專利名稱：：基板處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種基板處理方法，特別涉及對基板的硅層實(shí)施蝕刻處理以形成深槽(de印trench)的基板處理方法。
背景技術(shù)：
：近年來，伴隨著半導(dǎo)體元件的高密度化、高集成化，有必要在基板上形成高縱橫比(aspectratio)的孔或槽(以下，簡稱為"DT")。但是，通過使用等離子體的蝕刻在硅(Si)層上形成DT時(shí)，作為掩模層，例如適合使用氧化膜，但存在如下問題，即，在該硅層蝕刻過程中，提高硅層的蝕刻速率(ER)的動(dòng)作也成為提高氧化膜的ER的動(dòng)作，不能提高硅層蝕刻的選擇比，剩余氧化膜量成為限制(limitation)，因此不能獲得蝕刻深度。如果沒有掩模層，則不能進(jìn)行硅層的蝕刻。在現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中公開有涉及以硅層為對象膜的蝕刻技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)，作為這樣的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)例如可以列舉專利文獻(xiàn)1。在專利文獻(xiàn)1中，記載有對作為被處理體的硅層進(jìn)行蝕刻的方法，該方法使用HBr氣體、02氣體和SiF氣體等作為處理氣體，向在基板處理腔室內(nèi)載置有被處理體的下部電極施加第一頻率的第一高頻電力和第二頻率的第二高頻電力并進(jìn)行蝕刻。根據(jù)該蝕刻方法，能夠在硅層上形成高縱橫比的孔或槽。專利文獻(xiàn)1日本特表2003-056617號(hào)公報(bào)但是，上述現(xiàn)有技術(shù)并不一定能夠滿足硅層相對于氧化膜的蝕刻選擇比。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種對硅層進(jìn)行蝕刻的基板處理方法，該方法能夠提高相對于作為掩模層的氧化膜的硅層蝕刻的選擇比。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面記載的基板處理方法，對包括作為掩模層的氧化膜和作為處理對象層的硅層的基板進(jìn)行處理，該基板處理方法的特征在于，包括沉積蝕刻步驟，利用由氟類氣體、溴類氣體、氧氣和SiCl4氣體的混合氣體生成的等離子體，使沉積物堆積在上述氧化膜表面以確保作為上述掩模層的層厚，并對上述硅層進(jìn)行蝕刻。第二方面記載的基板處理方法，其特征在于在第一方面記載的基板處理方法中，將上述SiCl4氣體的流量調(diào)整成相對于總處理氣體流量為0.53%。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第三方面記載的基板處理方法，對包括作為掩模層的氧化膜和作為處理對象層的硅層的基板進(jìn)行處理，該基板處理方法的特征在于，包括蝕刻步驟，利用由氟類氣體、溴類氣體和氧體的混合氣體生成的等離子體，對上述硅層進(jìn)行蝕刻；和沉積步驟，利用由溴類氣體、氧氣和SiCl4氣體的混合氣體生成的等離子體，使沉積物堆積在上述氧化膜表面，該基板處理方法交替反復(fù)進(jìn)行上述蝕刻步驟和上述沉積步驟。第四方面記載的基板處理方法，其特征在于在第三方面記載的基板處理方法中，將上述沉積步驟中的上述SiCl4氣體的流量調(diào)整成相對于總處理氣體流量為0.84.5%。第五方面記載的基板處理方法，其特征在于在第三方面或第四方面記載的基板處理方法中，上述蝕刻步驟中的處理時(shí)間為30180秒，上述沉積步驟中的處理時(shí)間為1560秒。第六方面記載的基板處理方法，其特征在于在第一五方面中任一方面記載的基板處理方法中，在上述沉積蝕刻步驟或上述沉積步驟中，進(jìn)一步添加氧氣來促進(jìn)上述沉積物的堆積。第七方面記載的基板處理方法，其特征在于在第一六方面中任一方面記載的基板處理方法中，對上述基板的處理在收容上述基板的密閉容器內(nèi)進(jìn)行，將上述沉積蝕刻步驟和上述沉積步驟中的上述密閉容器內(nèi)的壓力調(diào)整為40mTorr(5.32Pa)300mTorr(3.99X10Pa)。第八方面記載的基板處理方法，其特征在于在第一七方面中任一方面記載的基板處理方法中，上述氧化膜為Si02膜。第九方面記載的基板處理方法，其特征在于在第一八方面中任一方面記載的基板處理方法中，上述氟類氣體為NF3氣體，上述溴類氣體為HBr氣體。根據(jù)第一方面記載的基板處理方法，包括沉積蝕刻步驟，該步驟利用由氟類氣體、溴類氣體、氧氣和SiCl4氣體的混合氣體生成的等離子體，使沉積物堆積在所述氧化膜表面以確保作為掩模層的層厚，并對所述硅層進(jìn)行蝕刻，因此能夠提高硅層蝕刻的選擇比，能夠形成縱橫比大的DT，特別是能夠提高開口形狀的控制性，形成具有穩(wěn)定的開口形狀的DT。根據(jù)第二方面記載的基板處理方法，將所述SiCh氣體的流量調(diào)整成相對于總處理氣體流量為0.53%，因此能夠合適地調(diào)整堆積在掩模層上的沉積物量。