(57)【要約】      （修正有）【課題】凸部の上部に選択的にシリコン膜を成膜できる技術を提供する。【解決手段】基板１０１の上に形成された複数の凸部１０２の上部に選択的にシリコン膜を成膜する成膜方法であって、基板にシリコン含有ガスを供給し、凸部の側壁の下部よりも上部の膜厚が厚くなるようにシリコン膜１０４を成膜する第１成膜工程と、第１成膜工程の後、基板にエッチングガスを供給し、凸部の上面にシリコン膜を残存させると共に凸部の側壁のシリコン膜を除去するエッチング工程と、エッチング工程の後、基板にシリコン含有ガスを供給し、凸部の側壁の下部よりも上部の膜厚が厚くなるようにシリコン膜を成膜する第２成膜工程と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に形成された複数の凸部の上部に選択的にシリコン膜を成膜する成膜方法であって、
前記基板にシリコン含有ガスを供給し、前記凸部の側壁の下部よりも上部の膜厚が厚くなるようにシリコン膜を成膜する第１成膜工程と、
前記第１成膜工程の後、前記基板にエッチングガスを供給し、前記凸部の上面に前記シリコン膜を残存させると共に前記凸部の側壁の前記シリコン膜を除去するエッチング工程と、
前記エッチング工程の後、前記基板にシリコン含有ガスを供給し、前記凸部の側壁の下部よりも上部の膜厚が厚くなるようにシリコン膜を成膜する第２成膜工程と、
を有する、
成膜方法。
【請求項２】
前記エッチング工程では、前記シリコン膜をコンフォーマルにエッチングする、
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記第１成膜工程では、隣接する前記凸部により形成される開口が閉塞しないように前記シリコン膜を成膜する、
請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記第２成膜工程では、隣接する前記凸部により形成される開口が閉塞しないように前記シリコン膜を成膜する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記第１成膜工程を１回行った後、
前記エッチング工程及び前記第２成膜工程を交互に所定の回数繰り返し、前記凸部の上面に所定の膜厚のシリコン膜を成膜する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記第２成膜工程では、隣接する前記凸部により形成される開口が閉塞するように前記シリコン膜を成膜する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記第１成膜工程の前に、前記基板にアミノシラン系ガスを供給し、前記凸部にシード層を形成するシード層形成工程を更に有する、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記第１成膜工程における前記シリコン含有ガスは、分子式中に珪素を２つ以上含む高次シラン系ガスである、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記高次シラン系ガスは、ジシランガスである、
請求項８に記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記エッチングガスは、臭素含有ガス又はヨウ素含有ガスである、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１１】
前記臭素含有ガスは、ＨＢｒガス又はＢｒ２ガスであり、
前記ヨウ素含有ガスは、ＨＩガス又はＩ２ガスである、
請求項１０に記載の成膜方法。
【請求項１２】
前記凸部は、組成の異なるシリコン含有膜を積層した積層膜である、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１３】
基板の上に形成された複数の凸部の上部に選択的にシリコン膜を成膜する装置であって、
前記基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内にシリコン含有ガスを供給する成膜ガス供給部と、
前記処理容器内にエッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記基板にシリコン含有ガスを供給し、前記凸部の側壁の下部よりも上部の膜厚が厚くなるようにシリコン膜を成膜する第１成膜工程と、
前記第１成膜工程の後、前記基板にエッチングガスを供給し、前記凸部の上面に前記シリコン膜を残存させると共に前記凸部の側壁の前記シリコン膜を除去するエッチング工程と、
