TWI639191B - Etching device, etching method, and substrate mounting mechanism - Google Patents

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Abstract

蝕刻基板之含矽膜的蝕刻裝置，係具備有：腔室、設於腔室內之基板載置機構、將含氟、氫及氮之蝕刻氣體供給至腔室內之氣體供給機構以及排氣機構。基板載置機構係具有載置台、將載置台之載置面溫度調整至50℃以下之溫度的溫度調整機構以及將載置台之載置面以外之面的至少一部份加熱至60~100℃之加熱構件，載置台之至少載置面係形成有樹脂製披覆層。

Description

蝕刻裝置、蝕刻方法及基板載置機構
本發明係關於一種將基板所形成之既定材料膜進行蝕刻之蝕刻裝置、蝕刻方法及基板載置機構。
近期，在半導體元件之製造過程中，可作為取代乾蝕刻或濕蝕刻之微細化蝕刻方法，有一種被稱為化學性氧化物去除處理(Chemical Oxide Removal；COR)之方法受到矚目。
COR處理已知一種是在存在於被處理體之半導體晶圓表面之矽氧化膜(SiO2膜)吸附氟化氫(HF)氣體及氨(NH3)氣體，將該等與矽氧化膜反應而蝕刻，並將此時所產生之以氟矽酸銨((NH4)2SiF6：AFS)為主體之副產物藉由下個工序之加熱來加以昇華之蝕刻程序(參照例如專利文獻1、2)。
此般COR處理如上述專利文獻2所記載，係使用具有在腔室內之載置台載置於表面具有矽氧化膜之半導體晶圓，供給HF氣體及NH3氣體來讓該等氣體與矽氧化膜反應而蝕刻之COR裝置；以及對附有以因其反應所生成之AFS為主體之副產物的半導體晶圓，在腔室內進行PHT處理(Post Heat Treatment)之PHT處理裝置的一種處理系統。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2005-39185號公報
專利文獻2：日本特開2008-160000號公報
然而，在以COR處理裝置使用HF氣體及NH3氣體來蝕刻矽氧化膜的情況，在50℃以下之低溫中連續處理複數晶圓時，會隨著晶圓片數增加而有使得蝕刻率降低的傾向。此般傾向不限於使用HF氣體及NH3氣體來蝕刻 矽氧化膜的情況，亦會產生於使用含氟、氫及氮之蝕刻氣體來蝕刻含矽膜，而產生氟矽酸銨之蝕刻生成物的情況。
因此，本發明之目的在於提供一種在將基板上之含矽膜於50℃以下之低溫中，使用含氟、氫及氮之蝕刻氣體來對複數基板連續地蝕刻時，可抑制蝕刻量降低之蝕刻裝置、蝕刻方法以及使用其之基板載置機構。
亦即，依本發明一觀點，係提供一種蝕刻裝置，係進行將基板上之含矽膜使用含氟、氫及氮之蝕刻氣體來生成副產物之氟矽酸銨之蝕刻的蝕刻裝置，具備有：腔室，係收納具有含矽層之基板；基板載置機構，係設於該腔室內；氣體供給機構，係將含氟、氫及氮之蝕刻氣體供給至該腔室內；以及排氣機構，係將該腔室內加以排氣；該基板載置機構係具有：載置台，係具有載置基板之載置面；溫度調整機構，係將該載置台之該載置面溫度調整至50℃以下之溫度；以及加熱構件，係將該載置台之該載置面以外之面的至少一部份加熱至60~100℃；該載置台之至少該載置面係形成有樹脂製披覆層。
上述第1觀點相關之蝕刻裝置中，可構成為該蝕刻氣體係HF氣體及NH3氣體，該含矽膜係氧化矽膜。
較佳地，該披覆層之接觸角為75°以上，且表面粗度Ra為1.9μm以下。較佳地，該披覆層係由含F、C、H之FCH樹脂，或含C、H之CH樹脂所構成。
可構成為進一步具備有加熱該腔室壁部之加熱器，該加熱構件係藉由以該加熱器加熱後之該腔室壁部所傳熱的熱來加熱該載置台之該載置面以外的面。