根據(jù)第三方面記載的基板處理方法，包括蝕刻步驟，利用由氟類氣體、溴類氣體和氧體的混合氣體生成的等離子體，對硅層進(jìn)行蝕刻；和沉積步驟，利用由溴類氣體、氧氣和SiCl4氣體的混合氣體生成的等離子體，使沉積物堆積在氧化膜表面，該基板處理方法交替反復(fù)進(jìn)行蝕刻步驟和沉積步驟，其結(jié)果，能夠提高硅層蝕刻的選擇比，確保掩模層的層厚，并且能夠?qū)鑼舆M(jìn)行蝕刻，形成縱橫比大的DT。特別是能夠增大沉積物量，確保掩模層的層厚。根據(jù)第四方面記載的基板處理方法，將所述沉積步驟中的SiCl4氣體的流量調(diào)整成相對于總處理氣體流量為0.84.5%，因此能夠?qū)⒀谀拥哪p抑制在合適的范圍內(nèi)，并且能夠?qū)鑼舆M(jìn)行蝕刻，形成DT。根據(jù)第五方面記載的基板處理方法，蝕刻步驟中的處理時(shí)間為30180秒(sec)，沉積步驟中的處理時(shí)間為1560秒，因此能夠?qū)崿F(xiàn)確保掩模層的層厚和調(diào)整硅層的蝕刻，能夠在硅層上形成DT。根據(jù)第六方面記載的基板處理方法，在沉積蝕刻步驟或沉積步驟中，進(jìn)一步添加氧氣來促進(jìn)上述沉積物的堆積，因此能夠充分確保沉積物量來抑制掩模層的磨損。根據(jù)第七方面記載的基板處理方法，對基板的處理在收容基板的密閉容器內(nèi)進(jìn)行，將沉積蝕刻步驟和沉積步驟中的密閉容器內(nèi)的壓力調(diào)整為40mTorr(5.32Pa)300mTorr(3.99X10Pa)，因此能夠通過適當(dāng)?shù)膲毫?，確保掩模層的層厚，能夠高效地對硅層進(jìn)行蝕刻。根據(jù)第八方面記載的基板處理方法，因?yàn)檠趸镾i02膜，所以，在處理氣體中添加SiCl4氣體時(shí)，化學(xué)結(jié)構(gòu)近似的沉積物容易堆積，能夠抑制掩模層的磨損。根據(jù)第九方面記載的基板處理方法，因?yàn)榉悮怏w為NF3氣體，溴類氣體為HBr氣體，所以能夠利用這些氣體，良好地實(shí)現(xiàn)硅層蝕刻作用。圖1為概略地表示實(shí)施本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的基板處理方法的基板處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖2為沿著圖1中的線II-II的截面圖。圖3為概略地表示在圖1的基板處理系統(tǒng)中實(shí)施等離子處理的半導(dǎo)體晶片的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖4為表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的基板處理方法的工序圖。圖5為表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的基板處理方法的工序圖。符號(hào)說明10:基板處理系統(tǒng)；25:處理模土央(processingmodule);61、71:硅(silicon)層；62、72:Si02層；64、74:開口部；65、75:沉積物(d印osition、堆積物)；66:槽(DT);76:槽(trench);77:槽(DT)具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，對實(shí)施本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的基板處理方法的基板處理系統(tǒng)進(jìn)行說明。該基板處理系統(tǒng)具有多個(gè)處理模塊，該處理模塊構(gòu)成為對作為基板的半導(dǎo)體晶片(以下簡稱為"晶片")實(shí)施利用等離子體的蝕刻處理、灰化處理。圖1為概略地表示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的基板處理方法的基板處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的平面圖。在圖1中，基板處理系統(tǒng)10包括對作為被處理基板的晶片W實(shí)施RIE處理的作為基板處理裝置的兩個(gè)處理舟(processship)11;和分別連接這兩個(gè)處理舟11的呈矩形狀的作為公共搬送室的大氣搬送室(以下稱為"負(fù)載模塊(loadmodule)")13。負(fù)載模塊13除上述處理舟11以外，還與三個(gè)晶片傳送盒(F0UP(FrontOpeningUnifiedPod、前端開啟式統(tǒng)一規(guī)格盒))載置臺(tái)15、定位器(校準(zhǔn)器、orient)16和后處理室(AfterTreatmentChamber)17連接，其中，上述3個(gè)晶片傳送盒載置臺(tái)15分別用于載置收容有例如25個(gè)晶片W的作為基板收容容器的晶片傳送盒(F0UP(Front0peningUnifiedPod、前端開啟式統(tǒng)一規(guī)格盒))14，定位器16對從晶片傳送盒14搬出的晶片W的位置進(jìn)行預(yù)校準(zhǔn)，后處理室17對已實(shí)施RIE處理的晶片W進(jìn)行后處理。