前記エッチング工程の後、前記基板にシリコン含有ガスを供給し、前記凸部の側壁の下部よりも上部の膜厚が厚くなるようにシリコン膜を成膜する第２成膜工程と、
を実行する、
成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、成膜方法及び成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン層上に酸化シリコンと窒化シリコンとを交互に積層して形成した積層膜に、リソグラフィとエッチングによって孔（ホール）を形成し、それをマスクとしてシリコン層にトレンチを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、１回のリソグラフィとエッチングによって開けられる孔の深さには限界がある。そのため、限界を超える積層数を有する積層膜に孔を形成する場合、積層膜の形成と孔の形成とが繰り返し行われる。積層膜の形成と孔の形成とを繰り返し行う場合、上層の孔を形成するときのエッチングストッパーとして下層の孔にシリコン膜が埋め込まれる。このとき、孔にシリコン膜が完全に埋め込まれていると、上層の形成後にシリコン膜を除去する際の時間が長くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０３２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、凸部の上部に選択的にシリコン膜を成膜できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様による成膜方法は、基板の上に形成された複数の凸部の上部に選択的にシリコン膜を成膜する成膜方法であって、前記基板にシリコン含有ガスを供給し、前記凸部の側壁の下部よりも上部の膜厚が厚くなるようにシリコン膜を成膜する第１成膜工程と、前記第１成膜工程の後、前記基板にエッチングガスを供給し、前記凸部の上面に前記シリコン膜を残存させると共に前記凸部の側壁の前記シリコン膜を除去するエッチング工程と、前記エッチング工程の後、前記基板にシリコン含有ガスを供給し、前記凸部の側壁の下部よりも上部の膜厚が厚くなるようにシリコン膜を成膜する第２成膜工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、凸部の上部に選択的にシリコン膜を成膜できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】成膜装置の構成例を示す概略図
【図２】図１の成膜装置の処理容器の説明図
【図３】第１の実施形態に係る成膜方法を示す工程断面図
【図４】第２の実施形態に係る成膜方法を示す工程断面図
【図５】第２の実施形態に係る成膜方法の適用例を示す工程断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
［成膜装置］
本開示の一実施形態に係る成膜方法を実施できる成膜装置について、多数枚の基板に対して一括で熱処理を行うバッチ式の縦型熱処理装置を例に挙げて説明する。但し、成膜装置は、縦型熱処理装置に限定されるものではなく、種々の装置であってよい。例えば、成膜装置は、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の装置であってもよい。また、例えば処理容器内の回転テーブルの上に配置した複数枚の基板を回転テーブルにより公転させ、原料ガスが供給される領域と、原料ガスと反応する反応ガスが供給される領域とを順番に通過させて基板上に成膜するセミバッチ式の装置であってもよい。
【００１１】
図１は、成膜装置の構成例を示す概略図である。図２は、図１の成膜装置の処理容器の説明図である。
【００１２】
図１に示されるように、成膜装置１は、基板である半導体ウエハ（以下「ウエハＷ」という。）を収容する処理容器３４を有する。
【００１３】
処理容器３４は、下端が開放された有天井の円筒形状の内管４４と、下端が開放されて内管４４の外側を覆う有天井の円筒形状の外管４６とを有する。内管４４及び外管４６は、石英等の耐熱性材料により形成されており、同軸状に配置されて二重管構造となっている。
【００１４】
内管４４の天井部は、例えば平坦になっている。内管４４の一側には、その長手方向（上下方向）に沿ってガス供給管を収容するノズル収容部４８が形成されている。例えば図２に示されるように、内管４４の側壁の一部を外側へ向けて突出させて凸部５０を形成し、凸部５０内をノズル収容部４８として形成している。ノズル収容部４８に対向させて内管４４の反対側の側壁には、その長手方向（上下方向）に沿って幅Ｌ１の矩形状の開口５２が形成されている。
