專利名稱：基板處理方法和基板處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基板處理方法和基板處理裝置，尤其涉及對(duì)形成有熱 氧化膜和含有雜質(zhì)的氧化膜的基板進(jìn)行處理的基板處理方法。
背景技術(shù)：
已知半導(dǎo)體設(shè)備用的晶片(基板)，具有由熱氧化處理形成的熱氧
化膜和由CVD處理等形成的含有雜質(zhì)的氧化膜例如BPSG (Boron Phosphorous Silicate Glass:硼磷硅酸鹽玻璃)膜。BPSG膜形成于多晶
硅膜上，使該多晶硅膜部分露出，在蝕刻多晶硅膜時(shí)，發(fā)揮硬質(zhì)掩模 的功能。此外，熱氧化膜構(gòu)成柵極氧化膜。
并且，在該基板上，蝕刻多晶硅膜后，要求不除去(蝕刻)熱氧 化膜、而是選擇性地除去(蝕刻)BPSG膜。
在蝕刻氧化膜時(shí)，通常使用CF系氣體的等離子體，但是，因?yàn)?CF系氣體的等離子體不僅蝕刻BPSG膜而且蝕刻熱氧化膜，所以難以 確保BPSG膜相對(duì)于熱氧化膜的選擇比，不能選擇性地蝕刻BPSG膜。
與此相反，提出了不使HF氣體、或HF氣體和H20氣體的混合氣 體等離子體化而使用的蝕刻方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在該方法 中，能夠優(yōu)先除去含有由于HF氣體與H20結(jié)合生成的氫氟酸而產(chǎn)生 的雜質(zhì)的氧化膜，結(jié)果，能夠選擇性地蝕刻BPSG膜。
專利文獻(xiàn)1:日本特開平06-181188號(hào)公報(bào)
但是，在使用HF氣體、或HF氣體和H20氣體的混合氣體蝕刻 BPSG膜時(shí)，由于Si02與氫氟酸反應(yīng)而產(chǎn)生殘留物，該殘留物附著在 半導(dǎo)體設(shè)備用晶片的表面。該殘留物在由該晶片制造的半導(dǎo)體設(shè)備中 會(huì)引起短路等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠容易地除去因氫氟酸產(chǎn)生的殘留 物的基板處理方法和基板處理裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面所述的基板處理方法是，對(duì) 具有由熱氧化處理形成的第一氧化膜和含有雜質(zhì)的第二氧化膜的基板 進(jìn)行處理的基板處理方法，其特征在于，包括HF氣體供給步驟，向
上述基板供給HF氣體；和洗凈氣體供給步驟，向已供給上述HF氣體 的上述基板供給至少含有NH3氣體的洗凈氣體。
本發(fā)明第二方面所述的基板處理方法，其特征在于，在第一方面 所述的基板處理方法中，在上述HF氣體供給步驟中，不供給H20氣 體。
本發(fā)明第三方面所述的基板處理方法，其特征在于，在第一或第 二方面所述的基板處理方法中，上述基板具有形成于上述第一氧化膜 上、且被上述第二氧化膜覆蓋的含硅層，上述第二氧化膜使上述含硅 層部分露出，上述含硅層在上述HF氣體供給步驟前被蝕刻。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第四方面所述的基板處理方法是，對(duì) 具有由熱氧化處理形成的第一氧化膜和含有雜質(zhì)的第二氧化膜的基板 進(jìn)行處理的基板處理方法，其特征在于，包括HF氣體供給步驟，向 上述基板供給HF氣體；和基板加熱步驟，對(duì)已供給上述HF氣體的上 述基板進(jìn)行加熱。
本發(fā)明第五方面所述的基板處理方法，其特征在于，在第四方面 所述的基板處理方法中，在上述基板加熱步驟中，在N2氣氛圍下，對(duì) 上述基板進(jìn)行加熱。
本發(fā)明第六方面所述的基板處理方法，其特征在于，在第四方面 或第五方面所述的基板處理方法中，在上述基板加熱步驟中，將上述 基板加熱至15(TC以上。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第七方面所述的基板處理裝置是，對(duì) 具有由熱氧化處理形成的第一氧化膜和含有雜質(zhì)的第二氧化膜的基板 進(jìn)行處理的基板處理裝置，其特征在于，包括HF氣體供給裝置，向 上述基板供給HF氣體；和洗凈氣體供給裝置，向己供給上述HF氣體 的上述基板供給至少含有NH3氣體的洗凈氣體。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第八方面所述的基板處理裝置是，對(duì) 具有由熱氧化處理形成的第一氧化膜和含有雜質(zhì)的第二氧化膜的基板
進(jìn)行處理的基板處理裝置，其特征在于，包括HF氣體供給裝置，向
上述基板供給HF氣體；和基板加熱裝置，對(duì)已供給上述HF氣體的上
述基板進(jìn)行加熱。 發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的基板處理方法和第七方面所述的基板 處理裝置，向具有由熱氧化處理形成的第一氧化膜和含有雜質(zhì)的第二