兩個(gè)處理舟11被配置成與負(fù)載模塊13的長度方向上的側(cè)壁連接并且夾著(隔著)負(fù)載模塊13而與三個(gè)晶片傳送盒載置臺(tái)15相對，定位器16被配置在負(fù)載模塊13的長度方向的一端，后處理腔室17被配置在負(fù)載模塊13的長度方向的另一端。負(fù)載模塊13包括配置在內(nèi)部、作為搬送晶片W的基板搬送單元的標(biāo)量(scalar、^力，)型雙重臂類型(dualarmtype、7二7A7—厶夕<:/)的搬送臂機(jī)構(gòu)19;和以與各晶片傳送盒載置臺(tái)15對應(yīng)的方式配置在側(cè)壁上的作為晶片W的投入口即3個(gè)晶片傳送盒連接口的負(fù)載端口(loadport)20。在負(fù)載端口20上分別設(shè)置有開閉門。搬送臂機(jī)構(gòu)519經(jīng)過負(fù)載端口20從載置在晶片傳送盒載置臺(tái)15上的晶片傳送盒14中取出晶片W，將該取出的晶片W搬入搬出處理舟11、定位器16、后處理室17。處理舟11包括對晶片W實(shí)施RIE處理的作為真空處理室的處理模塊25;和內(nèi)置有向該處理模塊25轉(zhuǎn)移晶片W的連桿(link、'」>々)型單拾取器類型(singlepicktype、-〉>夕"A匕。？夕夕<:/)的搬送臂26的負(fù)載鎖定模塊27。處理模塊25具有圓筒狀的處理室容器(以下稱為"腔室")和在該腔室內(nèi)配置的上部電極以及下部電極，該上部電極與下部電極之間的距離被設(shè)定為用于對晶片W實(shí)施RIE處理的適當(dāng)間隔。另外，下部電極在其頂部具有利用庫侖力等夾住(保持住)晶片W的ESC。在處理模塊25中，向腔室內(nèi)部導(dǎo)入處理氣體，例如氟類氣體、溴類氣體等，使上部電極與下部電極之間產(chǎn)生電場，由此將導(dǎo)入的處理氣體等離子化，產(chǎn)生離子和自由基，利用該離子和自由基對晶片W實(shí)施RIE處理，對晶片W上的例如多晶硅(polysilicon)層進(jìn)行蝕刻。在處理舟11中，負(fù)載模塊13的內(nèi)部壓力被維持為大氣壓，另一方面，處理模塊25的內(nèi)部壓力被維持為真空。因此，負(fù)載鎖定模塊27在與處理模塊25的連接部具有真空門閥29，并且在與負(fù)載模塊13的連接部具有大氣門閥30，因此構(gòu)成為能夠調(diào)節(jié)內(nèi)部壓力的真空預(yù)備搬送室。在負(fù)載鎖定模塊27的內(nèi)部，在大約中央部設(shè)置有搬送臂26，在比該搬送臂26更靠近處理模塊25側(cè)設(shè)置有第一緩沖器31，在比該搬送臂26更靠近負(fù)載模塊13側(cè)設(shè)置有第二緩沖器32。第一緩沖器31和第二緩沖器32被配置在使配置于搬送臂26的前端部的支撐晶片W的支撐部(拾取器)33移動(dòng)的軌道上，使已實(shí)施RIE處理的晶片W暫時(shí)地在支持部33的軌道上方待避，由此能夠順利地在處理模塊25中進(jìn)行RIE未處理的晶片W和RIE處理完的晶片W的交換。另外，基板處理系統(tǒng)10包括控制處理舟11、負(fù)載模塊13、定位器16和后處理室17(以下，總稱為"各構(gòu)成要素")的動(dòng)作的系統(tǒng)控制器(未圖示)；和配置在負(fù)載模塊13的長度方向的一端上的操作控制器40。系統(tǒng)控制器根據(jù)作為與RIE處理、晶片W的搬送處理對應(yīng)的工序的方案，控制各構(gòu)成單元的動(dòng)作，操作控制器40具有例如由LCD(LiquidCrystalDisplay)構(gòu)成的狀態(tài)顯示部，該狀態(tài)顯示部用于顯示各構(gòu)成要素的動(dòng)作狀況。圖2為沿圖1中的線II-II的截面圖。在圖2中，處理模塊25包括腔室42;配置在該腔室42內(nèi)的晶片W的載置臺(tái)43;在腔室42的上方，以與載置臺(tái)43相對的方式配置的噴淋頭44;排出腔室42內(nèi)的氣體等的TMP(渦輪分子泵、TurboMolecularPump)45;和配置在腔室42與TMP45之間，控制腔室42內(nèi)的壓力的作為可變式蝶形閥的APC(Ad即tivePressureControl(適配壓力控制))閥46。載置臺(tái)43分別通過第一匹配器(Matcher)48和第二匹配器(Matcher)56與第一高頻電源47和第二高頻電源55連接，第一高頻電源47向載置臺(tái)43施加較高頻率例如40MHz的高頻電力作為激發(fā)用電力，第二高頻電源55向載置臺(tái)43施加較低頻率例如3.2MHz的高頻電力作為偏置電力。由此，載置臺(tái)43作為向載置臺(tái)43和噴淋頭44之間的處理空間S施加高頻電力的下部電極而發(fā)揮功能。匹配器48和匹配器56降低來自于載置臺(tái)43的高頻電力的反射而使高頻電力向載置臺(tái)43的供給效率為最大。噴淋頭44由圓板狀的氣體供給部50構(gòu)成，氣體供給部50具有緩沖室52。