專利名稱：蝕刻方法及裝置的制作方法
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(wú)定形硅等在伴有氧化反應(yīng)的同時(shí)被蝕刻的含硅物來(lái)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(lái)蝕刻無(wú)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)I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(guò)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(guò)程而被蝕刻。在第一階段中，發(fā)生硅的氧化反應(yīng)(式I)。3Si+20s — 3Si02 (式 I)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)。Si02+4HF — SiF4+2H20 (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I次掃描。I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(kāi)2007-294642號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2009-099880號(hào)公報(bào)(
、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I)后，則不開(kāi)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(lái)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(kāi)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(kāi)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(lái)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(guò))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I)。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(guò)時(shí))，第一次掃描)，已通過(guò)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(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)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。在上述蝕刻處理工序中，優(yōu)選通過(guò)調(diào)節(jié)上述被處理物橫穿上述處理空間內(nèi)的次數(shù)(橫穿次數(shù))來(lái)控制上述含硅物的蝕刻量。當(dāng)橫穿次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)時(shí)，停止蝕刻處理工序。由此，可對(duì)含硅物準(zhǔn)確地僅蝕刻所需厚度。可在含硅膜的剩余厚度達(dá)到規(guī)定時(shí)停止蝕亥IJ，或在含硅膜的整體剛好被除去時(shí)停止蝕刻。根據(jù)本發(fā)明，可容易地判斷停止蝕刻的時(shí)機(jī)。上述含硅物優(yōu)選為在伴有氧化反應(yīng)(參照式I)的同時(shí)與氟系反應(yīng)成分發(fā)生蝕刻反應(yīng)(參照式2)的含硅物，例如可列舉出無(wú)定形硅、單晶硅、多晶硅等硅單體或氮化硅、碳
化硅等。作為上述處理氣體中的氟系反應(yīng)成分，可列舉出HF、COF2等。作為上述處理氣體中的第一氧化性反應(yīng)成分，可列舉出03、0自由基、NOx等。作為上述處理流體中的第二氧化性反應(yīng)成分，可列舉出03、0自由基、NOx等。上述處理流體不限定于氣體，也可以是臭氧水、硝酸、過(guò)氧化氫等液體。在上述蝕刻處理工序中，優(yōu)選通過(guò)在大氣壓附近下將含有含氟成分和含氫添加成分的氟系原料氣體等離子體化，從而生成上述氟系反應(yīng)成分。由此，作為氟系反應(yīng)成分而可生成HF等。在蝕刻處理工序中，在被處理物的表面形成源于上述氟系反應(yīng)成分的氫氟酸水等的凝結(jié)層。介助此凝結(jié)層而進(jìn)行蝕刻反應(yīng)。另一方面，在前處理工序中，由于未形成上述凝結(jié)層，所以凝結(jié)層不會(huì)妨礙氧化反應(yīng)而可準(zhǔn)確地發(fā)生氧化反應(yīng)。
