得到氧化性反应气体(O2+O3)。氧化性反应气体的臭氧浓度为约8％。
将来自等离子体生成部40的氟系反应气体与来自等离子体生成部44的氧化性反应气体混合，得到第1处理气体。氟系反应气体与氧化性反应气体的体积混合比为1∶1。
将被处理物90放置在载物台20上，在其上方配置喷出部53。从喷出部53吹出第1处理气体，与此同时使喷出部53以在从被处理物90的一端至另一端之间往复的方式移动(扫描)。移动速度为4m/min。将去的方向或回来的方向的单程移动作为1次扫描，进行18次扫描，结束第1蚀刻工序。此时，在被处理物90的表面残留了0.1～10μm的斑点状的无定型硅93a(参照图2(b)(c))。
第1蚀刻工序的无定型硅膜的蚀刻速率为10.1nm/scan，无定型硅膜相对于硅氮化膜的选择比为约1.3。
接着，进行第2蚀刻工序。在第2蚀刻工序中，流速调节用气体供给部60采用混合模式。氟系反应气体与流速调节用气体(N2)之间的混合比为氟系反应气体∶流速调节用气体＝2∶3。喷出部53的扫描次数为4次。第2蚀刻工序中的其它的处理条件与第1蚀刻工序相同。
通过第2蚀刻工序可完全地除去残留的无定型硅93a。
第2蚀刻工序的无定型硅膜的蚀刻速率为8.6nm/scan，无定型硅膜相对于硅氮化膜的选择比比第1蚀刻工序高，约为2.3。因此，确认到可减小基底的硅氮化膜92的过蚀刻。
实施例2
考察流速调节用气体与处理气体的混合比、与无定型硅相对于氮化硅的选择比之间的关系。与实施例1同样地使用图5的蚀刻装置。处理气体的原料成分及生成条件与实施例1相同。在该处理气体中混合作为流速调节用气体的氮(N2)，且使氮的混合流量变化。测定无定型硅(a-Si)与氮化硅(SiNx)的蚀刻速率，算出无定型硅(a-Si)相对于氮化硅(SiNx)的选择比。
结果如图10所示。如图10所示，随着流速调节用气体(N2)的混合比增大，无定型硅(a-Si)的蚀刻速率和氮化硅(SiNx)的蚀刻速率均降低，但氮化硅(SiNx)的蚀刻速率的降低程度比无定型硅(a-Si)大。因此，随着流速调节用气体(N2)的混合比增大，无定型硅(a-Si)相对于氮化硅(SiNx)的选择比增大。由该结果可知，第2蚀刻工序中，在处理气体中混合适当的量的流速调节用气体从而使其流速增大，可抑制氮化硅膜92的过蚀刻。
实施例3
考察使用图9的蚀刻装置，将流速调节用气体代用为氧化性反应气体的情况下，氧化性反应气体与氟系反应气体的混合比、与无定型硅相对于氮化硅的选择比之间的关系。
氟系反应气体的原料成分及生成条件与实施例1相同。其中，实施例3与实施例1不同，不使用作为流速调节用气体的N2气体。另外，与实施例1同样地通过臭氧发生器48生成由含有臭氧的气体(O2+O3)构成的氧化性反应气体。以氟系反应气体与氧化性反应气体的体积混合比为2∶1～1∶2的方式使氧化性反应气体的流量变化。氟系反应气体的流量是恒定的。测定无定型硅(a-Si)与氮化硅(SiNx)的蚀刻速率，算出无定型硅(a-Si)相对于氮化硅(SiNx)的选择比。
结果如图11所示。如图11所示，随着氧化性反应气体的混合比增大，无定型硅(a-Si)的蚀刻速率和氮化硅(SiNx)的蚀刻速率均降低，但氮化硅(SiNx)的蚀刻速率的降低程度大于无定型硅(a-Si)。因此，随着氧化性反应气体的混合比增大，无定型硅(a-Si)相对于氮化硅(SiNx)的选择比增大。由该结果可确认，通过在第2蚀刻工序中，使氧化性反应气体的流量增大，使处理气体的流速增大，可抑制氮化硅膜92的过蚀刻。
产业上的可利用性
本发明可适用于例如平板显示器(FPD)或半导体晶片的制造中。

Claims (27)

1.一种含硅膜的蚀刻方法，是对基底膜上层叠了含硅膜的被处理物进行蚀刻的方法，其特征在于，
使含有氟系反应成分的处理气体与所述被处理物接触，
使所述处理气体在被处理物上的流速根据蚀刻的进行而发生变化。
2.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，
随着蚀刻的进行，增大所述流速。
3.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，
随着蚀刻的进行，阶段性地增大所述流速。
4.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，
使对所述含硅膜的要蚀刻的部分中的大部分进行蚀刻的期间内的所述流速相对较小，以下将“对所述含硅膜的要蚀刻的部分中的大部分进行蚀刻的期间”称为第1蚀刻工序，
使对所述含硅膜的要蚀刻的部分中在所述第1蚀刻工序后残留的部分进行蚀刻的期间内的所述流速相对较大，以下将“对所述含硅膜的要蚀刻的部分中在所述第1蚀刻工序后残留的部分进行蚀刻的期间”称为第2蚀刻工序。
5.根据权利要求4所述的蚀刻方法，其特征在于，
在所述第1蚀刻工序中阶段性地增大所述流速，并使所述第2蚀刻工序中的所述流速大于所述第1蚀刻工序的最后阶段的流速。
6.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，
通过使所述处理气体的流量变化，使所述流速变化。
7.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，
所述氟系反应成分是使含有氟系原料且添加了H2O或含OH基的化合物的氟系原料气体通过大气压附近的等离子体空间而生成的，
