TW201306115A - 蝕刻方法、蝕刻裝置及記憶媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於提供一種技術，其可達成氮化矽膜相對於二氧化矽膜的高蝕刻選擇比。為達成此目的，本發明提供一種蝕刻方法，其具有對氮化矽膜以及二氧化矽膜露出表面的基板供給矽烷化劑，以在二氧化矽膜表面上形成由矽烷化膜所構成的保護膜的步驟。之後，對該基板，供給蝕刻液。藉由這樣的方式，只對氮化矽膜進行選擇性的蝕刻。

Description

蝕刻方法、蝕刻裝置及記憶媒體
本發明係關於一種選擇性的蝕刻技術，其對氮化矽膜以及二氧化矽膜露出表面的基板上的氮化矽膜進行選擇性的蝕刻。
作為半導體元件製造的處理的一種方法，為使用蝕刻液對在半導體晶圓等的基板的表面上形成的氮化矽膜進行蝕刻的濕式蝕刻處理。在進行濕式蝕刻處理的情況中，幾乎不對二氧化矽膜進行蝕刻，而不得不對氮化矽膜進行選擇性蝕刻的情況很多，在這樣的情況下，以往，使用磷酸溶液(H3PO4)作為蝕刻液(參照專利文獻1)。然而，為了磷酸必須設置專用的供給系統，且使用磷酸必須注意無塵室氣氛的污染防治，接著，高純度的磷酸價格亦高，根據該等的理由，最近，開始使用未使用磷酸的蝕刻液。
專利文獻2當中，記載作為像這樣未使用磷酸的蝕刻液的一例，如含有硫酸、氟化物以及水的蝕刻液，亦記載在半導體等的電子元件的製造的用途當中，宜使用氫氟酸以及氟化銨作為該氟化物。
然而，實際上，在使用磷酸系的蝕刻液蝕刻基板的情況中，或使用氟酸系的蝕刻液蝕刻基板的情況中的任一情況當中，要將氮化矽膜的蝕刻量相對於二氧化矽膜的蝕刻量的比(以下亦稱為「SiN/SiO2選擇比」)提高至半導體元件的製造所要求的等級是有困難的。
[習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2004-221540號公報
[專利文獻2]日本特開2010-147304號公報
考量該等的問題點，本發明的目的在於提供一種蝕刻方法，蝕刻裝置以及記憶媒體，使氮化矽膜的蝕刻量相對於二氧化矽膜的蝕刻量的比(SiN/SiO2選擇比)提升至非常高的等級。
本發明係一種蝕刻方法，其特徵為包含：準備氮化矽膜以及二氧化矽膜露出表面的基板的步驟；對氮化矽膜以及二氧化矽膜露出表面的該基板供給矽烷化劑，以在基板上的二氧化矽膜表面上形成由矽烷化膜所構成的保護膜的步驟；以及對該基板供給蝕刻液，以對氮化矽膜進行選擇性蝕刻的步驟。
本發明係一種蝕刻方法，其中更包含：在對該基板供給矽烷化劑的步驟，與對該基板供給蝕刻液的步驟之間，對該基板供給第1沖洗液，以去除矽烷化劑的步驟。
本發明係一種蝕刻方法，其中更包含：在對該基板供給矽烷化劑的步驟，與對該基板供給第1沖洗液的步驟之間，對該基板供給IPA(isopropyl alcohol；異丙醇)的步驟。
本發明係一種蝕刻方法，其中更包含：在對該基板供給蝕刻液的步驟之後，對基板供給第2沖洗液的步驟。
本發明係一種蝕刻方法，其中，由對該基板供給矽烷化劑的步驟、對該基板供給IPA的步驟、對該基板供給第1沖洗液的步 驟、對該基板供給蝕刻液的步驟以及對該基板供給第2沖洗液的步驟所構成的循環，重複複數次。
本發明係一種蝕刻方法，其中更包含：在對該基板供給第2沖洗液之後，使該基板乾燥的步驟。
