蚀刻方法技术

本发明专利技术提供一种蚀刻方法，其是对第1区域及第2区域同时进行蚀刻的方法，第1区域具有通过交替层叠氧化硅膜及氮化硅膜而构成的多层膜，第2区域包括膜厚比第1区域的氧化硅膜的膜厚厚的氧化硅膜。在一实施方式的方法中，在等离子体处理装置的处理容器内生成包括氟碳气体、氢氟烃气体及氧气的第1处理气体的等离子体。接着，在处理容器内生成包括氟碳气体、氢氟烃气体、氧气及含卤素气体的第2处理气体的等离子体。接着，在处理容器内生成包括氧气的第3处理气体的等离子体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蚀刻方法，尤其涉及对具有通过交替层叠氧化硅膜及氮化硅膜而构成的多层膜的第1区域和包括膜厚比该第1区域的氧化硅膜的膜厚厚的氧化硅膜的第2区域同时进行蚀刻的方法。
技术介绍
作为半导体装置的一种，公知有具有三维构造的NAND型闪存器件。在具有三维构造的NAND型闪存器件的制造中进行这样的工序：对通过交替设置氧化硅膜和氮化硅膜而构成的多层膜进行蚀刻，在该多层膜上形成深孔。这样的蚀刻记载在下述专利文献1中。具体而言，在专利文献1中记载有这样的方法：将多层膜上具有掩模的被处理体暴露于处理气体的等离子体，从而进行该多层膜的蚀刻。然而，作为被蚀刻对象的被处理体中有时具有第1区域和第2区域，其中，该第1区域具有通过交替设置氧化硅膜和氮化硅膜而构成的多层膜，该第2区域包括膜厚比第1区域的氧化硅膜的膜厚厚的氧化硅膜。对这样的被处理体进行蚀刻，要求在第1区域和第2区域这两者上同时形成孔这样的空间。在这样的蚀刻中，在第1区域及第2区域上设置掩模，在从该掩模的开口暴露的部分，对第1区域及第2区域进行蚀刻。专利文献1：美国专利技术专利申请公开第2013/0059450号说明书。
技术实现思路
专利技术要解决的问题在所述第1区域及第2区域的蚀刻中，想到使用包括氟碳气体及氢氟烃气体的处理气体。但是，在使用这样的处理气体的蚀刻中，有时所形成的空间
的宽度在该空间的深度方向上的一部分变宽。即，有时对由蚀刻形成的空间进行划分的侧壁面的垂直性变低。此外，掩模的开口被氟碳这样的物质缩小，在有的情况下会将孔的开口堵塞。因而，关于对具有通过交替层叠氧化硅膜及氮化硅膜而构成的多层膜的第1区域和包括膜厚比该第1区域的氧化硅膜的膜厚厚的氧化硅膜的第2区域同时进行蚀刻的技术，要求：提高通过蚀刻形成的侧壁面的垂直性，并且，抑制掩模的开口的缩小。用于解决问题的方案在一技术方案中，提供一种对被处理体的第1区域及第2区域同时进行蚀刻的方法。第1区域具有通过交替层叠氧化硅膜及氮化硅膜而构成的多层膜。第2区域包括膜厚比第1区域的氧化硅膜的膜厚厚的氧化硅膜。被处理体具有在第1区域及第2区域上提供开口的掩模。该方法包括下述工序：(a)在准备了被处理体的等离子体处理装置的处理容器内生成第1处理气体的等离子体，第1处理气体包括氟碳气体、氢氟烃气体及氧气(以下，称作“第1工序”)；(b)在等离子体处理装置的处理容器内生成第2处理气体的等离子体，第2处理气体包括氟碳气体、氢氟烃气体、氧气及含卤素气体，该含卤素气体是用于形成卤元素和硅的反应生成物而在被处理体的表面形成堆积物的气体(以下，称作“第2工序”)；(c)在等离子体处理装置的处理容器内生成包括氧气的第3处理气体的等离子体(以下，称作“第3工序”)。在该方法中执行多次序列，该多次序列的各序列包括第1工序、第2工序及第3工序。所述一技术方案的方法中，在第1工序，对第1区域及第2区域同时进行蚀刻。并且，在第2工序，形成被处理体中的硅和卤元素的反应生成物，并使该反应生成物在因蚀刻而形成的侧壁面上形成堆积物。利用该堆积物抑制在第1区域及第2区域形成的侧壁面在横向上被蚀刻。因而，采用该方法，能够提高因蚀刻而形成的侧壁面的垂直性。另外，在第1工序及第2工序中，氟碳这样的物质附着于掩模的表面。附着于掩模的表面的物质的量因由在第1工序及第2工序中使用的处理气体所包含的氧气生成的活性种而减少。另外，
附着于掩模的表面的物质的量还因在第3工序中生成的氧气的等离子体而减少。因而，能够抑制掩模的开口的缩小。在一技术方案中，也可以是，随着序列的执行次数的增加，第1处理气体中的氧气的流量及第2处理气体中的氧气的流量阶梯性地增加。随着序列的执行次数的增加，在第1区域及第2区域形成的空间的深度变深。当空间的深度变深时，与有助于蚀刻的氟碳进入空间的深部相比，有助于蚀刻的氟碳更容易附着于掩模的开口附近的壁面。采用该技术方案，随着序列的执行次数的增加，第1处理气体中的氧气的流量及第2处理气体中的氧气的流量增加，因此，能够有效地将空间变深时堆积在掩模的开口附近的壁面上的物质去除。另外，第1处理气体中的氧气的流量及第2处理气体中的氧气的流量在执行多次序列的整个期间内可以阶梯性地上升2次以上。在一技术方案中，也可以是，随着序列的执行次数的增加，被处理体的温度阶梯性地上升。在被处理体的温度较低时，附着于掩模的开口附近的壁面的氟碳的量多于进入空间内的氟碳的量。