TW202139285A - 蝕刻方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種「以相對於氮化矽膜高之選擇比，高精度地蝕刻氧化矽膜」的蝕刻方法，一種蝕刻方法，係將處理用之氣體供給至處理室內，對預先被形成於前述處理室內所配置之晶圓上的膜構造進行蝕刻，該膜構造，係沿上下方向交替地層積氧化矽膜及氮化矽膜而成之膜層的端部構成溝或孔之側壁，該蝕刻方法，其特徵係，對前述處理室內供給氟化氫及醇之蒸氣，將前述晶圓維持於-20℃以下(較理想為-20~-60℃)的溫度，從前述端部沿橫方向蝕刻前述氧化矽膜。

Description

蝕刻方法
本發明，係涉及「在製造半導體元件之工程中，對預先被形成於半導體晶圓等的基板上之試料上的處理對象之氧化矽膜進行蝕刻並去除」的蝕刻方法，特別是關於「在具有沿上下方向層積而成之複數個氧化矽膜與該些之間的層間膜之膜構造中，對氧化矽膜等向性地進行乾蝕刻」的蝕刻方法。
為了回應低消耗電力化或記憶容量增大等之來自巿場的要求，在記憶裝置等所使用的半導體元件中，係發展更微細化及元件之構造的三次元化。吾人認為，在像這樣的半導體元件之製造中，由於在形成3維之構造的工程中，係該構造比習知技術更立體且複雜，因此，除了以往所執行的對晶圓之上下面沿垂直方向進行蝕刻的「垂直性(異向性)蝕刻」以外，大多使用亦進行橫方向之蝕刻的「等向性蝕刻」。
以往，像這樣的等向性之蝕刻，係藉由使用了藥液的濕處理而進行。然而，隨著上述元件之構造的微細化之進展，構造之圖案因藥液的表面張力而倒毀或圖案彼此之間隙的蝕刻殘餘之問題變得明顯化。而且，需要大量之藥液處理該點會成為問題。因此，在等向性蝕刻中，係被要求從使用了藥液的濕處理者置換成不使用藥液的乾燥處理者。
由於在半導體元件中，係大多使用氧化矽膜，因此，其乾蝕刻製程亦自先前以來存在有多數個公眾所知悉的例子。例如，在專利文獻1，係記載有下述內容：藉由醇與CF系之氣體，在0℃以下，使用電漿來蝕刻氧化矽系材料層。又，在專利文獻2，係記載有下述內容：作為沈積物去除法，使用氟化氫與甲醇之混合氣體，在30℃以下進行蝕刻。又，在專利文獻3、4、5、6，係記載有下述內容：藉由氟化氫與醇，在如0℃~30℃或室溫~40℃般的溫度下蝕刻氧化矽膜，在專利文獻3、4、5，係存在關於氮化矽的記載。
而且，在專利文獻7，係記載有下述內容：藉由從氟化氫與醇所生成之HF2 - ，對具有被形成於氮化矽膜上之氧化矽膜的構造體進行蝕刻，其後，對其構造體進行加熱，進而進行冷卻。又，在專利文獻8，係記載有下述內容：在-20℃以下，使用包含有氧之前驅體與包含有氟之前驅體，從氮化矽膜與氧化矽膜層積而成之構造，沿橫方向選擇性地蝕刻氮化矽膜。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開平07-169738號公報 專利文獻2：日本特開2013-074220號公報 專利文獻3：日本特開2016-025195號公報 專利文獻4：US9613823號公報 專利文獻5：日本特開平07-153737號公報 專利文獻6：US5571375號公報 專利文獻7：日本特開2005-161493號公報 專利文獻8：US10319603號公報
本發明所欲解決之課題
由於上述之習知技術，係在以下方面的考量不充分，故發生問題。
亦即，在3維構造之半導體元件即3D-NAND快閃記憶體的層積膜加工或Fin型FET之閘極周圍的加工中，係被要求如下述般的技術：相對於多晶矽膜或矽氮化膜，控制高選擇且以原子層能階施予處理的量來蝕刻氧化膜。在製造像這樣的3D-NAND快閃記憶體之工程中，作為處理對象的構造與其蝕刻處理的典型例，係吾人考慮一種「從沿上下方向交替地層積複數層氧化矽膜(SiOx 膜)與氮化矽膜(SiN)而成之構造體的最上面，在該上下方向形成深孔或溝之形狀」的構造，且考慮一種「從構成孔或溝之構造的側壁面之層積而成的膜構造之表面，沿橫方向選擇性地蝕刻氧化矽膜」的工程。
如先前技術中所示般，由氫氟酸水溶液或緩衝氫氟酸水溶液之濕處理所進行的蝕刻，係存在有「於具有微細間隔之溝或微小直徑之孔的構造中之蝕刻殘餘或蝕刻之控制性不佳」這樣的問題。又，在將專利文獻1~7所揭示之習知技術應用於沿上下方向交替地層積複數層上述氧化矽膜與氮化矽膜而成之膜構造的情況下，產生了「難以實現前者相對於後者之高選擇性，且對於後者有效率地(以高蝕刻率)處理前者」這樣的問題。
本發明，係有鑑於上述課題而進行研究者，在於提供一種「以相對於氮化矽膜高之選擇比，高精度地蝕刻氧化矽膜」的蝕刻方法。 用以解決課題之手段
上述目的，係藉由下述方式來達成：一種蝕刻方法，係將處理用之氣體供給至處理室內，對預先被形成於前述處理室內所配置之晶圓上的膜構造進行蝕刻，該膜構造，係沿上下方向交替地層積氧化矽膜及氮化矽膜而成之膜層的端部構成溝或孔之側壁，該蝕刻方法，其特徵係，對前述處理室內供給氟化氫及醇之蒸氣，將前述晶圓維持於-20℃以下(較理想為-20~-60℃)的溫度，從前述端部沿橫方向蝕刻前述氧化矽膜。 發明之效果
可同時兼顧以高蝕刻率蝕刻氧化矽膜與以低蝕刻率蝕刻氮化矽膜，其結果，能以相對於氮化矽膜高之選擇比，高精度地蝕刻去除氧化矽膜。
本發明者，係針對氟化氫氣體及醇所致之氧化矽膜、氮化矽膜的蝕刻，進行了詳細之研究。對氧化矽膜使用氟化氫氣體及作為醇之甲醇時的反應式，係如專利文獻7所記載般，以下述來表示。
2HF+CH3 OH→HF2 - +CH3 OH2 + ・・・(式1) SiO2 +2HF2 - +CH3 OH2 + →SiF4 +2H2 O+2CH3 OH・・・(式2) 如該些式所示般，氟化氫(HF)2分子與甲醇(CH3 OH)產生反應，生成活性種即HF2 - (式1)該HF2 - 與SiO2 產生反應，生成SiF4 (沸點-94.8℃)，然後揮發而發生蝕刻。負責反應的是HF2 - 。如甲醇般的醇，係發揮從氟化氫2分子中抽出H+ ，生成HF2 - 的功能。
