專利名稱：表面處理方法、蝕刻處理方法及電子裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面處理方法、蝕刻處理方法和電子裝置的制造方法。
技術(shù)背景近年來，在高集成化的半導(dǎo)體裝置等的制造中，對基板等被處理物的 表面必須進行高度清潔。為此，產(chǎn)生了完全除去堆積在被處理物的表層和 溝槽側(cè)壁等上的反應(yīng)生成物(沉積物)的必要性。作為用于除去堆積在被處理物的表層和溝槽側(cè)壁等上的反應(yīng)生成物 (沉積物)的技術(shù)，己知有以RCA洗滌為代表的濕式洗滌。由于濕式洗滌 能以較簡便的裝置除去反應(yīng)生成物(沉積物)，所以在半導(dǎo)體裝置等電子裝 置的制造中被廣泛使用。然而，濕式洗滌存在的問題是由于使用大量的藥 液，所以造成運行成本很高，而且環(huán)境負荷也很大。為此，提出了以HF (氟化氫)蒸氣洗滌為代表的干式洗滌、及將濕式 洗滌和干式洗滌相組合的技術(shù)(參見專利文獻1)。其中，蝕刻處理后的被處理物被傳送到洗滌裝置，在洗滌裝置內(nèi)進行 上述的濕式洗滌或干式洗滌，這種情況下，從蝕刻處理到洗滌處理之間的 時間較長時，有可能伴隨著反應(yīng)生成物的侵蝕而產(chǎn)生腐蝕等，從而制品的 合格率降低。專利文獻1:日本特開平5-90239號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供可以在蝕刻處理后立即從被處理物上除去反應(yīng)生成物和硬掩模等的表面處理方法、蝕刻處理方法和電子裝置的制造方法。根據(jù)本發(fā)明的一個形態(tài)，提供一種表面處理方法，其特征在于，包括下述工序通過進行氧氣等離子體處理來除去含氟化碳的反應(yīng)生成物的工序，該反應(yīng)生成物是通過依次對基板上具有多層膜的被處理物的各層進行fei該l」而堆積形成的；和在除去上述反應(yīng)生成物后，使用氟化氫氣體來除去含氧化物的反應(yīng)生成物的工序。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一形態(tài)，提供一種蝕刻處理方法，其特征在于，包括下述工序?qū)⒕哂卸鄬幽さ谋惶幚砦锱渲迷跍p壓環(huán)境中的工序；向上 -述減壓環(huán)境中導(dǎo)入反應(yīng)氣體的工序；產(chǎn)生上述反應(yīng)氣體的等離子體并依次蝕刻上述多層膜的工序；通過進行氧氣等離子體處理來除去通過上述蝕刻而堆積的含氟化碳的反應(yīng)生成物的工序；以及在上述蝕刻后，使用氟化氫氣體來除去含氧化物的反應(yīng)生成物的工序。另外，根據(jù)本發(fā)明的又一形態(tài)，提供一種電子裝置的制造方法，其特征在于，其包括在基板上形成多層的膜的工序和對上述多層的膜的各層依次進行蝕刻的工序，而且使用上述的表面處理方法。


圖1是用于例示本發(fā)明的實施方式的表面處理方法的流程圖。圖2是用于例示被處理物上的反應(yīng)生成物和硬掩模的截面示意圖。圖3是用于例示各層的蝕刻后的狀態(tài)的截面示意圖。圖4是用于例示各層的蝕刻后的狀態(tài)的截面示意圖。圖5是用于例示各層的蝕刻后的狀態(tài)的截面示意圖。圖6是用于例示利用02氣等離子體處理來除去以CFx為主成分的反應(yīng)生成物的情況的截面示意圖。圖7是用于例示除去反應(yīng)生成物和硬掩模后的狀態(tài)的截面示意圖。
具體實施方式