該溫度調整機構可使用藉由將溫度調整媒體流通於該載置台之中來進行溫度調整者。該載置台與該加熱構件之間可形成有作為排氣流道功能之間隙。
依本發明其他觀點，係提供一種蝕刻方法，係將基板上之含矽膜使用含氟、氫及氮之蝕刻氣體來蝕刻而生成副產物之氟矽酸銨的蝕刻方法，係具有：在腔室內，設置至少在載置基板之載置面形成有樹脂性披覆層之載 置台；在該載置台之載置面載置具有含矽膜之基板；將該載置台之該載置面溫度調整至50℃以下之溫度；將該載置台之該載置面以外之面的至少一部份加熱至60~100℃；以及將含氟、氫及氮之蝕刻氣體供給至該腔室內，來蝕刻該含矽膜。
該蝕刻方法中，可構成為使用HF氣體及NH3氣體為該蝕刻氣體，來蝕刻作為該含矽膜之氧化矽膜。此情況，蝕刻時之HF氣體分壓為10~80mTorr情況可讓效果較大。
依本發明再一其他觀點，係提供一種基板載置機構，係在進行將基板上之含矽膜使用含氟、氫及氮之蝕刻氣體來生成副產物之氟矽酸銨之蝕刻的蝕刻裝置之腔室內，載置具有含矽膜之基板的基板載置機構，具備有：載置台，係具有載置基板之載置面；溫度調整機構，係將該載置台之該載置面溫度調整至50℃以下之溫度；以及加熱構件，係將該載置台之該載置面以外之面的至少一部份加熱至60~100℃；該載置台之至少該載置面係形成有樹脂製披覆層。
依本發明，在溫度調整至50℃以下低溫之載置面所形成之披覆層由於為具有撥水性，且表面平滑之樹脂製，故即使加熱也難以生成沉積物，又，載置台的可加熱之載置面以外的面會被加熱至60~100℃而抑制沉積物附著，並可將附著之沉積物加以昇華。因此，在連續複數基板來進行蝕刻情況，便可抑制蝕刻量因沉積物而降低。
1‧‧‧處理系統
2‧‧‧搬出入部
3‧‧‧加載互鎖室
4‧‧‧加熱裝置
5‧‧‧蝕刻裝置
6‧‧‧控制部
11‧‧‧第1晶圓搬送機構
17‧‧‧第2晶圓搬送機構
40‧‧‧腔室
42‧‧‧基板載置機構
43‧‧‧氣體供給機構
44‧‧‧排氣機構
91‧‧‧載置台
92‧‧‧支撐構件
94‧‧‧溫度調整媒體流道
95‧‧‧溫度調整媒體循環機構
98‧‧‧披覆層
99‧‧‧加熱塊
101‧‧‧間隙
W‧‧‧半導體晶圓
圖1係顯示搭載有本發明一實施形態相關之蝕刻裝置的處理系統一範例之概略構成圖。
圖2係顯示圖1之處理系統所搭載之熱處理裝置的剖視圖。
圖3係顯示圖1之處理系統所搭載之本發明一實施形態相關之蝕刻裝置的剖視圖。
圖4係顯示圖3之蝕刻裝置中基板處理裝置之重要部位的剖視圖。
圖5係以橫軸為溫度，以縱軸為HF氣體分壓來顯示「富沉積物」及「少沉積物」之邊界線的圖式。
圖6A係顯示在載置台表面施有披覆層情況及未施有披覆層情況下，藉 由HF氣體及NH3氣體來連續地蝕刻晶圓時之循環數(晶圓片數)與蝕刻量及其差異關係之圖式。
圖6B係顯示在載置台表面施有披覆層情況及未施有披覆層情況下，藉由HF氣體及NH3氣體來連續地蝕刻晶圓時之循環數(晶圓片數)與蝕刻量及APC角度關係之圖式。
圖7係顯示將未存在有披覆層之載置台的載置面為10~40℃，開始蝕刻時之晶圓蝕刻量、因HF氣體與NH3氣體連續處理後之晶圓蝕刻量、接著以80~100℃烘烤後之晶圓蝕刻量，以及再度連續處理後之蝕刻量的圖式。
圖8係顯示藉由以HF氣體及NH3氣體之處理而在載置台形成沉積物後，將以80℃烘烤時所昇華之物質以RGA分析結果之圖式。
圖9A係顯示僅以鋁、於鋁表面施有陽極氧化處理、形成有CH系披覆層、形成有CHF系披覆層來作為載置台，在進行HF氣體及NH3氣體之處理後，藉由重量測定來求得沉積物量之結果的圖式。
