基板处理方法和基板处理系统技术方案

能够防止由基板制造半导体器件的生产率降低的基板处理方法。向具有热氧化膜、ＢＰＳＧ膜和沉积膜的晶片供应ＨＦ气体，由此使用氟化酸选择性蚀刻ＢＰＳＧ膜和沉积膜。蚀刻时生成的Ｈ↓［２］ＳｉＦ↓［６］残留物质受热分解成ＨＦ和ＳｉＦ↓［４］。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基板处理方法和基板处理系统，和更具体地，涉及用 于从基板上去除硬掩模和沉积膜的基板处理方法，以及用于实施该基 板处理方法的基板处理系统。
技术介绍
图7中所示的半导体片W是已知的，其具有单晶硅基板基材 (substrate base) 71，在其上以层形式形成由Si02制成的热氧化膜72， 膜73、 74和诸如BPSG (硼磷硅玻璃)膜75的氧化膜。为了在晶片W 的单晶硅基板基材71上形成孔或沟(槽)，在减压环境中使用由诸如 HBr (溴化氢)等的卤素系处理气体生成的等离子体，并且使用BPSG 膜75作为硬掩模，对硅基板基材71进行干蚀刻。此时，等离子体与 硅(Si)反应，并因此在孔或类似物表面上形成SiOBr的沉积膜76。 沉积膜76用于抑制单晶硅基板基材71被干蚀刻。晶片W的BPSG膜75和沉积膜76可能导致由晶片W制成的半 导体器件的导电故障，因此必须去除这些膜。为了去除硬掩模，例如 BPSG膜75，使用湿蚀刻(参见，例如，日本公开专利公开No. 2005-150597)。由于湿蚀刻使用化学溶液，湿蚀刻装置不能与在减压环境中干蚀 刻晶片W用的干蚀刻装置一起安装在相同的基板处理系统中。换言之， 湿蚀刻装置必须安装在与干蚀刻装置不同的位置。此外，已经使用干 蚀刻装置在其单晶硅基板基材71上形成了孔或类似物的晶片W必须 从干蚀刻装置中移出，然后在环境空气中传送到湿蚀刻装置中。因此， 基板处理过程变复杂。此外，晶片W的由SiOBr制成的沉积膜76在晶片W在环境空气 中传送的过程中可能与环境空气中的水分反应。因此，必须控制晶片 W的暴露时限(Q-时间)。更具体地，暴露时限必须縮短至最小。暴露时限的控制需要相当可观的工时。换言之，BPSG膜75和沉积膜76的去除导致由晶片W制造半导 体器件的生产率降低。
技术实现思路
本专利技术提供了能够防止由基板制造半导体器件的生产率降低的基 板处理方法和基板处理系统。根据本专利技术的第一方面，提供了用于处理具有单晶硅基板基材， 通过热氧化处理形成的第一氧化膜，及含杂质的第二氧化膜的基板的 基板处理方法， 一部分单晶硅基板基材通过第一和第二氧化膜暴露出 来，其包括使用卤素系气体的等离子体蚀刻暴露出的单晶硅基板基材 的等离子蚀刻步骤，对基板供应HF气体的HF气体供应步骤，及加热 供应了 HF气体的基板的加热步骤。根据本专利技术的基板处理方法，用卤素系气体的等离子体蚀刻通过 由热氧化处理形成的第一氧化膜和含杂质的第二氧化膜部分暴露出来 的单晶硅基板基材，对基板供应HF气体，并加热基板。当用卤素系气 体的等离子体蚀刻单晶硅基板基材时，形成沉积膜。由HF气体生成氟 化酸，其选择性^l刻沉积膜和第二氧化膜并产生可以受热分解的残留 物质。因此，沉积膜和第二氧化膜可以在干燥环境中去除，因此，蚀 刻单晶硅基板基材用的装置和去除沉积膜和第二氧化膜用的装置可以 一起安装在相同的基板处理系统中。所以，不用将基板暴露于环境空 气中就可以去除具有已经被蚀刻的单晶硅基板基材的基板的沉积膜和 第二氧化膜，由此可以简化基板处理法并可以消除控制基板暴露于环 境空气中的时限的必要性，从而可以防止由该基板制造半导体器件的 生产率降低。在本专利技术中，在等离子蚀刻步骤、HF气体供应步骤和基板加热步 骤过程中基板可以不暴露于环境空气中。在这种情况下，在基板被卤素系气体的等离子体蚀刻并对基板供 应HF气体然后将基板加热的同时，基板不暴露于环境空气中。这确保 不必对基板暴露于环境空气中的时限进行控制。在基板加热步骤中可以在N2气体环境中加热基板。在这种情况下，基板在N2气体环境中加热。N2气体形成捕获和传 送受热分解的残留物质的气流。因此，可以可靠地去除沉积膜和第二 氧化膜。根据本专利技术的第二方面，提供了用于处理具有单晶硅基板基材， 通过热氧化处理形成的第一氧化膜，及含杂质的第二氧化膜的基板的 基板处理方法， 一部分单晶硅基板基材通过第一和第二氧化膜暴露出 来，其包括使用卤素系气体的等离子体蚀刻暴露出的单晶硅基板基材的等离子蚀刻步骤，对基板供应HF气体的HF气体供应步骤，和对供 应了 HF气体的基板供应含有至少NH3气体的清洗气的清洗气供应步 骤。使用这种基板处理法，用卤素系气体的等离子体蚀刻通过由热氧 化处理形成的第一氧化膜和含杂质的第二氧化膜部分暴露出来的基板 的单晶硅基板基材，向基板供应HF气体，并进一步向基板供应含有至 少NH3的清洗气。当用卤素系气体的等离子体蚀刻单晶硅基板基材时， 形成沉积膜。