[发明专利]含硅膜的蚀刻方法以及装置

说明书

技术领域

本发明涉及对无定型硅或氧化硅等含有硅原子的含硅膜进行蚀刻的方法及装置。

背景技术

氧化硅膜可通过含有氟化氢等氟系反应气体的处理气体进行蚀刻。无定型硅等几乎全部由硅原子构成的硅膜可通过混合了氟化氢等氟系反应气体和臭氧等氧化性反应气体的处理气体进行蚀刻。

例如，在专利文献1、2中记载了：利用臭氧使晶片表面的硅氧化，形成氧化硅(式1)，在此基础上使用氢氟酸进行蚀刻。氢氟酸在氢氟酸蒸汽发生器中被蒸发，再将其导入晶片表面。

专利文献3中记载了：通过在CF₄等氟系气体中引发大气压附近放电而生成HF、COF₂等，COF₂与事先混合于CF₄等中的水反应而生成HF(式2)，通过由上述方式得到的HF对氧化硅进行蚀刻(式3)。

Si+2O₃→SiO₂+2O₂                       (式1)

COF₂+H₂O→CO₂+2HF                      (式2)

SiO₂+4HF+H₂O→SiF₄+3H₂O                (式3)

在专利文献4中记载了：通过大气压等离子体放电由加湿后的CF₄得到HF(式4)，再向其中添加O₃，对氧化硅进行蚀刻。

CF₄+2H₂O→4HF+CO₂                      (式4)

专利文献5中记载了：使CF₄和O₂进行大气压放电而得到自由基，再将其从等离子体空间导入温度为20℃或100℃的基板，对单晶硅进行蚀刻。

在专利文献6中记载了：使加湿CF₄或干燥CF₄进行大气压放电，在基板温度90℃下对结晶硅进行蚀刻。

专利文献7中记载了：在低压腔室内对硅进行蚀刻的过程中，在基底膜露出的同时或在基底膜露出之前，将蚀刻气体的成分置换成相对于基底选择比高的气体种类后，进行过蚀刻。

现有技术文献

专利文献1：特开2003-264160号公报

专利文献2：特开2004-55753号公报

专利文献3：特开2000-58508号公报

专利文献4：特开2002-270575号公报

专利文献5：特开平04-358076号公报

专利文献6：特开2000-164559号公报

专利文献7：特开2002-343798号公报

发明内容

发明要解决的问题

在无定型硅或氧化硅等的含硅膜的蚀刻中，添加在用于生成氟系反应成分的氟系原料中的水(参照式4)或通过蚀刻反应而生成的水(参照式3)会附着于含硅膜的表面而发生凝结。在存在凝结的水层的部位，蚀刻反应受到阻碍。因此，不能够均匀地蚀刻整个含硅膜，含硅膜的一部分容易以斑点状残留。

虽然也考虑当在含硅膜的表面附着水分时进行干燥工序来除去水分，但是处理时间长，不实用。

若充分地进行过蚀刻，则能够通过蚀刻除去以斑点状残留的含硅膜，但是基底膜也会被过度蚀刻。

由于基底膜的成分等的影响，水分多的情况下，含硅膜相对于基底膜的选择比会增大。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明为一种对基底膜上层叠了含硅膜的被处理物进行蚀刻的方法，其特征在于，使含有氟系反应成分的处理气体与所述被处理物接触，使所述处理气体在被处理物上的流速根据蚀刻的进行而发生变化。

由于蚀刻而产生了水(参照式3)。另外有时在处理气体中也含有水分(参照式4)。在此，处理气体在被处理物上的流速增大时，上述水分在处理气体的气势下容易从被处理物的表面飞散。因此，通过调节处理气体的流速可调整附着于被处理物的表面的水分的量。在不影响基底膜的阶段，只要以含硅膜的蚀刻速率能使水分量良好的方式设定处理气体的流速即可。由此，可缩短处理时间。在影响基底膜的阶段，以含硅膜相对于基底膜的蚀刻的选择比能使水分量较大的方式设定处理气体的流速即可。由此，可抑制基底膜的蚀刻，且可防止含硅膜以斑点状残留。