圖9B係顯示僅以鋁、於鋁表面施有陽極氧化處理、形成有CH系披覆層、形成有CHF系披覆層來作為載置台，在進行HF氣體及NH3氣體之處理後，藉由離子層析來求得沉積物量之結果的圖式。
本發明人等針對使用含氟、氫及氮之蝕刻氣體在50℃以下之低溫連續蝕刻基板上之含矽膜時，蝕刻量會降低的原因進行了調查。其結果，發現了原因在於此般連續蝕刻時，處理溫度為50℃以下之低溫，便會因蝕刻氣體的吸附及反應而在載置台產生副產物之氟矽酸銨的附著，這些會變成堆積物(沉積物)而隨著基板處理片數增加而雪人式地增加，結果在基板所消耗之氣體量會與時性地減少。
本發明基於此般見解，便發現藉由抑制此般沉積物，便可抑制蝕刻量降低，而完成本發明。
以下，便參照圖式來就本發明實施形態加以說明。
本實施形態中，係就使用於表面具有矽氧化膜之半導體晶圓(以下僅稱為晶圓)為被處理基板，並使用HF氣體及NH3氣體來無電漿乾蝕刻晶圓表面之矽氧化膜的情況來加以說明。
<處理系統之構成>
圖1係顯示具備有本發明一實施形態相關之蝕刻裝置的處理系統之概略構成圖。該處理系統1係具備有：將被處理基板之晶圓W搬出入之搬出入部2；鄰接於搬出入部2所設置之2個加載互鎖室(L/L)3；分別鄰接於各加載互鎖室3所設置，對晶圓W進行PHT(Post Heat Treatment)處理之熱處理裝置4；分別鄰接於各熱處理裝置4所設置，對晶圓W施以蝕刻處理之COR處理的蝕刻裝置5；以及控制部6。加載互鎖室3、熱處理裝置4及蝕刻裝置5係依序排列在一直線上來加以設置。
搬出入部2係具有在內部設有搬送晶圓W之第1晶圓搬送機構11的搬送室(L/M)12。第1晶圓搬送機構11係具有將晶圓W略水平地加以保持之2個搬送臂11a,11b。搬送室12長邊方向的側部係設有載置台13，該載置台13可連接有例如3個可將複數片晶圓W排列來收納之載具C。又，鄰接於搬送室12而設置有讓晶圓W旋轉，來光學性地求得偏心量以進行對位之對準器14。
搬出入2中，晶圓W係藉由搬送臂11a,11b來加以保持，藉由第1晶圓搬送機構11之驅動在略水平面內直線移動，再升降，來搬送至所欲之位置。然後，藉由搬送臂11a,11b分別對載置台13上之載具C、對準器14、加載互鎖室3進行進退，來進行搬出入。
各加載互鎖室3係在與搬送室12之間分別介設有閘閥16之狀態下，分別連結至搬送室12。各加載互鎖室3內係設有搬送晶圓W之第2晶圓搬送機構17。又，加載互鎖室3係構成為可真空吸引至既定真空度。
第2晶圓搬送機構17係具有多關節臂構造，並具有將晶圓W略水平地保持之拾取器。此第2晶圓搬送機構17中， 此第2晶圓搬送機構17中，在縮回多關節臂之狀態下，拾取器係位於加載互鎖室3內，藉由延伸多關節臂，便會到達熱處理裝置4，並藉由進一步地延伸便可到達蝕刻裝置5，便可將晶圓W在加載互鎖室3、熱處理裝置4及蝕刻裝置5間進行搬送。
接著，就熱處理裝置4加以說明。圖2係顯示熱處理裝置4之剖視圖。熱處理裝置4係具有可真空吸引之腔室20及在其中載置晶圓W之載置台23，載置台23係埋設有加熱器24，藉由該加熱器24將施以蝕刻處理後之 晶圓W加熱，來將存在於晶圓W之蝕刻殘渣氣化而去除。腔室20之加載互鎖室3側係設有在與加載互鎖室3之間搬送晶圓之搬出入口20a，此搬出入口20a係藉由閘閥22而可開閉。又，腔室20之蝕刻裝置5側係設有與蝕刻裝置5之間搬送晶圓W之搬出入口20b，此搬出入口20b係藉由閘閥54而可開閉。腔室20側壁上部係連接有氣體供給道25，氣體供給道25係連接至N2氣體供給源30。又，腔室20底壁係連接有排氣道27，排氣道27係連接至真空泵33。氣體供給道25係設有流量調節閥31，排氣道27係設有壓力調整閥32，藉由調整該等閥，便會將腔室20內為既定壓力之N2氛圍來進行熱處理。亦可使用N2氣體外之非活性氣體。