而在被处理体的温度较高时，附着于掩模的开口附近的壁面的氟碳的量变少，进入空间内的氟碳的量变多。在该技术方案中，随着序列的执行次数的增加、即随着空间的深度变深，被处理体的温度上升，因此，能够抑制氟碳附着于掩模的开口附近的壁面，能够将氟碳供给到较深的空间的深部。由此，能够更高效地进行较深的空间的蚀刻。另外，被处理体的温度在执行多次序列的整个期间内可以阶梯性地上升2次以上。在一技术方案中，也可以是，第2处理气体包括第1处理气体和含卤素气体。即，也可以是，在第1工序及第2工序的整个期间向处理容器内供给第1处理气体，在第2工序时，向第1处理气体中添加含卤素气体。在一技术方案中，在多次序列的各序列中，处理容器内的压力及用于生成等离子体的电力可以是恒定的。采用该技术方案，各序列的第1工序～第3工序中的处理容器内的压力及用于生成等离子体的电力均是恒定的，因此能够缩短等离子体的稳定所需时间。在一技术方案中，第1工序的时间的长度可以比第2工序的时间的长度长。采用该技术方案，在各序列中，主要进行蚀刻的第1工序的时间的长度相对于进行堆积物的形成的第2工序的时间的长度而言较长，因此各序列的蚀刻速度变快。专利技术的效果如上所述，关于对具有通过交替层叠氧化硅膜及氮化硅膜而构成的多层膜的第1区域和包括膜厚比该第1区域的氧化硅膜的膜厚厚的氧化硅膜的第2区域同时进行蚀刻的技术，能够提高通过蚀刻形成的壁面的垂直性，并且，抑制掩模的开口的缩小。附图说明图1是表示一实施方式的蚀刻方法的流程图。图2是应用图1所示的蚀刻方法的被处理体的示例的剖视图。图3是概略地表示能够用于实施图1所示方法的等离子体处理装置的一例的图。图4是表示一实施方式的顶板的放大剖视图。图5是表示图1所示的方法的执行过程中的中途阶段的被处理体的状态的一例的剖视图。图6是表示执行图1所示的方法后的被处理体的状态的一例的剖视图。图7是表示第1处理气体中的氧气的流量、第2处理气体中的氧气的流量、以及被处理体(晶圆)的温度与序列的执行次数之间的关系的图。具体实施方式以下，参照附图详细说明各种实施方式。在各附图中对同一部分或相当的部分标注同一附图标记。图1是表示一实施方式的蚀刻方法的流程图。图1所示的方法MT是对第1
区域及第2区域这两者进行蚀刻、形成孔这样的空间的方法。该方法MT例如能够用于具有三维构造的NAND闪存的制造。图2是应用图1所示的蚀刻方法的被处理体的示例的剖视图。图2所示的被处理体(以下，记作“晶圆W”)具有基底层UL、第1区域R1、第2区域R2及掩模MSK。基底层UL可以是例如设于基板上的多晶硅制的层。第1区域R1及第2区域R2设于基底层UL上。第1区域R1由多层膜构成。多层膜通过交替设置氧化硅膜IL1及氮化硅膜IL2而构成。氧化硅膜IL1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻方法，其是对被处理体的第1区域及第2区域同时进行蚀刻的方法，其中，该第1区域具有通过交替层叠氧化硅膜及氮化硅膜而构成的多层膜，该第2区域包括膜厚比第1区域的氧化硅膜的膜厚厚的氧化硅膜，该被处理体具有在该第1区域及该第2区域上提供开口的掩模，该蚀刻方法包括以下工序：在准备了所述被处理体的等离子体处理装置的处理容器内生成第1处理气体的等离子体的工序，所述第1处理气体包括氟碳气体、氢氟烃气体及氧气；在所述等离子体处理装置的处理容器内生成第2处理气体的等离子体的工序，所述第2处理气体包括氟碳气体、氢氟烃气体、氧气及含卤素气体，所述含卤素气体是用于形成卤元素和硅的反应生成物而在被处理体的表面形成堆积物的气体；在所述等离子体处理装置的处理容器内生成第3处理气体的等离子体的工序，所述第3处理气体包括氧气，在该蚀刻方法中执行多次序列，该序列包括所述生成第1处理气体的等离子体的工序、所述生成第2处理气体的等离子体的工序及所述生成第3处理气体的等离子体的工序。

【技术特征摘要】
2015.04.06 JP 2015-0775861.一种蚀刻方法，其是对被处理体的第1区域及第2区域同时进行蚀刻的方法，其中，该第1区域具有通过交替层叠氧化硅膜及氮化硅膜而构成的多层膜，该第2区域包括膜厚比第1区域的氧化硅膜的膜厚厚的氧化硅膜，该被处理体具有在该第1区域及该第2区域上提供开口的掩模，该蚀刻方法包括以下工序：在准备了所述被处理体的等离子体处理装置的处理容器内生成第1处理气体的等离子体的工序，所述第1处理气体包括氟碳气体、氢氟烃气体及氧气；在所述等离子体处理装置的处理容器内生成第2处理气体的等离子体的工序，所述第2处理气体包括氟碳气体、氢氟烃气体、氧气及含卤素气体，所述含卤素气体是用于形成卤元素和硅的反应生成物而在被处理体的表面形成堆积物的气体；在所述等离子体处理装置的处理容器内生成第3处理气体的等离子体的工序，所述第3处理气体包括氧气，...

【专利技术属性】
技术研发人员：长友优，石田竜宇，田村大辅，小岩幸介，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP