蝕刻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及蝕刻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件的制造中，有時(shí)進(jìn)行將被處理體的一部分區(qū)域有選擇地除去的處理。例如作為從被處理體有選擇地除去氧化硅膜的方法，已知有下述的專利文獻(xiàn)I中所記載的方法。
[0003]在專利文獻(xiàn)I中所記載的方法中，通過(guò)在化學(xué)處理腔室內(nèi)使HF和NH3與氧化硅反應(yīng)，生成(NH4)2SiF6。S卩，通過(guò)該反應(yīng)，氧化硅膜的表面變質(zhì)。接著，將被處理體搬送至與化學(xué)處理腔室不同的熱處理腔室，在該熱處理腔室內(nèi)對(duì)被處理體進(jìn)行加熱，由此，使變質(zhì)的區(qū)域的(NH4)2SiF6$分解。在專利文獻(xiàn)I中記載的處理中，通過(guò)這樣的變質(zhì)和熱分解有選擇地除去氧化硅膜。另外，在專利文獻(xiàn)2中，記載有:通過(guò)含有順3和NF 3的氣體的等離子體，使含碳膜變質(zhì)，通過(guò)熱分解將變質(zhì)的區(qū)域除去的處理。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特表2007-515074號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特表2013-503482號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明想要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0009]在上述專利文獻(xiàn)I中所記載的方法中，為了通過(guò)熱處理除去變質(zhì)的區(qū)域，在化學(xué)處理腔室內(nèi)使氧化硅膜的表面變質(zhì)之后，有時(shí)需要將該被處理體從化學(xué)處理腔室搬送至熱處理腔室。因此，在專利文獻(xiàn)I中所記載的方法中，被處理體的處理生產(chǎn)量降低搬送被處理體的量，其結(jié)果，生產(chǎn)率降低。
[0010]因此，該技術(shù)領(lǐng)域中要求能夠不降低生產(chǎn)量地有選擇地蝕刻由氧化硅構(gòu)成的區(qū)域的蝕刻方法。
[0011]用于解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案
[0012]在一個(gè)方面中，提供一種在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)從具有由氧化硅構(gòu)成的氧化區(qū)域的被處理體有選擇地蝕刻該氧化區(qū)域的方法。該方法包括:(a)在處理容器內(nèi)，生成含有氫、氮和氟的氣體的等離子體，使上述氧化區(qū)域變質(zhì)而形成變質(zhì)區(qū)域的步驟(以下，稱為“步驟(a)”)，和(b)在形成變質(zhì)區(qū)域的步驟之后，通過(guò)在處理容器內(nèi)對(duì)被處理體照射二次電子而除去變質(zhì)區(qū)域的步驟，在該步驟中，通過(guò)在處理容器內(nèi)生成具有陽(yáng)離子的等離子體且對(duì)等離子體處理裝置的上部電極施加負(fù)的直流電壓，由此使陽(yáng)離子與該上部電極碰撞，使得從該上部電極放出二次電子的步驟(以下，稱為“步驟(b)”)。在一個(gè)方式的步驟(a)中，可以生成含有H2、NjPNF 3的氣體或者含有NHjPNF3的氣體的等離子體。在一個(gè)方式的步驟(b)中，可以在處理容器內(nèi)生成不活潑氣體的等離子體。另外，在一個(gè)方式中，步驟(a)和步驟(b)可以反復(fù)多次。