本發明者們，係針對使用了氟化氫與甲醇的混合氣體時之藉由電漿CVD所形成的氧化矽膜及氮化矽膜之各個單層膜的蝕刻率，改變條件而進行研究。使用圖6~圖8，說明其結果。
圖6，係表示「在本實施例之電漿處理裝置中，使用氟化氫與醇的混合氣體，對配置於處理室內之晶圓上的氧化矽膜進行蝕刻處理」時之相對於晶圓溫度的變化之蝕刻速度的變化之參考例的曲線圖。圖7，係表示在圖6所示之參考例中，相對於晶圓之溫度的變化之氧化矽膜與氮化矽膜之間的選擇比之變化的曲線圖。圖8，係表示相對於複數個種類之醇、水、氟化氫、四氟化矽的溫度之蒸氣壓的變化的曲線圖。
在圖6所示之例子中，蝕刻處理各個單層膜時所使用的氣體，係可使用氟化氫800sccm、甲醇400sccm、再者將稀釋氣體即Ar分別對氟化氫、甲醇添加各為100sccm合計200sccm者。又，在處理室內處理晶圓之壓力，係300Pa。
如圖6所示般，可知伴隨著晶圓的溫度變化成更低溫，氧化矽膜之蝕刻速度(蝕刻率)相對於氮化矽膜之蝕刻速度(蝕刻率)的變化量而大幅變化。特別是，在-15℃以下，係氧化矽膜之蝕刻率會急遽變大。吾人認為其原因在於，氟化氫或甲醇對氧化矽膜之吸附量增加而容易引起(式1)、(式2)所示的反應。
對此，氮化矽膜之蝕刻率，係即便在-15℃以下的低溫下，亦維持較小而不會變化。作為結果，如圖7所示般，可知氧化矽膜與氮化矽膜之間的選擇比，係在進行處理之溫度為0℃以下的區域中，具有伴隨著溫度降低而增大的傾向，特別是具有成為在-30~-50℃包含極大值之高選擇比的範圍。
另一方面，從圖6所示之參考例的複數個資料所導出之實用的氧化矽膜之蝕刻率，係在-25~-30℃之間具有極大值，在較其更低溫下，特別是-45℃下，係反而逐漸下降。而且，圖7所示之實線上的選擇比之值，係在-35~-40℃之間成為極大值，且表示伴隨著成為較其更低溫而減少。如此一來，可知氧化矽膜相對於氮化矽膜之蝕刻率的選擇比，係在-20℃~-50℃的範圍下較大，特別是在-30℃~-45℃包含極大值而為較大的範圍。
在此，當觀察將蒸氣壓相對於醇或氟化氫氣體的溫度之文獻值圖表化的曲線(圖8)時，在較-50℃更低溫下，係醇的蒸氣壓下降而變得小於100Pa。在使用氟化氫氣體與甲醇之製程中，係將100Pa~1000Pa左右使用作為總壓力，在考慮作為分壓的情況下，則需要數十~數百Pa左右。
例如，在將300Pa作為總壓力而進行了處理之圖6、7所示的例子中，作為分壓，係需要100Pa左右。對此，吾人認為，在-50℃以下，係與醇之蒸氣壓變得過低有關，且蝕刻率下降。
如以上般，為了可同時兼顧較高之氧化矽膜的蝕刻率與較低之氮化矽膜的蝕刻率，並以相對於氮化矽膜高之選擇比來高精度地蝕刻氧化矽膜，係發現到晶圓溫度-20℃~-60℃為較理想，而且晶圓溫度-30℃~-50℃為更理想。 實施例1
以下，基於圖面，詳細地說明本發明之實施例。 [蝕刻處理裝置] 首先，使用圖1，針對本發明之實施例1的蝕刻處理裝置，說明整體構成的概略。圖1，係示意地表示本實施例之蝕刻處理裝置的構成之概略的縱剖面圖。
在本圖中，蝕刻處理裝置100，係具備有：下部單元57，具備有在上下方向具有中心軸之圓筒形的金屬製之真空容器即基底腔室11；及上部單元58，被載置於基底腔室11之上方，構成基底腔室11之圓形的頂棚面。而且，在下方，係配置有：真空排氣部63，包含對基底腔室11內部進行排氣且減壓的排氣泵。
在基底腔室11之內部，係配置有由其側壁與底部所包圍之空間且內側被減壓的處理室1。在具有圓筒形之處理室1的內部，係配置了具有圓筒形之支撐台即晶圓平台3，該晶圓平台3，係在其上面載置有晶圓2。在晶圓平台3之外周側的基底腔室11之底部，係至少配置有1個連通於處理室1之內外的貫通孔，且該些貫通孔之開口構成排出處理室1的內部之氣體或粒子的排氣口。
而且，在處理室1之頂棚面的中心部而夾隔著導入用以處理晶圓2表面之膜層的氣體之空間且晶圓平台3的上面上方，係與該上面對向地配置有石英等的介電質製之圓板即噴淋板23，且將處理室1之頂面構成為上部單元58。在噴淋板23，係具備有複數個貫通孔，處理氣體通過該貫通孔被供給至處理室1內。本實施例之處理氣體，係指混合了包含至少1種反應性氣體與將其以預定比例稀釋的稀有氣體之複數種元素的混合氣體，該反應性氣體，係與預先被配置於晶圓2表面之處理對象的膜層產生反應。
處理氣體，係藉由針對每一氣體而配置於處理氣體供給用之管路上的質流控制器50，針對每一氣體調整其流量或速度，複數根氣體用之配管被纏成一根而氣體匯流且作為處理氣體被供給至噴淋板23的貫通孔，該處理氣體供給用之管路，係被配置為與噴淋板23的貫通孔連通。又，在匯流於質流控制器50之下游側的處理氣體供給用之管路的更下游側，係配置有氣體分配器51，在從氣體分配器51至噴淋板23之間，係複數根處理氣體供給用之管路即氣體供給管56與該些連結，該些管路之下端，係被配置為與貫通孔連通，該貫通孔，係被配置於噴淋板23的中心部或外周部。
在本實施例中，在中心部與外周側部分各別獨立地調節了流量或組成之處理氣體，係通過與噴淋板23之貫通孔連通而配置的各個氣體供給管56從上部中央部被供給至處理室1內，並在處理室1之中心附近與外周附近的各個區域，將處理氣體之分壓的分布調節成所期望者。另外，在圖1之例子中，係雖記載Ar、N2 、HF、O2 作為成為處理用氣體之原料的元素，但亦可供給由其他種類者所構成的處理氣體。