接著，就本實施形態相關之蝕刻裝置5加以說明。圖3為蝕刻裝置5之剖視圖，圖4係顯示其重要部位之放大圖。蝕刻裝置5係具備有：密閉構造之腔室40；設於腔室40內部，將基板之晶圓W以略水平狀態加以載置之基板載置機構42；供給蝕刻氣體至腔室40之氣體供給機構43；以及將腔室40內排氣之排氣機構44。
腔室40係藉由腔室本體51及蓋部52來加以構成。腔室本體51係具有略圓筒狀之側壁部51a及底部51b，上部係呈開口，該開口係以蓋部52來加以封閉。側壁部51a及蓋部52係藉由密封構件(未圖示)來加以密封，以確保腔室40內之氣密性。蓋部52頂壁由上方朝腔室40內插入有第1氣體導入噴嘴61及第2氣體導入噴嘴62。
側壁部51a係設有相對於熱處理裝置4之腔室20而將晶圓W搬出入之搬出入口53，此搬出入口53係藉由閘閥54而可開閉。
氣體供給機構43係具有分別連接至上述第1氣體導入噴嘴61及第2氣體導入噴嘴62之第1氣體供給配管71及第2氣體供給配管72，進一步地，具有分別連接於該等第1氣體供給配管71及第2氣體供給配管72之HF氣體供給源73及NH3氣體供給源74。又，第1氣體供給配管71係連接有第3氣體供給配管75，第2氣體供給配管72係連接有第4氣體供給配管76，該等第3氣體供給配管75及第4氣體供給配管76係分連接有Ar氣體供給源77及N2氣體供給源78。第1~第4氣體供給配管71,72,75,76係設有進行流道之開閉動作及流量控制之流量控制器79。流量控制器79係藉由例如開閉閥及質流控制器來加以構成。
然後，HF氣體及Ar氣體會經由第1氣體供給配管71及第1氣體導入噴嘴61而朝腔室40內噴出，NH3氣體及N2氣體會經由第2氣體供給配管72及第2氣體導入噴嘴62而朝腔室40內噴出。另外，亦可使用噴淋板來將氣體噴淋狀地噴出。
上述氣體中，HF氣體及NH3氣體為蝕刻氣體，該等係在腔室40內開始混合。Ar氣體及N2氣體為稀釋氣體。然後，於腔室40內將蝕刻氣體之HF氣體及NH3氣體，以及稀釋氣體之Ar氣體及N2氣體以既定流量導入而將腔室內40維持在既定壓力，並讓HF氣體及NH3氣體與晶圓W表面所形成之氧化膜(SiO2)反應，來生成副產物之氟矽酸銨(AFS)等。
稀釋氣體可僅為Ar氣體或僅為N2氣體，又，亦可使用其他非活性氣體，亦可使用Ar氣體、N2氣體及其他非活性氣體之2種以上。
排氣機構44係具有連接至腔室40之底部51b所形成的排氣口81之排氣配管82，進一步地，係具有設置於排氣配管，而用以控制腔室40內壓力之自動壓力控制閥(APC)83及用以將腔室40內排氣之真空泵84。
由腔室40側壁於腔室40內，係設有作為用以量測腔室40內壓力之壓力計的2個電容式壓力計(capacitance manometer)86a,86b。電容式壓力計86a係高壓力用，電容式壓力計86b則係低壓力用。
腔室40壁部係埋設有加熱器87，加熱器87係由加熱器電源88供電而發熱，藉此使得腔室40內壁被加熱。控制部6會基於未圖示之溫度感應器的資訊，來使得腔室40壁部之內壁溫度控制在例如60~100℃左右。
基板載置機構42如圖4所示，係擁有具有載置基板之晶圓W的載置面之載置台91。載置台91俯視呈略圓形，係藉由在腔室40之底部51b透過絕熱構件93而加以立設之支撐構件92來加以支撐。載置台91內部係設有使得溫度調整媒體流通之溫度調整媒體流道94，溫度調整媒體流道94會藉由溫度調整媒體循環機構95而透過溫度調整媒體配管96,97而循環有溫度調整媒體(例如水等)，來使得載置台91之載置面溫度控制在50℃以下之既定溫度。
