蚀刻方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于对在基板上形成的规定的材料的膜进行蚀刻的蚀刻方法。
【背景技术】
[0002]近来，在半导体器件的制造过程中，作为替代干蚀刻、湿蚀刻的能够精细化蚀刻的方法，被称作化学氧化物去除处理(Chemical Oxide Removal:C0R)的干蚀刻技术受到关注(例如专利文献1、2)。在对作为氧化物的氧化硅(S12)进行蚀刻的情况下，单独使用氟化氢(HF)气体，或者使用HF气体和氨(NH3)气体的混合气体。
[0003]COR是对氧化物进行蚀刻的技术，但其是在不在腔室内生成等离子体的情况下进行蚀刻的低损伤的蚀刻技术，因此，最近，研究将该技术应用于氮化硅(SiN)膜的蚀刻。作为在不在腔室内生成等离子体的情况下对SiN膜进行蚀刻时的蚀刻气体，研究HF气体+F2气体(例如专利文献3)。
[0004]专利文献1:日本特开2005 - 39185号公报
[0005]专利文献2:日本特开2008 - 160000号公报
[0006]专利文献3:日本特开2010 - 182730号公报
[0007]然而，在半导体晶圆中，SiN膜大多与多晶硅(poly — Si)膜、Si基板等S1、S12膜相邻，在这样的状态下利用HF气体和F2气体对SiN膜进行蚀刻时，在低温条件下，S1 2膜被作为反应生成物而生成的NH3气体和HF气体蚀刻，在高温条件下，poly 一 Si被蚀刻。因此，存在难以相对于S1J莫和poly - Si膜以高选择比对SiN膜进行蚀刻这样的问题。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的在于，提供一种能够利用不在腔室内生成等离子体的方法相对于氧化硅膜和/或多晶硅膜以高选择比来对氮化硅膜进行蚀刻的蚀刻方法。
[0009]S卩，本发明的第一技术方案提供一种蚀刻方法，其中，该蚀刻方法包括以下工序:将在表面上具有氮化硅膜且具有与所述氮化硅膜相邻地设置的多晶硅膜和/或氧化硅膜的被处理基板配置在腔室内；将含F气体和O2气体以至少将O 2气体激励后的状态向所述腔室内供给；以及利用这些气体相对于所述多晶硅膜和/或所述氧化硅膜选择性地对所述氮化硅膜进行蚀刻。
[0010]在本发明的第一技术方案中，也可以是，还供给非活性气体来进行蚀刻处理。在该情况下，作为所述非活性气体，能够优选使用N2气体和/或Ar气体。
[0011]在进行所述蚀刻方法时，既可以是，将所述含F气体和所述O2气体在所述腔室外一并利用等离子体激励之后导入到所述腔室内，也可以是，将所述含F气体和所述O2气体在所述腔室外单独地利用等离子体激励之后单独地导入到所述腔室内，还可以是，将所述含F气体在没有被激励的情况下导入到所述腔室内，将所述O2气体在所述腔室外利用等离子体激励之后导入到所述腔室内。
[0012]另外，也可以是，在所述蚀刻之前，向所述被处理基板供给氧等离子体而对所述被处理基板的表面进行预氧化处理。
[0013]在进行所述蚀刻时，作为所述含F气体，能够使用被非活性气体稀释后的F2气体。作为所述非活性气体，能够优选使用N2气体和/或Ar气体。在该情况下，能够使F 2气体与O2气体之间的体积比在1:2?I:1000的范围内。
[0014]在进行所述蚀刻时，作为所述含F气体，也能够使用ClF3气体。在该情况下，能够使ClF3气体与O2气体之间的体积比在1:4?I:1000的范围内。
[0015]并且，在进行所述蚀刻时，能够使在所述腔室内载置所述被处理基板的载置台的温度在10°C?200°C的范围内。并且，在进行所述蚀刻时，能够使所述腔室内的压力在13Pa?1333Pa的范围内。
[0016]另外，本发明的第二技术方案提供一种存储介质，其是在计算机上运行的、存储有用于控制蚀刻装置的程序的存储介质，其中，在执行所述程序时，使计算机控制所述蚀刻装置，以便进行第I技术方案的蚀刻方法。
[0017]采用本发明，能够不在腔室内生成等离子体的情况下以高蚀刻速率且相对于与SiN膜相邻地设置的S1J莫和/或poly - Si膜以高选择比来对被处理基板的表面的SiN膜进行蚀刻。
【附图说明】
[0018]图1是表示搭载有为了实施本发明的实施方式的蚀刻方法而使用的蚀刻装置的处理系统的一个例子的概略结构图。
[0019]图2是表示搭载于图1的处理系统的蚀刻装置的一个例子的概略结构的剖视图。
[0020]图3是表示搭载于图1的处理系统的蚀刻装置的另一个例子的概略结构的剖视图。
[0021]图4是表示搭载于图1的处理系统的蚀刻装置的又一个例子的概略结构的剖视图。
[0022]图5是表示搭载有为了实施本发明的实施方式的蚀刻方法而使用的蚀刻装置的处理系统的另一个例子的概略结构图。
[0023]图6是表示搭载于图5的处理系统的热处理装置的剖视图。
[0024]图7是表示在作为含F气体而使用被N2气体稀释后的F 2气体的情况下的、O 2气体相对于F2气体的流量比(02/F2)与SiN膜、poly — Si膜、S1J莫的蚀刻量之间的关系的图。