[0013]在上述方法中，在步驟(a)中，通過(guò)含有氫、氮和氟的氣體的等離子體，在上述氧化區(qū)域形成變質(zhì)區(qū)域。接著，在步驟(b)中，對(duì)被處理體照射二次電子。在步驟(b)中，利用該二次電子的運(yùn)動(dòng)能，使被處理體的變質(zhì)區(qū)域升華，該變質(zhì)區(qū)域被有選擇地除去。在該方法中，能夠?qū)⒉襟E(a)和步驟(b)在同一處理容器內(nèi)實(shí)施，因此，不需要將被處理體搬送至與熱處理腔室不同的處理容器。因此，該方法能夠不降低生產(chǎn)量地堆由氧化硅構(gòu)成的區(qū)域進(jìn)行有選擇地蝕刻。另外，由于二次電子具有高的直線行進(jìn)性，對(duì)被處理體照射，因此，與以往通過(guò)熱處理除去變質(zhì)區(qū)域的方法相比，能夠從被處理體具有高的各向異性地除去上述氧化區(qū)域。
[0014]在一個(gè)方式中，被處理體還具有由氮化硅構(gòu)成的氮化區(qū)域，在步驟(b)之后，還包括:(C)在氮化區(qū)域上，形成比形成于氧化區(qū)域上的保護(hù)膜厚的保護(hù)膜的步驟，在該步驟中，將被處理體暴露于碳氟化合物氣體的等離子體中(以下，稱為“步驟(C) ”)；和(d)蝕刻氧化區(qū)域的步驟，在該步驟中，將被處理體暴露于碳氟化合物氣體的等離子體中(以下，稱為“步驟(d)”)，在步驟(C)中對(duì)載置被處理體的載置臺(tái)供給的高頻偏置電力，小于在步驟(d)中對(duì)載置臺(tái)供給的高頻偏置電力，在步驟(C)中，被處理體的溫度可以設(shè)定為60°C以上250°C以下的溫度。在一個(gè)方式中，在步驟(c)中，可以不對(duì)載置臺(tái)供給高頻偏置電力。
[0015]在60°C以上250°C以下的溫度環(huán)境下，形成于上述氮化區(qū)域上的碳氟化合物類的保護(hù)膜的厚度大于形成于上述氧化區(qū)域上的該保護(hù)膜的厚度。另外，在被供給了比較低的偏置電力的狀態(tài)下，上述氮化區(qū)域的蝕刻速率降低。因此，根據(jù)上述方法，在步驟(C)中能夠在上述氮化區(qū)域上形成厚的保護(hù)膜，在步驟(d)中能夠抑制有選擇地蝕刻上述氧化區(qū)域時(shí)上述氮化區(qū)域的削少。
[0016]在一個(gè)方式中，上述氮化區(qū)域被埋入上述氧化區(qū)域內(nèi)，步驟(C)和步驟(d)可以在通過(guò)步驟(a)和步驟(b)而使上述氮化區(qū)域露出之后進(jìn)行。在該方式中，通過(guò)在實(shí)施步驟(a)和步驟(b)之后實(shí)施步驟(C)和步驟(d)，在使上述氮化區(qū)域露出之后，也能夠抑制該氮化區(qū)域的損傷，并且能夠蝕刻上述氧化區(qū)域。
[0017]在一個(gè)方式中，咋步驟(C)中，作為碳氟化合物氣體能夠使用含有C4F6、C4Fs和C6F6中的至少一種的氣體。另外，在一個(gè)方式中，步驟(C)和步驟(d)可以交替反復(fù)進(jìn)行。
[0018]在一個(gè)方式中，在步驟(b)之后，還包括:(e)將被處理體暴露于含有碳氟化合物氣體的處理氣體的等離子體中的步驟，在該步驟中，蝕刻上述氧化區(qū)域且在該氧化區(qū)域上形成含有碳氟化合物的堆積物(以下，稱為“步驟(e)”)；和(f)利用堆積物中所含有的碳氟化合物的自由基蝕刻上述氧化區(qū)域的步驟(以下，稱為“步驟(f)”)，該方法中，步驟(e)和步驟(f)可以交替反復(fù)進(jìn)行。
[0019]該方式中，利用步驟(e)中生成的碳氟化合物氣體的等離子體蝕刻上述氧化區(qū)域，在該區(qū)域上形成堆積物。接著，在步驟(f)中，使用堆積物中所含有的碳氟化合物的自由基進(jìn)一步蝕刻上述氧化區(qū)域。另外，該步驟(f)中，堆積物的量減少，因此，通過(guò)進(jìn)一步進(jìn)行步驟(e)，上述氧化區(qū)域的蝕刻進(jìn)一步進(jìn)行。通過(guò)交替反復(fù)這樣的步驟(e)和步驟(f)，能夠防止上述氧化區(qū)域、即硅氧化膜的蝕刻的停止。其結(jié)果，能夠持續(xù)進(jìn)行硅氧化膜的蝕刻。
[0020]在一個(gè)方式中，利用碳氟化合物的自由基蝕刻上述氧化區(qū)域的步驟中，可以將被處理體暴露在稀有氣體的等離子體中。該方式中，通過(guò)稀有氣體原子的離子與堆積物碰撞，該堆積物中的碳氟化合物自由基對(duì)上述氧化區(qū)域進(jìn)行蝕刻。此外，一個(gè)方式的步驟(f)中，可以實(shí)質(zhì)上不供給碳氟化合物氣體。