載置台91本體係由熱傳性良好之金屬，例如鋁所構成，其表面除與支撐構件92之接合部分外，係形成有樹脂製之披覆層98。由於披覆層98為樹脂製，故具有撥水性，而表面平滑性高。因此，便難以產生因吸附氣體 或蝕刻反應所產生的副產物所致之堆積物(沉積物)。較佳地，構成披覆層98之樹脂係接觸角為75°以上，且表面粗度Ra為1.9μm以下者，此般樹脂可舉出有含F、C、H之FCH樹脂，例如WIN KOTE(註冊商標)撥水規格，以及含C、H之CH樹脂，例如WIN KOTE(註冊商標)標準規格。較佳地，披覆層98厚度為5~20μm左右。另外，披覆層98只要至少設置在載置台91之載置面即可。
基板載置機構42進一步地，係具有用以加熱載置台91之載置面以外的面，亦即載置台91之側面及內面之加熱塊99。加熱塊99係具有對應於載置台91及支撐構件92之凹部99a，且整體形狀為圓筒狀，而會直接接觸至腔室40之底部51b。加熱塊99係由熱傳性良好之金屬，例如鋁所構成，而會被加熱至與腔室40的壁部相同之溫度。另一方面，支撐構件92由於藉由絕熱構件93而與腔室40之底部絕熱，故載置台91之載置面溫度可藉由溫度調整媒體來加以控制。
載置台91與支撐構件92及加熱塊99之間係形成有間隙101，此間隙101會透過腔室40內部空間而連接至排氣配管82。從而，間隙101便具有排氣流道功能。
另外，載置台91及加熱塊99以外之構成構件，例如腔室40亦可由鋁來加以構成。以鋁來構成腔室40的情況，可使用無雜質者來為使用之鋁材，亦可為在內面施有陽極氧化處理者。又，以加熱塊99加熱之部分不限於載置台91之側面及內面的整面，亦可僅為其一部分，例如僅內面。
控制部6係具有具備了控制處理系統1各構成部之微處理器(電腦)之程序控制器6a。程序控制器6a係連接具有為了讓操作員管理系統1而進行指令輸入操作等之鍵盤，或將處理系統1之運作狀況可視化地加以顯示的顯示器之使用者介面6b。又，程序控制器6a係連接有儲存了用以藉由程序控制器之控制來實現在處理系統1所實行之各種處理，例如後述蝕刻裝置5中的處理氣體供給及腔室內排氣之控制程式或用以對應於處理條件來使得處理系統1之各構成部實行既定處理之控制程式的配方，或各種資料庫等的記憶部6c。配方係記憶在記憶部6c中之適當的記憶媒體(未圖示)。然後，依需要，藉由從記憶部6c叫出任意配方而在程序控制器6a實行，來在程序控制器6a之控制下在處理系統1進行所欲處理。
<處理系統中的處理動作>
接著，就此般處理系統1中的處理動作加以說明。
首先，將於表面形成有蝕刻對象之矽氧化膜的複數片晶圓W收納在載具C內而搬送至處理系統1。處理系統1中，會在大氣側閘閥16開啟狀態下，從搬出入部2之載具C藉由第1晶圓搬送機構11之任一搬送臂11a,11b將1片晶圓W搬送至加載互鎖室3，並傳遞至加載互鎖室3內之第2晶圓搬送機構17的拾取器。
之後，關閉大氣側閘閥16而將加載互鎖室3真空排氣，接著開啟閘閥54，將拾取器延伸至蝕刻裝置5之腔室40內而將晶圓W載置於基板載置機構42之載置台91。
之後，讓拾取器回到加載互鎖室3，關閉閘閥54，讓腔室40為密閉狀態，而在蝕刻裝置5中對晶圓表面之矽氧化膜進行蝕刻處理。
此時，蝕刻裝置5之腔室40壁部會藉由加熱器87而被加熱至60~100℃。又，載置台91會藉由以溫度調整媒體循環機構95在溫度調整流道94循環有溫度調整媒體(例如水等)，使得其載置面溫度被控制在50℃以下之既定溫度，來使得晶圓W溫度被控制在該溫度。
此狀態下，由氣體供給機構43將HF氣體及Ar氣體經由第1氣體供給配管71及第1氣體導入噴嘴61朝腔室40內噴出，將NH3氣體及N2氣體經由第2氣體供給配管72及第2氣體導入噴嘴62朝腔室40內噴出。另外，稀釋氣體之Ar氣體、N2氣體可為任一者。
