[发明专利]基板处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基板处理方法，特别涉及对基板的硅层实施蚀刻 处理以形成深槽(deep trench)的基板处理方法。

背景技术

近年来，伴随着半导体元件的高密度化、高集成化，有必要在基 板上形成高纵横比(aspect ratio)的孔或槽(以下，简称为“DT”)。

但是，通过使用等离子体的蚀刻在硅(Si)层上形成DT时，作为 掩模层，例如适合使用氧化膜，但存在如下问题，即，在该硅层蚀刻 过程中，提高硅层的蚀刻速率(ER)的动作也成为提高氧化膜的ER 的动作，不能提高硅层蚀刻的选择比，剩余氧化膜量成为限制(limita tion)，因此不能获得蚀刻深度。如果没有掩模层，则不能进行硅层的 蚀刻。

在现有技术文献中公开有涉及以硅层为对象膜的蚀刻技术的现有 技术，作为这样的现有技术文献例如可以列举专利文献1。在专利文献 1中，记载有对作为被处理体的硅层进行蚀刻的方法，该方法使用HBr 气体、O₂气体和SiF气体等作为处理气体，向在基板处理腔室内载置 有被处理体的下部电极施加第一频率的第一高频电力和第二频率的第 二高频电力并进行蚀刻。根据该蚀刻方法，能够在硅层上形成高纵横 比的孔或槽。

【专利文献1】日本特表2003-056617号公报

但是，上述现有技术并不一定能够满足硅层相对于氧化膜的蚀刻 选择比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对硅层进行蚀刻的基板处理方法，该 方法能够提高相对于作为掩模层的氧化膜的硅层蚀刻的选择比。

为了实现上述目的，本发明的第一方面记载的基板处理方法，对 包括作为掩模层的氧化膜和作为处理对象层的硅层的基板进行处理， 该基板处理方法的特征在于，包括：沉积蚀刻步骤，利用由氟类气体、 溴类气体、氧气和SiCl₄气体的混合气体生成的等离子体，使沉积物堆 积在上述氧化膜表面以确保作为上述掩模层的层厚，并对上述硅层进 行蚀刻。

第二方面记载的基板处理方法，其特征在于：在第一方面记载的 基板处理方法中，将上述SiCl₄气体的流量调整成相对于总处理气体流 量为0.5～3％。

为了实现上述目的，本发明的第三方面记载的基板处理方法，对 包括作为掩模层的氧化膜和作为处理对象层的硅层的基板进行处理， 该基板处理方法的特征在于，包括：蚀刻步骤，利用由氟类气体、溴 类气体和氧体的混合气体生成的等离子体，对上述硅层进行蚀刻；和 沉积步骤，利用由溴类气体、氧气和SiCl₄气体的混合气体生成的等离 子体，使沉积物堆积在上述氧化膜表面，该基板处理方法交替反复进 行上述蚀刻步骤和上述沉积步骤。

第四方面记载的基板处理方法，其特征在于：在第三方面记载的 基板处理方法中，将上述沉积步骤中的上述SiCl₄气体的流量调整成相 对于总处理气体流量为0.8～4.5％。

第五方面记载的基板处理方法，其特征在于：在第三方面或第四 方面记载的基板处理方法中，上述蚀刻步骤中的处理时间为30～180 秒，上述沉积步骤中的处理时间为15～60秒。

第六方面记载的基板处理方法，其特征在于：在第一～五方面中 任一方面记载的基板处理方法中，在上述沉积蚀刻步骤或上述沉积步 骤中，进一步添加氧气来促进上述沉积物的堆积。

第七方面记载的基板处理方法，其特征在于：在第一～六方面中 任一方面记载的基板处理方法中，对上述基板的处理在收容上述基板 的密闭容器内进行，将上述沉积蚀刻步骤和上述沉积步骤中的上述密 闭容器内的压力调整为40mTorr(5.32Pa)～300mTorr(3.99×10Pa)。

第八方面记载的基板处理方法，其特征在于：在第一～七方面中 任一方面记载的基板处理方法中，上述氧化膜为SiO₂膜。

第九方面记载的基板处理方法，其特征在于：在第一～八方面中 任一方面记载的基板处理方法中，上述氟类气体为NF₃气体，上述溴 类气体为HBr气体。