而且，在本實施例中，使液體之原料氣化所獲得的氣體，係通過噴淋板23之貫通孔而作為處理用氣體被供給至處理室1內。例如，使用預定種類之醇來作為液體的原料，並使用藉由「使被積存於儲存部內之該些原料的液體在蒸氣供給器47中氣化」所獲得的氣體來作為處理用氣體。
在蒸氣供給器47之內部，係具備有儲存原料之液體的儲槽45。藉由「電力被供給至包圍該儲槽45之外壁的周圍而配置之加熱器46所產生」的熱來加熱液體原料，在儲槽45內部之上部生成原料的蒸氣，通過與儲槽45之上部連結的管路而充滿於內部之原料的蒸氣，係藉由質流控制器50-2控制其流量或速度而被供給至蒸氣用之氣體分配器51，並被分配至複數個氣體供給管56中之一部分，該複數個氣體供給管56，係與噴淋板23的複數個貫通孔中之預定貫通孔連通。而且，通過該些氣體供給管56經由噴淋板23的貫通孔被導入至處理室1內。
在由原料之蒸氣所構成之該些處理氣體未被導入至處理室1內的期間，係關閉將氣體分配器51與儲槽45之間連結的管路上之閥53、54的至少1個，且液體的原料與處理室1之間被遮斷。在本例中，係雖在儲槽45的外周圍具備有加熱用之加熱器46，但較理想為亦在流動有原料之蒸氣的配管上配置加熱器，接收來自該加熱器的熱而加熱配管內部，使原料之蒸氣不會在管內部凝縮。
於基底腔室11內之處理室1的下部，在晶圓平台3之下方，係經由真空排氣配管16而連通地連接有排氣手段15，該排氣手段15，係包含有用以對處理室1內部進行排氣並減壓的排氣泵。排氣手段15，係設成為具備有可將渦輪分子泵或機械升壓泵或乾式泵等的處理室1內部減壓至預定真空度的排氣泵者。又，為了調節處理室1內部之壓力，在將排氣口與排氣手段15之間連結而連通的真空排氣配管16上配置有調壓手段14，該排氣口，係連通了基底腔室11的底構件。調壓手段14，係具備下述構成：具備有至少1個沿橫方向橫切流動有真空排氣配管16之排氣的流路而配置之板狀的封蓋，藉由使該封蓋旋轉或往橫切流路之方向移動的方式，增減流路剖面積，藉此，增減流動於內部之排氣的流量或速度。
基底腔室11與其上方之圓筒形的上部單元58，係於安裝了後者的狀態下，以在該些之間夾持著O形環等的密封構件而氣密地密封處理室1之內外的方式，在基底腔室11之圓筒形的側壁上端之上方裝載且安裝圓筒形的上部單元58之底面的外周端部。上部單元58之下部的中央部，係配置有噴淋板23，並且在噴淋板23之外周側的區域配置有呈環狀形狀的IR燈單元59，並且IR燈單元59之IR光透過窗72構成上部單元58的下面且處理室1的頂面。而且，上部單元58，係具備有：IR燈單元59及被配置於其中心部的噴淋板23；及金屬製之圓筒形的上部單元蓋62，在其上方包圍與其連結之氣體供給管56的周圍與上方。
在本例中，係在晶圓平台3之上面的外周側區域之上方，環狀地包圍該上面與被裝載於其的晶圓2且設置有IR燈單元59，透過IR光透過窗72而放射至處理室1內的光會從周圍被照射至晶圓2。所放射的光，係設成為從可見光放出以紅外光區域之光為主的光(在此，係稱為IR光)者。
IR燈單元59，係具備有：IR燈60，環狀地被配置於噴淋板23的周圍；環狀形狀之反射板61，在IR燈60之上方將其覆蓋而配置，使經放射的IR光朝向處理室1之中央側及下方向(所載置之晶圓2的方向)反射；及IR光透過窗72，被配置於IR燈60之下方，以石英等的IR光穿透之介電質製的環狀構件來包圍噴淋板23。本例之IR燈60，係從上方觀之，使用圓圈型(圓形狀)的IR燈60-1、60-2、60-3，該IR燈60-1、60-2、60-3，係在噴淋板23或處理室1的上下方向之中心的周圍同心狀地配置複數根。亦可使用被配置成螺旋狀的1根燈來代替該些複數根燈。又，在本實施例中，係雖設成為設置有3圈量的燈者，但亦可設成為2圈量、4圈量等。
IR燈60，係連接有供給電力的IR燈用電源73，在將該些之間電性連接的供電路徑上，係配置有用以抑制高頻電力之雜訊降低而流入IR燈用電源73的高頻截止濾波器74。又，IR燈用電源73，係具有可獨立地控制被供給至IR燈60-1、60-2、60-3各者的電力。
環狀形狀地包圍噴淋板23之IR燈單元59，係具有：頂面部，面向IR光透過窗72之環狀的處理室1；及圓筒形之內周側壁部，被連接於其內周端部的上方，並在噴淋板23與其背面側包圍與貫通孔連結的氣體供給管56。圓筒形之內周側壁部亦與頂面部相同地由IR光穿透的介電質製之構件所構成，所放射的IR光，係經由圓筒形部被照射至噴淋板23，並且將其穿透而被放射至處理室1內。
在晶圓平台3之圓板或圓筒形的金屬製構件之內部，係配置有「用以將晶圓平台3冷卻而調節溫度之冷媒流動於內側」的流路39，並供給而循環有在與流路39之出入口連結的冷卻器38中溫度被調節成預定範圍內之值的冷媒。本實施例之冷卻器，係使用可使冷媒或金屬製之構件成為-20℃~-60℃的範圍之溫度者。而且，在金屬製之構件的上面，係配置有構成晶圓2被裝載於其上之上面的介電質製之膜，在該介電質製之膜內，係內建有複數個板狀的電極板30，該電極板30，係供給有用以藉由靜電吸附固定晶圓2的直流電力。在各個電極板30，係連接有各個DC電源31。
又，為了效率良好地調節晶圓2之溫度，從而被構成為：在晶圓平台3之介電質膜的上面，係配置有供給He氣體的供給口，並可於裝載了晶圓2之狀態下，將He氣體供給至晶圓2的背面與介電質膜之間，以促進晶圓2與流路39之間的熱傳遞。又，為了在藉由靜電吸附了晶圓2之狀態下，抑制即便進行加熱或冷卻仍傷及晶圓2之背面的情形，介電質膜，係由聚醯亞胺等的樹脂所構成。
