TW202201512A - 蝕刻方法及蝕刻裝置 - Google Patents

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Abstract

迅速地蝕刻基板上的矽膜。
對在表面形成有矽膜之基板供給氟氣與胺氣來蝕刻該矽膜。

Description

蝕刻方法及蝕刻裝置
本揭露係關於一種蝕刻方法及蝕刻裝置。
在構成半導體裝置時，係會有對作為基板之半導體晶圓(以下記載成晶圓)上所形成的Si(矽)膜進行蝕刻的情形。例如，專利文獻1係揭露一種會使用F2(氟)氣及NH3氣體來使Si膜相對於SiGe(矽鍺)膜而被選擇性地蝕刻的技術。
專利文獻1：日本特開2016-143781號公報
本揭露係提供一種可迅速地蝕刻基板上所形成之矽膜的技術。
本揭露之蝕刻方法，係包含對在表面形成有矽膜之基板供給氟氣與胺氣來蝕刻該矽膜的工序。
本揭露可迅速地蝕刻基板上所形成之矽膜。
W:晶圓
14:聚矽膜
21:胺
22:氟氣
圖1係進行了本揭露一實施形態相關之蝕刻的晶圓表面之縱剖側視圖。
圖2A係說明前述蝕刻的工序圖。
圖2B係說明前述蝕刻的工序圖。
圖2C係說明前述蝕刻的工序圖。
圖3A係說明前述蝕刻的工序圖。
圖3B係說明前述蝕刻的工序圖。
圖4A係說明前述蝕刻的工序圖。
圖4B係說明前述蝕刻的工序圖。
圖5A係說明前述蝕刻的工序圖。
圖5B係說明前述蝕刻的工序圖。
圖6係蝕刻處理後的晶圓表面之縱剖側視圖。
圖7A係顯示蝕刻時的氣體供給時間點之一例的流程圖。
圖7B係顯示蝕刻時的氣體供給時間點之一例的流程圖。
圖8係用以進行蝕刻之基板處理裝置的俯視圖。
圖9係設在前述基板處理裝置的蝕刻模組之縱剖側視圖。
圖10係顯示評估試驗的結果之圖表。
圖11係顯示評估試驗的結果之圖表。
圖12係顯示評估試驗的結果之圖表。
以下說明本揭露之蝕刻方法的一實施形態相關之處理。圖1係顯示進行了該處理的晶圓W表面部之縱剖側視圖。圖中11係SiGe(矽鍺)膜，在SiGe膜11上側係層積有氧化矽(SiOx)膜12。此氧化矽膜12與SiGe膜11的層積體係形成有凹部13，此凹部13內係填埋有聚矽膜14。另外，在聚矽膜14側壁與凹部13側壁之間係設有圍繞聚矽膜14側面而分別與聚矽膜14側壁與凹部13側壁相接的SiOCN膜15，亦即矽、氧、氮及碳所構成之膜。因此，從橫向觀察時，聚矽膜14、作為第1膜的SiOCN膜15、作為第2膜的SiGe膜11係依序相鄰地被加以形成。
SiOCN膜15係被稱為low-k膜的層間絕緣膜，為多孔質膜。因此，SiOCN膜15的孔部係開口在聚矽膜14及SiGe膜11。聚矽膜14係被蝕刻膜，SiGe膜11則為非蝕刻膜。氧化矽膜12係在蝕刻聚矽膜14時的蝕刻遮罩膜。若預先說明本實施形態的概要，係會在蝕刻聚矽膜14時對晶圓W進行F2氣與胺氣的供給。如後述評估試驗所示，藉由供給F2氣與胺氣，便能夠使對聚矽膜的蝕刻率提昇。
然而，對於聚矽膜14的蝕刻氣體之F2氣對於SiGe膜11也具有蝕刻性。亦即，聚矽膜14及SiGe膜11係相對於F2氣而具有被蝕刻性。假設不供給胺氣來進行聚矽膜14的蝕刻。此時，在聚矽膜14的蝕刻進行的過程中，蝕刻氣體(F2氣)會通過SiOCN膜15的孔部而被供給至SiGe膜11側壁，導致該側壁被蝕刻。上述胺氣會因進入SiOCN膜15的孔部而吸附在孔壁，便可防止F2氣通過該孔部。藉此，便具有可防止F2氣供給至SiGe膜11側壁而防止該側壁的蝕刻之功能。
