[发明专利]基板处理方法和基板处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及基板处理方法和基板处理装置，特别涉及对形成有热氧化膜和氮化硅膜的基板进行处理的基板处理方法。

背景技术

已知半导体设备用晶片(基板)，具有通过热氧化处理形成的热氧化膜、例如氧化硅膜，和通过CVD处理等形成的氮化硅膜。氮化硅膜用作防反射(BARC)膜或者分离栅极和源极/漏极的隔离物。此外，热氧化膜构成栅极氧化膜。

作为氮化硅膜的蚀刻方法，已知使以氟为构成元素、不以碳为构成元素的化合物气体例如含有HF气体的化合物气体等离子化，使该等离子化后的化合物气体与碳反应，形成化学种(自由基)，用化学种对氮化硅膜进行蚀刻的方法(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利特开2003—264183号公报

但是，上述化学种也会蚀刻热氧化硅膜。例如，在硅基材上形成有作为栅极绝缘膜的氧化硅膜(热氧化膜)、并在氧化硅膜上形成有作为防反射膜的氮化硅膜的晶片中，以上述蚀刻方法不仅蚀刻氮化硅膜，而且氧化硅膜也会被蚀刻。这里，由于通常形成的栅极绝缘膜比防反射膜薄，因此在氮化硅膜被除去之前氧化硅膜被除去，结果，连硅基材也会受到损伤(蚀刻)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够选择性地除去氮化膜的基板处理方法和基板处理装置。

为了达到上述目的，发明方面1所述的基板处理方法对具有通过热氧化处理形成的热氧化膜和氮化膜的基板进行处理，其特征在于，包括：氧等离子体接触步骤，使含有氧的等离子体与上述基板接触；和HF气体供给步骤，向与上述含有氧的等离子体接触后的上述基板供给HF气体的。

发明方面2所述的基板处理方法的特征在于，在发明方面1所述的基板处理方法中，上述基板具有在上述热氧化膜上突出的凸状的导电部，上述氮化膜覆盖上述导电部的侧面和顶面，在上述氧等离子体接触步骤中，上述含有氧的等离子体中的活性种大致平行于上述侧面进行移动，与上述氮化膜接触。

发明方面3所述的基板处理方法的特征在于，在发明方面2所述的基板处理方法中，上述活性种至少含有阳离子。

发明方面4所述的基板处理方法的特征在于，在发明方面2或3所述的基板处理方法中，包括选择性氧化步骤，选择性地氧化上述氮化膜的平坦部。

发明方面5所述的基板处理方法的特征在于，在发明方面1所述的基板处理方法中，上述基板具有在上述热氧化膜上从基板表面垂直突出的凸状的导电部，上述氮化膜覆盖上述导电部的侧面和顶面，在上述氧等离子体接触步骤中，上述含有氧的等离子体中的活性种大致垂直于上述基板表面进行移动，与上述氮化膜接触。

发明方面6所述的基板处理方法的特征在于，在发明方面5所述的基板处理方法中，包括选择性氧化步骤，选择性地氧化上述氮化膜的平坦部。

为了达到上述目的，发明方面7所述的基板处理装置为对具有通过热氧化处理形成的热氧化膜和氮化膜的基板进行处理的基板处理装置，其特征在于，包括氧等离子体接触装置，使含有氧的等离子体与上述基板接触、和向与上述含有氧的等离子体接触后的上述基板供给HF气体的HF气体供给装置。

发明效果

根据发明方面1所述的基板处理方法和发明方面3所述的基板处理装置，含有氧的等离子体与具有通过热氧化处理形成的热氧化膜和氮化膜的基板接触，再向该基板供给HF气体。含有氧的等离子体使氮化膜变化为氧化膜，由HF生成的氢氟酸选择性地蚀刻由氮化膜变化成的氧化膜。因此能够选择性地蚀刻氮化膜。

根据发明方面2所述的基板处理方法，含有氧的等离子体中的活性种大致平行于侧面地向覆盖导电部的侧面和顶面的氮化膜移动，该活性种与氮化膜接触，使氮化膜变化为氧化膜。由于在氮化膜中覆盖导电部侧面部分的沿上述活性种的移动方向的厚度大，因此活性种不能充分进入覆盖导电部侧面的部分。结果，在导电部的侧面残留有未变化为氧化膜的氮化膜。由HF气体生成的氢氟酸选择性地蚀刻由氮化膜变化成的氧化膜，但是不蚀刻氮化膜。因此，在氮化膜中，能够不除去覆盖导电部侧面的部分，而选择性地除去其他部分。

根据发明发面3所述的基板处理方法，活性种至少含有阳离子。在产生等离子体时，在基板表面附近的空间产生的鞘使阳离子向基板表面加速。因此，能够使阳离子可靠地与基板上的氮化膜接触。

根据发明方面4所述的基板处理方法，氮化膜的平坦部被选择性地氧化。由HF气体生成的氢氟酸选择性地蚀刻由氮化膜变化成的氧化膜。因此，能够选择性地除去氮化膜的平坦部。