緩沖室52通過氣體通孔54與腔室42內(nèi)連通。緩沖室52與氟類氣體、溴類氣體和氧氣等的各氣體供給系統(tǒng)(未圖示)連接。氟類氣體供給系統(tǒng)向緩沖室42供給NF3氣體，溴類氣體供給系統(tǒng)向緩沖室42供給HBr氣體。另外，氧氣供給系統(tǒng)向緩沖室42供給02氣體。供給的NF3氣體、HBr氣體和02氣體通過氣體通孔54被供給到腔室42內(nèi)。在處理模塊25的腔室42內(nèi)，如上所述，通過載置臺(tái)43向處理空間S施加高頻電力，由此使從噴淋頭44供給到處理空間S的處理氣體成為高密度的等離子體，生成離子、自由基，利用該離子、自由基對硅層實(shí)施蝕刻處理。圖3為概略地表示在圖1的基板處理系統(tǒng)中實(shí)施等離子處理的半導(dǎo)體晶片的結(jié)構(gòu)的截面圖。在圖3中，晶片W主要由硅基材61和在該硅基材61上依次形成的Si02層62以及抗蝕劑層63構(gòu)成。在抗蝕劑層63上，利用光刻技術(shù)工序圖案形成孔或槽形狀。在該構(gòu)成的晶片W上，預(yù)先以抗蝕刻層63作為掩模通過對Si02層62進(jìn)行蝕刻處理而在其上圖案形成抗蝕劑層63的孔形狀等圖案，此后，除去抗蝕刻層63。由此，Si(^層62成為用于對硅(Si)層61進(jìn)行蝕刻的掩模層。使用由規(guī)定的氟類氣體、溴類氣體和氧氣組成的處理氣體，對由圖案形成有抗蝕劑層63的孔圖案的Si02層62和硅層61構(gòu)成的晶片W實(shí)施蝕刻處理，在硅層61上形成縱橫比大的DT。然而，為了滿足半導(dǎo)體器件的小型化要求，在作為處理對象層的硅層61上有必要穩(wěn)定地形成開口形狀穩(wěn)定且縱橫比大的DT，在提高硅層61的蝕刻速率(以下，稱為"ER")時(shí)，作為掩模層的Si02層62的ER也提高，導(dǎo)致使硅層61的蝕刻選擇比提高變得困難。本發(fā)明人為了得到在上述硅層蝕刻中使選擇比提高以獲得蝕刻深度，從而穩(wěn)定地形成開口形狀穩(wěn)定的高縱橫比的DT的方法而進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，作為處理氣體，除使用氟類氣體、溴類氣體、氧氣以外，還添加了SiCh氣體，利用由這些混合氣體生成的等離子體實(shí)施蝕刻，由此能夠在作為掩模層的Si02層62的表面堆積沉積物，確保掩模層的層厚，并對硅層61進(jìn)行蝕刻(沉積蝕刻步驟)，由此，發(fā)現(xiàn)能夠使硅層蝕刻中的ER和選擇比提高，并形成縱橫比大的DT，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。以下，對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的基板處理方法進(jìn)行詳細(xì)說明。該基板處理方法包括如下的沉積物蝕刻步驟使基于等離子體處理的沉積物堆積而附著在作為掩模層的Si02層62的上面，由此來抑制掩模層的磨損，確保掩模層的層厚，并且對作為處理對象膜的硅層61進(jìn)行蝕刻，在該硅層61上形成DT。圖4為表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的基板處理方法的工序圖。在圖4中，首先，準(zhǔn)備在作為處理對象層的硅層61上疊層有作為掩模層的Si(^層62的晶片W(圖4(A))。在SiOj莫62上預(yù)先設(shè)置開口部64，開口部64的開口寬度例如為80nm。Si02層62的厚度例如為10001500nm。向圖1的基板處理系統(tǒng)中的處理模塊25(參照圖2)的腔室42內(nèi)搬入該晶片W，并將其載置在載置臺(tái)43上。7其次，通過APC閥46等，將腔室42內(nèi)的壓力設(shè)定為例如170mTorr(2.26X10Pa)250mTorr(3.33X10Pa)。在此，所謂1(mTorr)為10—3X101325/760(Pa)(以下，在說明書中都相同)。另外，將晶片W的溫度例如設(shè)定為9(TC。然后，從噴淋頭44的氣體供給部50向腔室42內(nèi)供給作為氟類氣體的NF3氣體、作為溴類氣體的HBr氣體、02氣體和SiCl4氣體的混合氣體。此時(shí)，NF3氣體的流量為120sccm，HBr氣體的流量為700sccm，02氣體的流量為163sccm，SiCl4氣體的流量為10sccm。在此，lsccm為流量的單位，為10—6/60/m3/sec(秒)(以下，在本說明書中都相同)。然后，向載置臺(tái)43施加500W的激發(fā)(激勵(lì))用電力、2500W的偏置電力(偏壓電力)。此時(shí)，NF3氣體、HBr氣體、02氣體和SiCl4氣體利用施加到處理空間S的高頻電力而被激發(fā)，成為等離子體，產(chǎn)生離子、自由基(圖4(B))。這些離子、自由基與Si02膜62的表面發(fā)生碰撞而反應(yīng)，磨損Si02膜62，并在該部分堆積沉積物65，另外，與沒有被Si02層62覆蓋的硅層61發(fā)生碰撞而對硅層61進(jìn)行蝕刻，由此，確保Si02膜62的膜厚，并且在硅層61上形成DT66(圖4(C))。