【００１５】
開口５２は、内管４４内のガスを排気できるように形成されたガス排気口である。開口５２の長さは、ウエハボート３８の長さと同じであるか、又は、ウエハボート３８の長さよりも長く上下方向へそれぞれ延びるようにして形成されている。即ち、開口５２の上端は、ウエハボート３８の上端に対応する位置以上の高さに延びて位置され、開口５２の下端は、ウエハボート３８の下端に対応する位置以下の高さに延びて位置されている。
【００１６】
処理容器３４の下端は、例えばステンレス鋼により形成される円筒形状のマニホールド５４によって支持されている。マニホールド５４の上端にはフランジ部５６が形成されており、フランジ部５６上に外管４６の下端を設置して支持するようになっている。フランジ部５６と外管４６との下端との間にはＯリング等のシール部材５８を介在させて外管４６内を気密状態にしている。
【００１７】
マニホールド５４の上部の内壁には、円環状の支持部６０が設けられており、支持部６０上に内管４４の下端を設置してこれを支持するようになっている。マニホールド５４の下端の開口には、蓋体３６がＯリング等のシール部材６２を介して気密に取り付けられており、処理容器３４の下端の開口、即ち、マニホールド５４の開口を気密に塞ぐようになっている。蓋体３６は、例えばステンレス鋼により形成される。
【００１８】
蓋体３６の中央部には、磁性流体シール部６４を介して回転軸６６が貫通させて設けられている。回転軸６６の下部は、ボートエレベータよりなる昇降手段６８のアーム６８Ａに回転自在に支持されている。
【００１９】
回転軸６６の上端には回転プレート７０が設けられており、回転プレート７０上に石英製の保温台７２を介してウエハＷを保持するウエハボート３８が載置されるようになっている。従って、昇降手段６８を昇降させることによって蓋体３６とウエハボート３８とは一体として上下動し、ウエハボート３８を処理容器３４内に対して挿脱できるようになっている。ウエハボート３８は、多数枚のウエハＷを所定の間隔で保持する。
【００２０】
ガス供給手段４０は、マニホールド５４に設けられており、内管４４内へ成膜ガス、エッチングガス、パージガス等のガスを導入する。ガス供給手段４０は、複数（例えば３本）の石英製のガス供給管７６、７８、８０を有している。各ガス供給管７６、７８、８０は、内管４４内にその長手方向に沿って設けられると共に、その基端がＬ字状に屈曲されてマニホールド５４を貫通するようにして支持されている。
【００２１】
ガス供給管７６、７８、８０は、図２に示されるように、内管４４のノズル収容部４８内に周方向に沿って一列になるように設置されている。各ガス供給管７６、７８、８０には、その長手方向に沿って所定の間隔で複数のガス孔７６Ａ、７８Ａ、８０Ａが形成されており、各ガス孔７６Ａ、７８Ａ、８０Ａより水平方向に向けて各ガスを放出できるようになっている。所定の間隔は、例えばウエハボート３８に支持されるウエハＷの間隔と同じになるように設定される。また、高さ方向の位置は、各ガス孔７６Ａ、７８Ａ、８０Ａが上下方向に隣り合うウエハＷ間の中間に位置するように設定されており、各ガスをウエハＷ間の空間部に効率的に供給できるようになっている。一実施形態では、ガス供給管７６は成膜ガスを供給する成膜ガス供給部を構成し、ガス供給管７８はエッチングガスを供給するエッチングガス供給部を構成し、ガス供給管８０はパージガスを供給するパージガス供給部を構成する。成膜ガス、エッチングガス、及びパージガスは、流量が制御されて必要に応じて処理容器３４内に供給される。
【００２２】
マニホールド５４の上部の側壁であって、支持部６０の上方には、ガス出口８２が形成されており、内管４４と外管４６との間の空間部８４を介して開口５２より排出される内管４４内のガスを排気できるようになっている。ガス出口８２には、排気手段４１が設けられる。排気手段４１は、ガス出口８２に接続された排気通路８６を有しており、排気通路８６には、圧力調整弁８８及び真空ポンプ９０が順次介設されて、処理容器３４内を真空引きできるようになっている。
【００２３】
外管４６の外周側には、外管４６を覆うように円筒形状の加熱手段４２が設けられている。加熱手段４２は、処理容器３４内に収容されるウエハＷを加熱する。
【００２４】
成膜装置１の各部の動作は、例えばコンピュータ等の制御部９５により制御される。また、成膜装置１の各部の動作を行うコンピュータのプログラムは、記憶媒体９６に記憶されている。記憶媒体９６は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等であってよい。
