蚀刻方法及蚀刻装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及蚀刻方法及蚀刻装置。本发明专利技术的课题是提供在不发生基于反应产物的蚀刻抑制的情况下能够以高选择比对基板上的材料进行化学蚀刻的蚀刻方法及蚀刻装置。本发明专利技术的蚀刻方法具备如下工序：在腔室内设置基板的工序，该基板具有硅氧化物系材料和其它材料，且硅氧化物系材料具有蚀刻对象部位，蚀刻对象部位具有10nm以下的宽度、并且具有10以上的深宽比；将HF气体及含OH气体供给至基板，相对于其它材料选择性地对蚀刻对象部位进行蚀刻的工序。

【技术实现步骤摘要】
蚀刻方法及蚀刻装置
本公开涉及蚀刻方法及蚀刻装置。
技术介绍
专利文献1、2公开了化学去除硅氧化膜的化学氧化物去除处理(ChemicalOxideRemoval；COR)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-39185号公报专利文献2：日本特开2008-160000号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本公开提供在不发生基于反应产物的蚀刻抑制的情况下能够以高选择比对基板上的材料进行化学蚀刻的蚀刻方法及蚀刻装置。用于解决问题的方案本公开的一个实施方式的蚀刻方法具备如下工序：在腔室内设置基板的工序，前述基板具有硅氧化物系材料和其它材料，且前述硅氧化物系材料具有蚀刻对象部位，前述蚀刻对象部位具有10nm以下的宽度、并且具有10以上的深宽比；和，将HF气体及含OH气体供给至基板，相对于前述其它材料选择性地对前述蚀刻对象部位进行蚀刻的工序。专利技术的效果根据本公开，在不发生基于反应产物的蚀刻抑制的情况下能够以高选择比对基板上的材料进行化学蚀刻。附图说明图1是表示第一实施方式的蚀刻方法的流程图。图2是表示供于蚀刻的基板的结构例的剖面图。图3是表示使用HF气体和NH3气体对图2所示的结构的基板的SiO2膜进行蚀刻时的状态的剖面图。图4是表示使用HF气体和H2O气体对图2所示的结构的基板的SiO2膜进行蚀刻时的状态的剖面图。图5是表示用HF气体及H2O气体对SiOCxN膜进行蚀刻时的、SiOCxN膜的C浓度与蚀刻量的关系的图。图6是表示第三实施方式的蚀刻方法的流程图。图7是表示第四实施方式的蚀刻方法的流程图。图8是表示用于实施方式的蚀刻方法的实施的处理系统的一个例子的概要构成图。图9是表示搭载于图8的处理系统的蚀刻装置的剖面图。图10是表示实验例1中、实例1及实例2中进行蚀刻时的、时间与蚀刻深度的关系的图。图11是表示实验例2中的、温度与SiO2膜及SiN膜的蚀刻速率的关系以及温度与SiO2膜相对于SiN膜的蚀刻选择比的关系的图。图12是表示实验例3中、实例C(HF气体/H2O气体)中进行SiO2膜、SiCN膜及SiOCN膜的蚀刻时的、时间与蚀刻量的关系的图。图13是表示实验例3中、实例D(HF气体/NH3气体)中进行SiO2膜、SiCN膜及SiOCN膜的蚀刻时的、时间与蚀刻量的关系的图。附图标记说明1；处理系统2；搬入/搬出部3；加载互锁室5；蚀刻装置6；控制部40；腔室43；气体供给机构44；排气机构101；Si基体102；包含SiN膜侧壁的绝缘膜104；金属膜(或者Si膜)105；SiCN膜106；SiO2膜108；空隙W；半导体晶圆具体实施方式下面，一边参照附图一边对实施方式进行说明。＜经纬及概要＞首先，对本公开的实施方式的蚀刻方法的经纬及概要进行说明。目前，如专利文献1、2所示，对SiO2膜这样的硅氧化物系材料进行化学蚀刻的COR使用HF气体和NH3气体作为蚀刻气体。在该技术中，使SiO2膜吸附HF气体与NH3气体，并使这些气体如以下的(1)式所示与SiO2反应而生成固体状的反应产物即(NH4)2SiF6(AFS)，在下一工序中通过加热使AFS升华。6HF+6NH3+SiO2→2H2O+4NH3+(NH4)2SiF6···(1)另一方面，在半导体器件中，硅氧化物系材料与SiN、SiCN、金属等各种膜共存的情况居多，要求对于这些膜在保持高选择性的同时进行蚀刻。因此，寻求上述蚀刻反应容易进行的低温蚀刻。然而，在低温下的蚀刻中，在作为蚀刻对象的硅氧化物系材料的宽度窄、深宽比高的情况下，具体而言宽度为10nm以下且深宽比为10以上的情况下，有时会因作为反应产物的AFS的生成而导致蚀刻的进行受到抑制。如果蚀刻的进行受到抑制，则往往会发生蚀刻停止。另外，还会因AFS的存在而导致相对于其它膜的选择性降低。因此，在本公开的一个实施方式中，实施具备如下工序的蚀刻方法(去除方法)，所述蚀刻方法具备：在腔室内设置基板的工序，该基板具有硅氧化物系材料和其它材料，且硅氧化物系材料具有蚀刻对象部位，蚀刻对象部位具有10nm以下的宽度、并且具有10以上的深宽比；和，将HF气体及含OH气体供给至基板，对硅氧化物系膜的蚀刻对象部位进行蚀刻的工序。作为蚀刻气体，使用HF气体及包含OH基的气体(含OH基气体)、例如水蒸气(H2O气体)对SiO2进行蚀刻时的反应式如以下的(2)式所示。4HF+H2O+SiO2→SiF4↑+3H2O···(2)即，理论上，不会如使用HF气体及NH3气体的情况那样产生抑制蚀刻的固体状的反应产物。因此，即使在蚀刻对象部位的宽度窄且深宽比高的情况下，也能够对硅氧化物系材料进行蚀刻而不会发生基于反应产物的蚀刻抑制。由此，能够以高生产能力(throughput)进行蚀刻而不会发生蚀刻停止。另外，由于不存在作为反应产物的AFS，因此可抑制与SiN膜等其它膜的反应，能够提高相对于其它膜的蚀刻的选择性。＜具体实施方式＞接着，对具体实施方式进行说明。[第一实施方式]首先，对作为基本的蚀刻方法的第一实施方式进行说明。图1是表示第一实施方式的蚀刻方法的流程图。首先，在腔室内设置硅氧化物系材料(蚀刻对象部位)与其它材料(非蚀刻部位)共存的状态的基板(步骤1)。对基板没有特别限制，可示例以硅晶圆代表的半导体晶圆。另外，对于硅氧化物系材料，典型的为SiO2，可以是SiOCN等含有硅和氧的材料。另外，硅氧化物系材料典型的为膜。作为用作硅氧化物系材料的SiO2膜，不管是热氧化膜，还是通过化学气相沉积法(CVD法)或原子层沉积法(ALD法)成膜的膜都能够应用。作为通过CVD法或ALD法所成膜的SiO2膜，可示例使用SiH4或者氨基硅烷作为Si前体而成膜的SiO2膜。作为其它材料，可以举出：SiN、SiCN、金属系材料等、Si。这些材料典型的为膜。金属系材料为金属或者金属化合物，例如，可以举出：HfOx、Ti、Ta等。另外，蚀刻对象部位与非蚀刻部位可以均为硅氧化物系材料。例如，可以是蚀刻对象部位为SiO2、其它材料为SiOCN等。作为蚀刻对象部位的SiO2等硅氧化物系材料以狭窄的宽度、并且高深宽比存在，具体而言，硅氧化物系材料的宽度为10nm以下且深宽比为10以上。作为基板，可例示例如如图2所示的结构。图2的例子中，对于基板而言，在Si基体101上形成有绝缘膜102、且在绝缘膜102形成有凹部103。在凹部103内插入有金属膜(或者Si膜)104。在金属膜104的表面形成有SiCN(或者SiCON)膜105。绝缘膜102的侧壁成为SiN膜。在凹部103的绝缘膜102本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蚀刻方法，其中，具备如下工序：/n在腔室内设置基板的工序，所述基板具有硅氧化物系材料和其它材料，且所述硅氧化物系材料具有蚀刻对象部位，所述蚀刻对象部位具有10nm以下的宽度、并且具有10以上的深宽比；和，/n将HF气体及含OH气体供给至基板，相对于所述其它材料选择性地对所述蚀刻对象部位进行蚀刻的工序。/n