作為上述含氟成分，可列舉出PFC(全氟碳)或HFC(氫氟碳)等含氟化合物。作為PFC，可列舉出CF4、C2F4、C2F6、C3F8等。作為HFC，可列舉出CHF3、CH2F2、CH3F等。此外，作為氟系成分，也可使用SF6、NF3> XeF2等除PFC和HFC以外的含氟化合物或使用F2。上述含氟成分優(yōu)選用稀釋成分進(jìn)行稀釋。作為稀釋成分，可列舉出氦、氬、氖、氙等稀有氣體或氮等不活潑氣體。稀釋成分除稀釋含氟成分的功能以外，還具有作為運(yùn)輸含氟氣體的載氣的功能、作為產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體放電的放電氣體的功能。上述含氫添加成分優(yōu)選為水(水蒸氣、H2O)。水可通過(guò)用氣化器氣化從而添加到上述氟系原料氣體中。含氫添加成分除水以外也可以是含OH基的化合物或過(guò)氧化氫，還可以是它們的混合物。作為含OH基的化合物，可列舉出乙醇。在本說(shuō)明書中所謂大氣壓附近是指1.013 X IO4 50.663 X IO4Pa的范圍，若考慮壓力調(diào)整的簡(jiǎn)單化或裝置結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)便化，則優(yōu)選為1.333X 104 10.664X IO4Pa,更優(yōu)選為
9.331 X IO4 10.397 X IO4Pa0本發(fā)明所涉及的蝕刻裝置的特征在于，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(lái)蝕刻含硅物的蝕刻裝置，其具備以下部分:具有吹出含有第二氧化性反應(yīng)成分的處理流體的前處理噴嘴、且使上述處理流體與含有上述含硅物的被處理物接觸的前處理部，蝕刻處理部，所述蝕刻處理部是具有限定上述處理空間的限定部、以及以橫穿上述處理空間內(nèi)的方式使與上述處理流體接觸后的上述被處理物相對(duì)于上述限定部相對(duì)地移動(dòng)的移動(dòng)裝置，且將上述處理氣體供給至上述處理空間或者在上述處理空間內(nèi)生成上述處理氣體的上述各反應(yīng)成分的部分。在用上述蝕刻裝置蝕刻含硅物時(shí)，首先將被處理物配置于前處理部而與前處理噴嘴對(duì)置。然后，從前處理噴嘴吹出處理流體而與被處理物接觸。通過(guò)該處理流體中的第二氧化性反應(yīng)成分，從而可使含硅物氧化(參照式I)。接著，將被處理物配置于蝕刻處理部，利用移動(dòng)裝置而相對(duì)于限定部進(jìn)行往復(fù)等移動(dòng)。每通過(guò)處理空間I次，則被處理物與處理空間內(nèi)的處理氣體相接觸。在被處理物首次橫穿處理空間內(nèi)時(shí)(首次橫穿時(shí))，就已經(jīng)通過(guò)上述前處理部的前處理進(jìn)行了含硅物的氧化反應(yīng)。因而，可立即開(kāi)始利用處理氣體中的氟系反應(yīng)成分而進(jìn)行的蝕刻反應(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(guò)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)生由處理氣體中的氟系反應(yīng)成分而進(jìn)行的蝕刻反應(yīng)。并且可通過(guò)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，可提高橫穿次數(shù)與累積蝕刻量的比例性。因此，通過(guò)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。上述蝕刻裝置可具備多個(gè)上述限定部。上述多個(gè)限定部可以沿被處理物的相對(duì)移動(dòng)方向進(jìn)行排列。進(jìn)而，多個(gè)處理空間也可以沿上述相對(duì)移動(dòng)方向進(jìn)行排列。通過(guò)移動(dòng)裝置使被處理物沿上述相對(duì)移動(dòng)方向相對(duì)移動(dòng)，從而被處理物依次橫穿上述多個(gè)處理空間內(nèi)。被處理物橫穿上述多個(gè)處理空間中的I個(gè)的動(dòng)作對(duì)應(yīng)于I次橫穿(I次掃描)。
上述限定部也可具有吹出上述處理氣體的處理噴嘴。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以從首次橫穿時(shí)開(kāi)始充分地發(fā)生蝕刻處理部或蝕刻處理工序中的含硅物的蝕刻反應(yīng)。因而，可防止首次橫穿時(shí)的氟系反應(yīng)成分浪費(fèi)。并且，可提高橫穿次數(shù)與累積的蝕刻量的比例性，易于控制蝕刻量。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式所涉及的蝕刻裝置的概要構(gòu)成的側(cè)視圖。圖2是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式所涉及的蝕刻裝置的概要構(gòu)成的側(cè)視圖。