在所述等离子体空间的上游侧，在所述氟系原料气体中混合流速调节用气体或者停止混合，根据该流速调节用气体的流量调节所述流速。
8.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，
所述氟系反应成分是使含有氟系原料且添加了H2O或含OH基的化合物的氟系原料气体通过大气压附近的等离子体空间而生成的，
在所述等离子体空间的下游侧，在所述处理气体中混合流速调节用气体或者停止混合，根据该流速调节用气体的流量调节所述流速。
9.根据权利要求7或8所述的蚀刻方法，其特征在于，
所述流速调节用气体为惰性气体。
10.根据权利要求6所述的蚀刻方法，其特征在于，
所述处理气体含有氧化性反应气体，
通过使所述氧化性反应气体的流量变化，使所述处理气体的流量变化，进而使所述流速变化。
11.根据权利要求8所述的蚀刻方法，其特征在于，
所述流速调节用气体为氧化性反应气体。
12.一种含硅膜的蚀刻装置，是对基底膜上层叠了含硅膜的被处理物进行蚀刻的装置，其特征在于，具有：
将含有氟系反应成分的处理气体供给于所述被处理物的处理气体供给体系；和
使所述处理气体在被处理物上的流速根据蚀刻的进行而发生变化的流速调节机构。
13.根据权利要求12所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述流速调节机构随着蚀刻的进行而增大所述流速。
14.根据权利要求12所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述流速调节机构随着蚀刻的进行而阶段性地增大所述流速。
15.根据权利要求12所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述流速调节机构直到在所述含硅膜的要蚀刻的部分中的大部分被蚀刻为止使所述流速相对较小，在蚀刻残留的含硅膜时使所述流速相对较大。
16.根据权利要求12所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述流速调节机构调节所述处理气体的流量。
17.根据权利要求12所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述处理气体供给体系包括：
形成大气压附近的等离子体空间的等离子体生成部；和
将成为所述氟系反应成分的含有氟系原料且添加了H2O或含OH基的化合物的氟系原料气体导入所述等离子体空间的原料供给线，
其中，所述流速调节机构在所述原料供给线中混合流速调节用气体或者停止混合，且根据该流速调节用气体的流量调节所述流速。
18.根据权利要求12所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述处理气体供给体系包括：
形成大气压附近的等离子体空间的等离子体生成部；和
将成为所述氟系反应成分的含有氟系原料且添加了H2O或含OH基的化合物的氟系原料气体导入所述等离子体空间的原料供给线，
其中，所述流速调节机构在所述等离子体空间的下游侧的处理气体供给体系中混合流速调节用气体或者停止混合，且根据该流速调节用气体的流量调节所述流速。
19.根据权利要求16所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述处理气体供给体系包括：
将含有所述氟系反应成分的氟系反应气体供给于所述被处理物的氟系反应气体供给体系；和
将含有氧化性反应成分的氧化性反应气体供给于所述被处理物的氧化性反应气体供给体系，
其中，所述流速调节机构调节所述氧化性反应气体供给体系的供给气体流量。
20.一种含硅膜的蚀刻装置，是对基底膜上层叠了含硅膜的被处理物进行蚀刻的装置，其特征在于，包括：
多个处理气体供给体系，其喷出含有氟系反应成分的处理气体；和
切换机构，其根据蚀刻的进行选择性地切换将处理气体吹附至所述被处理物的处理气体供给体系，
其中，来自所述多个处理气体供给体系中的至少2个处理气体供给体系的处理气体被吹附到被处理物时，在被处理物上的流速互不相同。
21.根据权利要求20所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述切换机构选择随着蚀刻的进行所述流速相对较大的处理气体供给体系。
22.根据权利要求20所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述切换机构直到在所述含硅膜的要蚀刻的部分中的大部分被蚀刻为止选择所述流速相对较小的处理气体供给体系，在蚀刻残留的含硅膜时选择所述流速相对较大的处理气体供给体系。
23.根据权利要求20所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述多个处理气体供给体系中的至少2个处理气体供给体系的处理气体的流量互不相同。
24.根据权利要求20所述的蚀刻装置，其特征在于，
各处理气体供给体系包括：
形成大气压附近的等离子体空间的等离子体生成部；和
将成为所述氟系反应成分的含有氟系原料且添加了H2O或含OH基的化合物的氟系原料气体导入所述等离子体空间的原料供给线，
其中，至少一个处理气体供给体系的原料供给线与使流速调节用气体合流的流速调节用气体供给部连接。
25.根据权利要求20所述的蚀刻装置，其特征在于，
