[發(fā)明專利]蝕刻方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180046520.0
• 申請(qǐng)日: 2011-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN103155116A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 功刀俊介;真弓聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 積水化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L21/3065
• 分類號(hào): H01L21/3065;H05H1/24
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 龔敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蝕刻含硅物的方法及裝置，特別是涉及適合對(duì)于無定形硅等在伴有氧化反應(yīng)的同時(shí)被蝕刻的含硅物來控制蝕刻量的蝕刻方法及裝置。

背景技術(shù)

使用大氣壓附近的等離子體來蝕刻無定形硅等含硅物的裝置眾所周知(參照專利文獻(xiàn)1、2等)。例如，在專利文獻(xiàn)1中，在大氣壓附近下，將在CF₄等含氟成分中添加水蒸氣而得的氣體等離子體化。通過等離子體化，從而生成HF、COF₂等氟系反應(yīng)成分。在等離子體化后的氣體中進(jìn)一步混合臭氧，與被處理物接觸。由此，被覆于被處理物的硅經(jīng)由以下兩個(gè)階段的反應(yīng)過程而被蝕刻。

在第一階段中，發(fā)生硅的氧化反應(yīng)(式1)。

3Si+2O₃→3SiO₂????(式1)

在第二階段，上述已氧化的硅與HF等氟系反應(yīng)成分反應(yīng)，從而被轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性成分(SiF₄等)。

SiO₂+4HF→SiF₄+2H₂O????(式2)

處理氣體中的HF和H₂O在被處理物的表面凝結(jié)而形成氫氟酸水的凝結(jié)層。

在專利文獻(xiàn)2中，交替地從不同的吹出口吹出含有氟系反應(yīng)成分的等離子體氣體和含有臭氧的氣體，與被處理物接觸。被處理物相對(duì)于氣體吹出噴嘴往復(fù)移動(dòng)(掃描)。在這里，將向去側(cè)或回側(cè)的單程移動(dòng)作為1次掃描。1次往復(fù)移動(dòng)為2次掃描。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007-294642號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2009-099880號(hào)公報(bào)([0023]、圖2)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

在使用了含有HF等氟系反應(yīng)成分和臭氧等氧化性反應(yīng)成分的處理氣體的蝕刻處理中，被處理物首次橫穿處理空間時(shí)(首次橫穿時(shí)，第一次掃描)與此后被處理物橫穿處理空間時(shí)(第二次以后橫穿時(shí)，第二次掃描以后)相比，蝕刻率較低。若首次橫穿時(shí)不是在發(fā)生第一階段的氧化反應(yīng)(式1)后，則不開始第二階段的蝕刻反應(yīng)(式2)。因而，氟系反應(yīng)成分浪費(fèi)。而且，在被處理物的表面形成因氟系反應(yīng)成分而產(chǎn)生的氫氟酸水等的凝結(jié)層，該凝結(jié)層妨礙氧化反應(yīng)，因此越來越難以發(fā)生蝕刻反應(yīng)。在第二次以后的橫穿時(shí)，被處理物的表面因至前一次為止的處理而已經(jīng)被氧化，因此可立即開始第二階段的蝕刻反應(yīng)(式2)。因此，被處理物橫穿處理空間的次數(shù)(橫穿次數(shù)、掃描次數(shù))與累積的蝕刻量不存在正比例關(guān)系，因而比例性差，不易于控制蝕刻量。

本發(fā)明基于上述情況而完成，其目的在于，使得從首次橫穿時(shí)開始就可充分發(fā)生含硅物的蝕刻反應(yīng)，從而防止氟系反應(yīng)成分浪費(fèi)，并且使得可容易地控制蝕刻量。

解決課題的手段

為實(shí)現(xiàn)上述課題，本發(fā)明所涉及的蝕刻方法的特征在于，是在大氣壓附近的處理空間中使用含有氟系反應(yīng)成分和第一氧化性反應(yīng)成分的處理氣體來蝕刻含硅物的蝕刻方法，包括以下工序：

使含有第二氧化性反應(yīng)成分的處理流體與含有上述含硅物的被處理物接觸的前處理工序，和

在上述前處理工序之后，在以橫穿(通過)上述處理空間內(nèi)的方式上述被處理物相對(duì)于上述處理空間相對(duì)地移動(dòng)的同時(shí)，將上述處理氣體供給至上述處理空間或在上述處理空間內(nèi)生成上述處理氣體的上述各種反應(yīng)成分的蝕刻處理工序。

在前處理工序中，處理流體中的第二氧化性反應(yīng)成分與含硅物發(fā)生氧化反應(yīng)(參照式1)。然后，在蝕刻處理工序中，當(dāng)被處理物首次橫穿處理空間內(nèi)時(shí)(首次橫穿時(shí)(通過時(shí))，第一次掃描)，已通過上述前處理工序而進(jìn)行了含硅物的氧化反應(yīng)。因而，可立即開始基于處理氣體中的氟系反應(yīng)成分而引發(fā)的蝕刻反應(yīng)(參照式2)。由此，在首次橫穿時(shí)也可充分提高蝕刻率，可避免氟系反應(yīng)成分浪費(fèi)。此外，在首次橫穿時(shí)通過使處理氣體中的第一氧化性反應(yīng)成分與被處理物接觸，從而可進(jìn)一步進(jìn)行含硅物的氧化。在第二次以后的橫穿時(shí)，由于含硅物的表面因至前一次為止的橫穿而已經(jīng)被氧化，所以可立即發(fā)生基于處理氣體中的氟系反應(yīng)成分而引發(fā)的蝕刻反應(yīng)。并且，可通過處理氣體中的第一氧化性反應(yīng)成分而進(jìn)一步進(jìn)行含硅物的氧化。因而，可使首次橫穿時(shí)的蝕刻率與第二次以后橫穿時(shí)的蝕刻率達(dá)到大致相同的大小。由此，可提高橫斷次數(shù)與累積的蝕刻量的比例性。因此，通過設(shè)定橫穿次數(shù)，從而可容易地控制含硅物的最終蝕刻量達(dá)到所需的值。