以下參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是用于例示本發(fā)明的實施方式的表面處理方法的流程圖。圖2是用于例示被處理物上的反應(yīng)生成物和硬掩模的截面示意圖，表示的是半導(dǎo)體裝置的溝槽部分的示意截面。首先，對圖2所示的被處理物上的反應(yīng)生成物和硬掩模進行說明。 如圖2所示，被處理物W是按照從下層開始層疊硅基板1、層間絕緣膜2、多晶硅膜3、氮化膜4、作為硬掩模的氧化膜5的方式而形成。在這 種具有多層膜的被處理物W上形成溝槽T時，將氧化膜5作為硬掩模，從 上層開始依次進行蝕刻。這種蝕刻處理例如可使用RIE (反應(yīng)離子蝕刻， reactive ion etching)法。圖3 圖5是用于例示各層蝕刻后的狀態(tài)的截面示意圖。將氧化膜5作為硬掩模而對氮化膜4進行蝕刻時，可將CF4、 02等的 混合氣體用作蝕刻氣體。此時如圖3所示，以CFx為主成分的反應(yīng)生成物 4a堆積在溝槽T的側(cè)壁上。接著，對位于氮化膜4的下層的多晶硅膜3進行蝕刻時，可將HBr、 CF4、 02、 N2等的混合氣體用作蝕刻氣體。此時如圖4所示，在溝槽T的 側(cè)壁上進一步堆積了以SiBr等為主成分的反應(yīng)生成物3a。然后，對位于多晶硅膜3的下層的層間絕緣膜2進行蝕刻時，可將CF4、 CH2F2、 02、 He等的混合氣體用作蝕刻氣體。此時如圖5所示，在溝槽T 的側(cè)壁上進一步堆積了以CFX為主成分的反應(yīng)生成物2a。然后，對位于最下層的硅基板1進行蝕刻時，可將HBr、 CF4、 02等的 混合氣體用作蝕刻氣體。此時如圖2所示，在溝槽T的側(cè)壁上進一步堆積 了以SiBrO等為主成分的反應(yīng)生成物la。這里，為了除去這樣的反應(yīng)生成物而進行濕式洗滌時，存在的問題是 由于使用大量的藥液，所以運行成本很高，而且環(huán)境負荷也很大。另外， 若只使用以HF蒸氣洗滌為代表的干式洗滌時，反應(yīng)生成物有可能除去得不 完全。而且，如專利文獻1中公開的技術(shù)那樣使用濕式洗滌和干式洗滌的 組合方式時，制造工序變得復(fù)雜化，有可能使生產(chǎn)效率降低。另外，隨著 濕式洗滌，在蝕刻處理裝置和洗滌裝置之間的傳送需要花費時間，這期間 有可能伴隨著反應(yīng)生成物的侵蝕而發(fā)生腐蝕。本發(fā)明人經(jīng)研究得出如下見解，若按照反應(yīng)生成物的性質(zhì)來分別進行 除去，則不進行濕式洗滌就能完全除去反應(yīng)生成物。以下以圖2所例示的 被處理物W的情況為例進行說明。如圖1所77，首先，在各層的蝕刻后堆積了以CF、為主成分的反應(yīng)生成物4a、 2a時，進行02 (氧)氣等離子體處理，由此將其除去(步驟S1)。在02 (氧)氣等離子體處理中，進行蝕刻后立即向同一蝕刻處理裝置 內(nèi)通入02 (氧)氣等反應(yīng)氣體，利用等離子體將其激發(fā)而活化，從而對以 CFX為主成分的反應(yīng)生成物進行除去處理。其中使用RIE (反應(yīng)離子蝕刻)法時，若以02氣等離子體處理的處理 條件為示例，例如可將壓力設(shè)為lOOmTorr，上部電極的100MHz的高頻功 率設(shè)為750W，下部電極的3.2MHz的高頻功率設(shè)為0W， 02 (氧)氣的流 量設(shè)為140sccm，處理時間設(shè)為30秒。這樣，可以在進行蝕刻后立即在同一裝置內(nèi)除去反應(yīng)生成物，就可以 省去被處理物W在蝕刻處理裝置和表面處理裝置之間的傳送。結(jié)果可以提 高生產(chǎn)效率。另外，由于能縮短從蝕刻到反應(yīng)生成物除去之間的時間，所 以能大幅度地抑制伴隨反應(yīng)生成物的侵蝕而產(chǎn)生的腐蝕。圖6是用于例示利用02氣等離子體處理來除去以CFx為主成分的反應(yīng)生成物的情況的截面示意圖。如圖6所示，在氮化膜4的蝕刻后和層間絕緣膜2的蝕刻后，分別進 行〇2氣等離子體處理，從而可以除去以CFx為主成分的反應(yīng)生成物4a、2a。 因此，僅有在這些反應(yīng)生成物的除去后接著進行的多晶硅膜3的蝕刻處理 中產(chǎn)生的以SiBr為主成分的反應(yīng)生成物3a、和在硅基板1的蝕刻處理中產(chǎn) 生的以SiBrO為主成分的反應(yīng)生成物la堆積。