圖3是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式所涉及的蝕刻裝置的概要構(gòu)成的側(cè)視圖。圖4是本發(fā)明第四實(shí)施方式所涉及的蝕刻裝置的概要構(gòu)成圖。圖5是表示實(shí)施例1的結(jié)果的曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式所涉及的蝕刻裝置I的圖。被處理物9例如由液晶顯示面板的玻璃基板構(gòu)成且呈現(xiàn)薄的平板狀。在被處理物9的表面(圖1中的上面)被膜有作為蝕刻對(duì)象的含娃物9a。含娃物例如由無(wú)定形娃構(gòu)成。含娃物9a除無(wú)定形娃以外還可以是單晶硅或多晶硅。此外，若含硅物9a是經(jīng)氧化反應(yīng)(式I)而被蝕刻(式2)的含硅物，則不限定于硅單體，而可以是氮化硅、碳化硅等。蝕刻裝置I具備處理室10、輥柱式傳送機(jī)20 (移動(dòng)裝置)、前處理部40和蝕刻處理部30。處理室10內(nèi)的壓力為大氣壓附近。于處理室10的入口側(cè)(圖1中的右側(cè))的壁設(shè)置搬入口 11。于處理室10的出口側(cè)(圖1中的左側(cè))的壁設(shè)置搬出口 12。在處理室10內(nèi)的中央部組裝有蝕刻處理部30。在處理室10內(nèi)的入口側(cè)(圖1中的右側(cè))的部分組裝有前處理部40。輥柱式傳送機(jī)20在處理室10的內(nèi)部沿輸送方向(χ方向，圖1的左右方向)被配置，進(jìn)而還被設(shè)置于處理室10的入口側(cè)和出口側(cè)的外部。眾所周知，輥柱式傳送機(jī)20具有軸21和輥柱22。在圖1中，多個(gè)軸21沿左右方向隔著間隔地加以排列。輥柱22被設(shè)置于各個(gè)軸21。被處理物9被裝載置于輥柱22上。通過(guò)軸21和輥柱22 —體地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而沿X方向搬送被處理物9。被處理物9被從搬入口 11搬入到處理室10內(nèi)，在處理室10內(nèi)實(shí)施了規(guī)定的處理后，被從搬出口 12被搬出。傳送機(jī)20兼具作為支承被處理物9的支承部的功能和移動(dòng)被處理物9的移動(dòng)裝置的功能。在輥柱式傳送機(jī)20中至少處理室10內(nèi)的軸21和輥柱22可沿正反兩方向旋轉(zhuǎn)。正向是將被處理物9從入口側(cè)搬送至出口側(cè)的方向(圖1中的向左)，反向是將被處理物9從出口側(cè)搬送至入口側(cè)的方向(圖1中的向右)。蝕刻處理部30具有氟系原料供給部31、第一氧化性反應(yīng)成分生成部32和主處理噴嘴33。氟系原料供給部31儲(chǔ)存氟系原料氣體。氟系原料氣體含有含氟成分和稀釋成分。含氟成分例如為CF4。稀釋成分例如為Ar。
作為含氟成分，可代替CF4而使用C2F4、C2F6, C3F8等其它的PFC (全氟碳)，或使用CHF3> CH2F2, CH3F 等 HFC (氫氟碳)，或使用 SF6、NF3> XeF2, F2 等。作為稀釋成分，可代替Ar而使用He、Ne、Kr等其它的稀有氣體，或使用N2等其它的惰性氣體。稀釋成分除稀釋含氟成分的作用以外，還擔(dān)負(fù)作為載氣的作用和作為等離子體生產(chǎn)用氣體的作用。氟系原料供給部31附帶有添加部34。添加部34的含氫添加成分被添加于氟系原料供給部31的氟系原料氣體中。上述含氫添加成分為水蒸氣(H2O)。添加部34由水的氣化器構(gòu)成。水被以液態(tài)的形式蓄積于氣化器34內(nèi)。氟系原料氣體(CF4+Ar)被導(dǎo)入氣化器34內(nèi)的液體中而鼓泡?；蛘?，可在氣化器34內(nèi)的液面的上側(cè)部分導(dǎo)入上述氟系原料氣體，用上述氟系原料氣體將上述上側(cè)部分的飽和蒸汽擠出。由此，水蒸氣被添加于氟系原料氣體中?？赏ㄟ^(guò)對(duì)氣化器34進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)水的蒸氣壓以及添加量?；蛘?，也可通過(guò)將氟系原料氣體(CF4+Ar)的一部分導(dǎo)入到氣化器34內(nèi)，使剩余部分迂迴于氣化器34，調(diào)節(jié)上述一部分與剩余部分的流量比，從而調(diào)節(jié)水的添加量。添加水后的氟系原料氣體被送往主處理噴嘴33。第一氧化性反應(yīng)成分生成部32由臭氧發(fā)生器構(gòu)成。臭氧發(fā)生器32以氧(O2)為原料，生成含臭氧的氣體(02+03)。這種含臭氧的氣體(02+03)中的臭氧(O3)對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求書中的“第一氧化性反應(yīng)成分”。臭氧發(fā)生器32的含臭氧的氣體(02+03)被送往主處理噴嘴33。主處理噴嘴33被設(shè)置于處理室10的中央部，沿與圖1的紙面正交的寬度方向(y方向)展開(kāi)。在主處理噴嘴33的內(nèi)部設(shè)置有等離子體生成部35(氟系反應(yīng)成分生成部)。