氧化膜的基板供給HF氣體，然后，向該基板供給至少含有NH3氣體 的洗凈氣體。由HF氣體生成的氫氟酸選擇性地蝕刻第二氧化膜，但是， 也生成了殘留物。NH3氣體與殘留物反應(yīng)，生成容易升華的物質(zhì)。因 此，能夠通過(guò)與NH3反應(yīng)和升華除去殘留物。由此，能夠容易地除去 因氫氟酸生成的殘留物。
根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的基板處理方法，在HF氣體供給步驟 中，不供給H20氣體，因此，在幾乎不含H20的第一氧化膜中，幾乎 不存在HF與H20的結(jié)合，幾乎不產(chǎn)生氫氟酸，所以第一氧化膜幾乎 不會(huì)被蝕刻。因此，能夠更可靠地選擇性蝕刻第二氧化膜。
根據(jù)本發(fā)明第三方面所述的基板處理方法，含硅層在供給HF氣體 之前被蝕刻。由此，在蝕刻含硅層時(shí)，能夠利用第二氧化膜作為硬質(zhì) 掩模，因此，能夠?qū)⒑鑼涌煽康匚g刻成預(yù)期的形狀。
根據(jù)本發(fā)明第四方面所述的基板處理方法和第八方面所述的基板 處理裝置，向具有由熱氧化處理形成的第一氧化膜和含有雜質(zhì)的第二 氧化膜的基板供給HF氣體，然后加熱該基板。由HF氣體生成的氫氟 酸選擇性地蝕刻第二氧化膜，但生成殘留物。該殘留物通過(guò)加熱被分 解。因此，能夠通過(guò)加熱分解除去殘留物。由此，能夠容易地除去因 氫氟酸引起的殘留物。
根據(jù)本發(fā)明第五方面所述的基板處理方法，在N2氣氛圍下加熱基 板。N2氣體形成氣體流，巻入并搬運(yùn)被分解的殘留物。因此，能夠可 靠地除去因氫氟酸產(chǎn)生的殘留物。
根據(jù)本發(fā)明第六方面所述的基板處理方法，將基板加熱至15(TC以 上。因氫氟酸產(chǎn)生的殘留物在15(TC以上分解。因此，能夠可靠地除去 因氫氟酸產(chǎn)生的殘留物。


圖1是表示具有本發(fā)明第一實(shí)施方式的基板處理裝置的基板處理 系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖2是圖1的第二處理模塊的截面圖，圖2 (A)是沿圖1中的線
I- I的截面圖，圖2 (B)是圖2 (A)中的A部的放大圖。
圖3是表示圖1的基板處理系統(tǒng)執(zhí)行的基板處理方法的工序圖。 圖4是表示氧化膜的種類與蝕刻速度關(guān)系的圖形。 圖5是表示圖1的基板處理系統(tǒng)執(zhí)行的基板處理方法的流程圖。 圖6是表示具有本發(fā)明第二實(shí)施方式的基板處理裝置的基板處理
系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖7是圖6的第二處理模塊的截面圖，圖7(A)是沿圖6中的線
II- n的截面圖，圖7 (B)是圖7 (A)中的B部的放大圖。
圖8表示圖6的基板處理系統(tǒng)執(zhí)行的基板處理方法的流程圖。 圖9是表示圖7的第二處理模塊的變形例的截面圖。
符號(hào)說(shuō)明
W:晶片；10、 77:基板處理系統(tǒng)11:第一處理舟，12、 65: 第二處理舟；34:第二處理模塊；38:腔室；39:載置臺(tái)；40:噴頭； 43:下層氣體供給部；44:上層氣體供給部；60:硅基材；61:熱氧 化膜；62:多晶硅膜；63: BPSG膜；64:殘留物；68:第三處理模塊 74:工作臺(tái)加熱器。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
首先，對(duì)具有本發(fā)明第一實(shí)施方式的基板處理裝置的基板處理系 統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示具有本實(shí)施方式的基板處理裝置的基板處理系統(tǒng)的大 致結(jié)構(gòu)的平面圖。
在圖1中，基板處理系統(tǒng)10包括對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備用晶片(下面簡(jiǎn) 稱為晶片)W (基板)實(shí)施等離子體處理的第一處理舟11;與該第一 處理舟11平行配置、對(duì)在第一處理舟11中已實(shí)施等離子體處理的晶
片W實(shí)施后述的規(guī)定處理的第二處理舟12 (基板處理裝置)；和分別 與第一處理舟11和第二處理舟12連接的矩形形狀的作為公用搬送室
的負(fù)載模塊13。
在負(fù)載模塊13中，除上述第一處理舟11和第二處理舟12以外， 連接有3個(gè)FOUP (Front opening Unified Pod:前開式晶片盒)載置臺(tái) 15、定向器16和第一、第二 IMS (Integrated Metrology System, Therma-Wave, Inc) 17、 18。該FOUP載置臺(tái)15分別載置有作為收容 25枚晶片W的容器的FOUP14，定向器16對(duì)從FOUP14搬出的晶片 W的位置進(jìn)行預(yù)對(duì)準(zhǔn)，第一、第二 IMS17、 18測(cè)定晶片W的表面狀 態(tài)。