又，在晶圓平台3的金屬製之構件的內部，係配置有熱電偶70，並被連接於熱電偶溫度計71，該熱電偶70，係作為檢測晶圓平台5或金屬製之構件的溫度之溫度檢測器(感測器)。來自熱電偶溫度計71之輸出，係被發送至控制未圖示的蝕刻處理裝置100之動作的控制部，控制部內的演算器根據被儲存於記憶裝置內之預先設定的軟體所記載之演算法來檢測溫度的值，並且因應該檢測到之值及由其所獲得的晶圓2之徑方向的所期望之溫度分布的差，以成為所期望的晶圓2之溫度分布的方式，將獨立地調節來自IR燈60-1、60-2、60-3各者的IR光之輸出的指令信號發送至IR燈用電源73。
另外，在本實施例之蝕刻處理裝置100中，係除了使流路39循環者以外，亦可使用因應被供給至晶圓平台3內部之電力而形成溫度差的熱電轉換裝置即泊耳帖元件等，該流路39，係冷媒循環於內側。又，可將曝露於氟化氫氣體及甲醇氣體等的處理氣體之處理室1的晶圓平台3以外之內側壁面加熱至例如40℃~120℃的範圍內之溫度。藉此，可抑制氟化氫氣體及甲醇氣體吸附於處理室1之內部構件的表面，並降低內部之構件產生腐蝕的情形。
使用圖2，說明關於本實施例的蝕刻處理裝置100對晶圓2實施之處理的對象之膜的構造。圖2，係示意地表示被形成於晶圓上之膜構造的構成之概略的縱剖面圖，該晶圓，係在圖1所示的實施例之蝕刻處理裝置中被加以處理。圖2(a)，係表示該處理的開始前之膜構造的縱剖面，圖2(b)，係表示從該處理的開始至預定時間後之膜構造的縱剖面。
如圖2(a)所示般，本實施例進行蝕刻處理之對象的膜構造，係具有「在基板101上，交替地層積複數層處理對象的膜層即氧化矽膜(SiO2 膜)103與氮化矽膜(SiN)102而成」的構成。另外，在本例中，氮化矽SiN，係表示能以Six Ny 之元素記號所示的物質，例如作為典型物質，係可列舉出Si3 N4 。
而且，在膜構造，係形成有「具有沿上下方向貫通從其上面至基板101之該膜構造的深度」之孔形狀或溝形狀，其孔或溝，係具有開口部104，且於其側壁面交互地層積複數層而成的氧化矽膜(SiO2 膜)103及氮化矽膜(SiN)102各者之上下方向的剖面(縱剖面)露出。又，在本例中，係亦在上述複數層層積膜之下方的基板101之上部形成孔或溝構造而構成開口部104。
在使用了3D-NAND技術之記憶用半導體元件中，通常使用像這樣的膜構造。本例所使用之氧化矽膜103的膜厚，係被設成為數nm~100nm之範圍內的值，氮化矽膜102的膜厚，係被設成為數nm~100nm之範圍內的值。又，該些膜構造中之層積膜的數量，係被設成為數十~數百之範圍內的值。而且，該些層積而成之膜層的膜構造整體之厚度105，係被設成為數μm~數十μm，開口部104之寬度，係具有數十nm~數百nm之範圍內的值。
在本實施例之蝕刻處理裝置100中，係對於像這樣的膜構造之層積膜，從開口部104之側壁面的剖面，以相對於氮化矽膜102高之選擇比，等向性地蝕刻該層積膜中的氧化矽膜103。此時，由於氮化矽膜102被蝕刻的量，係相對於氧化矽膜103顯著較小，因此，氧化矽膜103之蝕刻相對於氮化矽膜102之開口部104的縱剖面而往橫(水平)方向(圖上左右方向)進行。圖2(b)，係表示從圖2(a)所示之狀態開始蝕刻且經過了預先設定的時間時之膜構造的縱剖面者，此時之氧化矽膜103的蝕刻量106，係數nm~數十nm，且10nm左右為最適合。
在本實施例之蝕刻處理中，氧化矽膜103之朝橫方向的蝕刻量相對於氮化矽膜的比率(選擇比)，係被設成為15以上，更理想為20以上。在該選擇比較低的情況下，係由於無蝕刻對象的氮化矽膜102之蝕刻同時產生相當的量，因此，如圖3所示般，面向上述預先設定之蝕刻時間後的氮化矽膜102開口部104之剖面的形狀，係從初始之平坦的面形狀(在圖上中，係表示為矩形狀)成為剖面之上下端部被削蝕而消耗(被圓化)者，從而存在有對具備具有像這樣的形狀之加工後的電路構造之元件的性能帶來不良影響之疑慮。
圖3，係示意地表示生成了像這樣般的不佳之端部的形狀之膜構造的剖面。圖3，係示意地表示在被形成於晶圓上之膜構造中生成了不佳的端部之形狀的狀態之剖面的縱剖面圖，該晶圓，係在圖1所示的實施例之蝕刻處理裝置中被加以處理。
根據經驗可知，在選擇比為15以上而更理想為20以上的情況下，係可獲得如圖2(b)所示般之更接近矩形的形狀。又，在選擇比未滿15特別是10以下的情況下，係導致如圖3所示般的氮化矽膜102之被蝕刻的端部之形狀成為「從膜的上下端部，其中間部分凹陷於蝕刻方向之呈圓形」者，不宜作為使用該膜所形成之電路的形狀。由此可知，為了在實現所形成之半導體元件的電路之所期望的性能上，獲得所需之高選擇比(選擇性)，作為晶圓2之溫度，係-20℃~-50℃為較佳。
作為圖2所示之基板101，係雖由矽製者或矽鍺製者或包含該些的材料所構成之基板等為較佳，但並不限於該些。而且，作為本例之處理對象的膜構造，具有交替地層積多數層氧化矽膜(SiO2 膜)103與氮化矽膜(SiN)102而成的構成，該些膜層，係以電漿CVD等，沿上下方向連續形成者。該些氧化矽膜103及氮化矽膜102，係亦可藉由其他方法例如化學蒸鍍法(CVD法)、原子層沈積法(ALD法)、濺鍍法、前驅體之塗佈法及燒成法等的方法來形成。
而且，作為其他問題，存在有下述情形：在蝕刻膜構造時，膜構造之表面產生沈積物，該膜構造，係蝕刻處理的對象即氧化矽膜103上下層積於氮化矽膜102而成之膜層的端部構成溝或孔之內側的側壁。在該情況下，係可將來自IR燈60之電磁波(IR光)照射至晶圓2而進行加熱，使晶圓2的溫度上升至該些沈積物氣化的溫度以上，將所產生之沈積物熱分解並使其脫離。另外，在本實施例中，係雖使用了來自IR燈60的IR光所致之輻射的加熱來加熱晶圓2，但加熱並不限定於此，例如亦可將晶圓2從加熱晶圓平台3之處理室1內部搬送至僅進行加熱的其他裝置而進行加熱。又，在照射IR燈60時，係亦可將Ar氣體或氮氣導入至處理室1或其他加熱裝置內。 [蝕刻製程] 其次，使用圖1與圖4、5，說明關於在本發明所提案的蝕刻製程。圖4，係表示在圖1所示之實施例的蝕刻處理裝置中所實施之晶圓的處理流程之概略的流程圖。圖5，係表示圖4所示之晶圓的處理之時間的經過所伴隨之動作的流程之概略的時序圖。