本發明係一種蝕刻方法，其中，在使該基板乾燥的步驟當中，對該基板供給乾燥用IPA。
本發明係一種蝕刻方法，其中更包含：在對該基板供給第2沖洗液之後，去除由矽烷化膜所構成的保護膜的步驟。
本發明係一種蝕刻方法，其中，由矽烷化膜所構成的保護膜，藉由對基板照射UV光去除。
本發明係一種蝕刻裝置，其包含：基板保持部，其保持氮化矽膜以及二氧化矽膜露出表面的基板；矽烷化劑供給機構，其對該基板保持部所保持的基板，供給矽烷化劑；蝕刻液供給機構，其對該基板保持部所保持的基板，供給蝕刻液；以及控制部，其控制該矽烷化劑供給機構以及該蝕刻液供給機構，並且實行對氮化矽膜以及二氧化矽膜露出表面的該基板供給矽烷化劑，以在基板上的二氧化矽膜表面形成由矽烷化膜所構成的保護膜的步驟，以及對該基板供給蝕刻液，以對氮化矽膜進行選擇性蝕刻的步驟。
本發明係一種蝕刻裝置，其中，該基板保持部以水平姿勢保持基板；該蝕刻裝置，更包含旋轉驅動部，其使該基板保持部繞著垂直軸線旋轉；該控制部，在供給矽烷化劑的步驟以及供給蝕刻液的步驟當中，控制旋轉驅動部，使保持基板的該基板保持部旋轉。
本發明係一種蝕刻裝置，其中，該矽烷化劑供給機構具備：矽烷化劑儲存槽，其儲存矽烷化劑；以及矽烷化劑噴嘴，其對基板供給矽烷化劑儲存槽中的矽烷化劑；該蝕刻液供給機構具備：蝕刻液儲存槽，其儲存蝕刻液；蝕刻液噴嘴，其對基板供給蝕刻液儲存槽中的蝕刻液。
本發明係一種記憶媒體，其為記錄可藉由形成蝕刻裝置的控制部的電腦讀取的程式的記憶媒體；該蝕刻裝置具備：矽烷化劑供給機構，其對基板供給矽烷化劑；蝕刻液供給機構，其對基板供給蝕刻液；當該電腦執行該程式時，該控制部控制該蝕刻裝置實行對氮化矽膜以及二氧化矽膜露出表面的該基板供給矽烷化劑，以在基板上的二氧化矽膜表面上形成由矽烷化膜所構成的保護膜的步驟，以及對該基板供給蝕刻液，以對氮化矽膜進行選擇性蝕刻的步驟。
若根據本發明，因為對基板供給矽烷化劑，在二氧化矽膜表面上形成由矽烷化膜所構成的保護膜，之後對基板供給蝕刻液，故可藉由矽烷化膜有效果的保護二氧化矽膜表面，並藉由蝕刻液對氮化矽膜進行選擇性的蝕刻。
以下就本發明適合的實施樣態進行說明。
首先，就濕式蝕刻裝置的構造進行說明。濕式蝕刻裝置具有：旋轉夾頭10，其使基板，在本範例中為半導體晶圓W保持大致水平並使其旋轉。旋轉夾頭10具有：基板保持部14，其藉由保持基板的邊緣部的複數的保持構件12使基板保持水平姿勢；以及旋轉驅動部16，其使此基板保持部14進行旋轉驅動。基板保持部14 的周圍，設置杯體18，其接收從晶圓W飛濺出來的處理液。又，為了可使晶圓W在圖中未顯示的基板搬送手臂與基板保持部14之間傳遞，基板保持部14以及杯體18可在上下方向進行相對的移動。
濕式蝕刻裝置更具備：矽烷化劑供給機構30，其對晶圓W供給矽烷化劑；以及蝕刻液供給機構40，其對晶圓W供給蝕刻液。此情況下，作為供給至晶圓W的矽烷化劑，使用二甲基氨基三甲基矽烷(TMSDMA；Trimethylsilyldimethylamine)。另外，作為矽烷化劑，亦可使用其他的二甲基矽烷基二甲基胺(DMSDMA；Di methylsilyldimethylamine)、四甲基二矽氮烷(TMDS；Tetramethy ldisilazane)、二(二甲氨基)矽烷(Bis(dimethylamino)silane)，三氟甲磺酸三甲矽酯(TMSOTf；Trifluoromethanesulfonate)、六甲基二矽烷(HMDS；Hexamethyldisilane)。