第一處理舟11和第二處理舟12與負(fù)載模塊13的沿長(zhǎng)度方向的側(cè) 壁連接，并以?shī)A著負(fù)載模塊13、與三個(gè)FOUP載置臺(tái)15相對(duì)的方式配 置，定向器16配置在負(fù)載模塊13的長(zhǎng)度方向的一端，第一IMS17配 置在負(fù)載模塊13的長(zhǎng)度方向的另一端，第二 IMS18與三個(gè)FOUP載置 臺(tái)15并列配置。
負(fù)載模塊13包括搬送臂機(jī)構(gòu)19，配置在內(nèi)部，搬送晶片W，為 關(guān)節(jié)式雙臂型；和三個(gè)裝載口 20，對(duì)應(yīng)于各FOUP載置臺(tái)15配置在側(cè) 壁上，作為晶片W的投入口。搬送臂機(jī)構(gòu)19從載置在FOUP載置臺(tái) 15上的FOUP14中經(jīng)過(guò)裝載口 20取出晶片W，將該取出的晶片W向 第一處理舟11、第二處理舟12、定向器16、第一 IMS17和第二 IMS18 搬入搬出。
第一 IMS17為光學(xué)系的監(jiān)控器，包括載置搬入的晶片W的工作臺(tái) 21、和對(duì)載置在該工作臺(tái)21上的晶片W進(jìn)行定向的光學(xué)傳感器22， 測(cè)定晶片W的表面形狀，例如，多晶硅膜的膜厚、配線槽和柵極電極 等的CD (Critical Dimension:臨界尺寸)值。第二 IMS18也為光學(xué)系 的監(jiān)控器，和第一IMS17相同，包括工作臺(tái)23和光學(xué)傳感器24。
第一處理舟11包括對(duì)晶片W實(shí)施等離子體處理的第一處理模塊 25、和第一負(fù)載鎖定模塊27。該第一負(fù)載鎖定模塊27內(nèi)置有向該第一 處理模塊25傳遞晶片W的鏈節(jié)式單拾取型的第一搬送臂26。
第一處理模塊25包括圓筒狀的處理室容器(腔室)、和配置在該 腔室內(nèi)的上部電極和下部電極(均未圖示)，該上部電極和下部電極之 間的距離設(shè)定為用于對(duì)晶片W實(shí)施作為等離子體處理的蝕刻處理的適 當(dāng)間隔。此外，下部電極在其頂部具有通過(guò)庫(kù)侖力等卡住晶片W的
ESC28。
在第一處理模塊25中，向腔室內(nèi)部導(dǎo)入含有CF系氣體的處理氣 體，通過(guò)在上部電極和下部電極之間產(chǎn)生電場(chǎng)，將導(dǎo)入的處理氣體等 離子體化，產(chǎn)生離子和自由基，利用該離子和自由基對(duì)晶片W實(shí)施蝕 刻處理。
在第一處理舟11中，將負(fù)載模塊13的內(nèi)部壓力維持在大氣壓， 另一方面，將第一處理模塊25的內(nèi)部壓力維持在真空。因此，第一負(fù) 載鎖定模塊27在與第一處理模塊25的連接部設(shè)有真空閘閥29，并在 與負(fù)載模塊13的連接部設(shè)有大氣閘闊30，由此構(gòu)成可以調(diào)節(jié)其內(nèi)部壓 力的真空預(yù)備搬送室。
在第一負(fù)載鎖定模塊27的內(nèi)部，大致在中央部設(shè)置有第一搬送臂 26，在比該第一搬送臂26靠近第一處理模塊25的一側(cè)設(shè)置有第一緩 沖器31，在比第一搬送臂26靠近負(fù)載模塊13的一側(cè)設(shè)置有第二緩沖 器32。第一緩沖器31和第二緩沖器32在配置于第一搬送臂26先端部 的支承晶片W的支承部(拾取器)33進(jìn)行移動(dòng)的軌道上配置，通過(guò)使 等離子體處理完畢的晶片W暫時(shí)避讓在支承部33的軌道上方，能夠 在第一處理模塊25中順利地更換未進(jìn)行蝕刻處理的晶片W和蝕刻處 理完畢的晶片W。
第二處理舟12包括對(duì)晶片W實(shí)施后述的規(guī)定處理的第二處理模塊 34、和第二負(fù)載鎖定模塊37。該第二負(fù)載鎖定模塊37通過(guò)真空閘閥 35與該第二處理模塊34連接，并且內(nèi)置有向該第二處理模塊34傳遞 晶片W的鏈節(jié)式單拾取型的第二搬送臂36。
圖2為圖1中的第二處理模塊的截面圖，圖2 (A)為沿圖1中的 線I一I的截面圖，圖2 (B)為圖2 (A)中的A部的放大圖。
在圖2 (A)中，第二處理模塊34包括圓筒狀的處理室容器(腔 室)38、配置在該腔室38內(nèi)的晶片W的載置臺(tái)39、在腔室38的上方 與載置臺(tái)39相對(duì)配置的噴頭40、對(duì)腔室38內(nèi)的氣體等進(jìn)行排氣的TMP (Turbo Molecular Pump:渦輪分子泵)41、和配置在腔室38和TMP41 之間作為控制腔室38內(nèi)壓力的可變式蝶閥的APC (Adaptive Pressure
Control:適應(yīng)性壓力控制)閥42。