此時(shí)，沉積物65在Si02層62的表面堆積，保護(hù)作為掩模層的Si02層62，另一方面，利用生成的等離子體，硅層61同時(shí)被蝕刻，因此Si02層62和沉積物65的合計(jì)厚度構(gòu)成為掩模層的厚度，并逐漸變薄，處理開始9分鐘后的掩模層的層厚例如為620nm。此時(shí)，在硅層61上形成上部開口直徑為105nm、下部開口直徑為67nm、硅的深度(Sid印th)為755nm(縱橫比=8.7)的DT66。接著，將形成DT66的晶片W導(dǎo)入在基板處理系統(tǒng)中另外設(shè)置的濕式蝕刻裝置中，使用藥液，同時(shí)除去作為掩模層的Si02層62以及堆積在其上面的沉積物65，結(jié)束本處理。根據(jù)本實(shí)施方式，使用NF3氣體、HBr氣體、02氣體和SiCl4氣體的混合氣體作為處理氣體，所以在作為掩模層的Si02層62上堆積由反應(yīng)生成物構(gòu)成的沉積物65，由此能夠抑制Si(^層62的磨損，確保掩模層的剩余(層厚)，并且對硅層61進(jìn)行蝕刻。另外，能夠提高開口部的形狀控制性，形成開口部形狀穩(wěn)定的DT66。另外，因?yàn)槭惯x擇比提高，并且使硅層的蝕刻速率(ER)提高，所以能夠形成縱橫比大的DT66。在本實(shí)施方式中，優(yōu)選使沉積蝕刻步驟中的SiC^氣體流量相對總氣體流量為0.53%。由此，能夠適當(dāng)?shù)卣{(diào)整堆積在作為掩模層的Si02層62上的沉積物65的堆積表1表示本實(shí)施方式中的Sid印th(硅的深度)和掩模層的層厚(掩模剩余)的SiCl4氣體流量依存性。表1實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4比較例1比較例2壓力250250210250170170HF5005005005009009002500250025002500195019508<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>其中，壓力表示腔室內(nèi)壓力(mTorr)，HF和LF分別表示向載置臺(tái)施加的激發(fā)用電力(W)和偏壓用電力(W)。另外，NF3、02、SiCl4、HBr分別表示氣體流量(seem)。SiCl4氣體中的括號(hào)內(nèi)的數(shù)字表示SiCl4氣體相對于總氣體量的比例。另外，Sid印th表示DT的深度(nm)，掩模R表示掩模層的層厚(掩模剩余量)(nm)。在表1中，因?yàn)閷?shí)施例14中的SiCl4氣體流量分別為5、10、20、30sccm，各自的SiCl4氣體流量相對于總處理氣體流量的比例分別包含在0.53%的范圍內(nèi)，滿足本發(fā)明的要求，所以能夠確保良好的層厚的掩模層，并且能夠?qū)鑼舆M(jìn)行蝕刻形成縱橫比高的DT66。與此相對，比較例1和比較例2的SiCl4氣體的添加量不滿足本發(fā)明的范圍，在比較例1中，Si(^層62上的沉積物堆積量過多，由此，開口部的開口面積變得過窄，不能對硅層61進(jìn)行蝕刻。另一方面，在比較例2中，在Si02層62上不能堆積沉積物，因此，不能確保掩模層，不能對硅層61進(jìn)行蝕刻。另夕卜，由實(shí)施例2和比較例2可知，通過在處理氣體中添加10sccm的SiCl4氣體而使掩模層的層厚增大。在實(shí)施例2中，與比較例2相比，能夠合適地確保掩模層的層厚，能夠蝕刻更深的DT66。在本實(shí)施方式中，雖然通過在處理氣體中添加SiCh氣體而能夠保持掩模層的層厚，能夠蝕刻更深的槽的理由未必明朗，但是，在將NF3氣體、HBr氣體和02氣體的混合氣體作為處理氣體的、硅層的蝕刻步驟中，化學(xué)蝕刻反應(yīng)中的副產(chǎn)物為SiO類，例如Si02或Si02+鹵素。因此，可以認(rèn)為，在向該反應(yīng)系統(tǒng)添加SiCl4氣體時(shí)，SiCl4氣體的CI與0發(fā)生取代，生成與作為掩模層的Si02的化學(xué)式近似的SiClO，該SiCIO容易在Si02膜上堆積，能夠減輕掩模層的磨損，由此使掩模層的層厚增大，能夠進(jìn)行更深的DT的蝕刻。另外，此時(shí)，通過在添加SiCl4氣體的同時(shí)進(jìn)一步添加02氣體，而能夠使堆積在Si02層62上的沉積物量增大?？梢哉J(rèn)為通過添加02氣體，能夠促進(jìn)SiCl4氣體的分解和SiCIO的生產(chǎn)，使沉積物生成量增大。優(yōu)選02氣體的添加量為總氣體流量的例如13%程度，為與SiCl4氣體流量大致相同的量。由此，能夠促進(jìn)在Si02層62上堆積沉積物65，增大掩模層的層厚，加大硅深度。但是，當(dāng)氧氣的追加添加量超過總氣體流量的3%時(shí)，因沉積物65的增大，孔開口部的開口面積過小，不能對硅層61進(jìn)行蝕刻。另外，當(dāng)02氣體的追加添加量不足總氣體流量的1%時(shí)，不能得到足夠的沉積物量增大的效果。