接著，這些矽烷化劑，宜使用環己烷(Cyclohexane)、丙二醇甲醚醋酸酯(PEGMEA；Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate)等的稀釋溶媒作為稀釋劑。又，矽烷化劑，雖宜在常溫(例如24度)下使用，若使用較30℃以上的矽烷化劑的沸點低的溫度(例如，TMSDMA的沸點為84℃)，宜加熱至40~60℃使用，其更可提高形成在氧化膜之上的保護膜的強度。另外，取代矽烷化劑的加熱，亦可使用對基板保持部14上的晶圓W進行加熱的機構，例如設置於基板保持部14上的加熱器(圖中未顯示)，或設置於基板保持部14之對向面上的UV燈，或LED燈等，將晶圓W加熱至，例如30℃以上。又，作為蝕刻液，可使用在HF，NH4F以及NH4HF2中至少為其中任一項以水，此處為DIW(純水)稀釋的水溶液。又，作為蝕刻液，可使用其他，磷酸溶液(H3PO4)，或是HF與H2SO4以DIW稀釋的水溶液，並將其加熱至高溫，例如150℃以上。
接著就矽烷化劑供給機構30進行說明。矽烷化劑供給機構30包含：矽烷化劑儲存槽31，其儲存TMSDMA等所構成的矽烷化 劑；以及矽烷化劑噴嘴20A，其對晶圓W供給矽烷化劑。也就是矽烷化劑儲存槽31，透過管路35與矽烷化劑噴嘴20A連接，在管路35上，設置適合的流量調整器例如流量調整閥36，以及開閉閥37。
接著就蝕刻液供給機構40進行說明。蝕刻液供給機構40包含：蝕刻液儲存槽41，其儲存蝕刻液；以及蝕刻液噴嘴20B其對晶圓W供給蝕刻液。此情況下，在蝕刻液儲存槽41之中，儲存在HF，NH4F以及NH4HF2中至少為其中任一項以水(H2O)，此處為DIW(純水)稀釋的水溶液。作為儲存於HF系的藥液儲存槽41中的HF系的藥液的具體範例，可舉(a)包含重量百分比為30.8%的NH4HF2以及8.9%的HF的水溶液(與Stella Chemifa Corporation所提供的LAL5000相同)以水(純水)稀釋250~500倍的溶液，以及(b)包含重量百分比為7.1%的NH4HF2以及15.4%的NH4F的水溶液(與Stella Chemifa Corporation所提供的LAL500相同)以水(純水)稀釋50~200倍的溶液為例，但不僅限於此，可使用上述其他的蝕刻液。蝕刻液儲存槽41，透過管路42與蝕刻液噴嘴20B連接，在管路42上，設置適合的流量調整器例如流量調整閥43以及開閉閥44。
矽烷化劑噴嘴20A以及蝕刻液噴嘴20B，藉由噴嘴移動機構50進行驅動。噴嘴移動機構50包含：導軌51；內藏於驅動機構中的移動體52，其可沿著導軌51移動；噴嘴手臂53，其基部裝設在移動體52上，並在其前端保持藥液噴嘴20。噴嘴移動機構50，可使矽烷化劑噴嘴20A以及蝕刻液噴嘴20B，在保持於基板保持部14上的晶圓W的中心的正上方的位置與晶圓W的邊緣的正上方的位置之間移動，又，從俯視來看，可使矽烷化劑噴嘴20A以及蝕刻液噴嘴20B移動至杯體18的外側的待機位置。