在圖5中，係在晶圓2被搬送至處理室1內部並裝載於晶圓平台3上而加以靜電吸附後，處理用氣體被導入至處理室1內而開始處理。該晶圓2之處理，係將「在藉由導入至處理室1內的處理氣體，對預先被配置於晶圓2上面之處理對象的膜層實施蝕刻處理後，對處理室1內進行排氣，並加熱晶圓2而去除表面的附著物」之工程作為1個群組的循環，進行該循環至少1次以上者。
亦即，蝕刻處理裝置100，係基底腔室11之側壁與未圖示的其他真空容器即真空搬送容器連接，通過將真空搬送容器及基底腔室11貫通之閘門，晶圓2從真空搬送容器內部的搬送室被搬送至處理室1。在真空搬送容器內部之搬送室內，係配置有「將晶圓2保持於臂部的前端之手部上」的搬送用之機械臂，在該機械臂之臂部伸長且手部上的晶圓2通過閘門而從搬送室移動至處理室1內之晶圓平台3的上面上方後，晶圓2被收授至晶圓平台3上。
當直流電力被供給至電極板30而晶圓2被靜電吸附且保持於晶圓平台3上面的介電質膜上時，則在晶圓2與介電質膜之間導入He氣體，以促進晶圓2與晶圓平台3內部之流動有冷媒的流路39之間的熱傳遞，使晶圓2冷卻且溫度下降(S101)。
在S101之冷卻晶圓2的工程開始後，當「藉由接收到來自熱電偶70及熱電偶溫度計71的輸出之未圖示的控制部，檢測出晶圓2之溫度下降而成為預先設定的範圍內之溫度」時，則在處理室1內部用以稀釋與晶圓2上面之處理對象的膜層產生反應之氣體的稀釋氣體會從氣體供給管56通過噴淋板23之貫通孔被供給至處理室1內(S102)。 而且，其後，通過氣體供給管56及噴淋板23之貫通孔，作為處理氣體之氟化氫的氣體及醇(在本例中，係甲醇)之蒸氣被供給至處理室1內。所供給之氟化氫的分子與甲醇的分子產生反應而形成活性種，且該活性種與構成晶圓2表面之處理對象的膜層之材料產生反應而形成的物質會發生氣化，藉此，進行該膜層之蝕刻(S103)。該處理氣體之導入，係僅進行預先設定的時間。
其後，停止朝處理室1內供給氟化氫(HF)及醇的氣體。在本實施例中，停止處理氣體之供給，係藉由「基於來自控制部之指令信號，關閉被配置於氣體分配器51內之原料的氣體各者之路徑上的閥」的方式來進行。抑或，醇，係藉由關閉蒸氣供給器47內之閥53或54的方式來進行。即便在實施S103的蝕刻之工程的期間，亦由排氣手段15的真空泵進行通過了排氣口及真空排氣配管16之處理室1的排氣，當停止導入處理氣體時，則排出以氣相殘留於處理室1內部中之HF及醇的氣體或晶圓2之處理期間所形成的生成物或經氣化之氣體等的粒子。
在進行本發明之蝕刻時，係存在下述情形：氮化矽膜之表面或交替地夾著氧化矽膜103與氮化矽膜102且沿上下方向層積而成的膜層具有溝或孔，在膜構造之該側壁或表面生成沈積物，該膜構造，係該溝或孔的內側之側壁由該些膜層的端部所構成。因此，為了去除該附著物或沈積物，實施下述工程：在對氧化矽膜103進行預定時間之蝕刻處理後，於真空中加熱晶圓2，去除沈積物或生成物(S105)。
本例之加熱，係使用「將IR光從圖1所示之IR燈60照射至晶圓2的表面而由輻射所造成」者。加熱晶圓2之手段，係不限定於此，例如亦可為「在將晶圓2裝載於介電質膜上面而保持的狀態下，加熱晶圓平台3，以熱傳導加熱晶圓2」的方法或將晶圓2從處理室1搬送至其他裝置而進行加熱。又，在從IR燈60照射IR光時，係亦可將Ar氣體或氮氣導入至處理室1或其他裝置內部。
在加熱晶圓2且去除膜層或膜構造表面的附著物、沈積物後，將晶圓2再次冷卻一預定時間，使溫度下降(S106)。其後，對晶圓2之處理對象的膜層判定處理之持續及停止，在藉由控制部判定為需要持續處理的情況下，係返回到S102，開始下個處理的循環，藉此，持續蝕刻處理。在判定為不需持續處理的情況下，係於該循環停止處理，結束處理對象之膜層的處理。
亦即，在S105之加熱晶圓2的工程或S106之冷卻晶圓的工程結束後，檢測處理對象的膜層即氧化矽膜103之蝕刻量106，接收到檢測結果之控制部，係判定該檢測到之蝕刻量是否達到預先設定的值(S107)。在判定為未達到的情況下，控制部，係以返回到S102之工程，再次實施處理之循環的方式，發送指令信號。在判定為達到的情況下，係發送「停止晶圓2的處理，使晶圓2從晶圓平台3脫離且搬送至處理室1之外部」的指令。
另外，在本例中，係雖基於檢測到蝕刻量106之結果，進行處理的循環之持續或停止的判定，但亦可在控制部中或具備專用之計數器而計數處理的循環數，以控制部判定作為可獲得所期望之蝕刻量者是否達到預先設定的次數來代替蝕刻量106之檢測。
在圖5中，伴隨著時間的經過，概略地說明本例之蝕刻處理裝置100沿著蝕刻處理圖4所示的晶圓2之工程而進行的動作。
首先，在晶圓2被保持於搬送機械臂的臂部之手部上的狀態下，經由閘門之搬送口(省略圖示)被搬入至處理室1內並收授至晶圓平台3，該閘門，係被配置於包圍處理室1之基底腔室11的圓筒形之側壁構件。於之後的時刻t1，藉由用以靜電吸附之從DC電源31被供給至電極30的直流電力，晶圓2被保持於構成晶圓平台3上面的介電質膜上。
在該狀態下，熱傳遞促進用之He氣體55被供給至晶圓2的背面與晶圓平台3的介電質膜上面之間，並在與配置了流動有冷媒之流路27的晶圓平台3之間進行熱傳遞，且進行與圖4所示的S101對應之冷卻晶圓2的工程。該冷卻之工程，係持續至時刻t2。