其結(jié)果是，在下一個階段中， 只要除去以SiBr為主成分的反應(yīng)生成物3a和以SiBrO為主成分的反應(yīng)生成 物la就可以了。這里，反應(yīng)生成物la和反應(yīng)生成物3a含有硅和鍺等14族元素的氧化 物。例如，圖6所示的反應(yīng)生成物3a是以SiBr為主成分，反應(yīng)生成物la 是以SiBrO為主成分。另外，最后除去的硬掩模也是14族元素的氧化物(例 如SK)2等)。本發(fā)明人進行研究的結(jié)果得出如下見解通過使用HF (氟化氫)氣體、 或其中添加了 H20 (水)或NH3 (氨)氣的氣體，不僅能除去含氧化物的 反應(yīng)生成物，而且也能除去由氧化物形成的硬掩模。這樣，如果主要使用HF (氟化氫)氣體，則可以在進行蝕刻處理后立即在同一裝置中除去含氧化物的反應(yīng)生成物和由氧化物形成的硬掩模。這 樣就能省去被處理物W在蝕刻處理裝置和表面處理裝置之間的傳送，因此 能提高生產(chǎn)效率。另外，由于可以縮短從蝕刻到反應(yīng)生成物除去之間的時 間，所以能大幅度地抑制伴隨反應(yīng)生成物的侵蝕而產(chǎn)生的腐蝕。此時，也可以將被處理物W傳送、移入與fell刻處理裝置分開另外設(shè)置 的表面處理裝置中，然后在表面處理裝置內(nèi)進行反應(yīng)生成物等的除去。這 時優(yōu)選將傳送路徑形成減壓環(huán)境。這樣是因為能夠抑制伴隨反應(yīng)生成物的 侵蝕而產(chǎn)生的腐蝕。另外，根據(jù)被處理物W的品種，有時可以緩和與發(fā)生 腐蝕相關(guān)的條件。這種情況下也可以在大氣中傳送。但是，即使在這種情 況下，也優(yōu)選使蝕刻處理裝置和表面處理裝置盡量接近。如以上說明，使用02氣等離子體處理來除去以CFx為主成分的反應(yīng)生成物后，使用HF (氟化氫)氣體來除去含氧化物的反應(yīng)生成物和由氧化物 形成的硬掩模(步驟S2)。另外，以CFX為主成分的反應(yīng)生成物和含氧化物的反應(yīng)生成物各為1 層時，可連續(xù)地進行02等離子體處理和使用HF氣體的除去處理。但是， 如圖2所示，它們形成多層時，每次堆積以CFx為主成分的反應(yīng)生成物時， 都要進行02氣等離子體處理來將其除去，然后在蝕刻完成后，使用HF(氟 化氫)氣體來將含氧化物的反應(yīng)生成物和由氧化物形成的硬掩模一次除去。此時，可向蝕刻處理裝置內(nèi)供入HF氣體來進行除去處理。另外，如前 所述，也可向表面處理裝置內(nèi)供入HF氣體來進行除去處理。這里，除去處理按如下反應(yīng)進行。HF—FT+F- (1)HF+F—HF2_ (2)HF+F-—HF2_ (2)此時，若在HF氣體中存在H20的話，可促進反應(yīng)。H20也可以水蒸 汽等的形式添加，但在上述大氣傳送中附著在被處理物W的表面上的H20、 或存在于由氧化物形成的硬掩模中的H20也能促進反應(yīng)。另外，通過添加 NH3 (氨)氣，如下生成&0，也能促進反應(yīng)。為此，若需要的話，添加H20或NH3氣體來促進反應(yīng)(步驟S3)。HF+NH3—NH F (4)Si02+NH4F— (NH4) 2SiF6+H20 (5) NH4F—NlV+F (6) HF+F-—HF2_ (7) Si。2+HF2—+NH3— (NH4) 2SiF6 (8)然后，通過添加NH3氣體而生成的銨鹽"(NH4) 2SiF6)"通過加熱而 揮發(fā)除去(步驟S4)。此時，銨鹽"((NH4) 2SiF6)，，可通過式(9)所示的反應(yīng)來除去。 (NH4) 2 Si F6—Si F4+2NH3+2HF (9)其中，若將關(guān)于除去含氧化物的反應(yīng)生成物和由氧化物形成的硬掩模 的處理條件以示例示出，例如可以將HF氣體設(shè)為2000sccm、處理溫度設(shè) 為25。