濕式蝕刻裝置更包含：沖洗噴嘴22，其為了進行沖洗處理， 對晶圓W供給純水(DIW)；IPA噴嘴24，其為了進行乾燥處理，對晶圓W供給異丙醇(IPA；isopropyl alcohol)。對於沖洗噴嘴22，從DIW供給源，透過設置了適合的流量調整器例如流量調整閥22a與開閉閥22b的DIW管路22c，供給DIW。對於IPA噴嘴24，從IPA供給源，透過設置了適合的流量調整器例如流量調整閥24a與開閉閥24b的IPA管路24c，供給IPA。沖洗噴嘴22以及IPA噴嘴24亦設置於噴嘴手臂53上。因此，沖洗噴嘴22以及IPA噴嘴24，亦可在保持於基板保持部14上的晶圓W的中心的正上方的位置與晶圓W的邊緣的正上方的位置之間移動，並且，亦可移動至杯體18外側的待機位置。
濕式蝕刻裝置包含：控制部100，其統一控制全體的動作。控制部100，控制濕式蝕刻裝置的全部的功能構件(例如旋轉驅動部16、矽烷化劑供給機構30的閥36、蝕刻液供給機構40的閥44、DIW用的閥22b、IPA用的閥24b、噴嘴移動機構50等)的動作。控制部100，可藉由作為硬體的例如通用電腦，與作為軟體的為了使該電腦動作的程式(裝置控制程式以及處理處方等)來實現。軟體，收納於固定設置在電腦中的硬碟機等的記憶媒體當中，或是收納於CDROM、DVD、快閃記憶體等可拆卸且設置於電腦上的記憶媒體。像這樣的記憶媒體以參照符號101表示。處理器102相對應於需求，根據圖中未顯示的使用者介面的指示等，從記憶媒體101中呼叫既定的處理處方並且實行，藉此在控制部100的控制之下，使濕式蝕刻裝置的各功能構件動作並且進行既定的處理。
又，圖中所示的旋轉夾頭10的基板保持部14，為藉由可動的保持部材12來保持晶圓W的邊緣部的所謂的機械式夾頭型，但不僅限於此，亦可為在晶圓背面的中央部進行真空吸附的所謂的真空式夾頭型。又圖中所示的噴嘴移動機構50，為使噴嘴進行平移運動的所謂的直線移動型，亦可為保持在繞著垂直軸線轉動的 手臂的前端的所謂的搖擺手臂型。又，圖式的範例當中，4個噴嘴20A，20B，22，24雖藉由共通的手臂所保持，亦可保持在各自分別的手臂上進行獨立的移動。
接著，就使用該濕式蝕刻裝置所進行的包含蝕刻處理的液體處理方法的一連串的步驟，藉由圖5進行說明。另外，以下所說明的一連串的步驟，為了實現記憶於記憶媒體101中的製程處方當中所定義的各種製程參數，藉由控制部100所控制的濕式蝕刻裝置的各功能構件來實行。
成為處理對象的晶圓W，其表面(「表面」為包含在晶圓上形成的無孔穴的凹部的內表面)上露出SiN膜(氮化矽膜)與SiO2膜(二氧化矽膜)，且必須對SiN膜進行選擇性的去除。作為成為處理對象的晶圓W的剖面構造，例如在圖3(a)中概略所示，在矽基板(Si)上，堆疊為熱氧化膜的SiO2膜與SiN膜，形成溝槽，此情況下，從圖3(a)所表示的狀態中對SiN膜進行選擇性的蝕刻，形成圖3(b)中所表示的狀態。作為成為處理對象的晶圓W的另一剖面構造，如圖4(a)(b)中概略所示，亦可為在矽基板(Si)上，SiO2膜以及SiN膜兩者皆露出的構造。
首先，具有如上述剖面構造的晶圓W，藉由圖中未顯示的搬送手臂移入濕式蝕刻裝置，並保持於旋轉夾頭10的基板保持部14上。
[供給矽烷化劑]
接著，藉由噴嘴移動機構50，矽烷化劑噴嘴20A移動至晶圓W的中心的正上方。又，旋轉驅動部16，使晶圓W以既定的轉速例如100rpm旋轉。在此狀態下，矽烷化劑供給機構30的流量調整閥36被調整至既定開度的同時，開閉閥37開啟，藉由這樣的方式，從矽烷化劑噴嘴20A，對晶圓W的中心部，以既定的流 量，例如0.5~2.01/min，供給作為矽烷化劑的例如TMSDMA，被供給的TMSDMA藉由離心力朝晶圓邊緣部擴散。