如此般，藉由將HF氣體及NH3氣體供給至腔室40內，而使得晶圓W表面之矽氧化膜與氟化氫氣體分子及氨氣體分子化學反應，來蝕刻矽氧化膜。此時，以氟矽酸銨(AFS)為主體之副產物會成為被保持在晶圓W表面之狀態。
結束以上般之蝕刻處理後，便開啟閘閥22,54，藉由第2晶圓搬送機構17之拾取器來接收蝕刻裝置5之載置台9上的蝕刻處理後晶圓W，並朝熱處理裝置4之腔室20內搬送，而載置於載置台23上。然後，將拾取器退避至加載互鎖室3，關閉閘閥22,54，將N2氣體導入至腔室20內，並藉由加熱器24來加熱載置台23上之晶圓W。藉此，因蝕刻處理所產生之以氟矽酸銨為主體之反應生成物便會被加熱氣化而去除。
如此般，藉由在蝕刻處理後進行熱處理，便可在乾氛圍下去除晶圓W表面之矽氧化膜，而不會產生水標記。又，因為是無電漿之蝕刻，故可為傷害較少之處理。又再者，此般蝕刻處理因為在經過既定時間後，蝕刻便不會進行，故即便要過蝕刻反應也不會進行，因而不需要結束時點管理。
熱處理裝置4中的熱處理結束後，便開啟閘閥22，藉由第2晶圓搬送機構17之拾取器將載置台23上之蝕刻處理後晶圓W退避至加載互鎖室3，並藉由第1晶圓搬送機構11之任一搬送臂11a,11b來回到載具C。藉此，便結束一片晶圓之處理。針對複數晶圓連續地進行此般處理。
然而。如本實施形態般，在蝕刻裝置5中於50℃下之低溫進行使用HF氣體及NH3氣體之蝕刻處理的情況，當連續處理晶圓時，得知以往的裝置會有晶圓之蝕刻量(蝕刻率)降低的傾向。就此原因加以檢討的結果，發現因為讓載置晶圓之載置台在50℃以下之低溫，會在載置台產生蝕刻氣體因吸附及反應所生成之副產物，這些會成為堆積物(沉積物)而隨著晶圓處理片數增加而雪人式地增加，其結果便成為在晶圓所消耗的氣體量會與時減少之故。又，得知載置台之沉積物量不僅因溫度，也會受到HF氣體分壓影響。
從而，為了抑制連續處理晶圓中晶圓蝕刻量(蝕刻率)之降低，抑制對載置台91之沉積便會有效。
為了抑制對載置台91之沉積，雖如腔室40之壁部般來加熱載置台91便會有效，但載置台91之載置面為了要溫度調整至50℃以下，故要加熱便有所困難。因此，本實施形態中，便在載置台91表面(至少載置面)形成樹脂製披覆層98，來使得沉積難以發生。亦即，由於披覆層98係樹脂製而有撥水性，且表面平滑性高，故即便不加熱也難以產生沉積。從沉積更難發失之觀點，較佳是讓構成披覆層98之樹脂如上述般，為接觸角75°以上，且表面粗度Ra為1.9μm以下者，較佳地，此般樹脂可使用含F、C、H之FCH系樹脂，或含C、H之CH系樹脂。
另一方面，為載置台91載置面以外之面的側面及內面，由於對晶圓溫度調整的影響較少而可加熱，故藉由加熱塊99與腔室40b壁部同樣地加熱至60~100℃，便可抑制沉積，又即便產生沉積物也能將之昇華。
如此般，藉由在載置台91表面形成披覆層98，且以加熱塊99加熱載置台91側面及內面，便可抑制沉積物，故在連續處理晶圓的情況中可抑制 晶圓蝕刻量(蝕刻率)之降低。
又，加熱塊99由於可直接接觸以加熱器87加熱之腔室40壁部來傳熱，故不需設置附加的加熱機構便可加熱載置台91側面及內面。當然，亦可將加熱塊99與腔室40壁部絕熱來獨立地加熱。另外，加熱塊99不限於載置台91之載置面以外的整面，例如載置台91側面及內面整面，亦可僅為其一部份，例如僅內面。
再者，由於載置台91及支撐構件92與加熱塊99之間所形成之間隙101具有排氣流道功能，故即便載置台91側面及內面產生沉積物，亦可與流通於間隙101之排氣氣流一同地將沉積物排出。
另外，本實施形態中，雖係於載置台91側面及內面形成披覆層98來難以附著沉積物，但由於載置台91側面及內面藉由加熱塊99加熱便會抑制沉積物，故亦可不設置披覆層98。