噴頭40由圓板狀的下層氣體供給部43 (洗凈氣體供給裝置)和圓 板狀的上層氣體供給部(HF氣體供給裝置)44構(gòu)成，上層氣體供給部 44與下層氣體供給部43重疊。此外，下層氣體供給部43和上層氣體 供給部44分別具有第一緩沖室45和第二緩沖室46。第一緩沖室45 及第二緩沖室46分別通過(guò)氣體通氣孔47、 48與腔室38內(nèi)連通。
噴頭40的下層氣體供給部43中的第一緩沖室45與NH3 (氨)氣 供給系(未圖示)連接。該NH3氣體供給系向第一緩沖室45供給NH3 氣體(洗凈氣體)。通過(guò)氣體通氣孔47向腔室38內(nèi)供給該供給的NH3 氣體。
此外，噴頭40的上層氣體供給部44中的第二緩沖室46與HF氣 供給系連接。HF氣體供給系向第二緩沖室46供給HF氣體。通過(guò)氣體 通氣孔48向腔室38內(nèi)供給該供給的HF氣體。噴頭40的上層氣體供 給部44內(nèi)置有加熱器(未圖示)，例如加熱元件。該加熱元件控制第 二緩沖室46內(nèi)的HF氣體的溫度。
如圖2 (B)所示，在噴頭40中，氣體通氣孔47、 48向腔室38 內(nèi)的開口部形成為末端擴(kuò)大狀。因此，能夠高效地使NH3氣體或HF 氣體向腔室38內(nèi)擴(kuò)散。并且，由于氣體通氣孔47、 48的截面呈中間 變細(xì)的形狀，因此防止在腔室38內(nèi)產(chǎn)生的殘留物等向氣體通氣孔47、 48進(jìn)而向第一緩沖室45和第二緩沖室46逆流。
此外，在第二處理模塊34中，腔室38的側(cè)壁內(nèi)置有加熱器(未 圖示)，例如加熱元件。因此，能夠?qū)⑶皇?8內(nèi)的氛圍氣體溫度設(shè)定 為高于常溫的溫度，能夠促進(jìn)后述的由氫氟酸除去BPSG膜63。此外， 通過(guò)側(cè)壁內(nèi)的加熱元件對(duì)側(cè)壁進(jìn)行加熱，防止在由氫氟酸除去BPSG 膜63時(shí)產(chǎn)生的殘留物附著于側(cè)壁的內(nèi)側(cè)。
載置臺(tái)39的內(nèi)部具有作為調(diào)溫機(jī)構(gòu)的制冷劑室(未圖示)。向該 制冷劑室供給規(guī)定溫度的制冷劑，例如，冷卻水或Galden液，利用該 制冷劑的溫度，控制載置在載置臺(tái)39上面的晶片W的溫度。
回到圖1，第二負(fù)載鎖定模塊37具有內(nèi)置有第二搬送臂36的筐體 狀搬送室(腔室)49。并且，將負(fù)載模塊13的內(nèi)部壓力維持在大氣壓， 另一方面，將第二處理模塊34的內(nèi)部壓力維持在大氣壓以下，例如幾
乎真空。因此，第二負(fù)載鎖定模塊37在與第二處理模塊34的連接部 設(shè)有真空閘閥35，并在與負(fù)載模塊13的連接部設(shè)有大氣閘閥55，由 此構(gòu)成可以調(diào)整其內(nèi)部壓力的真空預(yù)備搬送室。
此外，基板處理系統(tǒng)10設(shè)有配置在負(fù)載單元13的長(zhǎng)度方向的一 端的操作面板56。操作面板56具有由例如LCD(Liquid Crystal Display: 液晶顯示器)構(gòu)成的顯示部，該顯示部顯示基板處理系統(tǒng)10的各構(gòu)成 元件的動(dòng)作狀況。
此外，在圖3 (A)所示的硅基材60上，疊層有通過(guò)熱氧化處理 形成的由Si02構(gòu)成的熱氧化膜61 (第一氧化膜)、多晶硅膜62 (含硅 層)、和通過(guò)CVD處理等形成的由BPSG膜63 (第二氧化膜)，在如此 疊層的晶片W中，為了選擇性地蝕刻BPSG膜63，如上所述，不使 HF氣體、或HF氣體和H20氣體的混合氣體等離子體化而使用。此外， BPSG膜63在蝕刻多晶硅膜62后，使熱氧化膜61部分露出。
本發(fā)明的發(fā)明人為了進(jìn)一步提高BPSG膜63相對(duì)于熱氧化膜61 的選擇比，進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在幾乎不存在H20的環(huán)境下，不向 晶片W供給H20氣體、而僅供給HF氣體時(shí)，如圖4的圖形所示，熱 氧化膜61的蝕刻速度停留在5nm/分鐘，而BPSG膜63的蝕刻速度提 高至500mn/分鐘。即，發(fā)現(xiàn)BPSG膜63相對(duì)于熱氧化膜61的選擇比 能夠提高至1000。此外，本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)在上述條件下，能夠 將TEOS膜的蝕刻速度提高至20nm/分鐘。
于是，本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)實(shí)現(xiàn)上述高選擇比的機(jī)理進(jìn)行了深入的 研究，推斷出下面說(shuō)明的假設(shè)。
由于HF氣體與H20結(jié)合而形成氫氟酸，該氫氟酸侵蝕氧化膜而 將其除去。此時(shí)，在幾乎不存在H20的環(huán)境下，HF氣體要變成氫氟酸， 需要與氧化膜中含有的水(H20)分子結(jié)合。
因?yàn)锽PSG膜63通過(guò)CVD處理等蒸鍍而形成，所以膜的結(jié)構(gòu)稀 疏，容易吸附水分子。因此，BPSG膜63含有一定程度的水分子。到 達(dá)BPSG膜63的HF氣體與該水分子結(jié)合，形成氫氟酸。這樣，該氫 氟酸就會(huì)侵蝕BPSG膜63。
另一方面，由于熱氧化膜61通過(guò)在800 90(TC的環(huán)境下的熱氧化 處理而形成，因此在膜形成時(shí)不含水分子，此外，由于膜的結(jié)構(gòu)也很
致密，水分子難以吸附。因此，在熱氧化膜61中幾乎不含水分子。即 使供給的HF氣體到達(dá)熱氧化膜61，由于不存在水分子，所以不會(huì)形 成氫氟酸。結(jié)果，熱氧化膜61不會(huì)被侵蝕。
由此，若在幾乎不存在H20的環(huán)境下，不向晶片W供給H20氣 體，而僅供給HF氣體，則BPSG膜63相對(duì)于熱氧化膜61的選擇比能 夠提高至1000。
其中，在由氫氟酸除去BPSG膜63的情況下，BPSG膜63中的 Si02與氫氟酸(HF)發(fā)生下式所示的化學(xué)反應(yīng)，生成殘留物(H2SiF6)。 Si02 + 4HF — SiF4 + 2H20 t SiF4 + 2HF — H2SiF6
與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，為了除去殘留物使用NH3。具體而 言，通過(guò)向H2SiF6供給NH3氣體，產(chǎn)生下式所示的化學(xué)反應(yīng)，生成NH4F (氟化銨)和SiF4 (四氟化硅)。
H2SiF6 + 2NH3 — 2NH4F + SiF4 t
NH4F是容易升華的物質(zhì)，若將氛圍氣體溫度設(shè)定為高于常溫的溫 度，則由于升華，能夠容易地除去。
艮口，在本實(shí)施方式中，通過(guò)與NH3的反應(yīng)及升華除去Si02與氫氟 酸反應(yīng)的殘留物H2SiF6。
下面，對(duì)本實(shí)施方式的基板處理方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖5是表示圖1的基板處理系統(tǒng)執(zhí)行的基板處理方法的流程圖。
首先，準(zhǔn)備晶片W，該晶片W在熱氧化膜61上均勻地形成有多 晶硅膜62，且在多晶硅膜62上以規(guī)定圖案形成有BPSG膜63，并使 多晶硅膜62部分露出。然后，將該晶片W搬入第一處理模塊25的腔 室內(nèi)，載置于ESC28上。
然后，向腔室內(nèi)導(dǎo)入含有CF系氣體的處理氣體，通過(guò)在上部電極 和下部電極之間產(chǎn)生電場(chǎng)，使處理氣體等離子體化，產(chǎn)生離子和自由 基，由該離子和自由基對(duì)露出的多晶硅膜62實(shí)施蝕刻處理(步驟S51)。 此時(shí)，多晶硅膜62被蝕刻，形成穿孔或溝槽，并且一部分熱氧化膜61 露出(圖3 (A))。
接著，將晶片W從第一處理模塊25的腔室搬出，經(jīng)由負(fù)載模塊 13搬入第二處理模塊34的腔室38內(nèi)。此時(shí)，將晶片W載置于載置臺(tái)39上。
然后，利用APC閥42等，將腔室38內(nèi)的壓力設(shè)定為1.3X101 l.lX103Pa (1 8Torr)，利用側(cè)壁內(nèi)的加熱器，將腔室38內(nèi)的氛圍氣 體溫度設(shè)定為40 60°C 。然后，從噴頭40的上層氣體供給部44以40 60SCCM的流量向晶片W供給HF氣體(HF氣體供給步驟)(步驟S52) (圖3 (B))。其中，此時(shí)水分子幾乎從腔室38內(nèi)除去，并且，不向 腔室38內(nèi)供給H20氣體。
這里，到達(dá)BPSG膜63的HF氣體與BPSG膜63所含的水分子結(jié) 合，形成氫氟酸。而且，該氫氟酸侵蝕BPSG膜63，結(jié)果，BPSG膜 63被選擇性蝕刻。由于BPSG膜63中的Si02與氫氟酸反應(yīng)而產(chǎn)生殘 留物64，堆積在多晶硅膜62和露出的熱氧化膜61上(圖3 (C))。
接著，在中止向腔室38內(nèi)供給HF氣體，然后從噴頭40的下層氣 體供給部43向晶片W供給NH3氣體(洗凈氣體供給步驟)(步驟S53) (圖3 (D))。此時(shí)，NH3氣體與構(gòu)成殘留物64的H2SiF6反應(yīng)，生成 NH4F和SiF4。并且，將腔室38內(nèi)的氛圍氣體溫度設(shè)定為稍高于常溫 的溫度，使NH4F升華(圖3 (E))。
然后，將晶片W從第二處理模塊34的腔室38搬出，結(jié)束本處理。
根據(jù)圖5的處理，向具有熱氧化膜61和BPSG膜63的晶片W供 給HF氣體，再向該晶片W供給NH3氣體。由HF氣體生成的氫氟酸 選擇性地蝕刻BPSG膜63，生成由H2SiF6構(gòu)成的殘留物64。 NH3氣體 與KbSiF6反應(yīng)，生成NH4F和SiF4。 NH4F容易升華。因此，能夠通過(guò) 與NH3反應(yīng)及升華除去殘留物64。由此，能夠容易地除去由H2SiF6構(gòu) 成的殘留物64。