【００２５】
［成膜方法］
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る成膜方法について、上記の成膜装置１により、基板の上に形成された複数の凸部の上面に選択的にアモルファスシリコン膜（以下「シリコン膜」という。）を成膜する場合を例に挙げて説明する。以下の成膜方法は、制御部９５が成膜装置１の各部の動作を制御することにより実行される。図３は、第１の実施形態に係る成膜方法を示す工程断面図である。
【００２６】
最初に、図３（ａ）に示されるように、表面に複数の凸部１０２が形成された基板１０１を準備する（準備工程）。基板１０１は、例えばシリコンウエハ等の半導体ウエハであってよい。基板１０１の上面には、例えば表面酸化膜１０３が形成されている。凸部１０２は、例えば単層膜であってもよく、積層膜であってもよい。積層膜は、組成の異なるシリコン含有膜を積層した膜であってよい。積層膜としては、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）と窒化シリコン（ＳｉＮ）とが交互に積層されたＯＮＯＮ積層構造、酸化シリコン（ＳｉＯ２）とポリシリコンとが交互に積層されたＯＰＯＰ積層構造が挙げられる。
【００２７】
続いて、処理容器３４内に基板１０１を搬入する（搬入工程）。一実施形態では、まず、昇降手段６８により多数枚の基板１０１を保持したウエハボート３８を、処理容器３４内に搬入し、蓋体３６により処理容器３４の下端の開口部を気密に塞ぎ密閉する。続いて、排気手段４１により処理容器３４の内部の圧力が所定の圧力となるように真空引きを行い、加熱手段４２により基板１０１を加熱する。
【００２８】
続いて、ウエハボート３８を回転させながら、処理容器３４内にガス供給管７６からシリコン含有ガスを供給する。これにより、図３（ｂ）に示されるように、凸部１０２の側壁１０２ｓの下部よりも上部の膜厚が厚くなるようにシリコン膜１０４を成膜する（第１成膜工程）。第１成膜工程では、隣接する凸部１０２により形成される開口１０２ａが閉塞しないようにシリコン膜１０４を成膜することが好ましい。これにより、後のエッチング工程において、コンフォーマルにエッチングを行うためにエッチングガスを開口１０２ａの底部まで行き届かせることができる。シリコン含有ガスは、凸部１０２の側壁１０２ｓの下部よりも上部の膜厚が厚くなるようにシリコン膜１０４を成膜できるガスであればよく、例えば分子式中に珪素（Ｓｉ）を２つ以上含む高次シラン系ガスであってよい。高次シラン系ガスとしては、例えばジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガス、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）ガス、テトラシラン（Ｓｉ４Ｈ１０）ガスが挙げられる。
【００２９】
続いて、ウエハボート３８を回転させながら、処理容器３４内にガス供給管７８からエッチングガスを供給する。これにより、図３（ｃ）に示されるように、凸部１０２の上面１０２ｔにシリコン膜１０４を残存させると共に凸部１０２の側壁１０２ｓのシリコン膜１０４を除去する（エッチング工程）。このとき、シリコン膜１０４が除去されて露出した凸部１０２の側壁１０２ｓ及び表面酸化膜１０３の上面には、エッチングガスに含まれるハロゲン１０５が吸着する。エッチングガスは、凸部１０２の上面１０２ｔにシリコン膜１０４を残存させると共に凸部１０２の側壁１０２ｓのシリコン膜１０４を除去できるガスであればよく、例えば臭素含有ガス、ヨウ素含有ガスであってよい。臭素含有ガス又はヨウ素含有ガスを用いると、シリコン膜１０４をコンフォーマルにエッチングできる。これにより、相対的に膜厚が厚く成膜された凸部１０２の上面１０２ｔのシリコン膜１０４を残存させると共に、相対的に膜厚が薄く成膜された凸部１０２の側壁１０２ｓのシリコン膜１０４を除去できる。臭素含有ガスとしては、例えば臭化水素（ＨＢｒ）ガス又は臭素（Ｂｒ２）ガスが挙げられる。ヨウ素含有ガスとしては、例えばヨウ化水素（ＨＩ）ガス又はヨウ素（Ｉ２）ガスが挙げられる。
【００３０】