[0021]在一個(gè)方式中，被處理體還具有由氮化硅構(gòu)成的氮化區(qū)域，該氮化區(qū)域被埋入上述氧化區(qū)域內(nèi)，步驟(e)和步驟(f)可以在通過(guò)步驟(a)和步驟(b)而使上述氮化區(qū)域露出之后進(jìn)行。在這樣的方式中，通過(guò)在實(shí)施步驟(a)和步驟(b)之后實(shí)施步驟(e)和步驟(f)，在使上述氮化區(qū)域露出之后，也能夠抑制該氮化區(qū)域的損傷，并且能夠?qū)ι鲜鲅趸瘏^(qū)域進(jìn)行蝕刻。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面和實(shí)施方式，能夠不降低生產(chǎn)量地對(duì)由氧化硅構(gòu)成的區(qū)域進(jìn)行有選擇地蝕刻。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是第一實(shí)施方式的蝕刻方法的流程圖。
[0025]圖2是表不被處理體的一例的剖面圖。
[0026]圖3是表示第一實(shí)施方式的蝕刻方法的實(shí)施中能夠利用的等離子體處理裝置的圖。
[0027]圖4是表示第一實(shí)施方式的蝕刻方法的各步驟的實(shí)施后的狀態(tài)的被處理體的剖面圖。
[0028]圖5是表示第一實(shí)施方式的蝕刻方法的各步驟的實(shí)施后的狀態(tài)的被處理體的剖面圖。
[0029]圖6是表示第一實(shí)施方式的蝕刻方法的各步驟的實(shí)施后的狀態(tài)的被處理體的剖面圖。
[0030]圖7是表示第一實(shí)施方式的蝕刻方法的各步驟的實(shí)施后的狀態(tài)的被處理體的剖面圖。
[0031]圖8是表示第二實(shí)施方式的蝕刻方法的流程圖。
[0032]圖9是表示第二實(shí)施方式的蝕刻方法的各步驟的實(shí)施后的狀態(tài)的被處理體的剖面圖。
[0033]圖10是用于說(shuō)明第二區(qū)域的蝕刻量和第一區(qū)域的側(cè)向蝕刻量的圖。
[0034]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0035]10…等離子體處理裝置，12…處理容器，30...上部電極，34...電極板，40...氣體源組，42...閥組，44...流量控制器組，50...排氣裝置，62...第一高頻電源，64...第二高頻電源，70…直流電源，100…基底層，102…隆起區(qū)域，104…第二區(qū)域，106…第一區(qū)域，106a、106c...變質(zhì)區(qū)域，108…掩模，Cnt…控制部，DP…堆積物，LE…下部電極，PD…載置臺(tái)，PF...保護(hù)膜，S...處理空間，TR...改性區(qū)域，W...被處理體。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下，參照附圖對(duì)各種實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外，各附圖中對(duì)相同或相當(dāng)?shù)牟糠质褂孟嗤綀D標(biāo)記。
[0037](第一實(shí)施方式)
[0038]圖1是表示第一實(shí)施方式的蝕刻方法的流程圖。圖1所示的方法MTl是對(duì)由氧化硅構(gòu)成的第一區(qū)域進(jìn)行有選擇地蝕刻的方法。該方法MT1，在一例中，能夠用于在圖2所示的在被處理體自行匹配地形成孔。
[0039]如圖1所示，方法MTl中，首先進(jìn)行步驟STl。步驟STl中準(zhǔn)備被處理體W (以下，稱為“晶片W”)。準(zhǔn)備的晶片W載置于后述的載置臺(tái)ro上。在圖2中表示晶片w的一例。圖2所示的晶片W具有基底層100、多個(gè)隆起區(qū)域102、第二區(qū)域104 (氮化區(qū)域)、第一區(qū)域106(氧化區(qū)域)和掩模108。該晶片W例如可以是鰭型電場(chǎng)效果晶體管的制造中得到的產(chǎn)品O
[0040]基底層100例如能夠由多晶硅構(gòu)成。基底層100在一例中為鰭區(qū)域，具有大致長(zhǎng)方體形狀。多個(gè)隆起區(qū)域102設(shè)