C，處理時間設(shè)為60秒。另外，式(9)中的加熱溫度設(shè)為200。C左右。圖7是用于例示除去反應(yīng)生成物和硬掩模后的狀態(tài)的截面示意圖。如圖7所示，根據(jù)本實施方式的表面處理方法，不使用濕式洗滌也能 完全除去反應(yīng)生成物。由此，可降低運行成本，也能降低環(huán)境負荷。另外， 由于可以在蝕刻處理后立即在蝕刻處理裝置內(nèi)進行除去處理，所以能削減 工序、提高生產(chǎn)效率、抑制伴隨反應(yīng)生成物的侵蝕而產(chǎn)生的腐蝕等。此外， 以往需要另外除去的硬掩模的除去也可以同時進行。因此，可省去硬掩模 的除去工序。另外，也可以將本實施方式的表面處理方法作為蝕刻處理的一部分而 一體地進行。這可以用圖3 圖5說明的形成溝槽時的情況為例進行說明。首先，如圖3所示，將氧化膜5作為硬掩模而進行氮化膜4的蝕刻， 作為蝕刻氣體，例如可使用CF4、 02等的混合氣體。此時，由于溝槽T的 側(cè)壁上堆積了以CFx為主成分的反應(yīng)生成物4a，所以可在蝕刻后接著進行 02氣等離子體處理，從而除去以CFx為主成分的反應(yīng)生成物4a。接著，如圖4所示，對位于氮化膜4的下層的多晶硅膜3進行蝕刻。 作為蝕刻氣體，例如可使用HBr、 CF4、 02、 N2等的混合氣體。此時，在溝 槽T的側(cè)壁上堆積了以SiBr等為主成分的反應(yīng)生成物3a，但由于利用02 氣等離子體處理而除去了反應(yīng)生成物4a，所以僅堆積了反應(yīng)生成物3a。接著，如圖5所示，對位于多晶硅膜3的下層的層間絕緣膜2進行蝕刻。作為蝕刻氣體，例如可使用CF4、 CH2F2、 02、 He等的混合氣體。此 時，由于溝槽T的側(cè)壁上進一步堆積了以CFX為主成分的反應(yīng)生成物2a， 所以可在蝕刻后接著進行02氣等離子體處理，從而除去以CF、為主成分的 反應(yīng)生成物2a。接著，對位于最下層的硅基板1進行蝕刻。作為蝕刻氣體，例如可使 用HBr、 CF4、 02等的混合氣體。此時，在溝槽T的側(cè)壁上堆積的反應(yīng)生 成物3a上進一步堆積了以S舊rO等為主成分的反應(yīng)生成物la。將如此堆積而成的含氧化物的反應(yīng)生成物la、 3a和作為硬掩模的氧化 膜5利用HF (氟化氫)氣體除去。另外，如前所述，也可以添加H20或 NH3氣來促進除去。如上所述，也可將本實施方式的表面處理作為蝕刻處理的一部分來進 行。此時，在進行蝕刻后立即在同一裝置內(nèi)進行本實施方式的表面處理， 由于省去了被處理物W在蝕刻處理裝置和表面處理裝置之間的傳送，所以 可提高生產(chǎn)效率。另外，由于能縮短從蝕刻到反應(yīng)生成物除去之間的時間， 且也不暴露于大氣中，所以能大幅度地抑制伴隨反應(yīng)生成物的侵蝕而產(chǎn)生 的腐蝕。下面對本發(fā)明實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法進行說明。該半導(dǎo)體 裝置的制造方法是在進行蝕刻時使用了上述本發(fā)明實施方式的表面處理方 法的方法，其通過重復(fù)下述工序來實施通過成膜處理、抗蝕劑涂布處理、 曝光處理、顯影處理、蝕刻處理、抗蝕劑除去處理等而在基板(晶片)表 面上形成圖案的工序、圖案的檢查工序、熱處理工序、導(dǎo)入雜質(zhì)工序、擴 散工序、平坦化工序等多種工序。另外，除了上述本發(fā)明實施方式的表面 處理方法外，還可使用已知的各工序的技術(shù)，因此其說明省略。另外，為便于說明，對半導(dǎo)體裝置的制造方法中使用本發(fā)明實施方式 的表面處理方法的情況進行了說明，但不限于此。