再者，如後述評估試驗所示，胺對於聚矽膜14的吸附性較低，另一方面，對於作為含氧矽膜之SiOCN膜15及氧化矽膜12的吸附性則較高。因此，藉由供給上述胺氣，SiOCN膜15及氧化矽膜12的表面便分別會被胺所致之保護膜所披覆，可防止與蝕刻氣體的接觸。因此，藉由該保護膜便可防止SiOCN膜15及氧化矽膜12被蝕刻。另一方面，由於在聚矽膜14表面不易形成保護膜，因此該聚矽膜14會被蝕刻。從而，在露出於晶圓W表面之聚矽膜14、SiOCN膜15及氧化矽膜12之中，只有聚矽膜14會被選擇性地蝕刻。此外，由於胺會如此般對於SiOCN膜15的吸附性較高，因此上述吸附在該SiOCN膜15的孔壁所致之防止F2氣通過的性能會較高。
接著，參照圖2~圖5來依序說明會對晶圓W進行的處理。該等圖2~圖5係顯示圖1所說明的晶圓W表面部被處理而變化的情形之示意圖，該等各 圖所示之處理係在晶圓W被搬入至處理容器且該處理容器內被排氣而成為既定壓力的真空環境氣氛之狀態下來進行。圖中，形成在SiOCN膜15的孔部為16。另外，供給至晶圓W的胺表示為21。該胺21在本實施形態中係例如丁胺(C4H11N)。另外，F2氣係表示為22。此外，藉由上述胺21而分別在SiOCN膜15及氧化矽膜12的表面所形成之保護膜則表示為23。
首先，會對處理容器內供給胺氣(氣體狀態的胺21)來作為胺21(步驟S1、圖2A、圖2B)。如上述，由於胺21較容易吸附在SiOCN膜15，因此在形成孔部16的孔壁上會有較多胺21吸附而殘留，導致該孔部16被密封。另外，由於該胺21除了SiOCN膜15外，也較容易吸附在氧化矽膜12，因此在該等SiOCN膜15及氧化矽膜12的上面會形成胺21所構成的保護膜23。
接著，會停止對處理容器內供給胺氣，使處理容器內成為進行排氣與供給例如N2(氮)氣之吹淨氣體的狀態(步驟S2、圖2C)。藉此，未流入至孔部16而未形成保護膜23之胺氣便會隨著被排出之吹淨氣體的氣流而被加以去除。
接著，會對處理容器內供給F2氣22以蝕刻聚矽膜14，SiOCN膜15上部側的側壁便會露出(步驟S3、圖3A)。在進行該蝕刻時，於SiOCN膜15上部側的孔部16會殘留有胺21，藉由該胺21便可防止F2氣22通過孔部16而到達SiGe膜11。另外，由於被保護膜23所披覆，因此SiOCN膜15及氧化矽膜12的上面可防止被F2氣22所蝕刻。因此，氧化矽膜12、SiOCN膜15、聚矽膜14之中，只有聚矽膜14會被選擇性地蝕刻。
之後，會停止對處理容器內供給F2氣22，使處理容器內成為進行排氣與供給吹淨氣體的狀態(步驟S4、圖3B)，殘留在處理容器內的F2氣22便會隨著從處理容器內被排出之吹淨氣體的氣流而被加以去除。接著，會對處理容器 內供給胺氣。亦即，會再次執行步驟S1。在上述步驟S3中，聚矽膜14會被蝕刻而使SiOCN膜15上部側的側壁露出。因此，在該第2次的步驟S1所供給之胺21會被供給至SiOCN膜15中較第1次的步驟S1被供給胺21的孔部16要下方的孔部16而吸附在孔壁(圖4A)。另外，在露出之SiOCN膜15的側壁也會形成保護膜23。
之後，會再次進行步驟S2而在處理容器內排氣及供給吹淨氣體。接著，會進行步驟S3而對處理容器內供給F2氣22，聚矽膜14便朝向下方被進一步蝕刻而使SiOCN膜15的側壁露出之區域朝向下方進一步擴大。此時也會藉由因吸附在晶圓W表面之胺21而活性化的F2氣22，以高蝕刻率來蝕刻聚矽膜14。
藉由上述般第2次的步驟S1，SiOCN膜15中被供給胺21之區域便會朝向下方擴大，藉此因聚矽膜14之蝕刻而全新露出的SiOCN膜15側壁附近的孔部16就會殘留有該胺21。因此，即使是第2次的步驟S3，也可以防止蝕刻氣體通過SiOCN膜15的孔部16而蝕刻SiGe膜11側壁。另外，藉由在SiOCN膜15及氧化矽膜12上面及SiOCN膜15側面所形成的保護膜23，便可分別防止該等SiOCN膜15及氧化矽膜的蝕刻(圖4B)。在該蝕刻後，會再次進行步驟S4而排氣及供給吹淨氣體。