關於HF氣體分壓對載置台97之沉積物量的影響，如以下般進行了確認。亦即，相對於溫度來增加HF氣體分壓時，以蝕刻量飽和點為閾值，較此要多的情況為沉積物多之「富沉積物」，較此要少的情況為沉積物少之「少沉積物」，來關於改變溫度及HF分壓的情況，求得如圖5所示「富沉積物」及「少沉積物」之邊界線。其結果，在50℃以下中，HF分壓越高越有沉積物的傾向，得知HF分壓在10~80mTorr時容易有沉積物傾向。從而，此般在載置台91形成披覆層98及以加熱塊99加熱載置台91側面及內面之效果，在HF分壓為10~80mTorr時較大。
<實驗結果>
接著，就本發明基本之實驗結果加以說明。
(實驗結果1)
首先，求得在鋁製載置台表面施有與未施有披覆層情況下，以HF氣體及NH3氣體連續蝕刻晶圓時，相對於循環數(晶圓片數)之蝕刻量及其差異、此時之APC角度。披覆層係使用FCH系者。圖6A係顯示循環數與蝕刻量及其差異之關係的圖式，圖6B係顯示循環數與蝕刻量及APC角度關係之圖式。
如圖6A,圖6B所示，相對於在未存在有披覆層的情況，循環數增加至200以上時，則蝕刻量便會降低，蝕刻量的差異會增加，而APC角度會變 小，則在存在有披覆層的情況，確認到即便超過1500循環，蝕刻量及其差異仍穩定，APC角度亦穩定。這應該是相對於在未存在有披覆層的情況，相對於載置台之沉積物較多，因氣體吸附於沉積物，使得蝕刻量降低，伴隨著APC角度會變小，則在存在有披覆層的情況，於載置台難以產生沉積物，因此，便會抑制蝕刻量降低及差異，而APC角度亦穩定之故。
(實驗結果2)
使用未形成有披覆層之載置台，將載置台溫度為低溫(10~40℃)，求得開始蝕刻時之晶圓蝕刻量、以HF氣體及NH3氣體連續處理後之晶圓蝕刻量、接著以80~100℃烘烤後之晶圓蝕刻量以及再度連續處理後之蝕刻量。其結果顯示於圖7。如此圖所示，以HF氣體及NH3氣體連續處理後之蝕刻量雖會較初期蝕刻量較低，但這是因為載置台附著沉積物而使得蝕刻量降低之故。之後，因烘烤而蝕刻量會恢復，這是因烘烤使得沉積物昇華之故。
(實驗結果3)
以HF氣體及NH3氣體來處理而在載置台形成沉積物後，藉由RGA(residual gas analyzer)來分析80℃烘烤時所昇華之物質。其結果顯示於圖8。如此圖所示，檢出有NH3系、HF系氣體。成分應該為NH4F及(NH4)2SiF6。
(實驗結果4)
準備僅以鋁、於鋁表面施有陽極氧化處理、形成有CH系披覆層、形成有CHF系披覆層來作為載置台，在進行HF氣體及NH3氣體之處理後，藉由重量測定及離子層析來求得沉積物量。該等結果顯示於圖9A,圖9B。另外，圖9B中，係顯示F離子與NH4+離子。如該等圖所示，確認了形成CH系披覆層者及形成CHF系披覆層者，由於具有撥水性且表面亦平滑，故沉積物附著之抑制效果較高，該等中，又以CHF系披覆層之效果較高。陽極氧化披覆膜由於凹凸較大，故沉積物量會極多。
<本發明之其他適用>
另外，本發明不限於上述實施形態而可為各種變形。例如，上述實施形態中，雖係顯示使用HF氣體及NH3氣體作為蝕刻氣體來蝕刻矽氧化膜的情況，但不限於此，亦可適用於使用含氟、氫及氧之蝕刻氣體來蝕刻含矽膜，而產生蝕刻產物之氟矽酸銨的情況。又，上述實施形態之裝置僅不過 為例示，可藉由各種構成裝置來實施本發明之蝕刻方法。再者，雖顯示使用半導體晶圓為被處理基板的情況，但不限於半導體晶圓，亦可為以LCD(液晶顯示器)用基板為代表之FPD(平板顯示器)基板，或陶瓷基板等其他基板。

Claims (16)