等離子體生成部35至少含有一對(duì)電極36。在一對(duì)電極36的兩個(gè)或一個(gè)的對(duì)置面設(shè)置有固體電介體層。在一對(duì)電極36中一個(gè)電極36與電源(省略圖不)連接，另一個(gè)電極36電接地。通過(guò)來(lái)自電源的電力供給，在一對(duì)電極36彼此之間施加例如脈沖狀的高頻電場(chǎng)。由此，在電極36間在大氣壓附近下產(chǎn)生輝光放電。將氟系原料供給部31與電極36間的空間36a連接。上述添加水后的氟系原料氣體(CF4+Ar+H20)被導(dǎo)入到電極間空間36a。由此，在電極間空間36a內(nèi)，氟系原料氣體被等離子體化(包括激發(fā)、分解、自由基化、離子化)，生成HF、COF2等氟系反應(yīng)成分。代替主處理噴嘴33的內(nèi)部，而可以將等離子體生成部35設(shè)置于氟系原料供給部31與主處理噴嘴33之間的路徑上。等離子體化后的氟系氣體與來(lái)自臭氧發(fā)生器32的含臭氧的氣體在主處理噴嘴33內(nèi)被混合而生成處理氣體。處理氣體含有氟系反應(yīng)成分(HF、COF2等)和第一氧化性反應(yīng)成分(O3)。雖然省略圖示，但在主處理噴嘴33的內(nèi)部設(shè)置有第一整流部。第一整流部包含沿y方向(圖1的紙面正交方向)展開(kāi)的腔室、沿y方向展開(kāi)的狹縫和沿y方向排列的多個(gè)小孔等。上述處理氣體通過(guò)通過(guò)第一整流部而沿y方向被勻化。主處理噴嘴33的下側(cè)部分被插入到處理室10的內(nèi)部。主處理噴嘴33與處理室10內(nèi)的輥柱式傳送機(jī)20的中央部分上下地對(duì)置。在主處理噴嘴33與其正下方的傳送機(jī)20之間限定了處理空間39。主處理噴嘴33與輥柱式傳送機(jī)20協(xié)作而構(gòu)成限定處理空間39的限定部。在主處理噴嘴33的下端設(shè)置有多個(gè)吹出部37。多個(gè)吹出部37沿χ方向隔著間隔地排列。雖然在圖中吹出部37的數(shù)量為3，但也可以是I個(gè)或2個(gè)，還可以是4個(gè)以上。各個(gè)吹出部37面向處理空間39。各個(gè)吹出部37包含沿y方向(圖1的紙面正交方向)展開(kāi)的狹縫狀的吹出口 37a。吹出口 37a也可由沿y方向排列的多個(gè)小孔構(gòu)成。通過(guò)上述整流部后的處理氣體被分配至各個(gè)吹出部37，從各個(gè)吹出口 37a向下方吹出。所述吹出的氣流沿y方向形成均勻的氣流。處理空間39是在沿著主處理噴嘴33的下面的空間中處理氣體可保持有效的反應(yīng)性而擴(kuò)散的區(qū)域。接著，對(duì)前處理部40進(jìn)行說(shuō)明。前處理部40具有處理流體供給部41和前處理噴嘴42。處理流體供給部41例如由臭氧發(fā)生器構(gòu)成。臭氧發(fā)生器41以氧(O2)為原料且生成含臭氧的氣體(02+03)。此含臭氧的氣體(02+03)對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求書中的“處理流體”。該處理流體(02+03)中的臭氧(O3)構(gòu)成權(quán)利要求書中的“第二氧化性反應(yīng)成分”。臭氧發(fā)生器41與前處理噴嘴42連接。上述處理流體(02+03)被從臭氧發(fā)生器41導(dǎo)入到前處理噴嘴42。前處理部40的處理流體供給部41與蝕刻處理部30的氧化性反應(yīng)成分供給部32可以相互共用。例如，單一的臭氧發(fā)生器可兼具蝕刻處理部30的臭氧發(fā)生器32和前處理部40的臭氧發(fā)生器41這兩者，來(lái)自該單一的臭氧發(fā)生器的含臭氧的氣體的供給路徑分為2個(gè)分支路徑，這些分支路徑分別與主處理噴嘴33和前處理噴嘴42連接。前處理噴嘴42被設(shè)置于處理室10內(nèi)的入口側(cè)(圖1中的右側(cè))的上部。前處理噴嘴42沿蝕刻裝置I的y方向(圖1的紙面正交方向)展開(kāi)。雖然省略圖示，但在臭氧發(fā)生器41的內(nèi)部設(shè)置有第二整流部。第二整流部包含沿I方向展開(kāi)的腔室、沿y方向展開(kāi)的狹縫和沿y方向排列的多個(gè)小孔等。來(lái)自臭氧發(fā)生器41的含臭氧的氣體(02+03)通過(guò)通過(guò)第二整流部而沿I方向被勻化。前處理噴嘴42的下側(cè)部分被插入到處理室10的內(nèi)部，與處理室10內(nèi)的輥柱式傳送機(jī)20的靠搬入口 11的部分上下對(duì)置。在前處理噴嘴42與其正下方的輥柱式傳送機(jī)20之間限定出前處理空間49。在前處理噴嘴42的下端設(shè)置有吹出部43。吹出部43面向前處理空間49。吹出部43包含沿y方向(圖1的紙面正交方向)展開(kāi)的狹縫狀的吹出口 43a。吹出口 43a也可由沿y方向排列的多個(gè)小孔構(gòu)成。通過(guò)上述整流部后的含臭氧的氣體被送至吹出部43，從吹出口 43a向下方吹出。該吹出的氣流沿y方向而形成均勻的氣流。