在本實(shí)施方式中，作為使開口部的形狀穩(wěn)定性提高的原因，考慮如下，S卩在沉積蝕刻步驟中，因?yàn)椴恢粏螁芜M(jìn)行硅層61的蝕刻，一邊在作為掩模層的Si02層62上堆積沉積物65—邊進(jìn)行蝕刻，所以越改變硅層61的開口部形狀越不能迅速進(jìn)行蝕刻，在維持開口部形狀的狀態(tài)下，緩慢地進(jìn)行蝕刻。在本實(shí)施方式中，優(yōu)選腔室內(nèi)壓力為40mTorr(5.32Pa)300mTorr(3.99X10Pa)，更優(yōu)選為150mTorr(2.0X10Pa)250mTorr(3.33X10Pa)。當(dāng)腔室內(nèi)壓力低于40mTorr(5.32Pa)時(shí)，Si02的選擇比下降，當(dāng)腔室內(nèi)壓力超過300mTorr(3.99X10Pa)時(shí)，孔被反應(yīng)生成物所填埋。因此，在本實(shí)施方式中，腔室內(nèi)壓力為40mTorr(5.32Pa)300mTorr(3.99X10Pa)。在本實(shí)施方式中，對處理氣體的流量、處理時(shí)間和處理壓力等進(jìn)行種種變化，如果能夠適當(dāng)維持堆積在Si02層62上的沉積物65的量，則即使是上述以外的條件，也可以考慮為適用。在本實(shí)施方式中，也可以使用SiBi^氣體代替SiCl4氣體。這是因?yàn)榭梢哉J(rèn)為SiBr4氣體與SiCl4氣體同樣能夠促進(jìn)沉積物的堆積。接著，對本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖5為表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的基板處理方法的工序圖。該實(shí)施方式包括利用由蝕刻用的處理氣體生成的等離子體，對硅層進(jìn)行蝕刻的蝕刻步驟；和利用由沉積用的處理氣體生成的等離子體，在掩模層表面堆積沉積物的沉積步驟，交替地反復(fù)進(jìn)行蝕刻步驟和沉積步驟。在圖5中，首先，準(zhǔn)備在作為處理對象層的硅層71上堆積有作為掩模層的Si(^層72的晶片W(圖5(A))。在Si(^層72上設(shè)置有開口部74，開口部74的開口寬度例如為80nm。Si02層72的厚度例如為10001500nm。將該晶片W搬入處理模塊25(參照圖2)的腔室42內(nèi)，并將其載置在載置臺(tái)43上。接著，利用APC閥46等，將腔室42內(nèi)的壓力設(shè)定為例如170mTorr(2.26X10Pa)250mTorr(3.33X10Pa)。另外，將晶片W的溫度設(shè)定為例如90°C。然后，從噴淋頭44的氣體供給部50向腔室42內(nèi)供給作為氟類氣體的NF3氣體、作為溴類氣體的HBr氣體和02氣體的混合氣體。此時(shí)，例如NF3氣體的流量為120sccm，HBr氣體的流量為700sccm，02氣體的流量為163sccm。然后，向載置臺(tái)43施加500W的激發(fā)用電力、2500W的偏置電力。此時(shí)，NF3氣體、HBr氣體和02氣體通過施加到處理空間S的高頻電力而被激發(fā)，生成等離子體，產(chǎn)生離子、自由基(圖5(B))。這些離子、自由基與Si02膜72的表面碰撞而發(fā)生反應(yīng)，將該部分蝕刻，使Si02層72磨損，并且與沒有被Si02層72覆蓋的硅層71發(fā)生碰撞而將硅層71蝕刻，在該硅層71上形成槽76(蝕刻步驟)(圖5(C))。此時(shí)，槽76的Si深度為300500nm。接著，通過等離子處理，Si02層72存在某種程度的磨損，并且對在硅層71上形成有槽76的晶片W實(shí)施沉積步驟。g卩，利用APC閥46等，將收容有已結(jié)束蝕刻步驟的晶片W的處理模塊25的腔室42壓力設(shè)定為300mTorr(3.99X10Pa)，從噴淋頭44的氣體供給部50向腔室42內(nèi)供給作10為溴類氣體的HBr氣體、02氣體和SiCl4氣體的混合氣體。此時(shí)，例如HBr氣體的流量為300sccm，02氣體的流量為30sccm，SiCl4氣體的流量為15sccm。此時(shí)根據(jù)需要也可以添加Ar氣體。然后，向載置臺(tái)43施加500W的激發(fā)用電力、0W的偏置電力。此時(shí)，HBr氣體、02氣體和SiCl4氣體通過施加到處理空間S的高頻電力而被激發(fā)，生成等離子體，產(chǎn)生離子、自由基(圖5(D))。這些離子、自由基與SiOj莫72的表面進(jìn)行碰撞而發(fā)生反應(yīng)，在該部分堆積作為反應(yīng)生成物的沉積物75，由此增大包含Si02層72在內(nèi)的作為掩模層的外觀上的厚度(沉積步驟)(圖5(E))。接著，在與上述的蝕刻步驟(圖5(B))同樣的條件下，產(chǎn)生同樣的等離子體(圖5(F))，同樣實(shí)施蝕刻步驟。以下，依次反復(fù)進(jìn)行使用NF3氣體、HBr氣體和02氣體的蝕刻步驟和使用HBr氣體、02氣體和SiCl4氣體的沉積步驟，確保Si02層72的層厚，并且對硅層71進(jìn)行蝕刻，在硅層71上形成DT77(圖5(G))。DT77的硅深度為300500nm。此后，與上述第一實(shí)施方式相同，通過濕式蝕刻，除去Si02層72，結(jié)束本處理(圖5(H))。