続いて、ウエハボート３８を回転させながら、処理容器３４内にガス供給管７６からシリコン含有ガスを供給する。これにより、図３（ｄ）に示されるように、凸部１０２の上面１０２ｔにシリコン膜１０４を成膜する（第２成膜工程）。第２成膜工程では、凸部１０２の側壁１０２ｓ及び表面酸化膜１０３の上面に吸着したハロゲン１０５により、凸部１０２の側壁１０２ｓ及び表面酸化膜１０３の上面にはシリコン膜１０４が成膜されにくい。これにより、凸部１０２の上面１０２ｔに残存したシリコン膜１０４表面へのシリコン膜１０４の成膜の進行が速いため、凸部１０２の上面１０２ｔに選択的にシリコン膜１０４が成膜される。第２成膜工程では、例えば隣接する凸部１０２により形成される開口１０２ａが閉塞しないようにシリコン膜１０４を成膜する。また、第２成膜工程では、例えば凸部１０２の側壁１０２ｓ及び表面酸化膜１０３の上面に膜形成が開始されるまでシリコン含有ガスの供給を継続する。なお、膜形成が開始されるとは、シリコンの核１０４ａが発生した時点であって、核成長が開始される前の時点を意味する。シリコン含有ガスは、例えば第１成膜工程と同様のガスであってよい。また、シリコン含有ガスは、第１成膜工程と異なるガスであってもよく、例えば、モノシラン（ＳｉＨ４）ガスが挙げられる。
【００３１】
続いて、エッチング工程及び第２成膜工程を交互に所定の回数繰り返し、凸部１０２の上面１０２ｔに所定の膜厚のシリコン膜１０４を成膜する。一実施形態では、エッチング工程（図３（ｅ）参照）、第２成膜工程（図３（ｆ）参照）、及びエッチング工程（図３（ｇ）参照）をこの順番に行う。
【００３２】
以上により、基板１０１の上に形成された複数の凸部１０２の上面１０２ｔに選択的にシリコン膜１０４を成膜できる。
【００３３】
なお、第１成膜工程の前に、ウエハボート３８を回転させながら、処理容器３４内にガス供給管７６からアミノシラン系ガスを供給し、凸部１０２にシード層を形成するシード層形成工程を行ってもよい。第１成膜工程の前にシード層形成工程を行うことで、凸部１０２の表面に形成されるシリコン膜１０４の表面粗さを小さくできる。アミノシラン系ガスとしては、例えばＤＩＰＡＳ（ジイソプロピルアミノシラン）、３ＤＭＡＳ（トリスジメチルアミノシラン）、ＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン）を利用できる。
【００３４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る成膜方法について説明する。第２の実施形態に係る成膜方法は、基板の上に形成された複数の凸部の上部（上面及び側壁の上部）に選択的にシリコン膜を成膜し、隣接する凸部により形成される開口を塞ぐ方法である。以下の成膜方法は、制御部９５が成膜装置１の各部の動作を制御することにより実行される。図４は、第２の実施形態に係る成膜方法を示す工程断面図である。
【００３５】
最初に、図４（ａ）に示されるように、表面に複数の凸部１０２が形成された基板１０１を準備する（準備工程）。準備工程は、第１の実施形態と同様であってよい。
【００３６】
続いて、処理容器３４内に基板１０１を搬入する（搬入工程）。搬入工程は、第１の実施形態と同様であってよい。
【００３７】
続いて、ウエハボート３８を回転させながら、処理容器３４内にガス供給管７６からシリコン含有ガスを供給する。これにより、図４（ｂ）に示されるように、凸部１０２の側壁１０２ｓの下部よりも上部の膜厚が厚くなるようにシリコン膜１０４を成膜する（第１成膜工程）。第１成膜工程は、第１の実施形態と同様であってよい。
【００３８】
続いて、ウエハボート３８を回転させながら、処理容器３４内にガス供給管７８からエッチングガスを供給する。これにより、図４（ｃ）に示されるように、凸部１０２の上面１０２ｔにシリコン膜１０４を残存させると共に凸部１０２の側壁１０２ｓのシリコン膜１０４を除去する（エッチング工程）。エッチング工程は、第１の実施形態と同様であってよい。
【００３９】
続いて、ウエハボート３８を回転させながら、処理容器３４内にガス供給管７６からシリコン含有ガスを供給する。これにより、図４（ｄ）に示されるように、凸部１０２の側壁１０２ｓの下部よりも上部の膜厚が厚くなるようにシリコン膜１０４を成膜する（第２成膜工程）。第２成膜工程では、凸部１０２の側壁１０２ｓ及び表面酸化膜１０３の上面に吸着したハロゲンにより、凸部１０２の側壁１０２ｓ及び表面酸化膜１０３の上面にはシリコン膜１０４が成膜されにくい。これにより、凸部１０２の上面１０２ｔに残存したシリコン膜１０４表面へのシリコン膜１０４の成膜の進行が速いため、凸部１０２の上面１０２ｔに選択的にシリコン膜１０４が成膜される。第２成膜工程では、隣接する凸部１０２により形成される開口１０２ａが閉塞するようにシリコン膜１０４を成膜する。これにより、凸部１０２の上面１０２ｔ及び側壁１０２ｓの上部に選択的にシリコン膜が成膜され、隣接する凸部１０２間には空洞１０２ｖが形成される。シリコン含有ガスは、例えば第１成膜工程と同様のガスであってよい。また、シリコン含有ガスは、第１成膜工程と異なるガスであってもよく、例えば、モノシラン（ＳｉＨ４）ガスが挙げられる。