以這樣的方式，對晶圓W供給矽烷化劑(圖5)。此情況下，使用矽烷化劑，在露出於晶圓W表面的氮化矽膜以及二氧化矽膜之中，二氧化矽膜表面上形成由矽烷化膜所構成的保護膜(參照圖3(a)以及圖4(a))。
對晶圓W供給矽烷化劑的情況下的氮化矽膜表面以及二氧化矽膜表面的特性表示於圖9中。
如圖9所示，在氮化矽膜表面以H基為終端，矽烷基並不會與此H基結合。另一方面，在二氧化矽膜表面以OH基為終端，此OH基與矽烷基結合，藉由這樣的方式在二氧化矽膜表面形成矽烷化膜。
像這樣形成於二氧化矽膜表面的矽烷化膜，對於如後述的蝕刻液，其具有作為保護膜的功能，可抑制二氧化矽膜的蝕刻量。
[供給IPA]
接著，在矽烷化劑噴嘴20A的矽烷化劑的供給停止的同時，在使晶圓W旋轉的狀態下，從IPA噴嘴24對晶圓W的中心供給IPA。藉由這樣的方式，將殘存於晶圓W上的矽烷化劑置換成IPA。
[供給第1沖洗液]
之後，在IPA噴嘴24的IPA的供給停止的同時，在使晶圓W旋轉的狀態下，從DIW噴嘴22對晶圓W的中心供給DIW(第1沖洗液)。藉由這樣的方式，可使用DIW完全將殘存於晶圓W上的矽烷化劑與IPA同時去除。另外，DIW雖亦可為常溫，例如藉由使用80℃的熱DIW，可快速將殘存於晶圓W的表面的矽烷化劑去除，並可 縮短沖洗時間。
[蝕刻步驟]
接著，停止從DIW噴嘴22的DIW的供給。接著使晶圓W持續旋轉，蝕刻液供給機構40的流量調整閥43被調整至既定開度的同時，開閉閥44開啟。藉由這樣的方式，例如從蝕刻液噴嘴20B對晶圓W供給儲存於蝕刻液儲存槽41中的作為蝕刻液的HF系藥液(蝕刻步驟)。作為一例，HF系的藥液，為包含重量百分比為30.8%的NH4HF2以及8.9%的HF的水溶液更以純水稀釋500倍的水溶液。
此蝕刻步驟，以既定的時間，持續進行。
在蝕刻步驟進行的期間，藉由噴嘴移動機構50，使蝕刻液噴嘴20B在晶圓半徑方向上移動，亦可在晶圓中心部的上方與晶圓邊緣部的上方之間，進行1次或複數次的往返移動(掃描)。在蝕刻步驟當中，因為晶圓W的溫度較被供給的蝕刻液的溫度低，故蝕刻液從晶圓W的中心部擴散到邊緣部的過程當中，因為晶圓W而被冷卻。因此，造成晶圓中心部被高溫的液體蝕刻，另一方面，邊緣部被低溫液體蝕刻的情形，產生蝕刻條件不相同的可能性。又，晶圓中心部被未反應的新鮮的液體蝕刻，邊緣部被含有反應生成物的液體蝕刻，產生蝕刻條件不相同的可能性。若晶圓W的中心部與邊緣部的蝕刻條件不相同，則有在晶圓表面無法均勻的進行蝕刻的可能性。藉由使蝕刻液噴嘴20B以上述的方式移動，可解決上述的問題，進行平面均勻性較高的處理。
另外，在進行蝕刻液噴嘴20B的掃描時，可在第1噴嘴位置與第2噴嘴位置之間，在晶圓半徑方向上移動(掃描)。在此，第1噴嘴位置，為蝕刻液噴嘴20B在晶圓中心的正上方，於蝕刻步驟開始時在晶圓W的中心吐出(衝擊)蝕刻液，也就是蝕刻液的供給位置為晶圓中心的位置。第2噴嘴位置，為相對晶圓邊緣端的既定距離(例如10mm)在半徑方向內側的位置上，吐出蝕刻液的位置。接著，使 蝕刻液噴嘴20B移動至在第1噴嘴位置與第2噴嘴位置之間，相對晶圓中心的既定距離(例如15mm)在半徑方向外側的位置上，吐出蝕刻液的第3噴嘴位置，之後，可使蝕刻液噴嘴20B在第2噴嘴位置與第3噴嘴位置之間往返移動。