根據(jù)本實(shí)施方式，包括通過由蝕刻用的處理氣體生成的等離子體，對硅層71進(jìn)行蝕刻的蝕刻步驟；和通過由沉積用的處理氣體生成的等離子體，在作為掩模層的Si02層72的表面堆積沉積物75的沉積步驟，交替反復(fù)進(jìn)行蝕刻步驟和沉積步驟，其結(jié)果，能夠提高硅層蝕刻的選擇比，能夠確保掩模層的層厚，并對硅層71進(jìn)行蝕刻。因此，在硅層71上能夠形成縱橫比大的DT77。在本實(shí)施方式中，腔室內(nèi)壓力為40mTorr(5.32Pa)300mTorr(3.99X10Pa)，優(yōu)選為150mTorr(2.0X10Pa)300mTorr(3.99X10Pa)。腔室內(nèi)壓力低于40mTorr(5.32Pa)時(shí)，Si02的選擇比下降，腔室內(nèi)壓力高于300mTorr(3.99X10Pa)時(shí)，孔被反應(yīng)生成物所填埋。在本實(shí)施方式中，沉積步驟中的02氣體流量優(yōu)選例如為1050sccm，即02氣體流量相對于總氣體流量大約為1.57.5%左右。如果02氣體流量不在上述范圍內(nèi)，則沉積物75的量就會(huì)增多，導(dǎo)致開口部被堵塞，由此不能進(jìn)行硅層71的蝕刻，或者沉積物75的量過少，導(dǎo)致不能形成Si02層72，由此存在不能進(jìn)行硅層71的蝕刻的危險(xiǎn)。在本實(shí)施方式中，優(yōu)選沉積步驟中的SiCl4氣體的流量例如為530sccm，即SiCh氣體流量相對總氣體流量大約為0.84.5%左右。如果SiCh氣體流量不在上述范圍，則沉積物量就會(huì)增多，導(dǎo)致開口部被堵塞，由此不能進(jìn)行硅層71的蝕刻，沉積物75的量過少，不能形成Si02層72，由此存在不能進(jìn)行硅層71的蝕刻的危險(xiǎn)。表2為表示本實(shí)施方式的沉積步驟中掩模層的層厚增加量與處理時(shí)間的依存性。表2實(shí)施例5實(shí)施例6實(shí)施例7實(shí)施例8壓力300300300300HF50050050050011<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>在此，壓力表示腔室內(nèi)壓力(mTorr)，HF表示向載置臺(tái)施加的激發(fā)用電力(W)。另外，HBr、02、和SiCl4分別表示氣體流量(sccm)。SiCl4氣體中括號(hào)內(nèi)的數(shù)字表示SiCl4氣體相對總氣體流量的比例。另外，掩模層壓增表示掩模層相對從沉積步驟開始所經(jīng)過的時(shí)間的增加量(nm)。在表2中，SiCl4氣體的流量在530sccm的范圍內(nèi)，與SiCl4氣體流量的增大對應(yīng)，此外在處理時(shí)間為60sec附近，沉積物75的量隨著處理時(shí)間的增加而增加，但是，如果處理時(shí)間超過60sec，則沉積物量的增加就會(huì)達(dá)到界限(實(shí)施例8)。因此，優(yōu)選沉積步驟的處理時(shí)間為1560sec(秒)。另外，SiCl4氣體的流量在530sccm的范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)良好的沉積物增大作用，該流量優(yōu)選相對于總氣體流量大約為0.84.5%。在本實(shí)施方式中，蝕刻步驟中的蝕刻速率(ER)能夠提高到900A/min。但是，如果ER高于該值，則會(huì)堵塞開口部，存在不能進(jìn)行此后的蝕刻的危險(xiǎn)。在上述實(shí)施方式中，實(shí)施等離子處理的基板不限于半導(dǎo)體裝置用的晶片，也可以是包括LCD(LiquidCrystalDisplay(液晶顯示器))的FPD(FlatPanelDisplay(平板顯示器))等所使用的各種基板、光掩模、CD基板和印刷基板等。另外，本發(fā)明的目的也可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)向系統(tǒng)或裝置供給存儲(chǔ)有實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施方式功能的軟件的程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)，該系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)(或者CPU和MPU等)讀取并執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序代碼。在該情況下，從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取的程序代碼本身實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施方式的功能，存儲(chǔ)該程序代碼和該程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)構(gòu)成本發(fā)明。