[0025]图8是表示在作为含F气体而使用被N2气体稀释后的F2气体的情况下的、载置台的温度与SiN膜、poly - Si膜、S1J莫的蚀刻量之间的关系的图。
[0026]图9是表示在作为含F气体而使用被N2气体稀释后的F2气体的情况下的、腔室内压力与SiN膜、poly - Si膜、S1J莫的蚀刻量之间的关系的图。
[0027]图10是表示在作为含F气体而使用ClF3气体的情况下的、O 2相对于ClF 3气体的流量比(02/ClF3)与SiN膜、poly — Si膜、S1J莫的蚀刻量之间的关系的图。
[0028]图11是表示在作为含F气体而使用(:1?3气体的情况下的、载置台的温度与SiN膜、poly - Si膜、S1J莫的蚀刻量之间的关系的图。
[0029]图12是表示在作为含F气体而使用(:1?3气体的情况下的、腔室内压力与SiN膜、poly - Si膜、S1^的蚀刻量之间的关系的图。
[0030]图13是表示作为含F气体而使用ClF3气体的情况下的、预氧化处理的条件与SiN膜的蚀刻量、以及与SiN膜相对于多晶硅和S1J莫的蚀刻选择比之间的关系的图。
【具体实施方式】
[0031]以下，参照【附图说明】本发明的实施方式。
[0032]在本发明的实施方式中使用的处理系统的一个例子
[0033]图1是表示搭载有用于实施本发明的蚀刻方法的蚀刻装置的处理系统的一个例子的概略结构图。该处理系统I包括:输入输出部2，其用于输入输出半导体晶圆(以下，仅记作晶圆)W ;加载互锁真空室(L/L) 3，其设有两个，该两个加载互锁真空室(L/L)与输入输出部2相邻地设置；以及蚀刻装置5，其分别与各加载互锁真空室3相邻地设置，用于在不生成等离子体的情况下对晶圆W进行蚀刻。
[0034]输入输出部2具有输送室(L/M) 12，该输送室(L/M) 12在内部设有用于输送晶圆W的第一晶圆输送机构11。第一晶圆输送机构11具有用于大致水平地保持晶圆W的两个输送臂11a、lib。在输送室12的长度方向上的侧部设有载置台13，该载置台13能够与例如3个以排列多张晶圆W的方式收纳多张晶圆W的承载件C相连接。另外，与输送室12相邻地设有定位器14，该定位器14使晶圆W旋转并利用光学方法求出偏心量，以进行晶圆W的对位。
[0035]在输入输出部2中，晶圆W由输送臂lla、llb保持着并利用第一晶圆输送机构11的驱动而在大致水平面内进行直进移动并进行升降，从而将晶圆W输送至期望的位置。然后，通过使输送臂11a、Ilb分别相对于载置台13上的承载件C、定位器14、加载互锁真空室3进行进退来输入输出晶圆W。
[0036]各加载互锁室3以在其与输送室12之间分别设有闸阀16的状态分别连结于输送室12。在各加载互锁室3内设有用于输送晶圆W的第二晶圆输送机构17。另外，构成为能够对加载互锁室3进行抽真空而使其达到规定的真空度。
[0037]第二晶圆输送机构17具有大致水平地保持晶圆W的拾取件(日文:匕° 7夕)。在该第二晶圆输送机构17中，能够使拾取件在加载互锁真空室3与蚀刻装置5之间移动，由此能够在加载互锁真空室3与蚀刻装置5之间输送晶圆W。
[0038]处理系统I具有控制部90。控制部90具有工艺控制器91，该工艺控制器91具有用于对处理系统I的各构成部进行控制的微型处理器(计算机)。工艺控制器91与用户界面92相连接，该用户界面92具有为了操作者管理处理系统I而进行命令的输入操作等的键盘、将处理系统I的运行状况可视化显示的显示器等。另外，工艺控制器91与存储部93相连接，在该存储部93中存储有用于通过工艺控制器的控制来实现由处理系统I执行的各种处理、例如对后述的蚀刻装置5中的处理气体的供给、腔室内的排气等的控制程序、用于根据处理条件使处理系统I的各构成部执行规定的处理的控制程序即处理制程、各种数据库等。制程被存储在存储部93中的适当的存储介质(未图示)中。并且，根据需要，从存储器93调出任意的制程并由工艺控制器91执行，从而在工艺控制器91的控制下，利用处理系统I进行期望的处理。
[0039]此外，在后面详细说明蚀刻装置5的具体结构。
[0040]在这样的处理系统I中，作为晶圆W，使用在表面上具有作为蚀刻对象的SiN膜且与SiN膜相邻地形成有S1J莫和poly - Si膜中的至少一者的晶圆。并且，将多张这样的晶圆W收纳在承载件C内，将该承载件C安装于处理系统I的输入输出部2。在处理系统I中，在打开大气侧的闸阀16的状态下，利用第一晶圆输送机构11的输送臂IlaUlb中的任意一个输送臂将I张晶圆W自输入输出部2的承载件C输送到加载互锁真空室3，并将其交接到加载互锁真空室3内的第二晶圆输送机构17的拾取件上。
[0041]之后，关闭大气侧的闸阀16并对加载互锁真空室3内进行真空排气，接着打开闸阀54，使拾取件伸长到蚀刻装置5而向蚀刻装置5输送晶圆W。
[0042]之后，使拾取件返回到加载互锁真空室3，关闭闸阀54，在蚀刻装置5中进行蚀刻处理。
[0043]在完成蚀刻装置5中的蚀刻处理之后，打开闸阀54，利用第二晶圆输送机构17的拾取件使载置台42上的蚀刻处理后的晶圆W退避到加载互锁真空室3，利用第一晶圆输送机构11的输送臂IlaUlb中的任意一个输送臂使晶圆W返回到承载