前處理空間49是在沿著前處理噴嘴42的下面的空間中含臭氧的氣體(處理流體)可保持有效的反應(yīng)性而擴(kuò)散的區(qū)域。對(duì)如上所述地構(gòu)成的蝕刻裝置I的工作進(jìn)行說(shuō)明。[搬入工序]將被處理物9通過(guò)輥柱式傳送機(jī)20而從搬入口 11搬入到處理室10內(nèi)。由此，將被處理物9首先導(dǎo)入到前處理空間49而與前處理噴嘴42對(duì)置。被處理物9橫穿前處理空間49內(nèi)ο[前處理工序]與上述搬入工序并行，將含臭氧的氣體(處理流體)從臭氧發(fā)生器41中導(dǎo)入到前處理噴嘴42，從吹出口 43a吹出。該含臭氧的氣體與正在通過(guò)前處理空間49內(nèi)的被處理物9接觸。該含臭氧的氣體中的臭氧(O2)與被處理物9的表層的含硅物9a反應(yīng)，使含硅物9a的表面部分發(fā)生氧化(式I)。在此階段，由于在被處理物9的表面沒(méi)有形成因氟系反應(yīng)成分而產(chǎn)生的氫氟酸水等的凝結(jié)層，所以可準(zhǔn)確地引起含硅物9a的氧化反應(yīng)。[移送工序]輥柱式傳送機(jī)20繼續(xù)以恒定速度來(lái)搬送被處理物9。由此，被處理物9通過(guò)前處理空間49內(nèi)，被向處理空間39移送。當(dāng)被處理物9的整體從前處理空間49內(nèi)部移出時(shí)，停止來(lái)自臭氧發(fā)生器41的含臭氧的氣體的供給。[蝕刻處理工序]然后，將被處理物9供給至蝕刻處理工序。即，將來(lái)自氟系原料供給部31和添加部34的氟系原料氣體(CF4+Ar+H20)導(dǎo)入到主處理噴嘴33，通過(guò)等離子體生成部35進(jìn)行等離子體化，從而生成HF等氟系反應(yīng)成分。將來(lái)自臭氧發(fā)生器32的含臭氧的氣體(02+03)與該等離子體化后的氣體混合，得到處理氣體。將該處理氣體從各個(gè)吹出口 37a吹出，供給至處理空間39內(nèi)。與上述處理氣體供給并行，處理室10內(nèi)的輥柱式傳送機(jī)20 (移動(dòng)裝置)反復(fù)正轉(zhuǎn)、倒轉(zhuǎn)。由此，在處理室10內(nèi)往復(fù)移動(dòng)(掃描)被處理物9。被處理物9每向去側(cè)(在圖1中向左)或回側(cè)(在圖1中向右)單程移動(dòng)I次(I次掃描)，則被處理物9的整體橫穿I次處理空間39。被處理物9在橫穿處理空間39時(shí)與來(lái)自主處理噴嘴33的處理氣體接觸。當(dāng)被處理物9首次在去的方向橫穿處理空間39時(shí)(首次橫穿時(shí)，第一次掃描)，已經(jīng)通過(guò)上述前處理工序而進(jìn)行了表層的含硅物9a的氧化反應(yīng)(式I)。因此，通過(guò)處理氣體與被處理物9接觸，從而可立即開(kāi)始由處理氣體中的HF等氟系反應(yīng)成分所產(chǎn)生的蝕刻反應(yīng)(式2)。因而，在首次橫穿時(shí)也可充分地提高蝕刻率，可避免氟系反應(yīng)成分浪費(fèi)。此外，在首次橫穿時(shí)通過(guò)處理氣體中的臭氧與被處理物9接觸，從而可進(jìn)一步進(jìn)行含硅物9a的氧化(式 I)。在第二次以后的橫穿時(shí)，由于含硅物9a的表面通過(guò)至前一次為止的橫穿而已經(jīng)被氧化，所以通過(guò)處理氣體與被處理物9接觸，從而可立即發(fā)生由處理氣體中的HF等所產(chǎn)生的蝕刻反應(yīng)(式2)，可充分地提高蝕刻率。此外，可通過(guò)處理氣體中的臭氧而進(jìn)一步進(jìn)行含硅物9a的氧化(式I)。因而，可使首次橫穿時(shí)的蝕刻率與第二次以后的橫穿時(shí)的蝕刻率達(dá)到大致相同的大小。因此，可提高橫穿次數(shù)與累積的蝕刻量的比例性，可使它們大致成為正比例的關(guān)系。因此，通過(guò)設(shè)定橫穿次數(shù)，從而可容易地控制含硅物9a的最終蝕刻量達(dá)到所需的值。已處理的氣體通過(guò)未圖示的排氣裝置而被抽吸排出。[蝕刻停止工序]當(dāng)橫穿次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)時(shí)，停止蝕刻處理工序。由此，可準(zhǔn)確地僅將被處理物9中的含硅物9a蝕刻至所需的厚度?？稍诤枘つ?a的剩余厚度達(dá)到規(guī)定時(shí)停止蝕刻，或可在含硅膜9a的整體剛好被除去時(shí)停止刻蝕?？扇菀椎嘏袛嗤Ｖ刮g刻的時(shí)機(jī)。[搬出工序]在蝕刻處理停止后，將被處理物9通過(guò)輥柱式傳送機(jī)20從搬出口 12搬出。接著，對(duì)本發(fā)明的其它的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在以下實(shí)施方式中，對(duì)與已陳述過(guò)的構(gòu)成相重復(fù)的部分，在附圖中附加同一符號(hào)而省略說(shuō)明。圖2是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的圖。