其次，於時刻t2，作為圖4之S102的工程，Ar氣體52及Ar氣體53兩者或任一者在被配置於各個供給路徑上的質流控制器50各者中調節流量或速度且被導入至各個供給路徑上之氣體分配器51，在該些氣體分配器51中，被分配至複數個氣體供給管56各者並被供給至噴淋板23的貫通孔。而且，從噴淋板23通過貫通孔，在處理室1內從晶圓2上面上方朝下導入。該些Ar氣體52、53各者，係指用以稀釋各者在之後的工程中被導入至處理室1的HF氣體，或稀釋醇類氣體的稀釋氣體。
在本例中，朝處理室1之該些稀釋氣體，係亦可供給Ar氣體52、53兩者或任一者直至氧化矽膜103的蝕刻處理結束為止，抑或亦可在蝕刻處理期間停止。又，亦可使用作為惰性氣體之氮氣來代替Ar氣體。在本例中，稀釋氣體之導入，係持續進行直至晶圓2上的膜構造之氧化矽膜103的處理結束為止。
其次，於時刻t3，作為圖4之S103的工程，HF氣體及醇類氣體作為反應性氣體以預定流量或速度被供給至處理室1僅預定時間。在該狀態下，HF及醇類之原子或分子產生反應，開始晶圓2上面的氧化矽膜103之端面的材料之處理。
在本例中，HF氣體與醇類氣體，係亦可同時供給，或HF氣體、醇類氣體之任一者亦可比另一者先供給。又抑或，HF氣體與醇類氣體亦可交互地被供給至處理室1內。工程S103，係從時刻t3開始持續至時刻t4。
另外，由先前所示的反應式可知，在HF(氟化氫)與醇之比例作為氣體流量(或莫耳比)接近2：1的情況下，氧化矽膜103之蝕刻率變大。
作為所使用之醇的種類，係可使用甲醇(CH3 OH)、乙醇(C2 H5 OH)、異丙醇((CH3 )2 CHOH)等。在本例中，係由於在低溫容易獲得更高的蒸氣壓或從實驗結果來看選擇比變更高，因此，甲醇為較理想。另外，作為物理特性，甲醇，係不與水共沸，相對於此，乙醇，係具有與水共沸的性質。因此，在如處理對象之膜中包含較多水般的情況下等，係可藉由使用乙醇的方式，有效果地去除該所含有的水。
在本發明中，係使用Ar或N2 等的惰性氣體作為該些反應性氣體稀釋氣體。與反應性氣體一起被導入至處理室1內之稀釋氣體的量越多，則所蝕刻處理之對象膜的處理之速率，係有越下降的傾向。由此可知，稀釋氣體朝處理室1內之供給量藉由質流控制器50調節供給路徑上的流量或速度，藉此，可將處理對象膜之蝕刻率調節成所期望範圍內的值。
本實施例的工程S103或工程S105中所使用之處理室1內的壓力，係10Pa~2000Pa左右之範圍內的值為較理想，特別是100Pa~1000Pa之範圍內的值為較理想。該些工程的處理中之處理室1內的壓力越高，則氧化矽膜之蝕刻率越高。但是，由於伴隨著處理室1之壓力變高，氮化矽膜102之蝕刻率亦有上升的傾向，且形成選擇比不會大幅提高的結果，因此，因應處理所要求之規格或處理結果之形狀的精度來選擇適當的壓力為較理想。
在進行工程S103之氧化矽膜103的蝕刻處理僅預定時間後，於時刻t4，停止供給包含HF氣體及醇類氣體之反應性氣體，並從該時刻t4開始圖4之作為工程S104之處理室1的排氣。在該工程中，係降低氣體朝處理室1的供給量，另一方面，以排氣手段15經由處理室1內之真空排氣配管16持續排氣，排出以氣相殘留於處理室1中之HF氣體及醇類氣體。
在從時刻t4持續排氣後，於時刻t5，停止供給用以冷卻晶圓2的He氣體55。在從時刻t2至時刻t5之工程S102~S105的期間，晶圓2之溫度，係被維持為所期望之容許範圍內的值。
在進行本實施例之蝕刻處理時，係存在下述情形：在被配置於膜構造之側壁或膜層的最上面之氮化矽膜102的上面生成沈積物，該膜構造，係被形成於「沿上下方向交互地層積氧化矽膜103與氮化矽膜而構成」之膜層的溝或孔之內側的側壁由該層積之膜層的端部所構成。發明者們使用全反射紅外吸收光譜進行分析的結果發現到，像這樣的沈積物，係矽氟化銨。
在上述工程S103之蝕刻處理中，係雖未使用氨，但假設藉由蝕刻氮化矽膜102的表面之一部分的方式，從氮化矽膜102的氮生成氨而產生矽氟化銨(NH4 )2 SiF6 。在安全資料表等中，已知該沈積物即矽氟化銨，係於145℃分解。
因此，在本實施例中，係在工程S103之蝕刻處理結束後，作為圖4之S105的工程，實施「藉由在被減壓至預定真空度的處理室1內部進行晶圓2之加熱的方式，去除所生成並沈積之矽氟化銨」的工程。於時刻t5，因應來自控制部之指令信號，對IR燈60供給電力而開始IR光的照射。在本例之晶圓2的加熱中，係雖使用IR(紅外)燈60之IR光的輻射，使晶圓2之溫度上升至145℃以上，但加熱方法並不限定於此，例如亦可為加熱晶圓平台3的方法或將晶圓2搬送至被配置於處理室1外部之僅進行加熱的其他裝置而進行加熱處理。
又，在本工程S105中之朝晶圓2照射來自IR燈60的IR光時，係Ar氣體或氮氣等的稀有氣體亦可被導入至處理室1內。又，晶圓2之加熱，係亦可因應所需而進行複數次，且在沈積物不生成或生成較少的情況下，亦可不進行而前進到下一工程。本實施例之IR燈60之IR光的輻射所致之晶圓2的加熱，係進行直至時刻t6。
於時刻t6，在因應來自控制部之指令信號而停止對IR燈60供給電力且停止IR光的照射後，作為圖4之S106的工程，開始對晶圓2的背面與晶圓平台3的介電質膜上面之間的間隙供給He氣體55，促進晶圓2與晶圓平台3之間的熱傳遞僅預定時間，以進行晶圓2的冷卻。於之後的時刻t7，當「藉由來自熱電偶70及熱電偶溫度計71之輸出，檢測到晶圓2的溫度已被降低至預定範圍內之值的情形」時，則判定圖4之S107所示的蝕刻量106是否到達目標值，在判定為到達目標值的情況下，使氧化矽膜103的處理結束。
在判定為蝕刻量106未到達目標值的情況下，係返回到S103，反覆進行S103~S106所示的工程。在該情況下，係將圖5的時序圖之時刻t2~時刻t7所示的工程作為1個循環，反覆該循環複數次直至被判定到達目標為止。藉由反覆像這樣的複數次循環之方式，在前述蝕刻時之沈積物較多的情況下等，於短時間內反覆S103之蝕刻工程或S105之加熱真空中的晶圓2以去除沈積物，藉此，降低晶圓2之處理後沈積物所殘留的量，提高作為處理之結果的加工形狀之精度。 實施例2