以如此般依序進行的步驟S1~S4為一個循環，則例如在進行上述第2次的步驟S4後也會反覆進行該循環。藉此，便可防止SiOCN膜15、SiGe膜11及氧化矽膜12被蝕刻且同時使聚矽膜14被往下方蝕刻。
接著，例如聚矽膜14全部被蝕刻而結束既定次數的循環時(圖5A)，會加熱晶圓W(步驟S5)。藉由此加熱，進入孔部16的胺21及形成保護膜23的胺21便會氣化而從晶圓W被加以去除(圖5B)。
此外，雖然以上述一連串處理中在蝕刻時，胺21會殘留在晶圓W表面的情形來加以說明，但也可預見可能會有因與F2氣22反應來成為反應生成物而殘留在晶圓W表面的情況，故也可以作為如此般反應生成物而殘留。此外，在產生如此般反應生成物時，步驟S5便會進行加熱以去除該反應生成物。亦即，此步驟S5之加熱係用以去除胺21及/或反應生成物的加熱，具體而言係例如將晶圓W加熱至100℃~400℃。圖6係顯示實施步驟S5後的晶圓W表面部，在去除聚矽膜14而形成之凹部17內係例如會以後續工序來形成半導體裝置的閘極。
根據上述實施形態的處理，由於會以較高蝕刻率來蝕刻聚矽膜14，因此便可縮短反覆S1~S4所需的時間。因此，便可提高半導體裝置的產率。另外，如上述係藉由胺21來密封SiOCN膜15的孔部16，且藉由形成胺21所構成的保護膜23來披覆氧化矽膜12，便可防止該氧化矽膜12的蝕刻。因此，可以防止位於SiOCN膜15側面及氧化矽膜12下方的SiGe膜11分別被從側面蝕刻及被從上方蝕刻。因此，可抑制半導體裝置的良率降低。
然而，如專利文獻1所記載，當蝕刻聚矽膜時，可使用F2氣及NH3氣體。然而，在上述實施形態的處理中，也可以將用以防止蝕刻氣體通過孔部16的胺氣來利用在蝕刻，而不會進行對晶圓W之NH3氣體的供給。亦即，上述實施形態的處理相較於供給胺氣以保護SiGe膜11且供給蝕刻氣體及NH3氣體以蝕刻聚矽膜14的處理之情形，便不需要供給NH3氣體。因此，進行上述圖2~圖5所示之一連串處理的裝置即無需設置NH3氣體供給系統。亦即，根據上述實施形態的處理，便可防止處理所需之氣體種類增加，可抑制處理裝置的製造成本或運用成本上昇。
另外，上述步驟S1~S4中處理容器的排氣流量也可以為固定，也可以使得用以去除處理容器內不需要氣體的步驟S2、S4之排氣流量較步驟S1、S3之排氣流量要大以便能夠更確實地去除氣體。另外，在步驟S2、S4也可以不進行吹淨氣體的供給而只藉由排氣來去除不需要氣體。
此外，圖1所示之晶圓W的膜構造只是一範例，作為藉由供給F2氣及胺氣而被蝕刻的Si膜，並不限於聚矽膜14，也可以是例如非晶矽膜。上述實施形態中非蝕刻對象膜係SiGe膜11，但也可以是例如Si膜。另外，非蝕刻對象膜也可以是該等Si膜或SiGe膜11般含矽膜以外的膜。再者，作為設在SiGe膜11上的遮罩膜，只要可以抑制SiGe膜11在蝕刻時被從上方側蝕刻即可，並不限於氧化矽膜12。
另外，也可以是SiGe膜11上側被SiOCN膜15所覆蓋的構成來取代設置該氧化矽膜12。亦即，係SiOCN膜15從SiGe膜11側面設置到上方的構成。此情形，對晶圓W供給蝕刻氣體時，由於胺氣會成為吸附在覆蓋SiGe膜11上側的SiOCN膜15之狀態，因此可防止蝕刻氣體從SiGe膜11上側接觸到該SiGe膜11。再者，多孔質膜也不限於SiOCN膜15，也可以形成SiCO膜、SiCOH膜等多孔質膜來取代SiOCN膜15。如評估試驗所示，由於胺容易吸附在含氧矽膜，因此多孔質膜較佳地係含氧以使胺能夠吸附。此外，此處所謂含氧並非意指含氧來作為雜質，而是意指含氧來作為構成膜的成分。