藉由蝕刻液噴嘴20B並非返回第1噴嘴位置而是返回第3噴嘴位置，可防止晶圓W的中心部的蝕刻量過大的問題。
另外，藉由使蝕刻液噴嘴20B並非移動至晶圓W的邊緣端(edge)，而是移動至上述第2位置，可避免蝕刻液的浪費。又，亦可使蝕刻液噴嘴20B移動至晶圓W的邊緣端(edge)。又，在進行掃描時，可使蝕刻液噴嘴20B以等速，例如5~30m/sec移動。
在像這樣進行對基板供給蝕刻液的蝕刻步驟當中，表面被矽烷化膜保護的二氧化矽膜，並不會被蝕刻，而是只有氮化矽膜被選擇性的蝕刻。(參照圖3(b)以及圖4(b))。
[供給第2沖洗液]
接著，在蝕刻液噴嘴20B的蝕刻液的供給停止的同時，在晶圓W持續旋轉的狀態下，從DIW噴嘴22對晶圓的中心供給DIW(第2沖洗液)。藉由這樣的方式，去除殘存在晶圓表面的蝕刻液以及蝕刻殘渣。另外，DIW雖亦可為常溫，藉由使用例如80℃的熱DIW，可快速去除殘存於晶圓W的表面的蝕刻液以及蝕刻殘渣，並且可縮短沖洗時間。
附帶一提，如後述一般，矽烷化膜生成後至少3分鐘，具有作為保護層的功能，對於蝕刻液具有充分的耐性。然而，在大量蝕刻氮化矽膜的情況下，亦可進行考量矽烷化膜對於蝕刻液的耐性的蝕刻步驟。
也就是，在大量蝕刻氮化矽膜的情況下，由上述的矽烷化劑供給步驟，IPA供給步驟，第1沖洗液供給步驟，蝕刻液供給步驟以及第2沖洗液供給步驟所構成的循環重複複數次。此情況下，可將1次的蝕刻步驟的時間控制在例如3分鐘以內，在矽烷化膜具有充分的功能的時間內進行蝕刻步驟。藉由這樣的方式，可有效果的保護被矽烷化膜保護的二氧化矽膜，只對氮化矽膜進行選擇性的蝕刻，並且可增加氮化矽膜的蝕刻量。
[乾燥步驟]
接著，在DIW噴嘴22的DIW(第2沖洗液)的供給停止的同時，在晶圓持續旋轉的狀態下，從IPA噴嘴24對晶圓的中心供給IPA(乾燥用IPA)。藉此將殘存於晶圓表面的DIW置換成IPA。接著，在晶圓的旋轉速度增加的同時，停止IPA的供給，去除晶圓表面的IPA。另外，在此乾燥步驟時，亦可進行乾燥空氣的供給，或N2氣體的供給，促進晶圓的乾燥。又，亦可不使用IPA進行DIW的置換，在沖洗步驟之後直接進行旋轉乾燥(甩乾)。
[使用UV照射去除矽烷化膜]
之後，藉由從UV照射裝置(圖中未顯示)的UV照射，去除殘存於晶圓W表面的矽烷化膜。
對晶圓表面進行UV照射的UV照射裝置，亦可內藏於旋轉夾頭10當中，亦可對從旋轉夾頭10移出的晶圓W，藉由設置於旋轉夾頭10的外部的UV照射裝置，對晶圓表面進行UV照射。
根據以上所述，結束一連串的液體處理。結束處理的晶圓W，藉由圖中未顯示的搬送手臂從濕式蝕刻裝置中被移出。
【實施範例】
接著就本發明具體的實施例，藉由圖6至圖8進行說明。
只對氮化矽膜進行選性蝕刻的樣態表示於圖6中。在圖6當中，使用作為矽烷化劑的TMSDMA，對晶圓供給矽烷化劑3分鐘。又使用作為蝕刻液的DHF(稀釋氫氟酸)，對晶圓供給蝕刻液3分鐘。
此情況下，相對於使用蝕刻液而被蝕刻的氮化矽膜(SiN)的蝕刻量為8，被矽烷化膜保護的二氧化矽膜(SiO2)的蝕刻量大略為0，可只對氮化矽膜進行選擇性的蝕刻。此情況下，SiN/SiO2選擇比為100：1以上。
另一方面，沒有矽烷化膜的情況下，氮化矽膜的蝕刻量為10，二氧化矽膜的蝕刻量約為100，SiN/SiO2選擇比為1：10，無法只對氮化矽膜進行選擇性的蝕刻。