例如，也可廣泛適用于 最終要除去的氧化物、含有通過蝕刻而生成的氧化物的反應(yīng)生成物、或以 CFX為主成分的反應(yīng)生成物等在被處理物表層和溝槽等的槽部分中以層狀 存在的情況。作為這種情況，例如可舉出液晶顯示裝置的制造中圖案的蝕刻等。 這里對TFT (薄膜晶體管)彩色液晶顯示面板的制造方法中使用本發(fā)明實施方式的表面處理方法的情況進行說明。TFT彩色液晶顯示面板的制造工序包括TFT陣列形成工序、濾色器形成工序、取向膜形成工序、基板粘貼工序、液晶注入工序和基板分割工序。這里，上述本實施方式的表面處理方法可用于TFT陣列形成工序中的 像素排列的形成等中。另外，除了上述本實施方式的表面處理方法外，還 可使用已知的各工序的技術(shù)，因此其說明省略。以上對本發(fā)明的實施方式作了說明。然而，本發(fā)明并不僅限于這些記載。關(guān)于上述的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員加入了適當(dāng)設(shè)計變更的方式只 要具備本發(fā)明的特征，則也包含在本發(fā)明范圍之內(nèi)。例如，雖然關(guān)于半導(dǎo)體裝置的溝槽形成說明了本實施方式的表面處理 方法，但并不僅限于此，通過形成半導(dǎo)體裝置的其它部分而堆積在表層等 上的反應(yīng)生成物、最終要除去的氧化膜、由氧化物形成的掩模等也能除去。 另外，示例的半導(dǎo)體裝置的形狀、尺寸、材質(zhì)、配置等并不僅限于所示例 的那些，也可作適當(dāng)變更。另外，上述各實施方式具備的要素可在可能的限度內(nèi)進行組合，只要 包含本發(fā)明的特征，這些組合也包含在本發(fā)明范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種表面處理方法，其特征在于，包括下述工序通過進行氧氣等離子體處理來除去含氟化碳的反應(yīng)生成物的工序，該反應(yīng)生成物是通過依次對基板上具有多層膜的被處理物的各層進行蝕刻而堆積形成的；和在除去所述反應(yīng)生成物后，使用氟化氫氣體來除去含氧化物的反應(yīng)生成物的工序。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1記載的表面處理方法，其特征在于，使用氟化氫氣 體來進一步除去由氧化物形成的掩模。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1記載的表面處理方法，其特征在于，所述氧化物是 14族元素的氧化物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1記載的表面處理方法，其特征在于，使用所述氟化 氫氣體的除去在蝕刻處理后進行。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1記載的表面處理方法，其特征在于，在所述氟化氫 氣體中添加水或氨氣中的至少一種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5記載的表面處理方法，其特征在于，利用加熱來除 去通過添加所述氨氣而生成的銨鹽。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1記載的表面處理方法，其特征在于，所述含氟化碳 的反應(yīng)生成物的除去與所述蝕刻在同一裝置內(nèi)實施。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1記載的表面處理方法，其特征在于，所述含氧化物 的反應(yīng)生成物的除去與所述蝕刻在同 一裝置內(nèi)實施。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2記載的表面處理方法，其特征在于，所述掩模的除去與所述蝕刻在同一裝置內(nèi)實施。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1記載的表面處理方法，其特征在于，所述含氟化 碳的反應(yīng)生成物和所述含氧化物的反應(yīng)生成物中的至少一種的除去在與所 述蝕刻中使用的蝕刻裝置分開另外設(shè)置的表面處理裝置內(nèi)進行，且所述蝕 刻裝置和所述表面處理裝置之間的傳送路徑形成減壓環(huán)境。