  1. 一種蝕刻裝置，係進行將基板上之含矽膜使用含氟、氫及氮之蝕刻氣體來生成副產物之氟矽酸銨之蝕刻的蝕刻裝置，具備有：腔室，係收納具有含矽層之基板；基板載置機構，係設於該腔室內；氣體供給機構，係將含氟、氫及氮之蝕刻氣體供給至該腔室內；以及排氣機構，係將該腔室內加以排氣；該基板載置機構係具有：載置台，係具有載置基板之載置面；溫度調整機構，係將該載置台之該載置面溫度調整至50℃以下之溫度；以及加熱構件，係將該載置台之該載置面以外之面的至少一部份加熱至60~100℃；該載置台之至少該載置面係形成有樹脂製披覆層；該披覆層相對於水的接觸角為75°以上，且表面粗度Ra為1.9μm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之蝕刻裝置，其中該蝕刻氣體係HF氣體及NH3氣體，該含矽膜係氧化矽膜。
  3. 如申請專利範圍第1項之蝕刻裝置，其中該披覆層係由含F、C、H之FCH樹脂，或含C、H之CH樹脂所構成。
  4. 如申請專利範圍第1項之蝕刻裝置，其進一步具備有加熱該腔室壁部之加熱器，該加熱構件係藉由以該加熱器加熱後之該腔室壁部所傳熱的熱來加熱該載置台之該載置面以外的面。
  5. 如申請專利範圍第1項之蝕刻裝置，其中該溫度調整機構係藉由將溫度調整媒體流通於該載置台之中來進行溫度調整。
  6. 如申請專利範圍第1項之蝕刻裝置，其中該載置台與該加熱構件之間係形成有作為排氣流道功能之間隙。
  7. 一種蝕刻方法，係將基板上之含矽膜使用含氟、氫及氮之蝕刻氣體來蝕刻而生成副產物之氟矽酸銨的蝕刻方法，係具有：在腔室內，設置至少在載置基板之載置面形成有樹脂性披覆層之載置台；在該載置台之載置面載置具有含矽膜之基板；將該載置台之該載置面溫度調整至50℃以下之溫度；將該載置台之該載置面以外之面的至少一部份加熱至60~100℃；以及將含氟、氫及氮之蝕刻氣體供給至該腔室內，來蝕刻該含矽膜；該披覆層相對於水的接觸角為75°以上，且表面粗度Ra為1.9μm以下。
  8. 如申請專利範圍第7項之蝕刻方法，其中該蝕刻氣體係HF氣體及NH3氣體，該含矽膜係氧化矽膜。
  9. 如申請專利範圍第8項之蝕刻方法，其中蝕刻時之HF氣體分壓為10~80mTorr。
  10. 如申請專利範圍第7項之蝕刻方法，其中該披覆層係由含F、C、H之FCH樹脂，或含C、H之CH樹脂所構成。
  11. 一種基板載置機構，係在進行將基板上之含矽膜使用含氟、氫及氮之蝕刻氣體來生成副產物之氟矽酸銨之蝕刻的蝕刻裝置之腔室內，載置具有含矽膜之基板的基板載置機構，具備有：載置台，係具有載置基板之載置面；溫度調整機構，係將該載置台之該載置面溫度調整至50℃以下之溫 度；以及加熱構件，係將該載置台之該載置面以外之面的至少一部份加熱至60~100℃；該載置台之至少該載置面係形成有樹脂製披覆層；該披覆層相對於水的接觸角為75°以上，且表面粗度Ra為1.9μm以下。
  12. 如申請專利範圍第11項之基板載置機構，其中該蝕刻氣體係HF氣體及NH3氣體，該含矽膜係氧化矽膜。
  13. 如申請專利範圍第11項之基板載置機構，其中該披覆層係由含F、C、H之FCH樹脂，或含C、H之CH樹脂所構成。
  14. 如申請專利範圍第11項之基板載置機構，其中該腔室壁部係被加熱器所加熱，該加熱構件係藉由以該腔室壁部所傳熱的熱來加熱該載置台之該載置面以外的面。
  15. 如申請專利範圍第11項之基板載置機構，其中該溫度調整機構係藉由將溫度調整媒體流通於該載置台之中來進行溫度調整。
  16. 如申請專利範圍第11項之基板載置機構，其中該載置台與該加熱構件之間係形成有作為排氣流道功能之間隙。
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