【００４０】
以上により、凸部１０２の上面１０２ｔ及び側壁１０２ｓの上部に選択的にシリコン膜を成膜できる。
【００４１】
次に、第２の実施形態に係る成膜方法の適用例について説明する。以下では、酸化シリコンと窒化シリコンとが交互に積層されたＯＮＯＮ積層構造に、リソグラフィとエッチングによって孔（ホール）を形成する方法を説明する。
【００４２】
従来、酸化シリコンと窒化シリコンとが交互に積層されたＯＮＯＮ積層構造に孔を形成する場合、所望の積層数を有する積層膜を成膜した後、リソグラフィとエッチングによって全ての層を貫く孔を一気に形成していた。
【００４３】
しかしながら、１回のリソグラフィとエッチングによって開けられる孔の深さには限界があるため、限界を超える積層数を有する積層膜に孔を形成する場合、積層膜の形成と孔の形成とを繰り返し行っている。積層膜の形成と孔の形成とを繰り返し行う場合、上層の孔を形成するときのエッチングストッパーとして下層の孔にシリコン膜が埋め込まれる。しかし、孔にシリコン膜が完全に埋め込まれていると、上層を形成した後にシリコン膜を除去することが困難である。
【００４４】
そこで、第２の実施形態に係る成膜方法により、上記エッチングストッパーとして、孔の内部に空洞が形成されるようにシリコン膜を成膜する。これにより、上層を形成した後にシリコン膜を容易に除去できる。
【００４５】
以下、図５を参照して具体的に説明する。図５は、第２の実施形態に係る成膜方法の適用例を示す工程断面図である。
【００４６】
最初に、図５（ａ）に示されるように、酸化シリコン５１１と窒化シリコン５１２とを交互に積層してＯＮＯＮ積層構造（以下「下層５１０」という。）を形成し、次いで、フォトリソグラフィとエッチングにより下層５１０を貫通する孔５１３を形成する。
【００４７】
続いて、第２の実施形態に係る成膜方法により、図５（ｂ）に示されるように、下層５１０の上部（下層５１０の上面及び孔５１３の上部）に選択的にエッチングストッパーとしてシリコン膜５１４を成膜し、孔５１３を塞ぐ。このとき、孔５１３の内部に空洞５１３ｖが形成される。
【００４８】
続いて、図５（ｃ）に示されるように、下層５１０の上面に成膜されたシリコン膜５１４をエッチングにより除去する。
【００４９】
続いて、図５（ｄ）に示されるように、下層５１０の上に酸化シリコン５２１と窒化シリコン５２２とを交互に積層してＯＮＯＮ積層構造（以下「上層５２０」という。）を形成する。
【００５０】
続いて、図５（ｅ）に示されるように、フォトリソグラフィとエッチングにより、上層５２０を貫通する孔５２３を形成する。
【００５１】
続いて、図５（ｆ）に示されるように、例えばウエットエッチングにより、下層５１０の孔５１３に形成されたシリコン膜５１４を除去する。これにより、所望の積層数を有するＯＮＯＮ積層構造に、該ＯＮＯＮ積層構造を貫通する孔５１３、５２３を形成できる。このとき、下層５１０の孔５１３にはシリコン膜５１４が完全に埋め込まれておらず、孔５１３の内部に空洞５１３ｖが形成されているので、シリコン膜５１４を短時間で除去できる。また、孔５１３、５２３側面の膜表面がエッチャントに晒される時間が短くなるので、膜表面へのダメージ発生を抑制できる。
【００５２】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【００５３】
上記の実施形態では、基板が半導体ウエハである場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、基板はフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display)用の大型基板、ＥＬ素子又は太陽電池用の基板であってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
３４      処理容器
７６      ガス供給管
７８      ガス供給管
９５      制御部
１０１    基板
１０２    凸部
１０２ａ  開口
１０２ｔ  上面
１０２ｓ  側壁
１０４    シリコン膜
【図１】
2020027926.tif 000003
【図２】
2020027926.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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