上述實施形態中雖示範反覆3次以上的步驟S1~S4，但反覆次數並不限於上述範例，例如也可以為2次。另外，也可以不進行反覆而只進行1次的步驟S1~S4。此外，也可以省略去除不需要氣體的上述步驟S2、S4。具體而言，如圖7A所示，係分別表示對處理容器內供給胺氣、F2氣的時間點，也可以在胺 氣及F2氣之中從一者的氣體供給結束時無間隔地立刻供給另一者的氣體。如此，在省略步驟S2、S4時，分別供給胺氣、F2氣的步驟S1、S3也不會限於要反覆進行，也可以只進行1次。
另外，胺氣及F2氣22並不限於依序供給。亦即，胺氣及F2氣22之中並不限於一者的氣體供給結束後即開始供給另一者的氣體，也可以如圖7B所示，將胺氣及F2氣22同時供給至晶圓W來進行處理。如此般同時供給胺氣及F2氣22的情形，會一邊進行胺氣所致之孔部16的密封及保護膜23的形成一邊進行F2氣22所致之聚矽膜14的蝕刻。
再者，如上述，在步驟S5會加熱晶圓W以從SiOCN膜15來去除胺21及/或胺21與F2氣的反應生成物。然而，即使胺21及/或反應生成物殘留在SiOCN膜15的孔部16，只要SiOCN膜15的介電率在實用上沒有任何問題，則應認為即使殘留有胺21及反應生成物亦無妨。因此，步驟S5的加熱處理並非一定需要。
另外，構成胺氣的胺21並不限於丁胺。若列舉具體例的話，可舉出正己胺、二丙胺、n-正辛胺、三級丁胺、癸胺、十二胺、二環己胺、十四胺等。如此般例示的各胺之沸點係包含在100℃~400℃的範圍內。因此，較佳地係加熱晶圓W至如此般100℃~400℃以在上述實施形態之步驟S5中來使胺成為氣化狀態並加以去除。
接著，參照圖8的俯視圖來說明用以進行上述一連串處理的基板處理裝置3。基板處理裝置3係具備用以搬出入晶圓W的搬出入部31、與搬出入部31相鄰設置的2個加載互鎖室41、分別與2個加載互鎖室41相鄰設置的2個熱處理模組40、及分別與2個熱處理模組40相鄰設置的2個蝕刻模組5。
搬出入部31係具備設有第1基板搬送機構32且為常壓環境氣氛的常壓搬送室33、設在該常壓搬送室33側部而載置有收納晶圓W之載具34的載具用載置台35。圖中36係與常壓搬送室33相鄰的定向室，係設置來使晶圓W旋轉以光學地求出偏心量而進行晶圓W相對於第1基板搬送機構32的對位。第1基板搬送機構32會在載具用載置台35上的載具34與定向室36與加載互鎖室41之間來搬送晶圓W。
在各加載互鎖室41內係設有例如具有多關節臂構造的第2基板搬送機構42，該第2基板搬送機構42會在加載互鎖室41與熱處理模組40與蝕刻模組5之間來搬送晶圓W。構成熱處理模組40之處理容器內及構成蝕刻模組5之處理容器內係真空環境氣氛，加載互鎖室41內會切換常壓環境氣氛與真空環境氣氛以能夠在該等真空環境氣氛的處理容器內與常壓搬送室33之間來進行晶圓W的收授。
圖中43係開閉自如的閘閥，係分別設在常壓搬送室33與加載互鎖室41之間、加載互鎖室41與熱處理模組40之間、熱處理模組40與蝕刻模組5之間。熱處理模組40之構成，係包含上述處理容器、對該處理容器內進行排氣以形成真空環境氣氛的排氣機構、及設在處理容器內且可加熱所載置之晶圓W的載置台等，而能夠執行上述步驟S5。
