[发明专利]基板处理方法和基板处理系统

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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SiO₂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，暴露时限必须缩短至最小。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。

发明内容

本发明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。

根据本发明的第一方面，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。

根据本发明的基板处理方法，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，其选择性蚀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。

在本发明中，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。

根据本发明的第二方面，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。