在圖5的處理中，向晶片W供給HF氣體時(shí)，水分子幾乎從腔室 38內(nèi)除去，并且不向腔室38內(nèi)供給H20氣體，所以在幾乎不含水分 子的熱氧化膜61中，幾乎不存在HF氣體與水分子的結(jié)合，幾乎不會(huì) 產(chǎn)生氫氟酸，故熱氧化膜61幾乎不會(huì)被侵蝕。因此，能夠更可靠地選 擇性地蝕刻BPSG膜63。
此外，在圖5的處理中，由于HF氣體的供給，多晶硅膜62在除 去BPSG膜63之前被蝕刻。這樣，在蝕刻多晶硅膜62時(shí)，能夠利用 BPSG膜63作為硬質(zhì)掩模，因此，能夠可靠地將多晶硅膜62蝕刻成所
期望的形狀。
在圖5的處理中，水分子幾乎從腔室38內(nèi)除去，不向腔室38內(nèi) 供給H20氣體，并且晶片W中的BPSG膜63所含的水分子用于Si02 與氫氟酸的反應(yīng)而被消耗。因此，能夠?qū)⑶皇?8內(nèi)保持在非常干燥的 狀態(tài)。結(jié)果，能夠抑制水分子引起的顆粒和在晶片W上產(chǎn)生水印，因 而能夠進(jìn)一步提高由晶片W制造的半導(dǎo)體設(shè)備的可靠性。
此外，在圖5的處理中，在除去殘留物64時(shí)，只向腔室38內(nèi)供 給NH3氣體，但供給的氣體不限于此，也可以供給NH3氣體與其它氣
體，例如與N2氣體的混合氣體。
此外，在圖5的處理中，能夠在相同的第二處理模塊34中進(jìn)行 BPSG膜63的選擇性蝕刻和殘留物64的除去。因此，能夠使基板處理 系統(tǒng)IO小型化。
下面，對(duì)具有本發(fā)明第二實(shí)施方式的基板處理裝置的基板處理系 統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)和作用與上述的第一實(shí)施方式基本相同，僅第 二處理舟的結(jié)構(gòu)與上述的第一實(shí)施方式不同。因此，省略對(duì)相同結(jié)構(gòu) 的說(shuō)明，以下僅對(duì)與第一實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu)和作用進(jìn)行說(shuō)明。
圖6是表示具有本實(shí)施方式的基板處理裝置的基板處理系統(tǒng)的大 致結(jié)構(gòu)的平面圖。
在圖6中，基板處理系統(tǒng)77包括第一處理舟1K對(duì)在第一處理舟 11中已施加等離子體處理的晶片W實(shí)施后述的規(guī)定處理的第二處理舟 65 (基板處理裝置)、和負(fù)載模塊13。
第二處理舟65包括第二處理模塊66，對(duì)晶片W實(shí)施后述的選 擇性蝕刻處理；第三處理模塊68，通過(guò)真空閘閥67與該第二處理模塊 66連接，對(duì)晶片W實(shí)施后述的加熱處理；和第二負(fù)載鎖定模塊37。
圖7是圖6中的第二處理模塊的截面圖，圖7(A)是沿圖6中的 線II-II的截面圖，圖7 (B)是圖7 (A)中的B部的放大圖。其中， 第二處理模塊66的結(jié)構(gòu)和作用與上述第一實(shí)施方式的第二處理模塊 34基本相同，僅噴頭的結(jié)構(gòu)與第二處理模塊34不同。因此，省略對(duì)相 同構(gòu)成和作用的說(shuō)明。
在圖7 (A)中，第二處理模塊66具有配置在腔室38上方的噴頭
69。噴頭69具有圓板狀的氣體供給部70 (HF氣體供給裝置)，氣體供 給部70具有緩沖室71。緩沖室71通過(guò)氣體通氣孔72與腔室38內(nèi)連
通o
此外，噴頭69的氣體供給部70中的緩沖室71與HF氣體供給系 連接。HF氣體供給系向緩沖室71供給HF。該供給的HF氣體通過(guò)氣 體通氣孔72供給至腔室38內(nèi)。噴頭69的氣體供給部70內(nèi)置有加熱 器(未圖示)，例如加熱元件。該加熱元件控制緩沖室71內(nèi)HF氣體的 溫度。
在噴頭69上，與噴頭40的氣體通氣孔47 (48)相同，氣體通氣 孔72向腔室38內(nèi)的開口部形成為末端擴(kuò)大狀(圖7 (B))。
回到圖6，第三處理模塊68包括筐體狀的處理室容器(腔室) 73;作為配置在該腔室73內(nèi)的晶片W載置臺(tái)的工作臺(tái)加熱器74 (基 板加熱裝置)緩沖臂75，配置在該工作臺(tái)加熱器74附近，將載置在 工作臺(tái)加熱器74上的晶片W向上舉起；和氣體導(dǎo)入部(未圖示)，向 腔室73內(nèi)導(dǎo)入不活潑氣體，例如N2氣體。
工作臺(tái)加熱器74由表面形成有氧化覆膜的鋁構(gòu)成，利用內(nèi)置的由 電熱絲等構(gòu)成的加熱器將載置的晶片W加熱到規(guī)定溫度。此外，緩沖 臂75通過(guò)使已實(shí)施選擇性蝕刻處理的晶片W暫時(shí)避讓在第二搬送臂 37的移動(dòng)軌道的上方，能夠順利地更換第二處理模塊66和第三處理模 塊68中的晶片W。
在基板處理系統(tǒng)77中，將負(fù)載模塊13的內(nèi)部壓力維持在大氣壓， 另一方面，將第二處理模塊66和第三處理模塊68的內(nèi)部壓力維持在 真空或大氣壓以下。因此，第二負(fù)載鎖定模塊37與第三處理模塊68 的連接部具有真空閘閥76。
