料形成了 6nm的厚度的SiN膜的样品进行了蚀刻。从所述实验结果来看，此时的条件成为相对于SiN膜而言充分的过蚀刻(over etching)的条件。其结果，SiN膜被完全蚀刻，基底的S1J莫暴露，但在S1 J莫的表面上没有看到损伤。
[0101]实验例3
[0102]在本实验例中，对于与实验例I相同的样品，使载置台的温度变化，将F2气体和O2气体以被等离子体激励后的状态导入到腔室内而进行了蚀刻。该蚀刻时的其他条件如下:使腔室内压力为0.1Torr (13.33Pa)?1Torr (1333Pa)，使02/F2为19.5，使蚀刻时间为30sec?1800sec，使F2气体流量(换算值)为Isccm?lOOOsccm，使O 2气体流量为Osccm?5000sccm，使N2气体流量(换算值)为0.2sccm?2000sccm，使气体激励部的功率为400W。
[0103]将实验结果表示在图8中。在图8中，横轴取载置台的温度，纵轴取SiN膜、poly —Si膜、S1J莫的蚀刻量，图8是表示这些值的关系的图。如该图所示，可知:温度越低，SiN膜的蚀刻量越大，SiN膜相对于poly - Si膜和S1J莫的蚀刻选择比也越高。可知:载置台的温度尤其优选为10°C?100°C，进一步优选为15°C?55°C。
[0104]实验例4
[0105]在本实验例中，对于与实验例I相同的样品，使腔室内压力变化，将F2气体和02气体以被等离子体激励后的状态导入到腔室内而进行了蚀刻。该蚀刻时的其他条件如下:使载置台温度为35°C，使02/匕为19.5，使蚀刻时间为30sec?1800seC，使F 2气体流量(换算值)为Isccm?lOOOsccm，使O2气体流量为Osccm?5000sccm，使气体激励部的功率为4001
[0106]将实验结果表示在图9中。在图9中，横轴取腔室内压力，纵轴取SiN膜、poly —Si膜、S1J莫的蚀刻量，图9是表示这些值的关系的图。如该图所示，可知:随着压力的上升，SiN膜的蚀刻量增加。尤其是，在1500mTorr?2500mTorr (200Pa?333Pa)的范围内，SiN膜的蚀刻量急剧地增加。另一方面，当超过2500mTorr时，poly 一 Si膜的蚀刻量也增加。因此，确认了:腔室内压力尤其优选在500mTorr?5000mTorr的范围内，进一步优选在100mTorr ?2500mTorr 的范围内。
[0107]实验例5
[0108]在本实验例中，对于在娃基板上形成有10nm的厚度的热氧化膜(S12)的样品、在硅基板上形成10nm的厚度的热氧化膜(S12)之后成膜有150nm?200nm左右的厚度的poly - Si膜的样品、在硅基板上形成10nm的厚度的热氧化膜(S12)之后以二氯硅烷(DCS ;SiCl2H2)为原料利用CVD成膜有200nm?300nm左右的厚度的SiN膜的样品，作为含F气体而使用ClF3气体，使O 2气体相对于ClF 3气体的流量比(体积比)(O 2/ClF3)变化，将ClF3气体和O2气体以被等离子体激励后的状态导入到腔室内而进行了蚀刻。该蚀刻时的其他条件如下:使腔室内压力为0.5Torr?3Torr，使载置台温度为15°C?60 °C，使蚀刻时间为300sec，使ClF3气体流量为Isccm?lOOOsccm，使O 2气体流量为10sccm?2000sccm，使N2气体流量为Osccm?500sccm，使气体激励部的功率为400W。
[0109]将实验结果表示在图10?图12中。图10是表示O2相对于ClF3气体的流量比(02/ClF3)与SiN膜、poly — Si膜、S1^的蚀刻量之间的关系的图，图11是表示载置台的温度与SiN膜、poly - Si膜、S1J莫的蚀刻量之间的关系的图，图12是表示腔室内压力与SiN膜、poly - Si膜、S1^的蚀刻量之间的关系的图。
[0110]如图10所示，在02/ClF3的值较低的情况下，存在如下倾向:SiN膜的蚀刻速率变高，但poly - Si膜的蚀刻速率也较高，SiN膜相对于poly — Si膜的蚀刻选择比变低。当02/ClF3的值为100以上时，SiN膜相对于poly — Si膜的蚀刻选择比变高。不管02/(:迅的值如何，均能够将S1J莫的蚀刻速率维持得较低。
[0111]如图11所示，温度越低，SiN膜的蚀刻量越大，SiN膜相对于poly — Si膜和S12膜得蚀刻选择比也越高。确认了:在15°C?60°C的范围内，SiN膜的蚀刻速率较高，SiN膜相对于poly — Si膜的蚀刻选择比也较高。
[0112]如图12所示，确认了:随着压力上升，SiN膜的蚀刻量增加，压力为100mTorr (133Pa)以上，SiN膜的蚀刻量和SiN膜相对于poly — Si膜和S1J莫的选择比变大。
[0113]实验例6
[0114]在本实验例中，确认了预氧化处理的效果。作为样品，使用与实验例5相同的样品，使时间在75sec、135sec之间变化，使压力在2.25Torr (3000Pa)、3Torr (4000Pa)之间变化，在进行了预氧化处理之后，将作为含F气体的ClF3气体和O 2气体以被等离子体激励后的状态导入到腔室内而进行了蚀刻。预氧化处理的其他条件如下:使温度为35°C，使气体激励部的功率为400W，蚀刻时的其他条件如下:使腔室内压力为0.1Torr?lOTorr，使载置台温度为35°C，使蚀刻时间为300sec，使ClF3气体流量为Isccm?20sCCm，使O 2气体的流量为100sccm?2000sccm，使N2气体流量为O?500sccm，使气体激励部的功率为400W。
