即使在相同的沟部63内，也易于产生进行蚀刻慢的部分与快的部分的差异。因此，S1Jl 61的表面的凹凸变大，从而粗糙度变差。因此，通过混合HF气体与NH3气体而供给至晶圆W，由此可以抑制粗糙度的恶化。
[0083]在上述实施方式中，在对被壁部62划分了蚀刻区域的S1Jl 61蚀刻至到达下层之前的中途阶段为止时，相对于在真空气氛的处理容器I中所载置的晶圆W，间歇地供给预先混合了包含HF气体与順3气体的处理气体的混合气体。若向加热的晶圆W供给HF气体与册13气体的混合气体，则通过这些气体与S12反应并生成反应产物且它们升华来进行蚀亥IJ，反应产物(保护膜)的附着量根据图案的疏密而不同。但是，根据实施方式的方法，在停止供给处理气体期间，反应产物通过基板的加热而升华(挥发)，因此，无论图案的疏密，蚀刻速度都均匀，因此可以改善微负载。另外，预先混合HF气体与NH3气体，并从气体供给部向被处理基板供给，因此如已经说明的那样，可以改善表面的粗糙(粗糙度)，并且可以实现微负载的进一步改善。
[0084]另外，本发明也可以通过如图11所示的时序图那样，在时刻tl下向处理容器I内供给HF气体，接着在时刻t2供给NH3气体，在时刻t3同时停止HF气体和NH 3气体，由此也可以以脉冲状供给NH3气体与HF气体的混合气体。混合气体的供给时间Ta被设定为例如2秒，混合气体的停止供给时间Tb被设定为5秒。
[0085]在之前的实施方式中，当停止对晶圆W供给HF气体时，在旁路配管56侧流通HF气体，但在停止供给时，在采用停止向作为HF气体供给源的氢氟酸溶液罐通流载气的方法的情况下，图11的方法从使氢氟酸的挥发稳定化的方面来看，是一种好的措施。因此，优选根据半导体器件的制造工艺选择先流通HF气体还是先流通NH3气体。
[0086]在采用图4或者图11所示的顺序的情况下，HF气体和顯3气体中的一种的供给早于另一种的供给的时刻AT，例如优选为0.5秒至15秒。另外，供给混合有两种的混合气体的时间Ta，例如优选为0.5秒至5秒，停止供给混合气体的时间Tb例如优选为5秒至20秒。
[0087]另外本发明可以边向处理容器I内连续供给NH3气体，边间歇地多次供给HF气体，另外，也可以边连续供给HF气体，边间歇地多次供给NH3气体。
[0088]另外，本发明也可以例如向处理容器I内以脉冲状同时供给HF气体和NH3气体。此时气体的供给断开是通过阀门V3、V4、V7及V8的开关控制来进行的，HF气体在供给休止时，与NH3气体同时地经由旁路配管56绕过处理容器I进行排气。在这样的工艺中，晶圆W暴露于HF气体与NH3气体混合的处理气体的气氛中的时间带与没有暴露于HF气体和NH 3气体中的任一种的时间带交替地进行数次。根据这样的方法，在晶圆W的表面，由于HF气体与NH3气体各自的浓度差变小，因此也可以均匀地对S1 2层61进行蚀刻。
[0089]另外，在气体供给路径33、34的下游侧，例如也可以设有用于朝水平方向以放射状扩散的扩散部件，以使在分散室32内以扩散的方式供给HF气体与NH3气体，并进行混合。
[0090]作为被图案层划分了蚀刻区域的被处理基板上的氧化硅层的例子，如图12所示，也可以是在其上表面形成了 Si的掩模图案66的S1Jl 61，此时，根据掩模图案66来进行S1Jlei的蚀刻，在到达下层之前停止蚀刻。
[0091]另外，S1Ji 61可以使用包含含有氮、氢、氟的化合物的处理气体例如氟化铵(NH4F)气体进行蚀刻，此时该气体也与S1Jl 61反应并生成(NH4)2SiF6。因此，通过向具有S1Jl 61的晶圆W间歇地多次供给氟化铵(NH4F)气体，同样可以抑制S1Jl 61的表面的粗糙度并改善微负载。
[0092]S卩，本发明的方法是使被处理基板多次间歇地暴露于包含NH3气体与HF气体的混合气体的处理气体或者包含含有氮、氢、氟的化合物的处理气体即包含NH4F气体或者NH4FHF的处理气体中。需要说明的是，处理气体也可以是NH3气体、HF气体与NH4F气体(或者是NH4FHF)的混合气体。
[0093]实施例
[0094]为了验证本发明的效果，对晶圆W进行蚀刻处理，并进行表面均匀性的评价。对于晶圆W，如图13所示的晶圆W具备:作为由S1Jl 61中相互平行延伸的Si形成的壁部62的组所形成的且相互相邻的壁部62的分离间隔为30nm的区域64、和相互相邻的壁部62的分离间隔为90nm的区域65。若从作为被蚀刻对象的S1jl 61观察，壁部62的分离间隔窄(30nm)的区域64可以使划分蚀刻区域的图案成为密的区域64，另外壁部62的分离间隔宽(90nm)的区域65可以使划分蚀刻区域的图案成为疏的区域65。作为实施例，对晶圆W使用图1所示的装置，按照图4所示的顺序进行蚀刻。时间Ta、Tb、AT的值如实施方式所述，分别为2秒、15秒、10秒，并重复12次供给循环。作为比较例，使用从气体供给部3的气体供给孔31分别向处理容器I内供给HF气体与順3气体的后混合型装置来代替图1所示的预混合型装置，并按照与实施例相同的顺序对用于评价的晶圆W进行蚀刻。