在此實(shí)施方式中，前處理部40的前處理噴嘴42與蝕刻處理部30的主處理噴嘴33連接。因而，從前處理工序移行至蝕刻處理工序的時(shí)間較第一實(shí)施方式變短。前處理工序中的處理流體的氧化性反應(yīng)成分和蝕刻處理工序中的處理氣體的氧化性反應(yīng)成分并不限定于03，也可以是NOx等其它的氧化性氣體。此外，前處理工序中的處理流體并不限定于氣體，也可以是臭氧水或過(guò)氧化氫等氧化性液體。圖3是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的圖。在該實(shí)施方式中，作為處理流體供給部，而使用臭氧水供給部45來(lái)代替臭氧發(fā)生器41。在供給部45內(nèi)儲(chǔ)存液態(tài)臭氧水來(lái)作為處理流體。另外，在第3實(shí)施方式中，與處理室10分開(kāi)地設(shè)置前處理室50。前處理室50配置于靠處理室10的入口側(cè)(圖3中的右側(cè))。輥柱式傳送機(jī)20的靠處理室10的入口側(cè)的部分被配置于前處理室50內(nèi)。于前處理室50的輸送方向X的上游側(cè)(圖3中的右側(cè))的壁設(shè)置有搬入口 51。于前處理室50的輸送方向X的下游側(cè)(圖3中的左側(cè))的壁設(shè)置有搬出口 52。搬出口 52與處理室10的搬入口 11對(duì)置。在前處理室50的上側(cè)部設(shè)置有噴霧式前處理噴嘴47。臭氧水供給部45與噴霧式前處理噴嘴47連接。噴霧式前處理噴嘴47的下側(cè)部分被插入到前處理室50的內(nèi)部，與前處理室50內(nèi)的輥柱式傳送機(jī)20上下對(duì)置。在噴霧式前處理噴嘴47與輥柱式傳送機(jī)20之間限定出前處理空間49。噴霧式前處理噴嘴47的前端(下端)的噴霧口面向前處理空間49。也可沿與圖3的紙面正交的寬度方向y上排列多個(gè)噴霧式前處理噴嘴47。根據(jù)第3實(shí)施方式，被處理物9首先被從搬入口 51搬入到前處理室50內(nèi)，橫穿前處理室50內(nèi)的前處理空間49 (前處理工序)。平行地將來(lái)自臭氧水供給部45的臭氧水導(dǎo)入噴霧式前處理噴嘴47，向前處理空間49中噴霧。該臭氧水與被處理物9接觸，引起含硅物9a的氧化反應(yīng)(式I)。此后，被處理物9被從搬出口 52搬出，從搬入口 11被搬入到處理室10內(nèi)(移送工序)。在移送工序期間進(jìn)行利用氣刀等的被處理物9的干燥工序(省略圖示)。然后，在處理室10內(nèi)與第一實(shí)施方式同樣地進(jìn)行被處理物9的蝕刻處理工序。圖4是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的圖。在此實(shí)施方式中，蝕刻處理部60由所謂直接式等離子體處理裝置構(gòu)成。蝕刻處理部60具有第一電極61、第二電極62。將電源(省略圖示)與第一電極61連接。第二電極62被電接地。在至少一個(gè)的電極61、62的對(duì)置面設(shè)置有固體電介體層(省略圖示)。通過(guò)在電極61、62間施加電場(chǎng)，從而在大氣壓附近下產(chǎn)生放電。電極61、62間的空間形成放電空間63。在蝕刻處理部60中代替臭氧發(fā)生器32而設(shè)置有氧供給部64。來(lái)自氧供給部64的氧(O2)被與來(lái)自氟系原料供給部31和添加部34的氟系原料氣體(CF4+Ar+H20)混合。混合后的氣體被導(dǎo)入放電空間63而被等離子體化。由此，在放電空間63內(nèi)，生成HF等氟系反應(yīng)成分和臭氧、O自由基等氧化性反應(yīng)成分。第二電極62兼作載物臺(tái)，在其上面設(shè)置被處理物9。將移動(dòng)裝置65與第二電極兼載物臺(tái)62連接。雖然省略詳細(xì)的圖示，但移動(dòng)裝置65包含例如直動(dòng)馬達(dá)、滑動(dòng)導(dǎo)軌等，使第二電極兼載物臺(tái)62沿輸送方向X往復(fù)移動(dòng)。被處理物9首先與前處理部40的前處理噴嘴42對(duì)置。由前處理噴嘴42對(duì)所述被處理物9吹付臭氧。由此，可預(yù)先使含硅物9a的表面部分被氧化(前處理工序)。將前處理工序后的被處理物9向蝕刻處理部60的載物臺(tái)62上移送(移送工序)。移位可人工地進(jìn)行或使用自動(dòng)傳動(dòng)器等移送裝置來(lái)進(jìn)行?；蛘?，上述載物臺(tái)62也可兼作在前處理工序中支承被處理物9的支承部48。即，首先將被處理物9載置于載物臺(tái)62上。然后，在前處理工序中使載物臺(tái)62與前處理噴嘴42對(duì)置，進(jìn)而使被處理物9與前處理噴嘴42對(duì)置。然后，可將載物臺(tái)62以及被處理物9向蝕刻處理部60移送。在蝕刻處理部60中，通過(guò)移動(dòng)裝置65,而以橫穿第一電極61的下方的方式使被處理物9往復(fù)移動(dòng)(蝕刻處理工序)。