11、 根據(jù)權(quán)利要求2記載的表面處理方法，其特征在于，所述含氟化 碳的反應(yīng)生成物和所述含氧化物的反應(yīng)生成物以及所述由氧化物形成的掩 模中的至少一種的除去在與所述蝕刻中使用的蝕刻裝置分開另外設(shè)置的表 面處理裝置內(nèi)進行，且所述蝕刻裝置和所述表面處理裝置之間的傳送路徑 形成減壓環(huán)境。
12、 一種蝕刻處理方法，其特征在于，包括下述工序?qū)⒕哂卸鄬幽?的被處理物配置在減壓環(huán)境中的工序；向所述減壓環(huán)境中導(dǎo)入反應(yīng)氣體的工序；產(chǎn)生所述反應(yīng)氣體的等離子體并依次蝕刻所述多層膜的工序；通過 進行氧氣等離子體處理來除去通過所述蝕刻而堆積的含氟化碳的反應(yīng)生成 物的工序；以及在所述蝕刻后，使用氟化氫氣體來除去含氧化物的反應(yīng)生 成物的工序。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12記載的蝕刻處理方法，其特征在于，在所述蝕刻后，使用氟化氫氣體來進一步除去由氧化物形成的掩模。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12記載的蝕刻處理方法，其特征在于，所述氧化物 是14族元素的氧化物。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12記載的蝕刻處理方法，其特征在于，在所述氟化 氫氣體中添加水或氨氣中的至少一種來除去所述含氧化物的反應(yīng)生成物。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15記載的蝕刻處理方法，其特征在于，其還包括利用加熱來除去通過添加所述氨氣而生成的銨鹽的工序。
17、 根據(jù)權(quán)利要求12記載的蝕刻處理方法，其特征在于，所述含氟化 碳的反應(yīng)生成物的除去與所述蝕刻在同一裝置內(nèi)進行。
18、 根據(jù)權(quán)利要求12記載的蝕刻處理方法，其特征在于，所述含氧化 物的反應(yīng)生成物的除去與所述蝕刻在同 一裝置內(nèi)進行。
19、 根據(jù)權(quán)利要求13記載的蝕刻處理方法，其特征在于，所述掩模的除去與所述蝕刻在同一裝置內(nèi)進行。
20、 一種電子裝置的制造方法，其特征在于，其包括在基板上形成多 層的膜的工序和對所述多層的膜的各層依次進行蝕刻的工序，而且使用權(quán) 利要求1記載的表面處理方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以在蝕刻處理后立即從被處理物上除去反應(yīng)生成物和硬掩模等的表面處理方法、蝕刻處理方法、和電子裝置的制造方法。所提供的表面處理方法的特征在于，對具有多層膜的被處理物的各層依次進行蝕刻而堆積含有氟化碳的反應(yīng)生成物時，通過進行氧氣等離子體處理來除去上述反應(yīng)生成物，在上述反應(yīng)生成物的除去后，使用氟化氫氣體來除去含氧化物的反應(yīng)生成物。
文檔編號H01L21/311GK101276746SQ20081009634
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者岡幸廣, 服部圭, 速水直哉, 金高秀海, 長谷川誠, 青木克明 申請人:株式會社東芝