[0115]将实验结果表示在图13中。图13是表示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。如该图所示，可知:随着预氧化处理的时间和压力的上升，SiN膜相对于多晶硅的蚀刻选择比增加。
[0116]根据以上的实验例，确认了:通过将含F气体和02气体在适当的范围以被激励后的状态供给，能够在维持SiN膜的高蚀刻速率的情况下，相对于poly - Si膜和S1J莫以高选择比来对SiN膜进行蚀刻，还不易产生S1J莫的表面粗糙。另外，可知:通过在蚀刻之前利用氧等离子体进行预氧化处理，poly - Si膜不易被蚀刻，能够使SiN膜相对于poly —Si膜的蚀刻选择比上升。
[0117]本发明的其他应用
[0118]此外，本发明并不限定于所述实施方式，而能够进行各种变形。例如，所述实施方式的装置只不过是例示，能够利用各种结构的装置来实施本发明的蚀刻方法。另外，示出了作为被处理基板而使用半导体晶圆的情况，但不限于半导体晶圆，被处理基板也可以是以LCD (液晶显示器)用基板为代表的FPD (平板显示器)基板、陶瓷基板等其他基板。
[0119]附图标iP,说曰月
[0120]1、处理系统；2、输入输出部；3、加载互锁真空室；5、蚀刻装置；11、第一晶圆输送机构；17、第二晶圆输送机构；40、腔室；43、气体供给机构；44、排气机构；61、61a、61b、气体导入喷嘴；63、63a、63b、气体激励部；66、F2气体供给源；67、O 2气体供给源；90、控制部；W、
半导体晶圆。
【主权项】
1.一种蚀刻方法，其特征在于， 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。2.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于， 还供给非活性气体来进行蚀刻处理。3.根据权利要求1或2所述的蚀刻方法，其特征在于， 将所述含F气体和所述02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。4.根据权利要求1或2所述的蚀刻方法，其特征在于， 将所述含F气体和所述02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。5.根据权利要求1或2所述的蚀刻方法，其特征在于， 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02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。6.根据权利要求1至5中任一项所述的蚀刻方法，其特征在于， 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。7.根据权利要求1至6中任一项所述的蚀刻方法，其特征在于， 所述含F气体是被非活性气体稀释后的F2气体。8.根据权利要求7所述的蚀刻方法，其特征在于， 在进行所述蚀刻时，F2气体与O2气体之间的体积比在1:2?1:1000的范围内。9.根据权利要求1至6中任一项所述的蚀刻方法，其特征在于， 所述含F气体为ClF3气体。10.根据权利要求9所述的蚀刻方法，其特征在于， 在进行所述蚀刻时，ClF3气体与O2气体之间的体积比在1:4?1:1000的范围内。11.根据权利要求2或7所述的蚀刻方法，其特征在于， 所述非活性气体是N2气体和/或Ar气体。12.根据权利要求1至11中任一项所述的蚀刻方法，其特征在于， 在进行所述蚀刻时，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。13.根据权利要求1至12中任一项所述的蚀刻方法，其特征在于， 在进行所述蚀刻时，使所述腔室内的压力在13Pa?1333Pa的范围内。14.一种存储介质，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，其特征在于， 在执行所述程序时，使计算机控制所述蚀刻装置，以便进行权利要求1至13中任一项的蚀刻方法。
【专利摘要】将在表面上具有氮化硅膜且具有与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(W)配置在腔室(40)内，将含F气体和O2气体以至少将O2气体激励后的状态向腔室(40)内供给，由此，相对于多晶硅膜和/或氧化硅膜选择性地对氮化硅膜进行蚀刻。
【IPC分类】H01L21/3065
【公开号】CN105122432
【申请号】CN201480022312
【发明人】高桥信博, 高桥哲朗, 守谷修司, 松本雅至, 松永淳一郎
【申请人】东京毅力科创株式会社
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2014年3月5日
【公告号】WO2014171214A1