相同的，在使用作為矽烷化劑的TMSDMA，對晶圓供給矽烷化劑3分鐘，使用作為蝕刻液的DHF(稀釋氫氟酸)的情況當中，相對於蝕刻液的供給時間，求得氮化矽膜與二氧化矽膜的蝕刻量、SiN/SiO2選擇比。
如圖7所示，蝕刻液的供給時間為3分鐘的情況下，因為矽烷化膜具有作為保護膜的充分的功能，故相對於氮化矽膜的蝕刻量為8，二氧化矽膜的蝕刻量大略為0。此結果，SiN/SiO2選擇比為100：1以上。
另一方面，蝕刻液的供給時間為5分鐘的情況下，因為作為保護膜的矽烷化膜其功能降低，氮化矽膜的蝕刻量為15，二氧化矽膜的蝕刻量為6。此結果，SiN/SiO2選擇比為2.5：1。
吾人可由此知曉，蝕刻液的供給時間，宜在3分鐘的程度以 內。
接著藉由圖8，就對晶圓供給TMSDMA 3分鐘的情況的晶圓表面的疏水化程度進行說明。
如圖8所示，藉由對晶圓供給TMSDMA3分鐘，二氧化矽膜表面的接觸角成為90°，得知在高疏水化程度的二氧化矽膜表面生成充分的矽烷化膜。
另一方面，氮化矽膜表面的接觸角，較二氧化矽膜的接觸角小，在氮化矽膜表面上並未生成充分的矽烷化膜。
在上述的實施樣態之中，處理對象基板為半導體晶圓，但不僅限於此，亦可為具有SiN膜以及SiO2膜的其他種類的基板，例如FPD(Flat Panel Display；平面顯示器)用的基板或MEMS(Micro Electro Mechanical System；微機電系統)用的基板。
10‧‧‧旋轉夾頭
12‧‧‧保持構件
14‧‧‧基板保持部
16‧‧‧旋轉驅動部
18‧‧‧杯體
20A‧‧‧矽烷化劑噴嘴
20B‧‧‧蝕刻液噴嘴
22‧‧‧DIW噴嘴
22a、24a、36、43‧‧‧流量調整閥
22b、24b、37、44‧‧‧開閉閥
22c‧‧‧DIW管路
24‧‧‧IPA噴嘴
24c‧‧‧IPA管路
30‧‧‧矽烷化劑供給機構
31‧‧‧矽烷化劑儲存槽
35、42‧‧‧管路
40‧‧‧蝕刻液供給機構
41‧‧‧蝕刻液儲存槽
50‧‧‧噴嘴移動機構
51‧‧‧導軌
52‧‧‧移動體
53‧‧‧噴嘴移動手臂
100‧‧‧控制部
101‧‧‧記憶媒體
102‧‧‧處理器
W‧‧‧晶圓
【圖1】圖1係表示蝕刻裝置的一實施樣態的概略構造圖。
【圖2】圖2係表示圖1中所示的蝕刻裝置的概略平面圖。
【圖3】圖3(a)(b)係表示蝕刻對象基板的構造的一例的概略剖面圖。
【圖4】圖4(a)(b)係表示蝕刻對象基板的構造的另外一例的概略剖面圖。
【圖5】圖5係表示根據本發明的蝕刻方法的流程圖。
【圖6】圖6係表示根據本發明的實施範例，蝕刻量與SiN/SiO2選擇比相對於矽烷化膜之有無的關係圖。
【圖7】圖7係表示根據本發明的實施範例，蝕刻量與SiN/SiO2選擇比相對於蝕刻時間的關係圖。
【圖8】圖8係表示根據本發明的實施範例，在供給TMSDMA的情況下的晶圓表面的接觸角的說明圖。
【圖9】圖9係表示在供給矽烷化劑的情況下的氮化矽膜表面與二氧化矽膜表面的變化的說明圖。

Claims (13)

  1. 一種蝕刻方法，其特徵為包含：準備氮化矽膜以及二氧化矽膜露出表面的基板的步驟；對氮化矽膜以及二氧化矽膜露出表面的該基板供給矽烷化劑，以在基板上的二氧化矽膜表面上形成由矽烷化膜所構成的保護膜的步驟；以及對該基板供給蝕刻液，以對氮化矽膜進行選擇性蝕刻的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之蝕刻方法，其中更包含：在對該基板供給矽烷化劑的步驟，與對該基板供給蝕刻液的步驟之間，對該基板供給第1沖洗液，以去除矽烷化劑的步驟。