接著，一邊參照圖9之縱剖側視圖一邊說明蝕刻模組5。該蝕刻模組5係會對晶圓W進行步驟S1~S4的處理之模組，具備例如圓形的處理容器51。亦即，步驟S1~S4的處理會在相同容器內來進行。處理容器51係氣密的真空容器，在該處理容器51內的下部側係設有會在形成為水平之表面(上面)來載置晶圓W的圓形載置台(台座)61。圖中62係埋設在載置台61之台座加熱器，會將晶圓W 加熱至既定溫度以能夠進行上述步驟S1~S4的處理。圖中63係會將作為載置部的載置台61支撐在處理容器51底面的支柱。圖中64係垂直的昇降銷，會藉由昇降機構65來在載置台61表面出沒，而在上述第2基板搬送機構42與載置台61之間來進行晶圓W的收授。昇降銷64雖然設有3個，但只圖示出2個。
圖中66係設在處理容器51側壁的側壁加熱器，會調整處理容器51內之環境氣氛的溫度。此外，處理容器51側壁係設有未圖示而開閉自如的晶圓W之搬送口。圖中67係開口在處理容器51底面的排氣口，會透過排氣管而連接於真空泵及閥件等所構成的排氣機構68。藉由排氣機構68所致之來自排氣口67的排氣流量調整，便可調整處理容器51內的壓力。
在載置台61上方而為處理容器51的頂部係以會與該載置台61對向之方式而設有會構成氣體供給部的氣體噴淋頭7。氣體噴淋頭7係具備噴淋板71、氣體擴散空間72、及擴散板73。噴淋板71係水平設置以構成氣體噴淋頭7的下面部，且分散形成有多個氣體噴出孔74來對載置台61噴淋狀地噴出氣體。氣體擴散空間72之下方側係被噴淋板71所劃分形成的扁平空間，以對各氣體噴出孔74供給氣體。擴散板73係水平設置以將該氣體擴散空間72上下分割。圖中75係形成在擴散板73的貫通孔，會多數分散穿設在擴散板73。圖中77係頂部加熱器，會調整氣體噴淋頭7的溫度。
在氣體擴散空間72上部側係連接有氣體供給管78,81的下游端。氣體供給管78的上游側係透過流量調整部79而連接於F2氣的供給源70。流量調整部79係由閥件或質流控制器所構成，會調整朝向氣體供給管78下游側供給的氣體流量。此外，後述各流量調整部也是與流量調整部79同樣的構成，會調整朝向設有流量調整部之管路下游側供給的氣體流量。
氣體供給管81的上游側係透過流量調整部82而連接於儲存有液態胺的槽83。槽83的構成係具備會加熱內部的胺以使其氣化之加熱器，能將如此般氣化後的胺(胺氣)供給至氣體供給管81下游側。另外，例如氣體供給管81會在流量調整部82上游側分歧而形成氣體供給管84。氣體供給管84係透過流量調整部85而連接於N2(氮)氣供給源86。因此，能夠將胺氣、N2氣分別獨立地供給至氣體噴淋頭7。
接著示範在蝕刻模組5所實施的上述步驟S1~S4與從氣體噴淋頭7所供給的氣體之對應。在步驟S1會將胺氣從上述槽83供給至氣體噴淋頭7，再供給至處理容器51內。在步驟S2、S4會將N2氣從N2氣供給源86供給至氣體噴淋頭7，再作為吹淨氣體而供給至處理容器51內。在步驟S3會停止從槽83及N2氣供給源86供給氣體，而將F2氣從供給源70供給至氣體噴淋頭7，再供給至處理容器51內。
當進行上述步驟S1~S4的各處理時，晶圓W的溫度係例如0℃~150℃。另外，在處理時處理容器51內之壓力係例如13.3Pa(100mTorr)~666.5Pa(5000mTorr)。另外，供給至處理容器51內之F2氣的流量係例如100sccm~2000sccm，供給至處理容器51內之丁胺等胺氣的流量係例如1sccm~500sccm。
此外，如圖8、圖9所示，基板處理裝置3係具備作為電腦的控制部30，此控制部30係具備程式、記憶體、CPU。在程式安裝有指令(各步驟)以進行上述晶圓W的處理及晶圓W的搬送，此程式係儲存在電腦記憶媒體，例如CD、硬碟、光磁碟、DVD等而安裝在控制部30。控制部30會藉由該程式來將控制訊號輸出至基板處理裝置3的各部以控制各部的動作。具體而言，蝕刻模組5的動 作、熱處理模組40的動作、第1基板搬送機構32及第2基板搬送機構32的動作、定向室36的動作係藉由控制訊號來加以控制。作為上述蝕刻模組5的動作，係包含各加熱器輸出的調整、來自氣體噴淋頭7的各氣體之供給切斷、排氣機構68所致之排氣流量的調整、昇降機構65所致之昇降銷64的昇降等各動作。藉由此控制部30及蝕刻模組5來構成蝕刻裝置。