另外，用于供給程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以使用軟盤(注冊商標(biāo))、硬盤、光磁盤、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW等光盤、磁帶、非易失性存儲(chǔ)卡、ROM等?；蛘撸部梢酝ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)下載程序代碼。另外，通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)讀取的程序代碼，使得不只實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施方式的功能，根據(jù)該程序代碼的指示，在計(jì)算機(jī)上工作的OS(操作系統(tǒng))等進(jìn)行實(shí)際處理的一部分或者全部，也包括通過該處理實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施方式的功能的情況。再者，也包括如下的情況將從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取的程序代碼寫入插入在計(jì)算機(jī)上的功能擴(kuò)展板、與計(jì)算機(jī)連接的功能擴(kuò)展單元所具有的存儲(chǔ)器中，根據(jù)該程序代碼的指示，對于其擴(kuò)展功能，擴(kuò)展板、擴(kuò)展單元所具有的CPU等執(zhí)行實(shí)際處理的一部分或者全部，通過該處理，實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施方式的功能。權(quán)利要求一種基板處理方法，對包括作為掩模層的氧化膜和作為處理對象層的硅層的基板進(jìn)行處理，該基板處理方法的特征在于，包括沉積蝕刻步驟，利用由氟類氣體、溴類氣體、氧氣和SiCl4氣體的混合氣體生成的等離子體，使沉積物堆積在所述氧化膜表面以確保作為所述掩模層的層厚，并對所述硅層進(jìn)行蝕刻。2.如權(quán)利要求l所述的基板處理方法，其特征在于將所述SiCl4氣體的流量調(diào)整成相對于總處理氣體流量為0.53%。3.—種基板處理方法，對包括作為掩模層的氧化膜和作為處理對象層的硅層的基板進(jìn)行處理，該基板處理方法的特征在于，包括蝕刻步驟，利用由氟類氣體、溴類氣體和氧體的混合氣體生成的等離子體，對所述硅層進(jìn)行蝕刻；禾口沉積步驟，利用由溴類氣體、氧氣和SiCl4氣體的混合氣體生成的等離子體，使沉積物堆積在所述氧化膜表面，該基板處理方法交替反復(fù)進(jìn)行所述蝕刻步驟和所述沉積步驟。4.如權(quán)利要求3所述的基板處理方法，其特征在于將所述沉積步驟中的所述SiCl4氣體的流量調(diào)整成相對于總處理氣體流量為0.84.5%。5.如權(quán)利要求3或4所述的基板處理方法，其特征在于所述蝕刻步驟中的處理時(shí)間為30180秒，所述沉積步驟中的處理時(shí)間為1560秒。6.如權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的基板處理方法，其特征在于在所述沉積蝕刻步驟或所述沉積步驟中，進(jìn)一步添加氧氣來促進(jìn)所述沉積物的堆積。7.如權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的基板處理方法，其特征在于對所述基板的處理在收容所述基板的密閉容器內(nèi)進(jìn)行，將所述沉積蝕刻步驟和所述沉積步驟中的所述密閉容器內(nèi)的壓力調(diào)整為40Torr(5.32Pa)300mTorr(3.99X10Pa)。8.如權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的基板處理方法，其特征在于所述氧化膜為SiOj莫。9.如權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的基板處理方法，其特征在于所述氟類氣體為NF3氣體，所述溴類氣體為HBr氣體。全文摘要本發(fā)明提供一種基板處理方法，能夠提高硅層相對于作為掩模層的氧化膜層的蝕刻選擇比。將包括作為掩模層的SiO2層(62)和作為處理對象層的硅層(61)的晶片W搬入到處理模塊(25)的腔室(42)內(nèi)，利用由NF3氣體、HBr氣體、O2氣體和SiCl4氣體的混合氣體生成的等離子體，使沉積物(65)堆積在SiO2層(62)表面，以確保作為掩模層的層厚，并且對硅層(61)進(jìn)行蝕刻。文檔編號(hào)H01L21/3065GK101770946SQ20091026552公開日2010年7月7日申請日期2009年12月25日優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日發(fā)明者伊藤清仁,小笠原幸輔申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社