  3. 如申請專利範圍第2項之蝕刻方法，其中更包含：在對該基板供給矽烷化劑的步驟，與對該基板供給第1沖洗液的步驟之間，對該基板供給IPA(isopropyl alcohol；異丙醇)的步驟。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之蝕刻方法，其中更包含：在對該基板供給蝕刻液的步驟之後，對基板供給第2沖洗液的步驟。
  5. 如申請專利範圍第4項之蝕刻方法，其中，由對該基板供給矽烷化劑的步驟、對該基板供給IPA的步驟、對該基板供給第1沖洗液的步驟、對該基板供給蝕刻液的步驟、以及對該基板供給第2沖洗液的步驟所構成的循環重複複數次。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之蝕刻方法，其中更包含：在對該基板供給第2沖洗液之後，使該基板乾燥的步驟。
  7. 如申請專利範圍第6項之蝕刻方法，其中，在使該基板乾燥的步驟當中，對該基板供給乾燥用IPA。
  8. 如申請專利範圍第4至7項中任一項之蝕刻方法，其中更包含：在對該基板供給第2沖洗液之後，去除由矽烷化膜所構成的保護膜的步驟。
  9. 如申請專利範圍第8項之蝕刻方法，其中，由矽烷化膜所構成的保護膜，藉由對基板照射UV光去除。
  10. 一種蝕刻裝置，其特徵為包含：基板保持部，其保持氮化矽膜以及二氧化矽膜露出表面的基板；矽烷化劑供給機構，其對該基板保持部保持的基板，供給矽烷化劑；蝕刻液供給機構，其對該基板保持部保持的基板，供給蝕刻液；以及控制部，其控制該矽烷化劑供給機構以及該蝕刻液供給機構，並且實行對氮化矽膜以及二氧化矽膜露出表面的該基板供給矽烷化劑，以在基板上的二氧化矽膜表面上形成由矽烷化膜所構成的保護膜的步驟，以及對該基板供給蝕刻液，以對氮化矽膜進行選擇性蝕刻的步驟。
  11. 如申請專利範圍第10項之蝕刻裝置，其中，該基板保持部以水平姿勢保持基板的方式所構成；該蝕刻裝置，更具備使該基板保持部繞著垂直軸線旋轉的旋轉驅動部；該控制部，在供給矽烷化劑的步驟以及供給蝕刻液的步驟當中，控制該旋轉驅動部，使保持該基板的基板保持部旋轉。
  12. 如申請專利範圍第10或11項之蝕刻裝置，其中，該矽烷化劑供給機構更包含：矽烷化劑儲存槽，其儲存矽烷化劑；以及矽烷化劑噴嘴，其對基板供給矽烷化劑儲存槽中的矽烷化劑；該蝕刻液供給機構更包含：蝕刻液儲存槽，其儲存蝕刻液；以及蝕刻液噴嘴，其對基板供給蝕刻液儲存槽中的蝕刻液。
  13. 一種記憶媒體，其為記錄可藉由形成蝕刻裝置的控制部的電腦讀取的程式的記憶媒體，該蝕刻裝置包含：矽烷化劑供給機構，其對基板供給矽烷化劑；以及蝕刻液供給機構，其對基板供給蝕刻液；當該電腦執行該程式時該控制部便控制該蝕刻裝置，以實行 對氮化矽膜以及二氧化矽膜露出表面的該基板供給矽烷化劑，以在基板上的二氧化矽膜之上形成由矽烷化膜所構成的保護膜的步驟；以及對該基板供給蝕刻液，以對氮化矽膜進行選擇性蝕刻的步驟。
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