其次，使用圖9，說明本發明的其他實施例。圖9，係示意地表示本發明的其他實施例之蝕刻處理裝置的整體構成之概略的縱剖面圖。
本例之蝕刻處理裝置200，係與圖1所示之實施例的蝕刻處理裝置100之構成相同具有包含基底腔室11的下部單元57。另一方面，不同之處在於，具有上部單元58’以代替圖1之實施例的上部單元58，該上部單元58’，係在上部單元蓋61內部之IR燈單元59及噴淋板23的上方且複數個氣體供給管56的下方，具備有包含容器的放電部，該容器，係具有在內部形成有電漿之圓筒形的放電區域13。在以下之說明中，係只要不是特別必要，則省略說明關於圖1所示之實施例所說明的部分。
在本圖中，蝕刻處理裝置200，係在被配置於下部單元57的基底腔室11內部之處理室1的上方配置有上部單元58’，該上部單元58’，係內含在放電區域13內部形成有電漿的電漿源。形成本例之放電區域13內的電漿，係使用ICP放電方式。ICP放電之電漿源，係可使用於以電漿清洗包圍放電區域13之石英腔室12的內壁或以電漿生成反應性氣體。
石英腔室12被配置為使下端部裝載於環狀之IR燈單元59的上方，該石英腔室12，係構成ICP電漿源之外周及內周呈圓筒狀，該IR燈單元59，係被配置於晶圓平台3的上方之呈圓板形狀的狹縫板26之周圍。在呈圓筒形狀的金屬製之上部單元蓋62的內部之石英腔室12的外側，係ICP線圈20隔著間隙而捲繞複數階地被配置於石英腔室12之外周側壁的周圍。
在ICP線圈20，係經由匹配機22連接有高頻電源21，該高頻電源21，係供給用以在放電區域13內生成電漿的感應磁場之高頻電力的高頻電源21。高頻電力之頻率，係使用13.56MHz等、數十MHz的頻帶者。另外，高頻電源21之端子的一方，係被電性連接於接地部位。
在石英腔室12之圓筒形的側壁之上端上方，係夾持著O形環等的密封構件且裝載有呈圓板形狀之頂板25的外周緣部之下面，將石英腔室12內部的放電區域與外部的大氣壓氛圍之間氣密地密封。在頂板25的下方之放電區域13的上方，係配置有將其覆蓋且呈圓板形狀的氣體分散板24及其下方的噴淋板23。另一方面，在放電區域13之下方，係於中央部配置有狹縫板26，並配置有將放電區域13與處理室1連通之圓筒形的流路27，在該流路27之外周側，係配置有將其包圍之環狀的IR燈單元59，放電區域13之底面的中央部，係由流路27之上端的開口所構成。
在頂板25，係與被配置於其上方的複數個氣體供給管56連結，該些氣體供給管56，係與上下貫通氣體分散板24的貫通孔連通。與圖1所示的實施例的蝕刻處理裝置100相同地，以複數個氣體分配器51加以分配而通過氣體供給管56所供給之稀釋氣體或處理氣體，係分散地通過氣體分散板24的複數個貫通孔，並通過下方之噴淋板23的複數個貫通孔，從上方被導入至石英腔室12內部的放電區域13內。
導入至放電區域13之氣體的粒子，係被感應電流激發而產生電離、解離，在放電區域13內生成電漿生成，該感應電流，係藉由來自ICP線圈20的感應磁場所形成。電漿中之粒子，係在往下方移動且通過被配置於狹縫板26之複數個貫通孔而流入至處理室1內時，妨礙電漿中之帶電粒子朝處理室1的移動，且電中性之經活性化的粒子(自由基)大量被導入至處理室1內。
在本例中，為了對處理室1內進行排氣且減壓，亦在基底腔室11之下部配置有真空排氣部63，並配置有經由真空排氣配管16而與處理室1連通且連接的排氣手段15。藉由驅動排氣手段15，對處理室1內部進行排氣且減壓，並且對經由被配置於處理室1與流路27之內部的狹縫板26之貫通孔而連通的放電區域13內部進行排氣且減壓。 [蝕刻製程] 在本例中，亦以與實施例1相同的處理條件，將「沿上下方向交替地層積被配置於晶圓2上面的氧化矽膜103及氮化矽膜102而成」之膜構造的氧化矽膜103作為對象，進行蝕刻處理。在蝕刻處理裝置200中，係由於搭載有ICP放電方式之電漿的生成機構，因此，在蝕刻製程之前，進行「形成使用了氧之電漿，並以該氧氣電漿的粒子清洗石英腔室12之表面」的工程300秒。藉由該工程，可減少「從石英腔室12內部之表面游離至放電區域13內且往處理室1內移動而對晶圓2之表面或其處理產生不良影響」的微粒。
作為蝕刻製程之較佳的例子，在晶圓2之溫度-30℃下，使用氟化氫(HF)氣體及甲醇氣體，進行藉由電漿CVD而預先被形成於晶圓2上面之氧化矽膜103及氮化矽膜102的蝕刻。蝕刻時所使用之氣體的組成、流量，係相對於氟化氫400sccm，使用甲醇100、200、300、400、500、600、800sccm的各值。又，相對於甲醇之稀釋氣體即Ar氣體以100sccm被導入至處理室1內，而且，開始在處理室1內導入氟化氫氣體，並在1秒後開始導入甲醇氣體。
蝕刻期間之處理室1內的壓力，係被維持為包含300Pa之容許範圍內的值，並實施120秒的蝕刻處理。而且，在結束氧化矽膜103之蝕刻處理的工程後，對處理室1內部進行排氣30秒，排出殘留且浮遊於處理室1內部之處理氣體或反應生成物的粒子。其後，對IR燈60供給直流電力，將所放射之IR光照射至晶圓2之表面50秒，進行2次晶圓2的加熱。在本例中，該加熱晶圓2的工程中之晶圓2的最高溫度，係約250℃。在停止來自IR燈60之照射而加熱的工程結束後，進行使晶圓2之溫度下降的冷卻工程120秒，然後，處理室1內之晶圓2的處理便結束。其後，晶圓2被收授至進入到處理室1內之搬送用機械臂的臂部前端之手部且搬出至處理室1外。