當(dāng)被處理物9與第一電極61對(duì)置地位于放電空間63內(nèi)時(shí)，在放電空間63內(nèi)生成的處理氣體中的各種反應(yīng)成分(HF、C0F2、臭氧、O自由基等)與被處理物9接觸，含硅物9a被蝕刻。放電空間63成為進(jìn)行蝕刻處理的處理空間。第一電極61與第二電極兼載物臺(tái)62協(xié)作地構(gòu)成限定處理空間63的限定部。本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在不偏離其宗旨的范圍內(nèi)可采用各種變形的實(shí)施方式。例如，可通過(guò)使被處理物9靜止，并且使蝕刻處理部30、60的主處理噴嘴33或第一電極61、以及前處理部40的前處理噴嘴42、47移動(dòng)，從而進(jìn)行從前處理工序向蝕刻處理工序的轉(zhuǎn)換或蝕刻處理工序中的往復(fù)移動(dòng)。就移動(dòng)裝置而言，可代替被處理物9而使主處理噴嘴33或第一電極61移動(dòng)。蝕刻裝置I具備多個(gè)主處理噴嘴33、33……，這些多個(gè)主處理噴嘴33、33……可沿X方向排列成I列，進(jìn)而多個(gè)處理空間39可沿X方向排列成I列。在此情況下，通過(guò)使被處理物9相對(duì)于主處理噴嘴33、33……而沿X方向單程移動(dòng)，從而被處理物9依次橫穿多個(gè)處理空間39、39……。被處理物9橫穿處理空間33、33……中的I個(gè)的動(dòng)作對(duì)應(yīng)于I次橫穿。優(yōu)選以使含硅物9a的最終蝕刻量達(dá)到所需的值的方式設(shè)定主處理噴嘴的個(gè)數(shù)。當(dāng)然也可使被處理物9相對(duì) 于主處理噴嘴33、33……而沿X方向往復(fù)移動(dòng)?？稍诙鄠€(gè)主處理噴嘴33的各個(gè)中容納等離子體生成部35，可將由I個(gè)等離子體生成部35生成的等離子體氣體分配至上述多個(gè)主處理噴嘴33。在前處理工序中，可將被處理物9配置于處理空間39，并且僅將來(lái)自氧化性反應(yīng)成分供給部32的含氧化性反應(yīng)成分的氣體(處理流體)從噴嘴33吹出，而與被處理物9接觸。在此情況下，處理空間39兼作前處理部的前處理空間，供給部32兼作前處理部的處理流體供給部41，噴嘴33兼作前處理噴嘴。在此后的蝕刻工序中，優(yōu)選從上述噴嘴33吹出含有氟系反應(yīng)成分和氧化性反應(yīng)成分的處理氣體，使其與被處理部9接觸?？蓪⒍鄠€(gè)實(shí)施方式相互組合。例如，作為第4實(shí)施方式(圖4)的前處理噴嘴而可應(yīng)用第3實(shí)施方式的臭氧水噴霧噴嘴47。實(shí)施例1對(duì)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。需說(shuō)明的是，本發(fā)明并不限定于以下實(shí)施例。使用實(shí)質(zhì)上與圖1所示的蝕刻裝置I為相同構(gòu)成的裝置。處理對(duì)象9是被膜有無(wú)定形娃膜9a的玻璃基板,其大小為IOcmX 10cm。在對(duì)此基板9實(shí)施前處理工序后,供給至蝕刻處理工序。需說(shuō)明的是，在實(shí)施例1的裝置中，作為被處理物9的支承部和移動(dòng)裝置，使用移動(dòng)載物臺(tái)代替了傳送機(jī)20。[前處理工序]作為前處理用的處理流體，將含臭氧的氣體(02+03)從處理流體供給部41中導(dǎo)入到前處理噴嘴42，從吹出口 43a吹出，與基板9接觸。含臭氧的氣體的流量為1SLM，臭氧濃度為8 10VOl%。吹出口 43a的寬度(與圖1的紙面正交方向y的尺寸)為10cm。與含臭氧的氣體的吹付并行地沿輸送方向X搬送基板9。基板9的搬送速度為4m/min。使基板9通過(guò)前處理空間49的次數(shù)為I次。[蝕刻處理工序]接著上述前處理工序而進(jìn)行蝕刻處理工序。來(lái)自氟系原料供給部31的氟系原料氣體由CF4和Ar的混合氣體構(gòu)成，在添加部34中將水(H2O)添加到該混合氣體中。各種氣體成分的流量如下所示。CF4:0.1SLMAr:1SLM添加水后的氟系原料氣體的露點(diǎn)為18°C左右。將該氟系原料氣體供給至等離子體生成部35，在大氣壓下進(jìn)行等離子體化。等離子體放電條件如下所示。電極間空間36a的厚度:1mm電極36的寬度(圖1的紙面正交方向I的尺寸):10cm施加電壓:Vpp= 13kV脈沖頻率:40kHz將等離子體化后的氟系氣體與來(lái)自第一氧化性反應(yīng)成分生成部32的含臭氧的氣體(02+03)混合而得到處理氣體，將此處理氣體從各個(gè)吹出口 37a吹出。來(lái)自第一氧化性反應(yīng)成分生成部32的含臭氧氣體的流量為1SLM，臭氧濃度為8 IOvol%。吹出口 37a的寬度(圖1的紙面正交方向y的尺寸)為10cm。與處理氣體的吹付并行地使基板9沿輸送方向X往復(fù)移動(dòng)?；?的移動(dòng)速度為4m/min。然后，測(cè)定蝕刻處理工序中的與使基板9通過(guò)處理空間39的次數(shù)(橫穿次數(shù))相對(duì)應(yīng)的蝕刻量。