各处理气体供给体系包括：
形成大气压附近的等离子体空间的等离子体生成部；和
将成为所述氟系反应成分的含有氟系原料且添加了H2O或含OH基的化合物的氟系原料气体导入所述等离子体空间的原料供给线，
其中，至少一个处理气体供给体系的所述等离子体空间的下游侧的处理气体供给体系与使流速调节用气体合流的流速调节用气体供给部连接。
26.根据权利要求17、18、24、25中任一项所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述流速调节用气体为惰性气体。
27.根据权利要求17、18、24、25中任一项所述的蚀刻装置，其特征在于，
所述流速调节用气体为氧化性反应气体。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103155116B (zh) * 2010-09-28 2014-03-12 积水化学工业株式会社 蚀刻方法及装置
JP2012216582A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Sekisui Chem Co Ltd シリコン含有物のエッチング方法
KR101276262B1 (ko) * 2011-11-21 2013-06-20 피에스케이 주식회사 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법
KR101660831B1 (ko) * 2014-11-28 2016-09-29 피에스케이 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
JP6978265B2 (ja) * 2017-09-29 2021-12-08 積水化学工業株式会社 表面処理装置及び表面処理方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1424748A (zh) * 2003-01-02 2003-06-18 上海华虹（集团）有限公司 一种含硅低介电常数材料的干法刻蚀工艺
JP2003187998A (ja) * 2001-12-19 2003-07-04 Matsushita Electric Works Ltd 表面処理装置及び表面処理方法
US20050150863A1 (en) * 2002-02-07 2005-07-14 Tokyo Electron Limited Etching method and etching apparatus
WO2007007003A2 (fr) * 2005-07-12 2007-01-18 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede de traitement par plasma d'effluents gazeux
CN101005028A (zh) * 2006-01-17 2007-07-25 东京毅力科创株式会社 等离子体处理方法、等离子体处理装置和存储介质

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100331568B1 (ko) * 2000-05-26 2002-04-06 윤종용 반도체 메모리 소자 및 그 제조방법
US6583047B2 (en) * 2000-12-26 2003-06-24 Honeywell International, Inc. Method for eliminating reaction between photoresist and OSG
US6528418B1 (en) * 2001-09-20 2003-03-04 Hynix Semiconductor Inc. Manufacturing method for semiconductor device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003187998A (ja) * 2001-12-19 2003-07-04 Matsushita Electric Works Ltd 表面処理装置及び表面処理方法
US20050150863A1 (en) * 2002-02-07 2005-07-14 Tokyo Electron Limited Etching method and etching apparatus
CN1424748A (zh) * 2003-01-02 2003-06-18 上海华虹（集团）有限公司 一种含硅低介电常数材料的干法刻蚀工艺
WO2007007003A2 (fr) * 2005-07-12 2007-01-18 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede de traitement par plasma d'effluents gazeux
CN101005028A (zh) * 2006-01-17 2007-07-25 东京毅力科创株式会社 等离子体处理方法、等离子体处理装置和存储介质

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