由HF气体生成的氟化酸选择性蚀刻沉积膜和第二氧化膜 并产生残留物质。NH3气体与残留物质反应以产生容易升华的反应产 物。由于反应产物容易升华，可以在干燥环境中去除沉积膜和第二氧 化膜，因此，蚀刻单晶硅基板基材用的装置和去除沉积膜和第二氧化 膜用的装置可以一起安装在相同的基板处理系统中。在蚀刻基板的单 晶硅基板基材后，不用将基板暴露于环境空气中就可以去除沉积膜和 第二氧化膜。由此可以简化基板处理法并可以消除控制基板暴露于环 境空气中的时限的需要，从而可以防止由该基板制造半导体器件的生 产率降低。该基板处理方法允许基板在等离子蚀刻步骤、HF气体供应步骤和 清洗气供应步骤中不暴露于环境空气中。在这种情况下，在基板被卤素系气体的等离子体蚀刻和对基板供 应HF气体和清洗气的同时，基板不暴露于环境空气中，因此不必控制 基板暴露于环境空气中的时限。根据本专利技术的第三实施方式，提供了用于处理具有单晶硅基板基 材、通过热氧化处理形成的第一氧化膜、和含杂质的第二氧化膜的基 板的基板处理系统， 一部分单晶硅基板基材通过第一和第二氧化膜暴露出来，其包含适合使用卤素系气体的等离子体蚀刻暴露出的单晶硅基板基材的等离子蚀刻装置、适合对基板供应HF气体的HF气体供应 步骤，和适合加热供应了 HF气体的基板的基板加热装置。根据该第三方面的基板处理系统实现了与通过本专利技术的第一方面 的基板处理方法获得的类似的优点。该基板处理系统可以包括位于等离子蚀刻装置、HF气体供应装置 和基板加热装置之间的基板传送装置，该基板传送装置适合传送基板 以使基板不暴露于环境空气中。在这种情况下，在基板被卤素系气体的等离子体蚀刻并对基板供 应HF气体然后将基板加热的过程中，基板不暴露于环境空气中。因此， 不必控制基板暴露于环境空气中的时限。在该基板处理系统中，HF气体供应装置和基板加热装置可以各自 由相同的装置构成。使用该基板处理系统，HF气体供应装置和基板加热装置各自由相 同的装置构成，因此，可以减小基板处理系统的尺寸。根据本专利技术的第四方面，提供了用于处理具有单晶硅基板基材、 通过热氧化处理形成的第一氧化膜、和含杂质的第二氧化膜的基板的 基板处理系统， 一部分单晶硅基板基材通过第一和第二氧化膜暴露出 来，其包含适合使用卤素系气体的等离子体蚀刻暴露出的单晶硅基板 基材的等离子蚀刻装置、适合对基板供应HF气体的HF气体供应步骤， 和适合向供应了 HF气体的基板供应含有至少NH3气体的清洗气的清 洗气供应装置。根据该第四实施方式的基板处理系统可以产生与通过本专利技术的第 二实施方式的基板处理方法获得的类似的优点。该基板处理系统可以包括位于等离子蚀刻装置、HF气体供应装置 和基板加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理具有单晶硅基板基材，通过热氧化处理形成的第一氧化膜，及含杂质的第二氧化膜的基板的基板处理方法，一部分单晶硅基板基材通过所述第一和第二氧化膜暴露出来，该方法包括：使用卤素系气体的等离子体蚀刻所述暴露的单晶硅基板基材的等离子 蚀刻步骤；向所述基板供应ＨＦ气体的ＨＦ气体供应步骤；及对供应了ＨＦ气体的所述基板进行加热的基板加热步骤。

【技术特征摘要】
JP 2006-11-1 2006-2981871.一种用于处理具有单晶硅基板基材，通过热氧化处理形成的第一氧化膜，及含杂质的第二氧化膜的基板的基板处理方法，一部分单晶硅基板基材通过所述第一和第二氧化膜暴露出来，该方法包括使用卤素系气体的等离子体蚀刻所述暴露的单晶硅基板基材的等离子蚀刻步骤；向所述基板供应HF气体的HF气体供应步骤；及对供应了HF气体的所述基板进行加热的基板加热步骤。2. 根据权利要求1的基板处理方法，其中在所述等离子蚀刻步骤， 所述HF气体供应步骤和所述基板加热步骤过程中，所述基板不暴露于 环境空气中。3. 根据权利要求1的基板处理方法，其中在所述基板加热步骤中在N2气体环境中加热所述基板。4. 一种用于处理具有单晶硅基板基材，通过热氧化处理形成的第 一氧化膜，及含杂质的第二氧化膜的基板的基板处理方法， 一部分单 晶硅基板基材通过所述第一和第二氧化膜暴露出来，该方法包括使用卤素系气体的等离子体蚀刻所述暴露的单晶硅基板基材的等离子蚀刻步骤；向所述基板供应HF气体的HF气体供应步骤；及向供应了 HF气体的所述基板供应至少含有NKb气体的清洗气的清洗气供应步骤。5. 根据权利要求4的基板处理方法，其中在所述等离子蚀刻步骤， 所述HF气体供应步骤和所述清洗气供应步骤中，所述基板不暴露于环 境空气中。6. —种用于处理具有单晶硅基板基材，通过热氧化处理形成的第 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：林大辅，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]