發明者們，係在結束上述蝕刻處理裝置200內部之晶圓2表面的層積膜之蝕刻處理後，算出檢測到殘留膜厚的蝕刻率。使用圖10，說明該蝕刻率與甲醇相對於使用作為處理氣體之氟化氫的量之關係。圖10，係表示「由圖9所示的其他實施例之蝕刻處理裝置所實施的蝕刻處理」中之處理對象膜的蝕刻率與甲醇相對於使用作為處理氣體之氟化氫的量之關係的曲線圖。
如圖10示般，已知在甲醇氣體相對於氟化氫氣體的量較少時，氧化矽膜之蝕刻率較大，且氮化矽膜之蝕刻率幾乎不會受到甲醇氣體之比率的影響。已知，特別是在甲醇氣體相對於氟化氫氣體的量為25%~50%的情況下，氧化矽膜相對於氮化矽膜之蝕刻的選擇比為15以上。
以上述之甲醇氣體相對於氟化氫氣體的量為25%~50%的條件，於-30℃下，藉由先前所示之製程，對氧化矽膜與氮化矽膜之層積膜進行蝕刻，結果可知，如圖2B所示之蝕刻結果的例子般，膜構造的膜層、至少處理對象膜之氧化矽膜103的端面，係能以其剖面接近矩形的形狀而選擇性地進行蝕刻。
1:處理室 2:晶圓 3:晶圓平台 11:基底腔室 12:石英腔室 13:放電區域 14:調壓手段 15:排氣手段 16:真空排氣配管 20:ICP線圈 21:高頻電源 22:匹配機 23:噴淋板 24:氣體分散板 25:頂板 26:狹縫板 27:流路 30:電極 31:DC電源 38:冷卻器 39:冷媒之流路 45:液體儲槽 46:加熱器 47:蒸氣供給器 50,50-2:質流控制器 51:氣體分配器 52:Ar氣體 53,54:閥 55:He氣體 56:氣體供給管 57:下部單元 58,58’:上部單元 59:IR燈單元 60-1,60-2,60-3:IR燈 61:反射板 62:上部單元蓋 63:真空排氣部 64:IR燈用電源 70:熱電偶 71:熱電偶溫度計 72:IR光透過窗 73:IR燈用電源 74:高頻截止濾波器 101:基板 102:氮化矽膜 103:氧化矽膜 104:開口部 105:層積膜
[圖1]示意地表示本實施例之蝕刻處理裝置的構成之概略的縱剖面圖。 [圖2]示意地表示被形成於晶圓上之膜構造的構成之概略的縱剖面圖，該晶圓，係在圖1所示的實施例之蝕刻處理裝置中被加以處理。 [圖3]示意地表示在被形成於晶圓上之膜構造中生成了不佳的端部之形狀的狀態之剖面的縱剖面圖，該晶圓，係在圖1所示的實施例之蝕刻處理裝置中被加以處理。 [圖4]表示在圖1所示之實施例的蝕刻處理裝置中所實施之晶圓的處理流程之概略的流程圖。 [圖5]表示圖4所示之晶圓的處理之時間的經過所伴隨之動作的流程之概略的時序圖。 [圖6]表示「在本實施例之電漿處理裝置中，使用氟化氫與醇的混合氣體，對配置於處理室內之晶圓上的氧化矽膜進行蝕刻處理」時之相對於晶圓溫度的變化之蝕刻速度的變化之參考例的曲線圖。 [圖7]表示在圖6所示之參考例中，相對於晶圓之溫度的變化之氧化矽膜與氮化矽膜之間的選擇比之變化的曲線圖。 [圖8]表示相對於複數個種類之醇、水、氟化氫、四氟化矽的溫度之蒸氣壓的變化的曲線圖。 [圖9]示意地表示本發明的其他實施例之蝕刻處理裝置的整體構成之概略的縱剖面圖。 [圖10]表示「由圖9所示的其他實施例之蝕刻處理裝置所實施的蝕刻處理」中之處理對象膜的蝕刻率與甲醇相對於使用作為處理氣體之氟化氫的量之關係的曲線圖。
1:處理室
2:晶圓
3:晶圓平台
11:基底腔室
14:調壓手段
15:排氣手段
16:真空排氣配管
23:噴淋板
30:電極
31:DC電源
38:冷卻器
39:冷煤之流路
45:液體儲槽
46:加熱器
47:蒸氣供給器
50:質流控制器
50-2:質流控制器
51:氣體分配器
52:Ar氣體
53:閥
54:閥
55:He氣體
56:氣體供給管
57:下部單元
58:上部單元
59:IR燈單元
60-1:IR燈
60-2:IR燈
60-3:IR燈
61:反射板
62:上部單元蓋
63:真空排氣部
70:熱電偶
71:熱電偶溫度計
72:IR光透過窗
73:IR燈用電源
74:高頻截止濾波器
100:蝕刻處理裝置

Claims (11)

  1. 一種蝕刻方法，係將處理用之氣體供給至處理室內，對預先被形成於前述處理室內所配置之晶圓上的膜構造進行蝕刻，該膜構造，係沿上下方向交替地層積氧化矽膜及氮化矽膜而成之膜層的端部構成溝或孔之側壁，該蝕刻方法，其特徵係， 對前述處理室內供給氟化氫及醇之蒸氣，將前述晶圓維持於-20℃以下(較理想為-20~-60℃)的溫度，從前述端部沿橫方向蝕刻前述氧化矽膜。
  2. 如請求項1之蝕刻方法，其中， 在供給前述蒸氣且蝕刻前述氧化矽膜的工程後，進行在真空中加熱前述晶圓的工程。
  3. 如請求項1之蝕刻方法，其中， 將前述晶圓溫度之溫度維持為-30℃~-50℃的範圍而進行蝕刻。
  4. 如請求項1之蝕刻方法，其中， 將包含有「供給前述氟化氫及醇類之蒸氣而蝕刻前述氧化矽膜的工程與加熱前述晶圓的工程」之複數個工程作為1個循環，反覆該循環複數次，蝕刻前述氧化矽膜。
  5. 如請求項1之蝕刻方法，其中， 前述醇為甲醇。
  6. 如請求項1之蝕刻方法，其中， 將惰性氣體與前述氟化氫及醇之蒸氣一起供給至前述處理室內。
  7. 如請求項2之蝕刻方法，其中， 在加熱前述晶圓之工程中，從燈照射光，加熱前述晶圓。
  8. 如請求項2之蝕刻方法，其中， 將前述晶圓溫度之溫度維持為-30℃~-50℃的範圍而進行蝕刻。
  9. 如請求項2之蝕刻方法，其中， 將包含有「供給前述氟化氫及醇類之蒸氣而蝕刻前述氧化矽膜的工程與加熱前述晶圓的工程」之複數個工程作為1個循環，反覆該循環複數次，蝕刻前述氧化矽膜。
  10. 如請求項2之蝕刻方法，其中， 前述醇為甲醇。
  11. 如請求項2之蝕刻方法，其中， 將惰性氣體與前述氟化氫及醇之蒸氣一起供給至前述處理室內。
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