此外，如下式所示，由Si02與氫氟酸反應(yīng)生成的H2SiF6通過(guò)加熱
分解生成HF和SiF4。
H2SiF6 +Q (熱能)—2HF t + SiF4 t
在本實(shí)施方式中，利用上式所示的H2SiFe的分解，通過(guò)加熱分解
除去Si02與氫氟酸反應(yīng)的殘留物H2SiF6。
下面，對(duì)本實(shí)施方式的基板處理方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖8是表示圖6的基板處理系統(tǒng)執(zhí)行的基板處理方法的流程圖。
首先，執(zhí)行圖5處理中的步驟S51。然后，將晶片W從第一處理 模塊25的腔室搬出，經(jīng)由負(fù)載模塊13，搬入第二處理模塊66的腔室 38內(nèi)。此時(shí)，將晶片W載置于載置臺(tái)39上。
接著，執(zhí)行圖5處理中的步驟S52，將晶片W從第二處理模塊66 的腔室38搬出，搬入第三處理模塊68的腔室73內(nèi)。此時(shí)，將晶片W 載置于工作臺(tái)加熱器74上。于是，利用工作臺(tái)加熱器74，將載置的晶 片W加熱到規(guī)定溫度，具體而言，加熱到150。C以上(基板加熱步驟) (步驟S81)。并且，氣體導(dǎo)入部將N2氣體導(dǎo)入腔室73內(nèi)，該導(dǎo)入的 N2氣體對(duì)應(yīng)于由TMP41產(chǎn)生的減壓，形成氣流。此時(shí)，通過(guò)加熱將構(gòu) 成殘留物64的H2SiF6分解成HF和SiF4，分解的HF和SiF4巻入氣流 中而被除去。
然后，將晶片W從第三處理模塊68的腔室73中搬出，結(jié)束本處理。
根據(jù)圖8的處理，向具有熱氧化膜61和BPSG膜63的晶片W供 給HF氣體，再加熱該晶片W。由HF氣體生成的氫氟酸選擇性地蝕刻 BPSG膜63，生成由H2SiF6構(gòu)成的殘留物64。該殘留物64由于加熱 被分解成HF和SiF4。由此，殘留物64能夠通過(guò)加熱分解而被除去。 因此，能夠容易地除去由H2SiF6構(gòu)成的殘留物64。
在圖8的處理中，在各自的處理模塊中進(jìn)行向晶片W供給HF氣 體和加熱晶片W的操作，但是，也可以在一個(gè)處理模塊中進(jìn)行這些處 理。具體而言，如圖9所示，在第二處理模塊66的載置臺(tái)39內(nèi)配設(shè) 加熱器78，在腔室38內(nèi)，利用氫氟酸除去BPSG膜63后，不將晶片 W從腔室38搬出，而仍留在載置臺(tái)39上，利用加熱器78將晶片W 加熱到150。C以上。在150。C以上，由Si02與氫氟酸反應(yīng)生成的H2SiF6 發(fā)生分解。因此，通過(guò)加熱，將H2SiF6分解成HF和SiF4，能夠可靠 地除去。
此外，在圖8的處理中，在加熱晶片W時(shí)，向腔室73內(nèi)導(dǎo)入N2 氣體，產(chǎn)生氣流，因此使分解的HF和SiF4巻入氣流，能夠可靠地除 去。
在上述的各實(shí)施方式中，BPSG膜63被選擇性地蝕刻，但被選擇 性蝕刻的氧化膜不限于此，只要是含有至少多于熱氧化膜61的雜質(zhì)的
氧化膜即可，具體而言，可以是TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate:正 硅酸乙酯)膜和BPS (Boron Silicate Glass:硼硅酸鹽玻璃)膜。此外， 被除去的殘留物也不限于H2SiF6，本發(fā)明能夠適用于除去由氫氟酸除 去氧化膜時(shí)產(chǎn)生的殘留物。
此外，作為具有各實(shí)施方式的基板處理裝置的基板處理系統(tǒng)，對(duì) 平行配置有兩個(gè)處理舟的系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明，但是，基板處理系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)不限于此。具體而言，也可以是將多個(gè)處理模塊串聯(lián)配置或分組配 置的系統(tǒng)。
此外，實(shí)施圖5處理或圖8處理的基板不限于半導(dǎo)體設(shè)備用晶片， 也可以為在LCD和FPD (Flat Panel Display:平板顯示器)等中使用 的各種基板、光掩模、CD基板、印制基板等。
此外，本發(fā)明的目的也可以通過(guò)將存儲(chǔ)有實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施方式功 能的軟件程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)供給于系統(tǒng)或者裝置，該系統(tǒng)或者裝置 的計(jì)算機(jī)(或者CPU或MPU)讀出并執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序代 碼而實(shí)現(xiàn)。