[0095]图14表示进行实施例涉及的蚀刻处理后的晶圆W的剖视图，图15表示进行比较例涉及的蚀刻处理后的晶圆W的剖视图。该剖视图是基于通过SEM(扫描型电子显微镜)图像所观察的结果。另外，图16表示实施例涉及的、蚀刻处理后的晶圆W的表面的粗糙的情况，图17表示比较例涉及的、蚀刻处理后的晶圆W的表面的粗糙的情况。在实施例中，如图14所示，在图案密的区域64与疏的区域65之间，S1Jl 61的表面的高度位置基本上均匀，图案密的区域64的刻入深度的平均值与图案疏的区域65的刻入深度的平均值的差异为Inm以下，并近似于零。
[0096]另一方面，在比较例中，如图15所示，图案密的区域64的刻入深度比图案疏的区域65的刻入深度浅，图案密的区域64的刻入深度的平均值与图案疏的区域65的刻入深度的平均值的差异超过10nm。
[0097]另外，如图17所示，在比较例中，沟部63的底部被刻为波状地进行蚀刻，但如图16所示，在实施例中，与比较例相比，刻入小且平坦性高。因此可知，由上述实验例，通过采用本发明的方法，可知在对S1Jl 61进行蚀刻时，能够改善微负载与表面的粗糙(粗糙度)。
【主权项】
1.一种蚀刻方法，其特征在于，对被图案层划分了蚀刻区域的被处理基板上的氧化硅层进行蚀刻、到达该氧化硅层的下层之前停止蚀刻的方法中，进行以下的工序: 在真空气氛中对被处理基板进行加热的工序；和 从气体供给部向所述被处理基板间歇地多次供给预先混合了氟化氢气体与氨气的处理气体、及包含含有氮、氢、氟的化合物的处理气体中的至少一种用于蚀刻的处理气体的工序。2.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，对所述被处理基板每次供给处理气体的时间长为0.5秒?5秒。3.根据权利要求1或2所述的蚀刻方法，其特征在于，对所述被处理基板每次停止供给处理气体的时间长为5秒?20秒。4.根据权利要求1?3中任一项所述的蚀刻方法，其特征在于，所述含有氮、氢、氟的化合物为NH4F或者NH4FHF中的任一种。5.根据权利要求1?4中任一项所述的蚀刻方法，其特征在于，对所述被处理基板每次供给处理气体的工序包括以下工序:使氟化氢气体和氨气中的一种气体早于另一种气体地从气体供给部向被处理基板供给，接着从所述气体供给部向被处理基板供给预先混合了两种气体的气体，接着同时停止供给两种气体。6.根据权利要求1?5中任一项所述的蚀刻方法，其特征在于，所述气体供给部具有面向载置于处理容器内的被处理基板的多个气体供给孔。7.一种蚀刻装置，其特征在于，其为对被图案层划分了蚀刻区域的被处理基板上的氧化硅层进行蚀刻、在到达该氧化硅层的下层之前停止蚀刻的方法所使用的装置，其具备: 具有载置被处理基板的载置部的处理容器； 为了对载置于所述载置部的被处理基板供给预先混合了氟化氢气体与氨气的处理气体、及包含含有氮、氢、氟的化合物的处理气体中的至少一种的用于蚀刻的处理气体，以面对被处理基板的方式设置有多个气体供给孔的气体供给部； 用于对所述处理容器内进行真空排气的真空排气部；和 用于从所述气体供给部对所述被处理基板间歇地多次供给所述用于蚀刻的处理气体而输出控制信号的控制部。8.根据权利要求7所述的蚀刻装置，其特征在于，所述含有氮、氢、氟的化合物为NH4F或者NH4FHF中的任一种。
【专利摘要】本发明涉及蚀刻方法和蚀刻装置。[课题]在对被壁部(62)划分了蚀刻区域的SiO2层(61)蚀刻至到达下层之前的中途阶段为止时，改善粗糙度与微负载。[解决手段]对载置于处理容器(1)的晶圆W，间歇地供给预先混合了HF气体与NH3气体的混合气体。通过间歇地供给混合气体，由混合气体与SiO2的反应产物形成的保护膜在停止供给混合气体的期间通过真空排气而升华(挥发)。因此，无论图案的疏密，蚀刻速度都均匀并改善了微负载。另外，通过预先混合HF气体与NH3气体而供给至晶圆W，可以抑制附着于晶圆W的表面的HF浓度的偏差，改善粗糙度并且谋求进一步改善微负载。
【IPC分类】H01J37/32, H01L21/311
【公开号】CN105244270
【申请号】CN201510379150
【发明人】户田聪, 成嶋健索, 高桥宏幸
【申请人】东京毅力科创株式会社
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年7月1日
【公告号】US20160005621