如圖5的實(shí)線所示，橫穿次數(shù)與蝕刻量大致成正比例的關(guān)系?？纱_認(rèn)出即使在首次橫穿時(shí)也可得到與第二次以后的橫穿時(shí)大致相同的大小的蝕刻率。[比較例I]作為比較例，省略上述實(shí)施例1中的前處理工序，而僅進(jìn)行蝕刻處理工序。蝕刻處理工序的處理?xiàng)l件與上述實(shí)施例完全相同。然后，測(cè)定蝕刻處理工序中的與使基板9通過(guò)處理空間39的次數(shù)(橫穿次數(shù))相對(duì)應(yīng)的蝕刻量。如圖5的虛線所示，在比較例I中，首次橫穿時(shí)的蝕刻率低于第二次以后的橫穿時(shí)的蝕刻率。因此，橫穿次數(shù)與蝕刻量不成正比例的關(guān)系，比例性低于實(shí)施例1。以上結(jié)果顯示，在根據(jù)橫穿次數(shù)來(lái)控制蝕刻量的方面，預(yù)先進(jìn)行前處理工序是有效的。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可應(yīng)用于半導(dǎo)體裝置或液晶顯示裝置的制造。符號(hào)說(shuō)明I蝕刻裝置
9被處理物 9a含硅物 10處理室 11搬入口 12搬出口
20輥柱式傳送機(jī)(移動(dòng)裝置)
21軸 22輥柱 30蝕刻處理部 31氟系原料供給部
32第一臭氧發(fā)生器(第一氧化性反應(yīng)成分生成部) 33主處理噴嘴(限定部) 34添加部
35等尚子體生成部(氟系反應(yīng)成分生成部)
36電極
36a放電空間(電極間空間)
37吹出部 37a吹出口39處理空間
40前處理部
41處理流體供給部(第二氧化性反應(yīng)成分生成部)42前處理噴嘴
43吹出部43a吹出口
45臭氧水供給部(處理流體供給部)
47噴霧式前處理噴嘴48支承部49前處理空間50前處理室
51搬入口52搬出口60蝕刻處理部61第一電極(限定部)
62第二電極兼載物臺(tái)63處理空間64氧供給部65移動(dòng)裝置
權(quán)利要求
1.一種蝕刻方法，其特征在于，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(lái)蝕刻含硅物的蝕刻方法，包括: 前處理工序，其是使含有第二氧化性反應(yīng)成分的處理流體與含有所述含硅物的被處理物接觸的工序，以及 蝕刻處理工序，其是在所述前處理工序之后，在以橫穿所述處理空間內(nèi)的方式使所述被處理物相對(duì)于所述處理空間相對(duì)地移動(dòng)的同時(shí)，將所述處理氣體供給至所述處理空間或者在所述處理空間內(nèi)生成所述處理氣體的所述各反應(yīng)成分的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻方法，其特征在于，在所述蝕刻處理工序中，通過(guò)調(diào)節(jié)所述被處理物橫穿所述處理空間內(nèi)的次數(shù)，從而控制所述含硅物的蝕刻量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蝕刻方法，其特征在于，在所述蝕刻處理工序中，通過(guò)在大氣壓附近下將含有含氟成分和含氫添加成分的氟系原料氣體等離子體化，從而生成所述氟系反應(yīng)成分。
4.一種蝕刻裝置，其特征在于，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(lái)蝕刻含硅物的蝕刻裝置，具備: 前處理部，所述前處理部是具有將含有第二氧化性反應(yīng)成分的處理流體吹出的前處理噴嘴、且使所述處理流體與含有所述含硅物的被處理物接觸的部分， 蝕刻處理部，所述蝕刻處理部是具有限定所述處理空間的限定部、以及以橫穿所述處理空間內(nèi)的方式使與所述處理流體接觸后的所述被處理物相對(duì)于所述限定部相對(duì)地移動(dòng)的移動(dòng)裝置，且將所述處理氣體供給至所述處理空間或者在所述處理空間內(nèi)生成所述處理氣體的所述各反應(yīng)成分的部分。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于將含硅物的蝕刻量的控制簡(jiǎn)化。在前處理工序中，從前處理噴嘴(42)吹出含有第二氧化性反應(yīng)成分的處理流體，使其與被處理物(9)接觸。接著，在蝕刻處理工序中，在利用移動(dòng)裝置(20)以橫穿處理空間(39)內(nèi)的方式使被處理物(9)移動(dòng)的同時(shí)，將含有氟系反應(yīng)成分和第一氧化性反應(yīng)成分的處理氣體供給至處理空間(39)，使其與被處理物(9)接觸。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK103155116SQ201180046520
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者功刀俊介, 真弓聰 申請(qǐng)人:積水化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社