在這種情況下，由于從存儲(chǔ)介質(zhì)讀出的程序代碼本身能夠?qū)崿F(xiàn)上 述各實(shí)施方式，該程序代碼和存儲(chǔ)有該程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)構(gòu)成本發(fā) 明。
此外，作為用于供給程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)，例如，可以使用軟盤 (注冊(cè)商標(biāo))、硬盤、光磁盤、CD-ROM、 CD-R、 CD-RW、 DVD-ROM、 DVD-RAM、 DVD-RW、 DVD+RW等光盤、磁帶、非易失性存儲(chǔ)卡、 ROM等。此外，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載程序代碼。
此外，通過(guò)執(zhí)行計(jì)算機(jī)讀出的程序代碼，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)上述各實(shí) 施方式的功能，而且也包括根據(jù)該程序代碼的指示在計(jì)算機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)的 OS (操作系統(tǒng))等進(jìn)行實(shí)際處理的一部分或者全部，通過(guò)該處理實(shí)現(xiàn) 上述各實(shí)施方式功能的情況。
并且，還包括將從存儲(chǔ)介質(zhì)讀出的程序代碼寫入可插入計(jì)算機(jī)的 功能擴(kuò)展板或與計(jì)算機(jī)連接的功能擴(kuò)展單元所具備的存儲(chǔ)器中，然后 根據(jù)該程序代碼的指示，在功能擴(kuò)展板或功能擴(kuò)展單元中具有該擴(kuò)展 功能的CPU等進(jìn)行實(shí)際處理的一部分或全部，通過(guò)該處理實(shí)現(xiàn)上述各 實(shí)施方式功能的情況。
權(quán)利要求
1.一種基板處理方法，對(duì)具有由熱氧化處理形成的第一氧化膜和含有雜質(zhì)的第二氧化膜的基板進(jìn)行處理，其特征在于，包括HF氣體供給步驟，向所述基板供給HF氣體；和洗凈氣體供給步驟，向已供給所述HF氣體的所述基板供給至少含有NH3氣體的洗凈氣體。
2. 如權(quán)利要求1所述的基板處理方法，其特征在于， 在所述HF氣體供給步驟中，不供給H20氣體。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的基板處理方法，其特征在于， 所述基板具有形成于所述第一氧化膜上且被所述第二氧化膜覆蓋的含硅層，所述第二氧化膜使所述含硅層部分地露出， 所述含硅層在所述HF氣體供給步驟前被蝕刻。
4. 一種基板處理方法，對(duì)具有由熱氧化處理形成的第一氧化膜和含 有雜質(zhì)的第二氧化膜的基板進(jìn)行處理，其特征在于，包括HF氣體供給步驟，向所述基板供給HF氣體；和 基板加熱步驟，對(duì)己供給所述HF氣體的所述基板進(jìn)行加熱。
5. 如權(quán)利要求4所述的基板處理方法，其特征在于， 在所述基板加熱步驟中，在N2氣氛圍下，對(duì)所述基板進(jìn)行加熱。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的基板處理方法，其特征在于， 在所述基板加熱步驟中，將所述基板加熱至150'C以上。
7. —種基板處理裝置，對(duì)具有由熱氧化處理形成的第一氧化膜和含 有雜質(zhì)的第二氧化膜的基板進(jìn)行處理，其特征在于，包括HF氣體供給裝置，向所述基板供給HF氣體；和 洗凈氣體供給裝置，向已供給所述HF氣體的所述基板供給至少含 有NH3氣體的洗凈氣體。
8.—種基板處理裝置，對(duì)具有由熱氧化處理形成的第一氧化膜和含 有雜質(zhì)的第二氧化膜的基板進(jìn)行處理，其特征在于，包括 HF氣體供給裝置，向所述基板供給HF氣體；和基板加熱裝置，對(duì)已供給所述HF氣體的所述基板進(jìn)行加熱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠容易地除去因氫氟酸產(chǎn)生的殘留物的基板處理方法。向具有熱氧化膜(61)和BPSG膜(63)的晶片(W)供給HF氣體，選擇性地蝕刻BPSG膜(63)，接著，向晶片(W)供給NH₃氣體，使由SiO₂與氫氟酸反應(yīng)而生成的殘留物(64)H₂SiF₆與NH₃氣體反應(yīng)，產(chǎn)生NH₄F和SiF₄，并且使NH₄F升華。
文檔編號(hào)H01L21/311GK101097864SQ200710126880
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者西村榮一 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社