【技术特征摘要】
20180608 JP 2018-1105551.一种蚀刻方法，其中，具备如下工序：
在腔室内设置基板的工序，所述基板具有硅氧化物系材料和其它材料，且所述硅氧化物系材料具有蚀刻对象部位，所述蚀刻对象部位具有10nm以下的宽度、并且具有10以上的深宽比；和，
将HF气体及含OH气体供给至基板，相对于所述其它材料选择性地对所述蚀刻对象部位进行蚀刻的工序。


2.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其中，所述含OH气体为水蒸气或者醇气体。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的蚀刻方法，其中，所述其它材料为选自SiN、SiCN、金属系材料及Si中的至少1种。


4.根据权利要求1或权利要求2所述的蚀刻方法，其中，所述硅氧化物系材料为SiO2，所述其它材料为选自SiN、SiCN、SiOCN、金属系材料及Si中的至少1种。


5.一种蚀刻方法，其中，具备如下工序：
在腔室内设置基板的工序，所述基板具有第一SiOCN材料和第二SiOCN材料，所述第二SiOCN材料与所述第一SiOCN材料相比具有较高的C浓度；和，
将HF气体及含OH气体供给至所述腔室内的所述基板，相对于所述第二SiOCN材料选择性地对所述第一SiOCN材料进行蚀刻的工序。


6.根据权利要求5所述的蚀刻方法，其中，所述第一SiOCN材料具有蚀刻对象部位，且所述蚀刻对象部位具有10nm以下的宽度、并且具有10以上的深宽比，所述蚀刻的工序中，选择性地对所述蚀刻对象部位进行蚀刻。


7.根据权利要求5或权利要求6所述的蚀刻方法，其中，所述第一SiOCN膜具有1～6at％的C浓度。


8.根据权利要求5或权利要求6所述的蚀刻方法，其中，所述第一SiOCN膜具有2at％以下的C浓度。
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【专利技术属性】
技术研发人员：户田聪，菊岛悟，中込健，小泽淑惠，林军，
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