[发明专利]选择性等离子体处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用等离子体对半导体基板等被处理体进行处理、选择性地形成硅氧化膜或硅氮化膜的选择性等离子体处理方法。

背景技术

在各种半导体装置的制造过程中，为了用于以例如晶体管的栅绝缘膜等为首的各种用途，要进行硅氧化膜或硅氮化膜的形成。作为形成硅氧化膜或硅氮化膜的方法，除了通过CVD(Chemical VaporDeposition：化学气相沉积)使硅氧化膜或硅氮化膜堆积的方法之外，例如，在特开2000-260767号公报、特开2003-115587号公报中，提出了利用等离子体处理对硅进行氧化处理或者氮化处理从而形成硅氧化膜或硅氮化膜的方法。

在上述那样的半导体装置的制造过程中，反复进行使用等离子体对硅进行氧化处理的工序或者进行氮化处理的工序，因此，在基板上，除了作为氧化或氮化的对象的硅(层)之外，通常还混有在之前的工序中形成的硅氧化膜或硅氮化膜等材料膜。当在这样多种膜混合存在的状况下进行等离子体氧化处理或等离子体氮化处理时，例如，有时已经形成的硅氮化膜(Si₃N₄)会因后来的等离子体氧化处理而被氧化，形成氧氮化硅膜，硅氧化膜(SiO₂膜)同样因后来的等离子体氮化处理而被氮化，形成氧氮化硅膜。

但是，在半导体装置的制造工艺方面，当作为目标的硅以外的材料膜被氧化或被氮化时，例如，当通过后工序的蚀刻将材料膜除去时，因为与其它膜的蚀刻选择比不同，所以有时会产生工序数增加、成品率降低等不好的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对于在表面上露出硅、与氮化硅层或氧化硅层的被处理体，能够利用等离子体，对氧化硅层或氮化硅层保持高选择性而对硅进行氧化处理或氮化处理的选择性等离子体处理方法。

为了解决上述课题，本发明的第一方面提供一种选择性等离子体处理方法，其特征在于，在等离子体处理装置的处理室内，使含氧等离子体对在表面上具有硅和氮化硅层的被处理体进行作用，相对于上述氮化硅层，选择性地对上述硅进行氧化处理，形成硅氧化膜，在上述氮化硅层中形成的氧氮化硅膜的膜厚相对于通过氧化处理形成的上述硅氧化膜的膜厚的比率为20％以下。

在上述第一方面中，上述含氧等离子体优选为利用具有多个缝隙的平面天线向上述处理室内导入微波而形成的微波激发高密度等离子体。

本发明的第二方面提供一种选择性等离子体处理方法，其特征在于，在等离子体处理装置的处理室内，使含氧等离子体对具有硅露出面和氮化硅露出面的被处理体进行作用，由此，优势地对上述硅露出面的硅进行氧化处理，使得在上述氮化硅露出面上形成的氧氮化硅膜的膜厚相对于在上述硅露出面上形成的硅氧化膜的膜厚的比率为20％以下。

本发明的第三方面提供一种选择性等离子体处理方法，其特征在于，在等离子体处理装置的处理室内，使含氮等离子体对在表面上具有硅和氧化硅层的被处理体进行作用，相对于上述氧化硅层，选择性地对上述硅进行氮化处理，形成硅氮化膜，在上述氧化硅层中形成的氧氮化硅膜的膜厚相对于通过氮化处理形成的上述硅氮化膜的膜厚的比率为25％以下。

在上述第三方面中，上述含氮等离子体优选为利用具有多个缝隙的平面天线向上述处理室内导入微波而形成的微波激发高密度等离子体。

本发明的第四方面提供一种选择性等离子体处理方法，其特征在于，在等离子体处理装置的处理室内，使含氮等离子体对具有硅露出面和氧化硅露出面的被处理体进行作用，由此，优势地对上述硅露出面的硅进行氧化处理，使得在上述氧化硅露出面上形成的氧氮化硅膜的膜厚相对于在上述硅露出面上形成的硅氮化膜的膜厚的比率为25％以下。

在上述第一～第四方面中，处理压力优选为400Pa以上，更优选为400Pa～1333Pa。

本发明的第五方面提供一种控制程序，其特征在于，在计算机上运行，在执行时，控制上述等离子体处理装置，使其进行如下的选择性等离子体处理方法：在等离子体处理装置的处理室内，使含氧等离子体对具有硅露出面和氮化硅露出面的被处理体进行作用，由此，优势地对上述硅露出面的硅进行氧化处理，使得在上述氮化硅露出面上形成的氧氮化硅膜的膜厚相对于在上述硅露出面上形成的硅氧化膜的膜厚的比率为20％以下。