說明基板處理裝置3之晶圓W的搬送路徑。如圖1所說明，收納形成有各膜之晶圓W的載具34係被載置在載具用載置台35。此外，此晶圓W係依照常壓搬送室33→定向室36→常壓搬送室33→加載互鎖室41的順序而被搬送，並透過熱處理模組40而被搬送至蝕刻模組5。此外，如上述，會反覆進行步驟S1~S4所構成的循環來處理晶圓W。接著，晶圓W會被搬送至熱處理模組40來接受步驟S5的處理。然後，晶圓W會依照加載互鎖室41→常壓搬送室33的順序被搬送，再返回載具34。
此外，依序進行胺氣供給與蝕刻氣體供給時，該等胺氣供給與蝕刻氣體供給可以在彼此不同的處理容器內來進行，並藉由搬送機構來在該等處理容器間搬送晶圓W。然而，藉由在相同處理容器內來進行該等氣體的供給，便可在反覆進行上述循環時節省在模組間搬送晶圓W的時間。因此，根據基板處理裝置3的構成，便可追求產率的提升。
此外，應認為本說明書所揭露之實施形態在所有方面皆為例示而非用來加以限制。上述實施形態在不脫離申請專利範圍及其主旨的範疇內，也能以各種形態來加以省略、置換、變更及/或組合。
(評估試驗)
接著，說明與本揭露之技術相關所進行之評估試驗。
‧評估試驗1
作為評估試驗1，係藉由將丁胺氣與F2氣一起供給至基板上的Si膜來進行蝕刻。在該處理後測定Si膜的蝕刻量(膜被蝕刻的厚度)與殘留之Si膜表面的粗糙度。此外，關於該蝕刻時的基板溫度、收納基板之處理容器內的壓力、F2氣朝向處理容器內的流量、丁胺氣朝向處理容器內的流量，則分別設定成實施形態所述之範圍的值來進行處理。另外，作為比較試驗1，除了供給NH3氣體來取代丁胺氣之外，係與評估試驗1同樣地來進行蝕刻，並測定Si膜的蝕刻量與Si膜表面的粗糙度。
圖10之圖表係顯示評估試驗1及比較試驗1的結果。如圖表所示，關於蝕刻量，評估試驗1係65.0nm，比較試驗1則係46.0nm，評估試驗1方面較大。因此，藉由如實施形態所記載來供給F2氣及丁胺氣，便可增加每單位時間的蝕刻量。
另外，關於Si膜表面的粗糙度，評估試驗1係5.8nm，比較試驗1則係12.6nm，評估試驗1方面較小。亦即，評估試驗1可抑制蝕刻後之Si膜的粗糙度。上述實施形態中，雖例示全部去除作為Si膜之聚矽膜14的例子，但只蝕刻局部的Si膜之處理的情形也可以適用本發明。此情形，在蝕刻Si膜後所進行之各處理因可抑制受到該Si膜表面凹凸的影響而產生缺陷的情形，故較為有利。
‧評估試驗2
作為評估試驗2，係針對分別含N(氮)之分子的NH3、丁胺、正己胺、三甲胺，藉由模擬來測定相對於包含Si之各種分子的吸附能量。具體而言，係測定相對於Si、SiC(碳化矽)、SiN(氮化矽)、SiO2CN(=SiOCN)、及SiO(氧化矽)的吸附能量。
圖11係顯示該評估試驗2之結果的柱狀圖表。圖表的縱軸係表示吸附能量(單位：eV)，該吸附能量越低則越容易吸附。如該圖11所示，NH3、丁胺、正己胺、及三甲胺中的任一者相對於Si、SiC、及SiN皆不易吸附。然而，NH3、丁胺、正己胺、及三甲胺中的任一者相對於SiO2CN及SiO皆較容易吸附。此係因為胺及氨的吸附部位為O原子。
從該評估試驗2的結果可推定出可利用Si膜、氧化矽膜及SiOCN膜之胺吸附性的差異，如實施形態所記載般來保護氧化矽膜及SiOCN膜，另一方面，可選擇性地蝕刻Si膜。另外，可推定出能使胺吸附於SiOCN膜的孔壁來將孔部加以密封。
‧評估試驗3
作為評估試驗3，係將丁胺氣供給至分別在表面具備不同種類的膜之基板。接著，藉由氣相層析質譜儀(GC-MS)來測定各膜的丁胺吸附量。
圖12係顯示該評估試驗3的結果。如圖所示，聚矽(Poly-Si)膜及非晶矽(α-Si)膜的吸附量係大致0ng/cm2。此外，氧化矽膜的吸附量係大致0.10ng/cm2，SiOCN膜的吸附量係大致0.27ng/cm2。因此，相較於Si膜(聚矽膜及非晶矽膜)，含氧Si膜(氧化矽膜及SiOCN膜)顯示出了較大的胺吸附性。因此，與評估試驗2的結果相同，從該評估試驗3的結果可推定出可利用胺吸附性的差異，如實施形態所記載般來選擇性地蝕刻Si膜。
11:SiGe膜
12:氧化矽膜
14:聚矽膜
15:SiOCN膜
16:孔部
21:胺
22:氟氣
23:保護膜

Claims (11)

  1. 一種蝕刻方法，係包含對在表面形成有矽膜之基板供給氟氣與胺氣來蝕刻該矽膜的工序。
  2. 如申請專利範圍第1項之蝕刻方法，其中蝕刻該矽膜的工序係包含對0℃~150℃的該基板供給該氟氣與該胺氣的工序。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之蝕刻方法，其中蝕刻該矽膜的工序係包含使收納該基板之處理容器內的壓力為13.3Pa~666.5Pa來對該處理容器內供給該氟氣與該胺氣的工序。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之蝕刻方法，其中該氟氣與胺氣會被供給至在表面形成有該矽膜及含氧矽膜之該基板，且蝕刻該矽膜的工序係包含在該矽膜及該含氧矽膜之中選擇性地蝕刻該矽膜的工序。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之蝕刻方法，其中在該基板係依序相鄰設有該矽膜、第1膜、及對該氟氣具有被蝕刻性之作為第2膜的含矽膜；
    該第1膜及該第2膜係該含氧矽膜，且在該第1膜係設有會開口在該矽膜與該第2膜的孔部；
    蝕刻該矽膜的工序係具備：
    使胺吸附在該第1膜之形成孔部的孔壁之工序；以及
    對胺吸附在該孔壁後的基板供給該氟氣之工序。
  6. 如申請專利範圍第5項之蝕刻方法，其中該第1膜係多孔質膜。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之蝕刻方法，其包含會依序反覆多次供給該胺氣之工序與供給該氟氣之工序的反覆工序。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之蝕刻方法，其包含會在供給該胺氣的期間與供給該氟氣的期間之間對該基板周圍進行排氣的工序。
  9. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之蝕刻方法，其中對該基板之該氟氣供給與對該基板之該胺氣供給係同時進行。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之蝕刻方法，其中在進行蝕刻該矽膜的工序後，係包含加熱該基板的加熱工序，以從該基板將胺加以去除。
  11. 一種蝕刻裝置，係包含：
    處理容器；
    台座，係設在該處理容器內，且會載置在表面形成有矽膜的基板；以及
    氣體供給部，係對該處理容器內供給胺氣與氟氣以蝕刻該矽膜。
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